植物―菌根共生と自由生活型土壌微生物の相互作用が変革する窒素循環

植物-菌根共生与自由生活的土壤微生物之间相互作用转化的氮循环

基本信息

批准号：
20F20097
负责人：
木庭啓介
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20F20097/
关键词：
安定同位体菌根共生窒素循環

项目摘要

土壌と植物の間を巡る窒素は、植物と微生物にとって必須の生元素であるために、一般的には競争関係にあるとされている。しかし、菌根菌などの微生物は植物の窒素吸収を促進するといった共生関係を構築することが知られている。問題となるのは、微生物の中でも植物と競争関係にあるもの、共生関係にあるもの、それらの関係性が窒素循環全体にどのような影響を与えるかということにある。というのも、窒素循環を促進することで植物の生長が増大したとしても、一方で温室効果ガスの収支を悪化するような側面があってはそのメリットは小さくなってしまうからである。このように土壌・植物・微生物の関係を包括的に把握することが急務とされているが、実際のところそのような研究を実施することはかなり困難であり、その1つの理由は、高い回転速度を持つ窒素化合物の挙動をつかみきれないことにある。本研究ではこの状況を打破するために、植物・土壌・微生物系で循環している窒素化合物を、安定同位体トレーサー測定と、動的シミュレーションモデルによる解析というアプローチで研究を進めようとするものである。COVID-19の影響もあり、本年度はシミュレーションモデルの構築とトレーサー測定環境の立ち上げに注力した。シミュレーションモデルについては、これまで報告されているモデルをベースに、特に着目したいN2Oガスの挙動を追跡できるように改良を進め、予備15Nデータを用いたパラメーター推定の結果は良好であった。今後この内容を精査し、可及的速やかに投稿論文へと持って行く予定である。なお、当該特別研究員は2021年4月より、本研究の延長線上にある別プロジェクトの博士研究員として森林総合研究所にて研究を開始しており、本研究は1年間のみで発展的に終了することとした。

通常认为在土壤和植物之间循环的氮是竞争关系，因为它是植物和微生物的重要生物元素。然而，已知微生物（例如菌根真菌）建立共生关系，例如促进植物中的氮吸收。问题在于与植物竞争，共生关系以及这些关系如何影响整体氮循环之间的微生物之间的关系。这是因为即使植物生长通过促进氮循环而增加，如果有一个方面使温室气体平衡恶化，则收益也很小。这样，迫切需要全面掌握土壤，植物和微生物之间的关系，但实际上，进行此类研究非常困难，原因之一是它无法掌握高旋转速度的氮化合物的行为。为了克服这种情况，这项研究旨在使用稳定的同位素示踪剂测量值和使用动态模拟模型进行分析，以推动对氮，土壤和微生物系统中循环循环的氮化合物的研究。由于Covid-19的影响，今年，我们专注于构建模拟模型和启动示踪测量环境。关于模拟模型，进行了改进以跟踪N2O气体的行为，这是根据先前报道的模型尤其重要的，并且使用初步15N数据的参数估计结果非常好。我们计划将来检查这些内容，并将其尽快提交论文。此外，特别研究人员在另一个项目的博士后研究人员开始了他的研究，这是该研究的扩展，这是2021年4月的这项研究的扩展，这项研究将仅在一年内以发展方式完成。

项目成果

期刊论文数量（2）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Interactive effects of crop residue quality and nitrogen fertilization on soil organic carbon priming in agricultural soils

DOI：
10.1007/s11368-020-02797-8
发表时间：
2020-10
期刊：
Journal of Soils and Sediments
影响因子：
3.6
作者：
Q. Ma;Tetsuhiro Watanabe;Jinsen Zheng;Shinya Funakawa
通讯作者：
Q. Ma;Tetsuhiro Watanabe;Jinsen Zheng;Shinya Funakawa

Microbial immobilization of ammonium and nitrate fertilizers induced by starch and cellulose in an agricultural soil

DOI：
10.1080/00380768.2020.1843072
发表时间：
2020-11
期刊：
Soil Science and Plant Nutrition
影响因子：
2
作者：
Q. Ma;Jinsen Zheng;Tetsuhiro Watanabe;Shinya Funakawa
通讯作者：
Q. Ma;Jinsen Zheng;Tetsuhiro Watanabe;Shinya Funakawa

DOI：
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通讯作者：
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通讯作者：
Keisuke Koba