生物酸化したメタン発酵消化液の養液利用が植物の窒素吸収利用効率に及ぼす影響の解析

• 研究課題/領域番号: 26520311
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 特設分野
• 研究分野: 食料循環研究
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 遠藤 良輔 大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 助教 (10409146)
• 研究期間 (年度): 2014-07-18 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: メタン発酵 / 養液栽培 / 施設園芸 / 資源循環 / 持続可能性 / 微生物反応 / 環境調節 / 消化液利用

研究成果の概要

本研究では，養液栽培における培養液としてメタン発酵消化液（以下，消化液）を利用することを目的として，消化液を生物酸化してアンモニウムイオンを硝酸イオンに転換する改質処理を行い，このことが植物成長に及ぼす影響を調べた。生物酸化処理では，消化液中のアンモニウム態窒素の最大85%が硝酸態窒素に転換された。トマト，レタス，キュウリについて，市販培養液と同等のアンモニウムイオン：硝酸イオン比の生物酸化消化液を培養液として用いて養液栽培を行った結果，植物成長・窒素吸収率の双方が著しく改善されたが，市販培養液よりは劣った結果となった。これは，他の栄養塩の過剰・欠乏が要因として考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] トマト栽培残渣の嫌気性消化におけるメタン生成および2つのモデルの検証 (2017)
  • 著者名/発表者名: 遠藤良輔，福嶋志隆
  • 雑誌名: 生態工学 巻: 3
  • NAID: 130005874967
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Growth performances and changes of macronutrient ion concentrations in the culture medium when Euglena gracilis was cultured with nitrified digestate (2017)
  • 著者名/発表者名: Takemura, K., Endo, R., Shibuya, T., Kitaya, Y.
  • 雑誌名: Environmental Technology 巻: 印刷中 号: 18 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1080/09593330.2016.1256438
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Modifications of concentrations of plant macronutrient ions in digestate from anaerobic digestion during nitrification processes (2016)
  • 著者名/発表者名: Takemura, K., Endo, R., Shibuya, T., Kitaya, Y.
  • 雑誌名: Journal of Residuals Science & Technology 巻: 13 号: 3 ページ: 207-214
  • DOI: 10.12783/issn.1544-8053/13/3/4
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Use of Methane Fermentation Digestate for Hydroponic Culture: Analysis of Potential Inhibitors in Digestate (2016)
  • 著者名/発表者名: Endo, R., Yamashita, K., Shibuya, T., Kitaya, Y.
  • 雑誌名: Eco-Engineering 巻: 28 号: 3 ページ: 67-72
  • DOI: 10.11450/seitaikogaku.28.67
  • NAID: 130005254970
  • ISSN: 1347-0485, 1880-4500
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Use of Methane Fermentation Digestate for Hydroponic Culture: Analysis of Potential Inhibitors in Digestate to Cucumber Seedling (2016)
  • 著者名/発表者名: Endo, R.*, Yamashita, K., Shibuya, T., Kitaya, Y.
  • 雑誌名: Eco-Engineering 巻: 28(3)
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Early development of powdery mildew on cucumber leaves acclimatized to illumination with different red-to-far-red ratios. (2016)
  • 著者名/発表者名: Itagaki, K., Shibuya, T.*, Tojo, M., Endo, R., Kitaya, Y.
  • 雑誌名: HortScience 巻: 51(5) ページ: 1-7
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Ground based study on culturing garlic as a source of vegetable food and medicine in space; Growth and ajoene accumulation in garlic plants cultured with different CO2 regimes (2015)
  • 著者名/発表者名: Naznin, M. T., Kitaya, Y., Shibuya, T., Endo, R., Hirai, H., Lefsrud M.
  • 雑誌名: Biological Sciences in Space 巻: 29 ページ: 1-7
  • NAID: 130004845133
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microalgae Culture with Digestate from Methane Fermentation (2015)
  • 著者名/発表者名: Khanh, N., Kitaya, Y., Xiao, L., Endo, R., Shibuya, T.
  • 雑誌名: Eco-Engineering 巻: 27 号: 1 ページ: 7-11
  • DOI: 10.11450/seitaikogaku.27.7
  • NAID: 130005068505
  • ISSN: 1347-0485, 1880-4500
  • 査読あり
• [雑誌論文] The photosynthetic parameters of cucumber as affected by irradiances with different red:far-red ratios (2014)
  • 著者名/発表者名: Shibuya T., Endo, R., Yuba, T., Kitaya, Y.
  • 雑誌名: Biologia Plantarum 巻: 59 号: 1 ページ: 198-200
  • DOI: 10.1007/s10535-014-0473-y
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 砂質土壌でのサツマイモの成長におよぼす土壌含水率の影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: Siqinbatu, Kitaya, Y., Hirai, H., Endo, R., Shibuya, T.
  • 雑誌名: Eco-Engineering 巻: 26 号: 3 ページ: 75-80
  • DOI: 10.11450/seitaikogaku.26.75
  • NAID: 130004687738
  • ISSN: 1347-0485, 1880-4500
  • 査読あり
• [学会発表] メタン発酵消化液を養液栽培に適用するための改質処理の検討 －炭酸カルシウム投入によるアンモニアの硝化促進－ (2016)
  • 著者名/発表者名: 遠藤 良輔，前田 全敏，武村 憲二，渋谷 俊夫，北宅 善昭
  • 学会等名: 生態工学会2016年次大会
  • 発表場所: 宮崎県宮崎市宮崎グリーンスフィア壱番館
  • 年月日: 2016-06-24
• [学会発表] メタン発酵を導入した資源循環型トマト養液栽培の検討 ― エネルギー・物質の収支およびLCCO2の解析 ― (2016)
  • 著者名/発表者名: 福嶋 志隆，遠藤 良輔，武村 憲二，渋谷 俊夫，北宅 善昭
  • 学会等名: 日本農業気象学会2016年全国大会
  • 発表場所: 岡山県岡山市岡山大学
  • 年月日: 2016-03-14
• [学会発表] トマト養液栽培で発生する植物残渣のメタン発酵による再資源化の検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 遠藤良輔，福嶋志隆，武村憲二，渋谷俊夫，北宅善昭
  • 学会等名: 2015生態工学会年次大会
  • 発表場所: 明治大学（神奈川県川崎市）
  • 年月日: 2015-06-27 – 2015-06-28
• [学会発表] トマト養液栽培で発生する植物残渣のメタン発酵による再資源化の検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 遠藤 良輔，福嶋 志隆，武村 憲二，渋谷 俊夫，北宅 善昭
  • 学会等名: 生態工学会2015年次大会
  • 発表場所: 神奈川県永山市明治大学
  • 年月日: 2015-06-27
• [学会発表] Supplemental Macronutrients Improve the Effectiveness of Oxidized Anaerobic Digestate for Using as Nutrient Solution in Hydroponics (2014)
  • 著者名/発表者名: Ryosuke Endo, Kenji Takemura, Toshio Shibuya, Yoshiaki Kitaya
  • 学会等名: International Horticultural Conference 2014
  • 発表場所: Brisbane, Australia
  • 年月日: 2014-08-17 – 2014-08-22
• [学会発表] Illumination With a High Red:Far-Red Ratio Improves Photosynthetic Performance as a Result of Stomatal and Non- Stomatal Factors (2014)
  • 著者名/発表者名: Toshio Shibuya, Ryosuke Endo, Toshiki Yuba, Yoshiaki Kitaya
  • 学会等名: International Horticultural Conference 2014
  • 発表場所: Brisbane, Australia
  • 年月日: 2014-08-17 – 2014-08-22
• [学会発表] Illumination With High Red-To-Far-Red Ratio Improves Powdery Mildew Resistance in Cucumber Seedlings (2014)
  • 著者名/発表者名: Kaori Itagaki, Toshio Shibuya, Motoaki Tojo, Ryosuke Endo, Yoshiaki Kitaya
  • 学会等名: International Horticultural Conference 2014
  • 発表場所: Brisbane, Australia
  • 年月日: 2014-08-17 – 2014-08-22
• [図書] 閉鎖生態系・生態工学ハンドブック (2015)
  • 著者名/発表者名: 大政 謙次（編集代表者），遠藤 良輔他51名
  • 総ページ数: 447
  • 出版者: アドスリー
• [備考] 生物環境調節学研究グループ
  • URL: http://envbio.envi.osakafu-u.ac.jp
• [備考] 生物環境調節学研究グループHP
  • URL: http://envbio.envi.osakafu-u.ac.jp