水田土壌の自律的な窒素肥沃度維持を担う微生物メカニズムの解明
【研究分野】植物栄養学・土壌学
【研究キーワード】
水田土壌 / 窒素肥沃度 / 窒素固定 / DNRA / 鉄還元菌 / 鉄還元細菌 / 還元的窒素変換反応 / 土壌微生物
【研究成果の概要】
水田土壌の窒素肥沃度維持の微生物メカニズムを解析した。土壌の解析から、鉄還元菌による窒素固定反応ならびにDNRA（硝酸のアンモニアへの異化的還元）反応が窒素肥沃度維持に重要であることを示した。土壌から鉄還元菌を分離し、窒素固定能を確認した。さらに、土壌に鉄を施用することにより、土壌の窒素固定活性を増強できることを見出した。一方、土壌で脱窒反応により生成するN2O（一酸化二窒素）を固定して窒素肥沃度維持に貢献している可能性があるBradyrhizobium属細菌を見出した。
【研究の社会的意義】
「稲は地力でとる」と言われる、水田土壌が本来有する窒素肥沃度維持につながる微生物メカニズムとして、鉄還元菌が行う窒素固定ならびにアンモニア生成反応が重要であることを世界で初めて明らかにした。窒素肥沃度維持の微生物基盤を刷新するものであり、水田土壌微生物学の大きな前進である。鉄の施用による土壌窒素固定活性増強の発見は、窒素肥料を低減した水稲生産技術につながり、地球・地域環境を保全した農業に大きく貢献する。
【研究代表者】