九大 土壌研って、どういうところ？
九州大学の土壌学研究室では、土壌自体の研究をはじめとして、植物、環境、生態系との関わりについて研究を行っています。
土壌調査は土壌学の基本。
野外で穴を掘って土壌断面を調べて、
サンプルをとります。
農地での土壌調査や研究も行います。
土壌の養分状態や水分状態を調べます。
化学分析で、土壌の状態を探ります
土壌に色々な試薬を反応させて成分を抽出し、
分析機器で、土壌の養分や有機物、鉱物の状態を調べます。
栽培試験で土壌と植物の関係を調べよう。
様々な条件に調製した土壌で植物を栽培して、
植物の生育調査や、植物と土壌の化学分析をします。
本研究室では、土壌を様々な鉱物や有機物からなる天然の化学物質として捉えています。
土壌調査、化学分析、スペクトル分析によって土壌の化学的特徴を明らかにすることを基礎として、自然環境の理解と保全、植物と土壌の関係の解明に関する研究を行い、農業および環境分野の発展に寄与します。
研究テーマ
草原植生の保全のための土壌管理に関する研究
日本では縄文時代あたりから人為的に広く草原が維持されてきたようです。このような草原では、貴重な在来の草本植物がいのちをつないでいます。そして、このような生態系を維持するためには、古くから維持されてきた土壌特性をそのまま保つことが重要であることもわかってきました。そのためにはどのような管理が重要なのか調べています。
小笠原諸島の生態系と物質循環の特徴を土壌特性や土壌に記録された過去の履歴から明らかにする
世界自然遺産である小笠原諸島では、一部の地域で、海鳥が海から島の⼟壌中へと植物栄養元素を運び込むユニークな機能を果たしていることがわかってきました。このように、小笠原諸島の陸域生態系とその物質循環を、土壌を調べることによって解明する研究に取り組んでいます。また、小笠原諸島の一部では、野生化した家畜の踏圧によって土壌流出が起こりましたが、これらの家畜を駆除した現在でもなかなか植生は回復していません。これは、土壌流出によって植生が回復しにくい土壌特性となってしまったためであることがわかってきました。これらの結果を踏まえて、今後、どのような管理が必要なのか調べています。
土壌中におけるリンの化学形態の解析
土壌中に存在しているリンは、鉄・アルミニウム・カルシウムなどと水溶解度の低いリン酸塩の沈殿を形成したり、土壌鉱物に特異的に吸着したり、または土壌有機物の一部として存在しているため、土壌に存在するリン全体のごく一部しか植物に利用されません。植物によるリンの利用特性は土壌の種類によっても大きくことなり、火山灰土壌では植物によるリンの利用率が特に低くなっています。土壌生成、土壌分類、土壌の深さなどに影響される土壌中リンの化学形態や植物への利用可能性や、土壌のリン循環について、比色分析、誘導結合プラズマ発光分析装置、核磁気共鳴（NMR）スペクトル測定により、解明を試みています。
土壌の炭素動態
地球において土壌は大量の炭素を保持しており、大気の二酸化炭素（CO2）濃度を制限しています。日本においては、火山放出物から形成される黒ボク土という土壌が、炭素含量が高い、黒くて厚い土壌層位をもっていることが多いです。地球温暖化を抑制するため、私たちは、土壌の炭素貯留メカニズムの解明、炭素貯留速度モデルの構築、効果的な炭素貯留手法の開発に取り組んでいます。これらの目的のため、私たちは土壌の化学分析として、14C年代測定、炭素と窒素の同位体比（δ13C、δ15N）、熱重量・示差熱同時測定（TG-DTA）などを活用しています。
土壌断面調査
土壌は6つの土壌生成因子（母材、気候、地形、時間、生物、人為）の影響を受けて形成されます。土壌断面は土壌生成過程を反映しています。このため、土壌調査や採取した土壌試料の分析によって土壌がいかに形成されたかを推測することができ、また、土壌断面の情報に基づいて土壌を分類できます。土壌調査では、穴を掘って土壌断面を作り、特徴にしたがって断面をいくつかの層位に分けます。野外での土壌断面の記載と、各層位から採取した土壌試料の室内分析は、土壌の研究において非常に重要な情報となります。
研究室メンバー（2023年度）
スタッフ
- 教授：平舘 俊太郎
- 助教：森 裕樹
- 学術研究員：山北 絵里
学生
博士課程
- 3年生 2名（社会人博士、海外社会人博士）
- 2年生 1名
- 1年生 1名
修士課程
- 2年生 2名
- 1年生 5名
学部生
- 4年生 3名
卒論・修論・博論
過去数年分の卒論などの題目を紹介します。
2023年度
修士論文
- 海鳥の営巣活動によって小笠原諸島の土壌中に持ち込まれたリンの存在形態の解明
- 土壌中におけるアロフェンの消長動向の解明
卒業論文
- バイオ炭および堆肥の施用が土壌の体積含水率、温度、および酸素濃度に及ぼす影響の解明
- 高時間分解能で解析可能な土壌呼吸速度多点測定システムの開発
- 降雨による流出リスクの高い土壌が含む粘土の特性
2022年度
修士論文
- 土壌クラスト生成の定量的評価法の開発と伊都キャンパス土壌への適用
- リン化合物からのオルトリン酸生成に及ぼす微生物活動と土壌吸着の影響
- Formation and mobility of organic matter fractions in a brown forest soils as estimated by δ13C and δ15N
- The behavior of glyphosate and glufosinate in soils as determined by 31P nuclear magnetic resonance spectroscopy
卒業論文
- 外来植物コセンダングサと在来植物オミナエシの生育と土壌の関係：土壌pH,可給態リン酸が及ぼす影響
- 土壌中各種リン化合物のコマツナとレタスによる利用性の評価
- 安定同位体比分析に基づいた森林生態系における窒素動態の特徴づけ
- 土壌中可給態窒素の動態と化学構造的特徴の解明
- 示差熱・熱重量測定による土壌中炭化物の存在の確認
2021年度
修士論文
- 小笠原諸島に分布する土壌の分散性の評価
卒業論文
- 在来植物の保全に適した土壌pHおよび可給態リン酸レベルを誘導する手法の開発
- 土壌中に存在するリンの分別定量法の再検討
- 九州大学高原農場の非アロフェン質黒ボク土に含まれる結晶性粘土鉱物の同定および起源の推定
- プロトンとリン酸イオンがアロフェンの溶解に及ぼす影響の解明
2020年度
博士論文
- Long-term movement of elements in Andosols（火山灰土壌中における元素の長期的移動）
修士論文
- 九州大学福岡演習林に分布する土壌の生成と分類
- セイバンモロコシの生育に及ぼす土壌の養分供給特性の解明
卒業論文
- メマツヨイグサの生育と土壌特性の関係
- 異なるリン化合物に対する土壌フォスファターゼ活性の定量的評価
- アロフェンの分解におよぼすプロトンおよびリン酸イオンの影響の解明
- 伊都キャンパスIV工区北圃場畑地における排水対策が土壌の水分動態に与えた効果の検証
研究論文
- Growth Response of Three Tropical Leguminous Green Manure Plants to Soils Fertilized with CaCO3 and Phosphate. Ei Phyu Thar, Yuki Mori, and Syuntaro Hiradate. 2024. 2. Tropical Agriculture and Development, 68(1), 7-16.
- Sequential loss-on-ignition as a simple method for evaluating the stability of soil organic matter under actual environmental conditions. Yuhi Satoh, Shigehiro Ishizuka, Syuntaro Hiradate, Mariko Atarashi-Andoh, Hirohiko Nagano, Jun Koarashi. 2023. Environmental Research, Oct, 2023. Volume 239, Part 1, 15 December 2023, 117224-117224. リンク
- Predicting ecosystem changes by a new model of ecosystem evolution. Katsuhiko Yoshida, Kenji Hata, Kazuto Kawakami, Syuntaro Hiradate, Takeshi Osawa, and Naoki Kachi. 2023. Scientific Reports volume 13, Article number: 15353. リンク
- Soil phosphorous is the primary factor determining species-specific plant growth depending on soil acidity in island ecosystems with severe erosion. Kenji Hata, Syuntaro Hiradate, Naoki Kachi. 2023. Scientific Reports 13, 12163. DOI: 10.1038/s41598-023-38934-9. リンク
- 秋吉台半自然草原の土壌の特徴と分類―剣山を事例にして―．柳 由貴子、金子 悠、安永昂生、中路侑花、藤間 充、岡本 透、小椋純一、太田陽子、平舘俊太郎．2023. ペドロジスト, 67巻, 1号, p. 25-34.
- 「第28 回ペドロジスト・トレーニングコース in 福岡」土壌断面の特徴と分類．森裕樹・山北絵理・木村優佑・小林孝行・前島勇治・平舘俊太郎，2023，ペドロジスト．67，11-24．
- 三重県北中部の低地に分布する水田土壌の特性と分類．水谷嘉之・大門奈那子・藤井琢馬・西美弥子・平舘俊太郎．2022，ペドロジスト．66，17-30． リンク
- A single application of fertilizer can affect semi-natural grassland vegetation over half a century. Michio Tsutsumi, Syuntaro Hiradat, Masashi Yokogawa, Eri Yamakita, Masahito Inoue, Yoshitaka Takahashi, 2022, PLoS ONE, 17, doi:10.1371/journal.pone.0275808. リンク ／論文の紹介記事：「一回の施肥が半世紀にわたって半自然草原の植生に影響を与える」 リンク
- Changes in chemical form of phosphorus in rice bran during fermentation process as determined by 31P nuclear magnetic resonance spectroscopy. Ooshima, M., Yamaguchi, N., Nakanishi, Y., Hitomi, Y , and Hiradate, S., 2022, In: Soil Science and Plant Nutrition. リンク
- Depth profile of plant nutrients and acidity in a non-allophanic Andosol as affected by a half-century of fertilization. Wijesinghe, J. N., Asaoka, H., Mori, Y. & Hiradate, S.,2021, Soil Science and Plant Nutrition. 67, 211-221. リンク
- Formation and mobility of soil organic carbon in a buried humic horizon of a volcanic ash soil. Wijesinghe, J. N., Koarashi, J., Atarashi-Andoh, M., Saito-Kokubu, Y., Yamaguchi, N., Sase, T., Hosono, M., Inoue, Y., Mori, Y. & Hiradate, S., 9 1 2020, In: Geoderma. 374, 114417. リンク
- 北硫黄島に分布する土壌. 平舘俊太郎，2 2021 小笠原研究．47, FY 2020, 61-72． リンク
- Properties of Soils of the Ogasawara Islands: Keys to Understand Past Nature and Find Adequate Management for Future. Hiradate, S., 2019, Global Environmental Research: Sustainable Management of Oceanic Island Ecosystems: Lessons from a Natural World Heritage Site, the Ogasawara Islands, 23, (Nos. 1&2), 29-36. リンク
- Soil erosion alters soil chemical properties and limits grassland plant establishment on an oceanic island even after goat eradication. Hata, K., Osawa, T., Hiradate, S. & Kachi, N., 3 2019, In: Restoration Ecology. 27, 2, p. 333-342. リンク
- Ecosystem changes following the eradication of invasive species: Evaluation of various eradication scenarios by computer simulation. Yoshida, K., Hata, K., Kawakami, K., Hiradate, S., Osawa, T. & Kachi, N., 12 1 2019, In: Ecological Modelling. 413, 108831. リンク
- Characteristics of phosphorus fractions in the soils derived from sedimentary and serpentinite rocks in lowland tropical rain forests, Borneo. Yokoyama, D., Mori, T., Wagai, R., Hiradate, S. & Kitayama, K., 3 4 2018, In: Soil Science and Plant Nutrition. 64 (2), 218-221. リンク
- Methylobamine, a UVA-absorbing compound from the plant-associated bacteria methylobacterium sp. Kamo, T., Hiradate, S., Suzuki, K., Fujita, I., Yamaki, S., Yoneda, T., Koitabashi, M. & Yoshida, S., 2018, In: Natural product communications. 13, 2, p. 141-143. リンク
- An aluminum-resistance mechanism in eucalyptus camaldulensis: Complexation between aluminum and oenothein B in presence of organic acids in vitro. Tahara, K., Hiradate, S., Hashida, K. & Shinohara, K., 1 1 2017, In: Journal of Forest Research. 22, 4, p. 261-264. リンク
- The (oxalato)aluminate complex as an antimicrobial substance protecting the "shiro" of Tricholoma matsutake from soil micro-organisms. Nishino, K., Shiro, M., Okura, R., Oizumi, K., Fujita, T., Sasamori, T., Tokitoh, N., Yamada, A., Tanaka, C., Yamaguchi, M., Hiradate, S. & Hirai, N., 1 1 2017, In: Bioscience, Biotechnology and Biochemistry. 81, 1, p. 102-111. リンク
学会発表など
2023年度
2023年度 日本土壌肥料学会 九州支部例会（福岡）
- メタン発酵消化液を原料とした濃縮液肥の化学組成および形態分析．
森 裕樹・矢部光保・平舘俊太郎 - 外来植物コセンダングサと在来植物オミナエシ・キキョウの生育と土壌特性の関係．
池田卓弥・森 裕樹・平舘俊太郎 - 可給態窒素の給源としての土壌有機物の化学構造およびその窒素安定同位体比の特徴．
平山日奈子・仙田量子・森 裕樹・平舘俊太郎 - 小笠原諸島の土壌中に供給された海鳥由来リンの動態解析．
近藤大地・森 裕樹・平舘俊太郎 - リン酸イオンとプロトンがアロフェンの化学構造に及ぼす影響の定量的評価．
山本陽香・森 裕樹・平舘俊太郎
日本土壌肥料学会 2023年愛媛大会
- 窒素安定同位体比分析を用いた黒ボク土と褐色森林土の土壌有機物代謝過程の比較
○山北絵理・Deng Xinping・Jithya Wijesinghe・小嵐 淳・阿部麻里子・石塚成宏・仙田量子・森 裕樹・平舘俊太郎 - 示差熱・熱重量同時測定による土壌中炭化物の存在の確認
○吉岡優希・森 裕樹・平舘俊太郎 - 安定同位体比分析に基づいた北硫黄島森林生態系における窒素動態の特徴づけ
○大村泰貴・森 裕樹・仙田量子・平舘俊太郎 - Input of nitrogen suppresses soil respiration but promotes dissolved organic carbon release in a non-allophanic Andosol
○Xiaodong Chen・Eri Yamakita・Yuki Mori・Anna Gunina・Syuntaro Hiradate - 土壌中各種リン化合物の植物による利用性の評価
○山元夕衣乃・森 裕樹・平舘俊太郎 - 土壌表面におけるクラスト生成におよぼす粘土含量の影響．
牛島 彗・石原大輝・斎藤星花・山北絵里・森 裕樹・平舘俊太郎
2023 The 10th EAFES International Congress (2023年東アジア生態学連合（EAFES）)
- Optimization of soil dissolved organic carbon (DOC) extraction from a non-allophanic Andosol with long-term fertilization．
Xiaodong Chen, Eri Yamakita, Yuki Mori, Anna Gunina, Syuntaro Hiradate
The Best Award (最優秀ポスター発表賞)
2022年度
福岡演習林創立百周年記念事業 研究発表会（ポスター発表）
- 九州大学福岡演習林第９林班から採取した土壌試料のホスファターゼ活性
○長砂まりも・森裕樹・平舘俊太郎 - 九州大学福岡演習林の第6および第9林班における土壌の生成と分類に関する考察
○森裕樹・山北絵理・木村優佑・小林孝行（日本大学生物資源科学部）・前島勇治（農研機構農業環境研究部門）・平舘俊太郎
2022年度 日本土壌肥料学会 九州支部例会（オンライン開催）
- 土壌ホスファターゼ活性測定に用いる基質化合物の妥当性の検討
○長砂まりも・森裕樹・平舘俊太郎 - グリホサート、グルホシネート、およびそれらの代謝物の土壌における吸着および分解挙動
○森裕樹・陳楠・平舘俊太郎 - Growth response of three tropical leguminous green manure plants on soils: Effects of soil acidity and soil phosphorus availability
○Ei Phyu Thae, Yuki Mori, and Syuntaro Hiradate
日本土壌肥料学会 2022年東京大会
- アロフェンとリン酸の反応生成物
○山本陽香・福島秀斗・山口紀子（農研機構）・森裕樹・平舘俊太郎 - 14C年代データを用いた長期間にわたる炭素貯留速度の解析
○山北絵理・平舘俊太郎 - 降雨に伴う土壌クラスト生成現象の再現と定量的評価
○石原大輝・山北絵理・河村享政（九大農研究教育支援センター）・森裕樹・平舘俊太郎
日本ペドロジー学会2022年度大会（オンライン開催）
- 九州大学伊都キャンパス森林群落保全ゾーン内土壌断面の特徴と分類
○山北絵里・森裕樹・平舘俊太郎