The regulation of nitrogen cycle and microbial community in agricultural fields by new method utilizing a microbe-plant interaction

利用微生物-植物相互作用的新方法调控农田氮循环和微生物群落

• 批准号: 21J14679
• 负责人: 迫田 翠
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J14679/
• 关键词: 窒素循環; 微生物－植物間相互作用; 土壌微生物; 畑地

土壌細菌Azoarcus sp. KH32C株の作物への接種が畑地の窒素循環および窒素循環を担う土着微生物群集の動態に与える影響を明らかにするため、2022年度から継続して、KH32C株を接種した陸稲の栽培試験を行った。2023年度の圃場栽培試験では、炭素隔離の効果が期待され、環境保全農法である不耕起栽培区を新たに設置した。KH32C株を陸稲種子に接種し、育苗後、畑地圃場に設置した不耕起区および耕起区に移植し、栽培した。移植後1ヶ月から収穫期まで複数回、植物体と土壌を採取した。不耕起区で栽培した陸稲は著しく生育が低下し、地上部バイオマスは耕起区の2―5割程度だった。葉のSPAD値を測定したところ、移植後1ヶ月から3ヶ月では耕起区より不耕起区で低かったが、移植後1ヶ月の不耕起区ではKH32C株接種により増加した。移植後1ヶ月の土壌のアンモニア態窒素量は耕起区より不耕起区で高く、不耕起区においてKH32C株接種により減少した。同時点の硝酸態窒素量は不耕起区より耕起区で増加し、耕起区においてKH32C株接種により減少した。また、アンモニアのみを窒素源として含む無機培地に畑地土壌を接種して連続培養し、培養液から複数株の細菌を分離した。以上の結果から、KH32C株を接種した陸稲栽培は、陸稲の窒素利用率を向上により初期生育の確保に寄与することが示唆された。KH32C株を利用した作物栽培は、畑地での環境保全型農業の推進にとって有用である可能性が示された。

为了阐明用土壤细菌 Azoarcus sp. 接种作物对旱田氮循环的影响以及负责氮循环的本土微生物群落的动态，我们将继续对接种了 Azoarcus sp. 的旱稻植物进行接种。 2022 财年的 KH32C 菌株。进行了栽培测试。在2023年的田间种植试验中，建立了新的免耕种植区，这是一种环保的耕作方法，希望能达到固碳效果。将KH32C菌株接种到旱稻种子中，育苗后移栽至旱田免耕地和耕地中进行栽培。从移栽后一个月直至收获期多次收集植物和土壤。免耕区旱稻生长明显较低，地上生物量约为耕作区的20-50%。测量叶片SPAD值时，移植后1个月至3个月免耕小区的叶片SPAD值低于耕作小区，但接种KH32C菌株后1个月免耕小区的叶片SPAD值有所增加。移栽后1个月免耕地土壤氨氮含量高于耕作地，而接种KH32C菌株后免耕地土壤氨氮含量降低。同时，接种KH32C菌株后，耕作区硝态氮含量较免耕区有所增加，而耕作区硝态氮含量有所减少。此外，将田间土壤接种到仅含氨作为氮源的无机培养基中，连续培养，从培养液中分离出多株细菌。上述结果表明，接种KH32C菌株的旱稻栽培有助于通过提高旱稻的氮利用率来确保早期生长。事实证明，使用 KH32C 菌株进行作物种植可能有助于促进旱地环境友好型农业。