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Consequences of intensive maize cultivation on soil microbiome and efficient nitrogen cycling in sub-Saharan Africa

研究課題

研究課題/領域番号 18KK0183
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

配分区分基金
審査区分 中区分41:社会経済農学、農業工学およびその関連分野
研究機関北海道大学

研究代表者

内田 義崇  北海道大学, 農学研究院, 准教授 (70705251)

研究分担者 多胡 香奈子  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境研究部門, 上級研究員 (20432198)
山本 昭範  東京学芸大学, 教育学部, 准教授 (20733083)
研究期間 (年度) 2018-10-09 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2020年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2019年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードサブサハラ / 窒素循環 / 土壌微生物 / 硝化 / 機能遺伝子 / 炭素循環 / 炭素欠乏 / 独立栄養細菌 / 無機態炭素固定 / 硝化菌 / 土壌劣化 / サブサヘルアフリカ / トウモロコシ
研究成果の概要

本研究では、サブサハラ・アフリカ地域における土壌劣化の深刻性を、窒素循環に関わる土壌微生物の機能と多様性によって評価し、有機物施用によるそれらの回復力を明らかにすることを目的としている。そのために、現地調査により土壌劣化の現
状やそれに伴う土壌理化学性の変化を明らかにし、海外の研究者と共同で土壌遺伝子の解析を行った。農地開発によって微生物コミュニティが多様化したこと、そのことが硝化などの微生物機能の向上に関連していることを発見した。さらに、農地開発に応答する微生物種や機能の一部は土壌採取場所に依存しているが、採取場所に依存せず共通して応答する種や機能遺伝子も存在することを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

サブサハラ・アフリカ土壌の農地開発によって特異的に増える、もしくは減る硝化菌グループが存在する可能性を示唆するデータを得ることができた。この結果はサブサハラ・アフリカ農地の土壌炭素欠乏がどのように低減できるか、または農地開発によって土壌炭素やその他栄養素の枯渇が起きないようにするための経営指針に繋がる基礎情報となった。

報告書

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

    (32件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (22件) 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 (9件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] ミネソタ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] ザンビア大学(ザンビア)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] ナイロビ大学(ケニア)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] ヘルムホルツ研究所(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] ミュンヘン工科大学ヘルムホル ツ研究所(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ナイロビ大学(ケニア)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] リロングウェ大学(マラウイ)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ザンビア大学(ザンビア)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ミュンヘン工科大学ヘルムホルツ研究所(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ナイロビ大学(ケニア)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] リロングウェ大学(マラウイ)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ザンビア大学(ザンビア)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ヘルムホルツ研究所(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ザンビア大学(ザンビア)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] リロングウェ大学(マラウイ)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ナイロビ大学(ケニア)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ミネソタ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ザンビア大学農学部(ザンビア)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ヘルムホルツ研究所(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ナイロビ大学(ケニア)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] リロングウェ大学(マラウイ)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ミネソタ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Changes in Soil Prokaryotic Diversity in Response to Land-Use Changes in Sub-Saharan Africa2021

    • 著者名/発表者名
      Takamitsu Ohigashi、
    • 雑誌名

      Soil Systems

      巻: 5 号: 4 ページ: 62-62

    • DOI

      10.3390/soilsystems5040062

    • 関連する報告書
      2021 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] Effects of cultivation on soil microbial community structures and functions related to nitrogen cycle in sub-Saharan Africa2021

    • 著者名/発表者名
      Ohigashi, T., Uchida, Y.
    • 学会等名
      Eurosoil
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Site-dependent and land-use effects on community structures and activities of ammonia-oxidizing bacteria and archaea in Zambian soils2021

    • 著者名/発表者名
      Ohigashi, T., Mori, S., Uchida, Y.
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Can soil microbes increase their diversity despite nutrient loss? ーStudy on effects of cultivation in sub-Saharan Africa2021

    • 著者名/発表者名
      Takamitsu OHIGASHI, Yoshitaka UCHIDA
    • 学会等名
      日本生態学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Evaluation of the effect of cultivation on nitrification potential and on the nitrifier abundance and community structure in Zambia2021

    • 著者名/発表者名
      Suzumi MORI, Takamitsu OHIGASHI, Yoshitaka UCHIDA
    • 学会等名
      日本生態学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Changes in the microbial diversity and the abundance of nitrification-related microbes by the cultivation in sub-Saharan Africa2020

    • 著者名/発表者名
      Takamitsu OHIGASHI, Yoshitaka UCHIDA
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Influence of Cultivation on Soil Microbial Diversity and Composition of Nitrification-Related Microbes in Sub-Saharan Africa2020

    • 著者名/発表者名
      Takamitsu OHIGASHI, Yoshitaka UCHIDA
    • 学会等名
      ASA, CSSA and SSSA International Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of cultivation on soil microbial community structures and functions in sub-Saharan Africa2019

    • 著者名/発表者名
      Takamitsu Ohigashi, Yoshitaka Uchida
    • 学会等名
      International Symposium on Biodiversity in the Global Food System
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] サブサハラアフリカにおける耕作が土壌微生物機能に及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      大東孝充 内田義崇
    • 学会等名
      令和元年度 日本生態学会北海道地区大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] サブサハラアフリカにおける耕作が土壌微生物の窒素循環関連機能に及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      大東孝充 内田義崇
    • 学会等名
      令和元年度 日本生態学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2018-10-12   更新日: 2024-01-30  

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