畑土壌中の施肥アンモニア態窒素の硝化と移動に関するシミュレーション
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概要
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畑土壌に施用されたアンモニア態窒素肥料が硝化作用によってしだいに硝酸態窒素に酸化されながら鉛直方向に移動していく過程を,一次元拡散方程式と硝化細菌の代謝の速度式を組み合わせた解析モデルによって表わした.土壌カラム実験によって得られた結果に対し,そのモデルを用いてシミュレーションを行い,検討を加えた.実験には内径5.2cm,長さ9.5cmの塩ビ管に褐色火山性土200g(含水率34.3%)を充填してから中間に(NH_4)SO_4粉末をはさんだものを2本1組として用い,20℃の高温室または圃場に一定時間静置した後,NH^+_4とN0^-_3の鉛直分布を調べた.管上端の被覆の有無,水分補給方法,(NH_4)_2SO_4施用量などにより,いくつかの処理を設けた.シミュレーションモデルは,硝化速度とNH^+_4濃度の関係を三つに分け,NH^+_4が50μgNg^<-1>以下のときはMICHAELIS-MENTENの式,50μgNg^<-1>と5mgNg^<-1>の間ではNH^+_4による抑制効果を含む形で表わすことができ,それより濃度の高い場合には硝化は起こらないとした.また,硝化細菌の増殖は,中間の濃度範囲でのみ起こり,ロジスティック曲線で表わされると考えた.NH^+_4による抑制を表わす関数は,補助実験より求めた.カラム実験で,土壌水の移動がない場合には,NO^_3のピークはNH^+_4のピークを中心に上下対称の分布を示した.また,地表を通しての水分移動がある場合でも,蒸発と降水がほぼ釣り合っていれば同じような分布を示した.NH^+_4ピークとNO^-_3ピークの位置は,NH^+_4施用量が多いほどお互いに離れ,しかも時間とともに遠ざかる傾向が認められた.これらの傾向は,シミュレーションモデルを用いてかなりよく表わすことができた.本報告のモデルは,畑土壌に作条条施されたアンモニア態窒素の硝化率と鉛直分布を予測するのに有用であると考えられる.
- 1992-08-05
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