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菌食性土壌動物による農耕地土壌からの一酸化二窒素ガス発生低減:普遍性の検証と応用

研究課題

研究課題/領域番号 20K21303
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分39:生産環境農学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

妹尾 啓史  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (40206652)

研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード一酸化二窒素ガス / 畑土壌 / 排出削減 / 菌食性土壌動物 / ココナッツハスク / 糸状菌脱窒 / 温室効果ガス排出削減 / 発生削減 / 土壌微生物 / 土壌動物 / 温室効果ガス削減技術
研究開始時の研究の概要

農耕地土壌は温室効果ガスである一酸化二窒素(N2O)の大きな発生源である。本研究では、「ササラダニ等の菌食性土壌動物が、N2Oを生成する土壌微生物を摂食することによってN2Oガスの発生を低減している」という萌芽的発見について、各種の土壌や肥料において起こる普遍的な現象であるのかを検証する。さらに、菌食性土壌動物が土壌中で集積・増殖を行う「住み家」としての効果が高い素材を探索する。本研究は、農業現場に普及する安定的で簡便なN2O削減技術に結びつき、地球環境保全に大きく貢献する。

研究成果の概要

農耕地土壌は温室効果ガスである一酸化二窒素(N2O)の大きな発生源である。土壌に施用された肥料に含まれる窒素が土壌微生物によって形態変換される過程で発生する。本研究では、「ササラダニ等の菌食性の土壌動物が、N2Oを生成する土壌微生物を摂食してN2Oガスの排出が低減している」という我々の発見について、各種の土壌や肥料において起こる現象であるかどうかを検証した。その結果、ササラダニの住み家となるココナッツハスクの施用は、各種の土壌中のダニ個体数を増加させ、有機質肥料由来のN2O排出を低減することが示された。化学肥料由来のN2O削減や、他の素材の住み家としての効果についてはさらに検討が必要である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

農耕地土壌は温室効果ガスの一つである一酸化二窒素(N2O)の大きな人為的排出源であり、その排出削減は世界的急務である。しかし、農業現場に普及する安定的で簡便な削減技術はこれまでになかった。本研究から、ココナッツハスクの施用により菌食性土壌動物を増加させ、有機質肥料の施用に由来するN2O排出を削減する技術は、土壌の種類や場所の異なる農耕地において広く有効であることが示唆された。また、尿素肥料施用に由来するN2O排出の削減にも有効である可能性も示された。本研究により、土壌生態系機能を簡便な方法で制御してN2O発生削減に結びつける斬新な技術の基盤を構築でき、地球環境保全への大きな貢献が期待できる。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Mitigating N2O emissions from agricultural soils with fungivorous mites2021

    • 著者名/発表者名
      Shen Haoyang、Shiratori Yutaka、Ohta Sayuri、Masuda Yoko、Isobe Kazuo、Senoo Keishi
    • 雑誌名

      The ISME Journal

      巻: online 号: 8 ページ: 2427-2439

    • DOI

      10.1038/s41396-021-00948-4

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Fungal control in cropland fields via enhancing belowground fungal graze with waste coconut husks2021

    • 著者名/発表者名
      Haoyang Shen, Masayuki Maeda, Tadashi Nagamine, Yutaka Shiratori, Keishi Senoo
    • 学会等名
      Nature Conference: Waste Management and Valorisation for a Sustainable Future
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Defending against fungal threats from agricultural soils via intensied belowground fungal grazing2021

    • 著者名/発表者名
      Haoyang Shen, Yutaka Shiratori, Masayuki Maeda, Tadashi Nagamine, Keishi Senoo
    • 学会等名
      日本微生物生態学会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] Mites mitigate soil N2O emissions by consuming fungal N2O producers2021

    • 著者名/発表者名
      Shen H., Shiratori Y., Maeda M., Ohta S., Nagamine, T., Masuda Y., Isobe K., Senoo K.
    • 学会等名
      World Microbe Forum
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 菌食性ササラダニによる農耕地土壌からのN2O発生削減(III):日本の各地の圃場で実践2020

    • 著者名/発表者名
      申浩洋、白鳥豊、前田征之、永峰賢、深野透、妹尾啓史
    • 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 実施状況報告書

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公開日: 2020-08-03   更新日: 2023-01-30  

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