2022 Fiscal Year Research-status Report
森林の堆積腐植層での適切な土壌微生物管理による放射性セシウムの隔離法の提案
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19K06287
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| Research Institution | Iwate University |
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Principal Investigator |
立石 貴浩 岩手大学, 農学部, 准教授 (00359499)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
颯田 尚哉 大同大学, 工学部, 教授 (20196207)
築城 幹典 岩手大学, 農学部, 教授 (10292179)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 微生物バイオマス / セシウム / 森林 / 堆積腐植層 / 菌類 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、(1)土壌微生物バイオマス（土壌に存在する生きた微生物）の代謝回転を利用した堆積腐植層（樹木の落葉落枝とその分解物より構成される層）でのセシウムの保持、および(2)セシウムを吸収する傾向にある菌類を利用したマイコエクストラクション、に関する実験を行い、森林に残存した放射性セシウムを堆積腐植層にから吸収、あるいは森林内に安定的に保持させる具体的方策を検討している。
(1)に関しては、室内実験により、森林の堆積腐植層を用いた微生物バイオマスの代謝回転を分析した。この実験では、前年度に提案した基質誘導呼吸法の改良法を利用することで、2020年度に実施した微生物バイオマスの代謝回転を再評価した。植生の異なる森林３地点の堆積腐植層の試料に、撹乱の処理（攪拌や過度の乾燥）を加えて長期間にわたり培養を行い、微生物バイオマス、呼吸量、および代謝回転を分析した。その結果、乾燥の処理は微生物バイオマスの量を大きく減少させ、代謝回転も早くなることが示された。このことは、森林の堆積腐植層の過度な乾燥は、そこに生息する微生物の量を減少させ、さらにセシウムの保持能力を低下させることを示唆している。
(2)に関しては、菌類を接種したおがくず資材に森林の堆積腐植層に含まれるセシウムを吸収させるマイコエクストラクションのモデル試験を、３種の菌類を用いて実施した。安定セシウムを含むアカマツ林の堆積腐植層試料と前述の菌類の栄養菌糸を生育させたおがくず資材を４週間接触させた培養試験では、堆積腐植層試料に含まれる安定セシウムの3ー６％がおがくず資材に移行した。前年度に実施したコナラ林の堆積腐植層でのモデル試験の結果も考慮すると、本試験で用いた菌類は堆積腐植層に残存するセシウムのマイコエクストラクションへの利用に有効であることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
2022年度も新型コロナウイルス感染症が完全に収束しておらず、調査活動などの制限により、一部の調査が実施できなかった。また、原発事故から11年経過しており、森林の堆積腐植層の放射性セシウム濃度は減衰している。そのため、室内実験で効果のあったモデル試験を実際の現場で適用するためには、試験に適した調査地点を選定する必要がある。しかし、2022年度では、調査地を選定できず、野外での試験の実施が遅れることとなった。
また、2021年度に、微生物バイオマス測定法である基質誘導呼吸法を有機物含有量の多い堆積腐植層試料に適用できるよう改良した。2022年度では、この改良法を用いて、2020年度に実施した微生物バイオマスに保持された安定セシウムの代謝回転によるフローをモデル実験により再評価する予定であった。しかし、2022年度は、微生物バイオマスの代謝回転の評価に時間を費やし、予定していた項目を実施できなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
2023年度は、(1)微生物バイオマスの代謝回転を利用した堆積腐植層へのセシウムの持続的保持、および(2)セシウムを選択的に吸収する傾向にある菌類を利用したマイコエクストラクション、に関する2022年度までの試験結果にもとづき、森林に残存した放射性セシウムを堆積腐植層から吸収、あるいは森林内に安定的に保持させる具体的方策について検討を行う。
(1)に関しては、異なる森林で採取した堆積腐植層の試料を用いて微生物バイオマスに保持された安定セシウムの代謝回転によるフローをモデル実験により評価する予定である。
一方、堆積腐植層でのセシウムの保持様式には、微生物バイオマスによる生物的な保持のほかに、有機物表層に生じた負の荷電への吸着といった非生物的保持も考えられる。2022年度の分析では、堆積腐植層試料の表層に生じた負の荷電へのカリウムの保持は少ないことが明らかになり、試料表層に生じた負の荷電を巡るセシウムとカリウムの吸着の競合についても評価を試みる。
(2)に関しては、前年度までコナラ林とアカマツ林の堆積腐植層試料でマイコエクストラクションのモデル試験を実施し、一定の成果が得られたので、さらにスギ林の試料でも同様のモデル試験を実施する。さらに、試験の実施に適した森林の調査地を選定のうえ、現地試験の実施を検討する。
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| Causes of Carryover |
2022年度において、計画していた野外調査が実施できず、そのための旅費や調査補助のための予算の執行は不要となった。また、コロナ感染症の影響で一部の学会大会がオンライン開催となり、旅費の執行が不要となった。この余剰分は、最終年度である2023年度での調査費用と分析に必要な試薬・消耗器具等の購入に使用する予定である。
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