ヒノキ人工林における土壌窒素の季節変化

Abstract

大津市奥比叡に位置する延暦寺社寺有林内のヒノキ人工林に調査区を設定し, 1990年9月から1992年1月までの17カ月にわたって, 土壌中の全窒素量と無機態窒素量の季節変化を調査した。この調査林分では, 無機態窒素生成能 (無機化能) はA_0層およびA層にあたる表層土においてみられ, 生成される無機態窒素の多くはアンモニア態窒素であった。また, 鉱質土層における全窒素・アンモニア態窒素・硝酸態窒素の年平均現存量は, 2. 33t/ha, 4. 91kg/ha, 0, 72kg/haであった。鉱質土層におけるアンモニア態窒素の現存量は, 夏期に高く, 冬期に低くなる傾向を示した。それに対して, 鉱質土層における全窒素・硝酸態窒素現存量は季節的には顕著な変化を示さなかった。A_0層および深さ0 - 20cmの鉱質土層におけるアンモニア態窒素の現存量の垂直分布は, 季節毎に異なり, 夏期にはA層にあたる上部で, 冬期にはB層にあたる下部で多く, A_0層では冬期に多くなった。全窒素の垂直分布は一年を通して上部で多く, 下部で少ない傾向を示した。ヒノキの根の分布が表層に集中しているため養分の吸収がおもに表層で生じていること, 粘土含有量がA層からB層に向かって上昇し, 養分吸着量が増加することなど, ヒノキ林土壌では窒素が溶脱などにより系外に流亡する可能性が小さい。そのため, 窒素に代表される養分は, 効率的に循環していると考えられる。

Spatio-temporal variations of mineral nitrogen was measured for 17 months, from September 1990 to January 1992 in a Chamaecyparis obtusa plantation located in Enryakuji-Temple's forest on Mt. Hiei, Shiga, Japan. In this experimental stand, nitrogen mineralization occured only at organic layer and uppermost mineral soil horizon. In this case, mineralization stayed at ammonification. Nitrification was detected slightly. The mean annual contents of total and mineral (ammonium and nitrate) nitrogen in mineral soil horizons are 2.33t/ha, 4.91kg/ha, and 0.72kg/ha, respectively. The content of ammonium-nitrogen in mineral soil changed with a flactuation of temperature. While total and nitrate nitrogen did not show the significant change. The vertical distribution pattern of mineral nitrogen in organic layer and mineral soil changed with a climatic flactuation. In the high temperature season, relatively high concentration at A horizon was found. On the other hand, in low temperature season, relatively high at B horizon. That of total nitrogen had an uniform trend that the content was high in upper horizon and became lower downwards through the period. It is suggested that soil ecosysytems of a Chamaecyparis obtusa plantation cycles nitrogen effectively due to nutrient conserving mechanisms that prevent leaching or loss from the ecosystem, since the root systems of Chamaecyparis obtusa stands concentrate in the forest floor and the soil texture become heavier downwards through soil profile causing high adsorption of ammonium.