| 研究課題/領域番号 |
21H02307
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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 | 琉球大学 |
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研究代表者 |
酒井 一人 琉球大学, 農学部, 教授 (10253949)
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| 研究分担者 |
甲斐 貴光 明治大学, 農場, 特任准教授 (00806226)
登尾 浩助 明治大学, 農学部, 専任教授 (60311544)
仲村渠 将 琉球大学, 農学部, 准教授 (70537555)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2023年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2022年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2021年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
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| キーワード | 亜酸化窒素 / NDIR / 圃場実験 / N2O / ガス透過性チューブ / 土壌ガス / 温室効果ガス / メタン / 量産型NDIRガス分析装置 / 熱帯亜熱帯 / 排出係数 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
N2Oは温室効果がCO2の約300倍の温室効果ガスである。農地からのN2O排出は主に施肥窒素に由来する。GHGsインベントリにおいて、農業からのGHGs排出量は、一般的にIPCCが示す排出係数を用いて算定する。しかし、その係数は、温・冷帯での研究結果により決められており特に熱帯・亜熱帯のように高温多湿な条件におけるN2O排出係数は未定である。従って、熱帯・亜 熱帯における観測に基づいたN2O排出係数の特定や排出特性の把握が不可欠である。そこで、本申請研究では、独自で開発したNDIRガス分析機器を用いたフィールド調査を実施し、熱帯・亜熱帯でのN2O排出係数を明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
GHGsインベントリにおいて、農業からのGHGs排出量は、一般的にIPCCが示す排出係数を用いて算定する。しかし、その係数は、温・冷帯での研究結果により決められており特に熱帯・亜熱帯のように高温多湿な条件におけるN2O排出係数は未定である。従って、熱帯・亜熱帯における観測に基づいたN2O排出係数の特定や排出特性の把握が不可欠である。そこで、2022年度の本研究では、次の課題の実現を目的として研究を進めた。
① 製作したNDIRガス分析装置を実圃場でより利用しやすくするために可搬性の改良(除湿部、ガスセル部の小型化など)をすることでシステムを完成させ、量産体制化を図る。
Pyreos社がこれまで用いてきたN2Oを対象とした赤外検出器の生産を中止した。そのため、安価で量産するためには他社の光学パーツを用いた機器の試作が必要となった。そこで、Infratec社製分光赤外検出器、LMS社製LED光源および赤外検出器、MicroHybrid社の光源および赤外検出器を用いた機器の試作を進めた。Infratec社製パーツは、分光器であるためレファレンスを必要としない点にメリットがあるがCO2が混在する場合にはN2Oの波長への影響が大きいことが認められマルチガス校正が必要であることがわかった。LMS社製パーツは安価でありLEDにより省電力化が可能であるが、光量が少ないこと、ガスに対応したフィルターが必要であることなどが課題であり本研究の目的には適さないことが認められた。MicroHybrid社製はこれまでのパーツの中で最もコストパフォーマンスが高く最終的な利用パーツ候補であるが、デフォルトのパーツでは光量が少なく既存ドライバおよびソフトウェアで制御できるより強い光源が必要であることが認められた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
2021年に構築した土壌ガスN2O測定結果を用いた土壌からのN2O排出量測定システムに関しての解決すべき課題として、いかにコストパフォーマンスよく多点観測をするか、本システムに不可欠な土壌ガス拡散係数をいかに効率よく測定するかが明確となった。これらについて、2022年度に研究を開始し最終年度での課題解決を進行中である。
さらに、2021年度はコロナ感染症拡大の影響で展開できなかった石垣島およびタイでの実験について準備が完了し最終年度において実験を進めることができる目処がたった。また、最終目標の一つであるN2Oの排出係数について室内実験レベルでの算出ができており、今後フィールド調査への段階に至っている。これらのことより、2022年度の進捗状況は概ね順調であると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
少ない光源と赤外検出器により複数地点での測定を可能とするシステムの開発を進める。
現在進めている石垣島JIRCASのライシメータでの土壌ガスN2O濃度測定を継続し、最終的に開発システムを用いてN2O排出量の推定を行う。
タイのサトウキビ畑土壌(砂壌土)を対象としてN2O排出特性を把握する室内実験およびフィールド実験を進める。また、カウンターパートであるコンケン大学の研究者から製糖工場のバガスヤードにおいて発生するメタンが原因となる火災が頻繁に発生しており、メタン発生の条件についての調査研究を進めたいという相談があった。メタン測定について、本研究で開発したシステムにおいて検出器を変更することで対応が可能であることから新たな課題として同時に進めることとなった。
APSIMについてモデル改良に必要な要件が明らかになってきたので、最終年度には目標とするAPSIMを用いたN2O排出量推定の精度向上を進める。
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