茶園土壌からの一酸化二窒素（N2O）発生量を予測する基礎モデルの構築

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26850155
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization
• Principal Investigator: 廣野 祐平 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 野菜茶業研究所茶業研究領域, 主任研究員 (10391418)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 一酸化二窒素 / 茶 / 土壌

Outline of Annual Research Achievements

野菜茶業研究所内の試験茶園（品種：「やぶきた」）において、温室効果ガス自動採取装置を用いて、うね間土壌からの一酸化二窒素（N2O）発生フラックスの高頻度観測（1～6回/日）を開始した。土壌水分量および地温については1時間に1度の頻度で測定を開始した。また、N2Oフラックスの高頻度観測を行っている地点近傍の土壌を1～2週間に1度程度採取し、無機態窒素濃度、土壌pH等を測定した。その結果、施肥後およびまとまった降雨の後に高いフラックスが観測されることや、時期によっては地温への依存性が大きくなる傾向があることが確認された。
次年度の取り組みの予備検討として、過去に行った手動サンプリングによるN2Oフラックスの観測結果を用いて、N2Oフラックスを推定するモデルへのフィッティングを行った。具体的には、2009年6月～2010年7月に所内の試験茶園で得られたN2Oフラックス、土壌中の無機態窒素濃度、体積含水率、地温からなるデータセットを、硝化・脱窒過程の地温・体積含水率依存性を考慮した一次反応式に当てはめ、生成速度や依存性を表現する各種パラメータを推定した。また、このようにして得たパラメータの妥当性の確認のために、2007年9月～2009年6月に同一茶園で行ったうね間への窒素施用量が異なる施肥条件下における、土壌中の無機態窒素濃度、体積含水率、地温の測定結果を用いて、N2Oフラックス推定した。その結果、得られたパラメータから、異なる施肥処理条件のN2Oフラックスもうまく推定できることを確認した。一方、過去の知見と比べて、地温に対する依存性が小さい結果が得られた。これは、サンプリング頻度が2週間に1度程度と長いために、地温と体積含水率への依存性をうまく分離して評価することができなかったことによると考えられ、本年度から次年度にかけて行う高頻度観測が不可欠であることを裏付けるものである。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の計画通り、試験茶園におけるN2Oフラックスの高頻度観測を開始し、次年度以降の解析に必要となるデータを順調に取得できていること、モデル化についても予備的な検討を行えたことから、おおむね順調に進展していると判断した。

Strategy for Future Research Activity

平成27年度には、26年度と同様の方法で調査茶園における観測を継続する。また、マルコフ連鎖モンテカルロ（MCMC）を用いたベイズ推定法を、平成26年度に得られた観測結果に適用することにより、N2Oフラックスの温度、体積含水率、無機態窒素濃度依存性に関する各種パラメータを推定する。
また、研究期間終了時までには、平成26、27年度に得られた観測結果にマルコフ連鎖モンテカルロ（MCMC）法を用いたベイズ推定法を適用して、N2O生成速度に関係するパラメータの推定値を更新し、推定精度を向上させる。また、茶園におけるN2Oフラックスに関して過去に得られた複数のデータを用いて、計算値と実測値を比較することにより、推定したパラメータの妥当性を評価する。

Causes of Carryover

物品が計画時よりも安価に納入されたため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

当該助成金については、次年度分として請求した助成金と合わせて圃場調査用の消耗品や土壌分析用試薬の購入にあて、研究の効率化および推進に努める。