Behavior and functions of organic phosphorus in the soils of natural ecosystems
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21K06349
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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 45040:Ecology and environment-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
平舘 俊太郎 九州大学, 農学研究院, 教授 (60354099)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
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| Keywords | 有機態リン / 有機態リンの無機化 / 核磁気共鳴 / オルトリン酸生成速度 / ホスファターゼ活性 / myo-イノシトール6リン酸 / フィチン酸 / 非アロフェン質黒ボク土 / ホスファターゼ / イノシトールリン酸 / 有機態リン化合物 / p-ニトロフェノールリン酸 / オルトリン酸 / リンの無機化 / 外来植物 |
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| Outline of Research at the Start |
リンは植物生産性を支配する重要な因子である。自然生態系の土壌中では、多くのリンは有機態リンの形態で貯蔵されており、これが無機化されてオルトリン酸となった後、植物により吸収される。本研究では、自然生態系の土壌と施肥等人為的影響を受けた土壌とで、有機態リンの化学的実態および機能を比較し、その違いを明らかにする。このことにより、生態系保全のために保つべきリン循環の姿を明確にするとともに、農業活動などに由来するオルトリン酸の流入が生態系を変えるインパクトを明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、土壌中の有機態リンについて、(1)その種類（化学構造）、(2)存在量、(3)無機化速度（オルトリン酸生成速度）を明らかにし、土壌中におけるリンの化学的実態および機能とともに、人為的管理の影響を明らかにすることを目的としている。令和3年度までの研究により、定法として現在一般的に採用されている有機態リンの無機化速度の評価法（以下、定法）では、グルコース6リン酸の無機化速度を評価できるものの、土壌中のリン循環において重要と考えられるフィチン酸については、必ずしもその無機化速度を適正に評価できないことが明らかになっている。令和4年度は、土壌中での有機態リンの無機化速度を規定している要因を明らかにするために、5種類の土壌に対して滅菌処理あるいは有機物分解処理を施し、有機態リンの無機化速度を無処理土壌と比較した。その結果、定法では土壌中に存在している成分のホスファターゼ活性を評価しているが、これが土壌中における有機態リンの無機化速度に寄与する割合は非常に低いこと、実際の土壌では土壌微生物が活動することにより有機態リンが無機化される反応の寄与が非常に大きいことが明らかになった。このことから、土壌中での有機態リンの無機化速度を評価するためには、土壌中に存在する有機態リン化合物の種類や量を把握し、その有機態リン化合物について、土壌微生物活性を考慮に入れて調査する必要があることが明らかになった。
また、土壌中における有機態リンの種類と存在量を、核磁気共鳴スペクトルにより解析する研究に着手した。その結果、大分県竹田市の久住高原にて採取した自然の森林植生下の非アロフェン質黒ボク土表層土壌（0~5 cm深）では、含まれる全リンの61%がオルトリン酸モノエステルであり、そこにはmyo-イノシトール6リン酸（フィチン酸）が主要な成分として含まれることが明らかになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
日本の代表的な土壌5種類（沖積土，黒ボク土，富塩基土，褐色森林土2種類）を用いて、土壌中における有機態リンの無機化速度（オルトリン酸生成速度）を、代表的な土壌中のリン化合物（グルコース6リン酸、ATP、レシチン、フィチン酸）およびモデルリン化合物（パラニトロフェノール、bis-パラニトロフェノール）について定量的な評価を終えている。加えて、定法の問題点を明らかにするとともに、本研究を推進するうえで必要な情報が明確になった。また、その必要な情報である土壌中の有機態リン化合物の種類（化学構造）および存在量については、すでにいくつかの土壌についてデータが得られている。このことから、本研究課題は計画以上に進展していると評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度以降は、いくつかの生態系において土壌中に含まれる有機態リンの種類（化学構造）と存在量を調べ、土壌中におけるリンの化学的実態および機能を明らかにするとともに、人為的管理の影響を明らかにする。また、有機態リンの無機化速度は、土壌による有機態リン化合物の吸着の影響が大きいと考えられるため、この点を調査したいと考えている。本研究は、非常に順調に進捗しており、また新たな研究展開も視野に入ってきたことから、可能であれば科研費「研究計画最終年度前年度応募」に挑戦したい。
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Report
(2 results)
Research Products
(5 results)
