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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Establishment of "Minimum-loss" agriculture

Research Project

Project/Area Number 17H06171
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

舟川 晋也  京都大学, 地球環境学堂, 教授 (20244577)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 矢内 純太  京都府立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (00273491)
杉原 創  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 特任准教授 (30594238)
渡邉 哲弘  京都大学, 農学研究科, 准教授 (60456902)
沢田 こずえ  東京農工大学, その他の研究科, 研究員 (60795285)
真常 仁志  京都大学, 地球環境学堂, 准教授 (70359826)
柴田 誠  新潟食料農業大学, 食料産業学科, 助教 (40799607)
Project Period (FY) 2017-05-31 – 2022-03-31
Keywords環境調和型農業 / 生態系 / 伝統農耕 / 土壌微生物 / 窒素フラックス
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、近代農業の拡大に伴い顕在化してきた「農業生産の持続性の危機」および「農業起源の環境問題の拡大」を回避・解決するために、「ミニマム・ロスの農業」を構築する。ミニマム・ロスとは、1)下層土からの溶存成分の流出、2)土壌表層からのガス成分としての放出、3)土壌侵食を通した土壌粒子・有機物の物理的除去、を最小にすることである。具体的には、生態学や地域研究(農耕技術論)の手法を大胆に取り込んだ上で、ミニマム・ロスの文脈で規範となり得る自然生態系、および比較的長期間にわたって持続性を担保されてきた伝統的農耕における生態学的・農耕技術的プロセスを広く探索・解明し、これらを近代農業の文脈で適用可能な技術要素として再構築した上で提示する。平成30年度における課題毎の成果は以下の通りである。
1) 生態系の資源獲得戦略から見た植物/微生物共生成立過程と窒素フラックス規定要因の解明:ベトナム中南部高地のOxisols, Ultisols、マレーシア半島部中部のOxisols, Ultisolsにおいて、物質動態のモニタリングを継続中である。2)植物/微生物共生等によるエネルギー変換・生化学反応の解明:平成30年度には、天然林と人工林の違いに着目して微生物群集組成・機能を調べた。3) 在来作物品種の養分要求特性の解明:試験候補地の植物体および土壌試料の分析を継続中である。4) 水収支等水文過程の詳細実測および在来農耕における降雨特性・土壌特性に対する適応としての異なる表土管理の評価:ベトナム中部山間傾斜地において2年間にわたるモニタリングを終え、以前取得したラオス、タンザニア、カメルーンのデータと併せて解析中である。5) 在来農耕/多品種同時栽培の再評価:特にタンザニアのバナナ混植栽培について、土壌の違いに着目し、有機物施用の効果と物質動態の把握を中心とした試験を継続中である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

上記「研究実績の概要」4)において、ベトナム調査地における土壌侵食・表面流去水発生データが取得できたことで、今後Oxisolsと数種のUltisolsにおける土壌侵食発生要因の違いを明確に論じることが出来る見通しが立ったのは、大きな進展である。当初遅れ気味であった3)の日本における圃場実験についても基盤データが整い、カザフスタン半乾燥地農業との比較を可能とする試験設定にて、養分動態・有機物動態の実測開始が今年秋季に見込まれる。それ以外の1), 2), 5)はおおむね予定通り進捗している。このような現状に基づき、研究2年目の平成30年度末における達成度を、「(2)おおむね順調に進展している」と評価した。

Strategy for Future Research Activity

上記の現状評価に基づき、平成31年度には、課題1), 2), 4)に関わるベトナム・マレーシアでの圃場実験を継続するとともに、タンザニアにおいてAndisolsと比較しうるUltisols地域での圃場実験を開始する(課題5)。また日本とカザフスタンにおける試験開始を目指す(課題3)。

  • Research Products

    (40 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (6 results) Journal Article (14 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Peer Reviewed: 12 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 10 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] フエ農林大学(ベトナム)

    • Country Name
      VIET NAM
    • Counterpart Institution
      フエ農林大学
  • [Int'l Joint Research] ソコイネ農業大学(タンザニア)

    • Country Name
      TANZANIA
    • Counterpart Institution
      ソコイネ農業大学
  • [Int'l Joint Research] ボゴール農業大学(インドネシア)

    • Country Name
      INDONESIA
    • Counterpart Institution
      ボゴール農業大学
  • [Int'l Joint Research] マラウイ農業省研究局(マラウイ)

    • Country Name
      MALAWI
    • Counterpart Institution
      マラウイ農業省研究局
  • [Int'l Joint Research] タミルナドゥ農業大学(インド)

    • Country Name
      INDIA
    • Counterpart Institution
      タミルナドゥ農業大学
  • [Int'l Joint Research]

    • # of Other Countries
      1
  • [Journal Article] Immediate and subsequent effects of drying and rewetting on microbial biomass in a paddy soil2019

    • Author(s)
      Sawada, K., Funakawa, S., Kosaki, T.
    • Journal Title

      Soil Science and Plant Nutrition

      Volume: 65 Pages: 710-718

    • DOI

      10.1080/00380768.2018.1534217

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Importance of CO2 production in subsoil layers of drained tropical peatland under mature oil palm plantation2019

    • Author(s)
      Marwanto, S., Sabiham, S., Funakawa, S.
    • Journal Title

      Soil & Tillage Research

      Volume: 186 Pages: 206-213

    • DOI

      10.1016/j.still.2018.10.021

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Kinetics of arginine ammonification to estimate microbial activity of N mineralization in forest and cropland soils2019

    • Author(s)
      Fujii, K., Yamada, T., Hayakawa, C., Nakanishi, A., Funakawa, S.
    • Journal Title

      European Journal of Soil Biology

      Volume: 92 Pages: 1-7

    • DOI

      10.1016/j.ejsobi.2019.03.001

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Soil properties that determine the mortality and growth of Haloxylon Aphyllum in the Aral region, Kazakhstan2019

    • Author(s)
      Matsui, K., Watanabe, T., Kussainova, M., Funakawa, S. 2019
    • Journal Title

      Arid Land Research and Management

      Volume: 33 Pages: 37-54

    • DOI

      10.1080/15324982.2018.1496187

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Effects of white lupin and groundnut fractionated rhizosphere soil P of different P-limited soil types of Japan2019

    • Author(s)
      Imai, K., Sugihara, S., Wasaki, J., Tanaka, H.
    • Journal Title

      Agronomy

      Volume: 9 Pages: 68, 1-15

    • DOI

      10.3390/agronomy9020068

  • [Journal Article] Quantitative speciation of insoluble chlorine in environmental solid samples2019

    • Author(s)
      Mukai, K., Fujimori, T., Shiota, K., Takaoka, M., Funakawa, S., Takeda, A., Takahashi, S.
    • Journal Title

      ACS Omega

      Volume: 4 Pages: 6126-6137

    • DOI

      10.1021/acsomega.9b0004

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fractionation of phosphorus in soils with different geological and soil physicochemical properties in southern Tanzania2018

    • Author(s)
      Nishigaki, T., Sugihara, S., Kobayashi, K., Hashimoto, Y., Kilasara, M., Tanaka, H., Watanabe, T., Funakawa, S.
    • Journal Title

      Soil Science and Plant Nutrition

      Volume: 64 Pages: 291-299

    • DOI

      10.1080/00380768.2018.1436406

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Effects of seasonal rainfall and water table movement on the soil solution composition of tropical peatland2018

    • Author(s)
      Marwanto, S, Watanabe, T., Wahyu, I., Supiandi, S., Funakawa, S.
    • Journal Title

      Soil Science and Plant Nutrition

      Volume: 64 Pages: 386-395

    • DOI

      10.1080/00380768.2018.1436940

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Nitrogen vailability to maize as affected by fertilizer application and soil type in the Tanzanian highlands2018

    • Author(s)
      Zheng, J., Mmari, W.N., Nishigaki, T., Kilasara, M., Funakawa, S.
    • Journal Title

      Nutrient Cycling in Agroecosystems

      Volume: 112 Pages: 197-213

    • DOI

      10.1007/s10705-018-9939-1

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Another bottleneck for nitrogen mineralization in temperate forest soils: Arginine metabolism in microorganisms2018

    • Author(s)
      Fujii, K., Yamada, T., Hayakawa, C., Nakanishi, A., Funakawa, S.
    • Journal Title

      Soil Biology and Biochemistry

      Volume: 126 Pages: 20-30

    • DOI

      10.1016/j.soilbio.2018.08.005

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Interactive effects of in-situ rainwater harvesting techniques and fertilizer sources on mitigation of soil moisture stress for sorghum (Sorghum bicolo (L.) Moench) in dryland areas of Tanzania2018

    • Author(s)
      Mahinda, A., Funakawa, S., Shinjo, H., Kilasara, M.
    • Journal Title

      Soil Science and Plant Nutrition

      Volume: 64 Pages: 710-718

    • DOI

      10.1080/00380768.2018.1525573

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Effects of 3-year cultivation on the soil nutrient status in a tropical forest and savanna of Central Africa, as determined by the microbial responses to substrate addition2018

    • Author(s)
      Sugihara, S., Fujimori, Y., Shibata, M., Sawada, K., Tanaka, H., Mvondo Ze, A., Araki, S., Kosaki, T., Funakawa, S.
    • Journal Title

      Soil Science and Plant Nutrition

      Volume: 64 Pages: 728-735

    • DOI

      10.1080/00380768.2018.1517585

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Plant-soil interactions maintain biodiversity and functions of tropical forest ecosystems2018

    • Author(s)
      Fujii K, Shibata M, Kitajima K, Ichie T, Kitayama K, Turner B.
    • Journal Title

      Ecological Research

      Volume: 33 Pages: 149-160

    • DOI

      10.1007/s11284-017-1511-y

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] ゼロ・エミッションの農業2018

    • Author(s)
      舟川晋也、矢内純太
    • Journal Title

      農業および園芸

      Volume: 94 Pages: 21-24

  • [Presentation] Formation Processes and Properties of Soil in central and northern Malawi2019

    • Author(s)
      Cornelius Chisambi, Hitoshi Shinjo
    • Organizer
      日本熱帯農業学会
  • [Presentation] ベトナム中部における沿岸域への栄養塩フローの解析2019

    • Author(s)
      武田華生、岡本侑樹、Ho Tan Duc、Le Thai Hung
    • Organizer
      日本水産学会
  • [Presentation] Factors controlling organic carbon storage in tropical soils2018

    • Author(s)
      Ashida K, Watanabe T, Hartono A, Kilasara M, Mvond Ze A, Funakawa S
    • Organizer
      21st World Congress of Soil Science
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Do short-term conservation agriculture practices affecting stratification of soil labile carbon in Trans-Gangetic plains of India?2018

    • Author(s)
      Mishra AK, Shinjo H, Jat HS, Jat ML, Jat RK, Funakawa S
    • Organizer
      21st World Congress of Soil Science
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] How can we mitigate impact of climatic variability on crop production in the semiarid tropics of Africa?2018

    • Author(s)
      Shinjo H, Ando K, Nakashima K, Umetsu C, Tanaka U, Sokotela S, Malima B
    • Organizer
      21st World Congress of Soil Science
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Weathering sequence of clay-size minerals based on weathering index and silicic acid activity.2018

    • Author(s)
      Watanabe T, Lyu H, Funakawa S
    • Organizer
      21st World Congress of Soil Science
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fertilizer application alters temporal dynamics of soil inorganic nitrogen and its availability to maize in two soil types in the Tanzanian highlands2018

    • Author(s)
      Zheng J, Mmari WN, Nishigaki T, Kilasara MM, Funakawa S
    • Organizer
      21st World Congress of Soil Science
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Impact of Conservation Agriculture Practices on Productivity and Stratification of Soil Carbon in Indo-Gangetic Plains of India2018

    • Author(s)
      Mishra AK, Shinjo H, Jat HS, Jat ML, Jat RK, Funakawa S
    • Organizer
      6th International Conference on Plants and Environmental Pollution (ICPEP-6)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] キリマンジャロ山ホームガーデンにおける土地利用の違いが土壌炭素動態に及ぼす影響2018

    • Author(s)
      一ノ瀬侑理、西垣智弘、Kilasara Method、舟川晋也
    • Organizer
      日本土壌肥料学会
  • [Presentation] キリマンジャロ山ホームガーデンにおける土壌肥沃度を規定する要因と世帯特性2018

    • Author(s)
      一ノ瀬侑理、西垣智弘、Kilasara Method、舟川晋也
    • Organizer
      日本熱帯農業学会
  • [Presentation] 活性Al・Fe及び土壌の炭素飽和の程度が土壌有機物蓄積に与える影響2018

    • Author(s)
      宮地新、渡邉哲弘、舟川晋也
    • Organizer
      日本土壌肥料学会関西支部会
  • [Presentation] ゼロ・エミッションの農業2018

    • Author(s)
      舟川晋也、矢内純太
    • Organizer
      日本農学会
    • Invited
  • [Presentation] Effects of P-efficient legumes on fractionated rhizosphere P of various P-limited soil types in Japan2018

    • Author(s)
      Sugihara S., Imai K., Wasaki J., Tanaka H.
    • Organizer
      Phosphorus in Soils and Plants, PSP6
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Identification of phosphorus fractions accessible for arbuscular mycorrhizal fungi: sequential fractionation of hydrosphere soil2018

    • Author(s)
      Miyajima N., Sugihara S., Okada C., Ezawa T., Tanaka H.
    • Organizer
      Phosphorus in Soils and Plants, PSP6
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Soil C stock is controlled by forest understories in the African tropical forest of eastern Cameroon: a 13C analysis2018

    • Author(s)
      Sugihara S., Shibata M., Mvondo Ze A., Araki S., Tanaka H., Kosaki T., Funakawa S. 2018
    • Organizer
      European Geosciences Union General Assembly 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 四万十川流域における天然林のスギ人工林化が土壌微生物群集組成に及ぼす影響2018

    • Author(s)
      沢田こずえ、稲垣善之、中島麻衣、杉原創、豊田剛己、舟川晋也
    • Organizer
      日本土壌肥料学会
  • [Presentation] Cultivation of forest caused larger loss of soil nutrients from Oxisols at the forest’savanna boundary in Cameroon, Central Africa2018

    • Author(s)
      Shibata M, Sugihara S, Mvondo-Ze A, Araki S, Funakawa S.
    • Organizer
      21st World Congress of Soil Science
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] タイ国北部の焼畑-休閑サイクルにおける総無機化・硝化速度の制御要因2018

    • Author(s)
      柴田誠、Napakod Sangsompaisarn、渡辺伸一、舟川晋也
    • Organizer
      日本土壌肥料学会
  • [Presentation] 新潟砂丘において異なる肥培管理がトウモロコシの生育に及ぼす影響【第1報】~有機質肥料と化学肥料の比較~2018

    • Author(s)
      柴田誠、伊藤崇浩、趙鉄軍、浅野亮樹、千代恵佑、伊藤豊彰
    • Organizer
      新潟砂丘において異なる肥培管理がトウモロコシの生育に及ぼす影響【第1報】~有機質肥料と化学肥料の比較~
  • [Remarks] 京都大学 農学研究科 土壌学分野/地球環境学堂 陸域生態系管理論分野 Webサイト

    • URL

      http://www.soils.kais.kyoto-u.ac.jp/

URL: 

Published: 2019-12-27  

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