【話題5】

農業における窒素循環の視角から循環型社会を展望する
大串　和紀

• 1. 窒素循環の視点を欠く循環型社会形成論議
• 2. 窒素と生命
• 3. 自然界における窒素の循環
• 4. 窒素と地球環境問題
• 5. 窒素と農業
• 6. 窒素循環から見た耕種農業の課題と対応
• 7. 窒素循環から見た畜産の課題
• 8. 窒素循環から見た畜産の展開方向
• 9. 農村地域における窒素循環の解析事例
• 10.日本の窒素循環―有機性廃棄物大国日本
• 11.循環型社会の形成は健全な農業生産活動から

ホーム >> 話題一覧 >> 2. 窒素と生命 ｜ 農業における窒素循環の視角から循環型社会を展望する

■窒素とは、化学的には元素記号　N、原子番号　7、原子量　14.01、密度　1.025g/cm3、融点　-209.86℃、沸点　-195.8℃の元素*1である。通常は窒素同士が結びついた「窒素ガス（N₂）」の状態で安定している。普通窒素といえば窒素ガスのことを指すことが多い。
窒素の元素記号（N）は英語のnitorogenの頭文字で、これは硝石（niter）から化学的に窒素が得られることに由来する*2。「窒素」という名は、「窒素」を満たしたガラス瓶に生き物を入れると窒息することから名付けられた*3。

■窒素ガスは常温では色も臭いもない気体で、地球の大気の約78%（体積比）を占めている*4。

窒素	78.08％（78万0808ppm）
酸素	20.95％（20万9490ppm）
アルゴン	0.93％（930ppm）
その他	0.003％（30ppm）

■窒素は、窒素ガス（N₂）のほか有機化合物と無機化合物の形で存在するが、無機化合物に含まれる無機態窒素は、アンモニウム態窒素（NH₄-N)、亜硝酸態窒素（NO₂-N)、硝酸態窒素（NO₃-N)に分けられる。また、気体の窒素酸化物には、アンモニア（NH₃）、一酸化窒素（NO）、二酸化窒素（NO₂）、一酸化二窒素（N₂O）、三酸化二窒素（N₂O₃）、四酸化二窒素（N₂O₄）、五酸化二窒素（N₂O₅）があり、通称ノックス（NOx）ともいう。

■窒素酸化物は、光化学オキシダントの原因物質であり、硫黄酸化物と同様に酸性雨の原因にもなっている。また、一酸化二窒素（亜酸化窒素）は、温室効果ガスの一つである。工場の煙や自動車排気ガスなどの窒素酸化物の大部分は一酸化窒素であるが、これが大気環境中で紫外線などにより酸素やオゾンなどと反応し二酸化窒素に酸化する。そこで、健康影響を考慮した大気環境基準は二酸化窒素について定められている。

■有機物の中に含まれている窒素には、人間や動植物の体内にあるタンパク質、アミノ酸、尿素、核酸などのほかにも、製薬、染料、繊維、食品、石油、化学、肥料工業などの工場排水に含まれる無数の含窒素有機化合物がある。

■地球型生命の特質は、少なくとも「物質代謝を行う」ことと「自己複製を行う」ことである。この二つの特質を担う物質がタンパク質と核酸であり、それらを構成する単位分子がアミノ酸、核酸塩基、糖などである*5。このため、窒素は、生きている細胞なら植物、動物を問わずどんなものにも存在する*6。人を例にとれば、タンパク質は筋肉や皮膚、骨など、人間の身体を作っている物質である。

　また窒素は、RNAやDNAを作っている。RNAやDNAは遺伝的特性を次の世代に引き継いでいく青写真になっているもの*6で、窒素は生命に絶対に必要なものである。なお、タンパク質をつくるもととなるのが「アミノ酸」という物質であるが、人間はアミノ酸そのものを一から体内で作ることができないため、アミノ酸を食物から摂取している*7。

1. 窒素循環の視点を欠く循環型社会形成論議

3. 自然界における窒素の循環命

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