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田畑輪換圃場の微生物群集動態を長期継続調査し水田土壌微生物群集の安定性を解明する

Research Project

Project/Area Number 18H02114
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 38010:Plant nutrition and soil science-related
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

浅川 晋  名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (50335014)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 村瀬 潤  名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (30285241)
渡邉 健史  名古屋大学, 生命農学研究科, 講師 (60547016)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2023-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2018: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Keywords土壌微生物 / 田畑輪換
Outline of Annual Research Achievements

水田土壌中の微生物が極めて安定で頑健な群集を形成しているメカニズムの解明を目指し、田畑輪換圃場に注目し、田畑輪換による畑転換・水田復元に伴う各種土壌微生物群集の動態を長期間にわたり調査・解析する。田畑輪換の管理で生じる畑転換と水田復元が群集の存在量と構成に及ぼす影響や、群集の動態とその変化に影響を及ぼす要因を明らかにすることを目的とする。
農研機構東北農業研究センター大仙研究拠点(秋田県大仙市)内の長期田畑輪換試験圃場の輪換区と対照の連年水田区より、ダイズあるいは水稲の播種・移植前(3月下旬)、水稲あるいはダイズの生育中(8月中旬)、収穫後(10月下旬)の3回作土層土壌を採取し、DNAおよびRNAの抽出用試料として調製・保存した。なお、輪換区については、ダイズ作後水稲作に戻され3年間の水田が続いた後に、2019年に再度ダイズ畑へと転換されており、2021年はダイズ作3年目であった。
2008年から2019年(2010年は除く)の12年間にわたり採取した試料について16S rRNA遺伝子を対象にした定量PCR法により全細菌群集の存在量を調査した。輪換区はこの期間中2回の水田復元を挟み3 回畑転換が行われている。畑作あるいは水田期間による全細菌の存在量の変動には明確な傾向は見られなかった。輪換区の全細菌群集の存在量はオーダーとしては連年水田区とほぼ同じであったが、常に連年水田区よりも低い値を示し、水田復元期間に連年水田区と同程度まで増加するようなはっきりとした傾向は見られなかった。全細菌には好気性および嫌気性の菌群が含まれると考えられるが、2020年度に明らかにした鉄還元菌群集と同様に、畑転換の影響により全体として存在量が低下することが明らかになった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

新型コロナウイルスの感染拡大のため、試料採取のための出張可能時期を見極める必要があったが、ダイズあるいは水稲の播種・移植前、水稲あるいはダイズの生育中と収穫後の3回について、対象とする田畑輪換試験圃場より継続的に土壌試料の採取を続けることができた。また、2008年から2019年にかけて12年間にわたる試料について、土壌中の物質代謝に大きな役割を果たしていると考えられる全細菌に対する畑転換の影響の特徴を明らかにすることができ、おおむね順調に研究が進展していると考えている。

Strategy for Future Research Activity

輪換区については2022年はダイズ畑転換3年目後に水田に復元される初年目となる予定であり、水田復元後の微生物群集の経時変化および土壌の酸化還元状態の進行を解析するための試料採取と調査を進めていく予定である。今後も感染拡大状況を勘案しながら試料採取のための出張可能時期を見極め、対象とする田畑輪換試験圃場より土壌試料の採取を継続し、得られた試料の解析を行っていく予定である。また、2022年度は最終年度となるため、得られたデータの取りまとめと結果の総括を行う予定としている。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(20 results)

All 2022 2021 2020 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 5 results) Book (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Nazi Boni大学(ブルキナファソ)

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      Tokonami Yoshiki、Funao Taketo、Oga Toshiya、Nishida Mizuhiko、Takahashi Tomoki、Asakawa Susumu
    • Journal Title

      Soil Science and Plant Nutrition

      Volume: - Issue: 2 Pages: 275-283

    • DOI

      10.1080/00380768.2022.2045553

    • ISSN
      0038-0768, 1747-0765
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    • Author(s)
      Asakawa Susumu
    • Journal Title

      Soil Science and Plant Nutrition

      Volume: 67 Issue: 5 Pages: 520-526

    • DOI

      10.1080/00380768.2021.1953355

    • NAID

      210000159204

    • ISSN
      0038-0768, 1747-0765
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    • Author(s)
      浅川 晋
    • Journal Title

      Soil Microorganisms

      Volume: 75 Issue: 2 Pages: 66-69

    • DOI

      10.18946/jssm.75.2_66

    • NAID

      130008109013

    • ISSN
      0912-2184, 2189-6518
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    • Author(s)
      浅川 晋
    • Journal Title

      日本土壌肥料学雑誌

      Volume: 91 Pages: 309-312

    • NAID

      130007925036

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    • Author(s)
      WATANABE Takeshi, ASAKAWA Susumu, HAYANO Koichi
    • Journal Title

      Pedosphere

      Volume: 30 Pages: 62-72

    • DOI

      10.1016/s1002-0160(19)60819-2

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      Liu Dongyan、Nishida Mizuhiko、Takahashi Tomoki、Asakawa Susumu
    • Journal Title

      Microbial Ecology

      Volume: 75 Pages: 751-760

    • DOI

      10.1007/s00248-017-1063-2

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      日本土壌微生物学会2021年度大会
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      浅川 晋
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      浅川 晋
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      床並佳季, 船生岳人, 尾賀俊哉, 西田瑞彦, 高橋智紀, 浅川 晋
    • Organizer
      日本土壌肥料学会2020年度岡山大会
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      日本土壌肥料学会2019年度静岡大会
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    • Organizer
      14th International Conference of the East and Southeast Asia Federation of Soil Sciecne Societies
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    • Int'l Joint Research
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    • Author(s)
      Asakawa Susumu
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      浅川 晋
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      Liu Dongyan, Ishikawa Hiroki, Nishida Mizuhiko, Tsuchiya Kazunari, Takahashi Tomoki, Asakawa Susumu
    • Organizer
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    • Int'l Joint Research
  • [Book] The Soils of Japan (分担章 8 Chubu Region [Hokuriku/Tokai])2021

    • Author(s)
      R Hatano, H Shinjo, Y Takata (Eds) (分担章担当者 N Ogawa, S Asakawa, J Murase, A Watanabe, H Murano, H Sasaki, K Hosokawa, M Saitou, M Kanda, F Uno, J Koike, H Watanabe, M Kasuya, Y Hirono, M Hara)
    • Total Pages
      372
    • Publisher
      Springer
    • ISBN
      9789811582288
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2022-12-28  

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