| Project/Area Number |
23K04980
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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 | Kochi University |
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Principal Investigator |
森塚 直樹 高知大学, 教育研究部総合科学系生命環境医学部門, 教授 (10554975)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 壮太 高知大学, 教育研究部総合科学系黒潮圏科学部門, 教授 (10304669)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | 飼料イネ / 水田土壌 / 非交換態カリウム / ポット試験 / カリウム固定能 / 長期モニタリング / カリウム / 非交換態 / カリ固定 / 長期持続性 / 土壌診断基準 |
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| Outline of Research at the Start |
圃場から地上部全体が持ち出される飼料イネの栽培は、土壌のK欠乏を引き起こしうる。申請者は熊本県上益城郡御船町の飼料イネ連作水田での定点調査によって、圃場のK収支が負であること、飼料イネ水田の表層土壌の交換態Kと熱硝酸可溶性非交換態K（非交換態K）含量は周辺の食用米水田の値よりも有意に低いことを明らかにした。しかし、飼料イネ水田と食用米水田の表層土壌の交換態Kおよび非交換態K含量の差は、圃場のK収支から推定される差よりも小さな値を示した。そこで本研究では、圃場のK収支の推定で考慮されてこなかった土壌プロセスに注目しながら、定点圃場でのモニタリング調査と精密施肥試験（ポット試験）を実施する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
熊本県上益城郡御船町の稲作農家によって行われてきた飼料イネの連作は、土壌のK肥沃度を低下させること、さらに食用米に転作すると表層土の交換態Kは回復するが、非交換態Kは回復しないことを報告してきた。これは飼料イネ連作によってK固定能が低下したことを示唆する。本年度は飼料イネ連作によって土壌のK固定能が低下した要因を考察するため、X線回折法を用いて土壌中の粘土鉱物種を定性的、半定量的に評価し、K飽和処理に伴う2:1型粘土鉱物の底面間隔の変化を評価した。その結果、粘土画分のX線回折から、飼料イネ水田でのK固定能の低下は2:1型粘土鉱物が関与していることが示された。さらにK固定能低下の要因となりうる2:1型鉱物の層間物質を除去した結果、飼料イネ水田での土壌のK固定能の低下は2:1型鉱物層間の水と水酸化Alの両者によって生じていたと考えられた。
さらに土壌から水稲への非交換態Kの寄与を推定するために水稲植栽区と無植栽区を設け、それぞれに微粉砕したK含有鉱物（黒雲母、白雲母、長石）の施用区と無施用区を設けた2因子ポット試験を各処理5連で行った。[植物K吸収量]－（[試験前土壌の交換態K量]－[試験後土壌の交換態K量（植栽区）]）の従来間接法、[植物K吸収量]－（[試験後土壌の交換態K量（無植栽区）]－[試験後土壌の交換態K量（植栽区）]）の改良間接法、[試験後土壌の非交換態K量（無植栽区）]－[試験後土壌の非交換態K量（植栽区）]の直接法という3種類の手法を用いて非交換態Kの寄与を推定した結果、K吸収量に対する非交換態Kの寄与（%）は、従来間接法では、88、56、60、64、改良間接法では、76、41、40、50となり、従来間接法が改良間接法より高い値を示した。一方、直接法では、黒雲母区の結果を除いて植栽区土壌と無植栽区土壌の非交換態K量の有意な差を検知できなかった。
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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
K固定能低下の要因となりうる2:1型鉱物の層間物質の除去とK固定能の評価法を組み合わせることによって、飼料イネ連作後に食用米に転作しても非交換態K含量が回復しにくい要因を示唆することができた。
さらに無植栽区を設置したポット試験によって土壌から水稲への非交換態Kの寄与が推定法によって異なることも実証できた。畑条件でのポット試験の結果を踏まえて「直接法」が非交換態Kの寄与の推定法として最適であると考えてきたため、想定外の結果が得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
定点圃場からの表層土壌採取を2025年5月31日に行い、飼料イネから食用米への転作によって本当に非交換態K含量が回復しないのかを再確認する予定である。
土壌のカリウム動態に及ぼす湛水管理の影響を明らかにする必要があると考え、2025年3月下旬から5月下旬まで定点圃場から採取した2種類の土壌を用いて畑条件と湛水条件でポット試験を実施している。ポット試験と同様の設定での培養試験も実施中である。
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