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2014 年度 実施状況報告書

酸素同位体異常(Δ17O)を指標とする森林―農耕地生態系における窒素動態解析

研究課題

研究課題/領域番号 26450486
研究機関独立行政法人農業環境技術研究所

研究代表者

中島 泰弘  独立行政法人農業環境技術研究所, その他部局等, 主任研究員 (10354086)

研究分担者 江口 定夫  独立行政法人農業環境技術研究所, その他部局等, 研究員 (30354020)
伊藤 優子  独立行政法人森林総合研究所, その他部局等, 研究員 (60353588)
吉川 省子  独立行政法人農業環境技術研究所, その他部局等, 研究員 (60502937)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード硝酸態窒素 / 富栄養化 / 窒素・酸素安定同位体比 / 大気降下物 / 脱窒 / 筑波山
研究実績の概要

(1)Δ17Oの分析手法の確立(担当:中島)
硝酸イオンのΔ17Oの分析は,δ18Oの分析と同様,N2O還元酵素を持たない脱窒菌によってN2Oまで変換し,その後N2OをGCライン上で800℃で加熱処理し,N2およびO2に再変換した後,質量分析機に導入してm/zが32,33,34のシグナルを得ることによって解析可能となる.この分析は標準的なN2O安定同位体分析を行う前処理装置では困難なため,加熱処理が可能となるようGCラインの改造を行い,分析精度を確認したが,現在のところ,精度の良い結果が得られていない.
(2)農耕地での調査(担当:中島,江口,吉川)
筑波山を水源とする水田を主とする農耕地(つくば市逆川流域)を対象とし,流域内の渓流水(10地点程度),農業用水(15地点程度),農業排水(15地点程度),河川水(5地点程度)等,数十カ所および農業用水の水源となるため池,生活排水,家畜の畜舎付近の排水等,窒素の供給源となる地点についても選定し,灌漑期・非灌漑期を含めた年数回程度試料水を採取し,硝酸態窒素濃度を測定した.試料は次年度以降Δ17Oの分析を行うために冷凍保存中である.
(3)森林域での調査(担当:中島,伊藤)
筑波山を主とする森林集水域を対象とし,集水域内の降水,渓流水,土壌水を年数回程度採取し,硝酸態窒素濃度を測定した.試料は次年度以降Δ17Oの分析を行うために冷凍保存してある.

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

Δ17Oの分析手法の確立においてΔ17Oの分析のための加熱処理のラインに何らかの問題があるため,高い分析精度が得られていない.
農耕地での調査および森林域での調査については,試料水の採取は順調に進捗している.硝酸イオンの窒素(δ15N)・酸素(δ18O, Δ17O)安定同位体自然存在比については未測定だが,Δ17Oの分析と同時に測定を行う予定のため,問題ない.

今後の研究の推進方策

Δ17Oの分析手法については,加熱処理自体に問題があり,高い精度を得にくい,また別の手法で成功したとの情報もあることから,加熱処理法にこだわらず,広く情報を収集し,Δ17Oの分析手法を確立したい.
農耕地および森林域での調査については,年間を通じて灌漑期,非灌漑期,季節変動を含む広範囲の試料が得られてことから,一部調査地域については定期的な試料採取は行わないこととし,今後必要に応じて試料の採取を行うこととする.

次年度使用額が生じた理由

主にΔ17O分析手法が確立できず,分析に必要なHeボンベ,液体窒素等消耗品の購入量が予定を下回ったことにより,残額が生じた.

次年度使用額の使用計画

27年度は,前年度行わなかったΔ17O分析に着手することにより,前年度の残額と併せて計画通り執行する見込みである.

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2014

すべて 学会発表 (3件)

  • [学会発表] 利根川水系桜川流域の水・栄養塩動態解析 -(1)包括土壌分類およびSolphyJデータを用いたSWATモデル-2014

    • 著者名/発表者名
      吉川省子, 箭田佐衣子, 板橋直, 朝田景, 中島泰弘, 稲生圭哉, 堀尾剛, 神山和則, 江口定夫
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 発表場所
      東京農工大学小金井キャンパス
    • 年月日
      2014-09-09 – 2014-09-11
  • [学会発表] 茨城県筑波山麓の水田集水域における窒素動態評価 -(2)窒素および酸素安定同位体比を利用した河川水中硝酸イオンの起源推定-2014

    • 著者名/発表者名
      箭田佐衣子, 中島泰弘, 堀尾剛, 稲生圭哉, 板橋直, 朝田景, 吉川省子, 江口定夫
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 発表場所
      東京農工大学小金井キャンパス
    • 年月日
      2014-09-09 – 2014-09-11
  • [学会発表] 倍速IRMS法による硝酸イオンのδ15Nおよびδ18O同時分析技術の開発と流域研究への適用2014

    • 著者名/発表者名
      箭田佐衣子, 中島泰弘, 鵜野光, 板橋直, 朝田景, 吉川省子, 江口定夫
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2014年大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2014-04-28 – 2014-05-02

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公開日: 2016-05-27  

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