農耕地からのN₂O発生は時空間変動が大きいことが指摘されているが、その詳しいメカニズムは明らかでない。これまでN₂O発生の空間変動に関する研究は、平面的な環境要因の変化などによる解析が行われてきたが、土壌中の立体的な環境要因や微生物プロセスの空間変化が土壌面からのN₂O発生に与える影響は解明されていない。本研究は、土壌中のN₂O生成量や生成プロセスの空間変化と土壌面で観測されるN₂O発生や生成プロセスとの関係を検証することを目的として、土壌面からの発生するN₂Oのアイソトポマー比、土壌深度毎のN₂O生成量と生成プロセスを測定し、土壌深度を考慮したN₂Oの生成プロセスの空間変化と土壌面で観測される生成プロセスの関係を解析した。
本研究は、やぶきたが栽培されている茶園において行った。茶園の畝間土壌において、秋施肥1週間後に土壌面におけるN₂Oの生成プロセス（アイソトポマー比を用いた解析）、0-25cmまでの深さ毎の土壌N₂O生成量および生成プロセス（阻害剤を用いた解析）を測定した。N₂Oアイソトポマー比解析の結果、畝間土壌から発生するN₂Oには、細菌脱窒が主な生成プロセスとして関与していると考えられた。土壌のN₂O生成量は、深くなるにつれて減少した。また、各深さのN₂O生成プロセスも土壌深度の変化に伴って変化した。特に、N₂O生成量に差が見られない異なる土壌の深さにおいても、N₂O生成に対する細菌とカビの寄与率が異なった。また、阻害剤実験の結果、土壌表層におけるN₂O生成に対する寄与は細菌よりもカビの方が高いと考えられた。本研究の結果から、土壌面で観測されるN₂O発生や生成プロセスには、表層土壌だけでなく、深い土壌中におけるN₂O生成に関与する微生物プロセスの空間変動が関与している可能性が考えられた。