| 研究課題/領域番号 |
21K05842
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分41040:農業環境工学および農業情報工学関連
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| 研究機関 | 帯広畜産大学 |
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研究代表者 |
梅津 一孝 帯広畜産大学, 畜産学部, 教授 (20203581)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 畜産バイオマス / バイオプロセッシング / 再生可能エネルギー / 循環型社会 / 畜産廃棄物の利用 / 資源リサイクル / バイオプロセシング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
これまでに研究代表者らが開発に取り組んできた乾式メタン発酵技術を活用し，セルロース系乳牛糞尿からの高効率エネルギー回収手法の確立と発酵残渣を用いた新規再生敷料の開発を行う。さらに，これらの手法を家畜糞尿組成が類似している肉牛（黒毛和牛）糞尿に適用することにより，提案する乾式メタン発酵技術の水平展開の可能性を検証する。発酵残渣由来の再生敷料の有効性の実証は，セルロース系家畜糞尿に対して堆肥化以外の新たな資源循環プロセスの選択肢の実現につながり，得られる知見はつなぎ飼い酪農だけではなく，生産性向上が強く望まれている黒毛和牛（但馬牛）の持続可能な畜産経営に大きく寄与することが期待できる。
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| 研究成果の概要 |
小規模畜産農家のつなぎ飼い牛舎から排出される乳牛排泄物は，分解率の低い麦稈等の敷料が多く混合するためメタン発酵処理ではメタンガスの回収率が低い。さらに，発酵残渣の再生敷料としての利用では細菌や薬剤耐性菌の残存が懸念される。本研究課題では，ラボスケールで乳牛糞尿の乾式メタン発酵を実施し，さらに有機物分解率とメタン生成量の向上を目的として発酵残渣からリグニン分解嫌気性菌およびセルロース分解嫌気性菌の分離株を取得した。しかしこれらは分解性が低く，エネルギー生産の高効率化には至らず課題として残された。一方，発酵残渣の細菌数，薬剤耐性菌数の減少が示され，再生敷料の安全性・有効性が示された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
セルロース系乳牛糞尿の乾式メタン発酵の特性を明らかにし，発酵残渣固形分の分離方法，分離後の乾燥方法と細菌残存数の関係を提示したことは，再生敷料の衛生管理手法を確立する上で重要な知見であるとともに，酪農生産者にとって敷料購入費の負担軽減につながり，家畜糞尿のバイオガス化の大きなインセンティブとなる。発酵残渣由来の再生敷料の有効性の実証は，セルロース系家畜糞尿に対して堆肥化以外の新たな資源循環プロセスの選択肢の実現につながり，得られた知見はつなぎ飼い酪農だけではなく，生産性向上が強く望まれる黒毛和牛（但馬牛）の持続可能な畜産経営に大きく寄与することが期待できる。
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