低施肥栽培を目指した土壌微生物によるプライミング効果発現機構の解明
Project/Area Number |
19K15721
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Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Review Section |
Basic Section 38010:Plant nutrition and soil science-related
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Research Institution | Utsunomiya University |
Principal Investigator |
早川 智恵 宇都宮大学, 農学部, 助教 (10725526)
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Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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Keywords | プライミング効果 / 黒ぼく土 / 13C-セルロース / 13C-グルコース / 窒素採掘 / 土壌微生物叢 / 土壌有機物 / 微生物 / 安定同位体 |
Outline of Research at the Start |
多量の畜産廃棄物を排出する我が国では、炭素貯留と資源リサイクルを両立させる堆肥化利用が必須である。申請者は易分解性有機物の添加によって増殖した微生物が、難分解性有機物の分解を促進し(プライミング効果)、養分(窒素・リン)を放出することを示してきた。プライミング効果を応用すれば、堆肥の利用効率を高める新たな環境保全型農業技術を開発することができる。本課題では、安定同位体プローブ法および遺伝子解析技術を用いて、①プライミング効果による難分解性有機物からの養分放出を実証し、②プライミング効果を駆動する微生物群集および最適環境条件を特定した上で、③栽培試験によって低施肥技術としての有効性を検証する。
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Outline of Annual Research Achievements |
R3年度は研究期間を中断したため、R4度は引き続き、調査地の土壌微生物叢の解析を実施した。 細菌および古細菌について、森林、草地ともに表層土ではProteobacteria門が相対存在比の30%以上を占め、続いてacidobacteria門(約20%)が多かった。一方、下層の埋没腐植土においては、森林、草地ともに、Proteobacteria門、acidobacteria門、Chloroflexi門がぞれぞれ20%以上を占めており、主要な細菌群を形成していた。また、下層土においては森林、草地ともに古細菌の相対存在比が高く、そのうちアンモニア酸化古細菌(Nitrososphaeria科)が40%以上を占めていた。α多様性指数(Shannon指数)は森林、草地ともに、表層土より下層の埋没腐植土において低い傾向を示した。一方、森林と草地で比較すると、表層土、下層の埋没腐植土ともに、森林より草地でα多様性指数の値が高い傾向を示したことから、草地土壌の方が細菌および古細菌叢の多様性が高いことが考えられた。真菌叢については、森林では表層土、下層土ともに、Basidiomycota門が相対存在比の60%以上を占めていたが、草地表層土ではBasidiomycota門の相対存在比は小さく(約4%)、Ascomycota門(約19%)およびRozellomycota門(約38%)の割合が大きかった。草地下層土においても同様にBasidiomycota門の相対存在比は小さく(約3%)、一方Ascomycota門が大半を占めていた(約73%)。真菌叢のα多様性指数は細菌および古細菌の場合と同様に、表層土より下層の埋没腐植土において低い値となった。しかし、森林と草地の比較では、下層の埋没腐植土においては大きな差は見られなかったものの、表層土においては草地より森林のShannon指数の値が高く、森林土壌の方が真菌叢の多様性高いことが考えられた。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
R4年度は引き続き調査地土壌の微生物叢解析を実施したが、新型コロナウイルスの影響および前年度の研究期間の中断、分析機器の故障・更新により実験・解析を中断したため、「やや遅れている」とした。
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Strategy for Future Research Activity |
中断・制限された培養実験および遺伝子解析実験については、再開・やり直しを実施し、現在も継続中である。ただし、次年度も引き続き入手困難な消耗品・試薬類があるため、遺伝子解析については今年度と同様に外注や外部機関の協力を得るなどの代替方法で実施することを検討している。
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Report
(4 results)
Research Products
(11 results)