JPH06113675A - 稲作における二酸化炭素施肥法 - Google Patents

稲作における二酸化炭素施肥法

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JPH06113675A
JPH06113675A JP3128881A JP12888191A JPH06113675A JP H06113675 A JPH06113675 A JP H06113675A JP 3128881 A JP3128881 A JP 3128881A JP 12888191 A JP12888191 A JP 12888191A JP H06113675 A JPH06113675 A JP H06113675A
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carbon dioxide
paddy
water
rice
paddy field
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Toshiro Sekine
敏朗 関根
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/20Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions in agriculture, e.g. CO2

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 米の安定的多収穫のため、開放系でありかつ
広大な面積の水稲群落内へ多量の二酸化炭素を安価にか
つ効果的に供給する方法を提供する。 【構成】 複数の水田1〜4を水路35〜42で順次連
結し、水の循環系を構成し、この循環系にそって水を流
すとともに、この循環水に二酸化炭素を添加するよう構
成されている。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野]本発明は水田の水稲群落内に二酸
化炭素を供給する方法に関する。 [従来の技術]現在大気中の二骸化炭素濃度は約330
ppmであり、これは年々増加し、地球温暖化が懸念さ
れている。一般に植物個葉の光合成における二酸化炭素
飽和点は800ppm〜1800ppmであることか
ら、二酸化炭素の施肥により作物の増収が計られてい
る。この二酸化炭素の施肥は、温室等閉鎖系で実施され
効果を上げている。一方、野外圃場においては、通常、
晴天時には作物群落内の二酸化炭素濃度が作物群落外よ
りも低下するため光合成が低下するが、風速の増加によ
り改善されることが知られている。これは、風速の増加
により作物群落内外の空気交換が促進され作物群落内の
二酸化炭素濃度の低下が防止されかつ二酸化炭素の葉面
への拡散抵抗が減少するためである。上述の現象は水田
水稲群落においても同様てあり、毎年の収穫量は日射
量、気温等の気象条件とともに風にも大きく依存してい
る。このように、水稲群落への大気からの二酸化炭素の
供給は不足しているので、その不足分を補うかあるいは
それ以上の二酸化炭素を安価な手段で効果的に水稲群落
内に供給することができれば、米の安定的多収穫が可能
となる。二酸化炭素施肥に関して、稲ワラ.麦ワラ.家
畜糞尿等農産廃棄物を水田にすき込み、これに稲を植
え、これら有機性廃棄物が微生物分解される過程で放出
される二酸化炭素の効果等が研究されたが、水田土中で
は遅くとも約60日で有意な二酸化炭素の放出は終了し
てしまうので、葉面積指数が増加し水稲群落内外の空気
交換かわるくなる期間、すなわち出穂前約30日以降、
にはほとんど効果がないことが示されている。また、別
の二酸化炭素施肥法として、水稲の畝間に有孔チューブ
を配設し、このチューブを介して水稲群落内に二酸化炭
素を供給することも考えられるが、開放系で広い水田に
まんべんなく二酸化炭素を供給するには、チューブ等の
費用が多大となり(例えば、1000平方メートルの水
田に50cm間隔でチューブを配設するには2000m
必要となる)、またチューブの配設.収穫時の撤去.保
菅にも多くの労力を要する。このように、水田水稲群落
内への安価で効果的な二酸化炭素施肥法がないので、二
酸化炭素の施肥は行なわれていないのが現状である。 [発明が解決しようとする問題点]そこで本発明は、米
の安定的多収穫のため、開放系でありかつ広大な面積の
水稲群落内へ多量の二酸化炭素を安価にかつ効果的に供
給する方法を提供することを目的とする。 [問題を解決するための手段]すなわち本発明は、水田
における水稲栽培において、二酸化炭素濃度を高めた水
を、水田内に流入させ、該水稲群落下方水田上を流下さ
せた後、該水田から流出させることにより、前記水稲群
落内に二酸化炭素を供給する方法であって、複数の水田
を水路で順次連絡し、該複数の水田と該水路からなる水
の循環系を構成し、該循環系に沿って水を流すととも
に、異なる複数の部位で該循環水に対して二酸化炭素を
添加し、該循環水の二酸化炭素濃度を高めることを特徴
とする稲作における二酸化炭素施肥法に構成してある。 [実施例と作用]次に、実施例に基いて本発明を更に詳
しく説明する。第1図乃至第4図は本発明の1実施例を
説明するための図面であり、それぞれ平面図、一部縦断
面図、斜視図、一部縦断面図である。同一水平面上に設
けられた水田1、水田2、水田3、水田4は水槽5、水
槽6、水槽7、水槽8を経てたがいに連絡されひとつの
水循環系が構成されている。水田1と水田4の間には、
水田4からの流出水を水槽8を経て水田1に送るための
ポンプ9が設けられている。水槽5、水槽6、水槽7、
水槽8は、それぞれ隔壁10、隔壁11、隔壁12、隔
壁13が底部からやや離れて設けられ、縦方向に区画さ
れ、その一方の下方に二酸化炭素強化空気を微細気泡と
して噴出させるための散気装置14、散気装置15、散
気装置16、散気装置17が設けられている。散気装置
14、散気装置15、散気装置16、散気装置17はそ
れぞれ通気管13、通気管19、通気育20、通気管2
1を介して、ブロワー22に運絡されている。ブロワー
22は二酸化炭素源23に連絡されている。ポンプ9、
ブロワー22はそれそれ太陽電池24、太陽電池25に
連絡されている。水田1内には向い合う両辺に沿って有
孔仕切り板26及び有孔仕切り板27が設けられてい
る。水田2、水田3、水田4も同様に構成されている。
日の出とともに、光照射された太陽電池24及び太陽電
池25により電流が発生し、ポンプ9及びブロワー22
が作動し、水槽34内の水が水槽8に送られ、矢印の方
向の水の循環が始まる。二酸化炭素源23からの二酸化
炭素強化気休が散気装置17から微細気泡として噴出さ
れる。これにより、二酸化炭素濃度がすみやかに水槽8
内の水に溶解し、この二酸化炭素濃度が高められた水は
水路35に流下し、仕切り板26の多数の穴43から均
等に水稲群落p下方に流入し、水稲群落p下方をまんべ
んなく流下し(矢印の方向)、仕切り板27の多数の穴
43を通り、水路36を経て水田1から流出する。この
二酸化炭素濃度の高められた水が水稲群落p下方を流下
する間に、水に溶解している二酸化炭素は、稲により一
部経根的に同化され、大部分は気液平衡の法則にのっと
り水稲群落p内気相に移行し、経葉的に同化される。気
相に移行したが同化されなかった二酸化炭素は水稲群落
p外大気中に拡散し、損失となる。水田1から流出した
水は、水槽5で再び二酸化炭素を添加され、水田2内を
まんべんなく流下しながら、水田2水稲群落p内に二酸
化炭素を供給する。以後同様にして、水は、二酸化炭素
の添加、水稲群落pへの二酸化炭素の供給を交互に繰り
返しながら、4つの水田を循環する。風が強い時は、こ
の損失は大きくなるので、施肥は行なわなくてもよい。
風が強い時は、水稲群落p外大気からの二酸化炭素供給
が増加するので、極端な二酸化炭素不足はない。また、
本発明の二骸化炭素強化気体とは、通常の大気中の濃度
より高い二酸化炭素を含む気体を意味し、例えば、家畜
糞の堆肥化排ガスのように大気空気に対してその二酸化
炭素濃度を高める操作を施した気体を意味する。二酸化
炭素濃度を高めた水を水稲群落pに流入させる時は、そ
の下方より静かにかつ均等に流入させ、他端より均等に
流出させる必要がある。上方から落下させる状態で流入
させると、二酸化炭素の損失が大となる。また、均等に
流入流出させないと、水が水田上をまんべんなく流下せ
ず、水稲群落pへの二酸化炭素の供給が不均一となる。
第3図は仕切り板26乃至33の斜視図であるが、水を
静かにかつ均等に流入流出させるよう、一直線上に多数
の穴43を設けてある。電源として太陽電池25を用い
ると、特別に制御しなくても、日射量に比例して自動的
に二酸化炭素供給量が調節される。すなわち、日射量が
大きく光合成が盛んで多量の二酸化炭素か必要な時は太
陽電池からの電流が大きくなり通気量が増加し、逆に日
射量が小さく光合成が減少し多量の二酸化炭素を必要と
しない時は電流が小さくなり通気量が減少する。太陽電
池は運転費用は低いが初期投資が高価であるので、市販
電気を利用してもよい。太陽電池の利用は、水田の所有
者が個々別々に堆肥化装置等二酸化炭素源を設けるなど
して、分散的に二酸化炭素施肥を行なう場合に有効であ
る。一方、ある広い一定の地域内の多くの水田に対し
て、ちゅう芥等の大規模な集中堆肥化処理施設を設け、
この排ガスをパイプラインで各水田に分配し、一括して
二酸化炭素施肥を行なうような楊合には、前述の二酸化
炭素供給量の制御を行なう装置の利用も安価となるの
で、市販電気の利用は有効である。第1図に示した4つ
の水田は同一水平面上に設けられたものであるが、複数
の水田に高低差がある場合は、高い位置の水田から低い
位眉の水田へ水を順次移行させるようそれぞれの水田を
連絡し、最も低い位置にある水田の流出水をポンプによ
り最も高い位置にある水田に送ればよい。また、土壌浸
透による水の減量分は用水より適宜に補給する。二酸化
炭素源23としては、石油等化石燃料.アルコール等燃
料の燃焼排ガス、稲ワラ,麦ワラ.家畜糞尿.ちゅう
介.汚泥等有機性廃棄物の堆肥化排ガス、家畜糞尿.ち
ゅう介.汚泥等有機片廃棄物の液状好気処理又は液状嫌
気処理等の生物学的処理排ガス、酒造等醸造排ガス、セ
メント製造排ガスなどの排気ガス、又はこれら排気ガス
中から回収濃縮した二酸化炭素、又は温室栽培で利用さ
れている液化炭酸ガス、炭酸水素ナトリウム等アルカリ
金属炭酸水素塩の電気分解により発生する二酸化炭素な
どを利用できる。 [発明の効果]以上のように、本発明は、湛水状態で栽
培する稲作の特徴を利用したものであり、この湛水を流
下させながらこれを媒体として二酸化炭素を水稲群落下
に運び、そこから気液平衡により群落内にまんべんなく
二酸化炭素を拡散させるので、簡単な設備で安価に効果
的な二酸化炭素施肥が行なえるとともに、複数の水田を
経て一括して湛水を循環させるので、各々の水田におい
て個々に湛水を循環させる場合よりも、湛水循環のため
の設備費及び動力費が更に安価となる。電源として太陽
電池を使用すれば、別途の制御装置を特に必要としな
い。二酸化炭素源としては、従来直接大気中に放出され
ていた排ガスを用いるので、大気中の二酸化炭素濃度を
増加させる要因とはならない。逆に大気中の二酸化炭素
濃度を低下させる手段を提供する。たとえば、火力発電
所の排ガスをパイプラインで水田地帯に大量輸送するか
あるいはこの排ガスから二酸化炭素を回収濃縮し輸送す
るかして、これを各水田で二酸化炭素源として利用し、
米の増収分をアルコールに変換し、これを燃料として再
利用することで、化石燃料の使用量を減らすことがで
き、大気中二酸化炭素の増加防止に貢献できる。有機性
廃棄物の場合も同様にして、大気中二酸化炭素の増加防
止に貢献でき、加えて、処理後の残渣は良質の有機肥料
として再利用できる。特に、年々その量が増加し処分に
困惑しているちゅう芥の有効利用に好適である。このよ
うに、排ガスを二酸化炭素源として用いることは、水田
の新たな環境浄化機能をひき出し、水田の価値を高める
ものである。
【図面の簡単な説明】 第1図乃至第4図は本発明の1実施例を説明するための
図面であり、それぞれ平面図、一部縦断面図、斜視図、
一部紺断面図である。 pは水稲群落、1,2,3,4は水田、5,6,7,8
は水槽、9はポンプ、10,11,12,13は隔壁、
14,15,16,17は散気装置、18,19,2
0,21は通気管、22はブロワー、23は二酸化炭素
源、24,25は太陽電池、26,27,28,29,
30,31,32,33は有孔仕切り板、34は水槽、
35,36,37,38,39,40,41,42は水
路、43は穴、44,45,46,47,48,49,
50,51,52,53,は水路である。矢印は水の流
れの方向を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.水田における水稲栽培において、二酸化炭素濃度を
    高めた水を、水田内に流入させ、該水稲群落下方水田上
    を流下させた後、該水田から流出させることにより、前
    記水稲群落内に二酸化炭素を供給する方法であって、複
    数の水田を水路で順次連絡し、該複数の水田と該水路か
    らなる水の循環系を構成し、該循環系に沿って水を流す
    とともに、異なる複数の部位で該循環水に対して二酸化
    炭素を添加し、該循環水の二酸化炭素濃度を高めること
    を特徴とする稲作における二酸化炭素施肥法。 2.前記複数の水田を連絡する水路において、水に二酸
    化炭素を添加することを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の稲作における二酸化炭素施肥法。 3.前記水の二酸化炭素濃度を高める操作の動力源とし
    て太陽電池を用いることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項又は第2項記載の稲作における二酸化炭素施肥法。 4.前記二酸化炭素濃度を高めるための二酸化炭素源
    が、有機性廃棄物の生物学的処理により発生した排ガス
    であることを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2
    項又は第3項記載の稲作における二酸化炭素施肥法。 5.前記二酸化炭素濃度を高めるための二酸化炭素源
    が、燃料の燃焼により発生した排ガスであることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項又は第2項又は第3項記載
    の稲作における二酸化炭素施肥法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014090668A (ja) * 2012-10-31 2014-05-19 Kubota Corp 水田における貝類の被害防止方法
CN112243839A (zh) * 2020-10-20 2021-01-22 上海今粹农业专业合作社 一种水稻生产中所用的灌溉系统及应用

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