Modeling of nitrous oxide emission based on quantification of its production and consumption rate based on soil incubation under low soil oxygen concentration conditions

基于低土壤氧浓度条件下土壤培育的一氧化二氮排放量建模，量化其产生和消耗率

• 批准号: 21K05883
• 负责人: 片柳 薫子
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: National Agriculture and Food Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05883/
• 关键词: 一酸化二窒素; 土壌; 茶; DNDC-Rice; モデル; 茶園; 脱窒; 酸素

本研究は畑地を主要排出源とする微量温室効果ガスである一酸化二窒素（N2O）のDNDC-Riceモデルによる予測精度を改善することを目的として、土壌ガス交換量測定システムを用いたN2Oの生成・消費速度の実測およびその結果のDNDC-Riceモデルへの反映をおこなった。本年度は、茶園における過去の観測データを用いてDNDC-Riceの検証を実施した。その結果、既存DNDC-Riceでは木本栽培圃場にできないことが明らかとなり、また、DNDC-Riceと同じくDNDC7.1モデルを基にして開発されたDNDC9.5では予測は可能であるものの、ソースコードは未公開であるため、本研究課題の実験で得られたパラメタの適用には利用不可能であることが明らかとなった。また、実験においては、昨年度改良した既存の土壌ガス交換量測定システムを利用し、N2O、NOの放出量を測定した。前述の茶園の土壌を採取し、土壌水分率、培養大気条件、温度、基質量、を変えながら実験を行った。また、N2OからN2への還元を阻害するアセチレンガスの添加実験もおこなった。実験の結果、O2を含む大気条件よりO2を含まないN2大気条件の方がはるかに多いNO, N2O放出量を示すことが明らかとなった。また、O2を含まないN2環境の培養においては、温度が高いほど，NO, N2の放出量が大きく、水分が多いほど全窒素放出量（NO, N2O,N2放出量の合計）が大きいことが明らかとなった。本実験によって、N2O生成および還元における酸素濃度、温度、水分量に対する応答のパラメタ算出の基盤となるデータを得ることができた。

本研究旨在提高DNDC-Rice模型对一氧化二氮（N2O）这种主要排放源为农田的微量温室气体的预测精度，通过使用土壤气体交换测量系统测量并反映一氧化二氮（N2O）的产生率和消耗率。 DNDC-Rice 模型中的结果。今年，我们利用茶园过去的观测数据验证了 DNDC-Rice。结果表明，现有的 DNDC-Rice 不能用作木本栽培田，尽管与 DNDC-Rice 一样基于 DNDC7.1 模型开发的 DNDC9.5 可以进行预测，但源代码由于它尚未发表，因此很明显它不能用于应用本研究课题的实验中获得的参数。此外，在实验中，利用去年改进的现有土壤气体交换测量系统测量了N2O和NO的释放量。从上述茶园采集土壤，改变土壤含水量、培养气氛条件、温度和基质量进行实验。我们还进行了添加乙炔气的实验，乙炔气抑制了 N2O 还原为 N2。实验结果表明，在不含O2的N2大气条件下，NO和N2O的释放量远高于含O2大气条件。另外，在不含O2的N2环境中培养时，温度越高，NO和N2释放量越大，且水分含量越高，总氮释放量（各氮量的总和）也越大。 NO、N2O 和 N2 被释放）。通过这个实验，我们获得了数据，作为计算N2O生成和还原过程中氧浓度、温度和水含量响应参数的基础。