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ペリレンキノン系色素で複雑な土壌有機物の安定化機構の解明に迫る

研究課題

研究課題/領域番号 17K18154
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 植物栄養学・土壌学
環境動態解析
研究機関日本大学

研究代表者

小林 孝行  日本大学, 生物資源科学部, 講師 (10551228)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 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: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードペリレンキノン / 土壌有機物 / 安定化機構 / 土壌有機物の安定化機構 / 存在形態 / 地球温暖化 / 土壌学 / 土壌圏現象
研究成果の概要

本研究では複雑な土壌有機物の安定化機構の解明について、土壌ペリレンキノン(PQs)色素を用いたアプローチで試みた。本研究により以下の主要な結果を得た。
1)PQsの主成分がDHPQ(4,9-dihydroxypelyrene-3,10-quinone)であることを示し、DHPQおよびDHPQ誘導体の分別定量法を開発した。
2)DHPQおよびDHPQ誘導体は世界中の土壌に広く分布することを明らかにした。また、火山灰土壌(黒ボク土)におけるPQ色素は腐植酸画分から安定なヒューミン画分に遷移する可能性を示した。さらに、PQ色素は活性Alとの複合体形成により長期に渡り安定に存在する可能性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

土壌有機物(SOM) の安定化機構の解明は、地球環境の将来予測等にも繋がる学術的かつ社会的にも重要な研究課題であるが、SOMは複雑で多様な有機物の混合物であるため全容解明には至っていない。特定の有機物成分であるPQsを対象とした本研究は、SOMの多様性を軽減した研究と位置付けられる。本研究によりPQs色素の主要な化学構造の同定と定量法の確立が達成できた。さらに、DHPQは古土壌を含む世界の様々な土壌に広く分布することが明らかとなった。これは、SOM安定化機構の掌握においてPQs色素が世界中の土壌で活用可能であることを示唆しており、本研究の成果は学術的意義の高い内容であるものと考えている。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Characterization of the perylenequinone pigments in Japanese Andosols and Cambisol2019

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi T, Rasmussen C, Sumida H
    • 雑誌名

      Soil Science and Plant Nutrition

      巻: 65 号: 1 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1080/00380768.2018.1536846

    • NAID

      210000012047

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 南九州累積性火山灰土壌の一般理化学性とその土壌分類2019

    • 著者名/発表者名
      岩下真理、小林孝行、井上弦、隅田裕明
    • 学会等名
      日本ペドロジー学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 土壌中のペリレンキノン緑色色素の構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      小林孝行、伊藤信靖、袴田航、隅田裕明
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 日本および米国土壌におけるペリレンキノン色素の分布特性2018

    • 著者名/発表者名
      小林孝行、Dhakal Prakash、Rasmussen Craig、隅田裕明
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 米国土壌におけるペリレンキノン系色素の分布特性2018

    • 著者名/発表者名
      小林孝行、Prakash Dhakal、Craig Rasmussen、隅田裕明
    • 学会等名
      日本ペドロジー学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 土壌中のペリレンキノン系緑色色素の分離精製とその化学構造特性2017

    • 著者名/発表者名
      小林孝行、袴田航、隅田裕明
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 富士黒土層を含む累積性黒ボク土断面におけるペリレンキノン系色素の分布特性2017

    • 著者名/発表者名
      小林孝行、隅田裕明
    • 学会等名
      第四紀学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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