塩基類養分の貯蔵・供給源としての土壌微生物バイオマスの評価

• 研究課題/領域番号: 15K07337
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物栄養学・土壌学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 浅川 晋 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (50335014)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 土壌微生物バイオマス / 塩基類養分

研究実績の概要

塩基類養分の貯蔵・供給源としての土壌微生物バイオマスに注目し，塩基類養分の土壌中のバイオマスによる保持量，バイオマスから交換性・水溶性イオンへの流れを把握し，土壌微生物バイオマスの機能を定量的に明らかにすることを目的とした。
29年度までの結果を受け，30年度は土壌微生物バイオマスに含まれるカリウムの代謝回転時間の測定のため，土壌にカリウムを添加せずに炭素・窒素・リン源を添加し，バイオマスカリウム，炭素および窒素の動態を調査した。添加後，土壌中のバイオマス炭素・窒素とともにバイオマスカリウムが増加し，その後徐々に減少することが確認された。その減少程度からバイオマスカリウムの代謝回転時間を試算すると102日となり，有機物等の添加により若干過大評価されていると考えられるものの，バイオマス炭素の代謝回転時間の試算値（181日）よりも短く，バイオマス中のカリウムが活発に回転していることが示唆された。さらに，ルビジウムをカリウムのトレーサーとして用いる新たな手法を検討した。バイオマスルビジウム定量のためのルビジウムの溶出率（kRb）を求め，土壌微生物バイオマスルビジウムの定量法を確立した。その上で，炭素・窒素・リン源とルビジウムの土壌への添加により，ルビジウムのバイオマスへの取り込みを確認した。
研究期間を通して，水田，畑，草地，樹園地など各種土壌におけるバイオマスカリウムの存在量や動態を明らかにするとともに，バイオマスカリウムの代謝回転時間を初めて算出し，カリウムの貯蔵・供給源としての土壌微生物バイオマスの重要性を示した。
カルシウムとマグネシウムについては再計算により溶出率の算出が困難な場合があったため，今後さらなる検討が必要である。また，バイオマスカリウムの代謝回転時間およびルビジウムをトレーサーとして用いた場合の代謝回転時間の測定についても，今後データの集積が必要である。

研究成果

• [雑誌論文] Conversion factor (k factor) for estimation of soil microbial biomass potassium by the chloroform-fumigation extraction method (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamashita Kohei、Honjo Hiroki、Shinohara Makoto、Asakawa Susumu
  • 雑誌名: Soil Science and Plant Nutrition 巻: 64 号: 4 ページ: 465-468
  • DOI: 10.1080/00380768.2018.1469953
  • NAID: 210000012008
  • 査読あり / オープンアクセスとしている
• [雑誌論文] 植物へのカリウム供給源としての土壌微生物バイオマス ー土壌微生物は窒素やリンだけでなくカリウムも抱え込んでいるー (2017)
  • 著者名/発表者名: 浅川 晋, 山下 昂平
  • 雑誌名: 化学と生物 巻: 55 ページ: 444-445
  • NAID: 130007397930
  • 査読あり
• [雑誌論文] 植物へのカリウム供給源としての土壌微生物バイオマス -土壌微生物は窒素やリンだけでなくカリウムも抱え込んでいる- (2017)
  • 著者名/発表者名: 浅川晋、山下昂平
  • 雑誌名: 化学と生物 巻: 55
  • NAID: 130007397930
  • 査読あり
• [雑誌論文] Corrigendum (Estimation of microbial biomass potassium in paddy field soil, Soil Science and Plant Nutrition, 60:4, 512-519, 2014, DOI: 10.1080/00380768.2014.919237 (2016)
  • 著者名/発表者名: Kohei Yamashita, Hiroki Honjo, Mizuhiko Nishida, Makoto Kimur, Susumu Asakawa
  • 雑誌名: Soil Science and Plant Nutrition 巻: 62 号: 5-6 ページ: 570-573
  • DOI: 10.1080/00380768.2016.1234137
• [雑誌論文] Biogeochemical cycles and biodiversity as key drivers of ecosystem services provided by soils (2015)
  • 著者名/発表者名: P. Smith, M.F. Cotrufo, C. Rumpel, K. Paustian, P.J. Kuikman, J.A. Elliott, R. McDowell, R.I. Griffiths, S. Asakawa, M. Bustamante, J.I. House, J. Sobock, R. Harper, G. Pan, P.C. West, J.S. Gerber, J.M. Clark, T. Adhya, R.J. Scholes, M.C. Scholes
  • 雑誌名: Soil 巻: 1 ページ: 665-685
  • DOI: 10.5194/soil-1-665-2015
  • 査読あり / オープンアクセスとしている / 国際共著/国際学会である
• [学会発表] 土壌微生物バイオマスルビジウムの定量 (2018)
  • 著者名/発表者名: 床並佳季, 船生岳人, 尾賀俊哉, 西田瑞彦, 高橋智紀, 浅川 晋
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会中部支部第98回例会
• [学会発表] 土壌微生物群集解析と土壌生物性診断 (2018)
  • 著者名/発表者名: 浅川晋
  • 学会等名: 第35回土・水研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 有機物と無機養分添加後の土壌微生物バイオマスK、C、Nの動態 (2017)
  • 著者名/発表者名: 床並佳季、浅川晋
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会中部支部第97回例会
• [学会発表] Estimation of microbial biomass potassium and conversion factor by the chloroform-fumigation extraction method in paddy field soil (2017)
  • 著者名/発表者名: Susumu Asakawa, Kohei Yamashita, Hiroki Honjo, Mizuhiko Nishida
  • 学会等名: 13th International Conference of East and Southeast Asia Federation of Soil Science Society (ESAFS)
  • 国際共著/国際学会である
• [学会発表] Estimation of microbial biomass potassium in paddy field soil (2016)
  • 著者名/発表者名: Kohei Yamashita, Hiroki Honjo, Mizuhiko Nishida, Makoto Kimura, Susumu Asakawa
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2016年度佐賀大会
  • 発表場所: 佐賀大学
  • 年月日: 2016-09-20
• [学会発表] カリウム栄養への土壌微生物の関わり：水田土壌における微生物バイオマスカリウムの評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 浅川晋
  • 学会等名: 第2回植物の栄養研究会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 招待講演
• [学会発表] Estimation of microbial biomass potassium in paddy field soil (2015)
  • 著者名/発表者名: Susumu Asakawa
  • 学会等名: 浙江大学土水資源・環境研究所学術報告セミナー
  • 発表場所: 浙江大学
  • 年月日: 2015-09-16
  • 招待講演
• [図書] 土壌サイエンス入門 第2版 (2018)
  • 著者名/発表者名: 浅川 晋（分担執筆；木村 眞人、南條 正巳 編）
  • 総ページ数: 360
  • 出版者: 文永堂出版
• [図書] にぎやかな田んぼ イナゴが跳ね、鳥は舞い、魚の泳ぐ小宇宙 (2015)
  • 著者名/発表者名: 浅川 晋（分担執筆）
  • 総ページ数: 223
  • 出版者: 京都通信社