2016 Fiscal Year Annual Research Report
Decomposition of nitrogen within plant residues and environmental impacts - physical, biological and chemical controlling factors
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26520301
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
内田 義崇 北海道大学, 農学研究院, 助教 (70705251)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森泉 美穂子 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 中央農業総合研究センター, 主任研究員 (10220039)
石井 聡 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10612674) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2014-07-18 – 2017-03-31
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| Keywords | 窒素 / 無機化 / 有機物分解 / 土壌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
作物残さは、肥料として有効に利用できる可能性を秘めている。しかし、その分解速度やそれによって増減する微生物、またそれら活動によって発生する温室効果ガスなどを網羅的に調査・評価する必要がある。本研究では、黒ぼく土と灰色低地土で、マメ科植物であり、窒素肥料としての利用可能性が高いヘアリーベッチ（Vicia villosa Roth）を分解させる実験を行った。分解に際して、土壌物理性、化学性、生物性がどのように変化するのかを多角的に調査した。物理性に関しては、ガス透過性を調べる実験を行った。ガス透過性は、土壌コアをガラス瓶の蓋に密着させ、ガラス瓶の中をまず窒素で置換し、その後、どの程度の速さで酸素が入ってくるのかを、あらかじめガラス瓶の中に入れた酸素センサーを見ながらモニタリングする方法で測定した。その結果、土壌水分や有機物のあるなしで、ガス透過性が大きく変わることがわかった。そのため、土壌有機物分解を考える際には、土壌の物理性の変化、具体的には密度の減少とそれに伴うガス透過性の向上を考慮に入れる必要があることが示唆された。また、従来の有機物分解と窒素に関する研究では、無機化により作られるアンモニア態窒素の量の変化を追うことが多かったが、今回は、水溶性の有機体窒素を分子量別に定量できる装置（High-performance size exclusion chromatography and chemiluminescent nitrogen detection）を用いた。その結果、今まで明らかになっていなかった、有機物（ヘアリーベッチの葉）から水溶性有機体窒素になる流れが、土壌水分などの影響をどう受けるのかも明らかにした。さらに、土壌微生物の変化も調べ、16S rRNAを用いた分析からは、有機物分解の際には、ProteobacteriaやGemmatimonadetesが増えること、しかし、その増え方は土壌水分によって異なることが明らかになった。
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