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2021 年度 実績報告書

植物根成孔隙マクロポアを活用した有機物蓄積と温室効果ガスの排出削減

研究課題

研究課題/領域番号 21H04747
研究機関岡山大学

研究代表者

森 也寸志  岡山大学, 環境生命科学学域, 教授 (80252899)

研究分担者 松本 真悟  島根大学, 学術研究院農生命科学系, 教授 (00346371)
前田 守弘  岡山大学, 環境生命科学学域, 教授 (00355546)
金子 信博  福島大学, 食農学類, 教授 (30183271)
宗村 広昭  岡山大学, 環境生命科学学域, 准教授 (90403443)
研究期間 (年度) 2021-04-05 – 2025-03-31
キーワードマクロポア / 土壌有機物 / メタン / 二酸化炭素 / 下方浸透
研究実績の概要

土壌カラムの管理の違いに,肥料,排水,マクロポア(粗大間隙)の有無の違いを設け,8管理3反復,24カラムで温室効果ガスの発生の違い設けると,肥料を投入しメタンが発生しやすい状況でも,排水が有り,マクロポアがあるときにメタンガスが有意に減少する成果を得た.同様に,牛ふん堆肥および3畜種混合堆肥を施用した土壌からのCO2, N2O発生を調べたところ,土壌NH4-N含量が高い場合には発生抑制が生じることがわかった.また,生ゴミ堆肥を施用した土壌からのCO2, N2O, CH4発生は堆肥化期間が長い方が少なくなることがわかった.
一方,自然環境下で耕起と不耕起草生栽培1年目の農地で土壌の比較を行い,不耕起草生栽培では土壌表層の炭素隔離が進行し,可給態の栄養塩,特に有効態リン酸が耕起栽培の3倍程度の濃度に増加することが明らになった.イネは,カリウムとケイ酸が不足した条件下でも,他の作物に比べてカリウムとケイ酸を効率的に吸収した.そして,高活性なアルミニウムは根圏にとどまり,有機物と結合して,難分解性の土壌炭素を生成した.ケイ酸を強力に吸収する植物は,鉱物風化によって活性アルミニウムを増加させる役割を担っており,土壌中の炭素蓄積に寄与していると考えられた.
土壌環境における水利用効率を最大にするため,流域(広域)レベルで水資源量の空間分布およびその季節変動を評価した.その中で土壌内への炭素貯留に大きな影響を持つ畑地,水田,プランテーションにおけるバイオマスの変動を中心に解析を進めた.また人為的な土地利用の変更が広域でのバイオマス量に与える影響について考察を進めた.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

初期の知見と研究の方向性がある程度適切であったと考えられ,初年度にあって,温室効果ガス排出削減と有機物蓄積に関わる学会発表を複数回行い,学術論文が掲載されている.また,水田構造の安定性にも関わるデータが得られており,地球環境の保全と農業生産基盤両者に貢献するデータが出せているから.

今後の研究の推進方策

二酸化炭素・メタン両者を同時計測する手段を得たことから,土壌有機物の蓄積だけでなく,消失についても議論し,両面から土壌有機物の安定性に言及していく.

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 8件)

  • [雑誌論文] Macropore structure and water management affect greenhouse gas emissions in agricultural fields2021

    • 著者名/発表者名
      Bui Thanh Long、Mori Yasushi、Yamamoto Yutaro、Maeda Morihiro
    • 雑誌名

      Paddy and Water Environment

      巻: 19 ページ: 661~672

    • DOI

      10.1007/s10333-021-00865-4

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Pinhole Multistep Centrifuge Outflow Method for Estimating Unsaturated Hydraulic Properties with Small Volume Soil Samples2021

    • 著者名/発表者名
      Bui Long Thanh、Mori Yasushi
    • 雑誌名

      Water

      巻: 13 ページ: 1169~1169

    • DOI

      10.3390/w13091169

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Evaluation of drought features in the Dakbla watershed, Central Highlands of Vietnam2021

    • 著者名/発表者名
      Ngoc Quynh Tram Vo、Somura Hiroaki、Moroizumi Toshitsugu
    • 雑誌名

      Hydrological Research Letters

      巻: 15 ページ: 77~83

    • DOI

      10.3178/hrl.15.77

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Environmental flow sustainability in the Lower Limpopo River Basin, Mozambique2021

    • 著者名/発表者名
      Nhassengo Osvaldo Silva Zefanias、Somura Hiroaki、Wolfe June
    • 雑誌名

      Journal of Hydrology: Regional Studies

      巻: 36 ページ: 100843~100843

    • DOI

      10.1016/j.ejrh.2021.100843

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Mineral weathering and silicon uptake by rice plants promote carbon storage in paddy fields2021

    • 著者名/発表者名
      Kusa Kanako、Moriizumi Mihoko、Hobara Satoru、Kaneko Mikoto、Matsumoto Shingo、Kasuga Junko、Ae Noriharu
    • 雑誌名

      Soil Science and Plant Nutrition

      巻: 67 ページ: 162~170

    • DOI

      10.1080/00380768.2021.1878471

  • [雑誌論文] Global data on earthworm abundance, biomass, diversity and corresponding environmental properties2021

    • 著者名/発表者名
      Nobuhiro Kaneko et al.
    • 雑誌名

      Scientific Data

      巻: 8 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41597-021-00912-z

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 有機物と乾湿の繰り返しを与えたマサ土における初期団粒形成の検証2021

    • 著者名/発表者名
      井原 崚貴, 森 也寸志
    • 学会等名
      土壌物理学会
  • [学会発表] 不耕起栽培とマクロポア導入から見る表層土壌の保水と有機質化のプロセス2021

    • 著者名/発表者名
      森也寸志, 岡 香菜子, Bui Thanh Long
    • 学会等名
      土壌物理学会
  • [学会発表] 少量の土壌試料から飽和透水係数を得る方法の提案2021

    • 著者名/発表者名
      小堀壮真, 森 也寸志
    • 学会等名
      土壌物理学会
  • [学会発表] Water and Mass Transfer in Soils and Optimal Farmland Management in the Rice Terraces of the Philippine Cordillera2021

    • 著者名/発表者名
      Tomoyo Kurozumi, Yasushi Mori, Hiroaki Somura, Pearl Basilio Sanchez, Gina Villegas-Pangga
    • 学会等名
      Japan Geophysical Union Annual meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of the gravity differences on early stage water movement in soils2021

    • 著者名/発表者名
      Ryoki Ihara, Yasushi Mori
    • 学会等名
      Japan Geophysical Union Annual meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Impact of Macropore Structure and Water Management on Greenhouse Gas Emissions, Total Soil Carbon and Nitrogen, and Soil Mineral Distribution in Agricultural Field2021

    • 著者名/発表者名
      Bui Thanh Long, Yasushi Mori, Morihiro Maeda
    • 学会等名
      Japan Geophysical Union Annual meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Neural network estimation of soil organic matter contents and its relation to other soil components2021

    • 著者名/発表者名
      Masaki Kiyohiro, Yasushi Mori, Takayuki Shuku
    • 学会等名
      Japan Geophysical Union Annual meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Greenhouse gas emission from organic matter rich paddy field affects the stability of rice terraces structure2021

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Mori, Mayuka Kashi, Bui Thanh Long, Tomoyo Kurozumi, Milagros Ong How
    • 学会等名
      PAWEES 2021 Conference, Taiwan
    • 国際学会
  • [学会発表] How should we manage a watershed for sustainable water environment?2021

    • 著者名/発表者名
      H. Somura, S. Yuwono , R. Yustika
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting (JpGU) 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] 登熟期の高温による玄米ヒ素濃度の上昇ならびにケイ酸・鉄資材施用による その低減2021

    • 著者名/発表者名
      藤﨑彗太・松本真悟・春日純子・小山雄太
    • 学会等名
      土壌肥料学会
  • [学会発表] 有機不耕起草生栽培の普及に向けた参加型実習農場の運営:あだたら食農Schoolfarmの実践2021

    • 著者名/発表者名
      金子信博・根本敬
    • 学会等名
      日本有機農業学会
  • [学会発表] Effects of different NH4+-N contents on N2O and CO2 emissions from manure compost-amended soil2021

    • 著者名/発表者名
      Thanuja Deepani Panangala Liyanage, Morihiro Maeda, Hiroaki Somura
    • 学会等名
      JpGU Meeting 2021, Makuhari Messe, Chiba, Japan
    • 国際学会
  • [学会発表] Assessment of drought trends in the Dakbla watershed, Vietnam,2021

    • 著者名/発表者名
      N.Q. Tram, H. Somura, T. Moroizumi
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting (JpGU)
    • 国際学会

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公開日: 2022-12-28  

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