• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Exploring the mechanistic insights into the effects of Azolla on methane emissions in rice paddies

Research Project

Project/Area Number 22KF0393
Project/Area Number (Other) 22F22399 (2022)
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeMulti-year Fund (2023)
Single-year Grants (2022)
Section外国
Review Section Basic Section 41050:Environmental agriculture-related
Research InstitutionNational Agriculture and Food Research Organization

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)

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
Project Period (FY) 2023-03-08 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
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)
Keywords温室効果ガス / メタン / 水田 / イネ / アゾラ
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。

Outline of Annual Research Achievements

前年度行ったポット試験の結果を解析し、有機農業条件では、水田雑草(コナギ)がある場合の方がメタン排出量が小さくなること、およびその影響の程度には、イネ品種によって異なる事を明らかにした。これは、水田からのメタン排出量にはイネ以外の植物による影響も大きいことを示した重要な成果であり、国際誌に成果を公表した。
またアゾラの緑肥としての利用や田面におけるアゾラ被覆が水田からのメタンやN2O排出に与える影響の解析を継続し、ヨーロッパにおける国際学会(EGU)およびアジアを主なターゲットとした国際イネ会議(IRC2023)等で世界に向けて成果を発表し、多くの参加者と意見交換を行った。実際のアゾラ利用にあたっては、イネの生育やコメ収量に与える影響が極めて重要であるため、その解析についても精力的に進めた。また会議参加者とのディスカッション等を踏まえ、水田への投入する有機物の量や種類が、温室効果ガス排出やコメ収量等にあたえる影響について、文献調査やメタ解析も進め、当初計画以上の研究も展開した。
メタン排出抑制の重要なターゲットとなるメタン酸化については、安定同位体である13Cラベルされたメタンを水に溶かし、それを土壌中に灌注することでイネを経由して大気へ排出される前に酸化分解される割合を求める方法を考案した。2023年度は、メタンを溶解させる手法の検討や同位体分析ラインについて室内予備試験を進めた。2024年度に実圃場で試験を行う予定である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

国際誌に論文を発表しただけでなく、引き続き国際的な発表を精力的に行った。温室効果ガス排出やコメ収量等にあたえる影響について、文献調査やメタ解析も進めるなど概ね順調に進展したと判断できる。

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をクリアするために多くの時間がかかることが判明した。限られた研究期間を最大限活用するため、カバークロップや他の関連する試験項目や文献調査・メタ解析等を優先して進めることとした。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2024 2023

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 10 results)

  • [Journal Article] No-weeding suppressed methane emissions by Takanari and Koshihikari rice varieties under organic farming2024

    • Author(s)
      Jean Yves DUKUZUMUREMYI、Samuel Munyaka KIMANI、Weiguo CHENG、Christian NKURUNZIZA、Margi Asih MAIMUNAH、Eric CANTONA、Shuirong TANG、SUDO Shigeto、SASAKI Yuka、MURAYAMA Hideki
    • Journal Title

      Journal of Agricultural Meteorology

      Volume: 80 Issue: 1 Pages: 12-21

    • DOI

      10.2480/agrmet.D-23-00031

    • ISSN
      0021-8588, 1881-0136
    • Year and Date
      2024-01-10
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effects of spatial distribution of root on methane emissions among rice genotypes2024

    • Author(s)
      Ma Xuping, Masako Kajiura, Tsubasa Kawai, Daichi Fukushima, Kyu Kyu Hmwei, Samuel M. Kimani, Yoriko Sakai, Yusaku Uga, Takeshi Tokida
    • Organizer
      International Symposium on Agricultural Meteorology 2024
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Impact of Azolla biofertilization on rice paddy CH4 and N2O emissions2023

    • Author(s)
      Samuel M. Kimani, Nanami Sekishita, Yuka Hosogoe, Valensi Kautsar, Satoshi Hattori, Keitaro Tawaraya, Shigeto Sudo, Takeshi Tokida, Weiguo Cheng
    • Organizer
      Symposium title: 6th International Rice Congress 2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Influence of Azolla incorporation and/or dual cropping on CH4 and N2O emissions from flooded rice paddy systems2023

    • Author(s)
      Samuel Munyaka Kimani, Putu Oki Bimantara, Valensi Kautsar, Satoshi Hattori, Keitaro Tawaraya, Shigeto Sudo, Takeshi Tokida, Weiguo Cheng
    • Organizer
      European Geosciences Union (EGU)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The Influence of Root System Architecture on Methane Emissions: Insights from in situ Root Distribution of Rice Genotypes Having Different Root Angles2023

    • Author(s)
      Xuping Ma, Tsubasa Kawai, Daichi Fukushima, Samuel Munyaka Kimani, Kyukyu Hmwe, Masako Kajiura, Yoriko Sakai, Yusaku Uga, Takeshi Tokida
    • Organizer
      日本土壌肥料学会2023年度愛媛大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Influence of Azolla incorporation and/or dual cropping on rice growth and CH4 and N2O emissions2023

    • Author(s)
      Samuel M. Kimani, Satoshi Hattori, Keitaro Tawaraya, Shigeto Sudo, and Weiguo Cheng
    • Organizer
      Hybrid International Symposium on Organic Rice Farming in East and Southeast Asian Countries: Techniques and Effects (HIS-ORF)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Methane emissions from Takanari and Koshihikari were reduced by no weeding in organic farming2023

    • Author(s)
      Jean Yves Dukuzumuremyi, Christian Nkurunziza, Margi Asih Maimunah, Eric Cantona, Samuel M. Kimani, Shigeto Sudo, Murayama Hideki, and Weiguo Cheng
    • Organizer
      Hybrid International Symposium on Organic Rice Farming in East and Southeast Asian Countries: Techniques and Effects (HIS-ORF)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Weeding frequencies enhanced rice competitiveness to weeds in Japanese organic farming2023

    • Author(s)
      Margi Asih Maimunah, Valensi Kautsar, Samuel M. Kimani, Nanami Sekishita, Yuka Hosogoe, Shinkichi Takami, Keitaro Tawaraya, Murayama Hideki, and Weiguo Cheng
    • Organizer
      Hybrid International Symposium on Organic Rice Farming in East and Southeast Asian Countries: Techniques and Effects (HIS-ORF)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Carbon decomposition and nitrogen mineralization of rice straw and Azolla green manure by earthworm vermicomposting2023

    • Author(s)
      Christian Nkurunziza, Jean Yves Dukuzumuremyi, Margi Asih Maimunah, Samuel M. Kimani, 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
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of surface soil disturbance by hand weeding on organic rice cultivaion during three seasons2023

    • Author(s)
      Nanami Sekishita, Shinkichi Takami, Samuel M. Kimani, Yuka Hosogoe, 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
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Weeds diversity and nitrogen uptake response to weeding frequencies in Japanese organic rice field2023

    • Author(s)
      Margi Asih Maimunah, Valensi Kautsar, Samuel M. Kimani, Nanami Sekishita, Yuka Hosogoe, Shinkichi Takami, Keitaro Tawaraya, Murayama Hideki, and Weiguo Cheng
    • Organizer
      Hybrid International Symposium on Organic Rice Farming in East and Southeast Asian Countries: Techniques and Effects (HIS-ORF)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [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
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2022-11-17   Modified: 2024-12-25  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi