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高CO2条件下における水田生態系の持続可能性を支配する土壌の窒素可給性と炭素貯留

Research Project

Project/Area Number 16F16398
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Plant nutrition/Soil science
Research InstitutionNational Agriculture and Food Research Organization

Principal Investigator

和穎 朗太  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境変動研究センター, 上級研究員 (80456748)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) GUIGUE JULIEN  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, Technical University of Munich, Germany, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2016-11-07 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2016: ¥200,000 (Direct Cost: ¥200,000)
Keywords土壌炭素 / 土壌窒素 / 水田 / FACE(開放系大気CO2増加)実験 / 可給態窒素 / 土壌有機物 / 炭素隔離 / 炭素同位体トレーサー / 土壌炭素動態 / 土壌窒素動態 / 水田生態系 / 可溶性有機物 / 比重分画 / 肥沃度 / 温暖化
Outline of Annual Research Achievements

【土壌炭素貯留】昨年度までに得られたデータ解析を進め、学会発表および論文作成準備を行った。昨年度以降の新たな結果として挙げられるのは、以下のポイントである。
1)一般的な非水田土壌(畑地や森林土壌)において土壌炭素貯留と正の相関がみられる事が多い非晶質鉄酸化物濃度(シュウ酸可溶性鉄、Feo)と土壌炭素濃度の間に、対象水田土壌では有意な負の相関(p=0.007)が見られ、一方でシュウ酸可能性アルミニウムと土壌炭素の間に相関はなかった。2)土壌炭素濃度は、結晶性鉄酸化物(ジチオナイト還元鉄、Fed)濃度と有意な正の相関があった(p<0.001)。更に、FACE実験由来(つまり過去4年間の水稲由来)の炭素の増加量も、Fed濃度と正の相関が見られた(p=0.058)。また、Fedと土壌の比表面積に正の相関が見られた。3)以上の結果から、土壌生成で生じる反応性の高い金属類(Fe, Al)が有機物の安定化に及ぼす影響は、強度の酸化還元を繰り返す水田土壌においては、一般土壌と異なる可能性が高いことが示唆された。

【土壌窒素の可給性】1)FACE実験水田の無窒素区のコシヒカリおよびタカナリを対象に、水稲生育ステージに応じて7回採取した土壌から得られた可溶性有機態窒素(リン酸中性バッファー抽出)の評価を行った。Moriizumi&Matsunaga (2011, SSPN)が開発したサイズ排除クロマトグラフィーに窒素検出器を直接連結したHPSEC-CLND法を利用し、水稲生育ステージ、水稲品種、およびCO2上昇が窒素の可給性に及ぼす影響を調べた。2)100を越えるスペクトルデータのピーク分離を定量的に行うための自動計算アルゴリズムを開発し、スペクトルを4つの分子量グループに分けて解析を行うことが完了した。現在、統計解析を進めている。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2019 2018 2017

All Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Presentation] Examination of easily soluble organic matter over a growing season in a rice paddy ecosystem under elevated CO2: searching for labile organic nitrogen in soil.2019

    • Author(s)
      Julien Guigue, Toshiro Matsunaga, Takeshi Tokida, Miwa Yashima, Hirofumi Nakamura, Keiki Okazaki, Toshihiro Hasegawa, and Rota Wagai
    • Organizer
      European Geoscience Union General Assembly 2019
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Mean residnece time and distribution of rice-derived C in distinct soil C pools of a paddy soil under elevated CO22018

    • Author(s)
      Julien Guigue, Takeshi Tokida, Hirofumi Nakamura, Toshihiro Hasegawa, Rota Wagai
    • Organizer
      日本土壌肥料学会2018年度神奈川大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Probing the Future: Response of Soil Organic Carbon and Nitrogen Dynamics to Elevated CO 2 in a Paddy Field2017

    • Author(s)
      Julien Guigue , Takeshi Tokida , Hirofumi Nakamura , Toshihiro Hasegawa , Rota Wagai
    • Organizer
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017 Chiba, Japan, April 2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] How elevation of atmospheric CO2 concentrations may impact Soil Organic Matter dynamics in paddy fields?2017

    • Author(s)
      Guigue J., Tokida T., Nakamura H., Hasegawa T., Wagai R.
    • Organizer
      6th International Symposium on Soil Organic Matter, Rothamsted, UK, September 2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2016-11-08   Modified: 2024-03-26  

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