| 研究課題/領域番号 |
20H03113
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分41050:環境農学関連
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
杉原 創 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (30594238)
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| 研究分担者 |
田中 治夫 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (20236615)
宮嵜 英寿 一般財団法人地球・人間環境フォーラム(研究推進ユニット), 研究推進ユニット, 研究官 (30455232)
渡邉 哲弘 京都大学, 農学研究科, 准教授 (60456902)
國頭 恭 信州大学, 学術研究院理学系, 教授 (90304659)
堀川 祥生 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (90637711)
関 真由子 名古屋大学, 生命農学研究科, 特任助教 (70963453)
李 哲揆 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 助教 (40770920)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2022年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2021年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
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| キーワード | 熱帯畑作地 / 持続可能性 / 炭素隔離 / 微生物群集 / 有機物分解 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
半乾燥熱帯で蔓延する貧困と飢餓の解決はSDGsでも取り上げられる喫緊の課題であり、その実現には、生産と保全を両立する土壌有機物管理法の確立が求められる。本研究では「分解者である“土壌微生物群集機能の改善”こそが熱帯での炭素隔離に有効である（＝生物的炭素隔離）」という仮説を立て、多様な微生物種の集合体ともいえる堆肥の利用に着目して研究を行う。微生物群集の人為的改変（多様性の回復）が、微生物群集内・間における炭素利用効率の向上を促すことで土壌炭素隔離の促進に貢献することを実証する。以上より、生物的炭素隔離という新たな概念から、熱帯で生産と保全を両立する有機物管理法の創出を目指す。
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| 研究実績の概要 |
半乾燥熱帯で蔓延する貧困と飢餓の解決はSDGsでも取り上げられる喫緊の課題であり、その実現には、生産と保全を両立する土壌有機物管理法の確立が求められる。しかし、有機物分解が速い熱帯畑作地において、土壌へ有機物（炭素）を効率的に隔離する技術は未だ確立されていない。そこで本研究課題では「分解者である“土壌微生物群集機能の改善”が熱帯での炭素隔離に有効である（＝生物的炭素隔離）」という仮説を立て、各種検証に取り組んだ。なお、当初計画していた新規技術の検証のための現地圃場試験は、COVID-19の問題で実施が困難であったため、現地共同研究者と議論の上、これまでに採取した土壌に加え、類似の生態環境を持つ土壌試料を新たに含めて研究を進めることで、当該研究を発展・深化させることとし、研究に取り組んだ。
研究成果概要は以下のとおりである。南インドの熱帯畑作地において、バイオ炭や堆肥等の有機資材の施用が土壌中の炭素循環及び作物生産に与える影響について解明した。この結果、バイオ炭と堆肥の同時施用により土壌微生物の分解活性が抑制され、結果的に炭素隔離が促進することを発見したほか、堆肥利用のみでは低い作物生産を改善することは困難であり、バイオ炭、堆肥、化学肥料の3種を目的に応じて使い分けていく必要があることを示した。また、炭素、窒素、リンに関連する酵素活性および微生物バイオマス量を測定し化学量論的に土壌微生物の機能制限因子を解析した結果、堆肥施用量を増加させることによりリン制限が緩和されることで、土壌微生物群集とその機能が変化・改善し、炭素隔離に貢献しうることを発見した。これらの結果は、生物的炭素隔離を実現するために、施肥などによる養分化学量論的アプローチに基づく管理が有効であることを示す一方、土壌環境毎に炭素隔離能や実現すべき養分化学量論が異なることを示している。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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