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Research Results 研究成果

土壌微生物バイオマスの新たな测定法を约40年ぶりに提案

农学研究院
平舘 俊太郎 教授
2025.05.13
研究成果Environment & Sustainability

ポイント

  • 风乾土水抽出法による微生物バイオマス测定を国内各地の森林および草地土壌で検証
  • 风乾土奥贰翱颁量と従来法による微生物バイオマスの间には非常强い直线関係
  • 土壌理化学性に対する挙动も风乾土奥贰翱颁と微生物バイオマスで同一
  • 风乾土水抽出法により従来法を使用できないような环境でも土壌微生物バイオマスの测定が可能になる

概要

土壌中に微生物として存在している有机物の量(土壌微生物バイオマス)は、土壌の全有机炭素量注1の1%程度である一方、植物が利用可能な栄养成分の供给源として重要です。また、人為的な二酸化炭素(颁翱?)排出量の约10倍に相当する土壌からの颁翱?放出を左右する要因にもなっており、土壌微生物バイオマスの时空间変动把握は地球环境の将来変化を正确に予测するうえでも重要です。しかし、1970年代~90年代に确立された従来の土壌微生物バイオマス测定法では、剧物でもあるクロロホルムの利用が必要である他、採取后间もない新鲜な土壌を必要とするなど、地球规模の巨大データセット构筑に向け多くの障壁が存在しています。

新潟大学自然科学系(農学部)の永野博彦助教、九州大学大学院农学研究院の平舘俊太郎教授、日本原子力研究開発機構の小嵐淳研究主席らの共同研究グループは、土壌学における土壌の標準的長期保管形態である乾燥土、特に室温で乾燥させた風乾土から水抽出で回収できる有機物を分析することで(風乾土水抽出法)、従来法と同様に微生物バイオマスを測定できることを発見しました。国内10地点の森林および草地で採取した土壌に従来法と風乾土水抽出法をそれぞれ適用したところ、従来法で測定した微生物バイオマスと風乾土水抽出法で得た水溶性有機炭素(風乾土WEOC)の土壌含有量との間には非常に強い直線関係が得られました。さらに各種土壌理化学性注2に対し、风乾土奥贰翱颁量は、微生物バイオマスが示す挙动とほぼ同一の挙动を示しました。本研究で提案された风乾土水抽出法を用いれば、新鲜な土壌が无くとも既存の风乾土试料を利用することで微生物バイオマスを推定できます。また、毒性物质を使用できないような环境でも土壌微生物バイオマスを测定できるため、土壌微生物バイオマスの大规模データセット构筑が飞跃的に进む可能性があります。

本研究成果は、2025年4月23日、Springer Nature社の科学誌「Discover Soil」に掲載されました。

図1. 本研究で提案した風乾土水抽出法と得られた成果の概要

用语解説

(注1)土壌の全有机炭素量
土壌に存在する有机炭素の量は植物体存在量の3~4倍、大気存在量の2~3倍に达しており、陆域で最大の炭素プールとなっています。

(注2)土壌理化学性
土壌の様々な性质を特徴づける理化学的な要素であり、本研究では特に辫贬(酸性度)、电気伝导度(电気の伝わり易さ)、最大容水量(土壌の水分保持能力)、全炭素および窒素浓度、炭素および窒素の安定同位体比(土壌有机物の起源や分解程度などの指标)、可溶性有机炭素および窒素浓度(植物や土壌微生物が比较的利用し易い有机物量の指标)、活性金属成分浓度(土壌の火山灰性や炭素保护能力と関连)、および颁翱?放出能力(土壌微生物の活性と関连)を测定しました。

论文情报

雑誌名:Discover Soil
論文タイトル:Estimation of microbial biomass based on water-extractable organic matter from air-dried soils from Japanese forests and pasture
著者:Hirohiko Nagano, Yuki Kanda, Yuri Suzuki, Syuntaro Hiradate, Jun Koarashi, Mariko Atarashi-Andoh, Zhibin Guo
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