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Incubation experiments using phosphate oxygen isotope ratios for evaluating bioavailable phosphorus dynamics in soil systems

Research Project

Project/Area Number 19K15723
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 38010:Plant nutrition and soil science-related
Research InstitutionHiroshima University (2020-2021)
Research Institute for Humanity and Nature (2019)

Principal Investigator

Ishida Takuya  広島大学, 先進理工系科学研究科(総), 助教 (70759571)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
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)
Keywordsリン動態 / 土壌養分 / リン酸酸素安定同位体比 / 混合モデル / 同位体混合モデル / 固相抽出法 / リン酸酸素同位体比
Outline of Research at the Start

本研究では、リン酸酸素同位体比を利用した培養実験を行い、生物が直接利用可能なリン酸は、どのように土壌中で形成されているのかを示す。リン酸酸素同位体比はリンのトレーサーとして、起源特定や動態解明に利用することができる先端技術である。リンは、土壌に強く吸着されるので生物が利用しづらい状態で存在している。本研究によって生物に利用可能なリン動態が明らかになることで、自然システムの理解や農地土壌に蓄積したリンの効率的な利用につながることが期待できる。

Outline of Final Research Achievements

The aim of this study was to clarify the dynamics of bioavailable phosphorus in soil systems, which controls crop production. Incubation experiment using phosphate oxygen isotope, which is a tracer for phosphorus, was conducted using rice field soil. The results shows that mineralization of organic phosphorus is the main process for forming bioavailable phosphorus. It was also revealed that phosphorus is efficiently absorbed into the soil by winter flooding practice, which is one of the traditional farming practices. In addition, this study succeeded to simplify the analytical method of phosphate oxygen isotope.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

作物の生産量に直結する土壌中のリン動態を明らかにすることは、人口増加に伴う食糧要求の増大に面している現代社会において非常に重要である。本研究では、先端技術であるリン酸酸素安定同位体比を用いることで、リン動態を精微に評価できることを示した。本研究成果を元に実験、調査を進めることで、効果的なリン施肥法や河川・湖沼を保全する農法を考えることができる。またリン酸酸素安定同位体比は分析法が非常に困難であったことから普及が進んでいなかったため、本研究の簡略化した方法は同分析法の普及を進め、リン動態研究が深化させることが期待される。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2021 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Book (2 results)

  • [Int'l Joint Research] University of California Santa Cruz(米国)

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Journal Article] Effects of winter flooding on phosphorus dynamics in rice fields2020

    • Author(s)
      Ishida T., Uehara Y., Ikeya T., Haraguchi T., Asano S., Ogino Y., Okuda N.
    • Journal Title

      Limnology

      Volume: - Issue: 3 Pages: 403-413

    • DOI

      10.1007/s10201-020-00621-3

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 土壌中のリン動態の解明に向けて―リン酸酸素安定同位体比の可能性2019

    • Author(s)
      石田卓也
    • Journal Title

      月刊アグリバイオ

      Volume: 3 Pages: 65-68

    • NAID

      40022053344

    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Identification of enriched phosphate in groundwater: insights from distribution of phosphate oxygen isotope ratio in aquifer sediments2021

    • Author(s)
      Takuya Ishida, Yusuke Tomozawa, Xin Liu, Mitsuyo Saito, Shin-ichi Onodera, Noboru Okuda, Syuhei Ban
    • Organizer
      日本地球惑星連合大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The incubation method using 18O-water and phosphate oxygen isotope for quantitative evaluation of bioavailable phosphate in soil.2021

    • Author(s)
      石田卓也
    • Organizer
      日本地球惑星連合大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 琵琶湖における湖底堆積物中の無機態リン濃度とそのリン酸酸素安定同位体比分布:地下水によるリン供給評価を目指して2021

    • Author(s)
      石田卓也,奥田昇,友澤祐介,齋藤光代,小野寺真一,??,後藤直哉,伴修平
    • Organizer
      日本陸水学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] リン酸酸素安定同位対比を用いた可給態リンの形成機構2021

    • Author(s)
      石田卓也
    • Organizer
      日本土壌肥料学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] ジルコニウム担持樹脂を用いた新たなリン酸酸素安定同位体分析法の開発2021

    • Author(s)
      石田卓也
    • Organizer
      第11回同位体環境学シンポジウム
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Distribution of phosphate oxygen isotope in boring core samples for evaluation of phosphorus cycling in groundwater.2020

    • Author(s)
      Takuya Ishida, Yusuke Tomozawa, Xin Liu, Jun Qian, Mitsuyo Saito, Shin-ichi Onodera, Noboru Okuda, Syuhei Ban
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting 2020
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] リン酸酸素安定同位体比を用いた土壌における可給態リン形成機構の解明2020

    • Author(s)
      石田卓也
    • Organizer
      第10回同位体環境学シンポジウム
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 水田の生物多様性と栄養循環を高める超学際研究の展開2020

    • Author(s)
      石田卓也
    • Organizer
      第67回日本生態学会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Book] 流域ガバナンス2020

    • Author(s)
      脇田 健一、谷内 茂雄、奥田 昇、石田卓也(他35名)
    • Total Pages
      470
    • Publisher
      京都大学学術出版会
    • ISBN
      9784814003037
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Book] 同位体環境学がえがく世界:2020年版2020

    • Author(s)
      石田卓也
    • Total Pages
      101
    • Publisher
      総合地球環境学研究所
    • ISBN
      9784906888764
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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