西アフリカの水田農業の持続可能な水田管理と土壌特性
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(2) 特 性 は 異 な っ て お り、depressed>riverlevee>elevatedで あ っ た 。 砂 は シ ル ト と容 積 重 と 負 の 相 関 が あ り 、 シ ル トと 容 積 重 は 水 田 土 壌 へ の 水 が か り の 程 度 に よ り変 化 し た 。 シ ル ト 含 量 は あ ま り高 くな か っ た が 、 水 田 の 水 が か りの 良 いDepression部 分 に有 為 に 高 か っ た. 西 ア フ リカ の 低 地 土 壌 の 大 部 分 は 乾 季 の 間 に 硬 度 が 顕 著 に 高 ま る。 しか し、 こ の 現 象 の 農 学 的 意 義 と ア フ リカ に お け る この 現 象 に 対 処 す る 方 策 と して の 水 田 シ ス テ ム の効 用 に つ い て は これ ま ぞ ほ とん ど研 究 され て い な い 。2010年 と2011年 に 、乾 燥 に 伴 う低 地 土 壌 の硬 化. (R2=0.80)。 水 が か り の 程 度 の 影 響 を 受 け る 土 壌 の 容 積 重 と土 壌 水 分 はR2=0.9の 強 い相 関 関 係 を 示 した 。 今 回 の 土 壌 理 化 学 性 の 項 目 に お いて 、 川 の 上 、 中 、 下 流 と い う 位 置 に 関 わ り な く微 地 形 は 、 水 田 土 壌 の 理 化 学 性 へ の 影 響 が 大 き か っ た 。 調 査 地 の 内 陸 小 低 地 の 高 い シル ト含 有 量 と 低 い 容 積 重 の 土 壌 はDepression部 分 に見 られ 、 こ の 部 分 はSawah開 田. 現 象 とそ の 影 響 を モ デ ル 実 験 に よ り再 現 し た 。 ま た 、 水 田 に よ る水 管 理 に よ る 対 処 法 の 効 果 に つ いて 、 近 畿 大 学 奈 良 キ ャ ン パ ス の 温 室 に お け る ポ ッ ト試 験 によ り検 討 し た 。2010年 に 使 用 し た土 壌 の 土 性 は 砂 質 壌 土 で 炭 素 含 量 は9.07gkg-1で 、西 ア フ リカ の 低 地 土 壌 に 良 く. に好適 である。 ガ ー ナ 南 部 のKumasi付 近 の 別 の 粘 土 質 の 内 陸 小 低 地 に お い て 、Sawah水 田稲 作の継続 に よ る 効 果 を 調 べ る為 に 、Sawahの 継 続 期 間 の 異 な る 調 査 地(Sawah10年 目 、Sawah初 年、 Sawahで な い 稲 作 地)を 選 択 し湛 水 栽 培 した 時 と 、 して い な い 時 で 調 査 を 行 っ た 。Sawah. 似 て いた 。2011年 に使 用 した 砂 質 粘 土 質 壌 土 の炭 素 含 量 は33.93gkg'で 日本 の 平 均 的 な 土 壌 に 近 か っ た 。 乾 燥 処 理 に よ り硬 化 し た 土 壌(DHS)と 湿 状 態 に保 ち 未 固 化 土 壌(AMS)の 両 土 壌 と も木 製 の 棒 で 手 作 業 に よ り代 掻 き した の ち 、 ジ ャ ポ ニ カ 品 種 の 日本 晴 れ の21日 苗 を 移 植 した 。DHSとAMSと も以 下 の3段 階 の 水 管 理 状 態 で 管 理 した 。即 ち 、最 適 な 水 管 理(WR-1)、 不 適 切 な 水 管 理(WR-III)、 そ して 中 程 度 レベ ル の 水 管 理(WR-II)で ある。. 10年 目 の サ イ トはSawahで な い サ イ トに 比 べ て 土 壌 中 の 養 分 が 増 加 した 。土 壌 の 全 孔 隙 量 は 湛 水 下 でSawah10年 目>Sawah初 年>Sawahで な い 稲 作 地 の 順 にSawahの 継続 によ. イ ネ は 西 ア フ リカ の土 地 を 再現 す る為 、 無 施 肥 で 実 施 した 。 土 壌 の 容 積 重 は2時 間代掻 き を 行 った ポ ッ トでDHSとAMS共 に 減 少 した 。2011年 の 試 験 で は 西 ア フ リカ と比 べ て 有 機. り 向 上 した 。 容 積 重 の値 は こ の 逆 の 順 と な っ た 。Sawahで な い 稲 作 地 は 、 近 郊 の休 閑 地 よ り 上 記 の 土 壌 理 化 学 性 の 値 が 悪 く、持 続 性 が 低 か っ た 。こ れ ら の 値 は 時 間 と と も に悪 化 し、 Sawah初 年 の サ イ ト と有 意 に 異 な っ て いた 。 土 壌 の 水 ポ テ ン シ ャ ル の0∼300kPaの 値は代. 物 の 多 い 土 壌 で あ った た め 、 コ メ の 収 穫 期 に 、 容 積 重 と土 壌 硬 度 の 値 はAMS>DHSと な りWR・1<WR』,・nと な り 、乾 燥 に よ る硬 化 の 影 響 よ り乾 土 効 果 に よ り収 量 が 増 加 し た 。 植 物 の 地 上 部 バ イ オ マ ス は2010年 で は水 管 理 に影 響 を 受 け(WR・1>WR・II>WR・ 皿)、2011年 で は 土 壌 の 乾 土 効 果 に よ りDHS>AMSと な っ た 。分 げ つ 数 は2010年 では土. 掻 き と湛 水 に 重 要 な 項 目 で あ っ た 。2001∼2009年 に お い て 、Sawah10年 目 の サ イ トは Sawahで な い サ イ トに 比 べ て 持 続 的 に 平 均5倍 の コ メ の 収 量 が あ っ た 。2007∼2009年 の平 均 収 量 はSawah10年 目サ イ トで5.80Mg/ha、Sawah初 年 サ イ トで4.80Mglha、Sawah で な いサ イ トで1.10Mglhaで あ った 。2007年 で はSawah10年 目サ イ トか らSawah初 サ イ トの 収 量 を 引 い た 値 がSawahで な い サ イ トの 収 量 に勝 っ て い た が 、200812009年. 年 では. そ れ が 逆 に な った 。 これ ら の 結 果 はSawah(水 田)に よ る コ メ 生産 を 継 続 す る 農 業 的 利 点 を 示 して お り、 代 掻 き が 土 壌 の 水 分 状 態 を改 善 し、 畦 が 水 管 理 に 有 益 で あ る こ と を 示 す 。 ガ ー ナ にお い て 、Sawahシ ス テ ム は 伝 統 的 な 稲 作 シ ス テ ム よ り 高 い 生 産 性 が あ り、 そ れ は 代 掻 き に よ る効 果 で あ る 事 は 観 察 さ れ た が 、 代 掻 き の 明 確 な 効 果 は 明 ら か で は な い。 そ こ で 、6つ の 程 度 の 異 な る 代 掻 き(1回 、2回 、3回 、4回 の 代 掻 き 、4回 の 代 掻 き と 均 平 化 、 代 掻 き な し)に よ る籾 生 産 性 へ の 効 果 の 違 い を2009-2010年 の 作 付 け シー ズ ン(8月 から 12月)に 、ナ イ ジ ェ リ ア に お い て 実 施 し た 。調 査 地 は 全 て 平 地 で あ り、sandyloam(Akaeze サ イ ト)とloam(Adani,Ejetiサ イ ト)で実 施 した 。 調 査 地 は 畦 を 作 成 して 区 画 し、 そ の 後 、 耕 耗 機 で 代 掻 き を した 。1回 の 代 掻 き の 効 果 は 認 め られ た が 、代 掻 き1回 と4回 に は差 は 認 め られ ず 、 代 掻 き の効 果 は3つ の 調 査 地 で 同 じで あ っ た 。 苗 の 移 植 後10日 目の容積重 は代 掻 き あ りの 区 が な しの 区 に 比 べ て 、Akazeで22.4%、Adaniで15.8%、Ejetiで31,7%減 少 した 。 容 積 重 と 飽 和 容 水 量 は 移 植 後40∼120日 で は 代 掻 き の 有 無 間 で 同 じで あ った 。Ejeti の み で 、 代 掻 き 区 の イ ネ は 代 掻 き 無 しの 区 に 比 べ 、 地 上 部 が 高 く分 げ つ 数 も 多 か っ た 。 代 掻 き の 有 無 に よ る コ メ の 収 量 の 違 い は 年 間 を 通 じて 土 壌 が 湿 潤 で あ るAkazeとAdaniで 無 か っ た が(Akazeが3.71Mg/ha,Adaniが6.42Mg/ha)1回 の代掻 き区のコ メの収量が 双 方 と も最 も 高 い 値 を 示 した 。Ejetiで は 代 掻 き 区 が4.36Mglhaで 代 掻 き 無 し区 が1,81Mglha と な り代 掻 き の 効 果 が 見 られ た 。 これ らの 結 果 よ り年 間 を 通 じて 湿 潤 で な い 地 域 、 ギ ニ ヤ サ バ ンナ 帯 に あ るEjeti村 の よ う に 、 乾 季 が 明 確 な 地 域 で は 特 に 代 掻 き が 重 要 で あ り 、1回 の 代 掻 き で 十 分 で あ る こ とが 解 っ た 。. 壌 硬 度 が 高 くな る と 減 少 し 、2011年 で は 逆 で あ っ た 。 最 大 分 げ つ 数 は2010年 のイネの成 熟 期 でWR・1,WR一 豆>WR一 皿 で あ っ た 。コ メ の 収 量 と ワ ラ と根 の 重 量 は2010年 で はAMS >DHSで あ った が2011年 は 逆 で あ っ た 。 これ らの 結 果 よ り、土 壌 炭 素 はSawahシ ス テム にお いて低地土 壌の硬 化 に大きな影 響が ある事が 示唆 された。 炭素の少な い土壌 では コメ の収量 を減少 させな いため に湛水栽 培が 重要で あるが 、有機炭 素の豊富 な土壌で はコ メ収 量向上 には間断灌概 等の水 管理が有 用であ ると思われ る。.
(3) 論. 文. 審. 熱 帯 ア ジ ア や ラテ ン ア メ リ カ で1970年. 査. 結. 果. の. 要. 代 に実 現 した 緑 の 革命 は40年. サ プ サ ハ ラア フ リカ で 実現 し て い な い.一 方,30年. 旨. 以 上経 過 した 現 在,. 前 に 持 続 可 能 な食 糧 増 産 を実 現 した ア. ジ ア は,今 や 世 界経 済 の成 長 セ ンタ ー とな っ た.ア. フ リカ の 緑 あ 革 命 実 現 は,ア. み な らず 国 際社 会 の 重 要 な課 題 で あ る と同 時 に,広. 大 な 未 開 拓 の 土 地(と. を有 す る ア フ リカ は,将. 来 の 食 糧 基 地 に な り得 る可 能 性 も あ り,ア ジ ア 後 を 展 望 す れ ば 未. 来 の地 球 社 会 の 希 望 とも な る,全 体 で2000万ha,今 模 の灌 概 水 田 ポ テ ン シ ャ ル が 推 定 され る.そ. 後 の 技 術 革 新 に よ って は5000万ha規. の 半分 以 上 は農 民 レベ ル で の 水 田 開 発 が 可 能. な 内陸 小 低 地 や 数 百 ドル 程 度 の 簡 易 な ポ ン プでIha規 の 氾濫 原 が 広 範 か つ 無 数 に 分 布 す る.今 後10年 と して,農. フ リ カの. りわ け 低 湿 地). 模 の 灌 概 が 可 能 な 地 下水 位 数 皿程 度. 程 度 は,そ. の よ うな低 湿 地 を第 一 の ターゲ ット. 民 の 自 力に よ る 灌 概 水 田 開 発 に適 用 し,同 時 に幅 広 い 人材 養 成 が 重 要 で あ る.. 本研 究 で は ま ず ガ ー ナ とナ イ ジ ェ リ アの 種 々の 内 陸 小低 地 の 土 壌 特 性 を 水 田 開 発 の 持 続 性 とい う視 点 で 評 価 し、 粘 土 や 有 機 物 に加 え て 、 シル ト画 分 の 重 要 性 も 指 摘 した 。 っ い で ガ ー ナ の ク マ シ近 郊 の 内 陸 小 低 地 を選 び 、 内 陸 小 低 地 の微 地 形 の 差 に よ る 土 壌 の 水 が か りの 違 い が 、 水 田 土 壌 の 物 理 性 に 与 え る違 い を評 価 して 、微 地 形 に よ る 土 壌 特 性 は顕 著 に 異 な っ て お り、 水 田 適 地 の 選 定 の ポ イ ン トとな る こ と を 明 らか に した 。 さ らに 、 ガ ー ナ 南 部 の Kumasi付. 近 の別 の粘 土 質 の 内 陸 小 低 地 にお いて 、Sawah水. べ る 為 に 、Sawahの. 継 続 期 間 の 異 な る 調 査 地(Sawah10年. 田 稲 作 の継 続 によ る効 果 を調 目、Sawah初. 年 、Sawahで. な. い稲 作 地)を 選 択 し、湛 水 栽 培 した 時 と、して い な い 時 で 調 査 を 行 っ た。 この結 果 はSawah (水 田)に. よ る コ メ 生産 を継 続 す る農 業 的利 点 を 示 して お り、 代 掻 き が 土 壌 の 水 分 状 態 を. 改 善 し 、畦 が 水 管 理 に有 益 で あ る こ と を示 した 。 西 ア フ リカ の 低 地 土 壌 の 大 部 分 は 乾 季 の 間 に硬 度 が 顕 著 に高 ま る。 し か し、 この現 象 の農 学 的 意 義 とア フ リカ に お け る この 現 象 に 対 処 す る 方策 と して の水 田 シ ス テ ム の効 用 につ い て は これ ま で ほ とん ど研 究 され て い な い 。 そ こ で 、代 掻 き の効 果 を 明 ら か に す る モ デ ル 実 験 を 行 っ た 。 これ らの 結 果 よ りア フ リ カの 大 部 分 の低 地 の よ うに 、乾 季が 明 確 な 地 域 で は 特 に 代 掻 き が重 要 で あ り、1回 の代 掻 きで 十 分 で あ る こ とが 解 っ た 。 これ らの 結 果 よ り、土 壌 炭 素 はSawahシ. ス テ ム にお いて 低 地 土 壌. の 硬 化 に 大 き な影 響 が あ る 事 が 示 唆 さ れ た 。 炭 素 の 少 な い 西 ア フ リカ の よ うな 土 壌 で は乾 季 に よ る 土 壌 の硬 化 が コ メ の 収 量 を 減 少 さ せ な い た め に 水 田 によ る湛 水 栽 培 が 極 め て 有 益 であるが、有機炭素の豊富な土壌ではコメ収量向上には間断灌概等の水管理が有用で ある こ とを 示 し た。. よ っ て 、 本 論 文 は 博 士(農 学)の 学 位 論 文 と して 価 値 あ る もの と認 め る。 な お 、 審 査 あ た っ て は 、 論 文 に関 す る専 攻 内 審 査 お よ び公 聴 会 な ど所 定 の 手 続 き を 経 た うえ 、 平 成25年2月 8日 、農 学 研 究 科 教授 会 にお いて 、論 文 の価 値 な ら び に博 士 の学 位 を授 与 され る学 力 が十 分 で あ る と 認 め られ た 。.
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