2022 Fiscal Year Research-status Report
有機農業生態系の養分循環におけるバイオアクセラレーターとしての雑草の機能
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22K05592
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Research Institution | Tohoku University |
Principal Investigator |
西田 瑞彦 東北大学, 農学研究科, 教授 (20355324)
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Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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Keywords | 雑草由来窒素 / 牛ふん堆肥由来窒素 / 有機水田 |
Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、有機農業生態系における雑草が吸収した養分の循環システム全体を解明し、雑草が有機農業生態系の養分循環をアクセラレートする機能を解明することを目的とする。 研究対象とする養分は作物の生育と生産にとって最も重要な窒素とし、対象雑草は代表的強害雑草のコナギ(広葉雑草)およびヒエ(イネ科雑草)とする。雑草のような有機物を由来とする窒素の循環を正確に解明するには、重窒素トレーサー法が有効である。本研究ではコナギとヒエを重窒素標識し、その形態変化とフローを解明する。 まず有機水田で施用される有機物由来窒素の雑草と水稲の競合関係を定量化する必要があると考えた。そこで重窒素標識した牛ふん堆肥を有機水田に設けた1株試験区に施用し、雑草放任条件と雑草除去条件における牛ふん堆肥由来窒素の水稲および雑草による吸収量を定量した。雑草放任区の水稲による牛ふん堆肥窒素吸収量は雑草除去区に比べて少なく、ほぼその減少量に相当する牛ふん堆肥由来窒素が雑草によって吸収されていた。このことから、有機水田において雑草は水稲と堆肥由来窒素を競合して獲得していることが確認された。 コナギとヒエを重窒素標識し、一昨年の12月に有機水田に設けた1株試験区の土壌に施用し、昨年の水稲作におけるこれらの雑草由来窒素の水稲および雑草による吸収量、土壌への残存量を定量した。雑草由来窒素の水稲による吸収率はイネ科雑草のヒエと広葉雑草のコナギで異なり、ヒエの方が水稲による吸収率が高かった。土壌へは7割以上が残存し、ヒエの方が残存率が高い傾向であった。未回収画分はコナギの方がヒエより1割程度高く、コナギ由来窒素はヒエに比べて系外へ消失しやすい可能性が示された。以上のことから、雑草種によってその窒素動態は異なることが明らかとなった。また多くが土壌に残存することから、次作以降の窒素供給源となることが示唆された。
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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
予定していた有機水田におけるコナギとヒエ由来窒素の水稲1作後の動態を定量化できたことから、おおむね順調に推移していると考えている。一方で、コナギとヒエの還元時期が水稲の収穫後しばらくしての初冬と遅かったこと、雑草の生育が試験区内では周辺よりも劣って見えたことから、これらの点を検討し条件を改善していく必要があると考えられた。
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Strategy for Future Research Activity |
雑草の還元時期を実際の圃場条件に近づける必要がある。具体的には、雑草が生育期間中に除草機により土壌還元される時期、収穫後の耕起により土壌還元される時期の2種類のタイミングで雑草を土壌還元し、その窒素動態を追跡する方針である。また、本研究で用いている小規模プロットを仕切るための枠内で雑草が周囲よりも繁茂しない原因を明らかにし、実験条件を改善する方針である。
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Causes of Carryover |
研究目的達成には分析点数を増やす必要があることを認め、それにより同位体分析費が多額となることが想定されたため、備品、旅費への支出を控えた。これにより次年度使用額が生じた。今年度も分析点数は多く、同位体分析費に充当する予算を増やさざるを得ない。これにより他の項目を圧迫すると見込まれるが、その不足分は大学運営費もあてる予定である。
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