2016 Fiscal Year Annual Research Report
Modeling of water, solute, and gas transport in a soil as a result of a coupled nitrogen-carbon cycling with decomposition of organic matter
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26292126
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
取出 伸夫 三重大学, 生物資源学研究科, 教授 (70212074)
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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)
坂井 勝 三重大学, 生物資源学研究科, 講師 (70608934)
橋本 洋平 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (80436899)
徳本 家康 佐賀大学, 農学部, 助教 (80445858)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 土壌圏 / 窒素循環 / 炭素循環 / 水循環 / シミュレーション / 水分移動 / 溶質移動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度に引き続き，土中の窒素・炭素循環モデルを組み込んだ土中の水分・溶質移動シミュレーションプログラムの改良，不撹乱土ライシメータによるモニタリングシステムの調整と検証，土カラム中の窒素成分移動実験，乾燥領域までの不飽和透水係数の高い精度の測定，植物根による吸水分布の推定に取り組んだ．
PHREEQCプログラムを用いて構築した窒素・炭素循環モデルは，有機物分解に伴うプロトン反応に対するpH変化正しく評価するために，土のpH緩衝能を変異荷電モデルにより表現することに成功した．この変異荷電モデルは，過去の火山灰土の陽イオン交換容量と陰イオン交換容量のpH依存性の測定データを適切に再現できることが確認できた．さらに湛水条件下の水田土中等の嫌気的環境での有機物分解に対して，溶存酸素の不足に伴いNO3-，Mn4+，Fe3+，SO42-，CO32-，H+が順次電子受容体として用いられるモデルを構築した．酸化還元反応を加えた有機物分解モデルは，土中の水分・溶質・ガス移動モデルHYDRUS-1DとHP1プログラムにより結合させた．それにより，好気条件から還元条件までの有機物分解と窒素・炭素成分の移動を統一的に表現することが可能となった．
畑地を想定した土カラムの窒素成分移動実験では，異なる有機物における窒素成分の形態変化，また水分を想定した湛水土カラムでは，Feの形態変化と水の浸透の関係を明らかにした．
不飽和透水係数の逆推定のための蒸発法では，乾燥領域の土中水圧力を新たな湿度センサーで計測を試みたところ，テンシオメータによる湿潤領域と合わせて連続的な測定が可能であることが確認できた．今後，水蒸気も含む水分移動モデルにより乾燥領域の不飽和透水係数を推定する予定である．また，植物を植えたポットおよび畑の水分分布の変化より，根による吸水のストレス関数の推定を行った．
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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