畑土壌における一酸化二窒素ガス消去微生物の特定・分離と発生削減技術への応用

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14F04390
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 妹尾 啓史 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (40206652)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): SHEN WEISHOU 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2017-03-31
• Keywords: 畑土壌 / 有機質肥料 / N2O発生 / 脱窒反応 / 脱窒細菌 / N2O発生削減

Outline of Annual Research Achievements

脱窒反応の最終ステップの一酸化二窒素を窒素ガスに還元する反応を触媒する一酸化二窒素還元酵素（Nos）の活性を銅（Cu2+）が高めることが報告されている。つまり、脱窒細菌に銅を作用させると、脱窒反応に由来して発生するN2Oガスを低減化できる可能性がある。
成型有機質肥料を土壌に施用すると、脱窒反応に由来してN2Oガスが発生することが知られている。そこで、成型有機質肥料に銅を添加することにより、このN2O発生を削減できると期待された。このことを圃場試験によって検証した。
東京大学農学部附属生態調和農学機構の黒ボク土圃場ならびに新潟県農業総合研究所の灰色低地土圃場を用いた。粒状有機質肥料に銅（硫酸銅溶液）を13 uMから130 mMの各種の濃度段階で添加し、土壌に施用した。これまでに見出したN2O除去脱窒菌株の接種を併用する場合も設けた。施肥後、土壌からのN2Oフラックスを経時的に測定した。
130 mMの銅を添加することにより灰色低地土で約40%のN2O発生削減効果が見られた。N2O除去脱窒菌株の併用により、N2O削減効果はさらに10%程度高まった。黒ボク土では130 mM銅とN2O除去脱窒菌株の併用により、約25%の削減効果が見られた。
N2Oフラックス測定終了後に土壌を採取し、有効態銅の濃度を測定した。その結果、13 mM銅添加区の土壌では銅無添加区土壌と同程度の有効態銅濃度であったが、130 mM銅添加区土壌では銅無添加区の約2倍の濃度であった。このことから、少なくとも13 mM程度の銅添加でN2O発生が削減できるような工夫が必要であると考えられた。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。