平田　聡之 (ヒラタ　トシユキ)

北方生物圏フィールド科学センター　耕地圏ステーション　生物生産研究農場助教
Last Updated :2025/02/13

■研究者基本情報

学位

  • 博士（農学）, 北海道大学

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研究者番号

  • 60281797

ORCID ID

J-Global ID

研究キーワード

  • 近縁野生種
  • 進化
  • コムギ
  • 土壌窒素
  • 畑作・園芸
  • カバークロップ
  • ヘアリーベッチ
  • 土壌生物性
  • ダイズ
  • 持続的農業
  • 窒素供給
  • イネ科マメ科の比率
  • 土壌特性の圃場内変異
  • 耕起体系
  • 遺伝資源
  • 環境保全

研究分野

  • 環境・農学, 作物生産科学
  • ライフサイエンス, 生態学、環境学
  • 環境・農学, 遺伝育種科学

担当教育組織

■経歴

経歴

  • 2012年
    北海道大学, 助教

■研究活動情報

論文

  • Nitrogen Accumulation and Initial Growth Response in Lettuce Planted at Different Periods After Hairy Vetch Incorporation
    Hiroshi Uchibayashi, Takuro Shinano, Toshiyuki Hirata
    International Journal of Plant Biology, 2024年11月12日, ［査読有り］, ［招待有り］, ［責任著者］
    研究論文（学術雑誌）, 36899151
  • Regulation of the growth of sprouting roots of black locust seedlings using root barrier panels
    Satoshi Kitaoka, Shiro Matsunami, Yannan Wang, Saki Fujita, Kobayashi Makoto, Toshiyuki Hirata, Takayoshi Koike
    Journal of Forestry Research, 34, open acess, 655, 664, Springer Science and Business Media LLC, 2023年04月, ［査読有り］, ［国際誌］
    研究論文（学術雑誌）, Editor selected
  • Regulating the growth black locust seedlings by inhibiting the sprouting roots; An examination of effectiveness of root-growth regulation plates
    Shiro Matsunami, Satoshi Kitaoka, Takayoshi Koike, Toshiyuki Hirata, Vitas Marozas, Fuyuki Satoh
    Eurasian Journal of Forests Research, 22, 33, 38, 2022年04月, ［査読有り］, ［招待有り］
    英語, 研究論文（大学，研究機関等紀要）
  • Site-directed mutagenesis by biolistic transformation efficiently generates inheritable mutations in a targeted locus in soybean somatic embryos and transgene-free descendants in the T-1 generation
    Kohei Adachi, Aya Hirose, Yuhei Kanazashi, Miki Hibara, Toshiyuki Hirata, Masafumi Mikami, Masaki Endo, Sakiko Hirose, Nobuyuki Maruyama, Masao Ishimoto, Jun Abe, Tetsuya Yamada
    TRANSGENIC RESEARCH, 30, 1, 77, 89, SPRINGER, 2021年02月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, The clustered regularly interspaced short palindromic repeat (CRISPR)/CRISPR-associated endonuclease 9 (Cas9) system is being rapidly developed for mutagenesis in higher plants. Ideally, foreign DNA introduced by this system is removed in the breeding of edible crops and vegetables. Here, we report an efficient generation of Cas9-free mutants lacking an allergenic gene, Gly m Bd 30K, using biolistic transformation and the CRISPR/Cas9 system. Five transgenic embryo lines were selected on the basis of hygromycin resistance. Cleaved amplified polymorphic sequence analysis detected only two different mutations in e all of the lines. These results indicate that mutations were induced in the target gene immediately after the delivery of the exogenous gene into the embryo cells. Soybean plantlets (T-0 plants) were regenerated from two of the transgenic embryo lines. The segregation pattern of the Cas9 gene in the T-1 generation, which included Cas9-free plants, revealed that a single copy number of transgene was integrated in both lines. Immunoblot analysis demonstrated that no Gly m Bd 30K protein accumulated in the Cas9-free plants. Gene expression analysis indicated that nonsense mRNA decay might have occurred in mature mutant seeds. Due to the efficient induction of inheritable mutations and the low integrated transgene copy number in the T-0 plants, we could remove foreign DNA easily by genetic segregation in the T-1 generation. Our results demonstrate that biolistic transformation of soybean embryos is useful for CRISPR/Cas9-mediated site-directed mutagenesis of soybean for human consumption.
  • Soil carbon and nitrogen and tomato yield response to cover crop management
    Rafael A. Muchanga, Toshiyuki Hirata, Yoshitaka Uchida, Ryusuke Hatano, Hajime Araki
    AGRONOMY JOURNAL, 112, 3, 1636, 1648, WILEY, 2020年05月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Depending on management, cover crops may improve soil and environmental quality and tomato (Solanum lycopersicum L.) yield. We evaluated the effects of hairy vetch (HV; Vicia villosa R.) residue management and the biculture of HV and rye (Secale cereale L.) on soil organic carbon (SOC) and total nitrogen (STN), microbial biomass nitrogen (MBN), soil inorganic nitrogen, and tomato yield for 2 yr in a plastic high tunnel. The SOC in the surface 10-cm depth was 2.87-17.5% significantly greater in HV incorporation (HVI), HV mulch (HVM), and the biculture of HV and rye treatments (HV+RYE), than in a no cover crop treatment (bare fallow). However, cover crop management effects on STN varied with soil depths (0- to 10- and 10- to 30-cm depths) and years, and HVI tended to be more effective than other treatments in increasing STN. Residual soil nitrate-N was increased by cover crops, more so by HV monoculture than HV+RYE. The MBN and inorganic N (NO3--N + NH4+-N) were greater in HVI than either HVM or HV+RYE. Tomato total yield was 11.1-43.8% significantly greater in HVI and HVM than in bare fallow. However, the effects of HV+RYE on MBN, inorganic N, and tomato yield varied with C/N ratio of residues and best results were obtained with a C/N ratio of 17.6 than with 23.7. Therefore, if an adequate seeding HV/rye ratio (2:1) is used, HV+RYE is a better management practice to increase SOC and STN at topsoil and tomato yield with least residual N.
  • Dynamics of N Derived from N-15-labeled Rye in Soil-tomato System as Influenced by Cover Crop Residue Management
    Rafael A. Muchanga, Yoshitaka Uchida, Toshiyuki Hirata, Ryusuke Hatano, Hajime Araki
    HORTICULTURE JOURNAL, 89, 4, 394, 402, JAPAN SOC HORTICULTURAL SCI, 2020年, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, The nitrogen (N) contribution of rye (Secale cereale L.) to tomato production may increase when grown and applied with hairy vetch (Vicia villosa R.) to the soil. To examine the uptake and recovery efficiency by tomatoes and retention in the soil of N derived from N-15-labeled rye applied as a monoculture and biculture with hairy vetch, a Wagner pot examination was conducted under plastic high tunnel conditions in Sapporo, Japan. Irrespective of cover crop residue management, the peak of rye-derived N uptake occurred between 4 and 8 weeks after transplanting (WAT) and ceased between 8 and 12 WAT. Rye-derived N uptake by tomatoes (shoot + fruit) was 58.3% greater in rye monoculture treatment than in the biculture of hairy vetch and rye treatment because of higher rye-derived N input, whereas rye-derived N recovery was greater in the biculture treatment (34.0%) than in monoculture treatment (26.9%). The soil retained 47.0% and 52.5% of the rye-derived N input in the biculture (972 mg N/pot) and rye monoculture (1943 mg N/pot) treatments, respectively. Rye-derived N stored in the roots and possibly lost was estimated at 19.0% and 20.6% of the rye-derived N input in the biculture and monoculture treatments, respectively. Hairy vetch in the biculture treatment contributed 46.2% more N to tomato production than rye, and the hairy vetch N contribution was more significant during the late period (4-8 WAT) than the early period (0-4 WAT) of tomato cultivation. Therefore, the biculture may change the N release pattern from both hairy vetch and rye, with the cover crops releasing high amounts of N in both the early and late periods of tomato cultivation. These results may help improve N management in vegetable production systems by maximizing the use of plant-derived N by crops, thereby reducing N fertilizer inputs.
  • Hairy Vetch and Livestock Compost Improve Soil Carbon and Nitrogen, and Fresh-market Tomato Yield
    Rafael A. Muchanga, Toshiyuki Hirata, Hajime Araki
    HORTSCIENCE, 54, 6, 1023, 1030, AMER SOC HORTICULTURAL SCIENCE, 2019年06月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Cover crops and compost application may influence soil quality and productivity of fresh-market tomatoes. The effects of hairy vetch (HV) (Vicia villosa Roth) and livestock compost on soil C and N stocks, N availability, and tomato yield were evaluated for 2 years in a plastic high tunnel. Averaged across years, soil C and N stocks increased in plots incorporating hairy vetch and compost more than in plots with no hairy vetch and compost. When compared with baseline stocks (initial soil C and N stocks before the initiation of the examination), soil C stock increased by 3%, 2.8%, 2.6% in the HV treatment, the compost treatment, and the HV and compost treatment, respectively. In contrast, a 1.85% loss of soil C stock was observed in a no HV and no compost (bare) treatment. Soil N stocks increased in all treatments, with the greatest increase in the compost treatment (26%) and the lowest in the bare treatment (9.3%). Averaged across sampling dates, the HV treatment exhibited the greatest soil N availability and nitrate levels in leaf petiole in both years, whereas the bare treatment exhibited the lowest soil N availability and nitrate levels in leaf petiole. HV + compost and compost treatments showed a similar influence on soil N availability, but HV + compost exhibited greater nitrate levels in leaf petiole than the compost treatment. The marketable and total yields were 10% to 15% greater in the HV and the compost treatments than in the bare treatment. N uptake was 17% to 38% greater in the HV treatment than in the other treatments. Because of unstable cover crop production in the northern region, a combined application of cover crops and compost may be one of the best practices to compensate for low cover crop biomass production by increasing organic matter input to the soil, thereby improving soil quality and tomato yield.
  • Dynamics of nitrogen derived from hairy vetch applied as cover crop in tomato production in plastic house
    Y. Sugihara, H. Ueno, T. Hirata, M. Komatsuzaki, H. Araki
    Acta Horticulturae, 1164, 135, 142, 2017年06月30日, ［査読有り］
    Fresh market tomatoes (Solanum lycopersicum L.) are mainly grown in plastic house in Japan and usually a large amount of nitrogen fertilizer was applied for getting high yield. One of the ways to establish an organic system, no chemical N fertilizer, is the use of cover crops. The application effect of a legume cover crop, hairy vetch (Vicia villosa R., HV), on N dynamics in fresh market tomatoes, 'House Momotaro', was investigated using the 15N-labeling method in 2011 and 2012. Before transplanting of tomato, the 15N-labeled HV (1.319 mg N pot-1, 260 kg N ha-1), and chemical N fertilizers were incorporated into the soil. Tomato seedlings were transplanted into a 1/2000 a Wagner pot with 0 and 240 kg ha-1 of N application (N0HV and N240HV) in plastic house early June, 2011. Only 240 kg ha-1 of N fertilizer was applied in conventional plot. There was no significant difference in fruit yield among the plots. In organic plot, N0HV, total N uptake in tomato plant was smaller than that in N240HV, however, the rate of N uptake derived from HV to total N uptake in tomato plants (%Ndfhv) in N0HV (37.1%) was larger than that in N240HV (24.8%) at 12 weeks after transplant. Nitrogen use efficiency from HV-derived N (NUE; N uptake derived from HV in tomato/amount of N applied in HV) was 44.4% in N240HV and 49.4% in N0HV. About half of HV-N including organic and inorganic type remained in the soil. Tomato was cultivated in the soil used 2011 with unlabelled HV and N fertilizer in 2012. There was no difference in the uptake amount of N derived from HV applied in 2011 (HV2011) into tomato between N240HV and N0HV, 57.7 mg plant-1 on average, so nitrogen use efficiency (NUE) derived from HV2011 was 4.4% on average 2012. It was recognized HV could be available for not only short-term N source, but also long-term N source.
  • 北海道道央部の2つの春コムギ栽培体系における ヘアリーベッチ導入による窒素肥料の削減
    平田 聡之, 野口 大輔, 荒木 肇
    農作業研究, 52, 3, 133, 142, 日本農作業学会, 2017年, ［査読有り］, ［筆頭著者］
    日本語, 北海道道央部の春コムギ栽培において，8月のヘアリーベッチ播種後のコムギの減窒素肥料栽培の可能性について2015年および2016年の圃場試験により検討した．通常の4月にコムギを播種する慣行体系と収穫前年の初冬に播種する初冬播体系において，ヘアリーベッチを導入し早春の窒素施肥量を標準の半量とした施肥体系と慣行の施肥体系の2処理間で春コムギの収量関連形質および生育特性を比較した．コムギ播種前のヘアリーベッチの乾物重は，2014年の慣行体系における250.1 g/m2から2015年の初冬播体系における50.1 g/m2までの値を示した．コムギの子実乾物重は，2015年の初冬播体系で最も高い値を示したが，両栽培体系ともヘアリーベッチ導入により窒素施肥量を半減した処理と慣行施肥処理との間に差異は認められなかった．子実内の窒素含有率は，2.29～2.52％の値を示し，春コムギの子実品質として充分であった．しかしながら，初冬播体系のヘアリーベッチを導入した試験区において，草丈の伸張が生育後期で抑制され，コムギの登熟期間における窒素不足が生じる可能性も示唆された．本研究において，慣行体系と初冬播体系の双方において，ヘアリーベッチを導入することで早春の窒素肥料を半減できることが示された．, 10336155
  • Hairy Vetch Becomes an Alternative Basal N Fertilizer in Low-input Fresh-market Tomato Production in a Plastic High Tunnel
    Rafael Alexandre Muchanga, Toshiyuki Hirata, Hajime Araki
    HORTICULTURE JOURNAL, 86, 4, 493, 500, JAPAN SOC HORTICULTURAL SCI, 2017年, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, In order to establish a low-input alternative production system based on cover crops, the effectiveness of hairy vetch (Vicia villosa Roth; HV) incorporated as a basal nitrogen fertilizer and its effects on soil carbon (C) and nitrogen (N) content in fresh-market tomato production in plastic high tunnel was investigated in Sapporo (snow cover region), Japan. The treatments consisted of HV seeding rates (HV2, 2 kg/10 a; HV5, 5 kg/10 a) and ammonium sulfate (AS10, 10 kg N/10 a) applied as basal N fertilizers, and the Non HV (control) with no HV and ammonium sulfate. In all plots, 15 kg N/10 a were added before tomato transplanting as a controlledrelease fertilizer (LPS100 41%-N) to maintain the tomato growth in the mid and late stages. HV aboveground biomass (dry weight) was 585 kg/10 a in HV2 and 719 kg/10 a in HV5. Nitrate in petiole sap was higher in HV2, HV5, and AS10 plots than in Non HV plots throughout the cultivation period with the exception of the first 2 weeks after transplanting (WAT). The Growth index (GI) was higher in HV2 (47971), HV5 (46285), and AS10 (43397) than in Non HV (39847) at 7 WAT, the beginning of the harvest. Higher marketable yields were found in tomatoes grown in HV2 (6.87 t/10 a), HV5 (6.91 t/10 a), and AS10 (6.08 t/10 a), compared with the Non HV (5.19 t/10 a). The HV plots had greater soil total and organic N than AS10 and Non HV, and slightly increased soil C after tomato production. From these results, the HV seeding rate of 2 kg/10 a will be enough to support the growth of tomatoes planted after HV production if HV grows steadily in a plastic high tunnel.
  • ヘアリーベッチ－トマト輪作体系における前年施用ヘアリーベッチ由来窒素のトマトへの寄与率
    杉原 雄一, 上野 秀人, 平田 聡之, 小松崎 将一, 荒木 肇
    The Horticulture Journal, 85, 3, 217, 223, 一般社団法人 園芸学会, 2016年, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）,

    持続可能な農業体系の確立において，カバークロップの利用は特に栽培当年における養分供給能という点で有効であるが，カバークロップ由来の養分は土壌中に残存しており，翌年以降も影響を与える．本試験ではマメ科植物ヘアリーベッチ（Vicia villosa R，以下 HV）をカバークロップとして導入した生食用トマト（Solanum lycopersicum L.）'ハウス桃太郎'の施設栽培において，安定同位体 15N を用いて HV-トマト輪作体系における前年施用 HV 由来窒素の翌年のトマトへの寄与率を測定することによって，長期的な HV の効果を調査した．2011 年に 15N でラベルした HV（1319 mg N/pot）を施用し，窒素施肥量を 0，80，240 kg·ha−1（以下 N0HV，N80HV，N240HV）の 3 水準設けて，1/2000 a のワグネルポットを用いて，トマト栽培した．栽培終了後，ポットに土壌を入れたままビニールハウス内で保管し，その土壌を使用して 2012 年にトマト栽培を行った．その際，2011 年と同じ施肥量の窒素肥料（0，80，240 kg·ha−1）と 15N でラベルしていない HV（935 mg N/pot）を施用し，2011 年に施用した HV 由来窒素のトマトへの寄与率を調査した．その結果，総窒素吸収量は施肥量に比例して多かったが，2011 年に施用した HV 由来窒素の吸収量は処理間で差はなく，平均 57.7 mg/plant であった．したがって 2011 年施用 HV 由来窒素利用効率は平均 4.4％と，施用当年の利用効率（平均 47.1％，Sugihara et al., 2013）よりもはるかに低かったため，前年施用 HV がトマトの生育に大きく影響するとは言えない．しかし栽培終了時の土壌に残存する HV 由来窒素は 2011 年の栽培終了時よりも減少していたが，まだ土壌中に残存していた．したがって，HV-トマト輪作体系において，HV 由来窒素はわずかではあるが土壌に蓄積していき，長期的に少しずつ利用されていくことが示唆された．また生育初期に発達する第 1，2 果房に多く分配される傾向があったことから，生育初期に影響することが示唆された．したがって HV は輪作体系において，持続的な窒素供給源として，特に生育初期の窒素源としての役割を果たしていると考えられる．

  • 速効性と緩効性窒素肥料を施用したポットにおけるトマトのヘアリーベッチ由来窒素の吸収
    杉原 雄一, 上野 秀人, 平田 聡之, 荒木 肇
    園芸学会雑誌, 83, 3, 222, 228, 一般社団法人 園芸学会, 2014年07月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, トマト生産においてカバークロップとしてのヘアリーベッチ（Vicia villosa R.，以下 HV）と化学肥料の効率的な施用方法を確立するために，HV，速効性肥料（Fast）および緩効性肥料（Slow）から放出された窒素のトマトへの吸収について，安定同位体 15N を利用して調査した．窒素の速効性肥料（硫安）と緩効性肥料（LP-S100）を供試して，両者の混合割合を 2 : 8（Fast + Slow）と 0 : 10（Slow-only）とした．窒素施肥量を 240 kg N·ha-1 として，土壌培養試験を行うと，培養 4週間において Fast + Slow では高濃度の無機態窒素環境が形成された．同様の施肥条件を用いて，1/2000 a のワグネルポットでトマト'ハウス桃太郎'を栽培すると，15N でラベルした HV（0.89 atom% excess）を土壌中にすき込むことで，定植12 週後のトマトの植物体乾物重は HV 無添加より有意に増加したが，窒素肥料の混合割合による差異は認められなかった．HV 由来窒素は主に定植 4 週後までに吸収され，その吸収量には Fast の有無による差異はなかったが，吸収した全窒素に対する HV 由来窒素の含有率（%Ndfhv）は Fast を施用しない Slow-only で有意に高くなった．しかし，この差異も定植 8 週以降は認められなかった．トマトによる窒素吸収は栽培終了時の定植 12 週後まで続いた．以上の結果から，HV 由来窒素は速効的であった．生育初期においては，トマトへの窒素吸収に土壌・肥料由来窒素と HV 由来窒素の間で競合関係があり，多量の土壌・肥料由来窒素が存在すると HV 由来窒素の吸収が抑制される．この試験で得られた知見は，トマト生産における HV と化学肥料の適切な混合体系の確立に寄与する．
  • Tillage and cover crop species affect soil organic carbon in Andosol, Kanto, Japan
    Tatsuya Higashi, Mu Yunghui, Masakazu Komatsuzaki, Shigenori Miura, Toshiyuki Hirata, Hajime Araki, Nobuhiro Kaneko, Hiroyuki Ohta
    SOIL & TILLAGE RESEARCH, 138, 64, 72, ELSEVIER SCIENCE BV, 2014年05月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, No-tillage, cover crops, and N fertilization play important roles in conserving or increasing soil organic carbon (SOC). However, the effects of their interaction are less well known, particularly in Asian countries. We examined the effects of three tillage management systems, moldboard plow/rotary harrow (MP), rotary cultivator (RC), and no-tillage (NT); three winter cover crop types (FL: fallow, RY: rye, and HV hairy vetch); and two nitrogen fertilization rates (0 and 100 kg N ha(-1) for upland rice and 0 and 20 kg N ha(-1) for soybean production) on changes in SOC. Vertical distributions at 0-2.5, 2.5-7.5, 7.5-15, and 15-30 cm depths of soil carbon content and bulk density were measured each year. From 2003 to 2011, NT and RC management increased SOC by 10.2 and 9.0 Mg ha(-1), whereas SOC under the MP system increased only by 6.4 Mg ha(-1). Cover crop species also significantly increased SOC in the same period by 13.4 and 8.6 Mg ha(-1) for rye and hairy vetch, respectively, although SOC with fallow increased only by 5.4 Mg ha(-1). Continuous soil management for 9 years enhanced SOC accumulation. Summer crop species between upland rice and soybean strongly affected SOC; the SOC increases were 0.29 Mg ha(-1) year(-1) for the upland rice rotation and 1.84 Mg ha(-1) year for the soybean rotation. However, N fertilization levels did not significantly affect SOC. These results suggest that the NT system and rye cover crop enhance carbon sequestration in Kanto, Japan, but that their contributions differ depending on the combination of main and cover crops. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.
  • カバークロップとして投入したヘアリーベッチ由来窒素のトマトによる吸収と分配
    杉原 雄一, 上野 秀人, 平田 聡之, 荒木 肇
    園芸学会雑誌, 82, 1, 30, 38, 一般社団法人 園芸学会, 2013年01月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, カバークロップには土壌特性の改善や次作物への養分供給などの効果が期待され，化学肥料の施肥量を削減した持続可能な農業体系を確立するための一つの手段として注目されている．マメ科カバークロップのヘアリーベッチ（Vicia villosa R.，以下 HV）を導入した生食用トマト（Solanum lycopersicum L.）'ハウス桃太郎'の施設栽培において，HV がトマトの生育と収量に与える効果を明らかにするために，安定同位体 15N を用いて HV 由来窒素の動態を調査した．試験は 1/2000 a のワグネルポットで行い，トマトを定植する際に，15N でラベルした HV（0.86 atom％ excess）と化学肥料を土壌中にすき込んだ．窒素施肥水準には 0，80，240 kg・ha−1（N0HV，N80HV，N240HV）の 3 水準を設けた．定植 1，2，4，7，10，12 週後に，各窒素施肥処理区から 5 個体のトマトを葉，茎，根にわけて採取し，果実は着色後に適宜収穫して，HV 由来窒素含量を分析した．その結果，HV 由来窒素は主に定植 4 週後までに吸収されていた．特に N240HV では定植 4 週後以降，HV 由来窒素はほとんど吸収されなかった．定植 10 週後の HV 由来窒素吸収量は，N240HV，N80HV，N0HV でそれぞれ 587 mg，657 mg，729 mg であり，窒素肥料が少ないほど吸収量は多くなった．トマトが吸収した全窒素に対する HV 由来窒素の含有率（％Ndfhv）は定植 2 週後に最大値を示し，N80HV（52.1％）と N0HV（51.5％）は N240HV（43.6％）より有意に高かった．定植 2 週後以降，HV 由来窒素含有率はトマトの生長にともなって減少したが，最終的には N240HV，N80HV，N0HV でそれぞれ 24.8％，34.4％，37.1％となり，窒素肥料を減じた N8HV や N0HV では吸収した窒素の 34％以上が HV 由来であった．HV 由来窒素の利用効率（NUE）は定植 10 週後が最大となり，投入した HV の 45％以上が吸収され，N0HV（55.3％）が N240HV（44.5％）と N80HV（49.8％）よりも有意に高かった．吸収された HV 由来窒素の果実への分配率は 63.9％で，39.7％が第 1–2 果房の果実に分配された．一方，土壌および肥料由来窒素の果実への分配率は 57.9％であり，HV 由来窒素の分配率よりも有意に低かった．これらの結果より，減肥料下で HV 由来窒素の利用効率が高まったことから，代替窒素肥料としての利用が期待でき，これまでと本実験のデータから，化学肥料の施肥量を 50～66％削減できる可能性が示唆された．また HV 由来窒素は施用後約 4 週間に集中的にトマトに吸収されたので，減肥料体系を確立するためには生育初期の肥培管理についてさらに検討する必要がある．
  • 北海道の春コムギ-カバークロップ輪作体系におけるバイオマス生産と窒素吸収
    平田 聡之, 永山 毅, 荒木 肇
    農作業研究, 47, 4, 127, 137, 日本農作業学会, 2012年, ［査読有り］, ［筆頭著者］
    日本語, コムギ栽培では，古くから地力維持を目的としたカバークロップの利用が進められてきた．本研究では，冷涼積雪地帯である北海道におけるヘアリーベッチ，野生エンバク，ヘアリーベッチと野生エンバクの混播および休閑を導入した 4種の 1年輪作体系において春コムギのバイオマス生産と窒素吸収量を調査した．以下に結果の概要を示す．
    1）カバークロップを栽培した区では，コムギの収量が増加したが，カバークロップ種間で有意な差異が認められなかった．
    2）2008年と2009年のコムギ収量を比較したところ，カバークロップを栽培していない区では 55.4％に低下したが，カバークロップを導入した区では 36.7％以下の減少率に留まった．このことから，カバークロップによりコムギ収量の安定性が増加すると考えられた．
    3）推定窒素源、カバークロップ種および耕起法を説明変数とした重回帰分析の結果から，コムギの窒素吸収量は，野生エンバクによる負の効果が認められた．このことから，マメ科カバークロップであるヘアリーベッチの有効性が示された．
    4）カバークロップを栽培した区では，コムギ収量に春耕による効果が認められなかった．このことは，カバークロップ栽培を取り入れた春コムギの不耕起播種の有効性が高いことを示している．, 10336155
  • Effects of tillage and winter cover cropping on microbial substrate-induced respiration and soil aggregation in two Japanese fields
    Tomomi Nakamoto, Masakazu Komatsuzaki, Toshiyuki Hirata, Hajime Araki
    SOIL SCIENCE AND PLANT NUTRITION, 58, 1, 70, 82, TAYLOR & FRANCIS LTD, 2012年, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, We hypothesized that cover cropping could increase soil microbial activities under various tillage systems and that increased microbial activities would improve soil properties. Soil sampling was conducted at two fields in Japan in 2009. At the Ibaraki field (Andosol, clay loam), three, tillage practices (no-tillage, plowing to 30 cm, and rotary tillage to 15 cm) and three types of winter cover cropping [bare fallow as control, hairy vetch (Vicia villosa Roth), and rye (Secale cereale L.)] were conducted from 2003 to 2009. At the Hokkaido field (Fluvisol, light clay), two tillage practices (autumn tillage and rotary tillage with a rotary tiller to a depth of 15 cm once in autumn and twice in a year, respectively), and four types of winter cover cropping (bare fallow, hairy vetch, bristle oat (Avena strigosa L.), and a mixture of hairy vetch and bristle oat) were conducted from 2006 to 2009. Soil microbial activities and the fungal-to-bacterial activity ratio (FIB ratio) were estimated by the substrate-induced respiration (SIR) method with the use of selective antibiotics. At the Ibaraki field, rye cover cropping showed higher microbial SIR than bare fallow at depths of 0-30 cm and rotary tillage maintained higher microbial SIR than no-tillage or plowing at depths of 7.5-1.5 cm. There was no meaningful interaction effect between cover cropping and tillage on microbial SIR. At the Hokkaido field, cover cropping and tillage had only limited effects on microbial SIR. High FIB ratios (indicating fungal dominance) were recorded with the use of cover crops in both fields. Fungal SIR, estimated from the microbial SIR and FIB ratio, was closely related to the content of total soil organic carbon (SOC) and the mean weight diameter (MWD) of water-stable aggregates. Based on SOC, fungal SIR was significantly higher under rye cover cropping. The relationship between fungal SIR and MWD was affected by tillage. We conclude that rye cover cropping and rotary tillage were very effective in increasing fungal SIR, SOC, and MWD in the Ibaraki soil. Field practices that enhance fungal activities might be effective in improving certain types of arable soil.
  • ハイパースペクトル画像解析によるカバークロップ圃場の構成草種および草量の空間分布推定
    鈴木 由美子, 岡本 博史, 平田 聡之, 片岡 崇, 柴田 洋一
    農作業研究, 45, 2, 99, 109, 日本農作業学会, 2010年, ［査読有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）, 本報では，カバークロップの機能性の評価基準となりえる構成草種および刈取り時草量の空間分布をハイパースペクトル画像解析により推定した．ここでは，取得した画像の各画素をNDVIにより植物と土壌に判別し，植物領域を抽出した．次に，植物領域の各画素に草種判別モデルを適用してBO, HVおよび雑草に判別した．その後，草量推定モデルにより，各区画の草種別草量を推定した．その結果，以下のことが明らかとなった．
    1）ステップワイズ変数選択を用いた線形判別分析により開発した草種判別モデルは，検証時総合判別率が78.3％であった．分光スペクトル類似性の高い草種間での誤判別がいくつかみられたが，概ね正確に判別できた．
    2) PLS回帰分析により開発した草量推定モデルは，BOおよび雑草の低草量領域でやや過大評価，高草量領域でやや過小評価の傾向があったものの，概ね推定が可能と判断できた．また，説明変数に波長情報（分光スペクトル）と空間情報（草種植被率）の双方を利用することで，より高い精度で推定できた．
    3）生成した草量推定マップでは，HVおよび雑草は概ね実圃場の状態を反映していたが，BOは低草量領域で過大評価の傾向が見られた．しかし，これらは草量推定モデルの推定精度の向上を図ることで，改善されると考えられた．
    4）以上の結果より，ハイパースペクトル画像解析によるカバークロップ圃場の構成草種判別および草種別草量分布推定の可能性が示された．
  • Cover crop use in Tomato production in plastic high tunnel　　　　　　　　　　　　　　　
    Horticultural environment and biotechnology, 50, 4, 324, 328, 2009年, ［査読有り］
  • Evaluation of nitrogen uptake in processing tomato grown with hairy vetch mulch labeled with N-15
    Hajime Araki, Toshiyuki Hirata, Naomi Asagi, Hideo Ueno
    HORTSCIENCE, 42, 4, 952, 952, AMER SOC HORTICULTURAL SCIENCE, 2007年07月, ［査読有り］
    英語
  • オカボ栽培でのカバークロップの利用と耕うん方法が土壌物理性に及ぼす影響
    牟 英輝, 小松崎 将一, 森泉 昭治, 辜 松, 荒城 雅昭, 荒木 肇, 平田 聡之
    農作業研究, 42, 1, 11, 20, 日本農作業学会, 2007年, ［査読有り］
    日本語
  • ハイパースペクトル画像解析を利用したカバークロップ混播区における草種識別　　　　　　　　　　　　　　　
    農業機械学会北海道支部会報, 47, 27, 33, 2007年, ［査読有り］
  • 大気CO_2濃度の上昇がペレニアルライグラス(Lolium perenne L.)とアカクローバ(Trifolium pratense L.)の収量に及ぼす影響.
    小林 創平, 杉山 修一, 平田 聡之, 由田 宏一, 高橋 英紀, 中嶋 博
    日本草地学会誌, 50, 3, 265, 270, 日本草地学会, 2004年08月15日, ［査読有り］
    英語, 大気中の二酸化炭素(CO_2)濃度(現在約370ppm)は,今世紀中に約2倍(700ppm)になると予測されている。そこで本研究は,ペレニアルライグラス(以下PR)とアカクローバ(RC)の単播草地を,北大農場のオープントップシャンバー内に作出したCO_2濃度2水準(通常と2倍)×窒素肥料2水準(無施肥と施肥)の環境条件下で2年間に渡り栽培して,CO_2濃度の上昇が乾物収量および分げつ又は葉柄の数とサイズに及ぼす影響を調査した。PRでは,CO_2濃度の倍化により,分げつ数とそのサイズがそれぞれ増加して,収量は1年目から一貫して上昇した。一方RCでは,収量の上昇が1年目は僅かであったが,2年目から顕著であった。1年目の上昇率が低い要因として,葉柄数がCO_2濃度の倍化に反応しなかったことが挙げられた。これらのCO_2反応を反映して,PRの収量は平均43%上昇したが,RCでは30%であった。これらと過去に報告された増加率を比較した結果,将来おこるCO_2濃度の上昇は,PRとRCの収量を他の地域に比べ北海道で特に大きく増加させると推測された。
  • 刈取期の異なるアカクローバ(Trifolium pratense L.)単播草地におけるアカクローバの個体数および空間配置の動態
    平田 聡之, 森下 浩, 由田 宏一, 中嶋 博
    北大附属農場研究報告, 33, 33, 1, 8, 北海道大学北方生物圏フィールド科学センター耕地圏ステーション生物生産研究農場, 2003年03月31日
    日本語, Many studies for improvement of the persistence of red clover population (Trifolium pratense L.) are carried out for extension of the survival period of individuals, or improvement of a physiological function. In this study, we focused on 1) effect of natural seeding to sward production of red clover, and 2) spatial and temporal dynamics of red clover population in small scale. On first cutting time in 1999, many recruitment plants were observed in the late cutting meadow plots. In first cutting time in 2000, their dry matter weight were increased to 50% of parental plants. The parental plants in late cutting plots have higher mortality than standard cutting plots. We suggested that it may be the trade-off between the sustainability of parental plants and recruitment plants production. In red clover pure stand we surveyed, spatial distribution patterns of individuals have been aggregated temporally in small scale.
  • CO_2富化はペレニアルライグラス(Lolium perenne L.)とアカクローバ(Trifolium pratense L.)の飼料成分に直接的に影響を及ぼすか?
    小林 創平, 平田 聰之, 由田 宏一, 中嶋 博
    日本草地学会誌, 47, 4, 370, 377, 日本草地学会, 2001年10月15日, ［査読有り］
    英語, 将来おこるCO_2濃度の上昇(CO_2富化)は, 2つの要因によって, 飼料価値に影響すると考えられる。一つは, 生理的要因(直接的影響)で, もう一つは, 植物体の増大を通じた要因(間接的影響)である。本研究では, CO_2富化が飼料価値に及ぼす直接的影響を評価するため, ペレニアルライグラス(以下PR)のアカクローバ(RC)の単播草地を, 北大農場において2年間に渡り2水準のCO_2濃度環境下(外気と約700ppm)で栽培し, その飼料成分を調査した。CO_2富化は, PRとRCの刈取り収量を増加させると共に, 刈取り時における乾物率, 無機(N・P・K)含有率, ADF含有率に影響した(PRのADF含有率を除く)。しかし, 乾物収量と新鮮重, 無機収量, ADF収量それぞれとの相関はCO_2富化によって変化しなかった(PRの無機収量をのぞく)。これらの結果はCO_2富化が, 植物体の大きさを基準に取ると(直接的には), 牧草の飼料価値に影響しないことを示した。CO_2富化は, PRの無機収量(含有率)を, 全植物体サイズを通じて(直接的に)増加させた。長期にわたるCO_2富化は分げつを矮化し, 根量を増加させた。これらの形態的変化は, 若い葉の割合を高めると共に根からの無機養分吸収を促進し, 結果的にPRの無機含有率を増加させると推測された。
  • 北海道におけるアマランサス,キノアおよびルーピンの栽培適性について
    平田聡之, 太田沙織, 由田宏一, 中嶋博
    北海道大学農学部農場研究報告, 0, 32, 1, 6, 北海道大学農学部附属農場, 2001年03月29日
    日本語
  • A. Tozuka, H. Fukushi, T. Hirata, M. Ohara, A. Kanazawa, T. Mikami, J. Abe and Y. Shimamoto：“Composite and clinal distribution of Glycine soja in Japan revealed by RFLP analysis of mitochondrial DNA”, Theor. Appl. Genet. 96: 170-176. (1998)
    A Tozuka, H Fukushi, T Hirata, M Ohara, A Kanazawa, T Mikami, J Abe, Y Shimamoto
    THEORETICAL AND APPLIED GENETICS, 96, 2, 170, 176, SPRINGER VERLAG, 1998年02月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Wild soybean (Glycine soja Sieb. et Zucc.), regarded as the progenitor of cultivated soybean [G. max (L.) Merr.], is widely distributed in East Asia. We have collected 1097 G. soja plants from all over Japan and analyzed restriction fragment length polymorphisms (RFLPs) of mitochondrial DNA (mtDNA) in them. Based on the RFLPs detected by gel-blot analysis, using coxII and atp6 as probes, the collected plants were divided into 18 groups. Five mtDNA types accounted for 94% of the plants examined. The geographic distribution of mtDNA types revealed that, in many regions, wild soybeans grown in Japan consisted of a mixture of plants with different types of mtDNA, occasionally even within sites. Some of the mtDNA types showed marked geographic dines among the regions. Additionally, some wild soybeans possessed mtDNA types that were identical to those widely detected in cultivated soybeans. Our results suggest that the analysis of mtDNA could resolve the maternal lineage among plants of the genus Glycine subgenus Soja.
  • テンサイの初期成育における微生物培養ろ液(NOK-1)施用の効果
    JIANG Z S, 平田聡之, 丸山春奈, 由田宏一, 中嶋博
    『テンサイ研究会報』, 40, 40, 50, 58, 甘味資源振興会, 1998年, ［査読有り］, ［責任著者］
    日本語
  • J. Abe, T. Hirata and Y. Shimamoto：“Assignment of Est1 locus to soybean linkage group 4” J. Hered. 88: 557-559. (1997)*　　　　　　　　　　　　　　　
    1997年, ［査読有り］
  • T. Hirata, M. Kaneko, J. Abe and Y. Shimamoto：“Genetic differentiation between summer and autumn maturing cultivars of soybean (Glycine max (L.) Merrill) in Kyushu district of Japan.”, Euphytica 88: 47-53. (1996)*
    T Hirata, M Kaneko, J Abe, Y Shimamoto
    EUPHYTICA, 88, 1, 47, 53, KLUWER ACADEMIC PUBL, 1996年, ［査読有り］, ［筆頭著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, 135 soybean landraces and pure line selections from Kyushu district of Japan were assayed for isozyme and seed protein loci in order to determine the genetic structure of the groups of summer and autumn maturing cultivars. Out of the 16 tested loci, Dial, Enp, Estl, and Ti exhibited a marked difference in allelic frequency between both groups. The summer cultivar group had a high frequency for Dial-b, Enp-b, Estl-a and Ti-b, whereas Dial-a, Enp-a, Estl-b and Ti-a were predominant in the autumn group. The analysis of multi-locus genotypes revealed that both groups mostly consisted of different multi-locus genotypes. The allelic combination of Dial-b Enp-b Estl-a Ti-b was most frequently observed in the summer cultivars, whereas four genotypes, Dial-a Enp-a Estl-a Ti-a, Dial-a Enp-a Estl-b Ti-a, Dial-a Enp-b Estl-b Ti-a and Dial-a Enp-a Estl-b Ti-b, occupied most of the autumn cultivars. These results indicated that both groups were appreciably differentiated from each other. The summer cultivar group also included a few accessions having the multi-locus genotypes observed predominantly in the autumn group or Acol-b characteristic of the landraces native to northern Japan. It seems likely that the summer cultivar group was not phyletically derived from a single common ancestor, but partly involves the landraces with early maturity derived from northern Japan. Dial, Enp, Estl and Ti are useful genetic markers to trace the origin and dissemination paths of Japanese soybean landraces.
  • RFLPs of chloroplast and mitochondrial genomes in summer and autumn maturing cultivar groups of of soybean in Kyushu district of Japan.”, Soybean Genet. Newsl. 23: 107-111. (1996)　　　　　　　　　　　　　　　
    T. Hirata, J. Abe, Y. Shimamoto
    Soybean Genet. Newsl, 23, 107, 111, 1996年, ［筆頭著者］
  • ダイズ種子の脂質の脂肪酸組成からみた日本の早生在来種の系統分化
    金子 めぐみ, 平田 聡之, 阿部 純
    北海道大学農学部農場研究報告, 29, 0, 31, 39, 北海道大学, 1995年03月25日
    日本語
  • ダイズ在来種における農業形質の地域的分化
    平田 聡之, 金子 めぐみ, 三沢 為一
    北海道大学農学部農場研究報告, 29, 0, 41, 54, 北海道大学, 1995年03月25日
    日本語
  • 日本の早生ダイズにおける子実のタンパク質および脂質の含有率
    阿部純, 三沢為一, 大原雅, 平田聡之, 島本義也, 夏賀元康
    北海道大学農学部農場研究報告, 28, 31, 40, 1993年03月
    日本語

その他活動・業績

書籍等出版物

  • 作物栽培体系，第8巻 飼料作物・緑肥作物の栽培と利用－　　　　　　　　　　　　　　　
    平田 聡之, マメ科牧草
    朝倉書店, 2017年05月, ［共著］

講演・口頭発表等

所属学協会

  • 日本作物学会　　　　　　　　　　　　　　　
  • 日本農作業学会　　　　　　　　　　　　　　　
  • 日本生態学会　　　　　　　　　　　　　　　

Works（作品等）

  • 栗山町 タマネギ圃場調査　　　　　　　　　　　　　　　
    2009年 - 2011年

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 植物性タンパク質（大豆）の育種基盤構築と栽培技術確立　　　　　　　　　　　　　　　
    戦略的イノベーション創造プログラム
    2023年09月 - 2028年03月
    研究分担者
  • カバークロップすき込み後の養分供給過程の改変と作物の養分要求との同期化
    科学研究費助成事業
    2022年04月01日 - 2025年03月31日
    平田 聡之, 中島 大賢
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 22K05925
  • カバークロップのアレロケミカルが冬期間の有機物分解と雑草抑制に及ぼす効果の解明
    科学研究費助成事業
    2018年04月01日 - 2021年03月31日
    平田 聡之, 松村 篤
    冬期間におけるヘアリーベッチの雑草抑制物質であるシアナミドおよび土壌微生物叢の分析から、ヘアリーベッチが早春の雑草出芽に与える影響について検討した。越冬時におけるヘアリーベッチ内のシアナミドは、2月までに測定検出外まで減少したにも関わらず、アンモニア性窒素量が2月以降に急激に増加した。このことから、アンモニア性窒素の増加はシアナミド由来のジシンジアミド生成による硝化抑制効果ではなく、低温によるものと考えられた。早春時のアンモニア性窒素量を投与した雑草の出芽試験では、低温下において平均発芽日数の遅延が認められたことから、早春のヘアリーベッチの雑草抑制効果はアンモニア障害によるものと考えられる。
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 18K05918
  • 北海道雑草種のDNA バーコーディングと群集評価技術への応⽤
    ロバスト農林⽔産⼯学国際連携研究教育拠点構想
    2019年05月 - 2020年03月
    平田 聡之
    北海道大学, 研究代表者, 競争的資金
  • 難防除雑草ハルガヤの有効防除技術確立事業　　　　　　　　　　　　　　　
    畜産振興事業
    2014年04月 - 2017年03月
    山田敏彦
    日本中央競馬会, 競争的資金
  • 夏播きカバークロップと不耕起播種による春コムギ初冬播き栽培体系の改善
    科学研究費助成事業
    2012年04月01日 - 2015年03月31日
    平田 聡之, 荒木 肇, 片岡 崇
    不耕起播種およびヘアリーベッチ栽培による土壌養分の利用効率の上昇は確認されたが、春コムギ初冬播きの作業効率の向上は確認されなかった。ポット試験により、ヘアリーベッチ残渣がコムギ実生の成育と収量を増加させることを明らかにした。しかしながら、圃場試験ではヘアリーベッチ区において融雪後のコムギ実生個体数の減少する傾向が認められた。その原因として、積雪下でコムギ実生の生育異常が生じていることを確認した。本試験の結果では、初冬播きにおけるヘアリーベッチ栽培と不耕起播種の組み合わせに利点が少なく、ヘアリーベッチの利用は春播きや初冬播き前の秋起により効果が発揮されることが示された。
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 24580363
  • カバークロップの導入による省資源・温暖化ガス抑制型の有機栽培の確立
    科学研究費助成事業
    2009年 - 2011年
    荒木 肇, 大門 弘幸, 中元 朋実, 上野 秀人, 小松崎 将一, 平田 聡之
    カバークロップの連続施用により土壌炭素が増加し、各種の土壌内酵素が活性化した。すき込み直後に温暖化ガスが発生したが、不耕起で抑制できた。イネ科のカバークロップはカビによる耐水性団粒の形成を促進した。ヘアリーベッチの分解後に菌根菌も増殖でき、リン酸吸収が支援された。マメ科カバークロップからの無機化窒素は後作作物の生育を促進し、それは圃場へのすきこみやマルチ処理直後から効果があった。カバークロップ導入は代替肥料効果があり、温暖化ガスを低減させる有機農業が可能である。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 21380151
  • 積雪地域におけるヘアリーベッチの冬枯れ残渣を利用した減肥料栽培技術の開発
    産学が連携した研究開発成果の展開 研究成果展開事業 地域事業 地域イノベーション創出総合支援事業 シーズ発掘試験
    2009年 - 2009年
    平田 聡之
    マメ科カバークロップによる土壌環境改善、雑草防除効果等は多く報告されているが、冷涼・積雪により栽培期間の短い北海道では、その利用法が限定されていた。本研究では、低温環境での初期生育の優れたマメ科草本であるヘアリーベッチを晩夏播きし、積雪前に茎葉をある程度まで繁茂させ、積雪下で死亡させた後、その冬枯れした残渣を有機質肥料として利用する栽培技術を検討するものである。
    北海道大学, 研究代表者
  • カバークロップを導入した持続型農業体系における土壌生物の動態と養分循環
    科学研究費助成事業
    2004年 - 2006年
    荒木 肇, 小松崎 将一, 上野 秀人, 平田 聡之
    1.畑作圃場でのカバークロップ利用と土壌生物性
    (1)カバークロップの利用(ライムギ,ヘアリーベッチ,裸地)と耕うん方法(不耕起,プラウ耕,ロータリ耕)が後作のオカボ栽培における耕地内の窒素循環について検討した。ヘアリーベッチは最も多くの窒素を吸収し,オカボ栽培期間中にオカボへ移譲した。
    (2)土壌生物相:カバークロップ利用で微生物数は増加し,不耕起栽培では土壌表層で増加した。大型土壌動物は不耕起栽培で増加した。土壌動物はカバークロップ窒素の利用を促進し、不耕起とカバークロップの組合わせ利用で耕地内の窒素循環促す土壌生態系を構築する可能性が示唆された。
    2.水田でのカバークロップ利用
    15Nでラベルしたカバークロップを水田に表面マルチと鋤込みの2方法で施用したところ,水稲生育およびカバークロップ由来窒素の利用率は,鋤込み施用で高くなった。マメ科緑肥は易分解性のため,早期に窒素を放出してしまうが,イネ科緑肥は,栽培後期まで肥効が持続する傾向が見られた。西南地域水田ではシロクローバー,エンバク,キカラシが有望で、灌水時期の遅延により,収量及び作物乾物重の増加と倒伏率の低下を認めた
    3.施設園芸でのカバークロップ利用
    ヘアリーベッチマルチ畝にトマトを慣行の半量の窒素で栽培すると、慣行窒素量を施用した無マルチ(耕起)圃場と同等の収量が得られた。HV畝の表層で硝酸態窒素が高濃度に維持された。HVの約17%がトマトに吸収されたが、低窒素条件下でのHV利用が有効と考えられた。
    4.カバークロップのイネ科・マメ科比の推定
    群落反射光のハイパースペクトルデータによるイネ科・マメ科緑肥作物の局所的な構成比率を算定すると誤識別が約1%以下となる判別関数式が得られ、ハイパースペクトルデータの有効性が示された。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 連携研究者, 競争的資金, 16380165
  • 農林バイオマスの超効率的回収循環システムの開発
    科学研究費助成事業
    1996年 - 1998年
    中嶋 博, 平田 聡之, 中辻 浩喜, 由田 宏一, 松田 従三, 寺澤 實
    微生物分解型生ゴミ処理装置(静岡精機製EC500X型)により製造されたコンポストを2年間圃場に施与し、作物(春播きコムギとアズキ)の生育・収量に及ぼす影響を調査した。初年(1997)の施与時期(播種2週間前、播種直前)と施与量(2,4,8kg/m^2)を組み合わせた実験結果によると、コムギの収量は慣行施肥区に比べて、直前施与区で同程度、2週間前施与区で平均14%増となり、施与量の影響は小さかった。一方、アズキの収量は出芽阻害が起こった直前8kg施与区を除くすべての区で慣行施肥区を上回り、2週間前施与では施与量が多いほど多収となった(8kg区で約50%増)。1998年には前年の圃場を十分に攪拌混合した後、播種2週間前に4kgおよび8kgを投与し栽培実験を行った。その結果、コムギの収量は8kg施与区で慣行施肥区よりやや劣り、4kg施与で5%増であった。アズキにおいては前年と大きく異なり、4kg施与区の収量は慣行施肥区と変わらず、8kg施与区では49%の減収になった。減収の要因は出芽不良と根粒菌着生阻害であり、後者については茎溢泌液の相対ウレイド量の減少によっても確認された。栽培実験と並行して行った土壌調査によると、コンポスト施与は表層(15cm)の保水力をやや高めたものの、3相構造にはほとんど影響しなかった。土壌pH、EC、および土壌微生物量の指標となるATP含量はコンポスト施与...
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 連携研究者, 競争的資金, 08556003
  • 中国に分布する作物資源の遺伝的評価と開発的研究
    科学研究費助成事業
    1995年 - 1996年
    沖野 啓子, 梁 耀懋, 呉 基日, 佐藤 和広, 李 道遠, 顔 済, 佐野 芳雄, 李 万几, 周 永紅, 蓋 鈞鎰, 王 象坤, 平田 聡之, 阿部 純, 島本 義也, 辻本 壽, 加藤 鎌司, 露崎 浩, 武田 和義, 才 宏偉, 佐藤 洋一郎, 季 道遠
    本プロジェクトの目的は、従来情報が非常に少なかった中国国内の作物について、遺伝資源の立場から調査・研究をしようとしたものである。班員は作物別にイネ・コムギ・オオムギ・ダイズの各グループにわかれ、それぞれの在来種・近縁野生種の調査研究を行った。コムギ・オオムギグループは両年とも合同して現地調査を行った。作物によってかなり諸般の状況が異なるので、以下に各班ごとに実績の概要を述べる。
    1)イネ班
    中国国内に分布する野生イネ(Oryza rufipogon、栽培イネの祖先種)についての情報は非常に不足しており、外国人研究者による調査は皆無であった。中国でこの野生イネが高頻度で分布し、かつ自生地の破壊が比較的少ないと思われる広西自治区に焦点をしぼり、広西自治区農科院品種資源所の遺伝資源研究者と協力関係を結び、平成7、8年の両年にわたって、省内の野生イネ自生地18カ所の調査を行うことができた。生育地はいずれも都市化や農地整備のために急速に破壊が進み、野生イネ集団の自生地保存は急を要すると思われる。今回調査した野生イネはすべて多年生型であったが、熱帯アジアに分布する同種の多年生型とは異なる特徴を持っていた。隣接する栽培イネからの遺伝子導入が認められた集団もあった。
    平成7年には3人の中国側分担者を招へいし、研究打合わせを行った。その機会に、国立遺伝学研究所で「イネの進化遺伝学」に関する小シンポジウムを開催し、研究班以外の国内研究者も多数参加し、有意義であった。
    2)コムギ・オオムギ班
    従来から交流のあった四川農業大学のコムギ・オオムギ研究者の全面的協力を得て、ラサを中心とするチベット高地および四川省西部(チベット高原東端部)で、コムギ・オオムギ在来品種の調査・採集を行うことができた。従来エチオピアにしかないと考えられていたオオムギのirregulare型(条性不整)がチベットにも多数分布していることなど、いくつかの新しい知見を得た。コムギ・オオムギ共に各600点以上のサンプルを採集し、日本で栽培し、特性調査を開始した。平成8年には四川農大の分担者2人を招へいし本調査のとりまとめと今後の共同研究について打合わせした。
    3)ダイズ班
    中国各地の在来品種・野生ダイズの情報収集を目的として、各研究者が個別に各地へ調査旅行を行った。在来品種の調査を行ったのは、貴州省少数民族地域、雲南省西双版納地域である。野生ダイズの調査を行ったのは、東北部(分布北限)、黄河流域、南部(広西省)および北京近郊である。南部以外では自生地を観察することができた。平成7年に、中国におけるダイズ研究者の中心的人物である南京農大蓋教授を招へいし、両国でのダイズ資源の今後の研究の方法について討議した。
    本プロジェクトの目的は中国での野外調査を通じて、これら四大重要作物の在来種・野生種の生態的調査を行うと共に、遺伝的評価を行うための材料収集であった。予想されたことだが、遺伝資源の国外持出しについては現在厳しい規制があり、特に中国からは非常に難しい。私共の研究班では次のように解決した。イネでは、中国側分担者の研究室出身者が幸い国立遺伝学研究所に職を得ることができ、共同研究の一部を日本で行っている。初めて入手できた中国の材料を加えて、この野生イネのアジア地域における変異パタンを研究中である。コムギ・オオムギ班は、四川農大分担者の尽力で彼らの来日の際に公式に日本に持ってくることができ、現在栽培中で、一次特性および播性の調査を進めている。ダイズグループは、目的としている細胞質ゲノムの分子マーカー調査を、日本側研究者が訪中し現地の大学の研究室で行っている。その結果、在来品種中に野生型と同じ型を含む7種の細胞質型を観察し、その地理的変異も見出された。
    日本学術振興会, 国際学術研究, 国立遺伝学研究所, 連携研究者, 競争的資金, 07041154