| 研究課題/領域番号 |
26520301
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
内田 義崇 北海道大学, (連合)農学研究科(研究院), 助教 (70705251)
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| 研究分担者 |
森泉 美穂子 龍谷大学, 農学部, 准教授 (10220039)
石井 聡 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10612674) [辞退]
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| 研究期間 (年度) |
2014-07-18 – 2017-03-31
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| キーワード | 亜酸化窒素 / ヘアリーベッチ / 土壌有機物 / 分解 |
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| 研究実績の概要 |
作物残さは、肥料として有効に利用できる可能性を秘めているが、その分解速度やそれによって増減する微生物、またそれら活動によって発生する温室効果ガスなどを網羅的に調査・評価する必要がある。
去年度は黒ぼく土と灰色低地土で、マメ科植物であり、窒素肥料としての利用可能性が高いヘアリーベッチを分解させる実験を行った。本年度は、その実験をさらに発展させ、15N肥料を散布し生育させたヘアリーベッチを用いた実験を行った。特に今年度は土壌表面で15Nラベリングされたヘアリーベッチを分解させた場合にどれほど亜酸化窒素が発生するかを調査した。さらに、土壌にもみ殻燻炭を漉き込むことにより亜酸化窒素発生量が変化するのかを考察した。
結果として、３０日程度の培養期間内で積算した亜酸化窒素発生量は、灰色低地土（36 mg N ha-1）で黒ぼく土（31 mg N ha-1）より僅かに高かった。もみ殻燻炭の効果は積算の亜酸化窒素発生量に対しては無かったが、突発的に高くなる亜酸化窒素発生がもみ殻燻炭施用によって抑えられる傾向は見られた。さらに、亜酸化窒素の15N量から計算した結果、ヘアリーベッチ由来の亜酸化窒素に限れば、もみ殻燻炭施用によって亜酸化窒素発生量が増加していることも明らかになった。土壌中の窒素がもみ殻燻炭によって吸着され、土壌微生物が土壌表面の窒素を好んで利用している可能性もあるため、今後精緻に検証する予定である。
なお、本研究は、学術論文として投稿済で現在査読中である。
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| 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
15Nでラベリングされた植物の作成と、それを土壌表層に散布した際の温室効果ガス（亜酸化窒素）発生量を計測出来たため、研究は大きく進捗した。初年度で明らかになった土壌タイプによる土壌表面での有機物分解による無機態窒素（アンモニアと硝酸）蓄積傾向の違いを解明するための一つの基礎データが得られた。
また、アセチレン還元法による窒素（N2）の発生についても調査をした。土壌タイプやもみ殻燻炭施用によって明らかな違いが見られなかった亜酸化窒素（N2O）発生量とは異なり、窒素発生量はもみ殻燻炭施用によって明らかに減少した。亜酸化窒素と窒素の発生量を合わせることによって、脱窒による土壌からの窒素減少の指標となるため、本研究で最終的に明らかにしたい土壌表面での植物分解による窒素の有効利用法確立のためのデータが得られた。
さらに、今年度行った実験では、ある程度土壌水分量が高い状態で表面での有機物分解を観察したが、その場合、分解が進むにつれて土壌密度が上昇すること、もみ殻燻炭によってその土壌密度上昇がある程度抑えられることがわかった。そのため、土壌物理性の短～長期的変化と土壌表面での有機物分解についての関連性が理解されつつある。
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| 今後の研究の推進方策 |
１．土壌表面に有機物を施用することによって、どのような微生物が増減するのかを調査する。ここでは、16S rRNAを利用し、微生物群衆構造を調べることを目指す。土壌中DNA抽出の効率や適正なプライマの選出などを行う。
２．土壌表面にて有機物が分解する際に窒素を含む有機物の分子構造がどのように変化するのかをHPLC-CLNDを用いて調査する。この機器により、窒素を含む有機物を分子量別に分離して定量することが出来る。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
前年度未使用額のうち、7,729円に関しては、研究分担者である森泉美穂子に平成26年に配分した分担金の残りである。
残額として15,120円を計上するが、それは平成28年3月に納品を完了したが、支出が平成28年度となったため、次年度使用額が生じたためである。
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| 次年度使用額の使用計画 |
今年度中に、森泉美穂子によって化学分析、また学会参加が予定されているため、使用される。
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