劣化土壌の微生物多様化・窒素蓄積に向けた混作と有機物施用の相互作用の評価

退化土壤中混作与有机质施用对微生物多样性和氮积累的相互作用评价

• 批准号: 22KJ0034
• 负责人: 木村 有歌理
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0034/
• 关键词: 土壌微生物; 多様性

本研究の目的は混作による土壌微生物の多様化が、窒素循環に関連する機能をどのように変化させているのかを明らかにすることである。当該年度は、混作と有機肥料の相互作用により多様になった土壌微生物群集が窒素循環に関わるどのような機能を改変しているのかを評価した。具体的には、微生物の群集構造から機能予測を行う解析ツール（Tax4Fun2）を用いて混作後の機能遺伝子の存在量の変化を評価した。単作と比較して、混作処理でアンモニア酸化等の機能遺伝子の増加がみられたことから、作物の根と根の相互作用により窒素の無機化が促進されている可能性が示唆された。この成果をまとめた論文は査読を受け再投稿済みである。また、追加で農地の土壌微生物群集の多様化が窒素循環に与える影響を評価するための培養実験を行った。培養試験ではγ線による滅菌土壌に希釈した土壌液を接種し、土壌に存在する微生物群集の多様性を操作した後窒素肥料の添加を行った。窒素肥料の添加後、10週間インキュベートし抽出したDNAを用いてアンモニア酸化細菌の群集構造解析を行った。その結果、多様性が高い処理区でアンモニア酸化細菌群の群集構造が安定しており、窒素肥料の添加後のアンモニア細菌の増加量も大きかった。本研究により土壌微生物の多様性は窒素循環に関連するアンモニア酸化細菌の存在量と関連していることが示唆された。この研究の成果は国内の学会でポスター発表を行った。現在は論文投稿に向けて準備を進めている。

The purpose of this study is to clarify the relationship between microbial diversity and hormone cycle in soil. When the interaction between mixed crops and organic fertilizers was evaluated in this year, the functions of soil microbial communities related to nutrient circulation were changed. Specific analysis of microbial community structure, functional prediction, and evaluation of the presence of functional genes after mixing (Tax4Fun 2) The possibility of increasing the functional components such as acidification and the interaction between roots and roots of crops is shown in the comparison between single and mixed treatments. The results of this paper are reviewed and resubmitted. In addition, additional cultivation activities were carried out to evaluate the impact of the diversity of soil microbial communities in cultivated land on nutrient cycles. The culture test was conducted on the basis of the gamma ray sterilization, the soil preparation, the inoculation of the soil preparation solution, the operation of the diversity of the microbial community, and the addition of the nutrient fertilizer. DNA was extracted after 10 weeks of nutrient fertilizer addition, and the colony structure of acidifying bacteria was analyzed. The results showed that the diversity of bacteria in the treatment area was high, and the population structure of bacteria in the treatment area was stable. The increase of bacteria in the treatment area after the addition of nitrogen fertilizer was large. This study was conducted to investigate the relationship between the diversity of soil microorganisms and the presence of acidifying bacteria. The results of this research are published in the Chinese Academy of Sciences. Now the paper is ready for submission.