水田土壌炭素の変動を予測するためのイネの根から分泌される有機態炭素量の測定

• 研究課題/領域番号: 23580087
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物栄養学・土壌学
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 程 為国 山形大学, 農学部, 准教授 (80450279)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2012年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2011年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: イネ / 有機態炭素 / 根の分泌物 / 品種 / 水耕栽培 / メタン / 安定同位体 / 分泌物 / 水田土壌 / 品種間差 / 根 / バイオマス / 分泌量

研究概要

イネの根から分泌される有機態炭素量は、水耕実験と土耕実験を用いて測定することができた。水耕実験では、水稲根から分泌される有機態炭素量は、植物個体あたりよりも、乾物生産あたりの品種間において差異性が顕著であった。また、砂質土壌を用いた土耕実験では、土壌溶液中に溶存したTOCとCH4量、または総CH4放出量は、品質が異なる3品種間に有意な違いも認められた。さらに、土壌有機態炭素量の少ないC4土壌と安定同位体自然存在比測定法を用いた土耕実験では、１つ栽培シーズン後、土壌に転流された炭素量は、植物イネ炭素同化量の11.6%と推定され、土壌中の炭素の約1割は、イネの根から転流されたことを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Application of a process-based biogeochemistry model, DNDC-Rice, to a rice field under free-air CO_2 enrichment (FACE) (2013)
  • 著者名/発表者名: Fumoto, T., Hasegawa, T., Cheng, W., Hoque, M.M., Yamakawa, Y., Shimono, H., Kobayashi, K., Okada, M., Li, C., Yagi, K
  • 雑誌名: Journal of Agricultural Meteorology 巻: 69 ページ: 173-190
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of elevated [CO2] on stem and root lodging among rice cultivars (2013)
  • 著者名/発表者名: Zhu, C., Cheng, W., Sakai, H., Oikawa, S., Laza, R.C., Usui, Y., Hasegawa, T
  • 雑誌名: Chinese Sciences Bulletin 巻: 58 ページ: 1787-1794
  • 査読あり
• [雑誌論文] The contribution of entrapped gas bubbles to the soil methane pool and their role in methane emission from rice paddy soil in free-air [CO2] enrichment and soil warming experiments (2013)
  • 著者名/発表者名: Tokida, T., Cheng, W., Adachi, M., Matsunami, T., Nakamura, H., Okada, M., Hasegawa, T
  • 雑誌名: Plant and Soi 巻: 364 ページ: 131-143
  • 査読あり
• [雑誌論文] Application of a process-based biogeochemistry model, DNDC-Rice, to a rice field under free-air CO2 enrichment (FACE) (2013)
  • 著者名/発表者名: Fumoto, T., Hasegawa, T., Cheng, W., Hoque, M.M., Yamakawa, Y., Shimono, H., Kobayashi, K., Okada, M., Li, C., Yagi, K.
  • 雑誌名: Journal of Agricultural Meteorology 巻: 69 ページ: 173-190
  • NAID: 130004878294
  • 査読あり
• [雑誌論文] The contribution of entrapped gas bubbles to the soil methane pool and their role in methane emission from rice paddy soil in free-air (2013)
  • 著者名/発表者名: Tokida, T., Cheng, W., Adachi, M., Matsunami, T., Nakamura, H., Okada, M., Hasegawa, T.
  • 雑誌名: Plant and Soil 巻: 364 号: 1-2 ページ: 131-143
  • DOI: 10.1007/s11104-012-1356-7
  • 査読あり
• [学会発表] 気候変動が作物生産と温室効果ガスに与える影響:稲作生産とメタン放出のバランスについて, (資料集日本作物学会記事第83巻別号1、p.474-475) (2014)
  • 著者名/発表者名: 程為国
  • 学会等名: 日本作物学会第237回講演会
  • 発表場所: 千葉
• [学会発表] 気候変動が作物生産と温室効果ガスに与える影響：稲作生産とメタン放出のバランスについて (2014)
  • 著者名/発表者名: 程 為国
  • 学会等名: 日本作物学会第237回講演会
  • 発表場所: 千葉大学
• [学会発表] Combined use of Azolla and loach suppressed weed Monochoria vaginalis and increased organically farmed rice yield (2013)
  • 著者名/発表者名: Weiguo Cheng, Yuka Okamoto, Shuhei Sato, Katsuya Kasahara, Keitaro Tawaraya, Hironori Yasuda
  • 学会等名: The 11th International Symposium on Integrated Field Science"Utilization of organic resources and Environmental protection"
  • 発表場所: Matsushima, Japan
• [学会発表] 水田圃場における土壌炭素・窒素量の年次変動に及ぼす温度上昇の影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 程為国・湯水栄・笠原勝也・俵谷圭太郎・長谷川利拡
  • 学会等名: 2013年度日本農業気象学会東北支部大会
  • 発表場所: 盛岡
• [学会発表] 水田と湿地土壌における炭素分解能と窒素無機化のモデル解析, (講演要旨集第59集、p.178) (2013)
  • 著者名/発表者名: 程為国・劉田・湯水栄・服部聡・林田光祐・俵谷圭太郎・黄耀
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2013年大会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] イネからのメタン放出量と根由来の有機物量におけるイネ品種間差の検討, (講演要旨資料、p.5) (2013)
  • 著者名/発表者名: 程為国・岡本有加・佐藤秀平・笠原勝也・俵谷圭太郎
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2013年度東北支部会
  • 発表場所: 福島
• [学会発表] イネからのメタン放出量と根由来の有機物量におけるイネ品種間差の検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 程 為国・岡本有加・佐藤秀平・笠原勝也・俵谷圭太郎
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2013年度東北支部会
  • 発表場所: 福島県農業総合センター
• [学会発表] 水田と湿地土壌における炭素分解能と窒素無機化のモデル解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 程 為国・劉 田・湯 水栄・服部 聡・林田光祐・俵谷圭太郎・黄 耀
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2013年大会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] Combined use of Azolla and loach suppressed weed Monochoria vaginalis and increased organically farmed rice yield (2013)
  • 著者名/発表者名: Weiguo Cheng, Yuka Okamoto, Shuhei Sato, Katsuya Kasahara, Keitaro Tawaraya, Hironori Yasuda
  • 学会等名: The 11th International Symposium on Integrated Field Science“Utilization of organic resources and Environmental protection"
  • 発表場所: Matsushima, Japan
• [学会発表] Organic rice production by applying Azolla and loach (2012)
  • 著者名/発表者名: Weiguo Cheng
  • 学会等名: 2nd international workshop on Sustainable rice production
  • 発表場所: Tsuruoka, Japan
• [学会発表] Determining the amounts of organic carbon from root exudates among 8 kinds of rice cultivars by hydroponics at pH 5.2 (2012)
  • 著者名/発表者名: W. Cheng, Y. Okamoto, H. Kikuchi, S. Kobayashi, A. Kajihara, K. Tawaraya, and T. Wagatsuma
  • 学会等名: The 8th international symposium on plant soil interactions at low pH
  • 発表場所: Bengaluru, India
• [学会発表] Dynamics of soil carbon and nitrogen influenced by elevated temperature in a Japanese rice paddy field (2012)
  • 著者名/発表者名: Shuirong Tang, Weiguo Cheng, Minehiko Fukuoka, Mayumi Yoshimoto, Hidemitsu Sakai, Takeshi Tokida, Keitaro Tawaraya, Toshihiro Hasegawa
  • 学会等名: World Crop FACE Workshop
  • 発表場所: Bengaluru, India
• [学会発表] 拡:過去100年のイネ品種の生育とメタン放出に及ぼす二酸化炭素濃度上昇の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 劉田・岡本有加・佐藤秀平・笠原勝也・湯水栄・服部聡・林田光祐・俵谷圭太郎・程為国
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2012年大会
  • 発表場所: 鳥取
• [学会発表] Determining the amounts of organic carbon from root exudates among 8 kinds of rice cultivars by hydroponics at pH 5.2 (2012)
  • 著者名/発表者名: Cheng, W., Okamoto, Y., Kikuchi, H., Kobayashi, S., Kajihara, A., Tawaraya, K., Wagatsuma, T.
  • 学会等名: The 8th international symposium on plant soil interactions at low pH
  • 発表場所: University of Agricultural Sciences, Bengaluru, India
• [学会発表] Dynamics of soil carbon and nitrogen influenced by elevated temperature in a Japanese rice paddy field (2012)
  • 著者名/発表者名: Shuirong Tang, Weiguo Cheng, Minehiko Fukuoka, Mayumi Yoshimoto, Hidemitsu Sakai, Takeshi Tokida, Keitaro Tawaraya, Toshihiro Hasegawa
  • 学会等名: World Crop FACE Workshop
  • 発表場所: Tsukuba International Congress Center, Tsukuba, Japan
• [学会発表] 湿地化した放棄水田と継続水田における土壌炭素分解能の比較 (2012)
  • 著者名/発表者名: 劉 田・岡本有加・佐藤秀平・笠原勝也・湯 水栄・服部 聡・林田光祐・俵谷圭太郎・程 為国
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2012年大会
  • 発表場所: 鳥取大学、鳥取
• [学会発表] Soil microbial biomass C andδ13C values of total and soluble organic C responded to free air CO2 enrichment (FACE) in rice paddy (2011)
  • 著者名/発表者名: Miwa Matsushima, Weiguo Cheng, Takeshi Tokida, Hirofumi Nakamura, Kazuyuki Inubushi, Masumi Okada, Toshihiro Hasegawa
  • 学会等名: Soil Science Society of America, San Antonio
  • 発表場所: TX, USA
• [学会発表] 程為国、小林理美、酒井英光、俵谷圭太郎、長谷川利拡 (2011)
  • 著者名/発表者名: 程為国、小林理美、酒井英光、俵谷圭太郎、長谷川利拡
  • 学会等名: 日本農業気象学会東北支部2011年大会
  • 発表場所: 山形市
• [学会発表] 水稲根から分泌される有機態炭素量の品種間における差異性, (講演要旨集第57集、p.98) (2011)
  • 著者名/発表者名: 岡本有加、程為国、菊地遥、小林理美、梶原晶彦、我妻忠雄、俵谷圭太郎
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2011年大会
  • 発表場所: つくば
• [学会発表] 安定同位体自然存在比を用いた湛水土壌中における植物由来の有機態炭素量の推定:C3植物とC4植物の切替え栽培4年目の結果, (講演要旨集第57集、p.15) (2011)
  • 著者名/発表者名: 程為国、菊地遥、俵谷圭太郎
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2011年大会
  • 発表場所: つくば
• [学会発表] 水稲根から分泌される有機態炭素量の品種間における差異性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岡本有加・程 為国・菊地 遥・小林理美・梶原晶彦・我妻忠雄・俵谷圭太郎
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2011年大会
  • 発表場所: 茨城県つくば市