Nitrate and nitrous oxide dynamics at the soil to watershed level using trioxide isotopes as indicators Analysis

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H03098
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 41050:Environmental agriculture-related
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization
• Principal Investigator: Nakajima Yasuhiro 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 高度分析研究センター, 上級研究員 (10354086)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 秋山 博子 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境研究部門, グループ長 (00354001) ; 江口 定夫 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境研究部門, 主席研究員 (30354020) ; 鈴木 克拓 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 中日本農業研究センター, 上級研究員 (90354068)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 硝酸イオン / 亜酸化窒素 / 窒素安定同位体 / 酸素安定同位体

Outline of Final Research Achievements

We developed an analytical method to evaluate the production of nitrogen monoxide (N2O), a greenhouse gas emitted from terrestrial ecosystems, in agricultural ecosystems by applying ammonium and nitrate ions rich in 15N and 17O as nitrogen sources, based on the stable isotope ratios of the N2O produced. In addition, to identify the source of nitrate-nitrogen pollution in agricultural watersheds and the amount of denitrification by rice paddies and wetlands, we established a method to identify the nitrogen source (source material) and denitrification of nitrate-nitrogen at the soil, field, and watershed scales by using 17O as the third indicator.

Free Research Field

土壌化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

温室効果ガスである一酸化二窒素(N2O)の農業生態系における発生は、複数の窒素源から複数のプロセスを経る複雑な過程を経ており、その発生削減には農業生態系での動態の把握が必須である。本課題では土壌中NO3-に一定量含まれるΔ17Oアノマリーを保存性の良いトレーサーとみなして、N2Oの窒素源の特定やNO3-流出における流出経路および脱窒割合の同時解析のためのツールとして利用可能であることを示した。