土壌の不安定な炭素分数と微生物の洪水から水田の乾燥までの温室効果ガス排出量への影響

科学分野:

• 農業科学
• 環境科学
• 土壌科学

背景:

• 米畑の温室効果ガス (GHG) 排出は,土壌の微生物と土壌の不安定な有機炭素 (SOC) によって影響を受けます.
• 肥料の置換後の洪水から乾燥への移行期間の温室効果ガス排出量に対する不安定なSOC分数と微生物群の影響は,まだ十分に理解されていません.

研究 の 目的:

• 化学肥料を有機肥料に置き換えることで,温室効果ガス排出量,不安定なSOC分数,および米畑の土壌微生物群に及ぼす影響を調査する.
• 炭素動態と温室効果ガスの軽減に 有機肥料と作物ストローの組み合わせによる影響を評価する.

主な方法:

• 4つの治療法による長期実験:コントロール (化学肥料のみ),NM1 (25%の有機N),NM2 (50%の有機N),NMS (NM2+作物ストロー).
• 温室効果ガスの排出量 (CO2,CH4,N2O) のモニタリングと,不安定なSOC分数 (ROC,NROC) と細菌群の土壌サンプル分析
• 異なる肥料化戦略による炭素吸収と温室効果ガスの軽減の可能性の評価

主要な成果:

• NM2処理における温室効果ガスの排出量は,主にCO2排出量の増加により,洪水から乾燥まで大幅に増加しました.
• NMS処理は,炭素入力の単位あたりの最も低い温室効果ガス排出量 (9.17 kg CO2eq/kg C) を示した.
• 有機肥料の適用により,容易に酸化可能な有機炭素 (ROC) とC可変性が増加し,NM2およびNMSの処理により,SOCと容易に酸化できない有機炭素 (NROC) が著しく増加した. バクテリア群は浸水と乾燥段階の間の明確なシフトを示し,NMSは特に乾燥段階の微生物組成に影響を与えました.

結論:

• 浸水から乾燥に至る土壌の湿度の変化は,不安定なSOC分数と微生物集団と相互作用し,炭素排出に影響を与えます.
• 有機肥料と作物ストローを組み合わせたNMS処理は,水田での炭素吸収と温室効果ガスの排出を軽減する有意な能力を示しました.
• 発見は,温室効果ガス排出の規制における不安定なSOC分子の重要な役割を強調し,持続可能な水田栽培のための統合された有機管理戦略の可能性を強調しています.