硝化阻害剤が農地生態系における土壌微生物バイオマスと窒素代謝に及ぼす影響

硝化抑制剂对农业生态系统土壤微生物量及氮代谢的影响

基本信息

批准号：
02F00387
负责人：
犬伏和之
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

亜酸化窒素は地球温暖化ガスおよび成層圏オゾン層の破壊原因物質として特にその大気中濃度の上昇が注目されており、その増加の主要な要因として農業における生産性向上のための肥料の施用量増加が指摘されている。また森林からの土地利用変化が亜酸化窒素や温暖化ガスとして関連する二醸化炭素やメタンの代謝にどう影響するかも従来知見が少なく注目されている。本研究では亜酸化窒素の土壌中での生成過程に影響を及ぼす因子として、生物影響を定量的に明らかにし、亜酸化窒素放出量の有効な削減方法を検討することを目的とした。本年度はその第2年次で、千葉大学園芸学部松戸キャンパス内林地および附属利根高冷池農場の傾斜地林地および果樹園より採取した表土・下層土を用いて培養試験を行ない、亜酸化窒素生成量および亜酸化窒素消費量と微生物呼吸活性・バイオマス量、土壌窒素無機化量を測定しこれらの相互関係を明らかにした。その結果、亜酸化窒素吸収量は培養温度や土壌水分・酸素濃度の影響を受け、微生物バイオマス炭素量や土壌窒素無機化量と正の相関関係が認められ、亜酸化窒素生成過程として独立栄養性の硝化菌とともに従属栄養性の脱窒菌の関与も推定された。またメタンやエチレン生成量・消費量を測定するための室内モデル実験を行ない定期的に試料を採取しこれらのガス消費活性の動的平衡関係を調べた。その結果、表層土壌では好気的条件では果樹園でも森林でも多量の二酸化炭素ガスが発生するが、嫌気的条件ではアセチレンもメタンと同程度生成することが見出された。以上の結果より、森林土壌や果樹園土壌では亜酸化窒素の生成過程には硝化菌とともに脱窒菌が関与しており、その清費過程にも温度や酸素条件に左右される生物過程が必要であることが考察された。

一氧化二氮特别吸引了人们的注意，这是一种导致全球变暖气体和平流层臭氧层耗竭的物质，并且已经指出了空气浓度的增加是因为在这种增加的主要因素中，肥料量增加了以提高农业生产率的增加。此外，几乎没有关注森林的土地使用变化如何影响Di蒸发的碳和甲烷的代谢，这些碳和甲烷与一氧化二氮和全球变暖气体有关。这项研究旨在定量阐明生物学效应，这是影响土壤中一氧化二氮的形成过程的因素，并研究有效的方法来减少释放的一氧化二氮量。在第二年，使用从奇巴大学的园艺科学教师的松露校园的森林土地上收集的顶层和水下土壤进行耕种测试，以及The Tone Takakorisu农场和果园的倾斜森林区域，以确定这些结果与氧化氧化物的生产和含量氧化物的关系，并确定氧化含量的氧化物和氮的含量，微生不足的氧化物，微生不足矿化量以及这些之间的关系得到了阐明。结果，一氧化二氮的吸收量受培养温度，土壤水分和氧气浓度的影响，并且观察到与微生物生物量碳和土壤氮矿化量的阳性相关性，以及自亲核氮细菌和杂型二氧化物的介导量的含量是概述。此外，还进行了室内模型实验，以测量甲烷和乙烯的生产和消耗量，并定期收集样品，以检查这些气体消耗活性之间的动态平衡关系。结果，发现在表面土壤中，在有氧条件下在果园和森林中产生了大量二氧化碳气体，但是在厌氧条件下，乙炔也产生与甲烷相同的量。从上述结果中可以认为，硝化细菌和硝化细菌参与了在森林土壤和果园土壤中生产一氧化二氮的过程，并且清理过程还需要依赖于温度和氧气条件的生物学过程。