酸化還元研究の新展開 一土壌の酸化還元がもたらす現象を追う一2.水田の湛水、落水に伴う土壌微生物群集の変化一分子生態学的手法による解析一

摘要

本講座の「はじめに」（山口 、高橋，2011)で述べられ ているように，水田では耕起後，代かきにより水が張られ， 作土の表面が水（田面水）に覆われると，大気からの酸素 の供給が大きく減少するとともに，湛水代かき後も土壌の 孔隙等にわずかに残存する酸素が好気性微生物の活動によ り消費され，酸素は田面水から供給されるものの，消費が 供給を上回り作土は無酸素状態となる.酸素が消失した後 は，硝酸塩，二酸化マンガン，酸化鉄，硫酸塩，炭酸塩（二 酸化炭素）が順次酸素の代わりに呼吸のための電子受容体 として微生物により利用され，土壌が還元化し酸化還元電 位が低下する.この過程は水田土壌の逐次還元過程といわ れ（高井，1980)，物質代謝について多くの研究が行われ てきた.このような還元化に伴う様々な物質代謝の変化は， 主としてそれぞれの代謝に対応する各種微生物の活動の結 果である.すなわち，硝酸は硝酸還元菌ゃ脱窒菌，マンガ 、夕や鉄の酸化物はマンガン還元菌ぉよび鉄還元菌，硫酸は 硫酸還元菌，二酸化炭素はメタン生成古細菌といった，通 性あるいは偏性の嫌気性微生物により，それぞれの還元が 行われる（Kimura, 2000).