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水田農薬の動態モニタリングとモデル化 農 薬監視における 優先農薬の評価手法への提案

水田農薬の動態モニタリングとモデル化 農 薬監視における 優先農薬の評価手法への提案. 佐賀大学 . （農業工学、 1985 ） 土地改良社 . （ 1986 ） 青年海外協力隊 （ 1989 ） カンザス州立大学（ 農業工学、 1993 ） カリフォルニア大学デービス校（ 農業工学 1997 ） 農業環境技術研究所（ 1998 ～ 2000 ） 東京農工大学（ 2000 ～. 渡邊裕純 東京農工大学 大学院農学研究科. カンザス州立大学 （農業工学　 MS ｃ . 、 1991-1993 ） 耕起方法と農薬散布方法が 農薬流出に及ぼす影響.

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水田農薬の動態モニタリングとモデル化 農 薬監視における 優先農薬の評価手法への提案

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Presentation Transcript

  1. 水田農薬の動態モニタリングとモデル化 農薬監視における 優先農薬の評価手法への提案

  2. 佐賀大学.（農業工学、1985） • 土地改良社.（1986） • 青年海外協力隊 （1989） • カンザス州立大学（農業工学、1993） • カリフォルニア大学デービス校（農業工学1997） • 農業環境技術研究所（1998～2000） • 東京農工大学（2000～ 渡邊裕純東京農工大学大学院農学研究科

  3. カンザス州立大学（農業工学　MSｃ.、 1991-1993 ）耕起方法と農薬散布方法が農薬流出に及ぼす影響

  4. カリフォルニア大学デービス校（農業工学　Ph.D.、 1993-1999 ） 草地帯を用いた果樹園からの殺虫剤の流出制御のモデルシミュレーション

  5. 農業環境技術研究所 • 水田農薬動態予測モデル（PCPF-1）の開発 • 水田環境における農薬動態モニタリング

  6. 2. 2. Modified PCPF Modified PCPF - - 1 model 1 model 1. 1. Micro paddy LYSIMETER Micro paddy LYSIMETER ( Paddy plot scale) ( Paddy plot scale) ET Irrigation Drainage ET ET Irrigation Irrigation Drainage Drainage K , K C pw diss com K K , , K K C C pw pw diss diss com com Percolation Percolation Percolation Drainage canal System of Models Drainage canal Drainage canal 3. 3. Simulation model of pesticide Simulation model of pesticide Paddy plots Paddy plots Paddy plots runoff from paddy fields into river runoff from paddy fields into river River River River ( Watershed scale) ( Watershed scale) 東京農工大学 • 農薬流出制御のための最適管理方法の開発・評価 • 水田ほ場、水田群、流域モニタリング • シミュレーションモデル開発

  7. アウトライン • 水田農薬の流出 • 水田農薬の動態研究の紹介 • 農薬監視における優先農薬の評価手法への提案

  8. 水田農薬の流出

  9. 水田面積 ( as 2001) 農薬出荷量農薬学事典　2001，ｐ31 72% 49% 水田農業と農薬の使用 水田 • 水田で使用された農薬は非点源汚染の重要な部分を占める .

  10. 登録農薬 http://www.greenjapan.co.jp/greenjapan.htmグリーンジャパン研究会 • 多くの農薬が登録されているがその動態は・・・？

  11. 新製剤による省力散布 処理時期と主要除草剤 農薬の多様化 • 農薬の処理や散布方法によってその動態は変化する・・・？

  12. 水田からの農薬流出 • 除草剤は田面水に直接散布 • 圃場管理および水管理の問題 • 畑地からは散布量の数％（アトラジン、アラクロール、ダイアジノン）しかし水田からは数十％（メフェナセット、シメトリン、プレチラクロール、etc.）に達する • 内分泌かく乱作用の疑いがある７０物質の内、約４０物質は農薬であり、その１/２は現在登録されている農薬（環境庁、１９９８） http://www.env.go.jp/chemi/prtr/risk0.html　環境省、2001

  13. 公共用水域等における農薬の水質評価指針　－　環境省（http://www.env.go.jp/water/dojo/noyaku/law_data/f406kansuido0086.htm#別表）公共用水域等における農薬の水質評価指針　－　環境省（http://www.env.go.jp/water/dojo/noyaku/law_data/f406kansuido0086.htm#別表） 水田排水路におけるメフェナセット濃度 ( By VU H. S. et al., 2002) MCL

  14. 3 4 桜川での水田除草剤の濃度(S. Ishihara et al. 2000, NIAES) 霞ヶ浦

  15. 新しい水質基準等の制度の制定・改正 • 水質基準から農薬（１．３－ジクロロプロペン、シマジン、チウラム、ベンチオカーブ）が除外された。 • 農薬類については国民の関心が高いことから優先的に水質検査を行うことが望ましい。対象リスト１０１種の農薬から集水域で使用可能性のあるものを選定しその散布時期にあわせて水質検査を集中的に行うべきである。

  16. 農薬環境動態研究の迅速化 理由 対策 • 社会的期待 • 生産者及び消費者の環境への意識向上 • 法的制約 • 水質基準 • ＰＲＴＲ法、 • 農薬の多様化 • 解析・評価法の迅速化 • シミュレーションモデルの応用 • ライシメター試験 • データベース • 分析方法の迅速化 • ＥＬＩＳＡ法

  17. 水田農薬の動態研究 • 水田ほ場での農薬動態　 • 農薬および環境動態モニタリング • 農薬動態予測モデル（PCPF1） • 流域スケールでの農薬動態 • 水田流域での農薬動態モニタリング • 流域スケール農薬動態予測モデル

  18. 農業環境技術研究所 農薬動態モニタリングおよび室内実験 水収支 日射量 pH, Eh, 温度 農薬濃度

  19. 蒸発散 降雨 揮発 １．田面水 水収支 農薬マスバランス ２．農薬供給層 降下浸透 農薬マスバランス かんがい 排水 光分解 化学・微生物分解 田面水 脱着 溶解 吸着 農薬供給層（１cm） 化学・微生物分解 浸透 脱着 田面水および土壌表層中の農薬動態の概念図

  20. 農薬動態予測モデル（PCPF1） 田面水中（上）および土壌表層（下）のメフェナセット濃度　の実測値と計算値 PCPF-1　モデル　インプットデータシート

  21. シミュレーションによる積算農薬流出量 常時灌漑排水 止水管理 排水溝が高い • シナリオの違いによる農薬流出を評価し農薬流出管理方法を開発

  22. 農薬流出制御のための最適管理方法 東京農工大学 自動潅水装置 vs. かけ流し管理

  23. モニタリング期間でのメフェナセットのマスバランスモニタリング期間でのメフェナセットのマスバランス 自動潅水装置管理区 かけ流し管理区 48% 分解 13% 38% 0.01% 田面水 0% 0.01% 排水 排水 4.7% 土壌表層 4.7% 47% 浸透 44% • 自動潅水装置による止水管理は農薬流出制御の最適管理策である

  24. 水田 水田集水域での農薬動態モニタリング ( 97ha流域スケール) ( 10ha水田群レベル) 排水路 河川

  25. 2003年度　排水路中の農薬濃度 10ha水田群 水田群内で多く散布された農薬が３０ｐｐｂで検出 100ha流域 5月中旬をピークに６ｐｐｂで検出

  26. 　流域流量（上）と総農薬流出量（下） 降雨時に流出増加 降雨時に農薬流出も増加 • 降雨時の水田からの流出制御が農薬流出抑制に重要 • 循環灌漑も多少農薬流出に貢献しただろう

  27. 農薬流出予測モデルの開発 • 田面水中農薬濃度 : PCPF-1 model • 水田群レベル: Pesticide Treatment Group ( PTG) • 流域レベル:水田群 , 排水路 モデル計算実行 モデル概念

  28. ET Irrigation Drainage Kdiss, Kcom Cpw Percolation Drainage canal Paddy plots River 農薬流出予測用モデルシステム 1.小型水田ライシメター 2.シミュレーションモデル • 農薬の水田での動態を再現 • 農薬の動態パラメターを定量 • 地域や管理シナリオにより異なる農薬の動態パラメターをデータベース化 3. 農薬流出予測モデル • 流域レベルでの農薬流出の予測、農薬管理やリスクアセスメントの評価

  29. １）小型水田ライシメター２，３週間の高濃度域の農薬動態を再現１）小型水田ライシメター２，３週間の高濃度域の農薬動態を再現 装置内での水収支

  30. ２）改良型PCPF-1モデルライシメター試験の結果を逆解析し主要農薬動態パラメータを定量２）改良型PCPF-1モデルライシメター試験の結果を逆解析し主要農薬動態パラメータを定量 • 田面水での農薬マスバランス • 農薬動態パラメター • 溶解速度定数 • 農薬土壌吸着係数 • 農薬濃度変化速度定数

  31. 農薬監視における優先農薬の評価手法への提案農薬監視における優先農薬の評価手法への提案 • ツール開発 • 農薬流出予測用モデルシステム • データベース • モデル解析手法 • 高精度のモニタリング手法の開発 • 流量観測手法やサンプリング方法の確立 • 問題点 • 農薬使用データの入手

  32. モデルシミュレーションの応用例PCPF-1 モデルによる農薬流出の比較 • 1998年農業環境技術研究所での実験シナリオ • 散布は4kg/10a • 9mx9mの実験プロット • 水収支データ • 農薬動態パラメータは農環研で実験により設定

  33. モデルシミュレーションによる農薬流出と農薬動態パラメターの評価モデルシミュレーションによる農薬流出と農薬動態パラメターの評価 • 農薬流出と水溶解度が比例 • 農薬流出と分配係数が反比例 • モデルを使うことによってどのパラメターが重要か評価できる • 例えば、101種の対象農薬中の大体の優先付けが可能

  34. ET Irrigation Drainage Kdiss, Kcom Cpw Percolation 農薬流出予測用モデルシステムによる監視優先農薬の評価 1.小型水田ライシメター 2.シミュレーションモデル • 各流域での水田農薬の動態を再現　（2から3週間） • 農薬の動態パラメターを定量 • 地域や管理シナリオにより異なる農薬の動態パラメターをデータベース化

  35. Drainage canal Paddy plots River 農薬流出予測用モデルシステムによる監視優先農薬の評価 3. 農薬流出予測モデル • モデルパラメータデータベース • 農薬使用状況データ • 気象データ • 流量観測データ • 流域レベルでの農薬流出の予測、農薬管理やリスクアセスメントの評価

  36. 高精度のモニタリング手法 • 水収支 • 流量観測 • 河川水文データ • サンプル採取 • 分析予算 • サンプリングの間隔 • 採取地 35 30 25 20 Conc. ( ug/l) 15 10 5 0 4/28 5/3 5/8 5/13 5/18 5/23 5/28 6/2 6/7 6/12 6/17

  37. 農薬動態予測における問題点 • 水田農薬の動態パラメータ • 実験装置の開発と評価方法の標準化 • 各試験場での試験と結果のデータベース化 • 農薬の流域単位での使用状況の把握が困難 • 現場での調査は困難 • 農協のデータは？、ホームセンター？ • トレーサビリティーの改善を提案・要求 • 農薬会社ー農協ー農家

  38. 皆さんよいお年を • イラクに平和と愛を • 自衛隊の皆さん無事でありますように

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