養分獲得能が違うカバークロップの混植による群落内の養分吸収機構と優占作物種の変化
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21K05334
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 38010:Plant nutrition and soil science-related
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
唐澤 敏彦 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 中日本農業研究センター, グループ長 (70414753)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
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| Keywords | 混植 / カバークロップ / 優占性 / 根圏 / 養分獲得能 / 群落 / 優占 |
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| Outline of Research at the Start |
混植では、両作物をあわせた生育量や養分吸収量が単植時より多くなることがある。これは、窒素固定能やリン酸可給化能などをもつ作物を他作物と混植することで、それらの機能の強化や他作物への共有が起きるためともされる。一方、土壌条件等によって、混植した作物の優占度が異なり、それは、土壌条件等が混植した作物の窒素やリンの獲得能だけでなく、他の養分や光などの作物間配分に影響した結果といえる。
本研究では、優れた養分獲得能をもつ作物を含むカバークロップを混植し、生育や養分吸収に混植の効果が現れる作物組合せや土壌条件を解明する。また、環境条件が群落内の養分吸収機構や優占作物種に与える影響を示す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
農業機械の進歩などを見越し、従来、作業性に難があるとされてきた混植（複数種の作物を混ぜて植える農法）が注目され始めている。カバークロップの場合、複数の作物を別々に収穫する必要がないため、農業機械の開発を待たずに実用化が可能で、他作物に先行して混植が普及し、他作物の新農法への転換に貢献できる可能性がある。本研究では、様々な条件で混植するカバークロップの養分獲得能や優占性を明らかにする。このため、各種作物の混植による根圏の共有が両作物の養分吸収に及ぼす効果を個体レベルで示した上で、養水分や光の競合程度、根圏共有の有無などが、各作物種の優占性や混植した群落内の養分吸収機構に与える影響を明らかにすることを目的とする。
2023年度は、個体レベルで根圏共有の有無を変えてカバークロップを混植し、窒素レベルを変えた条件で、混植する相手作物の種類、根圏共有の有無の影響を検討した。具体的には、窒素施肥量を変えたポットで、クロタラリア・ジュンセア、クロタラリア・スペクタビリス、ソルガムの3作物の中から1，2作物を選んだ全ての組合せでカバークロップを混植、あるいは、単植（同一種の作物を栽培）した。根圏共有区では、2 kgの土壌を充填したポットに、2個体（2種類か同一種の作物）を栽培し、根圏非共有区では、隣接した1 kgの土壌を充填したポットそれぞれに1個体ずつ（2種類か同一種の作物）栽培した。その結果、クロタラリアの根粒重は、窒素施肥量が少ないほど大きく、根圏共有区で大きかった。クロタラリア・ジュンセア、ソルガムの窒素吸収量は、根圏共有させた場合に、混植相手の影響が大きく、混植した2作物合計の窒素吸収量は、根圏共有区で大きかった。以上より、窒素レベルが高くない場合、クロタラリアと根圏を共有させて混植するとその根粒機能が高まり、両作物をあわせた窒素吸収量が単作より多くなる可能性が示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本課題では、①個体レベルでの混植の効果が高い作物の抽出と効果発現に適した土壌条件等の検討、②群落における混植の効果や各作物の優占性の解明、を行うことを計画している。①については、土壌の窒素レベル、リン酸レベル、根圏共有の有無の違いなどが混植した作物の生育応答に及ぼす影響を調べることとしており、本課題の3年目である2023年度は、窒素レベルを変えて混植した各種カバークロップの生育や養分吸収量について、根圏共有の有無を変えて調べることを計画していた。
2023年度は、夏作のカバークロップの中から、クロタラリア・ジュンセア、クロタラリア・スペクタビリス、ソルガムについて、全ての２作物の組み合わせで窒素レベルを３段階、根圏共有の有無を変えた条件での混植栽培を計画通り実施した。また、冬作のカバークロップの中から、ヘアリーベッチ、ルーピン、エンバクについて、全ての２作物の組み合わせに対して、窒素レベルを３段階、根圏共有の有無を変えた条件での混植栽培を計画通り実施した。各作物の生育については、計画通り、データを得ることができた。また、夏作、冬作ともに、一部のマメ科作物について、根粒重のデータも計画通り得ることができた。夏作については、窒素濃度の分析も終えた。
一方で、夏作物について、窒素以外の元素についても分析を行い、また、冬作物についても、窒素を含む各種元素について分析を行う予定であったが、分析用の試料は確保できているものの、分析が遅れ、2024年度に分析することとなった。以上のことから、やや遅れていると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
①個体レベルでの混植の効果が高い作物の抽出と効果発現に適した土壌条件等の検討については、2024年度は、2023年度の試料の養分吸収量を分析する。また、②群落における混植の効果や各作物の優占性の解明については、過年度の結果を参考にしつつ、根系の共有の有無を変えた影響について、窒素レベルを変えて比較する試験を実施する。
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Report
(3 results)
Research Products
(2 results)
