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Studies on nitrogen fixation of iron reducing bacteria as a key process of sustainable nitrogen fertility in paddy soil : towards low nitrogen agriculture

铁还原菌固氮作为水稻土可持续氮肥力关键过程的研究：迈向低氮农业

基本信息

批准号：
20H00409
负责人：
妹尾啓史
金额：
$ 29.12万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

Ⅰ．水田土壌における鉄還元菌窒素固定の学術的基盤解明(1)水田土壌由来の鉄還元細菌が炭素源として稲わら由来のセルロース、キシラン、リグニンを利用して窒素固定を行うかどうかを調べた。その結果、数種のGeomonas株とAnaeromyxobacter sp.の1株がセルロースおよびキシランを利用し窒素固定を行うことが明らかになった。(2)公表されている海外の水田土壌メタトランスクリプトームデータを再解析したところ、鉄還元菌の窒素固定遺伝子転写産物が検出された。このことから、海外の水田土壌においても鉄還元菌が窒素固定を行っていることが強く示唆された。(3)水田土壌ミクロコズムに15N2を封入し固定された窒素量をIRMSによって検出する手法の検討を行った。(4)圃場において湛水初期および後期、間断灌漑期の土壌を採取し窒素固定活性を測定した。その結果、湛水初期および後期に窒素固定活性が高まることが明らかとなった。(5)湛水および落水期における稲わらの分解速度を調査するとともに、土壌に含まれる稲わら分解産物の検出法についての検討を行った。(6)土壌中の鉄化合物の湛水による形態変化を、XRDおよびメスバウアー分光法によって測定する手法の検討を行った。Ⅱ．鉄還元菌窒素固定の低窒素農業への応用(1)室内系ミクロコズム水田土壌に鉄鉱物を添加して水田土壌中の鉄還元菌窒素固定活性を強化できるかどうかを調べるため、純度が高く粒子径が均一なFerrihydrite, Hematite, Goethiteを調製し、ミクロコズム試験を開始した。(2)圃場に施用した鉄資材による鉄還元菌窒素固定活性の強化および窒素肥沃度の向上について、年間を通した調査を開始した。

Ⅰ. (1) Ferro-reducing bacteria originated from paddy soil and used as carbon source, carbon As a result, several species of Geomonas strains and Anaeromyxobacteria sp. were isolated and isolated. (2)The results showed that there were no significant differences between the two groups. This is the first time that the Chinese government has made such a move. (3)Paddy field soil 15N2 sealed, fixed, IRMS (4)In the early and late stages of irrigation in the nursery, the activity of fixation of nutrients was measured. The results of the experiment showed that the activity of the enzyme was higher in the early stage and later stage of the experiment. (5)The decomposition rate of water and soil was investigated during the precipitation period. (6)The method of determination of iron compounds in soil by XRD and spectrophotometry was studied.Ⅱ. (1) Indoor system: Ferrihydrite, Hematite, Goethite, Ferrihydrite, Hematite, and Goethite. (2)The study on the enhancement of iron-reducing enzyme fixation activity and nutrient fertility in the nursery was carried out in the middle of the year.