| 研究課題/領域番号 |
18K05921
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| 研究機関 | 茨城大学 |
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研究代表者 |
西脇 淳子 茨城大学, 農学部, 助教 (00549892)
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| 研究分担者 |
浅木 直美 茨城大学, 農学部, 准教授 (40571419)
小島 悠揮 岐阜大学, 工学部, 准教授 (70767475)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 土壌耕盤 / 炭素貯留 / 温室効果ガス / 土壌物理・化学性 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、土壌耕盤が規定する土壌物理化学環境条件の測定と土中炭素貯留能に関する評価を目的とする。農地土壌は最大級の炭素シンクであり、土壌耕盤がさ まざまな物質動態に果たす役割が着目されてきている。申請者の既往の研究で、耕盤上下での土壌物理条件、土壌ガス濃度の変化が確認され、耕盤層が遷移領域 として、土壌物理性やガス濃度に影響を与えているという仮説を立てた。しかし、耕盤より上部層やもしくはより深部での炭素貯留に関する研究が多くなされているが、炭素貯留の鍵となる耕盤層付近の研究はほとんどないため、将来的な土中炭素貯留量の増加に寄与することを目指し、耕盤層に着目した貯留能評価を 行っている。試験は、寒冷地の福島県山村、温暖地域である茨城県の圃場で行っている。土壌の物理性として、硬度、透水係数、保水性等を測定するとともに、土壌中および地表面でのガス動態を測定した。令和１年度の両試験地域の測定においては、気温と関係すると考えられる地域によるガス動態の差は確認されたが、耕盤の有無とガス動態との一貫した関係は認められなかった。また、季節ごとの土中ガス濃度変化とガスフラックス変化にも関係は認められなかった。昨年度の研究実績でも耕盤の存在との関係が明らかには認められなかったことから、現在試験を行っている地点では両地域ともに、気温差などの影響が大きくガス動態に影響を与えている可能性が示唆された。最終年度は、現場から採取した不攪乱土を用いて環境条件を整備した室内試験を行うことで、土壌物理性の温室効果ガス動態への影響を把握する。また、現場での測定は継続していき、耕盤破砕によるガス動態の変化、炭素貯留能への影響を検討する予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本研究では、将来的な土中炭素貯留量の増加に寄与することを目指し、耕盤層に着目した貯留能評価を行っている。具体的には、ⅰ) 耕盤上下での土壌物理環境 測定、ⅱ) 耕盤上下での土壌ガス濃度測定、ⅲ) 耕盤上下での土壌物理・化学性測定、およびⅳ) 耕盤上下での土壌炭素量測定、を行うことを計画し、それらの結果から炭素分解および移動メカニズムを推察し、総合的に炭素貯留能を評価する。令和１年度の達成度としては、季節ごとの現場での測定を行い、気候と関連するであろうガス動態の差を確認した。しかし、申請者の既往の研究結果から推察された耕盤の有無による土壌ガス動態への影響は明確には確認されなかった。昨年度の状況から、信頼性の高いデータを得るために、センサ設置箇所を増設していたが、令和１年度は計測途中で暴風雨の続く時期があり、機器類が水没する事態に見舞われた。これまでの測定同様、防水対策を行っていたが、今回は機器類が途中で動かなくなってしまった。今年度は、無事に残っているセンサと補充したセンサを用いて、測定場所を吟味して観測を継続するとともに、足りない分を室内試験で補えよう計画している。ガス動態と炭素量の相互の視点から、土壌耕盤が炭素貯留に果たす役割の解明を行っていく予定である。令和１年度から土壌耕盤を破砕した場合のガス動態、炭素量変化に関して検討する予定で研究を進めていたが、物理・化学現象を予測できるような期待した結果が得られなかった。このことに関しては、センサ設置方法の検討が必要と考えられたため、現状で取れるデータを継続して採取するとともに、現場測定を行っている研究者にセンサ埋設方法をうかがったり、既往の研究をレビューすることで、設置方法を検討した。また、新たな不耕起現場を利用することに関して圃場管理者から許可をいただいた。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究では農地における土壌耕盤層に着目し、その存在の有無と炭素貯留能に関する評価を、炭素動態の視点から検討している。令和２年度は、現場での時系列データ収集を継続し信頼性の高い結果を得ることを目指す。昨年度の現場観測中に壊れた機器類による観測データ量の減少を補うため、センサを設置して測定する地点を吟味するとともに、室内試験による補足的な観測を行う予定である。また、昨年得られたデータでは耕盤破砕の影響評価を行うことができなかったため、センサ設置方法等を改良して土壌耕盤が炭素貯留と関係するとの仮説を解明するため、実際に現段階で存在している土壌耕盤を破砕し、その破砕前後での炭素量、およびガス動態の差異を観測する。このことより、現状では耕盤とそれ以外の要因とで何が炭素貯留に関して影響をしているか見えにくい部分があるという問題を解決し、耕盤のガス動態、土壌有機物・炭素量変化に与える影響を把握できると期待される。現在、圃場管理者からは圃場利用と耕盤破砕の許可をもらい、センサ設置箇所と方法は共同研究者と打ち合わせを行っている。また、既往の研究をレビューすることで、耕盤のガス動態、炭素貯留に与える影響を評価するために必要な情報を精査し直しながら、室内試験の条件設定等、準備を進めている。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
Heボンベの供給遅れ等で分析の土壌炭素量などの分析を進められなかったため、試薬等の消耗品費として未使用分が出た。令和２年度は分析のための消耗品を購入するとともに、各種学会発表、成果報告を充実させるために旅費を使用する予定であるが、コロナの影響もあり移動に制限が設けられた場合には、論文公表費などに適宜変更し、成果の社会還元を目指す。また、その他の費目に関しては、昨年度壊れた機器類の補充などに充てる予定である。
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