Investigation of nitrate leaching mechanism in tropical forest ecosystem with acidic condition by incubation and field study

本研究は、酸性条件下での硝酸溶脱メカニズムの解明のために、マレーシアの熱帯林において現場実験と培養実験を行い、硝酸の生成（硝化）と溶脱の両プロセスを調べることを研究の目的としている。採用2年目である本年度は、現場実験の分析結果の解析と培養実験の実施を中心に研究を進めた。現場実験では、土壌溶液の養分濃度から土壌層位内における養分フラックスを、またリターの養分からリターフォールによる養分フラックスを算出した。ただし新型コロナウイルスの影響による海外渡航制限のため、データロガーによる分析結果が最後まで回収できなかったため、今回は簡易の方法でフラックスを算出した。その結果、同じ森林の中でもリターフォールによる窒素フラックスには試験区間で大きな違いが見られ、30cm深の土壌層位内の硝酸フラックスも、それに対応して約4倍の差が見られた。一方、土壌層位内での溶存有機態やアンモニウム態の窒素フラックスは、全層位を通して両試験区間で同程度であった。以上の結果から、同じ熱帯林内でもリターフォール由来の窒素フラックスに応じて、硝酸の溶脱が大きくなったと推測された。以上の結果は、2020年9月に行われた土壌肥料学会（岡山大会）にて発表した。培養実験では、表層土壌とO層の総硝化速度を測定した。その結果、表層土壌とO層のどちらでも試験区間で有意な差は見られなかった。特にO層では、両試験区ともに反復間での差が大きく、局所的に硝化のホットスポットが分布している可能性が示唆された。これらのＯ層における硝化のホットスポットはpHが他の反復よりも高く、このpHの違いが硝化を促進させたと予想された。また試験区間で硝化速度に差が見られなかったことから、試験区間での硝酸溶脱の違いは硝酸の生成速度によるものではなく、リターフォール由来の窒素フラックスが大きいことで、植物が硝酸を吸収しきれなかったことによると予想された。

本研究は、酸性条件下での硝酸溶脱メカニズムの解明のために、マレーシアの熱帯林において現場実験と培養実験を行い、硝酸の生成（硝化）と溶脱の両プロセスを調べることを研究の目的としている。採用2年目である本年度は、現場実験の分析結果の解析と培養実験の実施を中心に研究を進めた。現場実験では、土壌溶液の養分濃度から土壌層位内における養分フラックスを、またリターの養分からリターフォールによる養分フラックスを算出した。ただし新型コロナウイルスの影響による海外渡航制限のため、データロガーによる分析結果が最後まで回収できなかったため、今回は簡易の方法でフラックスを算出した。その結果、同じ森林の中でもリターフォールによる窒素フラックスには試験区間で大きな違いが見られ、30cm深の土壌層位内の硝酸フラックスも、それに対応して約4倍の差が見られた。一方、土壌層位内での溶存有機態やアンモニウム態の窒素フラックスは、全層位を通して両試験区間で同程度であった。以上の結果から、同じ熱帯林内でもリターフォール由来の窒素フラックスに応じて、硝酸の溶脱が大きくなったと推測された。以上の結果は、2020年9月に行われた土壌肥料学会（岡山大会）にて発表した。培養実験では、表層土壌とO層の総硝化速度を測定した。その結果、表層土壌とO層のどちらでも試験区間で有意な差は見られなかった。特にO層では、両試験区ともに反復間での差が大きく、局所的に硝化のホットスポットが分布している可能性が示唆された。これらのＯ層における硝化のホットスポットはpHが他の反復よりも高く、このpHの違いが硝化を促進させたと予想された。また試験区間で硝化速度に差が見られなかったことから、試験区間での硝酸溶脱の違いは硝酸の生成速度によるものではなく、リターフォール由来の窒素フラックスが大きいことで、植物が硝酸を吸収しきれなかったことによると予想された。