節水イネ栽培の環境影響 : 温室効果ガスの放出、重金属類の蓄積および栄養塩の流出

节水水稻种植的环境影响：温室气体排放、重金属积累、养分径流

• 批准号: 18KK0288
• 负责人: 細見 正明
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018 至 2020
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18KK0288/
• 关键词: 節水イネ; メタン; 亜酸化窒素; ヒ素; カドミウム; 水田モデル; 水管理; モデル; 水循環解析; 重金属; 溶脱; 栄養塩

本研究では、干ばつ耐性をもつ節水イネの栽培における環境負荷(温室効果ガス放出やコメへの重金属蓄積)の評価およびその削減方法を検討した。共同研究先であり節水イネの育種を行っている上海市農業科学院において実施した節水イネの栽培試験の結果から、節水イネは干ばつ管理でも慣行のイネに比べて収量の減少が少ないことが分かった。さらに、湛水管理に比べ、干ばつ管理により温室効果ガスの放出量は70%削減できることが分かった。土壌水分が少なくなると発生が増加する亜酸化窒素ガスは、硝化細菌あるいはカビから発生していることが、同位体および阻害剤を用いた試験から示唆された。亜酸化窒素の発生はもみ殻の炭化物を施用することで削減できることが明らかとなった。炭化物は土壌微生物による亜酸化窒素の窒素ガスへの変換あるいは亜酸化窒素生成の基質であるアンモニウムの炭化物への吸着により削減されていることが示唆された。節水イネではないが、普通の食用イネでヒ素やカドミウムの水稲への蓄積が土壌の水分状態で異なる事を確認した。異なる栽培方法による温暖化への影響や健康への影響を二酸化炭素等量および有害金属のハザード指数を用いることで評価する手法を提案した。GETFLOWSを用いた水田モデルを作成し、平水時および降雨時の溶存および懸濁態物質流出応答がある程度再現性があることを確認した。

在本研究中，我们评估了耐旱节水水稻种植过程中的环境负荷（温室气体排放和水稻中的重金属积累），并研究了减少这些负荷的方法。联合研究机构上海农科院进行的节水水稻栽培试验结果显示，节水水稻即使在低温条件下，产量损失也比传统水稻少。干旱管理。此外，与涝灾管理相比，干旱管理可减少 70% 的温室气体排放。使用同位素和抑制剂进行的测试表明，当土壤湿度较低时，一氧化二氮气体会增加，是由硝化细菌或真菌产生的。已经清楚的是，通过应用炭化稻壳可以减少一氧化二氮的产生。有人认为，通过土壤微生物将一氧化二氮转化为氮气或通过将作为一氧化二氮生产的底物的铵吸附到炭上来减少炭的减少。虽然它不是节水米，但已证实普通食用米中砷和镉的积累量根据土壤湿度条件而有所不同。我们提出了一种利用二氧化碳当量和有毒金属的危害指数来评估不同种植方法对全球变暖和健康的影响的方法。使用GETFLOWS创建了稻田模型，并证实正常水和降雨期间溶解和悬浮固体径流响应在一定程度上是可再现的。

项目成果

同位体分析による落水後の水田におけるN20生成反応の解明とバイオ炭によるN2O削減の検討

通过同位素分析阐明稻田降水后 N2O 的生成反应以及使用生物炭还原 N2O 的研究

• 发表时间: 2019
• 作者: 伊藤 有里子;細見 正明;寺田 昭彦;利谷 翔平
• 通讯作者: 利谷 翔平

A coupled watershed-biogeochemical model to simulate dissolved and particulate^<137>Cs discharge from a forested catchment affected by the Fukushima accident

耦合流域-生物地球化学模型，用于模拟受福岛事故影响的森林流域的溶解和颗粒^<137>Cs排放

• 发表时间: 2020
• 作者: Kazuyuki Sakuma;Kazuya Yoshimura;Hiroshi Kurikami;Alex Malins;Hironori Funaki
• 通讯作者: Hironori Funaki

同位体分析による落水後の水田におけるN2O 生成反応の解明とバイオ炭によるN2O 削減の検討

通过同位素分析阐明稻田降水后 N2O 的产生反应以及使用生物炭还原 N2O 的研究

• 发表时间: 2019
• 作者: 伊藤 有里子;細見 正明;寺田 昭彦;利谷 翔平
• 通讯作者: 利谷 翔平

Effect of water-saving irrigation on the N2O dynamics and the contribution of exogenous and endogenous nitrogen to N2O production in paddy soil using 15N tracing

• DOI: 10.1016/j.still.2020.104610
• 发表时间: 2020-06
• 期刊: Soil & Tillage Research
• 影响因子: 6.5
• 作者: Sheng Zhou;Huifeng Sun;J. Bi;Jining Zhang;Shohei Riya;M. Hosomi

上海市農業科学院(中国)

上海市农业科学院（中国）