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N2O同位体アナライザを用いた発酵残渣の品質と土壌のN2O生成反応との関係解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K00594
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 環境技術・環境負荷低減
研究機関東京農工大学

研究代表者

利谷 翔平  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80725606)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード亜酸化窒素 / 発酵残渣 / 炭化物 / 安定同位体 / SP / 溶存成分 / 自然安定同位体 / 水田 / 同位体アナライザー / 水田土壌 / メタン発酵 / 土壌 / バイオマス
研究成果の概要

発酵残渣炭化物を施用した土壌におけるN2Oの削減効果と生成機構を評価した。水田および畑状態の土壌に炭化物を施用した際、炭化温度が高いほどN2O削減効果が高かった。炭化物を添加していない土壌でN2OアナライザーによるSP値を解析したところ、畑状態の土壌では硝化、水田状態土壌では脱窒によるN2O生成が示された。従って、炭化物でこれらの反応の抑制が示唆された。
さらに、炭化物抽出液を土壌に施用した際のN2O生成を、炭化物を添加した場合と比較したところ、炭化温度が高いほどN2O削減における抽出液(炭化物中溶存成分)の寄与が高くなった。従って、炭化物によるN2O削減における溶存成分の重要性が示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究ではN2Oアナライザ―により土壌から発生する亜酸化窒素の生成機構を明らかにしたとともに、発酵残渣の炭化物が土壌から発生する亜酸化窒素(N2O)を削減する作用があることを明らかにした。炭化物のN2O削減機構に関しては炭化物そのものの作用が研究されていたが、本研究では炭化物の溶存成分がN2Oの削減にどう影響するかを調査した。その結果、調製温度が高い炭化物ほど溶存成分がN2O削減に寄与することが示唆された。この成果は、炭化物を調製する際に、溶存成分を制御することも重要であることを示している。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Eco-compatible biochar mitigates volatile fatty acids stress in high load thermophilic solid-state anaerobic reactors treating agricultural waste2020

    • 著者名/発表者名
      L. Meng, L. Xie, T. Suenaga, S. Riya, A. Terada, M. Hosomi
    • 雑誌名

      Bioresource technology

      巻: 309 ページ: 123366-123366

    • DOI

      10.1016/j.biortech.2020.123366

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison of leachate percolation and immersion using different inoculation strategies in thermophilic solid-state anaerobic digestion of pig urine and rice straw2019

    • 著者名/発表者名
      Meng Lingyu、Maruo Koki、Xie Li、Riya Shohei、Terada Akihiko、Hosomi Masaaki
    • 雑誌名

      Bioresource Technology

      巻: 277 ページ: 216-220

    • DOI

      10.1016/j.biortech.2019.01.011

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact of turning waste on performance and energy balance in thermophilic solid-state anaerobic digestion of agricultural waste2019

    • 著者名/発表者名
      Meng Lingyu、Xie Li、Riya Shohei、Terada Akihiko、Hosomi Masaaki
    • 雑誌名

      Waste Management

      巻: 87 ページ: 183-191

    • DOI

      10.1016/j.wasman.2019.02.012

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nitrous oxide production and mRNA expression analysis of nitrifying and denitrifying bacterial genes under floodwater disappearance and fertilizer application2017

    • 著者名/発表者名
      S. Riya, Y. Takeuchi, S. Zhou, A. Terada, M. Hosomi
    • 雑誌名

      Environmental Science and Pollution Research

      巻: 24 号: 18 ページ: 15852-15859

    • DOI

      10.1007/s11356-017-9231-y

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 同位体分析による落水後の水田におけるN2O 生成反応の解明とバイオ炭によるN2O 削減の検討2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤 有里子, 細見 正明, 寺田 昭彦, 利谷 翔平
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第33回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 同位体分析による落水後の田おけ亜酸化窒素生成反応の解明2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤有里子,利谷翔平,寺田昭彦,細見正明
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2018年度神奈川大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 遺伝子発現と微小電極による水田の亜酸化窒素生成反応の推定2017

    • 著者名/発表者名
      利谷翔平、竹内裕貴、寺田昭彦、細見正明
    • 学会等名
      第82回日本陸水学会 仙北市田沢湖大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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