2016 Fiscal Year Annual Research Report
Study on salt accumulation process in response to carbon cycle in soils
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26660189
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
西村 拓 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (40237730)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | Na土壌 / 塩類土壌改良 / 二酸化炭素 / 土壌呼吸 / 塩類集積 / 炭酸塩 / 溶解平衡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
固体の炭酸塩、気相のCO2、水の溶解平衡反応から考えると、気相のCO2分圧が増加するとCaCO3の溶解度が増すと考えられる。これは、ビーカーの中で実験すると簡単に確認できる現象であるが、土壌中でも有機物分解等の微生物活動に伴う土中CO2分圧の上昇がCaCO3の溶解を促進し，塩の集積や溶脱が促進される可能性が示唆されている。そこで、土中CO2分圧に伴うCaCO3の溶解促進に伴って土壌表面における塩類集積に変化が生じるという作業仮説について、化学平衡の側面と土壌カラムを用いた非定常な室内蒸発実験の側面から検討を行った。
前年度までに、土中ガスの制御装置の設計、運用法を確立したが、水分センサー（TDR)が塩分の影響を受けるため、地表近傍で。低水分かつ高含塩状態の時に補足的に水分量をモニタリングする手法として,ヒートプローブ法を導入することとし、センサーの校正や精度の評価をおこなった。
装置が出来上がったため、実際に津波被害を受けた水田土壌で蒸発実験を行った。水分供給は地下水を想定しカラム下部からマリオット管を用いて一定水圧で給水したが，想定していたよりも非常に少ない供給量となり、実験に予想以上に長時間を要した．これが、表層における乾燥被膜のせいであるか、それとも、実験中に土壌構造が変化し、透水性が低下したためであるかは明らかにならなかった。いずれにせよ、試料の物性から想定される実験時間よりもかなり長い時間を要した。この現象は、浸透する水によって供給されるO2、水分量の多少で決まるガス拡散係数に支配される気体O2の供給、微生物呼吸によるO2消費とCO2発生ならびに塩類を運ぶ水移動量（≒蒸発量）が相互に関連して炭酸塩の溶解およびこれに伴うイオン交換が起きるため、現象を見るためには一年を超える長期のカラム実験を維持することが必要であると考えられた。
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