小麦残渣および肥料が施与された慣行耕起・省耕起・不耕起栽培体系における亜酸化窒素の発生 Nitrous oxide emissions following the application of wheat residues and fertilizer under conventional-, reduced-, and zero-tillage systems in central Hokkaido, Japan

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抄録

亜酸化窒素は農業活動によって発生する主要な温室効果ガスであり,二酸化炭素やメタンに比べて強い温室効果を有している。化学肥料や有機物の施与とともに,耕起や収穫後の残渣の鋤込みは,亜酸化窒素ガスを発生させる要因であると考えられる。本研究は,小麦を栽培する水田転換畑を対象とし,麦わら残渣,肥料が施与された慣行耕起(CT; conventional tillage),省耕起(RT; reduced tillage),不耕起(ZT; zero tillage)体系における亜酸化窒素発生量と発生要因を明らかにすることを目的とした。CTにおいては基肥,追肥を行わない無施肥区(CT/NF)を合わせて設けた。各処理区,亜酸化窒素フラックスは10月中旬から下旬にかけて顕著に高くなり,最高値は,ZT,RT,CT,CT/NFでそれぞれ,1763,2640,1458,1620 µg N m<sup>-2</sup> hr<sup>-1</sup>となった。2006年9月から2007年7月(296日)における亜酸化窒素積算発生量は,ZT,RT,CT,CT/NFでそれぞれ,8.9,11.1,9.5,8.8 kg N ha<sup>-1</sup>となり,処理間で有意差は認められず,施肥を行っていない処理区(CT/NT)においても施肥された処理区(ZT,RT,CT)と同程度の亜酸化窒素発生が認められた。この結果から,麦わら残渣の鋤込みが亜酸化窒素発生をもたらす要因の一つであることが示唆された。亜酸化窒素フラックスは,融雪直後においても顕著な上昇傾向がみられ,測定期間における発生量の11~18%が,融雪前後の27日間でもたらされた。本研究から,年間を通じた測定が亜酸化窒素発生量を正確に算出するためにも必要であることが示された。

Nitrous oxide (N<sub>2</sub>O) is a major greenhouse gas produced by agricultural systems, and has a higher greenhouse effect than carbon dioxide (CO<sub>2</sub>) and methane (CH<sub>4</sub>). Cultivation techniques (particularly tillage) and the incorporation of crop residues contribute to N<sub>2</sub>O release. Our objective was to quantify the rates of N<sub>2</sub>O emissions from conventional-, reduced-, and zero-tillage systems (CT, RT, and ZT, respectively) with the application of wheat residues and fertilizer. The study included CT, RT, and ZT systems, and a no-fertilizer (NF) treatment without basal and top dressing (CT/NF). N<sub>2</sub>O flux in each treatment reached the highest value between mid- and late October (for ZT, RT, CT, and CT/NF, 1763, 2640, 1458, and 1620 µg N m<sup>-2</sup> hr<sup>-1</sup>, respectively). Immediately after snowmelt, large increases in N<sub>2</sub>O emissions were observed in the ZT, RT, and CT plots, with maximum values of 413, 959, and 439 µg N m<sup>-2</sup> hr<sup>-1</sup>, respectively. This trend was not apparent in the CT/NF plots, suggesting that basal dressing with nitrogen is responsible for large emissions after snowmelt. No remarkable N<sub>2</sub>O emission occurred from snowmelt until harvest, indicating that nitrogen application by top dressing is not an important N<sub>2</sub>O source. Total N<sub>2</sub>O emissions from the ZT, RT, CT, and CT/NF plots during the sampling period (296 days) were 8.9, 11.1, 9.5, and 8.8 kg N ha<sup>-1</sup>, respectively, and did not differ significantly. Our results suggest that incorporation of wheat straw residues, including surface mulching in the ZT plot, was an important factor that affected large N<sub>2</sub>O emission. N<sub>2</sub>O emission before and behind of snowmelt (27 days) accounted for 11% to 18% of total N<sub>2</sub>O emission during the sampling period. Our results also suggest that full-year investigations are necessary to prevent underestimation of N<sub>2</sub>O emission due to snowmelt.

収録刊行物

  • 農業気象

    農業気象 65(2), 151-159, 2009-06-10

    養賢堂

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10025614237
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00200732
  • 本文言語コード
    ENG
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    00218588
  • NDL 記事登録ID
    10366669
  • NDL 請求記号
    Z18-388
  • データ提供元
    CJP書誌  NDL  IR  J-STAGE 
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