2022 Fiscal Year Annual Research Report
Continuous field observation of multiple soil gas fluxes for tracing soil ecosystem dynamics using a portable high-resolution mass spectrometer (MULTUM)
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20H04324
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
豊田 岐聡 大阪大学, 大学院理学研究科, 教授 (80283828)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
当真 要 北海道大学, 農学研究院, 教授 (10514359)
古谷 浩志 大阪大学, 科学機器リノベーション・工作支援センター, 准教授 (40536512)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 土壌ガス / 多成分同時連続モニタリング / マルチターン飛行時間型質量分析計 / オンサイトモニタリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度に引き続き，マルチターン飛行時間型質量分析計「MULTUM（製品名infiTOF）」を用いた「濃度差が6桁に及ぶ土壌ガス4成分の同時連続フラックス測定シス テム」 を構築し，7成分の無機・有機ガス(N2・O2・CO2・ N2O・NO・CH4・C2H4)を同時に長期間連続測定できるように，制御系，ソフトウェアの改良を行った．
まず，新たに購入した新型infiTOFの制御系ならびにデータ取得系を，オンサイトでの土壌ガス測定に適したものにする改良して測定が行えるようにした．
また，これまでは土壌表面に発生するガスをチャンバー法で分析していたが，本研究の目的である土壌内部の生態系起源ガスの挙動を捉えるため，3Dプリンターを用いて様々な形状のガスサンプラーを作成し，その評価を行った．土壌中の水分がガスサンプリング系に入り込まないように，市販されている衣類用の透湿防水素材を作成したサンプラー側面に貼ることで，水の侵入を防ぐとともにサンプラー内外のガスの拡散も十分な速度で起こることを確認した．昨年度，散水用のポーラスチューブを用いた場合にはチューブ内外のガス置換に20分程度の時間を要していたが，新しい系では，測定頻度の2分以内の時間で十分にガスの置換が起こっていることを確認した．
さらに，作成したサンプラーを用いて，2分間隔で亜酸化窒素や二酸化炭素などの濃度を計測できるシステムを構築した．そして，市販されている 園芸用の土を用いて評価を行なった．窒素肥料を施肥した土壌と施肥していない土壌を2系統同時に測定を行えるようにシステムを構築した．施肥した土壌では水を含ませると1ppm以上の濃度で亜酸化窒素が発生し，施肥していないものとは明らかに差があることを捉えることができ，土壌中および土壌表面のの複数箇所のガス濃度を同時に測定可能なシステムが構築できた．
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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