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2020 年度 実施状況報告書

低施肥栽培を目指した土壌微生物によるプライミング効果発現機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K15721
研究機関宇都宮大学

研究代表者

早川 智恵  宇都宮大学, 農学部, 助教 (10725526)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード黒ぼく土 / プライミング効果 / 13C-セルロース / 窒素採掘
研究実績の概要

本提案課題では、北海道の堆肥連用圃場の土壌を用いて、(1)『プライミング効果』による難分解性有機物からの窒素・リン放出を実証、(2)プライミング効果を駆動する微生物群集および最適環境条件(易分解性有機物量、炭素/養分比)を特定した上で、技術化の可能性を栽培試験による検証を行う予定である。1年目は、対照区の森林土壌にセルロースを添加した場合には、セルロース添加による微生物バイオマスの増殖に伴い、微生物による腐植からの窒素の獲得が促進されることが示唆された。一方、増殖した微生物バイオマスの減少とともに無機態窒素量の増加が見られたものの、養分放出の促進効果はごく短期間であった。これは、セルロース添加区において、微生物バイオマス中に長期間に渡って相対的に多くの窒素が保持されたためであると考えられる。2年目は引き続き培養実験を実施し、表層土に比べて埋没腐植土では微生物バイオマス全量は小さいものの、真菌/細菌比は埋没腐植の方が大きく、埋没腐植土では真菌がプライミング効果により寄与している可能性が示唆された。本成果は国際学会であるEGU2020 (European Geosciences Union)、日本土壌肥料学会および日本生態学会にて発表した。また、成果の一部をSoil Science and Plant Nutrition誌(Special issue, New frontiers of the nature, function and use of volcanic soils)に発表した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

今年度は特定の微生物群の定量手法の検討を行い、ターゲット微生物を定量PCRによって定量することが可能となったものの、新型コロナウイルスの影響により実験を中断・制限せざるを得なかったため、「やや遅れている」とした。

今後の研究の推進方策

中断・制限された培養実験および遺伝子解析実験については、再開・やり直しを実施し、プライミング効果に影響を及ぼす微生物群の特定を行う予定である。ただし、今年度も引き続き入手困難な消耗品・試薬類があるため、遺伝子解析については外注するなどの代替方法が可能か同時に検討を続けている。

次年度使用額が生じた理由

新型コロナウイルスの影響により現地開催が予定されていた国際学会および国内学会が全てオンライン開催に変更され旅費を使用しなかったことと、研究施設への立ち入り制限、消耗品・試薬類の入手困難等の影響により、実験・研究活動が中断されたため、予算の一部を繰り越した。コロナ禍が収束すれば、次年度の学会等への旅費や、再開する培養実験・遺伝子解析実験等に使用する計画である。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Fine root biomass stimulates microbial activity of glucose mineralization in buried humic horizon of volcanic ash soils2020

    • 著者名/発表者名
      Chie Hayakawa , Taichi Kobayashi , Kazumichi Fujii, Keishi Senoo
    • 雑誌名

      Soil Science and Plant Nutrition

      巻: 66:5 ページ: 724-733

    • DOI

      10.1080/00380768.2020.1820757

    • 査読あり
  • [学会発表] Cellulose addition can promote biodegradation of the burial humus in volcanic ash soils through priming effect2021

    • 著者名/発表者名
      早川智恵、藤井一至、植羅優香梨、稲垣善之、妹尾啓史
    • 学会等名
      日本生態学会
  • [学会発表] 早川智恵、藤井一至、植羅優香梨、稲垣善之、妹尾啓史2020

    • 著者名/発表者名
      埋没腐植におけるプライミング効果の発現条件の解明
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2020年度岡山大会
  • [学会発表] Glucose concentration controls priming effects and soil carbon storage under pasture and forest in volcanic ash soils of Hokkaido, Japan2020

    • 著者名/発表者名
      Chie Hayakawa, Taichi Kobayashi, Kazumichi Fujii, Yoshiyuki Inagaki, Keishi Senoo
    • 学会等名
      European Geosciences Union 2020
    • 国際学会
  • [備考]

    • URL

      http://agri.mine.utsunomiya-u.ac.jp/about/08-01-49.html

  • [備考]

    • URL

      https://researchmap.jp/chayakawa

URL: 

公開日: 2021-12-27  

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