The effects of cover crop containing allelochemicals on decomposition of organic matter and weed suppression in winter

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K05918
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 平田 聡之 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 助教 (60281797)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松村 篤 大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 講師 (30463269)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: カバークロップ / 有機物分解 / 窒素形態 / アレロケミカル

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、圃場条件における窒素形態の推移およびアレロケミカルの測定法の検討を行った。アレロケミカルであるシアナミドについては、植物体からの抽出および測定は問題がなかったが、土壌内の含有量測定は安定していなかった。抽出法について更なる検討が必要である。圃場内の窒素形態の測定のため、8月にカバークロップを播種（裸地・ヘアリーベッチ・アカクローバ）し、11月から1ヶ月おきに土壌を採取し、アンモニア態窒素量、硝酸態窒素量、溶存性有機態窒素量（DON）および微生物由来窒素量（MBN）を測定した。その結果、積雪1ヶ月目でDONを除く全窒素量が低下したが、積雪初期である12月から2月では全窒素量に大きな変化は認められなかった。また、土壌凍結の有無およびカバークロップの有無による差異も認められなかった。しかしながら、融雪が始まる3月から4月では、ヘアリーベッチ区およびアカクローバ区で無知態窒素および微生物由来窒素の増加が認められ、特にヘアリーベッチ区においてアンモニア態窒素の上昇が顕著に認められた。へアリーベッチ区は、硝化作用を阻害するジシアノアミドを有する可能性が高く、融雪直後の雑草抑制効果が特に強くなるとことが推測された。除雪区と積雪区では、除雪区でのみ土壌凍結が認められた。除雪区と積雪区では、4月において土壌内の窒素量に差異が認められ、除雪区で高かった。以上の結果から、冬期間におけるヘアリーベッチによるアレロケミカルの効果は、雑草の発芽が促進される融雪期間に強く表れ、雑則抑制に強く働くと考えられる。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度は、圃場試験を中心として冬期間の土壌調査を行い、培養試験については、条件設定を主に行った。冬期間におけるカバークロップの効果は、融雪期間に集中していると考えられたことから、培養試験における温度の検討が必要と思われ、2019年度以降の試験設計を検討する必要がある。一方、アレロケミカルの測定法の安定化については、植物体における含有量の測定は行えたが、土壌内のアレロケミカルの含有量には課題が残った。今後、抽出法の検討などを中心に検討する必要がある

Strategy for Future Research Activity

2019年度は、圃場試験の再試とともに培養試験による硝化能の測定およびDNA分析による微生物群集の解析を進める。培養試験では、当初の設定温度のうち氷温（0℃）の調査をとりやめ、5℃と25℃を中心とし、アレロケミカルの分解過程を調査する。また、2018年度の結果を踏まえて、アレロパシー試験の条件を設定し、雑草抑制の効果を検証する。

Causes of Carryover

本年度の試験は冬期間に集中していたことから、スケジュールの関係から翌年度に繰り越すことになった。繰り越し分は本年度の圃場調査の土壌における微生物相の群集分析にあてる。翌年度分については、予定通り硝化能の測定および培養試験による微生物相の群集解析を行う。