2015 Fiscal Year Research-status Report
失われた地力の回復を担う土壌団粒：団粒構造内部の窒素の存在形態と微生物の代謝活性
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15KT0036
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| Research Institution | National Institute for Agro-Environmental Sciences |
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Principal Investigator |
和穎 朗太 国立研究開発法人 農業環境技術研究所, その他部局等, 研究員 (80456748)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
濱村 奈津子 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (50554466)
長尾 眞希 (浅野眞希) 筑波大学, 生命環境科学研究科(系), 助教 (80453538)
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| Project Period (FY) |
2015-07-10 – 2018-03-31
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| Keywords | 土壌団粒 / 土壌肥沃度 / 窒素循環 / 持続可能性 / 土壌有機物 / 地力窒素 / 土壌微生物 / 長期連用試験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、土壌窒素の大部分が団粒中にタンパクおよびその分解産物として保持され、同時にその一部は微生物によって無機化されているその仕組みの解明を目指している。この問題に取り組むにあたり、まず土壌団粒構造と有機物と微生物の関係に関するレビューを行い、それを和文誌（土と微生物）に掲載した。
また本年度は、日本の長期連用試験圃場の土壌を対象に研究を進めた。日本の農耕地の殆どをカバーする土壌タイプである黒ボク土、低地土、黄色土において数十年以上の堆肥連用を行っている圃場から慣行区と堆肥連用区の表層土壌を採取し、連続比重分画を行った。堆肥区では、予想通り低比重画分で有機炭素、窒素が増加していた。更に、黒ボク以外の土壌では、C:N比の低い中比重画分でも炭素・窒素の増加が見られたことから、より微生物分解を受けて窒素に富む有機物が蓄積していることが示唆された。
一部の土壌については、SPring-8放射光施設のマイクロX線CTを利用して、土壌団粒の孔隙構造の評価を行った。更に、まだ分析試料数が少ないものの、土壌物理画分のシンクロトロン放射光源走査型透過軟X線顕微鏡（STXM）分析から、長期的な堆肥連用により蓄積するアミド態を含む有機物の鉱物粒子との相互作用の空間分布を評価した。
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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
すでに実験設備・試薬は準備できていたため、国内の連用試験圃場の比重分画を完了することができた。
当初の予定では、土壌団粒の内部構造を空間分解能５μmのX線CTスキャナーを使う計画であったが、より微細な孔隙構造の評価が重要であることからSPring-8放射光施設のビームラインを利用してマイクロX線CT分析を行うことができ、その有効性を確かめることができた。また、一部の試料の土壌物理画分のシンクロトロン放射光源走査型透過軟X線顕微鏡（STXM）分析も進めることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
イメージング質量分析については予想よりも団粒の切断（薄片作成）前処理および分析が難しいことが判明した。また、当初この切断のために予定していたダイヤモンドソーも同様の理由から（予算削減もあり）断念した。一方で、微細団粒の切断は、高度技能を習得を身につければ低コストで行えるという情報が得られたため、H28年度からポスドクを雇用して団粒分析を進めるという方針変更を行った。
また、団粒内部のタンパクやペプチドの評価には、可溶性窒素の分子量分布およびアミノ酸組成の分析を進めるという戦略変更を行う。そのためにもポスドク雇用が必要であり、また、これらの分析経験が豊富な新たな分担研究者に加わって貰うことを検討している。
実績の概要で示したとおり、長期的な堆肥連用によって中比重画分中で窒素（おそらくタンパク）に富む有機物が蓄積していることが分かってきたので、この画分に焦点を当てて更に分析を進めていく計画である。
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| Causes of Carryover |
予算減額のため、購入予定であったダイヤモンドソーの購入は断念した。一方で、微細団粒の切断は、高度技能を習得を身につければ低コストで行えるという情報が得られたため、H28年度からポスドクを雇用して団粒分析を進めるという研究計画の変更を行った。そのために、H27年度の予算の主要部分を削り、H28年度のポスドク雇用経費とした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
上述の理由からポスドクを雇用して、団粒分析を含めた土壌分析を進める。
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