バブル態メタンの土壌内挙動の解明とメタンガス運命予測モデルの構築

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K22921
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 濱本 昌一郎 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (30581946)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 常田 岳志 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境研究部門, 上級研究員 (20585856) ; 小島 悠揮 岐阜大学, 工学部, 准教授 (70767475)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2024-03-31
• Keywords: メタンバブル / 水田

Outline of Annual Research Achievements

昨年度に引き続き、茨城県つくば市谷和原に位置する農研機構 農環研所有の水田圃場を対象とし、水田からメタンフラックスモニタリングを実施した。有機物施用の有無や、水稲の有無、気象条件および土壌環境が、形態別メタンフラックスに与える影響を調べた。測定期間は、2022年6から2022年9月までで、圃場は継続して湛水を行った。測定は週に一度の頻度で午前中に行った。また、栽培期間中3回に渡って30時間連続測定を行い、形態別メタンフラックスの日内変動を調べた。土壌水分量測定のため、各処理区につき深度5cmと、10cmに水分土壌センサーを設置し、データロガーにより1時間間隔で計測した。加えて、メタンフラックス測定時に深度10 cmから土壌水を採水し、溶存メタン濃度を計測した。メタンフラックス測定は、閉鎖式チャンバー法を採用した。今年度は、これらフラックス測定に加え原位置ポット実験を行い、水田土壌中のガス量の測定も行った。溶存メタン濃度および気相率と、各形態別メタンフラックスの関係を調べた結果、生殖成長期では、水稲体メタンフラックスが最大となる一方で、溶存メタン濃度が最小となることがわかった。一方、気相率が9 ％以上の時、バブル態メタンフラックスは急激に増加した。さらに、溶存メタン濃度が増加するとバブル態メタンフラックスも増加した。これは、よりメタン濃度の高いバブルが放出されるためと考えられる。今後は形態別フラックスの日変動と環境要因の関係をより詳細に検討していく予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

形態別メタンフラックスの季節変動については、十分なデータ量を確保できたものの、日内変動については、測定回数が少なく更なる実験データの蓄積が必要である。

Strategy for Future Research Activity

形態別メタンフラックスの日内変動解明に向けて、2022年度データの解析を進めるとともに、2023年度はチャンバー法以外の新たな測定手法を用いた計測にも挑戦する。さらに、2022年度では実施できなかった土壌水中の溶存有機物や鉄含量の測定も行う予定である。これらの結果をまとめ、形態別メタンフラックスと環境要因との関係を整理する。

Research Products

• [Int'l Joint Research] University of Peradeniya(スリランカ)
  • Country Name: SRI LANKA
  • Counterpart Institution: University of Peradeniya
• [Journal Article] A new exponential model for predicting soil gas diffusivity with varying degree of saturation (2023)
  • Author(s): M. M. T. Lakshani, T. K. K. Chamindu Deepagoda, Shoichiro Hamamoto, Bo Elberling, Wei Fu, Ting Yang, Jun Fan, Xiaoyi Ma, Timothy Clough, Kathleen M. Smits, T. G. Parameswaran, G. L. Sivakumar Babu, H. Chanakya
  • Journal Title: Vadose Zone Journal Volume: 23 Pages: 1-15
  • DOI: 10.1002/vzj2.20236
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 水稲の初冬直播き栽培における播種時期と種子コーティングが出芽率に及ぼす影響の広域評価 (2022)
  • Author(s): 鈴木 健策, 柏木 純一, 中島 大賢, 長菅 輝義, 望月 俊宏, 安彦 友美, 古畑 昌巳, 大平 陽一, 千葉 雅大, 木村 利行, 矢野 真二, 阿部 光希, 松田 晃, 齋藤 寛, 笹川 正樹, 髙橋 元紀, 西村 拓, 濱本 昌一郎, 常田 岳志, 西 政佳, 由比 進, 下野 裕之
  • Journal Title: 日本作物学会紀事 Volume: 91 Pages: 291-302
  • DOI: 10.1626/jcs.91.291
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Seasonal and diurnal variations in methane emissions via plant and ebullition from rice paddies (2022)
  • Author(s): Tatsuya Kobayakawa, Soichiro Hamamoto, Dingwen Cui, Ma Xuping, Masako Kajiura, Takeshi Tokida, Taku Nishimura
  • Organizer: PAWEES International Conference
• [Presentation] Seasonal variations in methane emissions via plant and ebullition from rice paddies (2022)
  • Author(s): Tatsuya Kobayakawa, Soichiro Hamamoto, Dingwen Cui, Ma Xuping, Masako Kajiura, Takeshi Tokida, Taku Nishimura
  • Organizer: Japan Geoscience Union Meeting 2022
• [Presentation] 水田からの形態別メタン放出の季節変動に関する研究 (2022)
  • Author(s): 小早川竜也、濱本昌一郎、崔丁文、Ma Xuping、梶浦雅子、常田岳志、西村拓
  • Organizer: 農業農村工学会2022年度大会講演会
• [Presentation] Seasonal variations in methane emissions via plant and ebullition from rice paddies (2022)
  • Author(s): Tatsuya Kobayakawa
  • Organizer: Tsukuba Global Science Conference