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失われた地力の回復を担う土壌団粒:団粒構造内部の窒素の存在形態と微生物の代謝活性

研究課題

研究課題/領域番号 15KT0036
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金
応募区分特設分野
研究分野 食料循環研究
研究機関国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構 (2016-2017)
国立研究開発法人 農業環境技術研究所 (2015)

研究代表者

和穎 朗太  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境変動研究センター, 上級研究員 (80456748)

研究分担者 濱村 奈津子  九州大学, 理学研究院, 准教授 (50554466)
長尾 眞希 (浅野眞希)  筑波大学, 生命環境科学研究科, その他 (80453538)
森泉 美穂子  龍谷大学, 農学部, 准教授 (10220039)
連携研究者 諸野 祐樹  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 高知コア研究所, グループリーダー代理 (30421845)
研究協力者 浦本 豪一郎   (70612901)
研究期間 (年度) 2015-07-10 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)
2017年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2016年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2015年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
キーワード土壌有機物 / 有機炭素 / 有機窒素 / 団粒構造 / 微生物群集組成 / 農地管理 / 保全型農業 / トモグラフィー / 土壌団粒構造 / 三次元構造 / 間隙 / CT(マイクロCT) / 土壌管理 / 土壌炭素 / 土壌微生物群集組成 / 肥沃度 / 有機態窒素 / 生物地球化学 / 堆肥 / 不耕起 / アミノ酸 / 土壌団粒 / 土壌肥沃度 / 窒素循環 / 持続可能性 / 地力窒素 / 土壌微生物 / 長期連用試験
研究成果の概要

黒ボク土や熱帯強風化土壌を含む調査土壌において、長期堆肥連用や不耕起・残渣投入により有機CおよびNの一部は比較的強固な団粒中に蓄積することが分かった。しかし蓄積Nの特徴は、アルカリ可溶性成分の化学分析から検出はできなかった。

有機Cの染色と放射光源X線マイクロCT分析から、マクロ団粒内部の有機物を0.5um空間分解能で可視化することに成功した。有機物投入量が減ると、微生物生息空間である間隙に露出する有機物の割合が低下し、鉱物粒子に付着した微小な有機物の割合が増加することが分かった。物質移動、有機物動態、微生物活動を団粒三次元構造(共通フレームワーク)内で理解するための新たなアプローチを提示した。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 5件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] University of Kassel(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Distinctive Roles of Two Aggregate Binding Agents in Allophanic Andisols: Young Carbon and Poorly-Crystalline Metal Phases with Old Carbon2018

    • 著者名/発表者名
      Wagai, R., Kajiura, M., Uchida, M., Asano, M.
    • 雑誌名

      Soil Systems

      巻: 2(2), 29 号: 2 ページ: 29-29

    • DOI

      10.3390/soilsystems2020029

    • NAID

      120007133045

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The effects of amoebal bacterivory on carbon and nitrogen dynamics depend on temperature and soil structure interactions2016

    • 著者名/発表者名
      Geoffrey Zahn, Rota Wagai, Seiichiro Yonemura
    • 雑誌名

      Soil Biology and Biochemistry

      巻: 94 ページ: 133-137

    • DOI

      10.1016/j.soilbio.2015.11.021

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 陸域最大の炭素・窒素プールを制御する土壌微生物と土壌団粒構造2016

    • 著者名/発表者名
      和穎 朗太
    • 雑誌名

      土と微生物

      巻: 70 ページ: 3-9

    • NAID

      130005170829

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Quantifying aggregate structure of contrasting carbon levels in Andisol by synchrotron-based X-ray microtomography2018

    • 著者名/発表者名
      Miwa Arai, Go-ichiro Uramoto, Maki Asano, Yuki Morono, Kentaro Uesugi, Akihisa Takeuchi, Nobusuke Iwasaki, and Rota Wagai
    • 学会等名
      European Geosciences Union 2018 Annual Assembly
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] X線CT技術を用いた土壌団粒中の有機物と間隙構造の可視化2017

    • 著者名/発表者名
      荒井見和、浅野眞希、浦本豪一郎、諸野祐樹、和穎朗太
    • 学会等名
      土壌肥料学会2017年大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 冬作緑肥の分解過程:比重分画法による定量と形態観察2017

    • 著者名/発表者名
      中塚博子、唐澤敏彦、大倉利明、浦嶋泰文、和穎 朗太
    • 学会等名
      土壌肥料学会2017年大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] How organic matter interacts with mineral to form aggregates: a density-based approach using soils from a long-term field experiment2017

    • 著者名/発表者名
      Rota Wagai, Masako Kajiura, Maki Asano
    • 学会等名
      6th International Symposium on Soil Organic Matter, Rothamsted Research, Harpenden, UK
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Binding agents for aggregation in some Andisols: organic vs. inorganic binders2017

    • 著者名/発表者名
      Rota Wagai, Maki Asano, Masako Kajiura
    • 学会等名
      Workshop on Formation, Properties and Function of Soil Microaggregates
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 長期堆肥連用により蓄積する土壌窒素の存在形態を探る2016

    • 著者名/発表者名
      池谷 康祐・森泉 美穂子・松永 俊朗・和穎 朗太
    • 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(佐賀県佐賀市)
    • 年月日
      2016-09-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 長期堆肥連用により蓄積する土壌窒素の存在形態を探る2016

    • 著者名/発表者名
      池谷康祐・森泉美穂子・松永俊朗・和穎朗太
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2016年度大会
    • 発表場所
      佐賀大学
    • 年月日
      2016-09-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Where are OM and reactive metals within bulk soil? a detail look at organo-mineral aggregates in Andisol surface horizons along TOC gradient2016

    • 著者名/発表者名
      Rota Wagai
    • 学会等名
      26th Goldschmidt Conference (Geochemical Society & European Association of Geochemistry)
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-06-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Studies on soil organic matter dynamics and organic-mineral aggregation towards land sustainability2016

    • 著者名/発表者名
      Rota Wagai
    • 学会等名
      Max-Schonleutner Award, Technische Universitat Munchen
    • 発表場所
      フレイジング (ドイツ)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Soil aggregate structure and its implications for microbial ecology: location and quality of substrates for heterotrophs2015

    • 著者名/発表者名
      Rota Wagai, Maki Asano, Masako Kajiura
    • 学会等名
      Japan-Taiwan-Korea Symposium on Microbial Ecology(JSME2015)
    • 発表場所
      Tsuchiura, Ibaraki, Japan
    • 年月日
      2015-10-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2015-07-14   更新日: 2019-03-29  

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