農地からのアンモニア揮散量測定手法

［要約］

チャンバーなどを用いない開放状態で、農地からのアンモニア揮散量をフラックスとして測定する手法である。上下２高度のアンモニア濃度を数分間隔で交互に測定して濃度差を算出し、これと熱収支ボーエン比法による輸送係数の積でおよそ10分ごとのフラックスを計算できる。

北海道開発局開発土木研究所・農業開発部・農業土木研究室
［連絡先］011-841-1764
［部会名］総合研究
［専門］環境保全
［対象］農業工学
［分類］研究

［背景・ねらい］

家畜ふん尿の農地への施用方法や農地における窒素フローを研究する場合、アンモニア揮散量の測定が必要である。従来からの測定方法には、チャンバー法や微気象的方法がある。前者では、チャンバー内の環境条件が開放状態と異なるという問題点があった。また、両者ともトラップで捕集したアンモニアを分析することから、揮散量の短時間の変化を知ることは困難である。これらの背景から、開放状態の農地からの揮散量を短い時間間隔で測定できる手法を開発した。

［成果の内容・特徴］

1. この手法ではアンモニア揮散量を、上下２高度間のアンモニア濃度差と熱収支ボーエン比法で得られるこの２高度間の輸送係数の積として求める。
2. 短い時間間隔でアンモニア濃度を測定することが必要なため、化学発光方式のアンモニア分析計を用いる。ただし、１台の分析計で観測できるようにするため、上下２高度の大気試料を交互に採取し、分析計へ導入する(図１)。
3. 分析計への導入部にはアンモニアの吸着の少ないテフロンチューブを使用し、チューブ内での結露防止のため温度調節の可能なヒーターを巻き、断熱材で被覆する。また、気体取込口そのものを上下させる構造としており、アンモニアが吸着されやすいコック・バルブ類は使用していない(図２)。
4. 大気試料の取込口が上下方向に移動したのち、分析計の指示値が安定するまでには約２分を要する。これを含めて、上下の切り替えは約５分間隔が適当である(図３)。

［成果の活用面・留意点］

1. 半径約100ｍの比較的広い農地からの代表的揮散量を把握することができる(図４)。
2. 観測機器から半径約100ｍの範囲内が平坦で、なおかつ植生・土壌・施肥などの条件が等しいと見なせる場所で適用可能である。
3. この方法による揮散量の計測は、熱収支ボーエン比法が適用できる条件、例えば日中のように大気の安定度が中立な条件下のもとで可能である。

［その他］

研究課題名：農地環境のモニタリング手法と保全技術に関する研究
予算区分　：経常
研究期間　：平成12年度(平成11〜15年)
研究担当者：秀島好昭、中村和正、大野 隆、中山博敬