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Mitigating N2O emission from agricultural soils with fungivorous mites

Research Project

Project/Area Number 20K21303
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 39:Agricultural and environmental biology and related fields
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Senoo Keishi  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (40206652)

Project Period (FY) 2020-07-30 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywords一酸化二窒素ガス / 畑土壌 / 排出削減 / 菌食性土壌動物 / ココナッツハスク / 糸状菌脱窒 / 温室効果ガス排出削減 / 発生削減 / 土壌微生物 / 土壌動物 / 温室効果ガス削減技術
Outline of Research at the Start

農耕地土壌は温室効果ガスである一酸化二窒素(N2O)の大きな発生源である。本研究では、「ササラダニ等の菌食性土壌動物が、N2Oを生成する土壌微生物を摂食することによってN2Oガスの発生を低減している」という萌芽的発見について、各種の土壌や肥料において起こる普遍的な現象であるのかを検証する。さらに、菌食性土壌動物が土壌中で集積・増殖を行う「住み家」としての効果が高い素材を探索する。本研究は、農業現場に普及する安定的で簡便なN2O削減技術に結びつき、地球環境保全に大きく貢献する。

Outline of Final Research Achievements

Agricultural soils are a major source of the greenhouse gas nitrous oxide (N2O). It is generated through microbial transformation of nitrogen contained in fertilizers applied to soil. We previously found that "fungivorous soil fauna, such as mites, feed on N2O-producing soil microorganisms, thereby mitigate N2O gas emissions" In this study, we examined whether this phenomenon occurs in various types of soils and fertilizers. The results showed that the application of coconut husk as habitat for fungivorous mites increased mite abundance and mitigated N2O emissions derived from organic fertilizers in various types of soil. Further studies are needed to examine the mites’ effects on N2O mitigation derived from chemical fertilizers and examine other materials as habitat for mites.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

農耕地土壌は温室効果ガスの一つである一酸化二窒素(N2O)の大きな人為的排出源であり、その排出削減は世界的急務である。しかし、農業現場に普及する安定的で簡便な削減技術はこれまでになかった。本研究から、ココナッツハスクの施用により菌食性土壌動物を増加させ、有機質肥料の施用に由来するN2O排出を削減する技術は、土壌の種類や場所の異なる農耕地において広く有効であることが示唆された。また、尿素肥料施用に由来するN2O排出の削減にも有効である可能性も示された。本研究により、土壌生態系機能を簡便な方法で制御してN2O発生削減に結びつける斬新な技術の基盤を構築でき、地球環境保全への大きな貢献が期待できる。

Report

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

    (5 results)

All 2021 2020

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Mitigating N2O emissions from agricultural soils with fungivorous mites2021

    • Author(s)
      Shen Haoyang、Shiratori Yutaka、Ohta Sayuri、Masuda Yoko、Isobe Kazuo、Senoo Keishi
    • Journal Title

      The ISME Journal

      Volume: online Issue: 8 Pages: 2427-2439

    • DOI

      10.1038/s41396-021-00948-4

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Fungal control in cropland fields via enhancing belowground fungal graze with waste coconut husks2021

    • Author(s)
      Haoyang Shen, Masayuki Maeda, Tadashi Nagamine, Yutaka Shiratori, Keishi Senoo
    • Organizer
      Nature Conference: Waste Management and Valorisation for a Sustainable Future
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Defending against fungal threats from agricultural soils via intensied belowground fungal grazing2021

    • Author(s)
      Haoyang Shen, Yutaka Shiratori, Masayuki Maeda, Tadashi Nagamine, Keishi Senoo
    • Organizer
      日本微生物生態学会2021年度大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Mites mitigate soil N2O emissions by consuming fungal N2O producers2021

    • Author(s)
      Shen H., Shiratori Y., Maeda M., Ohta S., Nagamine, T., Masuda Y., Isobe K., Senoo K.
    • Organizer
      World Microbe Forum
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 菌食性ササラダニによる農耕地土壌からのN2O発生削減(III):日本の各地の圃場で実践2020

    • Author(s)
      申浩洋、白鳥豊、前田征之、永峰賢、深野透、妹尾啓史
    • Organizer
      日本土壌肥料学会2020年度岡山大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-08-03   Modified: 2023-01-30  

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