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福島県における水稲の 放射性物質吸収抑制対策確立 の取組と今後の研究について 福島県農業総合センター 生産環境部長 吉岡邦雄

Fukushima sympo report_4

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福島県における水稲の 放射性物質吸収抑制対策確立 の取組と今後の研究について

福島県農業総合センター 生産環境部長 吉岡邦雄

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○放射性物質対策への取り組み 平成23年3月27,28日 農林水産省農林水産技術会議、(独)農業・食品産業技術総合研究機構、 (独)農業環境技術研究所に協力を依頼 平成23年3月30日 農業総合センターに放射性物質対策チームを編成 平成23年5月12,13日 緊急に取り組む試験研究課題検討会議(福島県農業総合センター) 農地土壌等における放射性物質除去技術の開発(農林水産省)打ち合わせ 参集機関: 農林水産省農林水産技術会議、(独)農業・食品産業技術総合研究機構、 (独)農業環境技術研究所、(独)家畜改良センター、(独)産業技術総合研究所、 (独)日本原子力研究開発機構、(独)物質・材料研究機構 平成23年9月 農林水産物の緊急時環境放射線モニタリング体制強化のため、農業総合セン ター安全農業推進部に分析課を新設 平成24年4月 農地・森林等の除染及び再生、農林水産業に係る放射性物質対策の研究拠点の 整備のため農林地再生対策室を設置 平成25年4月 (独)農研機構東北農研センター福島拠点に、研究員3名を福島市駐在として配置 し、避難区域等における営農再開・農業再生のため活動を開始

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○研究成果の発表 平成23年度放射性物質試験研究成果説明会 http://www4.pref.fukushima.jp/nougyou-centre/kenkyuseika/kenkyu_seika_radiologic_setumeikai_H23.html

第1回(平成23年8月3日開催) 第2回(平成23年9月9日開催) 第3回(平成23年9月12日開催・果樹関係) 第4回(平成23年10月13日開催) 農業総合センターまつり「放射性物質対策セミナー」(平成23年10月29、30日開催) 第5回(平成23年12月9日開催) 農業及び土壌の放射能汚染対策技術国際研究シンポジウム(平成24年3月8-10日) http://www.s.affrc.go.jp/docs/anzenka/symposium/index2.htm

平成24年度放射性物質試験研究成果説明会 http://www4.pref.fukushima.jp/nougyou-centre/kenkyuseika/kenkyu_seika_radiologic_setumeikai.html

第1回(平成24年 8月 9日開催) 農業総合センターまつり「試験研究成果セミナー」(平成24年10月20、21日) 第2回(平成24年10月29日開催) 第3回(平成25年2月20日開催)

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○技術情報の作成 農業技術情報(平成23年度「がんばろうふくしま」、平成24年度「ふくしまからはじめよう」)http://wwwcms.pref.fukushima.jp/pcp_portal/PortalServlet;jsessionid=A5C945533844E03103533728169FF7E4?DISPLAY_ID=DIRECT&NEXT_DISPLAY_ID=U000004&CONTENTS_ID=10786

第1号(平成23年4月14日)から第40号(平成25年4月30日)まで発行 ・第1号(平成23年4月14日) : 水稲基肥カリ施用量カリ成分で8kg/10a以上を推奨し、16kg/10aまで可能 ・第6号(平成23年6月24日): 水稲追肥(出穂35日前から)カリ成分で2kg以上/10aを推奨 ・第24号(平成24年4月10日): 水稲での施用カリ成分量は、交換性カリ含量25mg/100gを確保する量に慣行施肥量 を加えた量とし、そのうちカリ成分で4kg/10a以上を出穂45~15日前に追肥する。 「農作物の放射性セシウム対策に係る除染及び技術対策指針」 第1版(平成24年3月26日) http://www.pref.fukushima.jp/keieishien/kenkyuukaihatu/gijyutsufukyuu/gijyutsutaisakusisinn.html

作付前交換性カリ含量25mg/100gを確保するために必要なカリ施用量を、慣行の基肥カリ施用量とあわせて、基肥施用時、追肥1回目(田植え後1ヶ月)、追肥2回目(中干し終了後)に、それぞれ3分の1ずつ施用する。

「農作物の放射性セシウム対策に係る除染及び技術対策指針」 第2版(平成25年3月29日) http://wwwcms.pref.fukushima.jp/pcp_portal/PortalServlet?DISPLAY_ID=DIRECT&NEXT_DISPLAY_ID=U000004&CONTENTS_ID=28674

作付前の水田土壌を分析し、交換性カリ含量が25mg/乾土100g となるようカリ施肥した上で、地域慣行の施肥を行う。

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農業総合センター内の土壌(灰色低地土)を用いたポット栽培では、土壌の放射性セシウム濃度が60,000Bq/kgを超えても、玄米濃度は100Bq/kgを超えなかった。

0

100

200

300

400

500

0

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

土壌濃度 玄米濃度

放射性セシウム濃度の異なる灰色低地土で栽培した水稲の玄米濃度 土壌濃度(Bq/kg) 玄米濃度(Bq/kg)

土壌の濃度 低 高

○平成23年のポット試験の結果

(福島県農業総合センター、2011)

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○米の安全性確保の取り組み 米の放射性物質調査の実施について(平成23年度) ・東京電力福島第一原子力発電所事故の発生に伴い、県産米の安全性の確認と消費 者への的確な情報提供を行うため、放射性物質調査を実施。 ・調査は、「早期出荷米」と「一般米」に分けて実施。 早期出荷米については、ほ場を指定し放射性物質調査を実施。(8月25日~9月上旬) ・一般米については、収穫前の段階で、予め放射性物質濃度の傾向を把握して調査の精 度を高めるための「予備調査」と、収穫後の段階で、放射性物質濃度を測定し出荷制限 の要否を判断するための「本調査」の二段階で実施。 ・実施地域は、食用として出荷することを目的に稲を作付けしている全市町村を対象。 ○本調査の結果(1,174点の一部)

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○県北部で500Bq/kg超えの玄米が検出される

○原因究明のため、農水省、学習院大学、(独)農業環境技術研究所と連携し て、12月2日から12月12日まで、高濃度汚染玄米が生産された水田及び周 辺水田31か所について、土壌及び現地調査を実施

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○福島県及び農水省より、暫定規制値を超過した放射性セシウムを含む米が生産され た要因の解析(中間報告)(平成23年12月25日)において、原因を説明 http://www.pref.fukushima.jp/keieishien/kenkyuukaihatu/gijyutsufukyuu/05gensiryoku/240112_tyukan.pdf ・土壌中の放射性セシウム濃度が高いことに加えて、水田の土質や施肥量、栽培管理、 周辺の環境などの複数の要因が複合的に関係したものと考えられる。 ・カリ肥料の施用量が少なかったことから土壌中のカリウム含量が少なく、放射性セシウ ムが根から吸収され易かった可能性がある。 ・根張りが浅いことに加え、根が主に分布している土壌表層に高濃度の放射性セシウム が残り、放射性セシウムを吸収しやすい状況にあったと考えられる(山間部の狭隘な水 田 )。 ・ 沢水などの流入により、山林から放射性セシウムが供給された可能性がある。 (調査協力機関等) 農林水産省東北農政局福島地域センター (独)農業環境技術研究所 学習院大学 福島大学 福島市、伊達市、二本松市 JA新ふくしま、JA伊達みらい、JAみちのく安達 福島県県北農林事務所農業振興普及部、伊達農業普及所、安達農業普及所 福島県農業総合センター

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○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~( 概 要 ) において、原因を説明 平成25年1月24日、福島県、農林水産省 http://wwwcms.pref.fukushima.jp/download/1/youinkaiseki-kome130124.pdf

[協力機関] ・福島県農業総合センター ・(独)農業環境技術研究所 ・(独)農業・食品産業技術総合研究機構 ・(独)森林総合研究所 ・(独)産業技術総合研究所 ・学習院大学 ・東京大学

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うち100 Bq/kg以下

うち100 Bq/kg超

福島市 作付制限区域 32 31 1

伊達市 作付制限区域 75 75 0

二本松市 作付制限区域 27 27 0

田村市 作付自粛区域 43 43 0

相馬市 作付制限区域 5 5 0

作付自粛区域 120 120 0

作付制限区域 6 6 0

葛尾村 作付制限区域 3 3 0

広野町 ※ 作付自粛区域 39 39 0

川内村 ※ 作付自粛区域 36 36 0

楢葉町 ※ 作付制限区域 10 10 0

 計 396 395 1

区域区分 ほ場数

南相馬市

24年産の作付制限・自粛区域内における試験栽培の結果

作付制限・自粛区域内の放射性セシウムで汚染されたほ場において、深耕などの除染のほか、カリ肥料の施用など吸収抑制対策を実施することで、基準値以下の米が生産できることを実証した。

※ 町村単独事業により実施

(福島県、農林水産省、2013)

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0

50

100

150

200

250

0 5 10 20 30

カリ施用量(kg K2O/10a)

塩化カリ

ケイ酸カリ

カリ肥料の施用なし

玄米

中の

放射

性セ

シウ

ム濃

度(

Bq/

kg)

カリによる吸収抑制効果

・土壌中でカリ成分がゆっくりと溶け出すく溶性のケイ酸カリに比べ、早く溶け出す速効性の塩化カ リの方が、玄米中の放射性セシウム濃度の低減率が高い。 ・ 23年産の玄米から高濃度の放射性セシウムが検出された地域において、24年に現地試験を実施した ところ、土壌中の交換性カリ含量が25 mg K2O/100g以上あれば、玄米の放射性セシウム濃度は基準値 以下となり、異なる3地区で確認したところ、いずれの地区でも同様の効果が見られた。

0

200

400

600

800

1,000

1,200

0 20 40 60 80玄

米中の放射性セシウム濃

度(B

q/kg

)

土壌中の交換性カリ含量(mg K2O/100g)

H23 A地区

H24 B地区

H24 C地区

(グライ土)

(灰色低地土)

(多湿黒ボク土)

カリ肥料を施用せず、土壌中の交換性カリ含量が低い状態のままだと、高濃度の放射性セシウムが吸収される。

カリ施肥により放射性セシウムの吸収を抑えることができる。

(福島県、農林水産省、2013)

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0

20

40

60

6/10 6/30 7/20 8/9 8/29 9/18

稲全体に含まれる放射性セシウム量の推移 (時期別の吸収パターン)

基肥 追肥適期

分げつ期

幼穂形成期 出穂期 成熟期

稲全体の

137 C

s量(

Bq m

-2)

稲全体のCs量が急増しており、Cs吸収が多い

放射性セシウムは、生育前半に多く吸収され、その後茎葉から玄米に転流していくと考えられる。

稲全体のCs量がほぼ横ばいで、Cs吸収が少ない

6月10日 6月30日 7月20日 8月9日 8月29日 9月18日

0

10

20

30

40

50

60

カリ無施用 基肥(5/7)施用 中干し期(6/28)施用 幼形期(7/19)施用 減分期(7/30)施用

玄米

中の

放射

性セ

シウ

ム濃

度(

Bq/

kg) 塩化カリの施肥時期による吸収抑制効果の比較

カリとして同量を施肥するのであれば 追肥よりも基肥として、早い時期から 施肥する方が効果が高い。

(福島県、農林水産省、2013)

(福島県、農林水産省、2013)

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ほ場 玄米の区分 土壌放射性セシウム

(Bq/kg) 土壌交換性カリ (mg K2O/100g)

カリ施肥量 (K2O-kg/10a)

稲わら 還元状況

用 水

ア 基準値超え 1,826 6.2 6.0 持ち出し 河川

イ 未検出 1,892 29.3 6.0 全量還元 河川

ウ 未検出 2,234 28.7 6.0 全量還元 河川

B

ア 基準値超え 2,783 5.6 3.2 持ち出し 河川

イ 未検出 2,088 27.6 6.4 全量還元 河川

ウ 未検出 1,541 17.6 6.4 全量還元 河川

100 Bq/kg超の米が検出されたほ場と近隣の未検出ほ場との比較

0

5

10

15

20

25

稲わら還元 稲わら持ち出し

土壌中の交換性カリ含量

(mg

K20/

100g

)

稲わらの取扱による土壌中の 交換性カリ含量への影響

・24年産で基準を超過した米が生産された水田では、土壌の交換性カリ含量が低く、各ほ場とも、稲わらをほ場から持ち出しており、これにより土壌中の交換性カリ含量が低かったものと考えられる。

・稲わらにはカリウムが多く含まれているため、これをほ場に還元すると土壌中の交換性カリ含量を維持しやすくなる。

・実際に、約20年間稲わらを土壌に還元した水田と、持ち出した水田各1ほ場について土壌中の交換性カリ含量を調査したところ、持ち出した水田の土壌中の交換性カリ含量は、還元した水田の約半分であった。

・一般に、交換性カリ含量が低くなりやすいほ場として、以下のほ場が挙げられる。 → 長年稲わらの還元、たい肥の施用等が行われていないほ場 → 自家用等で長い間カリ肥料の施用が行われていないほ場 → 砂質土壌など保肥力の弱いほ場

(福島県、農林水産省、2013) (福島県、農林水産省、2013)

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27 30

61

290

24 36

2 2 9

56

0

50

100

150

200

250

300

0.1Bq/L

1.0Bq/L

10.0Bq/L

0.3Bq/L

1.4Bq/L

田面水の放射性セシウム濃度が玄米の放射性セシウム濃度に及ぼす影響

A地区(H23玄米 500 Bq/kg以上、灰色低地土)の土壌を 使用したポット試験 ・ 交換性カリ含量 5.0 mg K2O/100g乾土 ・ 雲母由来の粘土鉱物がほとんどみられない土壌

福島県農業総合センター(H23玄米 100 Bq/kg未満、灰色 低地土)の土壌を使用したポット試験 ・ 交換性カリ含量 17.6 mg K2O/100g乾土 ・ 雲母由来の粘土鉱物を含む土壌

放射性セシウムを含む 原水をろ過により溶存 態とした水

A地区の 平水時の 用水

A地区の 降雨後の 用水

農総センター用水

・吸収されやすい溶存態Cs-137を1.0 Bq/L含む田面水が作期を通じて流入し続けたとしても、玄米の Cs-137濃度は大きく上昇しない。 ・吸収されにくい懸濁態がほとんどの現場での用水では、Cs-137の濃度の影響は、更に小さい。 ・セシウムの固定力が強い粘土鉱物を含み、土壌中の交換性カリ含量が高い土壌では、田面水から玄 米への移行の程度も小さい。

(福島県、農林水産省、2013)

玄米

Cs-

137濃

度(

Bq/

kg)

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0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0 ① 現地慣行施肥(塩化カリ6.7kg/10a)

+塩化カリ52.0kg/10a

② 現地慣行施肥(塩化カリ6.7kg/10a)

+ケイ酸カリ160kg/10a

③ 現地慣行施肥(塩化カリ6.7kg/10a)

区名 精玄米重

(kg/a) 千粒重(g) 等級

タンパク質含量(%)

食味値 味度値 放射性Cs濃度

(慣行比)

塩化カリ 61.7 22.5 4.0 6.0 82.0 79.5 19

ケイ酸カリ 50.5 22.3 4.5 6.1 82.5 78.9 52

慣行 52.8 22.0 5.5 6.6 77.0 79.2 100

※精玄米重、千粒重は粒厚1.8mm以上

※タンパク質含量は玄米水分15%補正値、測定はサタケRCTA-11Aによる

※味度値は東洋精米機製作所MA-90Bによる

※等級は、10段階評価[1(1等上)~9(3等下)、10(規格外)]、JA郡山市農産物検査機関による鑑定

カリ施用による食味への影響 土

壌中

の交

換性

カリ

含量

(m

g

K20/100g)

資材投入前 5月23日 6月15日 7月6日 7月25日 8月17日 収穫後

①及び②は、現地の慣行施肥である塩化カリ6.7kg/10aに加え、交換性カリ含量を25 mg K2O/100gとすることを目標に、それぞれ塩化 カリ及びケイ酸カリを施用。③は現地の慣行 施肥である塩化カリ6.7kg/10aのみを施用。 (K2Oとしては、①35.2 kg/10a、②36.0 kg/10a、 ③4.0 kg/10a。)

カリ施用により交換性カリ含量が高まり、玄米中の放射性セシウム濃度は低下した。交換性カリ含量の増加による食味への影響は見られなかった。

(福島県、農林水産省、2013)

(福島県農業総合センター、2013)

肥料・資材施用後の土壌中の交換性カリ含量の推移

カリ肥料の種類、施用量の収量、品質、食味への影響

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○今後の取り組み(大豆、そば、牧草、あんぽ柿) ・大豆については、放射性セシウム濃度が高くなる要因とその対策大豆(中 間取りまとめ)(農水省)により、低い交換性カリ含量、低pH、土壌条件が原 因として指摘されたことから、カリ施用量及びpH改善で吸収抑制効果を検討 ・そばについては、放射性セシウム濃度が高くなる要因とその対策そば(中 間取りまとめ)(農水省)により、低い交換性カリ含量、低pH、倒伏による土 壌等の異物混入が原因として指摘されたことから、カリ施用量、pH改善及び 深耕による吸収抑制効果を検討 ・牧草については、永年性牧草の除染に当たっての留意事項について(生産 局畜産部)により、低い交換性カリ含量、低pH、土壌条件が原因として指摘 されたことから、カリ施用量及びpH改善で吸収抑制効果を検討 ・あんぽ柿については、加工過程で濃縮されるため、原料果として極めて低い 濃度の果実を生産する必要があり、剪定等による濃度低下効果について検 討

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○福島市駐在による避難区域等の農業復興への取り組み 平成25年4月より、農研機構東北農研センター福島拠点に農業総合センター研究員3名が駐在し、農研機構の支援を受け、避難区域等の営農再開・農業再生を図るために市町村の要望により現地実証試験を実施。 ・加工用バレイショの吸収抑制対策と出荷調製技術の実証 ・トルコギキョウの高品質切り花栽培の実証 ・除染後農地の保全、地力増進の実証