土壌炭素動態の温暖化応答解明のための高精度土壌加温システム

• 研究担当者: 物質循環研究領域 岸本文紅; 大気環境研究領域 米村正一郎; 横沢正幸
• 発行年度: 2006
• 要約: 農耕地における炭素蓄積の大部分を占める土壌炭素の蓄積量や土壌呼吸速度が温暖化などの環境変動にどう応答するか、またその変動メカニズムを解明するために、野外において高精度に地温を制御できる土壌加温システムを開発しました。
• 背景・ねらい: 農耕地土壌には膨大な量の有機炭素が蓄えられていますが、地球温暖化による温度上昇は微生物による有機炭素の分解を促進し、農耕地土壌からの二酸化炭素放出を増大させるため、大気中の二酸化炭素の濃度をさらに増加させることが危惧されています。しかし、長期的な温度上昇に対して、土壌有機炭素の分解量を示す土壌呼吸速度がどう応答するのかはよく分かっていません。そのため、土壌を温める野外操作実験によって地温上昇と土壌呼吸の長期的な変化を調べることが、温暖化したとき農耕地の土壌炭素動態がどう変化するかを精度よく予測する上で必要不可欠です。そこで、圃場レベルで加温効果による土壌呼吸速度の変化を調べるため、精密に地温をコントロールできる土壌加温実験のシステムを開発しました。

成果の内容・特徴

1. 土壌加温方法として、赤外線ランプで土壌の上部から暖める方式（以下赤外線ランプ方式）と地中に地熱線を埋め土壌の下部から暖める方式（以下地熱線方式）の2通りのシステムを構築しました（図1）。農業環境技術研究所内のコマツナ畑に、赤外線ランプ区と地熱線区の2つの加温処理区および対照区を設置し（各2×2m²）、加温処理区の土壌深2cmにおける温度を対照区の温度プラス2±0.2℃で電源をオン、オフすることにより制御し、地温プロファイル（2、5、10cm）および土壌水分の変化をモニタリングしました。
2. 両方式とも設定通りの加温制御ができましたが、赤外線ランプ区の制御（図2A）は地熱線区（図2B）に比べ応答が早い制御が可能であり、さらに土壌の温度プロファイルも現実的であることから、より有効であることがわかりました。

• カテゴリ: こまつな モニタリング