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

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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。