堆肥表層においてN2O生成に寄与する脱窒群集の解明

• Project/Area Number: 26870841
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Environmental agriculture(including landscape science); Animal production science
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization
• Principal Investigator: 前田 高輝 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 北海道農業研究センター 酪農研究領域, 主任研究員 (90435941)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2016: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2015: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2014: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: N2O / 堆肥 / 脱窒

Outline of Annual Research Achievements

麦稈を副資材として搾乳牛ふん尿の堆肥化試験を4t規模で行い、2週に一度の頻度で切り返しを行った。それぞれの切り返し直前の堆肥表層におけるO2, NOおよびN2O濃度についてマイクロセンサーを用いて解析を行った。その結果、堆肥化初期ではいずれも低かったものの、中期以降は表層において顕著なNOおよびN2O濃度が観測された。特にN2O濃度は最大で645ppmにのぼり、堆肥表層がN2O生成源であることが確認された。これまでの結果から堆肥切り返し直後にN2O排出が起こることが示されていたが、今回得られた結果は切り返し間においても同様にN2O生成が活発に起こっていることを示している。
また、切り返し直前の堆肥表層あるいは中心部よりサンプリングを行い、シクロヘキシミドとクロラムフェニコールを用いたカビ、細菌の特異的阻害によるN2O生成への寄与について検討を行った。その結果、いずれのN2O生成もクロラムフェニコールによって大きく阻害される一方で、シクロヘキシミドの阻害効果は極めて限定的であった。このことから、切り返し直後の顕著なN2O排出におけるカビの貢献度は低いと考えられる。堆肥中心部にNO2を混合して得られるN2Oについて、これまでの研究と同様にSP値が20‰程度であることが確認されたが、このN2O排出もクロラムフェニコールによって阻害されることが示されたため、細菌によるN2O排出に新しい経路が存在する可能性が示唆された。
平成27年度の試験計画については、予定されていた堆肥化試験を始める段階で人事異動により研究を継続することが困難になったため、遂行できていない。

Research Products

• [Journal Article] N2O production, a widespread trait in fungi (2015)
  • Author(s): Maeda K, Spor A, Edel-Hermann V, Heraud C, Breuil MC, Bizouard F, Toyoda S, Yoshida N, Steinberg C and Philippot L
  • Journal Title: Scuentific reports Volume: 5 Issue: 1 Pages: 9697-9697
  • DOI: 10.1038/srep09697
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Nitrous oxide emission from dairy manure compost (2015)
  • Author(s): Maeda K
  • Journal Title: JARQ Volume: 49 Pages: 17-21
  • NAID: 130004886286
  • Peer Reviewed / Open Access