冬季の土壌からの亜酸化窒素発生機構の解明を目指した土壌微生物生態学的アプローチ

土壤微生物生态方法旨在阐明冬季土壤产生一氧化二氮的机制

• 批准号: 05J06518
• 负责人: 柳井 洋介
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05J06518/
• 关键词: 土壌; 凍結融解; 亜酸化窒素; 脱窒菌群集; 氷温培養; 部分殺菌効果; 不凍水; 微小嫌気部位

温帯・亜寒帯地域において冬季に土壌から亜酸化窒素の多量の放出が起こることが知られており,土壌の凍結融解がその要因であるといわれている.凍結融解時に起こる亜酸化窒素の放出は脱窒過程で生成されるという報告が多数あるが,実際,凍結期と融解期のいずれで,また凍結期についても凍結した表層と凍結しない下層のどちらで有意な亜酸化窒素の生成が起こっているのかは明らかになっていなかった.昨年度,本研究で凍結した土で顕著な亜酸化窒素の生成が起こることを実験的に確かめた.そこで,凍結が亜酸化窒素生成を促進する要因を明らかにすることを目的に研究を行った.最大容水量の100%および150%(それぞれ飽和・過飽和)に水分量を調整した風乾土を凍結すると融解時に急激な亜酸化窒素の放出が起こったが,最大容水量の50%(不飽和)に水分量を調整した土壌では融解しても亜酸化窒素の放出は起こらなかった.また,不飽和の生土を蒸留水で飽和状態にすると,融解時に急激な亜酸化窒素の放出が起こり,また水分量を調整するときに炭素源を同時に加えることでその亜酸化窒素放出は顕著に促進された.しかし,炭素源が加えられている条件に硝酸イオンを添加しても,亜酸化窒素放出に変化は見られなかった.以上の結果から,土壌の凍結融解が引き起こす亜酸化窒素の多量の放出の機構として,「(1)孔隙に密に発生した氷晶が不凍水中に隔離された脱窒菌に対し酸素の供給を妨げる(2)部分嫌気部位の形成を促し脱窒反応を誘導する(3)亜酸化窒素が生成して土壌中に蓄積する(4)土壌が融解するときに大気へと拡散放出する」が考えられた.このことからフィールドにおける土壌の凍結状態と亜酸化窒素の蓄積との関連性について,(1)霜柱が立つ程度の土壌の凍結では亜酸化窒素の生成・蓄積は生じない,(2)数週間にわたって継続的に凍結する土壌では亜酸化窒素の生成・蓄積が起こる可能性がある,ということが考えられた。

In warm and cold areas, the soil is frozen in winter, and the soil is frozen and melted. The key to solving the problem is the release of the acidification hormone when freezing and thawing. The release of the acidification process and the generation of the deoxidation report. Most of the time, the freezing period and the thawing period of the frozen period, the frozen period of the frozen period, the surface layer of the frozen period, the lower layer of the frozen period, and the lower layer of the frozen period. Intentional acidification of the production of sulfonate is not possible. Yesterday, this research was not completed. The production of acid chloride is the cause of the production of acid chloride, and the main factor of freezing is the promotion of acid oxidation.することをPurpose research を行った. Maximum water capacity の100% および 150% (それぞれsaturated・supersaturated) and moisture content を adjustment The moisture content of the air-dried soil is 50% (unsaturated) of the maximum water capacity.をAdjust the した磌ではmelt しても亜acidification suffocation element のrelease はrise こらなかった.また, unsaturated のraw soil をevaporate and retain water でsaturated state にすると, rapid stimulation during melting, acidification and release of sulfide, がこり, またmoisture content をadjustment, するときにcarbon source をsimultaneous addition, えることでその亜acidification sulfide release は桕にstimulation された.しかし, carbon source ががえられている condition にnitric acid イオンをadd しても, 亜acidification The mechanism for releasing a large amount of phytozoin and releasing phytozoin.として, "(1) The pores are dense, the ice crystals are raw, the ice crystals are not frozen, the water is not frozen, the bacteria are removed, and the acid supply is blocked. (2) Partial dissatisfaction The formation of the 旗 site is promoted, the detoxification reaction is induced, and (3) the acidification of the hormone is generated, and the soil is accumulated, and the soil is dissolved (4) the soil is melted.きに大気へと拡disperse する」が卡えられた.このことからフィールドにおける土壌の综合 in the frozen state and 亜acidification and phytozoinとのcorrelation について, (1) frost pillar が が つ degree の soil 壌 の freeze で 亜 acidification sulfide の generation and accumulation は生 じ な い, (2) several weeksにわたって継続's にfreezing する土壌では亜acidified asphyxiin のgeneration and accumulation がrise こる possibility がある, ということが考えられた.

项目成果

The Symptom of Environmental Change in Siberian Permafrost Region

西伯利亚多年冻土区环境变化的征兆

• 发表时间: 2007
• 作者: 妙中 雄三;樫原 茂;塚本 和也;門林 雄基;尾家 祐二;樫原 茂;山口 剛史;山本 篤;井島 亮一;塚本 和也;塚本 和也;植田 啓文;樫原 茂;千代延昭宏 他;Toshinori Sato et al.;Yuji Kunitake et al.;Toshinori Sato et al.;舟木敏正 他;伊藤義崇 他;山原幹雄 他;千代延昭宏 他;Seiichiro Fujii et al.;Akihiro Chiyonobu et al.;Toshinori Sato et al.;Toshinori Sato et al.;国武勇次 他;千代延昭宏 他;舟木敏正 他;Toshinori Sato et al.;渡辺慎吾 他;千代延昭宏 他;国武勇次 他;佐藤寿倫 他;千代延 昭宏;Akihiro Chiyonobu;Yosuke Yanai;Yosuke Yanai;Yosuke Yanai
• 通讯作者: Yosuke Yanai

Effects of charcoal addition on N2O emissions from soil resulting from rewetting air-dried soil in short-term laboratory experiments

• DOI: 10.1111/j.1747-0765.2007.00123.x
• 发表时间: 2007-04
• 期刊: Soil Science and Plant Nutrition
• 影响因子: 2
• 作者: Yosuke Yanai;K. Toyota;M. Okazaki

Symptom of Environmental Change in Siberian Permafrost Region(分筆)

西伯利亚多年冻土区环境变化的征兆

• 发表时间: 2006
• 作者: Hatano R;Guggenberger G (eds)
• 通讯作者: Guggenberger G (eds)

農耕地からの亜酸化窒素発生量の削減方法

如何减少农田一氧化二氮排放

• 发表时间: 2005