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同位体と微生物解析による農地土壌におけるN2Oの生成経路の解明

Research Project

Project/Area Number 18H02318
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 41050:Environmental agriculture-related
Research InstitutionNational Agriculture and Food Research Organization

Principal Investigator

秋山 博子  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, グループ長 (00354001)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2023-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Keywords温室効果ガス / 土壌 / 一酸化二窒素 / 硝化 / 脱窒 / 肥料 / 環境保全型農業
Outline of Annual Research Achievements

一酸化二窒素(N2O)は強力な温室効果ガスであるとともにオゾン層破壊物質でもある。農業はN2Oの最大の人為的排出源であり、その主要な発生源である農耕地におけるN2Oの発生メカニズムの解明および発生削減技術の開発は急務である。N2Oの発生経路は主に微生物による硝化および脱窒(細菌脱窒、硝化菌脱窒、糸状菌脱窒)と考えられている。本課題は、我々がこれまでに開発した温室効果ガス連続測定手法を発展させ、N2O発生メカニズムの全体像の解明を行うことにより、将来的な発生抑制技術の開発につなげることを目的とした。本年度は、これまでのサンプルの分析およびデータ解析を行った。
3年間の黒ボク土および灰色低地土における圃場実験の結果、いずれの土壌においても施肥後のN2O発生量は硝化抑制剤区のほうが尿素区よりも有意に低かった(t-test, P > 0.05)。一方でキャベツ収量は有意差がみられなかった。このため、面積あたりN2O発生量だけでなく収量あたりN2O発生量も硝化抑制剤区のほうが尿素区よりも低かった(t-test, P > 0.05)。また土壌中無機態窒素の解析からは硝化抑制剤により圃場における硝化が抑えられていた。一方で収穫後の残渣から発生するN2Oについては、処理区による有意差は見られなかった。この理由は収穫残渣によるN2O発生は残渣そのものから発生している(Akiyama et al., 2020)のに対し、硝化抑制剤は土壌に混和しているため、N2Oの発生部位と硝化抑制剤の施用位置が異なること、ならびに硝化抑制剤の施用は施肥時に行っているのに対し、収穫残渣によるN2O発生は施肥後から約3か月後であり硝化抑制剤の分解が進んでいる時期であるためと考えられた。以上の結果から、硝化抑制剤は肥料由来N2O発生量を削減するとともに収量を維持しながら追肥の労力を削減できることが明らかになった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

当初の予定通りサンプル分析およびデータ解析を実施した。

Strategy for Future Research Activity

これまでのデータをとりまとめると同時に、日本における硝化抑制剤や被覆肥料等によるN2O発生削減効果について、既往文献を統合的に解析し、日本の気象および土壌条件における被覆肥料による平均的な発生削減効果を明らかにする。また、日本の畑土壌の約半分を占める黒ボク土は他の土壌よりもN2O排出係数が小さいことが明らかになっている(Akiyama et al., 2006)ことから、日本におけるN2O削減効果が世界における平均的な削減効果(Akiyama et al., 2010)と異なるかどうかについて明らかにする。これにより、N2Oの発生削減技術の評価を行う。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(11 results)

All 2022 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results) Presentation (6 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Effect of low C/N crop residue input on N2O, NO, and CH4 fluxes from Andosol and Fluvisol fields2020

    • Author(s)
      Akiyama Hiroko、Yamamoto Akinori、Uchida Yoshitaka、Hoshino Yuko Takada、Tago Kanako、Wang Yong、Hayatsu Masahito
    • Journal Title

      Science of The Total Environment

      Volume: 713 Pages: 136677-136677

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2020.136677

    • NAID

      120006998385

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nitrous oxide emissions from an Andosol upland field amended with four different types of biochars2019

    • Author(s)
      Yamamoto Akinori , Akiyama Hiroko , Kojima Masahiro , Osaki Ayano
    • Journal Title

      NUTRIENT CYCLING IN AGROECOSYSTEMS

      Volume: 113 Pages: 323-335

    • DOI

      10.1007/s10705-019-09983-2

    • NAID

      120006989978

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A review of indirect N2O emission factors from agricultural nitrogen leaching and runoff to update of the default IPCC values2019

    • Author(s)
      Tian Linlin、Cai Yanjiang、Akiyama Hiroko
    • Journal Title

      Environmental Pollution

      Volume: 245 Pages: 300-306

    • DOI

      10.1016/j.envpol.2018.11.016

    • NAID

      120006892322

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Indirect N2O emissions with seasonal variations from an agricultural drainage ditch mainly receiving interflow water2018

    • Author(s)
      Tian Linlin、Akiyama Hiroko、Zhu Bo、Shen Xi
    • Journal Title

      Environmental Pollution

      Volume: 242 Pages: 480-491

    • DOI

      10.1016/j.envpol.2018.07.018

    • NAID

      120006892321

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 日本の農耕地における有機物施用によるN2O排出係数の推定2021

    • Author(s)
      秋山 博子, 藤田 裕, 白鳥 豊, 辻 正樹, 蓮川 博之, 鈴江 康文, 山田 寧直, 水上 浩之, 八木 一行, 佐野 智人, 仁科 一哉, 須藤 重人, 大浦 典子, 藤森 美帆, 上薗 一郎, 矢野 真二, 大越 聡
    • Organizer
      日本土壌肥料学会講演要旨集 67 143-143
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 水田転換小麦跡大豆畑における被覆肥料と減肥の組合せによるN2O排出量削減効果の定量評価2019

    • Author(s)
      蓮川 博之, 猪田 有美, 武久 邦彦, 秋山 博子, 須藤 重人
    • Organizer
      日本土壌肥料学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 施肥窒素の流亡によるN2O間接発生の排出係数の推定2019

    • Author(s)
      Tian Linlin, Cai Yanjiang, 秋山 博子
    • Organizer
      日本土壌肥料学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] コーヒー抽出粕施用が硝化,脱窒,N2O発生に与える影響2019

    • Author(s)
      山本 昭範, 水村 彩乃, 秋山 博子
    • Organizer
      日本土壌肥料学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 黒ボク土圃場における4種のバイオチャー施用がN2O発生に与える影響2018

    • Author(s)
      山本昭範、秋山 博子、小嶋正弘、大崎あや乃
    • Organizer
      日本土壌肥料学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 放牧草地における糞尿からのN2O発生と削減技術の評価2018

    • Author(s)
      秋山 博子、Cai Yanjiang
    • Organizer
      日本土壌肥料学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Book] [農耕地および畜産における温室効果ガス排出削減] カーボンニュートラル2050アウトルック(書籍の1章)2022

    • Author(s)
      秋山博子
    • Total Pages
      359
    • Publisher
      日本電気協会新聞部
    • ISBN
      9784905217992
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2022-12-28  

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