| 研究課題/領域番号 |
20H04382
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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64050:循環型社会システム関連
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| 研究機関 | 弘前大学 |
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研究代表者 |
杉山 修一 弘前大学, 農学生命科学部, 客員研究員 (00154500)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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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 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
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| キーワード | 温室効果ガス排出抑制 / 水田 / メタン生成菌 / 窒素固定菌 / 生物地球化学 / 窒素固定細菌 / 無肥料 / メタン分解菌 / 鉄還元菌 / 硫酸還元菌 / メタン / 温暖化抑制 / 嫌気的分解 / 自然栽培 / 温暖化対策 / メタン放出 / メタンガス / 地球温暖化 / 水田土壌 / 生物的窒素固定 / 微生物プロセス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
CO2に比べ強力な温室効果をもつメタンは水田が主要な放出源の一つとなっており，その削減は温暖化防止のための有効な手段である。申請者はこれまでの無肥料栽培で生じる窒素欠乏水田では，メタンをエネルギー源として利用する窒素固定細菌が活性化し，土壌からのメタン放出量の低下をもたらす結果を得た。水田からのメタン放出には炭素・窒素循環に関わる多数の微生物が関与しているため，この結果の普遍性を検証するには，現地水田でのメタンフラックスの測定と同時にそれに関わる微生物プロセスの解明が不可欠である。本研究では，現地での実証データにより，無肥料栽培水田からのメタン放出削減の科学的基盤を確立することを目指している。
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| 研究成果の概要 |
水田からのメタン発生の実態とそれに関与する要因を明らかにするために，メタン発生の実態と土壌微生物による影響を調べた。その結果，メタンは田植え後2週目頃から発生し，出穂期に最大となり，その後減少する。出穂期のメタン発生量は地域間に大きな差が見られ，宮城県の水田は秋田，新潟，岡山県の水田より10倍以上大きな発生量を示した。この差はメタン生成・分解に関わる微生物の作用より，むしろ水田の水管理，特に出穂期前の間断灌漑による土壌乾燥の影響が大きかった。水田の窒素固定は，嫌気呼吸に関与する鉄還元や硫酸還元に関与する細菌も貢献したが，メタン分解に関与する細菌の貢献が最も大きかった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
水田から放出されるメタンは，我が国の農林水産セクターの温室効果ガス排出量の37.2％を占め，水田からのメタン放出を抑制する技術の開発は大きな社会的意義を持つ。水田からのメタン発生は，酸素のない嫌気条件下で特定の微生物の働きにより起こる。本研究では，出穂期前の間断灌漑がメタン放出抑制に最も効果があること，メタンをエネルギー源として窒素固定を行う（窒素肥料をつくる）微生物を水田で活性化することで水田のメタン発生を大幅に抑制できる可能性を示した。本研究の結果は，我が国の温暖化対策に大きな意義を持つ。
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