Modeling of nitrous oxide emission based on quantification of its production and consumption rate based on soil incubation under low soil oxygen concentration conditions

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K05883
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 41050:Environmental agriculture-related
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization
• Principal Investigator: Nobuko Katayanagi 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, 上級研究員 (20455265)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 米村 正一郎 県立広島大学, 生物資源科学部, 教授 (20354128) ; 廣野 祐平 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 果樹茶業研究部門, グループ長補佐 (10391418)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 土壌 / 一酸化二窒素 / 茶園

Outline of Final Research Achievements

Nitorous oxide (N2O) is one of greenhouse gases. This study was conducted to quantify the relationship between the amount of water and oxygen in the soil and the rate of N2O production and consumption by using a system that can incubate soil under controlled temperature and moisture conditions while controlling the oxygen concentration to extremely low levels, and to improve the prediction accuracy of the model that predicts N2O. The results of experiments using tea plantation soils with high N2O production and forest soils with low N2O production provided essential data for improving the process model.

Free Research Field

環境農学

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）生成・消費には土壌中の酸素（O2）量が関わっており、土壌中のO2量は土壌水分量と微生物活動によるO2消費によって決定される。そのため、プロセスモデルにおいてもそのようなプロセスを仮定して計算がなされている。しかし、圃場においてはこの水分量とO2量は独立したパラメタとして扱うことができないため、どちらがどの程度速度に影響しているのか区別できない。本研究で用いたO2を極低濃度に制御可能なガス交換量自動測定システムは水分量とO2量を独立して制御することが可能な革新的な機器であり、本研究における実験結果は非常に高い学術的意義があるといえる。