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土壌の乾燥再湿潤による有機物分解メカニズムの解明と定量的解析

研究課題

研究課題/領域番号 17J40120
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 環境農学(含ランドスケープ科学)
研究機関東京農工大学

研究代表者

沢田 こずえ  東京農工大学, 大学院生物システム応用科学府, 特別研究員(RPD)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード土壌微生物 / 土壌有機物 / 乾土効果 / 土壌炭素循環 / 乾燥再湿潤 / 土壌 / 微生物バイオマス / CO2放出 / アンプリコンシークエンス
研究実績の概要

将来の気候変動によって、土壌が乾燥再湿潤される回数が増加すると予測されている。土壌が乾燥再湿潤されると、微生物基質炭素(C)の増加を引き金として、微生物活性の増加とそれによる土壌からのCO2や養分放出量の増加というカスケード反応が起こる。そこで本研究では、乾燥履歴や微生物群集組成が異なる土壌を用いて、乾燥再湿潤による有機物分解メカニズムの解明を行うことを目的とする。
今年度は、これまでの研究(Sawada et al. 2010)を応用し、Michaelis-Menten式を改良したモデル式を構築し、乾燥再湿潤処理後のCO2放出速度のシミュレートを試みた。その結果、農耕地土壌やカザフスタン森林土壌などでは、一般によく用いられる一次反応式よりも、Michaelis-Menten式を用いたモデル式の方が、フィッティング精度が向上した。つまり、乾燥再湿潤後のCO2放出速度は、微生物バイオマス量が制限要因になる場合があるため、パラメータにバイオマスの指標を加えることで精度が向上することが分かった。その一方、日本森林土壌などでは、乾燥再湿潤後のCO2放出速度は、指数関数的に増加後減少したため、一次反応式でもMichaelis-Menten式でもフィッティングできなかった。つまり、微生物バイオマスのみでなく、微生物の増減もモデルに組み込む必要があることが分かった。以上の成果は、乾燥再湿潤による有機物分解を定量的に解析するうえで重要な成果である。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Immediate and subsequent effects of drying and rewetting on microbial biomass in a paddy soil2019

    • 著者名/発表者名
      Kozue Sawada, Shinya Funakawa, Takashi Kosaki
    • 雑誌名

      Soil Science and Plant Nutrition

      巻: 65 号: 1 ページ: 28-35

    • DOI

      10.1080/00380768.2018.1534217

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of repeated drying-rewetting cycles on microbial biomass carbon in soils with different climatic histories2017

    • 著者名/発表者名
      Sawada Kozue, Funakawa Shinya, Kosaki Takashi
    • 雑誌名

      Applied Soil Ecology

      巻: 120 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1016/j.apsoil.2017.07.023

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Substrate-induced respiration responses to nitrogen and/or phosphorus additions in soils from different climatic and land use conditions2017

    • 著者名/発表者名
      Sawada Kozue、Inagaki Yoshiyuki、Toyota Koki、Kosaki Takashi、Funakawa Shinya
    • 雑誌名

      European Journal of Soil Biology

      巻: 83 ページ: 27-33

    • DOI

      10.1016/j.ejsobi.2017.10.002

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 四万十川流域における天然林のスギ人工林化が土壌微生物群集組成に及ぼす影響2018

    • 著者名/発表者名
      沢田こずえ・稲垣善之・中島麻衣・杉原創・豊田剛己・舟川晋也
    • 学会等名
      土壌肥料学会神奈川大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高知県ヒノキ・スギ林土壌における炭素・窒素添加による有機物動態の解明2017

    • 著者名/発表者名
      沢田こずえ・稲垣善之・豊田剛己
    • 学会等名
      土壌肥料学会東北大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] 土壌生化学2019

    • 著者名/発表者名
      八島未和,犬伏和之,坂本一憲,沢田こずえ,谷昌幸,小川直人,井藤和人,境雅夫,西澤智康,遠藤銀朗,齋藤勝晴,國頭恭,唐澤敏彦,妹尾啓史,程為国
    • 総ページ数
      192
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254435733
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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