高ＣＯ２条件下における水田生態系の持続可能性を支配する土壌の窒素可給性と炭素貯留

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16F16398
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization
• Principal Investigator: 和穎 朗太 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境変動研究センター 気候変動対応研究領域, 上級研究員 (80456748)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): GUIGUE JULIEN 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境変動研究センター・気候変動対応研究領域, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2016-11-07 – 2019-03-31
• Keywords: 土壌有機物 / 土壌炭素 / 肥沃度 / 土壌窒素 / 温暖化 / 水田

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、先ず土壌の物理分画法（土壌団粒の分散法を含む）の検討を行い、比重1.8g/ccを基準に低比重、高比重画分に分けること、また低比重画分は「比較的新鮮で土壌団粒に取り囲まれていない画分：free-LF）と「団粒に取り囲まれた植物残渣や炭化物を主体とする画分：occluded-LF）に分画することが、この土壌タイプについては最適であるという結果を得た。

そこで、FACE実験の0，2，4年目に採取した作土層サンプルを対象に上記の比重画分を開始した。３つの画分の合計重量、炭素、窒素とバルクサンプルのそれの比較から回収率を確認し、一部回収率が高すぎるサンプルに関してはその原因調査を行った。その原因は、コンタミではなくサブサンプリング誤差であることが分かり、誤差の大部分を取り除くことができた。比重画分ごとの炭素・窒素分析の結果から、土壌有機物の大部分は超音波で壊れない強固なミクロ団粒の一部として比較的窒素に富む化合物として高比重画分に貯留していることが分かった。

また、春から秋にかけて水稲生育ステージごとにFACE実験実験水田の無窒素区から採取した土壌を対象に、中性リン酸可溶性の有機態窒素の分析を進めた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

水田土壌の物理分画はこれまであまり行ってこなかったため最適な分画法の検討に時間を要したが、３つの比重画分に分ける手法が確立し、回収率の問題も解決することができた。土壌中の可溶性有機物の抽出も完了し、冷凍保存するところまで進んでいる。2016年11月から開始したプロジェクトとしては、おおむね順調に進んでいると言える。

Strategy for Future Research Activity

アーカイブ土壌を用いた比重分画を継続し、更にIRMSを用いて各比重画分中の炭素・窒素安定同位体比を定量し、4年間のFACE実験期間中に水稲由来の有機炭素がどの程度土壌の各プールに移動したか、また各プールの平均滞留時間の推定を行う。

土壌窒素の可給性に関しては、FACE実験水田の無窒素区のアーカイブ土壌の分析を進める都共に、生育ステージごとの時間系列で採取した土壌からの可溶性有機物のキャラクタリゼーションを進める。