2015 Fiscal Year Research-status Report
有機物施用に伴うプライミング効果を考慮した土壌炭素動態のモデル化
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26850039
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
早川 智恵 東京大学, 農学生命科学研究科, 研究員 (10725526)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | プライミング効果 / 火山灰土壌 / 埋没腐植層 / 炭素貯留能 / 易分解性有機物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は、火山灰土壌の炭素貯留能の評価に難分解性土壌有機物の分解プロセス（プライミング効果）を組み込むことを目的とする。北海道の森林・農耕地の黒ぼく土を事例とし、プライミング効果を引き起こす土壌微生物や環境条件を実験室・現場において検証し、解明する。平成27年度は昨年度に現地調査を行った京都大学標茶演習林および根釧農業試験場の表層・埋没腐植層より土壌サンプルを採取し 、13C同位体トレーサー法を用いて易分解性有機物の添加量に対するプライミング効果の濃度依存性について調べた。13C標識グルコースを異なる濃度で土壌に添加し、20℃・適潤で30日間培養を行い、12CO2と13CO2の生成速度を測定した。採草地および森林の表層・埋没腐植層のいずれにおいても、正のプライミング効果が認められ(1.2－13.5μmol C g-1)、易分解性有機物の添加により難分解性土壌有機物の分解が促進されることがわかった。また、グルコース添加量の増加に対して、採草地の埋没腐植層と森林の表層・埋没腐植層ではプライミング効果の増大が頭打ちとなったが、採草地の表層ではグルコース添加量が増加するほどプライミング効果も増大する傾向が見られた。土壌微生物の群集構造の違いや蓄積している土壌有機物の性質の違いが、易分解性有機物の添加量に対するプライミング効果の濃度依存性に影響を及ぼしている可能性がある。
土壌微生物の群集構造を明らかにするため、土壌から抽出した脂肪酸の組成から細菌・真菌の同定および定量を行った(PLFA法)。埋没腐植層の細菌・真菌バイオマス量は表層に比べて小さいものの、真菌/バクテリア比は表層より埋没腐植層で高かった。また、真菌比が高くなるほど、14Cトレーサー法により求めたミカエリス定数は低くなる傾向を示した。糸状菌とバクテリアの基質利用効率や増殖速度の違いにより、埋没腐植層では微生物による分解特性が異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
本提案課題では、北海道標茶町の森林・農耕地の黒ぼく土において、難分解性有機物の分解速度に及ぼす『プライミング効果』を実験室および現場において検証し、プライミング効果を引き起こす微生物や環境条件を解明することで、プライミング効果を組み込んだ炭素動態モデルを構築することを目的としている。平成27年度の実施計画では、現場からサンプリングした土壌を用いて、13Cトレーサー法によるプライミング効果の培養試験、およびPLFA法による現場土壌の微生物群集構造の解析を予定しており、おおむね遂行することができた。尚、これらの成果は、地球惑星連合大会、日本土壌肥料学会、International Symposium on Soil Organic Matter、日本生態学会において発表した。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度は、プライミング効果の培養試験および微生物の群集構造の解析（昨年度より続行）、プライミング効果に対する土壌窒素濃度の影響解析（昨年度より続行）を予定している。微生物群集構造の解析にあたっては、PLFA法による解析だけでなく、土壌から抽出したDNAを用いてアンプリコンシーケンスを行い、さらに詳細に解析を行うことも検討している。また、モデル化に向けて、現場の土壌有機物の14C年代測定を準備中である。
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| Causes of Carryover |
いくつかの物品を購入する際に、業者からの納品見積り価格と実際の納品価格との間に差があったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
プラスチック製器具等、実験に使用する消耗品の購入に使用する。
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