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戦略的基礎研究推進事業 平成7年度採択研究課題 研究終了報告  827-837
CO2倍増時の生態系のFACE実験とモデリング
小林 和彦


主な研究成果
(1)論文発表 (国内誌 7件、国際誌 12件)
Cheng, W., Inubushi, K., Yagi, K., Sakai, H. and Kobayashi, K. (2001). Effects of elevated CO2 on biological nitrogen fixation, nitrogen mineralization and carbon decomposition in submerged rice soil. Biology and Fertility of Soils 34, 7-13.
Gregory, P.J., Ingram, J.S.I., and Kobayashi, K. (2000). Rice production and global change. Global Environmental Research, 3, 71-77.
犬伏和之 (1999). 土壌環境について 炭素循環とガス代謝を中心とし. CELSS学会誌 12 (1), 39-47.
Kim, H.Y., Lieffering, M., Miura, S., Kobayashi, K., and Okada, M. (2001). Growth and nitrogen uptake of CO2-enriched rice under field conditions. New Phytologist 150, 223-229.
小林和彦 (2001). FACE(開放系大気CO2増加)実験. 日本作物学会紀事 70, 1-16.
Kobayashi, K., Lieffering, M. and Kim, H.-Y. (2001). Growth and yield of paddy rice under free-air CO2 enrichment. In M. Shiyomi and H. Koizumi eds. Structure and Function in Agroecosystem Design and Management, CRC Press, Boca Raton, USA, p.371-395.
Kobayashi, K., Okada, M, and Kim, H.-Y. (1998). The Free-Air CO2 Enrichment (FACE) for rice in Japan. Proceedings of the International Symposium: World Food Security and Crop Production Technologies for Tomorrow (Kyoto, Japan) p.213-215.
Kobayashi, K., and Salam, M.U. (2000). Comparing simulated and measured values using mean squared deviation. Agronomy Journal, 92, 345-352.
小林和彦、モイン·ウス·サラム (1998). 増えゆく大気CO2とアジアのコメ. 農業および園芸 73巻8号 857-863頁.
Koizumi, H., Kibe, T., Mariko, S., Ohtsuka, S., Nakadai, T., Mo, W., Toda, H., Nishimura, S., and Kobayashi, K. (2001). Effect of free-air CO2 enrichment (FACE) on CO2 exchange at the flood-water surface in a rice paddy field. New Phytologist 150, 231-239.
Kurata, K., Kondo, S. and Kobayashi, K. (1997). Fundamental study for developing a concentration-gradient FACE system. Journal of Agricultural Meteorology, 52, 782-786.
Norby, R., Kobayashi, K. and Kimball, B.A. (2001). Rising CO2-future ecosystems. New Phytologist 150, 215-221.
Okada, M., Hamasaki, T. and Sameshima, R. (2000). Pre-air-conditioned temperature gradient chambers for research on temperature stress in plants. Biotronics, 29, 43-55.
Okada, M., Lieffering, M., Nakamura, H., Yoshimoto, M., Kim, H.Y. and Kobayashi, K. (2001). Free-air CO2 enrichment (FACE) with pure CO2 injection: system description. New Phytologist 150, 251-260.
Ono, K., Ishimaru, K., Aoki, N., and Ohsugi, R. (1999). Transgenic rice with low sucrose-phosphate synthase activities retain more soluble protein and chlorophyll during flag leaf senescence. Plant Physiology and Biochemistry 37, 949-953.
Sakai, H., Yagi, K., Kobayashi, K. and Kawashima, S. (2001). Rice carbon balance under elevated CO2. New Phytologist 150, 241-249.
Salam, M.U., Jones, J.W., and Kobayashi, K. (2001). Predicting nursery growth and transplanting shock in rice. Experimental Agriculture 37, 65-81.
Salam, M.U., Kobayashi, K., Kim, H.-Y., and Okada, M. (1998). Phasic development of rice seedlings under elevated CO2 and temperature regimes. Proceedings of the International Symposium: World Food Security and Crop Production Technologies for Tomorrow (Kyoto, Japan) p.207-211.
Toda, H., Tanaka, S, Koizumi, H., Kobayashi, K., Okada, M., Kim, H.-Y., and Kawashima, H. (2000). Effects of CO2 enrichment on the nitrogen utilization by rice under field conditions: a result from Free-Air CO2 Enrichment with rice. システム農学 16, 74-78.
(2)口頭発表
1) 招待、口頭講演 (国内 37件、国際 3件)
Kobayashi, K., H.Y. Kim, M. Lieffering and M. Okada: Amount of nitrogen fertilizer alters the response of rice yield to CO2 enrichment in the field. Abstracts of FACE 2000 Conference, p.5 (2000年6月).
Koizumi, H., Kibe T., Nakadai T., Bekku Y., Tang Y., Kawashima H., Kobayashi K. and S. Mariko. Carbon dynamics and budgets in upland and paddy agricultural ecosystems in monsoonal East Asia. 第7回国際生態学会(VII International Congress of Ecology)(イタリア·フローレンス). INTECOL Proceedings, p.232 (1998年7月)
Okada, M., M. Lieffering, H. Nakamura, M. Yoshimoto, H.Y. Kim and K. Kobayashi: Free-air CO2 enrichment(FACE) with pure CO2 injection: Rice FACE system design and performance. Abstracts of FACE 2000 Conference, p.2 (2000年6月).
青木直大、石丸健、廣瀬竜郎、酒井英光、佐々木治人、小林和彦. イネ葉身の糖代謝に対する高CO2処理の影響 - 出穂期の止葉葉身における炭水化物含量の変化. 日本作物学会第207回講演会 (1999年4月2-3日)
程為国、犬伏和之、Md. M. Hoque、小林和彦、三浦周、金漢龍、岡田益己. 高CO2が水田圃場におけるメタンの動態に及ぼす影響. 日本土壌肥料学会関東支部大会.(1999年6月10日)
程為国、犬伏和之、八木一行、酒井英光、小林和彦. 二酸化炭素濃度上昇が水田土壌中の窒素固定活性および炭素、窒素無機化に及ぼす影響. 日本土壌肥料学会2000年度大会. 講演要旨 p.200. (2000年4月2日)
濱嵜孝弘、岡田益己、金漢龍. CO2濃度が水稲の生育ステージに及ぼす影響のTGC試験. 日本農業気象学会1999年度全国大会. 講演要旨 p.198-199. (1999年7月30日)
犬伏和之、青沼伸一、Md. M. Hoque、程為国、小林和彦、三浦周、金漢龍、岡田益己. CO2濃度上昇が水田からのメタンと亜酸化窒素の放出に及ぼす影響. 日本土壌肥料学会2000年度大会. 講演要旨 p.199. (2000年4月2日)
Inubushi, K., Hoque, M.M., Aonuma, S., Miura, S., Kobayashi, K., Okada, M., Kim, H.-Y. and Yabashi, S.. Dynamics of soil microbial biomass carbon and nitrogen in paddy soil as influenced by free air CO2 enrichment. 日本土壌肥料学会2000年度大会. 講演要旨 p.200. (2000年4月2日)
犬伏和之、Md. M. Hoque、程為国、三浦周、小林和彦、岡田益己、金漢龍、矢橋晨吾. Effect of elevated CO2 on soil microbial biomass in FACE paddy fields. 日本土壌肥料学会. 講演要旨 p.271. (1999年7月31日)
門良成、蔵田憲次. FACEにおけるBlower Effectの解析. 日本農業気象学会関東支部会. (講演要旨なし). (1997年11月28日)
木部剛、中台利枝、鞠子茂、唐艶鴻、小泉博. 小型多チャンネルCO2フラックス測定システムの開発. 第45回日本生態学会大会. 講演要旨 p.113. (1998年3月27日)
金漢龍、岡田益己、小林和彦、吉田光二. 水稲の登熱過程におよぼす高CO2濃度の影響. 日本作物学会. 講演要旨 日作紀67巻別号1 p.96-97. (1998年4月3日)
小泉博、木部剛、中台利枝、西村誠一、別宮有紀子、鞠子茂. 水田生態系における炭素動態·収支の現況とFACEプロジェクトによる将来. 予測. 第44回日本生態学会. 講演要旨 122頁. (1997年3月27日)
近藤智、蔵田憲次. 濃度勾配型FACE実験装置の開発. 日本農業気象学会関東支部会. 講演要旨なし. (1997年11月28日)
近藤智、蔵田憲次、小林和彦. 濃度勾配型FACEシステム開発のための実験. 日本農業気象学会1998年度全国大会·日本生物環境調節学会1998年大会·1998年度農業施設学会大会 合同大会. 講演要旨72-73頁. (1998年7月30日)
黒田栄喜、阿部陽、田中大介、宋鳳斌、平野貢、金漢龍、岡田益己、小林和彦. FACE(Free-air CO2 enrichment)が水稲品種「ふくひびき」の生育と収量に及ぼす影響. 日本作物学会第210回講演会. 講演要旨 p.166-167. (2000年10月5日)
Li, Z., Yagi, K., Sakai, H. and K. Kobayashi. Influence of elevated CO2 and N nutrition on rice plant growth, soil microbial biomass and soil carbon dynamics. 日本土壌肥料学会. 講演要旨 p.275. (1999年7月30日)
Lieffering, M., Okada, M., Kobayashi, K. and H.Y. Kim. Temporal and spatial control of CO2 concentrations in the Rice FACE(Free Air CO2 Enrichment) Facility, Iwate, Japan, 1998. 日本農業気象学会1999年度全国大会. 講演要旨 p.162-163. (1999年7月30日)
鞠子茂、大浦典子、小泉博、小林和彦、木部剛、関川清広. タマガヤツリの成長に対する高CO2濃度の影響. 日本雑草学会第37会講演会. 講演要旨. (1998年3月30日)
鞠子茂、関川清広、木部剛、小林和彦、小泉博. 雫石FACE実験水田における雑草発生消長調査法の検討. 日本雑草学会第37会講演会. 講演要旨.(1998年3月30日)
三浦周、小林和彦、金漢龍、Mark Lieffering、岡田益己. 大気中CO2濃度の上昇が水稲の乾物生産、窒素吸収に及ぼす影響. 日本土壌肥料学会1999年度関東支部大会. 講演要旨 p.26. (1999年6月10日)
三浦周、小林和彦、岡田益己、金漢龍. 大気中CO2濃度の上昇が水稲体内における乾物·窒素分配に及ぼす影響. 日本土壌肥料学会1999年度大会. 講演要旨 p.130. (1999年7月31日)
三浦周、佐々木治人、Hoque Md. Mozammel、小林和彦、金漢龍、岡田益己. 大気CO2濃度の上昇がイネの炭素·窒素分配に及ぼす影響. 日本土壌肥料学会2000年度大会. 講演要旨 p.101. (2000年4月2日)
森田茂紀、阿部淳、小林和彦、金漢龍、岡田益己、中村浩史、Mark Lieffering. FACE条件下における水稲の登熟期の出液速度と根系形態. 日本作物学会第209回講演会. (2000年4月7日)
岡田益己、金漢龍. 潅水チューブを用いたFACE用純CO2ガスの放出. 日本農業気象学会1997年度全国大会·日本生物環境調節学会 第35回集会合同大会. 講演要旨: 282-283頁. (1997年6月8日)
岡田益己、中村浩史、金漢龍、小林和彦. 純CO2放出型FACE装置の制御と性能. 日本農業気象学会1998年度全国大会·日本生物環境調節学会1998年大会·1998年度農業施設学会大会合同大会. 講演要旨388-389頁. (1998年7月30日)
三枝正彦、山川泰弘、山本晶子、岡田益己、小林和彦. FACE環境下における水稲 “あきたこまち” の養分吸収. 日本土壌肥料学会. 講演要旨 p.131. (1999年7月30日)
酒井英光、八木一行、小林和彦、川島茂人. 高CO2濃度大気が水稲群落のCO2 収支に及ぼす影響. 日本農業気象学会1999年度全国大会. 講演要旨 p.472-473. (1999年7月30日)
酒井英光、八木一行、小林和彦、矢島正晴. 高CO2濃度下の植物生長·ガス交換研究用チャンバーシステム. 日本農業気象学会1998年度全国大会. 講演要旨444-445頁. (1998年7月30日)
瀬山和幸、蔵田憲次. ニューラルネットワークによる濃度勾配型FACEの制御. 日本農業気象学会2000年度全国大会. 講演要旨194-195頁. (2000年8月24日).
田丸洋、後藤雄佐、斎藤満保、中村聡、菅井恵介、岡田益己、金漢龍、小林和彦. 高CO2大気下水田における葉色の推移. 日本作物学会第210回講演会. 講演要旨 p.42-43. (2000年10月5日).
田丸洋、後藤雄佐、斎藤満保、中村聡、菅井恵介、岡田益己、金漢龍、小林和彦. 高CO2大気下水田における水稲の分げつ性. 日本作物学会第210回講演会. 講演要旨 p.44-45. (2000年10月5日)
寺尾富夫、廣瀬竜郎、長田健二、黒田栄喜、阿部陽、平野貢、小林和彦. シンク-ソースバランスが異なる水稲品種のCO2倍増時における登熟性. 日本作物学会第207回講演会. 講演要旨 (1999年4月2-3日)
戸田任重、田中信乃、小林和彦、金漢龍、岡田益己. CO2濃度倍増が水田の窒素循環に及ぼす影響. 日本土壌肥料学会関東支部大会. 講演要旨 p.26. (1999年6月10日)
山川泰弘、三枝正彦、、金漢龍、岡田益己、小林和彦. FACE環境下の水稲に対する穂肥の効果. 日本土壌肥料学会2000年度大会. 講演要旨 p.135. (2000年4月2日)
吉本真由美、小林和彦. Rice FACEにおける熱収支と蒸発散量. 日本農業気象学会1999年度全国大会. 講演要旨 p.56-57. (1999年7月30日)
吉本真由美、小林和彦. 高CO2条件下での水田の微気象特性. 日本農業気象学会関東支部1998年度例会. 講演要旨 p.22-23. (1998年11月19日)
吉本真由美、小林和彦、金漢龍. 高CO2濃度条件下における水田生態系の蒸発散. 日本農業気象学会2000年度全国大会. 講演要旨 p.192-193. (2000年8月24日)
吉本真由美、小林和彦、F. Miglietta、A. Peressotti. 3次元CFDモデルによるRiceFACEのCO2拡散シミュレーション. 日本農業気象学会1998年度全国大会. 講演要旨 p.44-45. (1998年7月30日)
2) ポスター発表 (国内 1件、国際 27件)
Cheng, W., K. Inubushi, K. Yagi, H. Sakai and K. Kobayashi: Effects of Elevated CO2 on Biological Nitrogen Fixation, Nitrogen Mineralization and Carbon Decomposition in Submerged Rice Soil. Abstracts of FACE 2000 Conference, p.35 (2000年6月).
Hoque, M.M., K. Inubushi, S. Miura, K. Kobayashi, H.Y. Kim, M. Okada and S. Yabashi: Effects of elevated CO2 on soil microbial biomass in rice paddy. Abstracts of FACE 2000 Conference, p.36 (2000年6月).
Inubushi, K., W. Cheng, S. Aonuma, M.M. Hoque, K. Kobayashi, S. Miura, H.Y. Kim, and M. Okada: Effects of elevated CO2 on CH4 and N2O emissions from paddy field at the Rice FACE. Abstracts of FACE 2000 Conference, p.37 (2000年6月).
Inubushi, K., Cheng, W., Hoque, M.M., Kobayashi, K., Miura, S., Okada, M. et al. Effects of free-air CO2 enrichment on methane emission and microbial biomass in paddy field soil. The GCTE Focus 3 Conference “Food and Forestry: Global Change and Global Challenges”. University of Reading, UK. (September 20-23 1999).
Kibe, T., Nakadai, T., Mariko, S., Tang, Y., Kobayashi, K. and Koizumi, H.. Portable Multi-channel System for Measuring CO2 Flux on Soil Surface. 第7回国際生態学会 (VII International Congress of Ecology) (イタリア·フローレンス) (1998年7月)
Kim, H.Y., M. Lieffering, S. Miura, K. Kobayashi and M. Okada: Responses of paddy rice to Free-Air CO2 Enrichment(FACE). Abstracts of FACE 2000Conference, p.53 (2000年6月).
Kitagawa, H., T. Yamagishi, H.Y. Kim, M. Okada and K. Kobayashi: The Effects of Free-Air CO2 Enrichment on the Photosynthesis of the Flag Leaf in Rice Plants. Abstracts of FACE 2000 Conference, p.26 (2000年6月).
Kobayashi, K. and M.U. Salam. Testing and comparing rice growth models for their performance in simulating the effects of elevated CO2 on rice. The GCTE Focus 3 Conference “Food and Forestry: Global Change and Global Challenges”. University of Reading, UK. (September 20-23 1999)
Kobayashi, K., and M.U. Salam. Comparing Six Rice Growth Models under Four Diverse Environments in Asia: 2. Why they differ with each other? IGBP/GCTE-LUCC Open Science Conference (Barcelona, Spain). Abstract: pp.146-147. Date of presentation: (March 15, 1998).
Koizumi, H., T. Kibe, W. Mo, T. Otsuka, H. Toda, S. Mariko and K. Kobayashi: Effect of Free-Air CO2 Enrichment (FACE) on CO2 exchange between the water surface and the atmosphere in a paddy field. Abstracts of FACE 2000Conference, p.42 (2000年6月).
Kurata, K., S. Kondo, and K. Kobayashi. Fundamental study for developing a concentration-gradient FACE system. International Symposium: Food Production and Environmental Improvement under Global Climate Change. Ube, Yamaguchi, Japan. Date of presentation. (July30-August2, 1996).
Marriott, D., S. Seneweera, T. Ashenden and K. Kobayashi: Stomatal responses to elevated CO2 in rice grown under Free-Air CO2 Enrichment (FACE) and with different levels of nitrogen fertilization. Abstracts of FACE 2000Conference, p.30 (2000年6月).
Miura, S., H. Sakai, M.M. Hoque, H.Y. Kim, M. Okada and K. Kobayashi: Carbon and nitrogen dynamics in rice plants under Free-Air CO2 Enrichment. Abstracts of FACE 2000 Conference, p.54 (2000年6月).
Morita, S., J. Abe, K. Kobayashi, H.Y. Kim, M. Okada, H. Nakamura and M. Liffering: Physiological Activity and Morphology of Root System at Grain-Filling Stage in Rice Plants Grown under FACE conditions. Abstracts of FACE 2000 Conference, p.57 (2000年6月).
Nakajima, T., Kobayashi, T., Ishiguro, K., Murai, M., Yamamoto, A., Okada, M. et al.. Effect of elevated CO2 on susceptibility of rice to blast. The GCTE Focus 3 Conference “Food and Forestry: Global Change and Global Challenges”. University of Reading, UK. (September 20-23 1999)
Okada, M., Kim, H.Y., Nakamura, H., Lieffering, M., Yoshimoto, M., and K. Kobayashi. Free-Air CO2 Enrichment for rice: the system performance and changes in rice growth and yield. The GCTE Focus 3 Conference “Food and Forestry: Global Change and Global Challenges”. University of Reading, UK.(September 20-23 1999)
Sakai, H., K. Yagi, K. Kobayashi and S. Kawashima: Carbon balance of rice canopy under elevated CO2 condition. Abstracts of FACE 2000 Conference, p.28 (2000年6月).
Salam, M.U., Kobayashi, K., Casanova, D., Qi, C.-H., Centeno, H.G., Hoogenboom, G., Ohnishi, M., and R.L. Williams. Comparing Six Rice Growth Models under Four Diverse Environments in Asia: 1. How they differ from observation? IGBP/GCTE-LUCC Open Science Conference (Barcelona, Spain) (March 15, 1998).
Sasaki, H., N. Aoki, H. Sakai, T. Hara, K. Ishimaru and K. Kobayashi: Effect of elevated concentration of CO2 on the distribution and translocation of carbon at early grain-filling stage in the rice plant. Abstracts of FACE2000 Conference, p.29 (2000年6月).
Sasaki, H., T. Hara, S. Miura, M.M. Hoque, S. Ito, H.Y. Kim, M. Okada and K. Kobayashi: Analysis of carbon distribution in rice plants fed 13C at elevated concentrations of CO2. Abstracts of FACE 2000 Conference, p.27 (2000年6月).
Seneweera, S., K. Kobayashi, M. Okada, K. Ishimaru, M. Lieffering, J.P. Conroy, O. Ghannoum, D. Marriot and H.Y. Kim: Photosynthetic acclimation to elevated CO2 depends on ontogeny and sink strength. Interaction Between Free Air CO2 Enrichment and Nitrogen Supply on Rice. Abstracts of FACE 2000 Conference, p.20 (2000年6月).
Song, F., E. Kuroda, M. Hirano, H.Y. Kim, M. Okada and K. Kobayashi: Effect of Free-Air CO2 Enrichment (FACE) on the metabolism of carbohydrates. Abstracts of FACE 2000 Conference, p.55 (2000年6月).
Terao, T., T. Hirose, K. Nagata, H. Tabuchi, E. Kuroda, A. Abe, M. Hirano and K. Kobayashi: Effect of elevated CO2 on the grain filling of rice cultivars with different sink-source balances. Abstracts of FACE 2000 Conference, p.56 (2000年6月).
Yagi, K., Z. Li, H. Sakai and K. Kobayashi: Effect of elevated CO2 on methane emission from a Japanese rice paddy. Abstracts of FACE 2000 Conference, p.40 (2000年6月).
Yamakawa, Y., M. Saigusa, M. Okada and K. Kobayashi: Changes of Soil Solution Components of Paddy Soil under Elevated Atmospheric CO2. Abstracts of FACE2000 Conference, p.41 (2000年6月).
Yoshimoto, M. and K. Kobayashi: Effects of Free-Air CO2 Enrichment on Energy Balance and Evapotranspiration in Rice Paddy Field. Abstracts of FACE 2000 Conference, p.34 (2000年6月).
Yoshimoto, M., K. Kobayashi, F. Miglietta and A. Peressotti: Numerical simulation of the CO2 dispersion in Rice FACE System. Abstracts of FACE2000 Conference, p.45 (2000年6月).
木部剛、中台利枝、鞠子茂、唐艶鴻、小泉博. 携帯型マルチチャンネルCO2フラックス測定装置の開発. 第20回極域生物シンポジウム ポスター発表. (1997年12月5日)
(3)特許出願 (国内 1件、海外 1件)
1) 国内
発明者: 岡田益己、小林和彦、金漢龍、マーク リーフリング、中村浩史
名称: 植物種子の生産方法
出願番号: 特願2000-84123
出願日: 平成12年3月24日
2) 海外
発明者: 岡田益己、小林和彦、金漢龍、リーフリング マーク、中村浩史
名称: 植物種子の生産方法
出願番号: PCT/JP01/01962
出願日: 2001年3月13日
(4) 新聞報道等
1) 新聞報道
1997年2月8日岩手日報1面「二酸化炭素の水稲影響実験 雫石で実施へ」
1997年8月21日毎日新聞岩手版「CO2濃度の上昇イネに影響 本格調査へ」
1997年8月22日岩手日報「CO2濃度上昇で何が起きるか 雫石の野外施設」
1997年10月1日朝日新聞夕刊5面「温暖化防止 研究最前線を行く (5)食料」
1997年10月15日化学工業日報「高CO2環境下のイネ生育実験 農環研、来年度から着手」
1997年11月3日聖教新聞8面「CO2濃度増やし稲の生育を研究」
1998年12月12日産経新聞岩手県版22面「CO2濃度を高めてコメ収穫1割増」
1998年12月16日産経新聞夕刊一面「CO2高濃度→コメ収穫増」
1999年4月13日日本経済新聞38面「CO2濃度高まるとコメの収量増えるが病気への抵抗力弱く」
1999年4月13日信濃毎日新聞25面「大気中CO2濃度高まった場合コメ収量増加病害虫に弱く」
1999年4月13日岩手日報20面「二酸化炭素濃度が上昇 コメは増収、イネは病弱に」
1999年4月13日茨城新聞17面「CO2増加でコメ収量増加、でも病気への抵抗力は低下」
1999年4月13日山形新聞24面「イネ-CO2濃度高まると収量増えるが病弱に」
1999年4月19日商経アドバイス「高CO2でコメ増収」
2)その他
1999年3月12日NHK「おばんですいわて」「地球温暖化でコメはどう変わるか」
(5)その他特記事項
本プロジェクトで開発された純CO2放出型FACEは、イタリアやアメリカでのFACE実験に活用されつつあり、さらに今後中国やインドなどでも利用が進むと期待される。