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Fate and transport of Nitrogen with microbial activity in soil following evaporation and infiltration.

Research Project

Project/Area Number 16K07934
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Rural environmental engineering/Planning
Research InstitutionIwate University

Principal Investigator

Muto Yoshiko  岩手大学, 農学部, 准教授 (30422512)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 渡辺 晋生  三重大学, 生物資源学研究科, 教授 (10335151)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2017: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Keywords窒素動態 / 蒸発過程 / 浸潤過程 / 硝化 / 一次分解反応 / ATP量 / 一次元カラム実験 / 水移動 / 浸潤 / 土壌微生物 / 蒸発 / 土壌圏現象
Outline of Final Research Achievements

Understanding nitrogen dynamics in soil, which variously changes the water content, is important to promote sustainable agriculture. In this study 7.5cm soil columns were settled in a constant temperature room and the distributions of water content, and concentrations of ammonium- and nitrate-nitrogen in the soil, as well as soil ATP, were monitored during evaporation. Assuming the nitrification in soil is the first-order reaction, the rate constant was proportional to the soil water content, and the ATP. Numerical calculation using the rate constant as a function of water content well-reproduced the column experiment. And the rate constant seemed to be able to estimated by the ATP, which is relatively easy to measure. We also performed infiltration experiment using 20cm soil columns. Numerical calculation for the infiltration experiment suggested that the absorbed ammonium-nitrogen had a smaller rate constant than the dissolved ammonium-nitrogen in soil.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

水分移動過程での土壌中の窒素動態の解明は,食料生産や環境保全などの見地から重要視されており,これまでに,土壌物理学・土壌学の各分野で現象に関わる土壌の諸条件が一定条件下にあるときの影響が調べられてきた.しかし,土壌中における窒素動態は微生物活動の結果であることから,現象の更なる理解には,関連する土壌物理条件・その変化速度と微生物反応速度との関係が重要である.本研究の特色は,「速度」という新たな視点に,さらに「土壌微生物活動の評価」という新しい切り口をプラスして窒素動態を考えた点である.この新たな発想に基づく取り組みにより,窒素炭素動態が関わる未解明な現象の理解に突破口を開くことが期待される.

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] 不飽和浸透過程にある異なる温度の黒ボク土中のアンモニア態窒素の硝化2019

    • Author(s)
      渡辺晋生,中西真紀,草深有紀,武藤由子
    • Journal Title

      農業農村工学会論文集

      Volume: 308

    • NAID

      130007555812

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ドローン搭載のマルチスぺクトルセンサを用いた津波被災水田の直播栽培におけるイネの生育モニタリング2019

    • Author(s)
      原科幸爾,山本清仁,牧 雅康,武藤由子,倉島栄一
    • Journal Title

      農業農村工学会誌

      Volume: 87 Pages: 121-126

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 積雪寒冷地のリンゴ園地における冬季地温の特色2018

    • Author(s)
      加藤 幸,加藤千尋,武藤由子,遠藤 明,千葉克己,溝口 勝
    • Journal Title

      農業農村工学会論文集

      Volume: 307

    • NAID

      220000164587

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 圃場における土壌水分量と電気伝導率の連続観測のための5TEセンサーの簡易な原位置キャリブレーション2017

    • Author(s)
      武藤由子,窪田有真,桐山直盛,渡辺晋生
    • Journal Title

      土壌の物理性

      Volume: 137 Pages: 3-9

    • NAID

      130008056684

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 津波被災水田における電磁探査による電気伝導度分布の測定2018

    • Author(s)
      高橋亮祐,山本清仁,原科幸爾,武藤由子,倉島栄一
    • Organizer
      陸前高田グローバルキャンパス大学シンポジウム
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ドローン搭載のマルチスペクトルセンサによる津波被災水田におけるイネの生育状況モニタリング2018

    • Author(s)
      原科幸爾,山本清仁,吉田宏,葉上恒寿,武藤由子,倉島栄一
    • Organizer
      陸前高田グローバルキャンパス大学シンポジウム
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  • [Presentation] 土中水分量変化からのトマト根の吸水強度分布の推定2018

    • Author(s)
      下山洋平,武藤由子,渡辺晋生
    • Organizer
      平成30年度農業農村工学会東北支部第60回研究発表会
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  • [Presentation] 蒸発過程にある土中の硝化反応速度定数とATP量の関係2017

    • Author(s)
      武藤由子,堂山貴広,中西真紀,渡辺晋生
    • Organizer
      土壌物理学会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 静電容量型土壌水分センサーの農地の土壌水分量と電気伝導率観測への適用2016

    • Author(s)
      窪田有真,武藤由子,桐山直盛
    • Organizer
      平成28年度農業農村工学会大会
    • Place of Presentation
      江陽グランドホテル(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2016-08-30
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 間断灌漑が水田土壌中の窒素の形態変化と水稲の生育に与える影響2016

    • Author(s)
      佐藤 敬佳,武藤 由子,溝口 勝
    • Organizer
      平成28年度農業農村工学会大会
    • Place of Presentation
      江陽グランドホテル(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2016-08-30
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] イネ栽培における鶏糞炭の活用に関する実験的検討2016

    • Author(s)
      河村 達哉,颯田 尚哉,武藤 由子
    • Organizer
      平成28年度農業農村工学会大会
    • Place of Presentation
      江陽グランドホテル(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2016-08-30
    • Related Report
      2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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