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NDV 図3−6.立枯れからリタ一層への有機物移行速度の季節変化

ドキュメント内 生産環境の成立機構の解明 (ページ 122-125)

 黒丸はつみとり法による立枯れ量から推定した値

Fig.3−6. Seasonal changes in liもter transfer rate from  standing dead litter layer to surface litter layer.

1.

05

0.2

0ユ

L/Lo

day8

0 500 1000

    1976        1977         1978       1979

図3−7 リターバッグ法によるりターの消失

Fig.3−7. Time course of weight decre3se of litter samples      enclosed in a plast圭。 ne七 and left on the・ground.

て植物遺体の重量減少を追跡した(図3−7)。 残存比の減少曲線を年単位でみると,リターバ ッグ設置後3年間は一定の減少率で推移していると考えられる(消失係数1。06×10−3daジ1)。

したがって,3年分の枯葉が蓄積しているような地表リターは,新鮮なリターの消失係数と同じ 値の消失係数をもつと考えられる。

 地表リターの消失量は,枯死速度推定のための(1×2)(3)式と全く同じ式で推定することができる。

立枯れ量1)を地表リター蓄積量に,立枯れ消失係数γをリター消失係数に読み換えればよい。こ の場合,枯死速度7は立枯れから地表リターへの植物遺体移行速度をあらわす。すなわち,リタ

ー蓄積量の変動から見た移行速度である。前節の立枯れ量の変動から推定した移行速度と相互 に比較することができる。

 リターからのCO2放出速度は密閉アルカリ吸収法で測定した。リターをCO2吸収剤とともに密 閉容器に24時間封入した。C(塾測定後,リターの生重および乾重を測った。

 リターからのCO2放出速度γL(㎎CO2。9『1・hr−1)とりターの含水比研(乾重べ弘)との 関係は,温度一定のとき1次式で近似される。また,含水比が一定のとき,C(渥放出速度7Lは

 温度7(℃)の指数関係で近  似される(図3−8)。グゐへ〃7  関係から温度丁をふくむ式を  誘導した。すなわち,

  7L=0.0784解exp(0.0686 T)

  一α00613exp(0,1167■)

       (5)

  (5)式による計算値と測定値  の整合性は,±40%の範囲に  収まる程度である。もっと精  度の高い推定式の開発がのぞ  まれる。

(2)糞の消失・分解速度   地表リターの場合と同じ考  え方で,糞の消失・分解速度  の測定を1982年秋から開始し  た。放牧草地で排糞直後の糞

9

0.6

0.4

0,2

0

mgCO2・9鴎1・hr−1

o

T=17.3℃

a 1.0

0.5

02

0 1 2

0

㎎CO299−1・hr−1

o

W=2〜3

鴨しer。。ntent(}の

b

4)

 土壌中の有機物は土壌小動物 や微生物の餌となり,最終的に はCO2にまで分解される。有機 物分解産物であるC窃は,植物 地下部の呼吸作用によって生じ たCO2とともに地表面から大気 中に放出される。したがって,

地表面から放出されるCO2量か  ら植物地下部の呼吸作用による  C窃量を引き去ることによって

土壌有機物の分解量を間接的に 推定することができる。

(1)

3 0 10 20

Temperature(7 30℃

図3−8. リターからのCO2放出速度と温度・含水比との  関係 a=温度一定のとき(17.3℃),b:含水比一定の

とき(2〜3)

Fig.3−8. Regression of CO2 0utput rate from htter on water content represented by dry weight base(a)

and temperature(b).

を採集し,均質になるように良く擢絆する。重量一定(生重360g)の糞塊を,地表に敷いた荒い 目(5㎜目)の網の上に置く。ある放置期間ののち,糞塊を採取し,糞塊からのCO2放出量と糞 塊の乾重を測定する。図3−9は糞塊を草地に設置してから50数日間の重量減少とCO2放出速度 の推移を示したものである。この測定は1983年8月まで継続される。さらに,1983年6,8,10月 に新たに同様の糞塊を草地に設置し,同様の調査を反復して実施する。

無機質土壌中の有機物分解速度      mgCO、.g一五.hビ1

唱謹

2

LO

0.8

0.6

0.4

0,2

0

20

 0,6

コ。・4

go2

40  days  60

Nov.

0

40  day8  60

Dec. Nov, Dec,

図3−9.漏斗の消失と糞塊からのCO2放出速度の推移 Fig.3−9, Time course of weight decrease and CO2      0utput of du㎎samples covered the bottom      with a plastic net left on the ground.

 無機質土壌表面からのC(》放出速度

 地表面からのCO,放出速度は,スポンジを利用した密閉アルカリ吸収法(一献。)1971)で測定 した。リターを取り除き地表面を露出させ,その上に測定器具を設置する。 24時間のちにCO2 吸収液を回収し,吸収液中のCO2量を定量する。

、地表面からのCO2放出速度7s(㎎CO2・m『2・hr−1)と深さ5㎝の評均地温7(℃)との関 係を図3−10に示す。CO2放出速度グsは主として地温に依存すると考え,地温7の指数関数で 近似した。すなわち,

    r!一s =216eXp(0.05207)      ・ (6)

 しかし,地温が15℃以下では両者の近似  の程度は良いが,15℃以上では悪くなる。

 この原因として土壌水分量が関連してい  ると予測し,1983年6月から地温,土壌  水分を要因とした地表面からのCO2放  出速度の測定を行なっている。

(2)牧草地下部の呼吸速度

  三一で洗い出した地下部を用いて,密  閉アルカリ吸収法で牧草地下部の呼吸速  度を測定した。5℃,室温,30℃の温度  条件下で10時間測定を2度くりかえし行  なった。

  牧草地下部呼吸速度R(mgCO2。g−1  ・hゼ1)は温度7(℃)の指数関数で定式  化できる。すなわち,

   R=Ro exp(κ7■)    (7)

 ただし,RoはT=0のときの呼吸速度,

 κは温度係数で一般にQ!o(温度10℃上  昇時の倍数)で表わされる(図3−11)。

馨10GO

2

§

・1

量500

§200

100

mgCO2・m−2。hr四1

O

囎  o   O o

o

0 10 20 30

図3−10,地表面からのCO2放出速度と地温 Fig.3−10 Regression of rate of CO2 evoluレ      ion frommineral soil on soil sur−

     face temper3ture (一5cm).

39組の呼吸速慶・温度関係からQlo,Roの値をもとめ,両者の関係を検討した(図3−12)ρプロ ットの分散の状況から両者の相関はないと判断した。QIoの値は晩秋から大きくなる傾向が認め られるので,1年を1〜9月,10〜12月の2期間に分け,各期間内でQ董。の値は一定であるとし た。一方,1〜oの値は変動が大きく,検討問題として残るが,年間を通して一定であると近似した。

以上の結果から,牧草地下部の呼吸速度は,1〜9月は

    1ヒ;0.102e琴p(0.07377)       (8)

10〜12月は

    1〜==0.102exp(0.08802F1)       (9)

で推定できる。推定値と測定値との対応は第1次近似としてほぼ満足される(図3−13)。

 LO

書。β

詰04

§

.讐

駐02

 0ユ 0

mgCO2・9口1・hr潤1

1ight m・

low  g・

,81.9.22

0

1ight m。

hi gh g・

,82.5.25

heavy manuring high g士azing 82.5.25

110      20      30     0      10      20      30     0      10      20      30

      Temperature 7(℃)

図3−11,牧草地下部呼吸速度と温度:E=Ro exp(κ7)

Fig.3−11, Regression of root respiration rate on temperature.

      Straight lines represent the function:R=Ro exP(K7).

0.2

0.1

0

mgCO2・9−1・hr中1

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