2010 Fiscal Year Annual Research Report
イネ根圏におけるAnammox細菌の定量及び水田窒素循環への寄与の解明
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22510005
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
周 勝 国立大学法人東京農工大学, 大学院・工学研究院, 助教 (50451985)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
寺田 昭彦 国立大学法人東京農工大学, 大学院・工学研究院, 講師 (30434327)
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| Keywords | 畜産排水 / Anammox細菌 / Anammox活性 / 硝化活性 / 脱窒速度 / 飼料イネ |
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| Research Abstract |
室内実験において採取した水田土壌を実験ポットに入れ、高浸透系及び低浸透系を作成し、飼料イネを植栽した。窒素負荷100、450、900kg-N/haで畜産排水を処理しながら、それぞれの脱窒速度及び硝化活性・Anammox活性を^<15>Nを用いて測定し、Anammox細菌の検出を試みた。
高浸透系は深さ1cm、5cmともにほぼ酸化的であったことに対して、低浸透系では深さ1cm、5cmとも還元的であった。アンモニア酸化細菌数は、高浸透系、低浸透系共に追肥後に増加し、硝化活性も追肥後に高くなることが確認できた。アンモニア酸化細菌数が高浸透系と低浸透系で同程度であっても、硝化活性は高浸透系の方が高く、高浸透系では低浸透系よりアンモニア酸化菌数当たりの活性が高いことが示唆された。これは高浸透系では落水時に十分な酸素供給がされるためと考えられる。また、最大脱窒速度が高浸透系で1.0g-Nm^<-2>d^<-1>低浸透系で0.3g-Nm^<-2>d^<-1>と、高浸透系で低浸透系より高い脱窒速度が得られた。これは、高浸透系では硝化反応が促進され、脱窒反応の基質である硝酸態窒素がより多く生成されたと考えられる。一方、Anammox細菌が属しているPlanctomycetes門の細菌群集構造は、窒素負荷量よりも浸透速度に影響を受けることが明らかになった。また、PCR結果より、Anammox細菌のポジティブコントロールと同じ位置にバンドを確認できたため、Anammox菌が存在している可能性はあると考えられる。さらに、Nested PCRを改良することにより、Anammox細菌に比較的近縁な未知のPlanctomycetesを検出した。しかし、実験ポットの表層土壌を用いてAnammox活性が確認できなかった。水田土壌におけるAnammox細菌の存在場所や活性の測定について更なる検討が必要となる。来年度は実際の水田において、イネの根との位置関係が異なる水田土壌を採取し、Anammox細菌の定量や活性の測定を行う。
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