スギ, ヒノキ人工林における土壌の窒素無機化量の季節変化

Abstract

京都市山科区の安祥寺国有林内のスギ, ヒノキ人工林に, 異なる林齢の林分を調査区として選び土壌の無機態窒素量と無機化量の季節変化を調査し, 各林分での年間の窒素の無機化量, 硝酸生成量を推定した。いずれの林分においても, 鉱質土壌における無機態の窒素の現存量は夏期に高く, 冬期に低い傾向を示した。土壌の窒素の無機化速度を野外でのインキュベション方により測定した。土壌の窒素の無機化速度は, 夏期に高く, 冬期に低い傾向を示した。土壌の窒素の無機化速度は湿度には依存しておらず, 土壌の温度に依存していることが示された。土壌の温度と無機化の速度には有意な関係が認められ, 土壌の窒素の無機化速度と温度の関係は, logM=a+bt(M, 無機態窒素の生成, a, b は定数, t, 温度) 示される。この式を用いて, 各調査区の毎月の平均土壌温度から, 各林分における無機態の窒素生成量, 硝酸態の窒素生成量を推定した。年間の窒素の無機化量は, スギ15年生林分で57. 9kg/ha/year, ヒノキ15年生林分で33. 8kg/ha/year, ヒノキ35年生林分で21. 6kg/ha/yearとなった。また, 硝酸態窒素の生成量はスギ15年生林分で19. 1kg/ha/year, ヒノキ15年生林分で6. 0kg/ha/year, ヒノキ35年生林分で6. 7kg/ha/year, となった。無機態窒素, 硝酸態窒素の年間の生成量は土壌の炭素/窒素 (C/N) 比の間に相関性がみとめられた。これらの結果から, 土壌における窒素の無機化量, 硝酸生成量は土壌条件と関連していることが示唆された。

Seasonal changes in nitrogen mineralization rates were measured in ten study plots chosen in Chamaecyparis obtusa and Cryptomeria japonica plantations located on the bottom part of a forest slope in the Anshouji National forest, Kyoto Prefecture, Japan. Nitrogen mineralization rates were estimated by the field incubation method and showed a clear seasonal change with a peak in summer period in every study plots. Nitrogen mineralization rates was highly correlated with soil temperature and rates of mineralization showed a logarithmic increase in the ten study plots with raising soil temperature. Neither of the study plots showed a close relationship between nitrogen mineraliztion rates and soil moisture. Annual nitrogen mineralization rates were estimated by the exponential function model (log M=a+bt, where M; nitrogen mineralization rates, a, b; constants, t; mean soil temperature druing the incubation period). Annual nitrogen mineralization rates were as follows; 57.6 kg/ha/year in the 15 year Cryptomeria japonica plantation, 33.8 t/ha/year in the 15 year Chamaecyparis obtusa plantation, and 21.6 kg/ha/year in the 35 year Chamaecyparis obtusa plantation respectively. Nitrogen mineralization rates were higher in the Cryptomeria plantation located on the mull type forest floor, than in the Chamaecyparis plantations located on the moder type forest floor.