温帯・熱帯の水田土壌における有機物蓄積機構の包括的解析と蓄積最適化手法の構築

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本研究は、温帯から熱帯の水田土壌における有機物蓄積機構を、海外での広域土壌調査と土壌有機物の分画や各種化学分析・14C年代測定などの先進的な精密理化学分析とを組合わせることで、包括的に理解することを目的とする。2022年度は、水田土壌の現地調査を亜熱帯気候に属する台湾およびネパールで実施し、各国の広域で水田表層土壌をそれぞれ30点、32点採取した。また、これら試料の全炭素を測定するとともに、試料を53μmで粒径分画後、粗粒画分を比重分画により軽比重画分 (LF) と重比重画分 (HF) に、細粒画分を次亜塩素酸処理によりNaClO易分解性画分 (OxF) とNaClO難分解性画分 (NOxF) に4分画し、乾式燃焼法により各画分の蓄積炭素量を定量し、一部試料についてデルタ14C値を測定した。さらに、画分別炭素量と気候因子、土壌特性値との関係解析を行った。その結果、台湾、ネパールの全炭素量の平均値はそれぞれ12.5, 17.0 (gC/kg) となり、すでに測定済みの日本 (27.0)やマレーシア (26.2)よりやや低かった。画分別では、細粒画分のOxF, NOxFが全炭素の7～8割を占めた。画分別デルタ14Cの平均値はOxF> HF > NOxFの順となり、最も安定なNOxFのC量とデルタ14Cは有意な正の相関を示した。画分別炭素量と気候因子や土壌特性値との関係解析より、OxF, NOxFはAloと有意な正の相関 (p＜0.01) を、年平均気温と有意な負の相関 (p＜0.01) を示した。よって非晶質Alと年平均気温は、水田に基づく食料生産と環境保全の両立を担う重要な因子であると結論づけた。