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土壌微生物活動を考慮した水分移動過程における窒素動態の解明と予測

研究課題

研究課題/領域番号 16K07934
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 地域環境工学・計画学
研究機関岩手大学

研究代表者

武藤 由子  岩手大学, 農学部, 准教授 (30422512)

研究分担者 渡辺 晋生  三重大学, 生物資源学研究科, 教授 (10335151)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード窒素動態 / 蒸発過程 / 浸潤過程 / 硝化 / 一次分解反応 / ATP量 / 一次元カラム実験 / 水移動 / 浸潤 / 土壌微生物 / 蒸発 / 土壌圏現象
研究成果の概要

農業の持続的展開のためには,土壌中における窒素炭素動態の理解が不可欠であるが,絶えず変化する水分量や水分移動の影響を考慮せずに現象を理解することはできない.そこで,水分移動が土壌中のアンモニア態窒素・硝酸態窒素・ATP濃度の分布に与える影響を明らかにするための一次元カラム実験を行い,結果を一次元土中水分溶質移動モデルで再現した.その結果,蒸発実験では硝化の速度定数の含水率依存を考慮すると窒素動態を精度よく再現できた.浸潤実験では溶存態よりも吸着態のアンモニア態窒素の硝化速度定数が小さいと仮定した場合に実験結果をよく再現できた.さらに,硝化の速度定数をATP量から推定できる可能性が示された.

研究成果の学術的意義や社会的意義

水分移動過程での土壌中の窒素動態の解明は,食料生産や環境保全などの見地から重要視されており,これまでに,土壌物理学・土壌学の各分野で現象に関わる土壌の諸条件が一定条件下にあるときの影響が調べられてきた.しかし,土壌中における窒素動態は微生物活動の結果であることから,現象の更なる理解には,関連する土壌物理条件・その変化速度と微生物反応速度との関係が重要である.本研究の特色は,「速度」という新たな視点に,さらに「土壌微生物活動の評価」という新しい切り口をプラスして窒素動態を考えた点である.この新たな発想に基づく取り組みにより,窒素炭素動態が関わる未解明な現象の理解に突破口を開くことが期待される.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] 不飽和浸透過程にある異なる温度の黒ボク土中のアンモニア態窒素の硝化2019

    • 著者名/発表者名
      渡辺晋生,中西真紀,草深有紀,武藤由子
    • 雑誌名

      農業農村工学会論文集

      巻: 308

    • NAID

      130007555812

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ドローン搭載のマルチスぺクトルセンサを用いた津波被災水田の直播栽培におけるイネの生育モニタリング2019

    • 著者名/発表者名
      原科幸爾,山本清仁,牧 雅康,武藤由子,倉島栄一
    • 雑誌名

      農業農村工学会誌

      巻: 87 ページ: 121-126

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 積雪寒冷地のリンゴ園地における冬季地温の特色2018

    • 著者名/発表者名
      加藤 幸,加藤千尋,武藤由子,遠藤 明,千葉克己,溝口 勝
    • 雑誌名

      農業農村工学会論文集

      巻: 307

    • NAID

      220000164587

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 圃場における土壌水分量と電気伝導率の連続観測のための5TEセンサーの簡易な原位置キャリブレーション2017

    • 著者名/発表者名
      武藤由子,窪田有真,桐山直盛,渡辺晋生
    • 雑誌名

      土壌の物理性

      巻: 137 ページ: 3-9

    • NAID

      130008056684

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 津波被災水田における電磁探査による電気伝導度分布の測定2018

    • 著者名/発表者名
      高橋亮祐,山本清仁,原科幸爾,武藤由子,倉島栄一
    • 学会等名
      陸前高田グローバルキャンパス大学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ドローン搭載のマルチスペクトルセンサによる津波被災水田におけるイネの生育状況モニタリング2018

    • 著者名/発表者名
      原科幸爾,山本清仁,吉田宏,葉上恒寿,武藤由子,倉島栄一
    • 学会等名
      陸前高田グローバルキャンパス大学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 土中水分量変化からのトマト根の吸水強度分布の推定2018

    • 著者名/発表者名
      下山洋平,武藤由子,渡辺晋生
    • 学会等名
      平成30年度農業農村工学会東北支部第60回研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 蒸発過程にある土中の硝化反応速度定数とATP量の関係2017

    • 著者名/発表者名
      武藤由子,堂山貴広,中西真紀,渡辺晋生
    • 学会等名
      土壌物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 静電容量型土壌水分センサーの農地の土壌水分量と電気伝導率観測への適用2016

    • 著者名/発表者名
      窪田有真,武藤由子,桐山直盛
    • 学会等名
      平成28年度農業農村工学会大会
    • 発表場所
      江陽グランドホテル(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-08-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 間断灌漑が水田土壌中の窒素の形態変化と水稲の生育に与える影響2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤 敬佳,武藤 由子,溝口 勝
    • 学会等名
      平成28年度農業農村工学会大会
    • 発表場所
      江陽グランドホテル(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-08-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] イネ栽培における鶏糞炭の活用に関する実験的検討2016

    • 著者名/発表者名
      河村 達哉,颯田 尚哉,武藤 由子
    • 学会等名
      平成28年度農業農村工学会大会
    • 発表場所
      江陽グランドホテル(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-08-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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