2016 Fiscal Year Research-status Report
土壌還元消毒に伴う酸化還元電位および一酸化二窒素発生予測モデルの開発
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16K07642
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
前田 守弘 岡山大学, 環境生命科学研究科, 教授 (00355546)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 一酸化二窒素 / 酸化還元電位 / 有機物 / 水移動 / 灌漑 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
土壌還元消毒は化学物質を使わない防除技術として期待されている．しかし一方で，同消毒過程では酸化還元電位の低下に伴う一酸化二窒素（N2O）の多量発生を引き起こすことが懸念される．本研究では，N2O発生量を増加させない土壌還元消毒条件を検討するため，水・熱移動，有機物分解，酸化還元電位，N2O発生など一連のプロセスを観測に基づいてモデル化する．はじめに，高水分，高温，マルチ被覆下において，灌漑，マルチ，施用有機物などが土壌還元の進行速度，範囲，継続時間に及ぼす影響を実験的に調査解析する．特に，有機物の易分解性画分の評価方法を詳細に検討する．次いで，観測結果に基づいて，土壌の酸化還元電位およびN2O発生予測モデルを開発し，N2O発生量の少ない各処理条件を検討する．
初年度（平成28年度）は，不飽和土壌における酸化還元電位を測定するため，塩橋を用いた方法を検討し，寒天およびKCl濃度，塩橋形状が測定結果などに及ぼす影響を調べた．その結果，寒天濃度4%，KCl濃度10%，シリンジを用いた縦型の塩橋を用いることで不飽和土壌でも酸化還元電位がすみやかに測定できることがわかった．また，黒ボク土に飼料用トウモロコシを混合し，土壌還元消毒を模した条件において初期NO3-N含有量が土壌酸化還元電位およびN2O放出量の推移を調べた．その結果，初期NO3-N 含有量が高い場合，酸化還元電位が比較的高く推移するため，N2O放出が長時間継続することがわかった．よって，土壌中に残存するNO3-Nをなるべく低くしてから，土壌還元消毒を行った方がよいといえる．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまで困難であった不飽和土壌中での酸化還元電位の測定ができるようになるなどほぼ予定通り研究が進んでいる．
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度開発した酸化還元電位測定法を用いて，平成29年度，30年度は，次の4項目の研究を実施する．
1) 各種条件が還元進行速度，還元範囲・継続期間に及ぼす影響の解明 岡山県笠岡湾干拓地内のナス栽培農家などにおいて土壌還元消毒を行い，土壌深度毎の水分，酸化還元電位の推移をモニタリングする．また，マルチ表面から放出するN2Oフラックス，土壌表面－マルチ間でのN2O濃度などを測定する．
2) 有機物の易分解特性評価法の検討 有機物として，コメヌカ，モミガラ，飼料用トウモロコシ，家畜ふん堆肥などを用いる．これらを土壌に施用し，分解産物である二酸化炭素（CO2）発生量およびN2O発生量を測定する．また，各有機物の易分解特性を測定し，CO2発生量と比較する．
3) 温度および材質がマルチ遮蔽性に及ぼす影響の評価 温度，マルチフィルムの材質および厚さがマルチのN2O遮蔽性に及ぼす影響を明らかにする．
4) 酸化還元電位およびN2O発生予測モデルの開発 土壌中で水・熱移動，有機物分解，酸化還元電位の推移などを解析するため，有限要素法などによるプログラミングを行う．
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