硝酸系肥料の利用による農耕地土壌からの一酸化二窒素排出削減技術の開発

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K08178
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization
• Principal Investigator: 西村 誠一 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 (70354090)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 米村 正一郎 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, 主席研究員 (20354128)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 一酸化二窒素 / 一酸化窒素 / 硝化 / 脱窒 / 酸素濃度 / 被覆硝酸カルシウム

Outline of Annual Research Achievements

土壌中での硝化による一酸化二窒素（N2O）生成の温度依存性を明らかにするために、室内土壌場用試験（密閉法）を行った。４種類の施肥条件（硫酸アンモニウム(A)、被覆尿素(CU)、被覆硝酸カルシウム(CC)、無窒素(N)）、２段階の温度（15℃および25℃）で実験を行った。土壌水分は含水比（水分／固相）40%で統一した。
高温（25℃）条件では、A, CU区から高いN2Oフラックスが観測された。高いN2Oフラックスは、A区よりもCU区でより長期間観測された。低温（15℃）条件では、両区ともフラックスは低くなったが、より長い期間有意なN2O発生が続いている。一方、CC, N区からは、温度条件に関わらず有意なN2O発生は観測されなかった。本実験は現在継続中であり、試験期間全体の総N2O発生量等については、次年度に報告する。
低酸素（O2）濃度条件が土壌内での脱窒およびN2O生成に与える影響を直接明らかにすることを目的として、通気式ガスフラックス連続測定システムを用いた土壌培養試験（予備実験）を行った。系内のO2濃度を、20%（大気レベル）→1%→0.1%→0.01%→最小値(<10ppm)→0.01%→0.1%→1%→20%と経時的に変化させ、通気法によりN2Oフラックス、および一酸化窒素（NO）フラックスを同時にモニタリングした。土壌水分は、含水比40%および70%の二段階とした。
N2OフラックスはO2濃度の低下に伴って増加し、O2濃度を再度大気レベルに戻すと、フラックスは低下した。NOフラックスもN2Oと同様に、O2濃度の低下に伴って増加し、O2濃度を再度大気レベルに戻すと低下した。モニタリングされたガス濃度データの一部に異常値と思われるものが含まれていたことから、この原因を明らかにし、他の実験条件についても再度検討した後に、次年度に本実験を行う予定である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

土壌培養試験（密閉法）については、本試験を継続中であり、硝化由来の一酸化二窒素発生に及ぼす温度環境の影響が明らかになりつつあるところである。
土壌培養試験（通気法）については、フラックス測定システムの調整・予備試験を行い、本試験に取りかかる準備が整ったところである。

Strategy for Future Research Activity

土壌培養試験（密閉法）については、継続中の本試験を完了し、硝化由来の一酸化二窒素発生に及ぼす温度環境の影響を明らかできる見込みである。
土壌培養試験（通気法）については、本試験を行い、脱窒由来の一酸化二窒素および一酸化窒素発生に及ぼす土壌内酸素濃度の影響を定量的に明らかにできる見込みである。

Causes of Carryover

ガス採取・分析、無機態窒素分析等に用いる消耗品の支出の一部を他の研究課題や他の使用者と折半することにより、当初の計画よりも支出が低く抑えられた。
次年度使用額523,261円は、密閉法・通気法によるガス分析のための部品の購入に使用し、次年度に請求する研究費と合わせて研究計画遂行のために使用する。