The role of basic amino acids in the soil organic matter accumulation process

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K07343
• Research Institution: Ryukoku University
• Principal Investigator: 森泉 美穂子 龍谷大学, 農学部, 准教授 (10220039)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 土壌有機物 / タンパク様物質 / アミノ酸組成 / 堆肥 / サイズ排除クロマトグラフィー

Outline of Annual Research Achievements

牛ふん堆肥施用土壌に含まれる有機態窒素の蓄積動態を明らかにするために、最長3年間埋設した堆肥施用土壌から有機態窒素を逐次抽出（KCl溶液→リン酸緩衝液（PBF）→NaOH溶液）し、各抽出液の有機態窒素量とその分子量分布、アミノ酸組成を分析した。供試土壌は、黒ぼく土、灰色低地土、黄色土を用いた。
逐次抽出物中の土壌有機物の分子量は数10万～数百Daまで広く分布しており、それらは、分子量の多い画分から、腐植酸様可視吸収を持つA画分、分子量数万程度のフルボ酸様蛍光を持つB画分、可視吸収を持たず蛍光吸収のみを持つ数千Da程度のC画分、それ以下の分子量のD画分に区分される。KCl抽出物はB,C,Dの画分より成る。PBF抽出物は、埋設初期には全ての画分が存在するものの、A,C,D画分は時と共に減少するのに対し、B画分は残存する。NaOH抽出物は、A～Dのすべての画分を含む。
さらに、すべての画分を含むNaOH抽出物の代表的な試料の各画分を分取し、それぞれのアミノ酸量を測定した。合計アミノ酸N量の全有機態N量に占める割合を加水分解率とすると、A画分；1～18％、B画分；3～28％,C画分；12～79％、D画分；30～100％と分子量が小さいほど分解率が高くなった。
分子量が大きい土壌有機物ほど加水分解率が低く、腐植物質様可視吸収や蛍光が認められるため、土壌有機物中のタンパク様物質は、腐植物質と共存していると考えられる。また、A画分のアミノ酸組成が微生物のそれに類似しており、その他の画分は異なることから、分子量の大きな有機物は微生物遺体などのタンパク様物質をそのまま包接していると推察される。B－D画分ではアミノ酸組成が微生物遺体とは若干異なることから、それらの分解物が含まれると考えられる。本研究で注目した塩基性アミノ酸の比率はA画分で高く、微生物遺体等の分解程度と関係すると考えられる。