2017 Fiscal Year Annual Research Report
The effect of the priming effect to soil carbon dynamics by organic fertilization
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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, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特別研究員 (10725526)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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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 / 同位体トレーサー / 土壌微生物 / 基質濃度依存性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は、土壌炭素動態モデルに難分解性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指し、北海道標茶町の森林・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解明する。京都大学標茶区演習林および根釧農業試験場において現地調査を行い、表層・埋没腐植層の土壌断面を試抗し、火山灰層の同定、土壌の理化学性および炭素貯留量を調査した。採草地の作土層（0-40 cm）の炭素貯留量は隣接する森林の表層・埋没腐植層の炭素貯留量より低く、農地転換による土壌有機物の減耗の進行が示唆された。13C標識グルコース、セルロースを用いた長期培養試験により、難分解性土壌有機物の分解に及ぼすプライミング効果の影響、及び発現条件について調べた。プライミング効果の程度は易分解性有機物の添加濃度に依存し、添加炭素量が微生物バイオマス炭素量の3.5%以上の時にプライミング効果が発現することが示された。プライミング効果の発現により、難分解な埋没腐植の分解が促進され、土壌炭素貯留量は減少した。ただし、易分解性有機物を約1.6 mg C g-1以上添加すれば、土壌の炭素収支はプラスとなり、プライミング効果が発現しても炭素貯留量は増加することが示された。また、基質の種類、土壌pH、無機態窒素量がプライミング効果の発現に寄与することが示唆された。脂肪酸の組成分析および土壌DNAの定量PCRにより、従来報告されている真菌と共に、細菌もプライミング効果の駆動微生物として重要であることが示唆された。以上より、易分解性有機物の添加による土壌有機物の分解促進効果の予測式（VMAX: 12-150 μg C g-1 mo-1, KM: 0.01-0.1mg C g-1）が得られ、プライミング効果による土壌炭素貯留量の変動の推定が可能となった。
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