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2013 Fiscal Year Research-status Report

メタン発酵消化液を用いた養液栽培への接ぎ木苗利用は根圏ストレスの緩和に有効か?

Research Project

Project/Area Number 24580374
Research InstitutionOsaka Prefecture University

Principal Investigator

遠藤 良輔  大阪府立大学, 生命環境科学研究科(系), 助教 (10409146)

Keywordsバイオマス利用 / メタン発酵 / 接ぎ木
Research Abstract

メタン発酵消化液は植物に必要な栄養素を多く含むが,養液栽培の培養液として用いると,液中の高濃度のアンモニアや高いpHが植物による養分吸収の阻害要因となりうる。異なる植物体をつなぎ合わせる接ぎ木は,台木の根部が有する病害耐性や高い栄養吸収能力を利用して穂木の生産性を向上させる技術であることから,消化液を利用した養液栽培時の植物における養分吸収が接ぎ木により改善できる可能性がある。さらに,メタン発酵消化液中のアンモニアを硝酸に転換して,アンモニア濃度およびpHを低下させることも養分吸収の改善に有効であると考えられる。そこで,①穂木用キュウリと台木用カボチャ5品種による消化液を用いた養液栽培実験および②亜硝酸細菌および硝酸細菌によるメタン発酵消化液の連続生物酸化実験を行い,養分吸収改善への有効性について調べた。栽培実験では,消化液区の乾物重は化学肥料を使用した区に比べていずれの品種でも減少したが,その減少率は消化液区における発根数が多く根乾物重が大きいときに小さい傾向が見られた。生物酸化実験では,アンモニアの硝酸転換に伴い消化液中のアンモニア濃度が減少しpHが低下した。この改質消化液を用いたキュウリ養液栽培では,植物の生育が劇的に改善した。これより,台木選別および消化液改質の双方において,消化液を用いた養液栽培での植物の養分吸収能力の改善に寄与しうることが示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

H25年度において,消化液の特性を解析して根圏環境を改善することを計画し,計画以上に消化液の改質処理が成功裏に行われた。一方,接ぎ木実験においては,接ぎ木による穂木の生育改善メカニズムに不明な点が多いため,いくつかの基礎実験を続けて,接ぎ木と養分吸収能力の関係性を明確にする必要があると判断した。

Strategy for Future Research Activity

接ぎ木を介して植物に養分吸収能力を付与することを当初の目的としていた本研究であったが,生物酸化を介して消化液の性状を養分吸収に適したものに改質するというテーマも派生的に加わり,植物と消化液の双方を養分吸収向上のために歩み寄らせる研究形態に発展しつつある。今後も,消化液適用時の植物の生理学・形態学的変化を解析することで,接ぎ木と消化液改質の相乗効果について検証する。最終的に,廃棄物利用技術であるメタン発酵の消化液から植物への養分再回収量も分析し,本研究の資源循環における貢献度についても評価する。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

消耗品の一部が繰り返しの実験に耐えるものであったこと,人件費が発生せずに実験を遂行できたことから次年度使用額が生じた。
繰り越した研究費は物品代および成果発表のための旅費として計上する。その他は申請書の計画通りの使用とする。

  • Research Products

    (18 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (11 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Atmospheric moisture influences on conidia development in Podosphaera xanthii through host-plant morphological responses2014

    • Author(s)
      Kaori Itagaki, Toshio Shibuya, Motoaki Tojo, Ryosuke Endo, Yoshiaki Kitaya
    • Journal Title

      European Journal of Plant Pathology

      Volume: 138 Pages: 113-121

    • DOI

      10.1007/s10658-013-0309-1

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Selection of microalgae suitable for culturing with digestate from methane fermentation2013

    • Author(s)
      Nguyen Khanh, Yoshiaki Kitaya, L. Xiao, Ryosuke Endo, Toshio Shibuya
    • Journal Title

      Environmental Technology

      Volume: 34 Pages: 2039-2045

    • DOI

      10.1080/09593330.2013.828093

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of water contents and CO2 concentrations in soil on growth of sweet potato.2013

    • Author(s)
      Siqinbatu, Yoshiaki Kitaya, Hiroaki Hirai, Ryosuke Endo, Toshio Shibuya.
    • Journal Title

      T, Field Crop Res.

      Volume: 152 Pages: 36-43

    • DOI

      10.1016/j.fcr.2013.07.004

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Height-convergence pattern in dense plant stands is affected by red-to-far-red ratio of background illumination2013

    • Author(s)
      Toshio Shibuya, Shuichi Takahashi, Ryosuke Endo, Yoshiaki Kitaya
    • Journal Title

      Sci. Hortric.

      Volume: 27 Pages: 65-69

    • DOI

      10.1016/j.scienta.2013.02.030

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of warming basal ends of Carolina poplar (Populus × canadensis Moench.) softwood cuttings at controlled low-air-temperature on their root growth and leaf damage after planting.2013

    • Author(s)
      Shibuya, T., Tsukuda S., Tokuda A., Shiozaki, S., Endo, R., Kitaya, Y.
    • Journal Title

      J. For. Res.

      Volume: 18 Pages: 279-284

    • DOI

      10.1007/s10310-012-0343-4

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Supplemental macronutrients improve the effectiveness of oxidized anaerobic digestate for using as nutrient solution in hydroponics2014

    • Author(s)
      Endo, R, Takemura, K, Shibuya, T, Kitaya, Y
    • Organizer
      The 29th International Horticultural Congress
    • Place of Presentation
      Brisbane, Australia
    • Year and Date
      20140818-20140822
  • [Presentation] The effects of soil temperature and substrate shape on the natural anaerobic decomposi5on of foliar litter2014

    • Author(s)
      Ryosuke Endo
    • Organizer
      International Symposium on Agricultural Meteorology
    • Place of Presentation
      Sapporo, Japan
    • Year and Date
      20140317-20140320
  • [Presentation] メタン発酵による資源循環 発酵残渣液の植物生産への利用2013

    • Author(s)
      遠藤良輔
    • Organizer
      近畿作物・育種研究会シンポジウム「地球環境変動とこれからの農業」
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      20131214-20131214
    • Invited
  • [Presentation] 養液栽培への利用を目的としたメタン発酵消化液の改質2013

    • Author(s)
      遠藤良輔・小西流行・武村憲二・渋谷俊夫・北宅善昭
    • Organizer
      日本生物環境工学会2013年大会
    • Place of Presentation
      香川
    • Year and Date
      20130902-20130905
  • [Presentation] 異なる赤色/遠赤色比の光照射下で順化したキュウリ葉のガス交換特性2013

    • Author(s)
      渋谷俊夫・弓場俊樹・遠藤良輔・北宅善昭
    • Organizer
      日本生物環境工学会2013年大会
    • Place of Presentation
      香川
    • Year and Date
      20130902-20130905
  • [Presentation] 砂質土壌でのサツマイモ栽培における養水分供給のためのメタン発酵消化液利用2013

    • Author(s)
      斯琴巴図・北宅善昭・遠藤良輔・渋谷俊夫・平井宏昭
    • Organizer
      2013生態工学会年次大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20130629-20130630
  • [Presentation] メタン発酵による水生植物アゾラからのエネルギー回収 -基質投入量の季節変化を考慮したシミュレーション-2013

    • Author(s)
      遠藤良輔・秦 楠・北宅善昭・渋谷俊夫
    • Organizer
      2013生態工学会年次大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20130629-20130630
  • [Presentation] 油料植物 Jatropha crucas の成長に及ぼす土壌水分の影響2013

    • Author(s)
      北宅善昭・中村健二・渋谷俊夫・遠藤良輔
    • Organizer
      2013生態工学会年次大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20130629-20130630
  • [Presentation] Estimation of energy recovery potential from Azolla sp. by batch anaerobic digestion tests2013

    • Author(s)
      Endo, R., K. Nakamura, N. Qin, Shibuya, T., Kitaya, Y.
    • Organizer
      World Congress on Anaerobic Digestion 2013
    • Place of Presentation
      Santiago de Compostela, Spain
    • Year and Date
      20130625-20130628
  • [Presentation] 2. The effect of modification of anaerobically digested sludge for plant hydroponics on the growth and development of cucumber2013

    • Author(s)
      Endo, R., Konishi, N., Takemura, K., Shibuya, T., Kitaya, Y.
    • Organizer
      World Congress on Anaerobic Digestion 2013
    • Place of Presentation
      Santiago de Compostela, Spain
    • Year and Date
      20130625-20130628
  • [Presentation] 1. Bio-oxidation improves the availability of anaerobically digested sludge in hydroponics2013

    • Author(s)
      Endo, R., Konishi, N., Takemura, K., Shibuya, T., Kitaya, Y.
    • Organizer
      The International Symposium on Growing Media and Soilless Cultivation 2013
    • Place of Presentation
      Leiden, Netherland
    • Year and Date
      20130617-20130621
  • [Remarks] 研究活動情報データベース

    • URL

      http://kyoindb-inter.acs.osakafu-u.ac.jp/profile/in.HTG1dCHE-O9OUCVUmZM.gQ==.html

  • [Remarks] 研究室ホームページ

    • URL

      http://www.envi.osakafu-u.ac.jp/envbio/

URL: 

Published: 2015-05-28  

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