2017 Fiscal Year Research-status Report
土壌微生物活動を考慮した水分移動過程における窒素動態の解明と予測
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16K07934
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| Research Institution | Iwate University |
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Principal Investigator |
武藤 由子 岩手大学, 農学部, 准教授 (30422512)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡辺 晋生 三重大学, 生物資源学研究科, 教授 (10335151)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 窒素動態 / 水移動 / 浸潤 / ATP量 / 土壌微生物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，一次元カラム実験を行い水移動が土壌中のアンモニア態・硝酸態・ATP濃度の分布に与える影響を明らかにすること，及び実験結果を微生物活動を考慮した一次元土中水分溶質移動モデルで再現することである．
平成29年度は，岩手大学での室内実験において，浸潤にともなう水移動が土壌中の窒素動態に与える影響を調べるための一次元カラム浸潤実験を行った．供試土壌には岩手大学圃場の休耕畑から採取した表層土を用いた．これに蒸留水と炭酸カルシウムを添加してカラムに詰め，前培養として10日間静置した．硫酸アンモニウム溶液を試料の上端に異なる二種類の速度で滴下し，下端から50cm下方に排水口を設けた．カラム内の土壌水分量が一定に保たれていることをテンシオメータでモニターした．実験開始後，0・16・32・64日の段階におけるカラム内の土壌水分量・NH4+-H・NO3--N・ATP濃度の分布を測定した．また，下端からの排水の分析も行った．三重大学では，実験で得られた水移動特性等のパラメータを用いて，一次元土中水分溶質移動モデルHydrus1Dにより，硝化の反応速度定数を一定値として与えた場合の土中の水移動と窒素移動を計算し浸潤実験の結果と比較した．また，平成28年度に行った蒸発実験の数値計算に関して，硝化の反応速度定数を水分量の関数として与えるよう改良した．その結果，水移動に伴う硝化の反応速度定数の変化を考慮することで，より現象に即した計算が可能となることが明らかとなった．現場観測については，引き続き岩手大学の休耕畑に設置した試験区において，土壌水分量・電気伝導率・地温・気象条件（降雨量・風向風速・日射量・気温・湿度）を観測した．
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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
研究実施の概要に記載の通り，計画した実験・現場観測を全て行い目的を達成することができた．また，平成28年度に未達成だった数値解析に関する目標も達成した．ただし，今年度に計画していた浸潤実験に関する数値解析については現在も改良を進めているところであるため「概ね順調試進展」との評価とした．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年と29年で，計画していた実験と現場観測を完了できた．数値解析については，平成29年度分について現在も取り組んでいるところである．そこで，研究期間の最終年となる平成30年においては，当初の計画に沿い，これまでの結果から新たに検討が必要と考えられた問題に焦点を当てた実験を行う予定である．本年度は，一次元カラム浸潤実験において，浸潤速度の影響を調べたが，来年度は，これに硫酸アンモニウム溶液の滴下期間の影響を調べる実験を追加する予定である．三重大学では引き続き，一次元土中水分溶質移動モデルHydrus1D及びHP1で再現し，反応速度定数や窒素の吸着特性に関するパラメータを検討する．現場観測も引き続き継続して行う．これまでに得られた観測データの解析，実験で得られた知見を用いた計算結果と観測結果との比較から，現場での水移動が窒素動態に与える影響について検討する．
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