亜硝酸動態と硝化微生物群集機能の解析による森林土壌の窒素維持・放出機構の詳細解明

通过分析亚硝酸盐动态和硝化微生物群落功能，详细阐明森林土壤中氮的维持和释放机制

• 批准号: 13J08161
• 负责人: 黒岩 恵
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J08161/
• 关键词: 森林土壌; 亜硝酸; 15Nトレーサー; 硝化

本研究では、プロットスケールでの土壌中の亜硝酸動態を世界で初めて明らかにすることで、森林表層土壌において亜硝酸を起点とした窒素の放出や維持が生態学的に重要な役割をなしうることを定量的に明らかにした。本年度は前年度に実施した森林斜面プロットにおける亜硝酸生成・消費速度および消費経路のデータセットを土壌の理化学性およびアンモニアと硝酸の生成・消費速度のデータとあわせて解析を行った。相関解析の結果からは、亜硝酸亜硝酸生成・消費速度を制御する環境因子として、土壌の含水率、有機物の量(全窒素量、全炭素量)や質(溶存有機態炭素・窒素比)を示す指標が重要であると考えられた。また、森林表層土壌における無機態窒素の酸化過程は必ずしも連続的には生じず、硝化の1段階目と2段階目の酸化にはそれぞれ異なった制御因子がはたらいていることが示唆された。さらに、亜硝酸の変換経路の斜面部位での違いとそのメカニズムを詳細に明らかにするために、理化学性の分布から斜面を上部・中部・下部の区画に分け、それぞれの区画から土壌を採取し、トレーサーでラベルしたアンモニア、亜硝酸、硝酸を添加して2週間程度の培養を行った。結果として、アンモニアからの亜硝酸生成以外に有機物や硝酸からの亜硝酸生成があることが示唆された。また、亜硝酸の消費経路としてガス態窒素(NOとN2O)の生成も重要であり、斜面上部では斜面下部に比べてガス態窒素の放出量が多いことが示された。アンモニア酸化と亜硝酸酸化は系統的に異なる微生物が担う本来異質な反応であるが、物質循環の分野ではこれまで硝化という一連の反応として捉えてきた。本研究のように亜硝酸を直接測定してその動態や制御要因を明らかにすることで、今後微生物の情報と物質動態の情報を併せた精確な議論が可能になると考えられる。

This study is about the dynamics of nitric acid in the soil of the soil, the world's first soil, and the forest surface soil. The starting point of nitric acid is the release of nitrate, which is important for maintaining ecology. This year's current year's forest slope is the same as the previous year's nitric acid generation and consumption speed.セットを土壌のphysical and chemical properties およびアンモニアとnitric acid production and consumption speed のデータとあわせてanalytics を行った. Related analysis results: からは, 亜nitric acid and nitric acid generation and consumption speed, control, environmental factors, として, soil moisture content, organic The amount of matter (total carbon content, total carbon content) and quality (dissolved organic carbon, carbon content ratio) are important indicators.また、Forest surface soil におけるInorganic phytozoin のAcidification process は必ずしもEven the には生じず、nitrification 1 Stage Stage Head と 2 stage Stage Head の acidification にはそれぞれdifferent なったControl factor がはたらいていることが出款された.さらに、亜nitric acidの変change経路のincline part でのviolationいとそのメカニズムをDetails Fine and clear material, distribution of physical and chemical properties, inclined surface, upper part, middle part, lower partの区画に分け、それぞれの区画から土壌をadoptし、トレーサーでラベルThe addition of したアンモニア, anhydrous nitric acid, and nitric acid will allow the culture to proceed for 2 weeks. Result: として, アンモニアからの亜Nitric acid production, other organic substances, nitric acid, nitric acid production, nitric acid production, があることが, showed 唆された. The consumption of nitric acid and the production of nitric acid (NO and N2O) are important.り, the upper part of the slope is the same as the lower part of the slope, and the amount of emission is much higher than that of the lower part of the slope. Animate acidification and nitric acid acidification system are the original heterogeneous microorganisms and react with them.あるが、Material cycle division field ではこれまでnitrification という一连の濜として取えてきた. In this study, the key factors for direct determination of the dynamic control of nitric acid and nitric acid are: From now on, information on microorganisms and information on material dynamics will not be as accurate as possible and will not be discussed.

项目成果

森林表層土壌における亜硝酸の変換・放出プロセスについて

森林表层土壤亚硝酸盐转化释放过程

• 发表时间: 2014
• 作者: 黒岩恵;磯部一夫;木庭啓介;稲垣善之;大手信人;大塚重人;妹尾啓史
• 通讯作者: 妹尾啓史

斜面森林土壌における亜硝酸の動態と制御要因について

坡地森林土壤亚硝酸盐动态及控制因素

• 发表时间: 2014
• 作者: 黒岩恵;磯部 一夫;加藤宏有;村林翔;金子由佳;小田智基;大手信人;大塚重人;妹尾啓史
• 通讯作者: 妹尾啓史

森林表層土壌における亜硝酸生成・消費メカニズム

森林表层土壤亚硝酸盐产生和消耗机制

• 发表时间: 2014
• 作者: Keiichi MURAMATSU;Kazuaki KOJIMA;Tatsunori MATSUI;岡 和彦;高橋幸弘;栗原純一;Kazuhiko Oka;黒岩恵・磯部一夫・小田智基・加藤宏有・大手信人・大塚重人・妹尾啓史
• 通讯作者: 黒岩恵・磯部一夫・小田智基・加藤宏有・大手信人・大塚重人・妹尾啓史

森林土壌での亜硝酸動態とガス態窒素生成プロセスについて

森林土壤亚硝酸盐动态及气态氮产生过程

• 发表时间: 2013
• 作者: 黒岩恵;磯部一夫;大塚重人;妹尾啓史
• 通讯作者: 妹尾啓史