• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2017 Fiscal Year Annual Research Report

Enhancing of duckweed biomass productivity by plant growth-promoting bacteria (PGPB) for high efficient biorefinary and CO2 reduction

Research Project

Project/Area Number 15H02861
Research InstitutionUniversity of Yamanashi

Principal Investigator

遠山 忠  山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (60431392)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywordsバイオマス利用 / バイオリファイナリー / ウキクサ / デンプンバイオマス / ライフサイクル評価
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、未開拓なウキクサ亜科植物PGPBの基礎と技術を開発するとともに、「PGPB技術」×「デンプン生産ウキクサ栽培」によるエネルギー生産性とCO2排出削減性を徹底的に高めたデンプンバイオマス生産システムを創出することを目的としている。
平成29年度は、Spirodela polyrhiza, Lemna minor, Lemna gibba, Landoltia punctataの4種類のウキクサと、それぞれのウキクサの生育を促進するPGPBを組み合わせた水耕栽培システムを構築した。そのシステムに下水二次処理水、養豚排水、し尿嫌気性消化脱離液と食品工場排水の4種類の排水を流入してウキクサデンプンバイオマスの生産性を調べた。その結果、いずれのウキクサ-PGPBシステムにおいても各種排水から窒素とリンを効率的に吸収し、光合成によってデンプンバイオマスを生産した。その生産速度はPGPBなしのウキクサ栽培システムに比べて2倍程度高いものとなった。
また、パイロットスケールのウキクサ(Spirodela polyrhiza)-PGPBシステムを試作して下水二次処理水100Lを流入した。そのパイロット実証実験においても、PGPBによってウキクサデンプン資源生産がPBPGなしの野生ウキクサに比べて2倍以上高まった。
さらに、そのウキクサバイオマスを原料として同時糖化・エタノール発酵することによって高い収率(0.16-0.17 kg-エタノール/kg)でエタノール生産できること、また、嫌気性消化汚泥と混合してメタン発酵することによって480NL-メタン/kgの高収率でメタンガスを生産することに成功した。このウキクサのエタノール生産収率とメタン生産収率は、他のエネルギー作物や微細藻類と同等以上であった。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (12 results)

All 2018 2017 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Comprehensive evaluation of nitrogen removal rate and biomass, ethanol, and methane production yields by combination of four major duckweeds and three types of wastewater effluent2018

    • Author(s)
      T. Toyama,T. Hanaoka, Y. Tanaka, M. Morikawa, K. Mori
    • Journal Title

      Bioresource Technology

      Volume: 250 Pages: 464-473

    • DOI

      10.1016/j.biortech.2017.11.054

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] マイクロバイオームを活用した植物・微細藻類バイオマス生産2018

    • Author(s)
      遠山忠
    • Journal Title

      アグリバイオ

      Volume: 2 Pages: 73-75

  • [Journal Article] 植物マイクロバイオームとその利用2018

    • Author(s)
      遠山忠、田中靖浩、森一博
    • Journal Title

      化学工業

      Volume: 69 Pages: 14-18

  • [Journal Article] 排水処理施設でのウキクサバイオマス生産とバイオ燃料生産2018

    • Author(s)
      遠山忠
    • Journal Title

      アグリバイオ

      Volume: 2 Pages: 605-609

  • [Journal Article] Enhanced biomass production of duckweeds by inoculating a plant growth-promoting bacterium, Acinetobacter calcoaceticus P23, in sterile medium and non-sterile environmental waters2017

    • Author(s)
      T. Toyama, M. Kuroda, Y. Ogata, Y. Hachiya, A. Quach, K. Tokura, Y. Tanaka, K. Mori, M. Morikawa, M. Ike
    • Journal Title

      Water Science and Technology

      Volume: 76 Pages: 1418-1428

    • DOI

      10.2166/wst.2017.296

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 排水処理プロセスにおけるウキクサバイオリファイナリー2017

    • Author(s)
      遠山忠、森一博
    • Journal Title

      アグリバイオ

      Volume: 1 Pages: 1306-1310

  • [Presentation] 宿主ウキクサの成長を促進する共生細菌の特徴2018

    • Author(s)
      高木航平、遠山忠、田中靖浩、森一博
    • Organizer
      第52回日本水環境学会年会
  • [Presentation] Ethanol and methane production from duckweed biomass grown in wastewater effluents2018

    • Author(s)
      Tadashi Toyama, Yasuhiro Tanaka, Kazuhiro Mori
    • Organizer
      Grand Renewable Energy 2018 (GRE2018) international conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Characterization of duckweed growth promoting bacteria and their effects on duckweed biomass production2017

    • Author(s)
      Kohei Takagi, Yasuhiro Tanaka, Kazuhiro Mori, Tadashi Toyama
    • Organizer
      Water and Environment Technology Conference (WET) 2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 植物成長促進細菌と塩ストレスによるウキクサのエネルギー生産性の向上2017

    • Author(s)
      高木航平、田中亮伍、森一博、遠山忠
    • Organizer
      日本水処理生物学会第54回大会
  • [Presentation] 成長促進細菌を利用した植物バイオマスの生産2017

    • Author(s)
      遠山忠
    • Organizer
      日本水処理生物学会第54回大会
    • Invited
  • [Remarks] 山梨大学環境保全研究室 森・遠山研究室

    • URL

      http://www.ccn.yamanashi.ac.jp/~5lab/

URL: 

Published: 2018-12-17  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi