水田におけるアゾラ被覆がメタン排出に影響を及ぼす機構の解明

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22F22399
• 配分区分: 補助金
• 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
• 研究代表者: 常田 岳志 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境研究部門, 上級研究員 (20585856)
• 研究分担者: KIMANI SAMUEL 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境研究部門, 外国人特別研究員
• 研究期間 (年度): 2022-11-16 – 2025-03-31
• キーワード: 温室効果ガス / メタン / 水田 / イネ / アゾラ

研究実績の概要

初年度である2022年度は、非耕作期間である10月から研究を開始したため、本田では試験を行わず、既存の知見の整理、本田で行うメタン測定手法のテスト、メタン酸化試験の準備などを行った。
メタン測定では分光学的な手法を用いた携帯型メタン計を使い、高い時間分解能でメタン排出速度を観測する手法をテストし、泡による排出とイネ体を経由する排出とを分離定量できることを確かめた。
一方、メタン酸化の定量のため、その阻害剤（CH2F2）を用いた予備試験を行ったところ、携帯型メタン計はCH2F2の存在下ではメタンをうまく定量できないことが分かった。これはCH2F2も温室効果ガスの一種であり、赤外量域に強い吸収体を持つためだと考えられた。一方で、ガスクロマトグラフでは、メタンとCH2F2とをクロマトグラフにより分離でき、問題無く定量できることが確認された。
またアゾラのように、イネ以外と植物が水田からのメタン排出に影響を与えるかを調べるため、水田雑草（コナギ）がある場合とない場合とで、水田からのメタン排出が変化するかをポット試験で調査した。その結果、コナギがある方がメタン排出量が小さくなることがわかった。これは、水田からのメタン排出量には植物の存在が大きく影響しており、イネ以外の植物による影響も大きいことを示している。
またこれまでKimani氏が携わってきた研究を取りまとめ、国際シンポジウムにおいて多数の研究発表を行った。

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

10月からの開始であったが、半年余りの間に、過去の試験をとりまとめてシンポジウムで多数の発表を行うなど精力的に活動した。ガス分析手法の検討を進めるとともに、アゾラ被覆とも関係する他の試験のガス分析等を進め、新たな知見を得るなど、概ね順調に進展したと判断できる。

今後の研究の推進方策

アゾラの利用にあたっては、関連法規やコンプライアンス上でクリアすべき事項があるため、関連部署と連絡をとりあって適切に対応する。仮に導入に時間がかかる場合は、カバークロップや他の関連する試験項目について、先行してデータ収集や解析を進めることとする。

研究成果

• [学会発表] Influence of Azolla incorporation and/or dual cropping on rice growth and CH4 and N2O emissions (2023)
  • 著者名/発表者名: Samuel M. Kimani, Satoshi Hattori, Keitaro Tawaraya, Shigeto Sudo, and Weiguo Cheng
  • 学会等名: Hybrid International Symposium on Organic Rice Farming in East and Southeast Asian Countries: Techniques and Effects (HIS-ORF)
  • 国際学会
• [学会発表] Methane emissions from Takanari and Koshihikari were reduced by no weeding in organic farming (2023)
  • 著者名/発表者名: Jean Yves Dukuzumuremyi, Christian Nkurunziza, Margi Asih Maimunah, Eric Cantona, Samuel M. Kimani, Shigeto Sudo, Murayama Hideki, and Weiguo Cheng
  • 学会等名: Hybrid International Symposium on Organic Rice Farming in East and Southeast Asian Countries: Techniques and Effects (HIS-ORF)
  • 国際学会
• [学会発表] Weeding frequencies enhanced rice competitiveness to weeds in Japanese organic farming (2023)
  • 著者名/発表者名: Margi Asih Maimunah, Valensi Kautsar, Samuel M. Kimani, Nanami Sekishita, Yuka Hosogoe, Shinkichi Takami, Keitaro Tawaraya, Murayama Hideki, and Weiguo Cheng
  • 学会等名: Hybrid International Symposium on Organic Rice Farming in East and Southeast Asian Countries: Techniques and Effects (HIS-ORF)
  • 国際学会
• [学会発表] Carbon decomposition and nitrogen mineralization of rice straw and Azolla green manure by earthworm vermicomposting (2023)
  • 著者名/発表者名: Christian Nkurunziza, Jean Yves Dukuzumuremyi, Margi Asih Maimunah, Samuel M. Kimani, Keitaro Tawaraya, and Weiguo Cheng
  • 学会等名: Hybrid International Symposium on Organic Rice Farming in East and Southeast Asian Countries: Techniques and Effects (HIS-ORF)
  • 国際学会
• [学会発表] Effect of surface soil disturbance by hand weeding on organic rice cultivaion during three seasons (2023)
  • 著者名/発表者名: Nanami Sekishita, Shinkichi Takami, Samuel M. Kimani, Yuka Hosogoe, Keitaro Tawaraya, and Weiguo Cheng
  • 学会等名: Hybrid International Symposium on Organic Rice Farming in East and Southeast Asian Countries: Techniques and Effects (HIS-ORF)
  • 国際学会
• [学会発表] Weeds diversity and nitrogen uptake response to weeding frequencies in Japanese organic rice field (2023)
  • 著者名/発表者名: Margi Asih Maimunah, Valensi Kautsar, Samuel M. Kimani, Nanami Sekishita, Yuka Hosogoe, Shinkichi Takami, Keitaro Tawaraya, Murayama Hideki, and Weiguo Cheng
  • 学会等名: Hybrid International Symposium on Organic Rice Farming in East and Southeast Asian Countries: Techniques and Effects (HIS-ORF)
  • 国際学会
• [学会発表] Comparison of the carbon and nitorgen storages between paddy fields and rice sites located inside and outside of Mogami-riverbed in Shonai area, Yamagata (2023)
  • 著者名/発表者名: Kazuma Kaneko, Yuka Hosogoe, Shinkichi Takami, Nanami Sekishita, Samuel M. Kimani, Christian Nkurunziza, Hikaru Nakamura, Misaki Kaneko, Miki Funada, Margi Asih Maimunah, Andara Ayu Dyati, Eric Cantona, Intan Lusiana Dewi, Toan Nguyen-Sy, Keitaro Tawaraya, and Weiguo Cheng
  • 学会等名: Hybrid International Symposium on Organic Rice Farming in East and Southeast Asian Countries: Techniques and Effects (HIS-ORF)
  • 国際学会