• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Nitrogen deposition from atmosphere to agro-ecosystems by soil frost trapping

Research Project

Project/Area Number 19KT0041
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section特設分野
Research Field Agricultural Resources for the Next Generation
Research InstitutionNational Agriculture and Food Research Organization

Principal Investigator

Shimoda Seiji  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 北海道農業研究センター, 上級研究員 (80425587)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山口 高志  地方独立行政法人北海道立総合研究機構, 産業技術環境研究本部 エネルギー・環境・地質研究所, 研究主査 (90462316)
Project Period (FY) 2019-07-17 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords生態系制御 / 積雪 / 越冬作物 / アンモニア態窒素 / 硝酸態窒素 / 雪腐病 / 休耕地 / 土壌炭素 / 牧草 / 人為汚染 / 硝酸イオン / アンモニウムイオン / 窒素沈着 / 土壌凍結 / 除雪 / 雪踏み / 小麦 / 凍土層 / 無防除 / 農業生態系 / 土壌 / 大気化学
Outline of Research at the Start

大気中に放出された反応性窒素は、雨や雪と共に、エアロゾルやガスの形で地上に降下し、自然生態系や農業に与える影響が懸念されている。森林は一般に空間的に不均一で成立過程も不明瞭な地点が多いため、明瞭な結果は少ない。これに対して圃場など管理されている農地生態系では、空間的に比較的均一な地点で調査が可能であり、物質動態の定量的把握も可能である。さらに寒冷地であれば、降下窒素は積雪中に貯まるため、影響程度は大きくなると考える。このことから土壌が凍る北海道の寒冷な気象条件下で、大気からの降下窒素などの利用可能性を検証し、省資源で効率の高い作物生産を創造することを目指す。

Outline of Final Research Achievements

We investigated atmospheric nitrogen during winter and soil nitrogen after winter in Hokkaido, Japan to evaluate the effect of frost formation on nitrogen pool and crop growth. 1) We tested plots with different soil frost formation processes using a method called "Yuki-fumi" in which snow is compacted to develop a frost layer. The soil freezing slightly delayed the winter wheat growth, but accelerated the growth of timothy grasses. 2) Snow cover contributed to rapid decomposition of the above-ground litter in snowy areas where cultivation had ceased, 3) The nitrate and ammonium ions in snowpack in a agricultural area indicated that agricultural nitrogen pool is influenced by agricultural activities.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

越冬作物を栽培する積雪地域は世界でも限られ、凍土層を農資源として利用する発想はこれまで無かった。積雪中の化学物質と作物生育への影響は、寒冷地における物質動態の評価としても農業資源の有効利用として新規性が高く、北海道東部の生産者が実施している「雪踏み」を用いることで、試験研究から農地への研究結果の社会実装の促進に近く、広域の検証も可能で、普遍的結果の創出が期待できる。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 2 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Soil carbon balance after temporal cessation of cultivation under cool and subtropical humid climate in Japan2022

    • Author(s)
      Seiji Shimoda
    • Journal Title

      Soil Use and Management

      Volume: 38 Issue: 1 Pages: 331-340

    • DOI

      10.1111/sum.12722

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 北海道積雪中の硝酸・アンモニウムイオン動態の経時変化2021

    • Author(s)
      山口高志
    • Journal Title

      北海道の農業気象

      Volume: 73 Pages: 5-12

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Journal Article] Potential benefits of promoting snowmelt by artificial snow blacking on the growth of winter wheat and their dependence upon regional climate2021

    • Author(s)
      Shimoda Seiji、Hamasaki Takahiro
    • Journal Title

      International Journal of Biometeorology

      Volume: 65 Issue: 2 Pages: 223-233

    • DOI

      10.1007/s00484-020-02024-6

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of snow compaction ‘yuki-fumi’ on soil frost depth and volunteer potato control in potato?wheat rotation system in Hokkaido2020

    • Author(s)
      Shimoda Seiji、Onodera Masayuki、Okumura Osamu、Araki Hideharu、Kimura Atsushi、Chiba Kentarou、Kusano Yuko、Hoshi Harumitsu、Tamura Shiho、Suda Tatsuya、Kominami Yasuhiro、Nakatsuji Toshiro、Hirota Tomoyoshi
    • Journal Title

      Plant Production Science

      Volume: 24 Issue: 2 Pages: 186-197

    • DOI

      10.1080/1343943x.2020.1828950

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 林地の農地化や耕作放棄から見る炭素蓄積量2021

    • Author(s)
      下田星児
    • Organizer
      第16回ムギ類研究会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 数年間の休耕に伴う炭素窒素動態の変化と植生遷移の影響 ―北海道東部と西日本の比較―2021

    • Author(s)
      下田星児・山口高志
    • Organizer
      日本土壌肥料学会北海道支部会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 寒地気象を生かす十勝型SDGs農業の実現2021

    • Author(s)
      下田星児
    • Organizer
      スクラム十勝
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 小麦雪腐病の物理的防除を可能にする気象条件と雪踏み方法2021

    • Author(s)
      下田星児,寺沢洋平
    • Organizer
      日本土壌肥料学会2021年度大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 雪踏みによる秋播き小麦の雪腐病物理的防除の可能性2021

    • Author(s)
      下田星児、寺沢洋平
    • Organizer
      第251回日本作物学会講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Book] 北海道農業と土壌肥料2021(第2章 気候変動に対応した農業技術)2021

    • Author(s)
      下田星児
    • Total Pages
      180
    • Publisher
      北農会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Remarks] 畑作物の気象変動に適応する技術と予測情報(北農研ニュース 2021年10月号)

    • URL

      https://www.naro.go.jp/publicity_report/publication/files/harcnews_2021Oct.pdf

    • Related Report
      2021 Annual Research Report

URL: 

Published: 2019-07-22   Modified: 2023-01-30  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi