Yoshikawa,N., Shiozawa,S. and Ardiansyah(2008): Nitrogen budget and gaseous nitrogen loss in a tropical agricultural watershed. Biogeochemistry, 87, 1-15.

『熱帯の農業流域における窒素収支と気体状窒素の損失』


Abstract
 Although agricultural systems in tropical monsoon Asia play a central role in the global nitrogen (N) cycle, details of the N cycle in this region on a watershed scale remain unclear. This study quantified the N budget in a tropical watershed of 221 km2 on Java Island, where paddy fields cover 28% of the land, by conducting field surveys. The amount of net biochemical gaseous N loss to the atmosphere (XGB), which is generally difficult to determine, was calculated as the residual of the N balance. Assuming that NH3 volatilization balances deposition, and hence subtracting NH4-N from the N import with atmospheric deposition, the average total import and export of N per year was found to be 46.5 kg ha-1 year-1 over the watershed. Of this, 71% was imported as fertilizer (MF) and 29% with atmospheric deposition (MAD). On the export side, 42% was lost as XGB, 37% with incineration of rice residues and wood fuel (XGI), 13% with river discharge (XD) and 9% with rice surplus export(XR). A large portion of XGB, and consequently, a small portion of XD could be explained by the high rate of denitrification resulting from the high temperature and humid climate, and are thought to be common features of tropical watersheds where paddy fields are found.

Keywords: Nitrogen budget; Tropical watershed; Gaseous nitrogen loss; Denitrification; NH3 volatilization』

要旨
 熱帯モンスーン・アジアにおける農業システムは世界的な窒素循環に主要な役割を果たしているが、この地域の流域規模の窒素循環の詳細は依然として明らかではない。本研究は、野外調査を実施することにより、土地の28%を水田が占める、ジャワ島の221平方キロメートルの熱帯流域における窒素収支を定量化したものである。一般に決定することが難しい、大気への生物化学的な気体状窒素の正味の損失量(XGB)が、窒素バランスの残差として計算された。アンモニアの揮発は沈殿とつり合っていると仮定し、つまり、大気からの沈殿による窒素の収入からアンモニア態窒素を差し引くことで、年間の平均的な窒素の収入と支出が流域全体でヘクタール当り46.5キログラムであることが分った。このうち、71%は肥料(MF)としての収入であり、29%は大気からの沈殿(MAD)によるものであった。支出のほうは、42%が気体としての損失(XGB)で、37%が稲藁と木材燃料の燃焼(XGI)で、13%が河川による流出(XD)、そして9%が稲の残りに伴う支出(XR)であった。XGBの大部分および、したがってXDの一部は、高温および湿潤な気候によって生じた速い脱窒作用によるものと説明でき、これは水田が見られる熱帯流域に共通する特徴と考えられる。』

Introduction
 Study area
Materials and methods
 N budget model for the Cidanau watershed
 Field survey and data for calculating N-budget
Method for calculating N-budget components of N import
 N import through fertilizer application
 N import through atmospheric deposition
Components of N export
 N export through river discharge
 N export through rice sales
 N loss due to incineration of crop residues and wood fuel
 N export through net gaseous loss attributed to biochemical processes
Result
Discussion
Conclusion
Acknowledgements
References


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