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安定同位体自然存在比と微生物解析を用いた農耕地からのN2O発生メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 26292184
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 環境農学(含ランドスケープ科学)
研究機関国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構 (2016-2017)
国立研究開発法人 農業環境技術研究所 (2014-2015)

研究代表者

秋山 博子  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境変動研究センター, ユニット長 (00354001)

連携研究者 中島 泰弘  農研機構, 農業環境変動研究センター・物質循環研究領域・水質影響評価ユニット, 上級研究員 (10354086)
早津 雅仁  農研機構, 農業環境変動研究センター・物質循環研究領域・物質変換解析ユニット, 主席研究員 (70283348)
多胡 香奈子  農研機構, 農業環境変動研究センター・物質循環研究領域・物質変換解析ユニット, 主任研究員 (20432198)
星野 裕子 (高田 裕子)  農研機構, 農業環境変動研究センター(現)農研機構本部, 上級研究員 (40354104)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2016年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2015年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2014年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
キーワード温室効果ガス / 一酸化二窒素 / 硝化 / 脱窒 / 土壌 / 環境保全型農業 / 肥料 / 同位体比 / 農業環境 / 地球温暖化ガス排出削減 / 温室効果ガス削減
研究成果の概要

N2Oは強力な温室効果ガスであるとともにオゾン層破壊物質でもある。農業はN2Oの最大の人為的排出源であり、その主要な発生源である農耕地におけるN2Oの発生メカニズムの解明および発生削減技術の開発は急務である。
N2Oの発生経路は主に微生物による硝化および脱窒と考えられている。本課題は、応募者らがこれまでに開発した手法を発展させ、圃場でのN2Oフラックス連続測定、レーザー分光N2O同位体計によるN2O安定同位体自然存在比の連続測定および土壌微生物解析を組み合わせたN2O発生メカニズムの全体像の解明を行うことにより、将来的な発生抑制技術の開発につなげることを目的として実験を行った。

報告書

(5件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (22件) (うち招待講演 2件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Effects of inhibitors and biochar on nitrous oxide emissions, nitrate leaching, and plant nitrogen uptake from urine patches of grazing animals on grasslands: a meta-analysis2017

    • 著者名/発表者名
      Yanjiang Cai, Hiroko Akiyama
    • 雑誌名

      Soil Science and Plant Nutrition

      巻: 63 号: 4 ページ: 405-414

    • DOI

      10.1080/00380768.2017.1367627

    • NAID

      210000011918

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Responses of denitrifying bacterial communities to short-term waterlogging of soils waterlogging.2017

    • 著者名/発表者名
      Yong Wang, Yoshitaka Uchida, Yumi Shimomura, Hiroko Akiyama and Masahito Hayatsu
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1038/s41598-017-00953-8

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Estimate of bacterial and fungal N2O production processes after crop residue input and fertilizer application to an agricultural field by 15N isotopomer analysis2017

    • 著者名/発表者名
      2.Akinori Yamamoto, Hiroko Akiyama, Yasuhiro Nakajima, Yuko T Hoshino
    • 雑誌名

      Soil Biology & Biochemistry

      巻: 108 ページ: 9-16

    • DOI

      10.1016/j.soilbio.2017.01.015

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] An acid-tolerant ammonia-oxidizing γ-proteobacterium from soil2017

    • 著者名/発表者名
      3.Masahito Hayatsu, Kanako Tago, Ikuo Uchiyama, Atsushi Toyoda, Yong Wang, Yumi Shimomura,Takashi Okubo, Futoshi Kurisu, Yuhei Hirono, Kunihiko Nonaka, Hiroko Akiyama, Takehiko Itoh, Hideto Takami
    • 雑誌名

      ISME Journal

      巻: - 号: 5 ページ: 1130-114

    • DOI

      10.1038/ismej.2016.191

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Mitigation of soil N2O emission by inoculation with a mixed culture of indigenous Bradyrhizobium diazoefficiens.2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroko Akiyama, Yuko Takada Hoshino, Manabu Itakura, Yumi Shimomura, Yong Wang, Akinori Yamamoto, Kanako Tago, Yasuhiro Nakajima, Kiwamu Minamisawa & Masahito Hayatsu.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 号: 1 ページ: 32869-32869

    • DOI

      10.1038/srep32869

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nitrogen loss factors of nitrogen trace gas emissions and leaching from excreta patches in grassland ecosystems: A summary of available data2016

    • 著者名/発表者名
      Yanjiang Cai, Hiroko Akiyama
    • 雑誌名

      Science of the Total Environment

      巻: 572 ページ: 185-195

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2016.07.222

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effect of dicyandiamide and polymer coated urea applications on N2O, NO and CH4 fluxes from Andosol and Fluvisol fields2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroko Akiyama, Yoshitaka Uchida, Kanako TAGO, Yuko Takada HOSHINO, Yumi SHIMOMURA, Yong WANG, Masahito HAYATSU
    • 雑誌名

      SOIL SCIENCE AND PLANT NUTRITION

      巻: 61 号: 3 ページ: 541-551

    • DOI

      10.1080/00380768.2015.1028103

    • NAID

      110010031462

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 作物残渣からのN2O発生への糸状菌の寄与の検討-脱窒糸状菌の動態と抗菌剤処理の影響2017

    • 著者名/発表者名
      星野裕子、秋山博子、中島泰弘、山本昭範
    • 学会等名
      環境微生物学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 土着根粒菌の接種による一酸化二窒素の発生削減2017

    • 著者名/発表者名
      秋山博子
    • 学会等名
      第34回土・水研究会
    • 発表場所
      つくば農林ホール(茨城県つくば市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ダイズ圃場からの収穫期前後におけるN2O発生源の特定と土着ダイズ根粒菌混合菌株利用によるN2O発生削減2016

    • 著者名/発表者名
      星野 裕子,秋山 博子,板倉学,下村有美,王勇,山本昭範,多胡 香奈子,中島 泰弘,南澤究,早津 雅仁
    • 学会等名
      日本微生物生態学会
    • 発表場所
      横須賀市文化会館(神奈川県横須賀市)
    • 年月日
      2016-10-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ジャガイモ栽培圃場における土壌及び放置残渣の糸状菌相メタゲノム解析2016

    • 著者名/発表者名
      星野 裕子,上西 博英,秋山 博子,中島 泰弘,山本昭範
    • 学会等名
      日本土壌微生物学会
    • 発表場所
      岐阜大学(岐阜県岐阜市)
    • 年月日
      2016-06-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] N2O発生と発生機構の短期的時間変化:発生源としての作物残渣の重要性2016

    • 著者名/発表者名
      山本昭範、秋山博子、中島泰弘、星野(高田)裕子
    • 学会等名
      日本生態学会
    • 発表場所
      仙台市国際センター
    • 年月日
      2016-03-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 堆肥あるいは化成肥料で肥培管理されたキャベツおよびダイコン連作圃場からの温室効果ガス排出2016

    • 著者名/発表者名
      加藤孝太郎,奈良吉主,浜口一宏,横田克長,秋山 博子,江口 定夫,陽捷行
    • 学会等名
      日本有機農業学会
    • 発表場所
      山梨大学(山梨県甲府市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 土着ダイズ根粒菌混合菌株の接種によるダイズ圃場からのN2O発生削減2016

    • 著者名/発表者名
      秋山 博子,星野 裕子,板倉学,下村有美,王勇,山本昭範,多胡 香奈子,中島 泰弘,南澤究,早津 雅仁
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 発表場所
      佐賀大学(佐賀県佐賀市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Emissions and mitigation techniques of N2O from agricultural soils2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroko Akiyama
    • 学会等名
      BNI International Symposium BNI (Biological Nitrification Inhibition) - Potential impacts on nitrogen-cycling in global agricultural systems
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 堆肥および化成肥料を施用したキャベツ連作圃場からの温室効果ガス排出および硝酸イオン溶脱 -堆肥の連用は化成肥料の連用より地球環境の保全効果が高い-2015

    • 著者名/発表者名
      加藤孝太郎, 奈良吉主, 横田克長, 秋山博子, 江口定夫, 陽 捷行
    • 学会等名
      日本有機農業学会
    • 発表場所
      龍谷大学
    • 年月日
      2015-12-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Metagenome-mapping method discriminates native and inoculant populations of soybean bradyrhizobia in agricultural soil2015

    • 著者名/発表者名
      金原一真, 板倉学, 鶴丸博人, 星野(高田)裕子, 王勇, 秋山博子, 早津雅仁, 南澤究
    • 学会等名
      日本微生物生態学会
    • 発表場所
      土浦亀城プラザ
    • 年月日
      2015-10-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 圃場における土着ダイズ根粒菌のnirK遺伝子発現とN2O発生2015

    • 著者名/発表者名
      星野(高田)裕子, 板倉学, 秋山博子, 中島泰弘, 山本昭範, 下村有美, 王勇, 早津雅仁, 南澤究
    • 学会等名
      日本微生物生態学会
    • 発表場所
      土浦亀城プラザ
    • 年月日
      2015-10-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] N2O発生源としての作物残渣の重要性,2015

    • 著者名/発表者名
      秋山博子, 山本昭範, 内田義崇, 星野(高田)裕子, 多胡香奈子, 下村有美, 王勇, 早津雅仁
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 作物残渣由来N2Oの発生経路の時間変化2015

    • 著者名/発表者名
      山本昭範, 秋山博子, 中島泰弘, 星野(高田)裕子
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 土壌と地球温暖化―微生物は敵か味方か!? 国際土壌年―命を育む土壌を支える微生物2015

    • 著者名/発表者名
      秋山博子
    • 学会等名
      日本土壌微生物学会
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2015-05-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] N2O発生スポットであるジャガイモ地上部残渣の糸状菌群集構造2015

    • 著者名/発表者名
      星野(高田)裕子, 秋山博子, 中島泰弘, 山本昭範
    • 学会等名
      日本土壌微生物学会
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2015-05-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] N2O生成プロセスの時間変化パターンの解明に向けた試み-レーザー分光計によるN2O安定同位体比の連続測定-2015

    • 著者名/発表者名
      山本昭範、内田義崇、秋山博子、中島 泰弘
    • 学会等名
      第62回日本生態学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      2015-03-18 – 2015-03-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] N2O発生スポットであるジャガイモ地上部残渣からの糸状菌の分離2014

    • 著者名/発表者名
      星野(高田)裕子, 秋山博子, 中島泰弘, 山本昭範
    • 学会等名
      環境微生物系学会合同大会
    • 発表場所
      アクトシティ浜松コングレスセンター
    • 年月日
      2014-10-24 – 2014-10-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 接種したN2O還元酵素保有根粒菌の圃場における機能発現2014

    • 著者名/発表者名
      星野(高田)裕子, 板倉学, 秋山博子, 中島泰弘, 山本昭範, 下村有美, 王勇, 早津雅仁, 南澤究
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 発表場所
      東京農工大学
    • 年月日
      2014-09-09 – 2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 有機農法による畑土壌から発生する温室効果ガスの制御に関する研究(1) -施用資材の異なるキャベツ連作圃場からの亜酸化窒素フラックスの比較-2014

    • 著者名/発表者名
      奈良吉主, 加藤孝太郎, 横田克長, 河原崎秀志, 田渕浩康, 秋山博子, 陽捷行
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 発表場所
      東京農工大学
    • 年月日
      2014-09-09 – 2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 有機農法による畑土壌から発生する温室効果ガスの制御に関する研究(2) -施用資材の異なるキャベツ連作圃場からのメタンフラックスの比較-2014

    • 著者名/発表者名
      加藤孝太郎, 奈良吉主, 横田克長, 河原崎秀志, 田渕浩康, 秋山博子, 陽捷行
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 発表場所
      東京農工大学
    • 年月日
      2014-09-09 – 2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] レーザー分光計を用いた圃場におけるN2O安定同位体比の連続測定2014

    • 著者名/発表者名
      山本昭範, 内田義崇, 秋山博子, 中島泰弘
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 発表場所
      東京農工大学
    • 年月日
      2014-09-09 – 2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 黒ぼく土および灰色低地土圃場におけるジシアンジアミド入り肥料および被覆肥料の施用後のN2O、NOおよびCH4フラックス変化2014

    • 著者名/発表者名
      秋山博子, 内田義崇, 多胡香奈子, 星野(高田)裕子, 王勇, 早津雅仁
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 発表場所
      東京農工大学
    • 年月日
      2014-09-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] 土のひみつ ―食料・環境・生命―2015

    • 著者名/発表者名
      秋山博子
    • 出版者
      朝倉書店
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] 農業技術体系「窒素施肥土壌からのN2O発生とその削減」2014

    • 著者名/発表者名
      秋山博子
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      (社)農山漁村文化協会
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2019-03-29  

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