誌名水稲における放射性物質移行低減対策技術の開発巻/号

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水稲における放射性物質移行低減対策技術の開発（プロジェクト研究成果シリーズ564）

誌名

誌名水稲における放射性物質移行低減対策技術の開発巻/号

巻/号 564号

掲載ページ

掲載ページ p. 1-75 発行年月

発行年月 2017年3月

農林水産省農林水産技術会議事務局筑波産学連携支援センター

Tsukuba Business-Academia Cooperation Support Center, Agriculture, Forestry and Fisheries Research Council Secretariat

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農林水産技術会議事務局

研究成果

564 ︵・︶

農地等の放射性物質の除去・低減技術の開発

農地等の放射性物質の除去・低減技術の開発│水稲における放射性物質移行低減対策技術の開発│研究成果

─水稲における放射性物質移行低減対策技術の開発─

Development of radioactive materials removal and reduction technology for forests and farmland

̶ Reduction technology of radioactive materials for paddy rice ̶

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農地等の放射性物質の除去・低減技術の開発

─水稲における放射性物質移行低減対策技術の開発─

Development of radioactive materials removal and reduction technology for forests and farmland

— Reduction technology of radioactive materials for paddy rice —

2 0 1 7 年 3 月

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序　　　文

　研究成果シリーズは、農林水産省農林水産技術会議事務局が研究機関に委託して推進した研究の成果をとりまとめたものであり、研究機関、行政機関等に配布することにより、今後の研究及び行政の推進に資することを目的として刊行するものである。

　この第 564 集「農地等の放射性物質の除去・低減技術の開発－水稲における放射性物質移行低減対策技術の開発－」は、農林水産省農林水産技術会議事務局の委託プロジェクト研究として、2012 年度から 2015 年度までの 4 年間にわたり、国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構を中心に実施した研究成果をとりまとめたものである。

　2011 年 3 月 11 日の東日本大震災に端を発した東京電力福島第一原子力発電所の事故により環境中に放射性物質が放出され、福島県及び周辺県の農地が汚染された。事故後、土壌から玄米への放射性セシウムの移行には、土壌中の交換性カリが影響を及ぼすことが明らかとなり、2012 年度に土壌中の交換性カリ含量 25 mg/100 g を目標としたカリ上乗せ施用による吸収抑制対策が打ち出され、その後の放射性セシウム移行低減に貢献した。しかし、基準値超過や基準値に近い玄米も散見されたことから、更なる要因解析や移行低減技術の確立が求められた。一方で、玄米の放射性セシウム濃度が基準値を大きく下回る、あるいは検出限界未満となるような地域では、通常の施肥管理に戻したいという生産者の声も上がっている。

　このような背景をふまえ、本研究では、カリ施肥法や水管理による移行低減技術を開発するとともに、各種土壌における水稲の放射性セシウム吸収リスク、放射性セシウム濃度を上昇させない適正な土壌中カリ水準を明らかにする。

　本研究を担当し、推進された方々の労に対し深く感謝の意を表するとともに、本書が、研究機関、行政機関等において幅広く利用されることを期待する。

　2017 年 3 月

農林水産省農林水産技術会議事務局長　　　西郷　正道　　

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目　　　次

研究の要約………１

第 1 編　水稲における放射性セシウム移行要因の解明および移行低減対策技術の開発………９第 1 章　土地利用型作物における放射性セシウムの移行係数の解析と吸収抑制技術の開発………９　　１　水稲における放射性セシウムの移行要因の解析と吸収抑制技術の開発………９

　　２　茨城県南部における水稲の放射性セシウムの移行係数の解析と吸収抑制技術の開発………14

　　３　福島県における水稲の放射性セシウムの移行係数の解析と吸収抑制技術の開発………21

　　４　栃木県における水稲の放射性セシウムの移行係数の解析と吸収抑制技術の開発………28

　　５　茨城県北部における水稲の放射性セシウムの移行係数の解析と吸収抑制技術の開発………33

第 2 章　土壌の放射性セシウム可給性評価手法の開発………38

第 2 編　カリ施用からの卒業に向けた土壌リスク評価技術の開発………42

第 1 章　低リスク地域におけるカリウム適正施用量の設定………42

　　１　福島県における水稲のカリウム適正施用量の設定………42

　　２　福島県におけるそばのカリウム適正施用量の設定………47

　　３　宮城県における水稲のカリウム適正施用量の設定………51

　　４　宮城県におけるそばのカリウム適正施用量の設定………55

　　５　栃木県における水稲のカリウム適正施用量の設定………58

第 2 章　高リスク地域における土壌中カリ濃度維持手法の開発………62

　　１　水稲における高リスク地域の要因解析と土壌中カリ濃度維持手法の開発………62

　　２　そばにおける高リスク地域の要因解析と土壌中カリ濃度維持手法の開発………64

第 3 章　土壌リスク評価技術の開発………67

第 4 章　セシウム吸収リスク評価のための土壌中カリウム測定手法の開発………71

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Ⅰ　研究年次・予算区分

研究年次：2013 年度～ 2015 年度

予算区分：農林水産省農林水産技術会議事務局　　　　　委託プロジェクト研究「農地等の放射

性物質の除去・移行低減技術の開発－

水稲における放射性物質移行低減対策技術の開発及びカリ施用からの卒業に向けた土壌リスク評価技術の開発－」

Ⅱ　主任研究者推進リーダー：

　　　　　（研）農業・食品産業技術総合研究機構東北農業研究センター

　　　　　農業放射線研究センター　　　　　上席研究員

　　　　　太田　健（2013 ～ 2015 年度）

Ⅲ　研究担当機関

１　水稲における放射性セシウム移行要因の解明および移行低減対策技術の開発

国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構東北農業研究センター

（委託先）国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構中央農業総合研究センター

（委託先）国立研究開発法人農業環境技術研究所

（委託先）福島県農業総合センター

（委託先）栃木県農業試験場

（委託先）茨城県農業総合センター

２　カリ施用からの卒業に向けた土壌リスク評価技術の開発

（委託先）国立研究開発法人農業環境技術研究所

（委託先）宮城県古川農業試験場

（委託先）福島県農業総合センター

（委託先）栃木県農業試験場

Ⅳ　研究目的

　2011 年度の科学技術戦略推進費による水稲への放射性セシウムの移行係数の解析により、交換性カリ含量が移行に与える影響が大きいことが明らかになった。2012 年度は、この成果に基づき交換性カリ含量 25 mg/100 g を目標としたカリ上乗せ施用による吸収抑制対策が指導され、2012 ～ 2013 年産米の放射性セシウム濃度の大幅低減に貢献した。しかし、基準値超過や基準値に近い玄米が散見され、更なる要因解析や移行低減技術の確立が必要である。

そこで、カリ施肥法や水管理による移行低減技術の確立、移行係数の経年変化の解明を行うとともに、

土壌溶液中カリウム濃度などから玄米中放射性セシウム濃度を予測する簡易診断法の検証を行う。また、除染後水田において移行低減に必要なカリ水準を明らかにする。ゼオライトのカリ保持能をポット栽培試験やカラム試験で検証する。さらに、水稲の放射性セシウム吸収リスクを予測するために、土壌の放射性セシウム可給性を評価する。

　2013 年産農産物において放射性セシウム吸収抑制対策の実施面積は、水稲で宮城・福島・栃木・群馬の 4 県で約 8.4 万 ha、そばでは岩手・宮城・福島・栃木の 4 県で 2.4 千 ha となっている（農業環境対策課 2014 年 11 月）。吸収抑制対策としては主にカリの上乗せ施用が実施されているが、土壌中の放射性セシウム濃度が低い地域などでは、通常の施肥管理に戻すことが求められている。そこで、吸収抑制対策としてのカリ増施を実施しない場合の土壌中カリ含量の推移と玄米あるいは玄そば中放射性セシウム濃度の関係を現地試験やポット試験で明らかにし、放射性セシウム濃度を上昇させない適正な土壌中カリ水準を明らかにする。

　抑制対策として塩化カリを増施しても、溶脱などにより、水稲の生育期間中の土壌中カリ含量が必要とされるレベルに維持されない圃場がある。そこ

研　究　の　要　約

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で、フィンランドなどにおいて緩効性のカリ肥料として利用されている金雲母を施用した圃場試験を行い、土壌中カリ含量の維持効果及び玄米あるいは玄そばへの放射性セシウム吸収抑制効果を検証する。

　シュウ酸抽出法などを適用して土壌のセシウムの可給性を評価すると共に、各種土壌特性を加えて説明変数とした土壌リスク評価技術を開発する。

　大豆畑における土壌中水抽出カリウムイオン濃度に基づく大豆子実中放射性セシウム基準値超過リスク診断技術を開発する。また、併せてカリウムイオンメーターによる土壌溶液及び土壌の水抽出液診断技術を開発する

Ⅴ　研究方法

　移行低減技術を確立するため、施用時期などカリ施肥法による移行低減効果、ゼオライト、バーミキュライト等各種資材施用や稲わら還元による移行低減効果、中干し期間の延長や落水時期の早期化など水管理による移行低減効果を調査する。栃木県や茨城県の南部・北部において三要素や有機物連用試験を継続し、移行係数の経時変化を明らかにする。

栽培期間中の土壌溶液中カリウム濃度が玄米中放射性セシウム濃度に及ぼす影響を解明し、玄米中放射性セシウム濃度予測技術を確立する。表土削り取り・客土を行った除染後水田において吸収抑制に必要なカリ水準を明らかにする。また、ポット試験にてゼオライト施用が必要な CEC 水準を解明し、カラム試験にてゼオライトのカリ保持能を検証する。

複数の土壌－玄米のサンプルセットを用いて、交換性放射性セシウム、分配係数などの既存の方法および新たな抽出液の種類や濃度と玄米の放射性セシウ

ム濃度との関係を明らかにし、放射性セシウム可給性評価手法を開発する。

　現地農家圃場において無カリ区を設置し、土壌中交換性カリ含量が低下した場合の土壌中交換性カリ含量と移行係数の関係（カリ曲線）を調査する。これらのデータ及び農水省消費・安全局「放射性物質移行要因調査」のデータを用いて、玄米あるいは玄そば中放射性セシウム濃度を上昇させない適正な土壌中交換性カリ含量を明らかにする。また、水稲やそばが放射性セシウムを吸収しやすいポット試験において、カリ無添加で水稲やそばを栽培し、土壌中交換性カリ含量が極端に低下したときの玄米中放射性セシウム濃度を求め、潜在的リスク評価を行う。

　フィンランド Siilinjärvi 産金雲母を施用した圃場試験を実施し、土壌中カリ含量の維持効果及び玄米あるいは玄そばへの放射性セシウム吸収抑制効果を解明する。

　複数の土壌－玄米のサンプルセットを用いて、

シュウ酸など各種溶媒による土壌からの Cs-133 抽出量と玄米中の Cs-133 濃度との関係を解析する。

玄米セシウムを目的変数、抽出セシウム及び各種土壌特性を説明変数として抽出溶媒別にステップワイズ法による重回帰解析を行い、リスク評価が可能か検討する。

　大豆畑における土壌中水抽出カリウムイオン濃度と大豆子実中放射性セシウム濃度の関係を解析し、

水抽出カリウム濃度により基準値超過リスクを診断可能か検討する。また、カリウムイオンメーターによる土壌溶液及び土壌の水抽出液診断技術を開発する。

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研究計画表（研究室別年次計画）

研究課題研究年度担当研究機関・研究室

12 13 14 15 機関研究室

1 　水稲における放射性セシウム移行要因の解明および移行低減対策技術の開発

（1）土地利用型作物における放射性セシウムの移行係数の解析と吸収抑制技術の開発　 1）水稲における放射性セシウムの移行要因

の解析と吸収抑制技術の開発

2）茨城県南部における水稲の放射性セシウムの移行係数の解析と吸収抑制技術の開発

3）福島県における水稲の放射性セシウムの移行係数の解析と吸収抑制技術の開発 4）栃木県における水稲の放射性セシウムの

移行係数の解析と吸収抑制技術の開発 5）茨城県北部における水稲の放射性セシウ

ムの移行係数の解析と吸収抑制技術の開発

（2）土壌の放射性セシウム可給性評価手法の開発

2 　カリ施用からの卒業に向けた土壌リスク評価技術の開発

（1）低リスク地域におけるカリウム適正施用量の設定

1）福島県における水稲のカリウム適正施用量の設定

2）福島県におけるそばのカリウム適正施用量の設定

3）宮城県における水稲のカリウム適正施用量の設定

東北農業研究センター

中央農業総合研究センター

福島県農業総合センター

栃木県農業試験場

茨城県農業総合センター

農業環境技術研究所

宮城県古川農業試験場

農業放射線研究センター

土壌肥料研究領域

生産環境部作物園芸部

研究開発部土壌環境研究室

農業研究所環境・

土壌研究室土壌環境研究領域生産環境部

作物園芸部・生産環境部

作物園芸部土壌肥料部・水田利用部

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Ⅵ　研究結果

　基肥重点のカリ施肥が放射性セシウムの移行低減に有効であることが明らかになった。塩化カリとケイ酸カリの放射性 Cs 吸収抑制効果は、施用 1 年目は塩化カリの方がケイ酸カリより高いが、施用 2 年目、3 年目は同程度であり、その効果は経年により低下した。栃木の多湿黒ボク土水田や茨城県北部における試験において、水稲作付前に土壌中交換性カリ含量を 25 mg/100 g 以上に高めることにより、玄米の放射性セシウム吸収を低減できた。塩化カリ等カリ資材による土壌改良、堆肥など有機物の連用が有効であった。また、カリ増施は食味や玄米中のカリウム含量に影響しないことを明らかにした。ゼオライトやバーミキュライトは投入量の増加に伴い、

玄米中放射性セシウム濃度が低下したが、資材に含まれるカリの効果により吸収が抑制されているもの

と考えられた。稲わらや金雲母の施用により土壌中交換性カリ含量及び土壌溶液中カリウム濃度は高まり、玄米中放射性セシウム濃度が低下することを明らかにした。中干しを省略し、落水を遅らせる水管理は、水稲の放射性セシウム吸収を高めることが明らかとなった。一方で、中干しや落水期間を延長することによる低減効果は小さかった。移行係数は 2011 年から 2012 年にかけて大幅に低下したが、その後の低下は小さい場合が多く、土壌中の交換性カリ含量の年次変動の影響が大きくなった。茨城南部での試験では 2012-2014 年にかけて、移行係数は圃場平均で 2 ～ 3 割低下した。栃木の多湿黒ボク土では 2012 年以降の 3 年間の移行係数は経年によりほとんど低下しなかった。

　塩化カリの増肥に伴い、移植前の土壌溶液中カリウムイオン濃度が高まり、玄米中放射性セシウム濃度は低減された。移植前の土壌溶液中カリウムイオン濃度から基準値超過を予測する診断値を試算し 4）宮城県におけるそばのカリウム適正施用

量の設定

5）栃木県における水稲のカリウム適正施用量の設定

（2）高リスク地域における土壌中カリ濃度維持手法の開発

1）水稲における高リスク地域の要因解析と土壌中カリ濃度維持手法の開発

2）そばにおける高リスク地域の要因解析と土壌中カリ濃度維持手法の開発

（3）土壌リスク評価技術の開発

（4）セシウム吸収リスク評価のための土壌中カリウム測定手法の開発

栃木県農業試験場

農業環境技術研究所

土壌肥料部・水田利用部

研究開発部土壌環境研究室

生産環境部土壌環境研究領域生産環境部生産環境部

注）文中の図、表に付した番号は、上記研究課題番号とその中の一連番号を組合せて表示してある。（例：1-（1）

-1）-①の課題の 1 番目の図の場合は、図 1111-1 と表示）

(10)

た。表土削り取り・客土による除染後圃場でも、カリ増施により土壌溶液中カリウム濃度は高まったが、対照区でも交換性カリ含量が比較的高かったため玄米中 RCs 濃度は低く、カリ増施による吸収抑制効果は小さかった。低肥沃度の客土が行われた除染後水田でも適切な施肥により収量確保は可能であり、玄米中放射性セシウム濃度も低く抑えることができた。

　ゼオライト施用によるポット水稲栽培試験では、

土壌中交換性カリ含量が大幅に低下し、移行低減効果は明確ではなかった。一方、カリを除去したゼオライトを用いたカラム試験の結果、ゼオライト施用によってカリ保持能の増加が認められた。

　シュウ酸による Cs-133 抽出量および土壌理化学性と玄米 Cs-133 濃度との間における関係をステップワイズの重回帰分析で解析した結果、シュウ酸抽出 Cs-133、交換性カリウム含量および土壌 pH が選択され、シュウ酸抽出法による Cs-137 可給性評価の可能性が示唆された。

　水稲では、福島・宮城・栃木の圃場試験および消安局事業データから、¹³⁷Cs 移行係数が 0.017 以下

（暫定的に土壌中放射性セシウム濃度が 3,000 Bq/kg の圃場で玄米中の放射性セシウム濃度が基準値の半分の 50 Bq/kg 以下を想定）となる収穫期の土壌中交換性カリ含量の下限値は約 18 mgK2O/100 g と推察された。宮城県での圃場試験の結果から、カリウムが生理的に不足すると玄米中放射性セシウム濃度が高まると考えられ、水稲茎葉中 K および Na 含量から玄米への放射性セシウム移行リスクを評価できる可能性が考えられた。

　無カリのポット試験の結果、土壌中交換性カリ含量が極端に低下する場合が多く、ポット試験は潜在的リスク評価に有効と考えられた。福島における移行係数の最大値は 0.27 であり、この時の収穫後の土壌中交換性カリ含量は 1.2 mg/100 g 乾土であった。この移行係数の最大値を用い、無条件でカリ肥料の上乗せを削減し、玄米中 Cs-137 濃度を 100 Bq/kg 以下とするための土壌中 Cs-137 濃度を算出した結果、100/0.27=370 Bq/kg と試算された。

栃木では 9 地点の土壌を用いた無カリの水稲ポット

試験結果から、土壌の潜在的リスクを評価できた。

また、有機物連用による黒ボク土水田では移行係数が 2012 年以降、経年によりほとんど低下しないことを明らかにした。

　そばでは、土壌から玄そばへの放射性セシウムの移行は 2012 年以降低下傾向にあり、土壌の交換性カリ含量の増加と交換性放射性セシウムの割合の低下が関係するものと推察された。一部の地域では吸収抑制対策を行わなくても基準値を下回る玄そばを生産できると考えられた。

　フィンランド Siilinjärvi 産金雲母を施用した水田 3 圃場すべてで土壌溶液カリウム濃度は高く推移し、交換性カリ含量が比較的低い圃場では顕著な移行低減効果が見られた。金雲母施用はそばにおいても土壌の交換性カリ含量の維持に有効である可能性が示された。

　玄米のセシウムを目的変数、溶媒別の抽出セシウムおよび各種土壌特性を説明変数としてステップワイズ重回帰解析を行った結果、硝酸カルシウム抽出セシウムをパラメータとした場合に最も高い予測値と実測値の相関が得られた。予測式には交換性カリ含量もパラメータとして含むため、交換性カリ含量の低減に伴う玄米セシウム低減を予測できる可能性が示された。交換性カリ含量の低減に伴う、玄米の Cs-133 予測増加率と Cs-137 実測増加率は同様に変化する傾向が認められた。

　生育ステージ毎の水抽出カリ含量と大豆子実中 Cs-137 濃度との間には高い相関がみられ、水田だけでなく、大豆においても基準値超過の診断に水抽出法が有用であることが示唆された。原子吸光光度計によるカリウムイオン濃度とイオンメーターによるカリウムイオン濃度との間には高い相関がみられ、イオンメーターは現場での診断に有用であることが示された。

Ⅶ　今後の課題

　塩化カリ施用では経年による土壌中の交換性カリ含量の低下が認められる場合があることから、土壌中の交換性カリ含量を維持するための効率的なカリ施肥法を明らかにする必要がある。吸収抑制対策としてのカリ増施が不要となる条件の解明、また、放

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射性セシウムの吸収リスクが高い土壌での要因解明を継続して進める必要がある。

　これまで実施されている抑制対策によって、圃場の交換性カリ含量はかなり高い水準となっているため、圃場レベルでの無カリ・抑制対策停止の影響を検証するには、複数年の追跡が必要である。通常の施肥管理に戻した場合、土壌中交換性カリ含量が低下し玄米や玄そばの放射性セシウム濃度が増加する懸念がある。対策を中止した場合の土壌中交換性カリ含量と玄米あるいは玄そばの放射性セシウム濃度の調査を継続することが必要である。また、水稲が生理的なカリウム欠乏とならないための土壌条件の解明及び有機物施用基準や施肥基準の策定が必要である。カリ増施を行っても吸収抑制効果が低い地点では、その要因を解明する必要がある。その対策技術としての金雲母のカリ供給能の持続性や、産地によるカリ供給能の相違について、栽培試験により引き続き明らかにしていく必要がある。

　試験畑では水抽出カリウムイオン濃度に基づく大豆子実中放射性セシウム濃度の基準値超過リスク診断技術が適用できることが明らかになったが、今後は現地ほ場にて上記の技術が適用できるか検証する必要がある。

Ⅷ　研究発表

1） Eguchi T., Ohta T., Ishikawa T., Matsunami H., Takahashi Y., Kubo K., Yamaguchi N., Kihou N. and Shinano T. （2015） Influence of the nonexchangeable potassium of mica on radiocesium uptake by paddy rice. J. Environ.

Radioact. 147: 33-42.

2）江口哲也・太田健・石川哲也・藤村恵人・松波寿弥・高橋義彦・信濃卓郎（2015）フィンランド産金雲母施用による水稲への放射性セシウム移行低減．日土誌講要．61：165.

3）真壁周平・鈴木雄一・池羽正晴・太田健・松波寿弥・中村憲治（2014）茨城県の水田における放射性セシウムの玄米への移行に対する施肥・有機物

の影響．日本土壌肥料学会講演要旨集．61：264．

4）宮﨑成生・出口美里・廣澤美幸（2013）加里施用による水稲の放射性セシウム吸収抑制効果．日本土壌肥料学会講演要旨集．59：263.

5）宮﨑成生（2013）栃木県黒ボク土水田におけるカリ施用による放射性セシウム吸収抑制効果．日本土壌肥料学会講演要旨集．59：154.

6）宮﨑成生・出口美里・吉澤比英子（2014）黒ボク土水田での有機物連用による水稲の放射性セシウム吸収への影響．日本土壌肥料学会講演要旨集．

60：273.

7）宮﨑成生（2014）栃木県黒ボク土水田におけるカリ施用による放射性セシウム吸収抑制効果．日本土壌肥料学会講演要旨集．60：140.

8）宮﨑成生（2015）黒ボク土水田での有機物連用による水稲の放射性セシウム吸収への影響（第 2 報）．日本土壌肥料学会講演要旨集．61：265.

9）宮﨑成生・鈴木未来・出口美里・吉澤比英子

（2015）栃木県黒ボク土水田における水稲の放射性セシウム吸収－同一施肥管理ほ場での経年変化－．日本土壌肥料学会講演要旨集．61：152.

10） Saito T. et al. （2012） Effect of potassium application on root uptake of radiocesium in rice.

KUR Research Program for Scientific Basis of Nuclear Safety: 165-169.

11）齋藤隆・高橋和平・牧野知之・太田健・吉岡邦雄（2013）福島県内の農地における放射性物質に関する研究（第 11 報）各種吸着資材施用による玄米中放射性セシウムの吸収抑制効果．日本土壌肥料学会講演要旨集．59：p152.

12） Saito T. et al. （2014） Studies on Radiocesium transfer in agricultural plants in Fukushima Prefecture, In S. Takahashi （Ed） Radiation Monitoring and Dose Estimation of the Fukushima Nuclear Accident, Springer, Tokyo.

13）齋藤隆・高橋和平・牧野知之・太田健（2014）

福島県内の農地における放射性物質に関する研究

（第 17 報）田植前の水溶性カリウムイオン濃度に基づく玄米中放射性セシウム濃度の推定．日本土壌肥料学会講演要旨集．60：p141.

14） Saito T. et al. （2015） Effect of application timing of potassium fertilizer on root uptake　of

137Cs in brown rice, Journal of Radioanalytical and

(12)

Nuclear Chemistry. 303: 1585-1587.

15）齋藤隆・牧野知之・太田健（2015）福島県内の農地における放射性物質に関する研究（第 29 報）

水稲生育期間中の水溶性カリウム濃度に基づく玄米中放射性セシウム濃度の推定．日本土壌肥料学会講演要旨集．61：p166.

16）若林正吉・高橋茂・伊藤純雄（2014）長期カリ無施用が土壌セシウムの水稲移行量と交換性画分量に及ぼす影響．日土誌講要．60：10.

17）若林正吉・高橋茂・伊藤純雄（2014）水田の湛水期間が水稲の放射性セシウム濃度に及ぼす影響．

日土誌講要．60：144.

18）若林正吉・伊藤純雄・高橋茂（2015）水田土壌セシウムの土壌溶液中での挙動と NH4・K・酢安抽出セシウムとの関係．日ペド 2015 講要．20.

19）若林正吉・高橋茂・伊藤純雄（2015）水田の湛水期間が水稲の放射性セシウム濃度に及ぼす影響

（第 2 報）．日土誌講要．61：153.

20） Wakabayashi S. et al. （2016） Influence of water management and fertilizer application on ¹³⁷Cs and ¹³³Cs uptake in paddy rice fields. J. Environ.

Radioact. 157: 102-112.

1）藤村恵人・久保堅司・江口哲也・松波寿弥・小林浩幸・太田健・信濃卓郎（2015）そばにおける土壌の交換性カリ含量と放射性セシウムの吸収との関係．日本作物学会第 240 回講演会要旨集．127.

2） Kubo K., Nemoto K., Kobayashi H., Kuriyama Y., Harada, H., Matsunami H., Eguchi T., Kihou N., Ota T., Keitoku S., Kimura T. and Shinano T. （2015） Decreasing radioactive cesium in buckwheat in Japan. ICOBTE Abstract Book.

359.

3）久保堅司・江口哲也・松波寿弥・藤村恵人・小林浩幸・太田健・信濃卓郎（2015）そばにおけるカリウムとセシウムの動態と土壌の交換性カリ含量との関係．日本作物学会第 240 回講演会要旨集．

128.

4）久保堅司・平山孝・栗山泰・小林浩幸・太田健・

信濃卓郎（2016）土壌から玄そばへの放射性セシウムの移行性の年次変化と移行に及ぼす要因の解

析を基にしたカリによる吸収抑制対策の緩和に関する考察．日本作物学会第 241 回講演会要旨集．

103.

5）久保堅司・小林浩幸・村上源吉・八戸真弓・高橋義彦・濱松潮香・太田健・信濃卓郎（2016）放射性セシウムの物理的除染を行った福島県伊達郡川俣町山木屋地区の圃場におけるそばによる営農再開の試み．日本作物学会第 241 回講演会要旨集．

104.

6） Kubo K., Kobayashi H., Nemoto K., Hirayama T., Matsunami H., Ichihashi Y., Ota T., Keitoku S.

and Shinano T. （2016）. Decreasing radioactive cesium in lodged buckwheat grain after harvest.

Plant Prod. Sci. 19(1): 91-95.

Ⅸ　研究担当者

太田　健、石川哲也^＊、藤村恵人、江口哲也^＊、松波寿弥、信濃卓郎

国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構中央農業総合研究センター

高橋　茂、若林正吉^＊、木村秀也、加藤直人国立研究開発法人農業環境技術研究所

牧野知之^＊、石川　覚、藤原英司、木方展冶福島県農業総合センター

齋藤　隆^＊、高橋和平、佐久間裕樹^＊、佐藤睦人、

新妻和敏、佐藤　誠、藤澤弥榮栃木県農業試験場

宮崎成生^＊、出口美里、鈴木未来茨城県農業総合センター

鈴木雄一、真壁周平^＊、池羽正晴、中村憲治

太田　健、石川哲也^＊、久保堅司^＊、藤村恵人、

江口哲也^＊、松波寿弥

国立研究開発法人農業環境技術研究所

牧野知之^＊、石川　覚、藤原英司、木方展冶

(13)

島　秀之、宮本武彰^＊、金澤由紀恵^＊、石川亜矢子、安藤慎一朗

藤澤弥榮、佐久間祐樹、五十嵐裕二、平山　孝^＊、荒井義光、齋藤　隆^＊

栃木県農業試験場宮崎成生^＊、出口美里

（^＊執筆者）

Ⅹ　取りまとめ責任者あとがき

　水稲においては、2011 年の研究成果に基づき 2012 年から土壌中の交換性カリ含量を 25 mg/100 g とする放射性セシウム吸収抑制対策が福島県をはじめとする放射性セシウムに汚染された地域で実施され大きな効果を上げできた。しかし、基準値超過や基準値に近い玄米が散見され、その要因解析と適切な施肥管理手法が求められ、このプロジェクトが進められてきた。吸収抑制には速効性カリの基肥施用が効果的であること、カリ増施は食味や玄米中のカリウム含量に影響しないことなどが明らかになった。また、稲わらやゼオライト施用の効果の検証など、その成果の一部は「放射性セシウム濃度の高い米が発生する要因とその対策について～要因解析調査と試験栽培等の結果の取りまとめ～」として公表され、被災した各県における吸収抑制対策に活用された。また、移行係数は 2011 年から 2012 年にかけては急速に低下し、その後の低下は緩やかな傾向にあることを明らかにした。基準値を超過した玄米が 2016 年にはゼロとなったことは、農業者や関係部局の努力とともにこれまでの研究成果の貢献が大きいと考える。

　土壌中の放射性セシウム濃度は事故後 6 年の 2017 年には物理的減衰によって事故時の半

分になる。土壌中交換性カリ含量を水稲では 25 mg/100 g、そばでは 25 mg/100 g という一律的なカリ増施による抑制対策から、土壌中放射性セシウム濃度レベルや土壌タイプ・地域による吸収リスクに応じたカリ施肥管理への移行が求められ、2015 年にはプロジェクトの目標を「放射性セシウム移行を抑制するための適正な交換性カリ水準設定」に切り替えた。これまでのカリ増施による吸収抑制対策によって現地圃場の交換性カリ含量は高まっており、無カリ区を圃場の一部に設置してカリ増施を中止した場合にどれくらい放射性セシウムが吸収されるリスクがあるのか評価しようと試みた。しかし、

カリ施用を 1 年中止しただけでは交換性カリ含量の減少程度はわずかな場合が多く、適正なカリ水準を求めるための十分なデータは得られなかった。

　今後、数年かけてデータの積み重ねを行い、適正なカリ水準の設定、さらに、そのカリ水準を維持するための土壌・施肥管理法を策定する必要がある。

また、吸収抑制対策を中止した数年後に交換性カリ含量が低下し、玄米中放射性セシウム濃度が上昇することが懸念される。抑制対策中止後の交換性カリ含量と玄米中放射性セシウム濃度の推移をモニタリングすることが必要である。基準値を超過することなく、適正なカリ水準に移行できるよう研究の進展に期待したい。さらに、カリ対策を実施しても交換性カリ含量が上昇しない地域や交換性カリ含量が高いのに子実中の放射性セシウム濃度が比較的高くなりやすい地域での要因解析と対策技術の策定も重要と考える。

　最後に本研究にご協力・ご指導いただいた現地農業者、各県や市町村、農林水産省の関係部局の皆様、また、試験研究機関の皆様に深くお礼申し上げます。

（推進リーダー：太田　健）

(14)

１　水稲における放射性セシウムの移行要因の解析と吸収抑制技術の開発

　ア　研究目的

　2011 年度の科学技術戦略推進費による水稲への放射性セシウム^{＊ 1}の移行係数の解析により、交換性カリ^{＊ 2}含量が移行に与える影響が大きいことが明らかになった。2012 年度は、この成果に基づき交換性カリ含量 25 mg/100 g を目標とした施肥が指導され、2012 ～ 2013 年産米の放射性セシウム濃度の大幅低減に貢献した。しかし、基準値超過や基準値に近い玄米が散見され、更なる要因解析や移行低減技術の確立が必要である。そこで、カリ施肥法や水管理による移行低減技術の確立、移行係数の経年変化の解明を行うとともに、土壌溶液中カリウム^{＊ 2} 濃度などから玄米中放射性セシウム濃度を予測する簡易診断法の検証を行う。また、除染後水田において移行低減に必要なカリ水準を明らかにする。さらに、ゼオライトのカリ保持能力をカラム試験で検証する。

　イ　研究方法

　（ア）　カリ施肥法や水管理による移行低減技術の確立と土壌溶液中カリウム濃度の影響評価（現地試験）

　　ａ　稲わら還元による移行低減効果の検証

（2013 年現地試験）

　稲わら還元量の異なる試験区における土壌中交換性カリ含量の推移と、稲体や玄米中の放射性セシウム濃度を調査し、施用効果を検証する。

　場所：伊達市霊山町下小国現地農家圃場（灰色低地土）

　稲わら施用量：0、0.5、1 t/10 a の 3 水準、稲わらのカリ含量は乾物当たり 1.68％。なお、稲わらは放射性セシウムを含まない長野県産のものを施用した。

　面積：各処理区 5 × 5 m、2 連

　栽培条件：コシヒカリ 6/12 移植、窒素・リン酸・

カリ、それぞれ 6 kg/10 a を基肥として施用

　調査：水稲生育・収量、土壌中交換性カリ含量の推移、稲体・玄米および土壌中放射性セシウム濃度　　ｂ　水管理による移行低減効果の検証（2013 年現地試験）

　中干し期間の延長が玄米中の放射性セシウム濃度に及ぼす影響を調査する。

　場所：伊達市霊山町下小国現地農家圃場（灰色低地土、ａと同一圃場）

　処理：強中干し区として中干し期間（7/26-8/9）

を対照区より 1 週間延長。対照区は a の稲わら 0 t/10 a 区。

　栽培条件：コシヒカリ 6/12 移植、窒素・リン酸・

　調査：水稲生育・収量、土壌中交換性カリ含量の推移、稲体・玄米および土壌中放射性セシウム濃度　　ｃ　土壌溶液中カリウム濃度の影響評価（2014 年現地試験）

　カリ供給能力の異なる現地圃場において、栽培期間中の土壌溶液中カリウム濃度が玄米中放射性セシウム濃度に及ぼす影響を評価する。

　場所：伊達市霊山町下小国現地農家圃場（灰色低地土、ａとは別圃場）、南相馬市小高区現地農家圃場（灰色低地土）

　カリ資材施用量：0、0.5 t/10 a（細粒および粗粒金雲母）

　栽培条件：ひとめぼれ 6/6 移植、窒素・リン酸・

カリ、それぞれ 6 kg/10 a を基肥として施用（伊達市）、コシヒカリ 5/21 移植、窒素 2.7 kg/10 a、リン酸 3.4 kg/10 a、カリ 1.4 kg/10 a を基肥として施用（南相馬市）

第１編　水稲における放射性セシウム移行要因の解明および移行低減対策技術の開発

第１章　土地利用型作物における放射性セシウムの移行係数の解析と

吸収抑制技術の開発

(15)

　調査：水稲生育・収量、土壌中交換性カリ含量・

土壌溶液中カリウム濃度の推移、玄米および土壌中放射性セシウム濃度

　　ｄ　除染後水田のカリ水準の検証（2014 年現地試験）

　表土削り取り・客土圃場において、塩化カリ 4 水準および有機栽培用カリ 3 水準による試験栽培を実施し、移行低減に必要なカリ水準を明らかにする。

　場所：川俣町山木屋地区現地農家圃場（灰色低地土、砂質客土）

　カリ上乗せ施用量：塩化カリにて 0、10、20、

30 kg/10 a の 4 水準（有機ヤシ加里は水溶性カリ換算とし、30 kg/10 a 区は設けない）

　面積：各処理区 6 × 5.55 m、3 連

　栽培条件：ひとめぼれ 5/26 移植、窒素・リン酸・

　調査：水稲生育・収量、土壌中交換性カリ含量・

土壌溶液中カリウム濃度の推移、玄米および土壌中放射性セシウム濃度

　（イ）　ゼオライト施用が必要な CEC^{＊ 3}水準の解明（2013 年ポット試験）

　比較的粘土含量が少なく CEC が低い土壌を用いて、ゼオライト施用量の異なる条件でポット栽培を行い、土壌溶液中のカリウム濃度の推移と、玄米中放射性セシウム濃度との関係を調査して、ゼオライト施用が必要な CEC 水準を明らかにする。

　土壌：南相馬市灰色低地土表土

　処理：ゼオライトを 0、0.5、1 t/10 a 相当の 3 水準

　栽培条件：コシヒカリ 6/21 移植、窒素 6 kg/10 a、リン酸 8 kg/10 a、カリ 8 kg/10 a（ゼオライト中のカリを含む）を基肥として施用

　栽培期間中に土壌溶液中カリウム濃度を調査（活着期、幼穂形成期、出穂期、成熟期）、栽培後土壌の CEC、交換性カリ含量および玄米中放射性セシウム濃度を測定

　（ウ）　ゼオライトのカリ保持能力の検証（2014 年カラム試験）

　カリを除去したゼオライトを用いたカラム試験を実施し、ゼオライトのカリ保持能力を検証する。

　供試資材：モルデナイト資材およびクリノプチロライト資材を 100℃の 1 M NaCl で複数回処理し、

カリを除去した。金雲母資材は TPB 抽出によりカリを除去（バーミキュライト化）した。

　試験方法：塩化カリを混和して、交換性カリ含量を 65 mg/100 g（高カリ土壌）または 30 mg/100 g

（低カリ土壌）に調製した砂質土壌に、各鉱物資材を 0.5 wt％混和してから、溶脱処理（5 g に 100 mL 通水、約 4 h）を行った。

　調査：処理前の水溶性カリ含量および処理前後の交換性カリ含量を測定した。

　ウ　研究結果

　　ａ　稲わら還元による移行低減効果の検証

（2013 年現地試験）

　稲わら施用区の稲体放射性セシウム濃度は幼穂形成期・出穂期とも対照区より低く、玄米中放射性セシウム濃度は対照区 7.2 Bq/kg に比べ、稲わら 0.5 t 区で約 13％低減、1 t 区では約 40％低減された（表 111-1）。また、反復別にみると、土壌中交換性カリ含量の低下とともに濃度が上昇する傾向が認められ

表 111-1　稲わら還元および水管理が生育、収量および放射性セシウム移行に及ぼす影響（2013 年現地試験）

1）玄米は 1.8 mm で篩選し水分 15％に補正、玄米中放射性セシウム濃度は収穫日に減衰補正した

2）2 反復の平均を示した

3）収穫時の土壌中放射性セシウム濃度は 4,100 ～ 5,100 Bq/kg

処理稈長

cm

倒伏

程度穂数 0-4

玄米重 m^-2

玄米 g m^-2 千粒重

g

玄米中放射性

101.0

セシウム濃度 Bq/kg

4.0 395 526 21.9 7.2

97.1 3.8 396 523 22.2 6.2

93.9 3.5 373 569 22.6 4.3

95.5 2.0 対照

稲わら0.5t/10a 同1t/10a

強中干し 378 576 22.2 6.6

(16)

た（図 111-1）。

　　ｂ　水管理による移行低減効果の検証（2013 年現地試験）

　台風による倒伏が生じたため、収穫前早期落水の効果は検証できなかった。強中干し区の玄米中放射性セシウム濃度は対照区と同等であった（表 111- 1）。

　　ｃ　土壌溶液中カリウム濃度の影響評価（2014 年現地試験）

　前年に吸収抑制対策が実施された伊達市現地圃場は、移植直後の土壌溶液中カリウム濃度や土壌中交換性カリ含量が高かった。金雲母施用効果は中干し前の調査時から認められ、出穂期の土壌溶液中カリ

ウム濃度は明らかに高かった。玄米中放射性セシウム濃度は各圃場とも比較的低かったが、出穂期の土壌溶液中カリウム濃度が 1 mg/L を下回った南相馬市現地圃場の対照区でやや高くなった（図 111-2）。

　　ｄ　除染後水田のカリ水準の検証（2014 年現地試験）

　供試圃場内の客土の厚さには 3 ～ 9.5 cm と変動が認められたものの、収量との関係は明確ではなかった（データ省略）。吸収抑制対策と同水準のカリ増施により、土壌中交換性カリ含量は移植直後から収穫時まで対照区より高く推移した（図 111-3）。

玄米中放射性セシウム濃度は対照区でも低く、カリ増施の効果は小さかったが、土壌溶液中カリウム濃

図 111-1　稲体および玄米中放射性セシウム濃度と土壌中交換性カリ含量の関係（2013 年現地試験）

1）塗りつぶし：対照区、グレー：稲わら 0.5 t 区、白抜き：

稲わら 1 t 区

2）稲体は乾物当たり、玄米は 1.8 mm で篩選し水分 15％に補正、玄米中放射性セシウム濃度は収穫日に減衰補正した 3）反復別に示した

図 111-2　土壌溶液中カリウム濃度（出穂期）と玄米中放射性セシウム濃度の関係（2014 年現地試験）

1）玄米は 1.8 mm で篩選し水分 15％に補正、玄米中放射性セシウム濃度は収穫日に減衰補正した

2）反復別に示した

図 111-3　除染後水田におけるカリ増施が土壌中交換性

カリ含量に及ぼす影響（2014 年現地試験）

1）対照：カリ増施なし、塩化カリ 20・30：塩化カリにてカリ 20 kg/10 a および 30 kg/10 a を基肥としてそれぞれ増施。

(17)

度はカリ増施により高まる傾向が認められた（表 111-2）。カリ増施による食味値への影響は見られなかった（データ省略）。

　（イ）　ゼオライト施用が必要な CEC 水準の解明

（2013 年ポット試験）

　ゼオライト施用による栽培後土壌の CEC、交換性カリ含量（図 111-4）および玄米中放射性セシウム濃度（図 111-5）への顕著な影響は認められなかった。土壌溶液中のカリウム濃度は、活着期にはゼオライト施用により低下する傾向が認められた

表 111-2　除染後水田におけるカリ増施が生育、収量および放射性セシウム移行に及ぼす影響（2014 年現地試験）

1）玄米は 1.8 mm で篩選し水分 15％に補正、玄米中放射性セシウム濃度は収穫日に減衰補正した 2）3 反復の平均を示した

3）収穫時の土壌中放射性セシウム濃度は平均 1,200（830 ～ 1,750）Bq/kg 資材・10a当たり中干し前

施用量 kg

土壌溶液中稈長

カリウム濃度 mg/L

cm

倒伏

程度穂数

0-4

玄米重 m^-2

玄米 g m^-2 千粒重

g

玄米中放射性セシウム濃度

Bq/kg

3.36 76.3 0.0 415 595 23.4 2.1

6.16 75.8 0.0 420 611 23.2 2.1 7.79 78.0 0.0 436 664 23.5 1.9 7.82 77.0 0.0 438 659 23.6 1.7

− 77.0 0.0 411 608 23.6 1.9

− 75.8 0.0 429

対照塩化カリ10 塩化カリ20 塩化カリ30 有機ヤシ加里10

有機ヤシ加里20 614 23.4 1.9

図 111-4　栽培後土壌の CEC および交換性カリ含量（2013 年ポット試験）

1）3 反復の土壌をコンポジットして測定（2013 年ポット試験）

図 111-5　玄米中放射性セシウム濃度（2013 年ポット試験）

1）水分 15％、採取日に補正、3 反復の平均と標準偏差を示した 2）土壌中放射性セシウム濃度は平均 7,900 Bq/kg

(18)

が、幼穂形成期以降には処理間差は認められなかった（図 111-6）。

　高カリ土壌では、ゼオライト施用で水溶性カリ含量が顕著に低下し（図 111-7 左）、溶脱処理後の交

換性カリ含量が顕著に高まった（図 111-8 左）。金雲母施用では、ゼオライトより効果は低いものの、

同様の傾向が認められた。低カリ土壌では、水溶性カリ含量の低下が認められた（図 111-7 右）一方で、

溶脱処理後の交換性カリ含量に及ぼす鉱物資材の施用効果は顕著ではなかった（図 111-8 右）。

図 111-6　土壌溶液中カリウム濃度（2013 年ポット試験）

1）3 反復の平均と標準偏差を示した 2）成熟期のデータは省略

図 111-8　カリ除去鉱物資材の施用が土壌中交換性カリ含量に与える影響（2014 年カラム試験）

1）高カリ土壌は 3 反復、低カリ土壌は 2 反復の平均を示した 2）Mo, モルデナイト ; Cp, クリノプチロライト

図 111-7　カリ除去鉱物資材の施用が土壌中水溶性カリ含量に与える影響（2014 年カラム試験）

1）高カリ土壌は 3 反復、低カリ土壌は 2 反復の平均を示した 2）Mo, モルデナイト；Cp, クリノプチロライト

(19)

　エ　考　察

　本試験で施用した稲わらは水分 9.7％とかなり乾燥していた。稲わらによるカリ供給量を試算すると、慣行栽培条件の現実的な施用量と想定される 0.5 t/10 a で 7.6 kg/10 a に相当し、施肥基準におけるカリ施肥量と同程度である。本試験において稲わら施用によって放射性セシウムの吸収が抑制できることが検証されたことから、できるだけ稲わら還元を行うことが望ましいと判断された。水管理については、地域の気象・土壌条件や水利慣行の制約があるため、抑制対策技術としての展開はむずかしいと推察された。土壌溶液中カリウム濃度は、土壌中交換性カリ含量と同様に玄米中放射性セシウム濃度と密接な関係を示したことから、吸収抑制に必要なカリの過不足の判定を現地で簡易に実施できるよう、

採取・測定手法の一般化を図る必要があると判断された。

（2013 年ポット試験）

　本試験においては、ゼオライトから供給されるカリを差し引いて基肥を施用しているため、上乗せ施用時に認められる吸収抑制効果が発揮されなかったと判断された。

　本試験の結果から、すでに移行低減を目的としたカリ上乗せ施肥を継続して実施し、土壌中交換性カリ含量が十分に高まっている圃場では、カリを除去した鉱物資材の施用によりカリ保持能力が高まることが示された。ただし、交換性カリ含量の目標値を上回る 30 mg/100 g の条件では、資材の施用効果が小さかったことから、カリ上乗せ施肥との併用が必要と推察された。

　オ　今後の課題

　吸収抑制対策としてのカリ増施が不要となる条件の解明、また、放射性セシウムの吸収リスクが高い

土壌での要因解明を継続して進める必要がある。

　カ　要　約

　稲わら施用によりカリが供給され、玄米中の放射性セシウム濃度が低下した。金雲母の施用により出穂期の土壌溶液中カリウム濃度は顕著に高まり、玄米中放射性セシウム濃度が低下した。表土削り取り・客土圃場でも、カリ増施により土壌溶液中カリウム濃度は高まったが、対照区でも比較的高い水準であったため移行低減効果は明確ではなかった。

（ポット試験）

　水稲栽培により土壌中交換性カリ含量が大幅に低下し、ゼオライト施用による移行低減効果は明確ではなかった。

　研究担当者（太田　健、石川哲也^＊、藤村恵人、

江口哲也^＊、松波寿弥、信濃卓郎）

＊1：本稿における放射性セシウムは、¹³⁴Cs と

137Cs の合計値である。

＊2：カリは肥料成分として表示される酸化物

（K2O）を、カリウムは元素を指す。

＊3：CEC：塩基置換容量

２　茨城県南部における水稲の放射性セシウムの移行係数の解析と吸収抑制技術の開発　ア　研究目的

　2011 年度の科学技術戦略推進費による水稲への放射性セシウムの移行係数^{＊ 1}の解析により、交換性カリ^{＊ 2}含量が放射性セシウム移行に影響することが明らかとなった。そのため、移行低減対策としてのカリ施肥が県により指導されており、効果的な施用法・継続期間について、検討する必要がある。

また、水田土壌における湛水処理は、イネの放射性セシウム吸収量を高めるという Tensho et al.^1）の報告があり、還元環境下の主要な窒素源であるアンモニウム（NH4）が放射性セシウムの溶出性を高める

(20)

ためと推定されている。そこで、カリ施肥法や水管理による移行低減効果の解明を行う。土壌中に降下した放射性セシウムは、時間経過により固定化することが知られており、エイジングと称されるこの時間経過の影響が、土壌中放射性セシウムの交換性や水稲への移行係数に及ぼす影響についても、エイジングと無関係な安定同位体（Cs-133）の動向を踏まえて評価する。

　イ　研究方法

　（ア）　カリ施肥履歴が土壌―作物系における放射性セシウム動態へ及ぼす影響の解明

　　ａ　カリ施肥履歴が放射性セシウム移行へ及ぼす影響の評価

　カリ施肥を行わずに 1981 年より水稲作を続ける三要素試験圃場カリ無施用区（無カリ区）において、稲体中の Cs-134 と Cs-137 の合計濃度（以下、

RCs^{＊ 3}と表記）の推移を、標準施肥区（標肥区）

と比較する。

　場所：つくば市観音台、中央農業総合研究センター所内（造成）水田 NP2-2（淡色黒ボク土）

　試験区画：標肥区（N-P2O5-K2O：10-15-10 kg/10 a）、

無カリ区（N-P2O5-K2O：10-15-0 kg/10 a）

　品種：コシヒカリ、日本晴（各反復数：1）

　調査項目：水稲生育・収量。玄米・稲わらの RCs・Cs-133 濃度。

　　ｂ　カリ施肥履歴が土壌放射性セシウムの交換性へ及ぼす影響の評価

　土壌 RCs の交換性、水稲移行性に及ぼすカリ施肥履歴や年経過の影響を評価する。

　調査項目：施肥前・収穫後における土壌の RCs、

交換性カリ、交換性 RCs・Cs-133（1 M 酢安による 24 h 抽出法で評価）。

　（イ）　水管理およびカリ施肥による移行低減効果の解明

　　ａ　水管理による移行低減効果の検証

　中干しおよび登熟期の落水期間が水稲の放射性セシウム吸収に及ぼす影響を解明する。

　場所：① つくばみらい市谷和原、所内水田Ⅷ -7

（灰色低地土）、10 a（2012 年より 3 年間）

　　　　② つくば市観音台、所内水田 NP4-10（台地造成土）、3.4 a（2013 年より 2 年間）

　試験区画：下記 3 水準の水管理（圃場内には反復なし）。

　長期湛水（長湛）：中干しなし。落水は、8 月末

～ 9 月はじめから。

　中期湛水（中湛）：中干し 7 ～ 8 日間（＊）。落水時期は、長湛より 7 ～ 12 日早い。

　短期湛水（短湛）：中干し 14 ～ 16 日間（＊）。落水時期は、長湛より 15 ～ 20 日早い。

　＊ 2014 年は長雨のため、20 日間に延長。

　栽培条件：コシヒカリ（移植 5 月中旬、収穫 9 月中～下旬）

　調査項目：水稲生育・収量。玄米・稲わらの Cs- 137、Cs-133 濃度。施肥前・収穫後の土壌の交換性カリ。

　　ｂ　カリ施肥等による移行低減効果の検証　移行低減に有効な施肥法を明らかにする。

　試験区画：a の水管理区画に入れ子状に、4 ～ 6 水準の施肥処理（水管理の異なる 3 反復）。

　対照：N（硫安）基肥 3、追肥 3；P2O5（過石）

基肥 6；K2O（塩化カリ）基肥 6、追肥 3 kg/10 a 　無カリ：（以下、対照区に対する相違点）K2O なし。

　基肥重点：K2O（塩化カリ）基肥 18 kg/10 a、追肥なし。

　追肥重点：K2O（塩化カリ）基肥なし、追肥 9 kg/10 a。

　ケイカリ（谷和原のみ）：K2O（ケイ酸カリ）基肥 9 kg/10 a、追肥なし。

　追肥なし（2012 年、谷和原のみ）：K2O（塩化カリ）追肥なし。

　N 増施：（2013-2014 年、谷和原のみ）：N（硫安 + 被覆尿素 LPSS100）基肥 4+4 kg/10 a。

　栽培条件・調査項目は、a に同じ。

　　ｃ　水管理および NH4が土壌からの Cs^{＊ 4}の溶出性に及ぼす影響の解明（2014 年）

　水管理が放射性セシウムの移行に及ぼす効果の要因解明に向け、栽培期間中の土壌における Cs-133、

NH4、K 濃度の消長および関係性を明らかにする。

　場所・試験区画：谷和原圃場内、各水管理区内の対照区、N 増区。中湛区内対照区には、遮根区を設置した。

　調査時期：移植前（5/15）、中干し前（6/23）、中干し後（7/16）、出穂期（8/6）、落水後（9/5）

(21)

　調査方法：各処理区内 3 反復で、株間より、ファイバー式採水器で土壌溶液を採取。続いて、同位置の表土（10 cm 深）を採取し、同日中に湿潤状態のまま、交換性 Cs-133 およびカリ（1 M 酢安による 1 h 抽出法で評価）、交換性 NH4の抽出に供試した。

土壌溶液については、Cs-133、NH4、K 濃度を測定した。

　（ウ）　移行係数の経年推移の解明

　場所：（1）つくば市観音台 NP2-2（アと共通）

　　　　（2）つくばみらい市谷和原Ⅷ -7、10 a（イ

①と共通）

　　　　（3）つくば市観音台 NP4-10、1.6 a（イ② 試験区の隣）

　圃場（3）について、2012、2013 年には、対照区、

無カリ区、基肥重点区、追肥重点区（イと共通）を設定したが、2014 年には、すべて対照区と同様の管理とした（各 2 反復）。

　調査項目：移行係数（玄米 Cs-137 濃度／土壌 Cs- 137 濃度）

　ウ　研究結果

　（ア）　カリ施肥履歴が土壌―作物系における放射性セシウム動態へ及ぼす影響の解明

　　ａ　カリ施肥履歴が放射性セシウム移行へ及ぼ

す影響の評価

　無カリ区の玄米 RCs 濃度は、標肥区より、コシヒカリで 5 ～ 6 倍、日本晴で 2 ～ 3.5 倍高かった

（表 112-1）。稲わら中 RCs 濃度および玄米・稲わら中の Cs-133 濃度も、無カリ区＞標肥区となった。

なお、玄米収量については、試験区間で大差なかった。

　　ｂ　カリ施肥履歴が土壌放射性セシウムの交換性へ及ぼす影響の評価

　土壌 RCs に占める交換性画分の割合は、無カリ区では標肥区の半分程度であり、いずれの試験区でも年経過によって低下した（表 112-2）。これらの傾向は、交換性 Cs-133 でも同様で、RCs と Cs-133 の間には、正の相関が認められた（r = 0.680, p <

0.01）。ただし、交換性 RCs に比べて試験区間の差は小さかった。また、交換性 RCs を交換性カリとの比で示すと、玄米 RCs 濃度と正の相関を示した

（図 112-1）。

　（イ）　水管理およびカリ施肥による移行低減効果の解明

　　ａ　水管理による移行低減効果の検証

　玄米中 Cs-137 濃度は 2013 年の観音台を除き、稲わら中 Cs-137 濃度は各年各圃場とも、長湛区＞

中湛区≧短湛区となった（表 112-3）。Cs-133 濃度

表 112-1　三要素試験水田における水稲中の RCs、Cs-133 濃度

1）RCs（Cs-134 + Cs-137）の基準日は、各年の収穫日とした 2）土壌 RCs 濃度は、平均 391 Bq/kg（2014/9/30 基準）

表 112-2　土壌中の交換性カリ、RCs、Cs-133 量

交換性 RCs の割合は、土壌 RCs 濃度に対する百分率で示した

2012 2012 2012

秋春秋春秋秋春秋春秋秋春秋春秋

コシヒカリ

40 33 35 33 33 226 187 207 193 185 20 19 20 20 17 206 176 191 185 178 37 34 39 38 31 200 194 218 193 182 23 18 24 25 18 184 171 198 177 170 交換性Cs-133 (μg/kg)

2013 2014 2013 2014 2013 2014

交換性カリ (mg/100g) 交換性RCsの割合 (%)

標肥 25.2 32.8 27.7 32.6 29.6 無カリ 7.2 16.4 6.7 16.1 6.1 　日本晴

標肥 29.7 27.3 29.7 30.3 28.2 無カリ 9.1 11.2 11.8 16.7 9.1

2012 2013 2014 2012 2013 2014 2012 2013 2014 2012 2013 2014 コシヒカリ

標肥 2.0 1.2 1.0 9.6 5.8 3.3 5.5 4.4 1.9 7.4 7.8 7.0 6.3

無カリ 11.2 6.2 35.0 18.8 19.6 20.3 17.3 18.4 44.9 35.7 52.1 　日本晴

標肥 1.7 1.1 1.1 7.9 5.1 3.2 4.7 4.1 1.8 6.5 5.2 5.9 無カリ 5.7 2.1 3.8 19.9 7.4 11.1 10.7 6.4 9.5 25.1 11.7 28.1 玄米RCs (Bq/kg) 稲わらRCs (Bq/kg) 玄米Cs-133 (μg/kg) 稲わらCs-133 (μg/kg)

誌名 水稲における放射性物質移行低減対策技術の開発 巻/号

水稲における放射性物質移行低減対策技術の開発（プロ ジェクト研究成果シリーズ564）

誌名