有機農業生態系の養分循環におけるバイオアクセラレーターとしての雑草の機能

杂草作为有机农业生态系统养分循环生物加速器的功能

• 批准号: 22K05592
• 负责人: 西田 瑞彦
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05592/
• 关键词: 雑草由来窒素; 牛ふん堆肥由来窒素; 有機水田; 窒素循環; バイオアクセラレーター; 重窒素

本研究は、有機農業生態系における雑草が吸収した養分の循環システム全体を解明し、雑草が有機農業生態系の養分循環をアクセラレートする機能を解明することを目的とする。研究対象とする養分は作物の生育と生産にとって最も重要な窒素とし、対象雑草は代表的強害雑草のコナギ（広葉雑草）およびヒエ（イネ科雑草）とする。雑草のような有機物を由来とする窒素の循環を正確に解明するには、重窒素トレーサー法が有効である。本研究ではコナギとヒエを重窒素標識し、その形態変化とフローを解明する。まず有機水田で施用される有機物由来窒素の雑草と水稲の競合関係を定量化する必要があると考えた。そこで重窒素標識した牛ふん堆肥を有機水田に設けた１株試験区に施用し、雑草放任条件と雑草除去条件における牛ふん堆肥由来窒素の水稲および雑草による吸収量を定量した。雑草放任区の水稲による牛ふん堆肥窒素吸収量は雑草除去区に比べて少なく、ほぼその減少量に相当する牛ふん堆肥由来窒素が雑草によって吸収されていた。このことから、有機水田において雑草は水稲と堆肥由来窒素を競合して獲得していることが確認された。コナギとヒエを重窒素標識し、一昨年の12月に有機水田に設けた１株試験区の土壌に施用し、昨年の水稲作におけるこれらの雑草由来窒素の水稲および雑草による吸収量、土壌への残存量を定量した。雑草由来窒素の水稲による吸収率はイネ科雑草のヒエと広葉雑草のコナギで異なり、ヒエの方が水稲による吸収率が高かった。土壌へは7割以上が残存し、ヒエの方が残存率が高い傾向であった。未回収画分はコナギの方がヒエより1割程度高く、コナギ由来窒素はヒエに比べて系外へ消失しやすい可能性が示された。以上のことから、雑草種によってその窒素動態は異なることが明らかとなった。また多くが土壌に残存することから、次作以降の窒素供給源となることが示唆された。

This study は, organic agricultural ecosystem に お け る 雑 grass が suction 収 し た の nutrient cycle シ ス テ ム all を interpret し, 雑 が organic agriculture ecosystem の nutrient cycling を ア ク セ ラ レ ー ト す る function を interpret す る こ と を purpose と す る. Study like と seaborne す る は crop nutrient の fertility と production に と っ て も most important な smothering element と し, like 雑 seaborne grass は represent strong against 雑 grass の コ ナ ギ (hiroo leaves 雑 grass) お よ び ヒ エ (イ ネ division 雑 grass) と す る. 雑 grass の よ う な を organic matter origin と す る smothering の circulate を right に interpret す る に は, heavy smothering ト レ ー サ が ー method have sharper で あ る. This study で コナギとヒエを コナギとヒエを コナギとヒエを heavy nitrine identification する, そ <s:1> morphological transformation とフロ を を を explanation する. ま ず organic paddy fields で さ れ る organic origin smothering element の 雑 grass と water 稲 の co-opetition masato is を quantitative す る necessary が あ る と exam え た. そ こ で heavy smothering element identification し た cattle ふ ん を composting of organic paddy に set け た し に application test area, 1 strain 雑 grass let condition と 雑 grass to remove conditions に お け る cattle ふ ん compost origin smothering element の water 稲 お よ び 雑 grass に よ る 収 uptake を quantitative し た. 雑 の water grass let 稲 に よ る cattle ふ ん compost smothering element 収 uptake は 雑 grass area to remove に than べ て less な く, ほ ぼ そ の reduction に quite す る cattle ふ ん compost origin smothering element が 雑 grass に よ っ て suction 収 さ れ て い た. こ の こ と か ら, organic paddy に お い て 雑 grass は water 稲 と concurrence of compost origin smothering element を し て get し て い る こ と が confirm さ れ た. コ ナ ギ と ヒ エ を heavy smothering logo し, December の YiZuo に organic paddy に set け た 1 strain test area の soil 壌 に し application, yesterday in の water 稲 に お け る こ れ ら の 雑 grass origin smothering element の water 稲 お よ び 雑 grass に よ る 収 uptake, soil 壌 へ の residual stock を quantitative し た. 雑 grass origin smothering element の water 稲 に よ る 収 absorption rate は イ ネ secco 雑 grass の ヒ エ と hiroo 雑 grass leaves の コ ナ ギ で different な り, ヒ エ の party が water 稲 に よ る が 収 absorption rate high か っ た. The soil へ が with more than 7 cuts has a が residual rate, and the が residual rate が of ヒエ <s:1> is high, which tends to であった. Back yet 収 draw points は コ ナ ギ の party が ヒ エ よ 1 high degree of cut く り, コ ナ ギ origin smothering element は ヒ エ に than べ て extrasolar へ disappear し や す が い possibility in さ れ た. The above <s:1> によってそ と ら ら and 雑 grass species によってそ <s:1> nitrogen dynamics <s:1> differences なる とが とが とが light ら となった となった となった となった. ま た more く が soil 壌 に residual す る こ と か ら, time to drop の smothering grain supply source と な る こ と が in stopping さ れ た.