Exploring the mechanistic insights into the effects of Azolla on methane emissions in rice paddies
| Project/Area Number |
22KF0393
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| Project/Area Number (Other) |
22F22399 (2022)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2022) |
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| Section | 外国 |
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| Review Section |
Basic Section 41050:Environmental agriculture-related
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
常田 岳志 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境研究部門, 上級研究員 (20585856)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
KIMANI SAMUEL 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境研究部門, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2024: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
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| Keywords | 温室効果ガス / メタン / 水田 / イネ / アゾラ |
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| Outline of Research at the Start |
メタンは二酸化炭素に次ぐ温室効果ガスであり、その主要な排出源の一つである水田稲作では、コメの生産を確保しつつメタンを削減する手法の開発が求められている。水田ではアゾラという水生のシダがしばしば繁茂する。アゾラは稲作の肥料として一部で利用されてきたが、最近アゾラの存在によって水田からのメタン排出が抑制されることが分かってきた。しかしなぜメタン排出量が減るのか、その背後にあるメカニズムは分かっていない。本研究ではアゾラ被覆がメタンの排出過程全般に及ぼす影響を解明することで、アゾラ利用によるメタン排出低減技術の開発とメタン削減による地球温暖化の緩和に貢献することを目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
初年度である2022年度は、非耕作期間である10月から研究を開始したため、本田では試験を行わず、既存の知見の整理、本田で行うメタン測定手法のテスト、メタン酸化試験の準備などを行った。
メタン測定では分光学的な手法を用いた携帯型メタン計を使い、高い時間分解能でメタン排出速度を観測する手法をテストし、泡による排出とイネ体を経由する排出とを分離定量できることを確かめた。
一方、メタン酸化の定量のため、その阻害剤（CH2F2）を用いた予備試験を行ったところ、携帯型メタン計はCH2F2の存在下ではメタンをうまく定量できないことが分かった。これはCH2F2も温室効果ガスの一種であり、赤外量域に強い吸収体を持つためだと考えられた。一方で、ガスクロマトグラフでは、メタンとCH2F2とをクロマトグラフにより分離でき、問題無く定量できることが確認された。
またアゾラのように、イネ以外と植物が水田からのメタン排出に影響を与えるかを調べるため、水田雑草（コナギ）がある場合とない場合とで、水田からのメタン排出が変化するかをポット試験で調査した。その結果、コナギがある方がメタン排出量が小さくなることがわかった。これは、水田からのメタン排出量には植物の存在が大きく影響しており、イネ以外の植物による影響も大きいことを示している。
またこれまでKimani氏が携わってきた研究を取りまとめ、国際シンポジウムにおいて多数の研究発表を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
10月からの開始であったが、半年余りの間に、過去の試験をとりまとめてシンポジウムで多数の発表を行うなど精力的に活動した。ガス分析手法の検討を進めるとともに、アゾラ被覆とも関係する他の試験のガス分析等を進め、新たな知見を得るなど、概ね順調に進展したと判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
アゾラの利用にあたっては、関連法規やコンプライアンス上でクリアすべき事項があるため、関連部署と連絡をとりあって適切に対応する。仮に導入に時間がかかる場合は、カバークロップや他の関連する試験項目について、先行してデータ収集や解析を進めることとする。
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Report
(1 results)
Research Products
(7 results)
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[Presentation] Comparison of the carbon and nitorgen storages between paddy fields and rice sites located inside and outside of Mogami-riverbed in Shonai area, Yamagata2023
Author(s)
Kazuma Kaneko, Yuka Hosogoe, Shinkichi Takami, Nanami Sekishita, Samuel M. Kimani, Christian Nkurunziza, Hikaru Nakamura, Misaki Kaneko, Miki Funada, Margi Asih Maimunah, Andara Ayu Dyati, Eric Cantona, Intan Lusiana Dewi, Toan Nguyen-Sy, Keitaro Tawaraya, and Weiguo Cheng
Organizer
Hybrid International Symposium on Organic Rice Farming in East and Southeast Asian Countries: Techniques and Effects (HIS-ORF)
Related Report
Int'l Joint Research
