2019 Fiscal Year Annual Research Report
Microbial mechanism for sustainable nitrogen fertility in rice paddy soil
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17H01464
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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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)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
早川 智恵 宇都宮大学, 農学部, 助教 (10725526)
豊田 栄 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (30313357)
磯部 一夫 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (30621833)
服部 祥平 東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (70700152)
伊藤 英臣 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (70748425)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 鉄還元細菌 / 窒素固定 / 水田土壌 / 窒素肥沃度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、水田土壌微生物による窒素肥沃度維持のメカニズムを解明することである。これまでに鉄還元細菌による窒素固定が窒素肥沃度維持に重要な役割を果たしていることが示唆されてきた。また、鉄還元菌の培養実験から、炭素源が十分な条件では、培地中の鉄の濃度を高くすると鉄還元菌の窒素固定活性が高まることが観察された。このことから、水田土壌への鉄の添加により鉄還元細菌に由来する土壌の窒素固定活性を高めることができると期待される。このことを室内土壌ミクロコズム試験ならびに圃場試験で確かめた。
室内実験系において、水田土壌に鉄の酸化物のフェリハイドライトやFe2O3を添加して湛水状態にして保温静置したところ、無添加土壌と比較して土壌の窒素固定活性が有意に高まり、鉄還元細菌の窒素固定遺伝子の転写量が上昇した。このとき、従来よく知られてきた窒素固定微生物の窒素固定遺伝子の転写産物は検出されなかった。このことから、鉄酸化物を土壌に供給することが、土壌の鉄還元細菌による窒素固定を特異的に活性化させ、土壌の窒素肥沃度の向上につながる可能性を見出した
水田圃場において、土壌に純鉄粉を施用する区画を設け、純鉄粉が酸化した後に水を入れて水稲を栽培した。鉄施用区の土壌の方が無施用区の土壌よりも有意に高い窒素固定活性を示した。また、鉄施用区の方が玄米収量が多くなる傾向が見られた。
これらの結果は、鉄の施用により水田土壌の窒素肥沃度を高め、水稲の収量を高める新しい農業技術につながる可能性を示している。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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