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水稲根圏のメタン動態:アイソトポローグ解析による生成・酸化の分離定量

研究課題

研究課題/領域番号 16K14875
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 植物栄養学・土壌学
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

研究代表者

常田 岳志  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, 主任研究員 (20585856)

研究分担者 西脇 淳子  茨城大学, 農学部, 助教 (00549892)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
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: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードMethane / rice / oxidation / production / isotope / メタン / イネ / 水田 / メタン酸化 / 同位体 / 安定同位体比 / 安定同位体 / 気候変動 / 地球温暖化
研究成果の概要

水田のメタン動態解明に向けて、メタンの「生成」と「酸化」(分解)を実際の水田で測定すること、およびメタン酸化時に同位体分別が生じる現象を利用し、両者を分離定量する手法の開発を試みた。メタン酸化阻害剤を用いた試験から、水稲根圏ではメタン酸化が生じていることが分かった。これまでの知見によれば、メタン酸化仮定では軽い同位体分子種が優先的に使われるため、残ったメタンは「重く」なると予想された。しかし、阻害剤の有無による安定同位体比の違いは確認されなかった。そのため、実際の水田ではメタン酸化が生じていても同位体分別は必ずしも生じず、同位体情報からメタン酸化を定量することは難しいと考えられた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

水田は人類最大の食料生産基地である一方、温室効果ガスであるメタンの排出源でもあり、大幅なメタン削減が必要とされている。本研究の結果、イネの根圏ではメタンの生成だけでなく、酸化(分解)が生じていることが実際の水田で確認された。これは、メタン削減技術を開発する上で生成量の抑制だけでなく、メタン酸化の促進を図るという視点も重要であることを意味している。また本研究では、同位体分別を利用することで、手間のかかる阻害剤法によらない新しいメタン酸化の定量手法の確立を目指したが、予想に反しメタン酸化に伴う同位体分別は確認されず、手法確立には至らなかった。今後は同位体分別が生じなかった理由を解明する必要がある。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018 2016

すべて 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [学会発表] 炭素源から見たメタン排出量の品種間差~土壌・残渣由来のメタンは栽培するイネ品種によって異なるか? ~2018

    • 著者名/発表者名
      常田 岳志、林 健太郎、臼井 靖浩、荒井 見和、片柳 薫子、中村 浩史、酒井 英光、長谷川 利拡
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 大気CO2濃度の増加と温暖化が水田からのメタン排出におよぼす影響2018

    • 著者名/発表者名
      常田岳志
    • 学会等名
      農業農村工学会・土壌物理研究部会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 農地からの温室効果ガス排出とその気候変動応答2018

    • 著者名/発表者名
      常田岳志
    • 学会等名
      日本農業工学会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 安定同位体比から紐解く水田メタンフラックスの日変化メカニズム2018

    • 著者名/発表者名
      常田 岳志、林 健太郎、梶浦雅子、中島 泰弘、臼井 靖浩、中村浩史、酒井 英光、長谷川 利拡
    • 学会等名
      日本農業気象学会2018年全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 大気CO2濃度と窒素施肥が水田におけるメタンの生成および酸化に及ぼす影響2016

    • 著者名/発表者名
      永澤裕人、西脇淳子、常田岳志、荒井見和、中村浩史、酒井英光、長谷川利拡
    • 学会等名
      土壌物理学会
    • 発表場所
      京都大学吉田キャンパス(京都府・京都市)
    • 年月日
      2016-10-29
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Effects of FACE and N fertilizer treatments on CH4 production and oxidation in a rice paddy determined by an oxidation inhibitor technique2016

    • 著者名/発表者名
      Miwa Arai, Takeshi Tokida, Takashi Okubo, Toshihiro Hasegawa, Hirofumi Nakamura, Kentaro Hayashi
    • 学会等名
      FACEing the future | food production and ecosystems under a changing climate
    • 発表場所
      Giessen (Germany)
    • 年月日
      2016-09-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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