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．

了解土壤中氮碳的动力学对于解决诸如农业的可持续发展和适应气候变化的问题很重要，为此，必须考虑水溶质迁移，土壤微生物活性以及植物根部对水的吸收和养分之间的相互作用。在这项研究中，我们进行了一维色谱柱实验，以阐明在水分转移过程中土壤中的根部分布，吸水，氮的吸收和微生物活性对土壤中氮动力学的影响。在2022财政年度，我们进行了一项实验，旨在研究根部伸长和功能对在土壤在土壤中水分和硝酸盐氮在土壤中的变化的影响，而在将硝酸钾用作肥料时，硝酸盐没有发生。结果，结果表明，由于根长度分布的变化，吸水强度的分布取决于根长的分布和动态水梯度，但根组土壤的水渗透性会影响水含量分布的变化。由于猴子的根吸收，硝酸盐氮被降低。根部伸长过程中硝酸盐氮的分布的变化表明，根并未在与土壤水相同的浓度下被动地吸收硝酸盐氮，并且可能已在柱的下层中积极吸收。此外，当由于土壤水分含量降低引起的水应力而抑制吸水时，还抑制了硝酸盐氮的吸收，但是相对于所提供的水量的硝酸盐氮吸收的吸收小于水量未遭受水应力的条件小于含水量。此外，对土壤传感器进行了校准以进行现场观测。由于在这项研究中使用了新的传感器，因此有必要从相对介电常数和体积水含量的校准公式中得出。关于电导率，我们估计了从表观的电导率（这是传感器的测量值）以及使用1：5水浸出方法的电导率的电导率的电导率，并将其与实际测量值进行了比较。此外，我们从传感器测量值和1：5水浸出方法中估计的土壤水的电导率和电导率估计的无机氮估计。然后，我们观察到在田间培养了Komatsuna的测试区域中的土壤水分含量和氮动力学。