●問題の背景

南九州の畑作地帯では，かつてカンショ，オカボ，ダイズ，ムギ類やナタネが栽培されていた。しかし，現在では野菜作と家畜生産のための耕地内飼料作とが主体となっており，野菜畑では化学肥料，飼料畑では家畜ふん尿と化学肥料が多量に投入され，余剰窒素量が増えて，地下水の硝酸汚染が顕在化した。そして，でん粉輸入が1995年から関税割当制度に移行して事実上の輸入自由化となった影響を受けて，主力の一つのカンショも激減した。
こうした背景の下で，九州沖縄農業研究センターは，地下水質保全のための窒素負荷の削減とカンショ生産の復活を目指して，都城市の月野原台地で，カンショ−キャベツ輪作体系と飼料作物専作体系を軸に，1996〜2000年にプロジェクト研究を実施した。その成果が2003年に刊行された（農林水産技術会議事務局編（2003）プロジェクト研究成果No.407.暖地畑作地帯における環境保全的畑作物生産技術の確立.全104ページ）。

●農業による窒素負荷の実態

宮崎県都城市の月野原台地は総面積461ha，そのうち約320haが畑という畑作台地である。
都城市の施肥基準を基に台地の畑における年間の平均窒素収支を計算すると，1960年で120kgN/haだった余剰窒素（畑に投入された窒素量と搬出された窒素量の差）は，1994〜1996年の平均で220kgN/haに増加した。実際には施肥基準を超える窒素が投入され，余剰窒素量はこれよりも多いと推察される。台地に流入する地下水の無機態窒素濃度は平均1.5mg/Lだが，台地からの湧水は平均9.6mg/Lと高く，民家の井戸水の平均値も8.7mg/Lの値を示しており，台地の畑に投入された余剰窒素が地下水の窒素を富化していることは明白であった。ただし，民家の井戸水は飲用に使われていない。また，1985年頃から家畜頭数の増加が頭打ちになり，1990〜96年では地下水の窒素濃度の上昇も頭打ち傾向を示している。とはいえ，畑から最終的に河川に流出する窒素量は年間100〜125kg/haに達していると推定された。

●窒素負荷削減技術の開発

成果のとりまとめの中で，山川理畑地利用部長（現所長）は，施肥基準が前後作を考慮していないと指摘している。すなわち，（1）実際にはカンショのツルが鋤き込まれているのに，ツルから供給される養分量を減肥する施肥基準になっていない。（2）また，家畜ふん尿を多量に施用して，土壌からの無機態窒素の供給量が多いはずなのに，それを考慮した施肥基準になっていないと記している。こうしたことから，実際には施肥基準を超える養分が投入されているはずであるプロジェクトではこれらを考慮すれば，かなりの減肥が可能なことが実験的に証明されている。
（1）夏作として取り入れられているギニアグラスを慣行のように5月に播種すると，作物体がまだ小さくて肥料吸収力の乏しいうちに梅雨となって，土壌中の窒素が溶脱される。そこで，前作のイタリアンライグラスの収穫時期を遅らせて，ギニアグラスを梅雨後の7月に播種する作期移動を行えば，溶脱量を減らせる。
（2）また，カンショや野菜の畦の表面を固くして，雨水を地下浸透しにくくすると，溶脱量を減らせる。
（3）さらに，カンショの生産効率を高めるために，苗を挿苗するのでなく，バレイショのように種イモを直接畑に植え付ける直播栽培を行って，野菜畑にカンショを導入すれば余剰窒素を減らせるし，裸地畑に導入すれば無駄に流亡する窒素を回収できる。
これらやその他に関する様々な実験を行った結果から，硝酸の溶脱を削減する技術を要約した。最も有効な対策技術は，搬出可能な作物残渣を圃場外に搬出・堆肥化することで，これによって余剰窒素の16〜60％を削減できる。しかし，現行の農作業体系や経営形態ではこの作業は困難であり，残渣の鋤込みを前提とした対策として，下の表がまとめられた。

そして，カンショを野菜作や飼料作に積極的に取り込んだ環境保全的な作付体系も提案された。さらに，これらを支える技術として，直播栽培に適したカンショ品種の選定や栽培技術，表面を硬化しながら畦立てする作業機の改良，さらに，これらの技術を導入した輪作体系の経営評価も検討された。

畦表面硬化のためのアタッチメントと成型された畦の状態（撮影:生駒泰基）

土壌表面除草剤を同時散布できるようにしたもの（撮影:生駒泰基）

●誰が環境保全的農業のコストを負担するのか

本プロジェクト研究は，さらには農家の環境問題に対する意識も調査している。
栽培基準に従った施肥を前提として計算しても，1960年に比べて1996年には余剰窒素量が約2.3倍も増加しているが，農家の多くは，化学肥料は「栽培基準どおりに投入しているので過剰投入ではない」と回答している。このことから，化学肥料投入に対する農家の問題意識の改善と施肥基準の見直しが必要なことを指摘している。しかし，意識改善には大きな問題がある。それは，解決に要するコストをどうするかである。
窒素負荷削減技術の一つとして提案されている畦表面硬化について見てみよう（図2）。畦表面硬化機を導入すると減価償却費が増大し，手取り除草が必要となって労働時間が増加する。その一方で，カンショのＡ品率は上昇するが，収量低下が見込まれるため，ha当たりの全算入生産費は慣行栽培に比較して29万円増加し，農業所得は8.6万円低下すると推定される。この例のように，環境保全に要するコストを誰が負担するのかが問題になるのである。
農業者は現状の収益を確保できない技術は採択したくないと回答している。そこで，非農業者に誰が水質改善コストを負うべきかを質問した結果，9割の住民が農業者のみの責任に負わせるべきではないとの意識をもっているが，行政（財政）等が負担すべきか，地域住民（受益者）の直接負担まで容認するかについては意見が分かれていた。だが，少なくとも汚染者負担原則に従って農業者が負担すべきとの機械的適用は支持されていないと判断された。
「環境保全型農業レポート」の2004年9月1日号の「環境省が刊行！　主に農業に由来する地下水の硝酸汚染の実態と対策に関する事例集」に紹介したように，都城市の畑作台地における農業由来の地下水汚染は地元で問題になっている。そして，環境省の事例集でも，今後，納税者である市民に情報公開をしつつ，市税を投入して行う対策事業の事業評価も行って，市民の理解を得ることが大切であると指摘している。都城市では農業者にだけコスト負担を負わせるのでなく，市税の投入をあおいで問題解決に向かう条件が作られつつあると推定される。この方向で問題が解決されることが期待されるが，そのためには，窒素負荷削減の優良農業行為規範を定め，それを遵守することを条件に市税を投入することになろうが，規範の内容をどうするのか，いくら補償するのか，規範を遵守した農産物にラベル表示をして市民に少し高値でも購入してもらう制度を作るかなど，これから導入すべき新しい農業環境政策を農業者，市民，行政とともに研究サイドも一緒になって具体的に検討すべき段階にきていよう。