Sustainable agriculture in tropical cropland ecosystems by biological soil C sequestration~Balance the productivity and conservation

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半乾燥熱帯で蔓延する貧困と飢餓の解決はSDGsでも取り上げられる喫緊の課題であり、その実現には、生産と保全を両立する土壌有機物管理法の確立が求められる。しかし、有機物分解が速い熱帯畑作地において、土壌へ有機物（炭素）を効率的に隔離する技術は未だ確立されていない。そこで本研究では「分解者である“土壌微生物群集機能の改善”が熱帯での炭素隔離に有効である（＝生物的炭素隔離）」という仮説を立て、各種検証を行っている。当初計画していた新規技術の検証のための現地圃場試験は、COVID-19の問題で実施が困難であったため、現地共同研究者と議論の上、これまでに採取した土壌に加え、類似の生態環境を持つ土壌試料を新たに含めて研究を進めることで、当該研究を発展・深化させることとした。課題：生物的炭素隔離に関する検討⇒堆肥施用量の増加が土壌微生物群集とその機能の変化を促した原因として、炭素、窒素、リンに関連する酵素活性および微生物バイオマス量を測定し化学量論的に制限因子を解析した結果、堆肥施用によりリン制限が解除されることで土壌微生物群集とその機能が改善していたことが判明した。またこれまでに現地で採取した土壌試料を分析することで、当該地域の炭素固定能が他地域と比較して非常に低い可能性があることを発見した。さらに、沖縄で広域調査を実施し土壌pHの影響を解析した結果、肥培管理に起因する養分制限よりも土壌pHが及ぼす影響のほうが大きいことが判明した。これらの結果は、生物的炭素隔離を実現するために、養分制限の解除が有効である一方、土壌環境毎に潜在性や目指す養分化学量論が異なることを示す。また、圃場での堆肥とバイオ炭の同時施用が作物生産に与える影響に関する成果を国際誌で公表した。課題：資源の利用可能性⇒現地における堆肥・バイオ炭利用の潜在的利用可能性について、現地共同研究者と共にアンケート調査を実施した。