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Elucidation soil organic carbon stabilization by analyzing the formation process of bound-type soil organic matter pool

分析束缚型土壤有机质库形成过程阐明土壤有机碳稳定性

基本信息

批准号：
22H02228
负责人：
渡邉彰
金额：
$ 10.65万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究は複数のモデル実験による多角度的な解析によりSOC安定化の実体を明らかにすることを目的とし、本年度は、SOMを多く含む土壌における微生物由来有機物からの結合型SOMの形成、有機物の化学構造と有機－無機複合体形成との関係、水溶性有機物の吸着による団粒形成とその安定性について調べた。土壌微生物の13C標識は、元々結合型SOMを多く含む土壌においても、微生物由来SOCの80%以上が結合型として蓄積することを示し、アルキルCあるいは同時に標識されたカルボキシCの結合への寄与を示唆した。実際、標識が確認された化合物の多くは、直鎖・分岐・不飽和脂肪酸類であった。一方、土壌中における存在と構造特性の異同に着目して選抜した低分子有機酸、含N化合物、多糖類、リグニン、H層水抽出有機物（WEOM）、フミン酸等の粘土鉱物との有機－無機複合体形成実験では、フミン酸、レシチン等構造中に疎水性部位と親水性部位を両方持つ有機物がモンモリロナイト、アロフェンいずれにも多く吸着すること、アルコール性水酸基よりもカルボキシ基の方が吸着に対する寄与が大きいこと、カルボキシ基を有していても分子量が小さいと吸着量が低くなることなどが示唆された。また、多くの有機物の吸着量がpH4＞pH6であり、IRスペクトルの変化やpKaから水素結合の関与が示唆された。ただし、IRの変化に基づく吸着機構の解析には感度、精度を改善する必要がある。水溶性有機物の化学構造と団粒形成/安定性との関係は、6種の土壌有機資材から調製したWEOMを用いて調べた。それらの土壌への添加は、30日間の透水培養の後、>2 mmの団粒を増大させ、一部は団粒安定指標値（GMD、MWD）を増大させた。13C NMR、IR、HPSEC分析の結果、これらの機能は、O-アルキルCおよび高分子（>10 kDa）成分を多く含む試料で強いことが明らかにされた。

This research is a complex multi-angle analysis and SOC stabilization system.明らかにすることをpurposeとし、this yearは、SOMを多くcontainingむ地壌におけるmicroorganisms It is derived from the formation of bonded SOM of organic matter, the relationship between the chemical structure of organic matter and the formation of organic-inorganic complexes, the adsorption of water-soluble organic matter, the formation of particles, and the stability of it. 13C mark of soil microorganisms, element-conjugated SOM を多くcontains soil においても, microbial origin SOC 80% or more The combination of として accumulates することをshows し, アルキルC あるいは and にLOGO されたカルボキシCのcombination への发 and をshows した. Reality, label confirmation, multi-compounds, direct lock, bifurcation, and unsaturated fatty acids. On one side, there are similarities and differences in the structural characteristics of the soil and the selection of low molecular organic acids, N-containing compounds, polysaccharides, リグニン, and H layer water extraction. Clay compounds such as WEOM and フミン acid are formed into organic-inorganic complexes, and the water-based parts and hydrophilic parts in the structure of フミン acid, フミン acid, and レシチン are formed. Sexual parts: organic matterにも多くsorbs すること, アルコール性水 acid BASE よりもカルボキシ BASEの方が sucking に対する发与が大きいこと, カルボキシbased を有していThe molecular weight is small, the adsorption capacity is low, and the adsorption capacity is low.また、Multiple organic matter adsorption capacity がpH4＞pH6 であり、IR スペクトルの変化やpKa からHydro-binding のrelated and が时憆された. It is necessary to improve the sensitivity and precision of the adsorption mechanism based on the analysis of the IR and the change of the IR. The chemical structure of water-soluble organic matter and the relationship between particle formation/stability, and the use of 6 kinds of soil organic materials to prepare WEOM. The addition of soil and water, after 30 days of water-permeable culture, the particle size of >2 mm has increased, and the stability index value (GMD, MWD) of the particle size has increased. 13C NMR, IR, HPSEC analysis results, これらのfunctional は, O-アルキルC および polymer (>10 kDa) The ingredients are as follows: the sample is strong and strong.