2017 Fiscal Year Annual Research Report
Examination of soil aggregate structure, chemistry, and microbiology to enhance soil fertility
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15KT0036
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
和穎 朗太 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境変動研究センター, 上級研究員 (80456748)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
濱村 奈津子 九州大学, 理学研究院, 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, その他 (80453538)
森泉 美穂子 龍谷大学, 農学部, 准教授 (10220039)
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| Project Period (FY) |
2015-07-10 – 2018-03-31
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| Keywords | 土壌団粒構造 / 三次元構造 / 間隙 / CT（マイクロCT） / 土壌管理 / 土壌炭素 / 土壌有機物 / 土壌微生物群集組成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
●農環研圃場の28年間の不耕起＋落ち葉堆肥連用試験区（NT）土壌と隣接する耕起区（Till）土壌を対象に、耐水性団粒の形成、非晶質鉱物および活性Fe/Alの挙動、有機物の蓄積の3者関係の仕組みを明らかにし論文化した。比較的若い植物由来の有機物が接着物質となり低比重の耐水性団粒形成が起こり、微生物代謝を経た窒素に富む有機物と非晶質鉱物の複合体が接着物質となり高比重の物理的にも生化学的にも安定な団粒が形成されることを示した。
●同上のペア土壌を用いたマクロ団粒の三次元構造と内在する有機物の評価を行った。Osで有機物を染色後、放射光源X線を利用したマイクロ・コンピュータートモグラフィー（CT）分析を行った（SPring-8, BL20XU）。Os原子L吸収端前後のエネルギーで行ったX線CTの差分画像から、有機炭素の存在部位を可視化した。膨大なデータ量のイメージ解析が難航したが、団粒の断面イメージをGISソフトで解析し、団粒構造中の有機物を鉱物マトリックス中のものと間隙に露出するものを分離評価することに成功した。0.5サブミクロン空間分解能をもってこの様な評価をしたのは世界初の可能性があり、国際学会発表でも高い関心があった。更に同様の三次元イメージ解析を独カッセル大学グループの協力を得て進めており、論文化を急いでいる。
●土壌団粒構造中の微生物群集の多様性を評価するため、バルク土壌（生土、風乾）でDNA抽出法の検討を行った後、マクロ・ミクロ団粒からDNA抽出を行い、16S rRNA遺伝子のNGS解析により細菌群集構造および多様性を調べた。TillとNTでは土壌炭素および微生物バイオマス量が約２倍違うもののα多様性に違いは見られなかった。類似性Unifrac解析から、団粒サイズに関わらずTillとNTの群集組成は異なり、Tillではサイズによって群集組成が異なる可能性が示された。
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