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田畑輪換圃場の微生物群集動態を長期継続調査し水田土壌微生物群集の安定性を解明する

研究課題

研究課題/領域番号 18H02114
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分38010:植物栄養学および土壌学関連
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)

研究分担者 村瀬 潤  名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (30285241)
渡邉 健史  名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (60547016)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2022年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2021年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2019年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2018年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワード田畑輪換 / 土壌微生物
研究成果の概要

水田では1年の間で湛水と落水が繰り返されるが、土壌中の微生物は安定で頑健な群集を形成している。そのメカニズムを解明するため、3年間隔で畑転換と水田復元が繰り返される田畑輪換圃場の土壌微生物群集の動態を11年間に亘り調査・解析した。好気性・嫌気性のどちらの微生物でも転換畑作期間に存在量が低下し、水田復元期間に徐々に存在量が増加する傾向を示した菌群が多かった。転換畑作期間の群集構成は対照の連年水田と大きく異なったが、水田復元期間が1-3年と増すにつれ連年水田の群集構成に近づく傾向が認められた。水田特有の安定で頑健な群集は、水田を毎年湛水し水稲を栽培することにより形成され維持されていると考えられた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

田畑輪換試験圃場を対象にした長期間の調査により、水田土壌中の安定で頑健な微生物群集が畑転換により大きな影響を受け、水田に復元するとその影響が徐々に緩和されることを初めて明らかにした。水田の高い持続性と生産性に寄与していると考えられる土壌微生物群集の高い恒常性・適応性の維持に、毎年湛水し水稲を栽培することが重要であることを示し、作物生産や環境保全に水田土壌微生物の機能を有効利用する際に有用な基盤的知見を提供した。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 3件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 6件、 招待講演 5件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] Nazi Boni大学(ブルキナファソ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Bangabandhu Sheikh Mujibur Rahman農業大学(バングラデシュ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Protists: the hidden ecosystem players in a wetland rice field soil2023

    • 著者名/発表者名
      Murase Jun, Asiloglu Rasit
    • 雑誌名

      Biology and Fertility of Soils

      巻: - 号: 6 ページ: 255-255

    • DOI

      10.1007/s00374-023-01705-9

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Methylocystis iwaonis sp. nov., a type II methane-oxidizing bacterium from surface soil of a rice paddy field, and emended description of the genus Methylocystis (ex Whittenbury et al. 1970) Bowman et al. 19932023

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Kaise, Joseph Benewinde Sawadogo, Mohammad Saiful Alam, Chihoko Ueno, Dayeri Dianou, Rina Shinjo, Susumu Asakawa
    • 雑誌名

      International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology

      巻: - 号: 6

    • DOI

      10.1099/ijsem.0.005925

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Pool size of microbial biomass potassium in various farmland soils2022

    • 著者名/発表者名
      Yamashita Kohei, Nishida Mizuhiko, Akita Kazunori, Ito Toyoaki, Saito Masanori, Honjo Hiroki, Shinohara Makoto, Asakawa Susumu
    • 雑誌名

      Soil Science and Plant Nutrition

      巻: 68 号: 3 ページ: 400-408

    • DOI

      10.1080/00380768.2022.2057786

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] イネの生育を支える水田の微生物と物質循環2022

    • 著者名/発表者名
      浅川 晋
    • 雑誌名

      温古知新

      巻: 59 ページ: 117-122

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Estimation of turnover time of microbial biomass potassium in paddy field soil2022

    • 著者名/発表者名
      Tokonami Yoshiki、Funao Taketo、Oga Toshiya、Nishida Mizuhiko、Takahashi Tomoki、Asakawa Susumu
    • 雑誌名

      Soil Science and Plant Nutrition

      巻: - 号: 2 ページ: 275-283

    • DOI

      10.1080/00380768.2022.2045553

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ecology of methanogenic and methane-oxidizing microorganisms in paddy soil ecosystem2021

    • 著者名/発表者名
      Asakawa Susumu
    • 雑誌名

      Soil Science and Plant Nutrition

      巻: 67 号: 5 ページ: 520-526

    • DOI

      10.1080/00380768.2021.1953355

    • NAID

      210000159204

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 日本人の主食 お米の生産を支える微生物2021

    • 著者名/発表者名
      浅川 晋
    • 雑誌名

      土と微生物

      巻: 75 号: 2 ページ: 66-69

    • DOI

      10.18946/jssm.75.2_66

    • NAID

      130008109013

    • ISSN
      0912-2184, 2189-6518
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 水田土壌生態系におけるメタンの生成・酸化に関わる微生物の生態に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      浅川 晋
    • 雑誌名

      日本土壌肥料学雑誌

      巻: 91 ページ: 309-312

    • NAID

      130007925036

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Long-term submergence of non-methanogenic oxic upland field soils helps to develop the methanogenic archaeal community as revealed by pot and field experiments2020

    • 著者名/発表者名
      WATANABE Takeshi, ASAKAWA Susumu, HAYANO Koichi
    • 雑誌名

      Pedosphere

      巻: 30 号: 1 ページ: 62-72

    • DOI

      10.1016/s1002-0160(19)60819-2

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transcription of mcrA Gene Decreases Upon Prolonged Non-flooding Period in a Methanogenic Archaeal Community of a Paddy-Upland Rotational Field Soil2018

    • 著者名/発表者名
      Liu Dongyan、Nishida Mizuhiko、Takahashi Tomoki、Asakawa Susumu
    • 雑誌名

      Microbial Ecology

      巻: 75 号: 3 ページ: 751-760

    • DOI

      10.1007/s00248-017-1063-2

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Estimation of turnover time of microbial biomass potassium in paddy field soil2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Tokonami, Taketo Funao, Toshiya Oga, Mizuhiko Nishida, Tomoki Takahashi, Susumu Asakawa
    • 学会等名
      22nd World Congress of Soil Science
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamics of Gallionella-related iron-oxidizing bacterial community in paddy field soil2022

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Watanabe, Tatsushi Naruse, Koki Nakagawa, Yoshinori Ban, Tomofumi Yoshida, Takahiro Kato, Mari Namikawa, Tomoki Takahashi, Mizuhiko Nishida, Nobuko Katayanagi, Ruth Agbisit, Lizzida Llorca, Yasukazu, Hosen, Jun Murase, Susumu Asakawa
    • 学会等名
      22nd World Congress of Soil Science
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pool size of microbial biomass potassium in various farmland soils2022

    • 著者名/発表者名
      Kohei Yamashita, Mizuhiko Nishida, Kazunori Akita, Toyoaki Ito, Masanori Saito, Hiroki Honjo, Makoto Shinohara, Susumu Asakawa
    • 学会等名
      The 15th international conference of the East and Southeast Asia Federation of Soil science societies
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水田土壌落水時の微好気性鉄酸化細菌群集の鉄酸化ポテンシャルの推定2022

    • 著者名/発表者名
      山口真輝, 森 小百合, 浅川晋, 渡邉健史
    • 学会等名
      2022年度日本土壌肥料学会中部支部・中部土壌肥料研究会例会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 日本人の主食 お米の生産を支える微生物2021

    • 著者名/発表者名
      浅川 晋
    • 学会等名
      日本土壌微生物学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 田畑輪換が土壌中の鉄酸化菌・還元菌の存在量に及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      松葉悠真, 伊藤舞香, 劉冬艶, 海野裕晃, 石川裕己, 土屋一成, 浪川茉莉, 高本慧, 戸上和樹, 高橋智紀, 西田瑞彦, 浅川晋, 渡邉健史
    • 学会等名
      日本土壌微生物学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 水田生態系の成り立ち:イネの生育を支える物質循環と微生物2021

    • 著者名/発表者名
      浅川 晋
    • 学会等名
      第11回CSJ化学フェスタ2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 土壌微生物バイオマスルビジウムの代謝回転時間の推定2021

    • 著者名/発表者名
      床並佳季, 船生岳人, 尾賀俊哉, 浅川 晋
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会中部支部第101回例会・中部土壌肥料研究会第111回例会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 水田土壌生態系におけるメタンの生成・酸化に関わる微生物の生態に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      浅川 晋
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2020年度岡山大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 炭素源添加後の水田土壌における微生物バイオマスカリウムの代謝回転時間の測定2020

    • 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2020年度岡山大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 田畑輪換が水田土壌中のメタン酸化菌およびアンモニア酸化菌の存在量に及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      Joseph Benewinde Sawadogo・Mohammad Saiful Alam・末國千佳・劉 冬艶・石川裕己・西田瑞彦・土屋一成・高橋智紀・浅川 晋
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2019年度静岡大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Effect of paddy-upland rotation on the abundance of methane-oxidizing and ammoniaoxidizing microbial communities in paddy field soil2019

    • 著者名/発表者名
      J.B. Sawadogo, M.S. Alam, C. Suekuni, D. Liu, H. Ishikawa, M. Nishida, K. Tsuchiya, T. Takahashi, S. Asakawa
    • 学会等名
      14th International Conference of the East and Southeast Asia Federation of Soil Sciecne Societies
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Paddy-upland rotation with rice-soybean makes a great impact on methanogenic archaeal community in soil2018

    • 著者名/発表者名
      Asakawa Susumu
    • 学会等名
      International Workshop on Mollisols Ecology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 土壌生物性診断を考える~土壌微生物群集解析の研究事例から~2018

    • 著者名/発表者名
      浅川 晋
    • 学会等名
      中部土壌肥料研究会平成30年度「春の講演会」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Effect of paddy‐upland rotation on methanogenic archaeal community structure in paddy field soil: evaluation by DNA‐ and mRNA‐based analyses2018

    • 著者名/発表者名
      Liu Dongyan, Ishikawa Hiroki, Nishida Mizuhiko, Tsuchiya Kazunari, Takahashi Tomoki, Asakawa Susumu
    • 学会等名
      21th World Congress of Soil Science
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] The Soils of Japan (分担章 8 Chubu Region [Hokuriku/Tokai])2021

    • 著者名/発表者名
      R Hatano, H Shinjo, Y Takata (Eds) (分担章担当者 N Ogawa, S Asakawa, J Murase, A Watanabe, H Murano, H Sasaki, K Hosokawa, M Saitou, M Kanda, F Uno, J Koike, H Watanabe, M Kasuya, Y Hirono, M Hara)
    • 総ページ数
      372
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9789811582288
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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