| 研究課題/領域番号 |
20H03098
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分41030:地域環境工学および農村計画学関連
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| 研究機関 | 三重大学 |
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研究代表者 |
取出 伸夫 三重大学, 生物資源学研究科, 教授 (70212074)
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| 研究分担者 |
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, 准教授 (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, 准教授 (80445858)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2020年度: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
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| キーワード | 水田 / 畑 / 有機物分解 / 窒素循環 / 炭素循環 / 反応移動モデル / 土壌圏 / 水循環 / 重量ライシメータ / シミュレーション / 不飽和水分移動 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，水分不飽和の畑から湛水状態の水田までの窒素炭素動態の包括的な解明と体系化を目的に，水田と畑を対象に，水分移動を制御可能な重量ライシメータにおける有機物分解過程の水分，溶液・ガス成分，熱の集中モニタリングを行う．また，酸化還元反応を考慮して好気・嫌気条件を統一的に表現した有機物分解モデル土中の水分・溶質・ガス・熱移動モデルを結合した反応移動モデルを構築する．そして，ミクロな団粒スケールから根群域スケールに対して，好気・嫌気条件や水分・温度条件が窒素炭素成分の形態変化と移動に及ぼす影響について検討する．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，水分不飽和の畑から湛水状態の水田までの窒素炭素動態の包括的な解明と体系化を目的に，重量ライシメータを用いた集中モニタリングと反応移動モデルの開発を行った．そのために，重量ライシメータは，下端圧力の制御と給排水の検討を行った．また，畑地を対象とした荷電を考慮した改良LEACHM モデルを水田に対して適用するために，好気呼吸と嫌気呼吸による有機物分解の酸化還元反応を加えて改良し，水田土中の還元の進行と，窒素・炭素成分の形態変化を生物地球科学反応プログラムPHREEQCで表現し，HP1 により土中の水分・溶質移動予測汎用プログラムHYDRUSと連結した反応移動モデルを構築した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究により，水分不飽和の畑から湛水状態の水田までの好気・嫌気有機物分解と窒素炭素の形態変化と土中の移動を表すシミュレーションプログラムを構築した．特に，水田土中の嫌気分解と還元物質の形態変化を定量的に表現し，陽イオン交換，陰イオン交換，土の緩衝作用を含めた溶質移動モデルは他に例がなく，開発の意義は大きい．今後は，さらにモデルの実証実験を行うために，下端圧力が制御可能な重量ライシメータの開発と検討を行った．
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