| 研究課題/領域番号 |
25450504
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 研究機関 | 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構 |
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研究代表者 |
西村 誠一 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 中央農業総合研究センター企画管理部業務推進室企画チーム, 主任研究員 (70354090)
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| 研究分担者 |
駒田 充生 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 中央農業総合研究センター土壌肥料研究領域, 上席研究員 (30354046)
井原 啓貴 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 中央農業総合研究センター土壌肥料研究領域, 研究員 (00370502)
米村 正一郎 独立行政法人農業環境技術研究所, 大気環境研究領域, 主任研究員 (20354128)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 一酸化二窒素 / ペレット堆肥 / 脱窒 / 硝化 |
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| 研究概要 |
培養ビン内で土壌10gを培養する系を設定して土壌培養実験を行い、密閉法によるガス採取・分析により、一酸化二窒素（N2O）および一酸化窒素（NO）発生量を測定した。含窒素有機物としてグルタミン酸・魚粕・市販有機質肥料（粉砕）を、対照として硫酸アンモニウム（硫安）・尿素を施用し、さらに各資材と硫安・硝酸カリウム（硝酸カリ）・グルコース・コハク酸の共存（両者を土壌に均一に混合）がガス発生量に及ぼす影響を調べた。なお、今年度の試験では有機資材の化学性とガス発生との関係の解明を主な目的としたため、有機資材は粉砕して供試した。
N2Oの測定はガスクロマトグラフによって行った。N2O発生量は、資材のみ（ベース）の区では区間での大きな差はなかった。資材２倍区でのN2O発生量は、硫安区ではベースの２倍であったが、他の区ではベースの４～５倍に増加した。ベース＋硫安区でもベースに対し２～３倍に増加し、ベース＋硝酸カリ区でも約２倍に増加した。アンモニアの添加により硝化によるN2O発生が増加することは予想された結果であるが、一方で硝酸カリの添加によってN2O発生が顕著に増加するメカニズムについては、今後明らかにしていく必要がある。グルコースがN2O発生に及ぼす影響は小さかったが、コハク酸添加の試料では、反復間でN2O発生量が大きくばらつく場合があった。コハク酸が分解すると土壌がアルカリ性になることが関係していると考えられる。
NOはトリエタノールアミン溶液に吸収させ、吸収された亜硝酸と硝酸の合計量として求めた。NO発生は、ベースでは硫安区が最も高い値を示した。ベース＋硫安区、ベース＋硝酸カリ区ではNO発生は２倍以上に増加し、資材２倍区ではそれらよりやや低い値であった。ベース＋グルコース・コハク酸区では、おおむねベースより低いNO発生であった。
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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
当初の計画に沿って、土壌培養・密閉法によるN2OおよびNOフラックスの測定を行い、各種の化学肥料および有機資材の施用とガス発生との関係を明らかにした。特に、単独の資材施用のみならず複数の資材を同時に施用したときのガス発生に関して、新規の知見を得ることができた。同時に、N2OおよびNOの発生メカニズムの解明に向けて新たな課題も見つかった。さらに様々な条件の下でのガス発生を明らかにするとともに、ガス発生のメカニズムを解明するために、土壌培養・密閉法によるガスフラックスの測定は今後も引き続き行う予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
今までの試験において、密閉法によるガスフラックスの測定によって、粉砕した有機物施用がN2O・NO発生におよぼす影響を明らかにした。今年度以降も引き続き密閉法によるガスフラックスの測定を行うが、特にペレット化した有機資材を用いた試験を重点的に行い、ペレット化した有機資材の施用がN2O発生を増加させるメカニズムを明らかにする。また、昨年度は試験を行えなかった様々な有機資材についても、N2O・NO発生との関係を調べる。
また今年度からは、通気法によるN2O・NOフラックスの連続測定にも着手する。通気法によるガスフラックス測定は、共同研究者である米村正一郎氏が科研費（課題番号：23310017）研究によって開発した連続測定システムを用いて行う。ペレット堆肥を土壌に混合して容器に封入し、恒温器内で培養する。容器内に大気を通気させ、容器出口のN2O濃度を赤外線ガス分析計により、NO濃度を化学発光式NOx計により、それぞれ連続的に測定する。実際の圃場における施肥・マルチ被覆処理および降雨を模倣した条件の下で、N2O・NO発生の時間変化および各種環境要因との関係を詳細に明らかにする。
N2O・NOの発生メカニズム（硝化・脱窒）の詳細な解明のためのN2O同位体の測定について、来年度に向けて実験条件を検討する。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
ガス分析計および無機態窒素分析計関連の消耗品の支出を、他の分析計使用者と折半することにより、当初の計画よりも支出が低く抑えられた。
次年度使用額152,185円は、通気法によるガス分析のための部品（チャンバー等）の購入に使用し、次年度に請求する研究費と合わせて研究計画遂行のために使用する。
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