作物生育と微生物活動に着目した水分移動過程における畑地土壌中の窒素動態

水分运动过程中田间土壤的氮动态，重点关注作物生长和微生物活动

• 批准号: 22K05879
• 负责人: 武藤 由子
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Iwate University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05879/
• 关键词: 窒素動態; 水分移動; 作物生育; 土壌微生物

土壌中での窒素炭素動態の理解は，農業の持続的展開や気候変動への適応などの課題解決のために重要であり，そのためには水分溶質移動・土壌微生物活動・植物の根による吸水と養分吸収の相互作用を考慮する必要がある．本研究では，コマツナの根の分布・吸水・窒素吸収および微生物活動が水分移動過程における土中の窒素動態に与える影響を明らかにするための一次元カラム実験を行っている．2022年度は，肥料に硝酸カリウムを使用した硝化の起こらない条件において，根の伸長と働きが土壌中の水分と硝酸態窒素の分布の変化に及ぼす影響を調べることを目的とした実験を行った．その結果，根長分布と動水勾配の変化から吸水強度分布は根の上方から下方への伸長に応じて変化するが，水分量分布の変化には根群域土壌の透水性が影響することが示された．硝酸態窒素はコマツナの根による吸収により減少した．根の伸長過程における硝酸態窒素分布の推移から，根は土壌水と同じ濃度で硝酸態窒素を受動的に吸収しておらず，カラムの下層で能動的に吸収した可能性が示された．また，土壌水分量の低下による水ストレスにより吸水が抑制されると硝酸態窒素の吸収も抑制されたが，給水量に対する硝酸態窒素の吸収量は水ストレスを受けない条件よりも少なかった．また，現場観測のための土壌センサーの検量を行った．本研究で新たなセンサーを用いたため，比誘電率と体積含水率の検量式から導出する必要があった．電気伝導率については，センサーの測定値である見かけの電気伝導率からの土壌水の電気伝導率と1:5水浸出法による電気伝導率の推定を行い，実測値と比較した．さらに，センサーの測定値から推定した土壌水の電気伝導率および1:5水浸出法による電気伝導率からの無機態窒素の推定について検討した．その上で，圃場に設置したコマツナを栽培した試験区での土壌水分量と窒素動態の観測を行った．

了解土壤中的氮和碳动态对于解决农业可持续发展和适应气候变化等问题具有重要意义，有必要考虑养分吸收的相互作用。在本研究中，我们正在进行一维柱实验，以阐明小松根系分布、吸水、氮吸收和微生物活动对水分运动过程中土壤中氮动态的影响。 2022年，我们进行了一项实验，研究在使用硝酸钾作为肥料且不发生硝化作用的条件下，根系伸长和功能对土壤水分和硝态氮分布变化的影响。结果发现，由于根长分布和水力梯度的变化，吸水强度分布随着根的向上向下延伸而变化，但含水量分布的变化受到土壤渗透性的影响。显示根组区域。硝态氮因小松根的吸收而减少。根系伸长过程中硝态氮分布的变化表明，根系并不是被动吸收与土壤水相同浓度的硝态氮，而是可能在柱下层主动吸收。此外，当由于土壤含水量降低而导致水分胁迫抑制吸水时，硝态氮吸收也受到抑制，但相对于供水量的硝态氮吸收量比没有水分胁迫的条件下要少。我们还校准了土壤传感器以进行现场观测。由于本研究使用了新的传感器，因此有必要从校准公式中导出相对介电常数和体积含水量。关于电导率，我们根据传感器测得的表观电导率和1：5水浸出法估算出土壤水的电导率，并与实际值进行比较。此外，我们研究了根据传感器测量估算的土壤水电导率和使用 1:5 水浸出法的电导率来估算无机氮。最重要的是，我们在小松菜种植的试验田中观察了土壤水分含量和氮动态。