数理モデルによる土壌中の鉱物吸着態有機態素の動態解析

利用数学模型动态分析土壤中矿物吸附有机元素

• 批准号: 22KJ1991
• 负责人: 北川 夏子
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Kyoto 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 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1991/
• 关键词: 土壌有機物; 有機体窒素動態; 同位体測定

これまでに、酸添加実験の培養実験を実施した。その結果から、火山灰性土壌ではアミノ酸の吸着が窒素循環に強く影響していることが明らかになった。特に下層土では、アミノ酸の分解 が吸着により、有機物層の4分の１にまで低下していた。一方で、活性アルミニウム・鉄の含量だけでなく、吸着サイトの被覆度も新たに添加したアミノ酸の吸着に大きく影響していることが明らかになった。一方で脱着は土壌特性や微生物群衆の影響を受けず、吸着力の強さに主に起因しているという結果が出た。その結果をまとめた論文を執筆中である。さらには、土壌に存在している有機物組成が新たに添加したアミノ酸の微生物利用に影響があるのかを調べるために、土壌有機物組成の分析も行った。その結果は現在解析中である。これらの結果に基づき、吸脱着のメカニズムを解明するためにはより詳しくそのプロセスを調べていく必要があると考えている。そのため、当初計画していたタンパク質の添加実験を行うのではなく、アミノ酸を複数種類添加することで吸脱着メカニズムにのみ着目することとした。昨年には、カリフォルニアの火山灰土壌のサンプリングを行い、これまでよりも、幅広い土壌特性を持つ土壌を利用した培養実験を行えるようになり、それぞれの土壌特性の影響が有機体窒素動態にどのように影響を与えるかについて、より明確に分析できるようになる。土壌のサンプリングは終了しているため、これから複数のアミノ酸を添加した培養実験を実施する予定である。 さらに、当初の計画よりも詳しく吸着プロセスを明らかにするための吸着実験も行う予定である。加えて、脱着プロセスを理解するための脱着実験も行う予定である。さらには、培養後の土壌中のアミノ酸の残存量と、その吸着様式や吸着力の強さについて調べるために、土壌から有機物を化学抽出し、さらに物理分画を行って、アミノ酸の行方を詳しく追うことにしている。

到目前为止，我们已经进行了加酸培养实验。结果表明，氨基酸吸附强烈影响火山灰土壤中的氮循环。特别是在底土中，由于吸附，氨基酸分解减少至有机物层的四分之一。另一方面，很明显，不仅活性铝和铁的含量，而且吸附位点的覆盖程度也极大地影响了新添加的氨基酸的吸附。另一方面，结果表明解吸不受土壤性质或微生物群落的影响，而主要由吸附强度引起。目前正在撰写一篇总结结果的论文。此外，为了研究土壤中存在的有机质成分是否影响微生物对新添加的氨基酸的利用，我们还分析了土壤有机质成分。目前正在分析结果。基于这些结果，我们认为有必要更详细地研究该过程，以阐明吸附和解吸的机理。因此，我们决定不再按原计划进行蛋白质添加实验，而是决定仅关注添加多种氨基酸的吸附/解吸机制。去年，我们对加利福尼亚州的火山灰土壤进行了采样，使我们能够使用具有比以往更广泛的土壤特征的土壤进行培养实验，并了解每种土壤特征如何影响有机氮动态将成为可能。清楚地分析影响。由于土壤取样已经完成，我们计划进行添加多种氨基酸的培养实验。 此外，我们计划进行吸附实验，以比原计划更详细地阐明吸附过程。此外，我们计划进行解吸实验以了解解吸过程。此外，为了调查培养后土壤中氨基酸的残留量，以及它们的吸附方式和强度，我们从土壤中化学提取有机物，然后进行物理分馏，以详细了解氨基酸的变化情况。我正打算去追求它。

项目成果

Sorption and desorption controls on alanine bioavailability in volcanic soils

火山土壤中丙氨酸生物利用度的吸附和解吸控制

• 发表时间: 2023
• 作者: Natsuko Kitagawa;Tetsuhiro Watanabe;Kozue Sawada; Takashi Kunito;Shinya Funakawa
• 通讯作者: Shinya Funakawa

火山灰性土壌における粘土鉱物への吸着によるアラニン無機化の抑制

火山灰土壤中粘土矿物的吸附抑制丙氨酸矿化

• 发表时间: 2022
• 作者: Sawada Kozue;Kunito Takashi;Watanabe Tetsuhiro;Kitagawa Natsuko;Lyu Han;Nguyen Ho Lam;Toyota Koki;Funakawa Shinya;Natsuko Kitagawa;北川夏子
• 通讯作者: 北川夏子