生元素循環の相互作用と環境変動

• 研究課題/領域番号: 61030020
• 研究種目: 環境科学特別研究
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 和田 秀徳 東大, 農学部, 教授 (50011870)
• 研究分担者: 藤原 祺多夫 東京大学, 理学部, 助手 (90090521) ; 川村 史郎 明治大学, 農学部, 助教授 (20062028) ; 大森 正之 東京大学, 海洋研, 助手 (80013580) ; 三田村 緒佐武 大阪教育大学, 助教授 (50030458) ; 岩坪 五郎 京都大学, 農学部, 助教授 (00026395)
• 研究期間 (年度): 1986
• 研究課題ステータス: 完了 (1986年度)
• 配分額: 13,000千円 (直接経費: 13,000千円); 1986年度: 13,000千円 (直接経費: 13,000千円)
• キーワード: 脱窒 / 窒素代謝 / 炭素代謝 / 環境汚染 / 窒素固定 / 水質 / 生元素循環

研究概要

研究分担者がそれぞれ昨年度の研究を断続発展させる実験を行なった。
和田(秀)はまずアセチレンブロック法が湛水土壌における脱窒反応の解析に有効であることを確認し、この方法を活用して、湛水土壌中での脱窒反応が炭素源として加えられる有機化合物の種類と量によって大きく規制されていることを明らかにした。たとえば酢酸ナトリウム、ギ酸ナトリウムなどは添加量が多くなると脱窒化成だけでなく、【CO_2】生成活性も抑制することが見出された。
岩坪は高温高圧処理したし尿処理水(全Nの80%が【NH_4】-N)を森林に散布し、そのNの行方を追跡した。その結果、処理し尿水中の【NH_4】-Nのかなりの部分がアンモニア揮散で失われ、残りはマツに吸収されたり、【NO_3】に変化した後に流出水に伴って森林の外へ移動したりしていることが見出された。
三田村はびわ湖北湖において、植物プランクトンの炭素と窒素の摂取速度を測定し、両者の比(C/Nass)を調べ、C/Nass比が水深とともに減少することを見出し、その原因を追究した。その結果、現場・実験室のいずれの場合も、照度が高いとC/Nass比が高くなり、照度が低いとC/Nass比が低くなることが確められた。
大森は窒素固定条件下でラン藻を培養し、窒素代謝と炭素代謝の調節機構を調べた。まずこのラン藻の【NH_3】同化がグルタミン酸サイクルで行なわれていることを確かめ、【CO_2】同化>【N_2】固定条件ではグルタミン酸が集積し、【CO_2】同化<【N_2】-固定条件ではグルタミン,シトルリン,アルギニンが集積することを明かにした。さらに、グルタミンがシトルリンやアルギニンの基質になっていること、グルタミンからシトルリンが合成される際には光が必要なことなどを見出した。