2016 Fiscal Year Annual Research Report
Metagenomic microbial community composition and its relation to biogeochemical carbon cycling in no-tilled upland soils
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26310302
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
太田 寛行 茨城大学, 農学部, 教授 (80168947)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西脇 淳子 茨城大学, 農学部, 助教 (00549892)
小松崎 将一 茨城大学, 農学部, 教授 (10205510)
西澤 智康 茨城大学, 農学部, 准教授 (40722111)
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| Project Period (FY) |
2014-07-18 – 2017-03-31
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| Keywords | 環境調和型農林水産 / 気候変動 / 土壌圏現象 / 土壌学 / 微生物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、地球温暖化問題を踏まえた土壌科学の観点から、不耕起栽培の特徴と有効性を明らかにすることである。特に、その鍵となる土壌団粒に焦点を当て、最新の遺伝子メタシークエンスの技術を導入して微生物の群集構造の特徴と変動性を解析した。
１．理化学性と生物性：有機栽培ナスを供試栽培系とした圃場試験の結果では、不耕起・草生栽培がもたらす土壌理化学性の特徴として、土壌養分の増加、土壌団粒構造の発達、炭素含量の増加が示された。また、生物性では、微生物とミミズのバイオマスの増加と土壌線虫の多様化が明らかにされた。従来、作物収量の点で不耕起栽培は耕起栽培よりも劣ることが指摘されてきたが、草生を併用することで、収量が増加し耕起栽培とほぼ同レベルになったことから、この農法の有効性が明らかにされた。
２．土壌団粒構造と微生物：土壌の団粒構造と炭素保持機能の関係では、平均団粒サイズと炭素含量が正に相関することが示された。不耕起区では、粒径>2 mmの団粒画分の炭素保持寄与率が年間を通して最も高く維持されたが、耕起区では0.25～0.5 mmや0.1～0.25 mmの画分が主体であった。不耕起区の細菌叢はProteobacteria門とBacteroidetes門の割合が高く、耕起区では、Acidobacteria門とGemmantimonadetes門が主要で、両者は明確に異なった。また、不耕起区では、季節を通して>2 mm画分と0.1～0.25 mm画分にそれぞれ特徴的な菌種が分布したのに対して、耕起区では、それらの画分の細菌叢は季節変動した。
３．土壌のガス代謝：不耕起区の6月～9月の地表面の炭酸ガス・フラックスを測定すると、8月～9月初めは負の値（すなわち、吸収）が計測されたが、耕起区では、測定期間を通して常に炭酸ガスが放出されていた。
以上の結果より、不耕起栽培による土壌団粒構造の発達が土壌炭素の隔離と細菌群集の棲み分けをもたらし、微生物の活性にも影響を与えることが明らかにされた。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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