湛水土壌中のメタン生成菌の生態と湿生植物によるメタンの放出

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03202206
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 上木 厚子 山形大学, 農学部, 助教授 (60143088)
• 研究分担者: 我妻 忠雄 山形大学, 農学部, 助教授 (70007079) ; 上木 勝司 山形大学, 農学部, 教授 (10111337)
• キーワード: 温室効果 / メタン / 嫌気性細菌 / 水田土壌 / 土壌ガス / 湿生植物 / 通気組織 / 酸化還元電位

研究概要

稲藁または無機質肥料を連用している水田土壌を試料とし、メタン生成菌を初めとする各種細菌の計数方法を検討し、各菌数の季節変化や土壌による違いを調べた。メタン生成菌は主にacetateを基質としてMPN法で、嫌気性細菌はロ-ルチュ-ブ法、好気性細菌は希釈平板法でそれぞれ測定した。メタン生成菌の計数には、試料を接種した培地を2カ月以上培養する必要があり、培地中の硫酸塩の有無がメタン生成菌の計数に影響を与える場合があること等がわかった。好気性細菌は富栄養の培地よりも、貧栄養の培地で計数した方が2〜5培高井生菌頭が得られたが、嫌気性細菌の場合はあまり差がなかった。これらの水田土壌中の各種細菌の生菌数(cells/g・乾土)は、好気性細菌が10^7〜10^8、嫌気性細菌が10^6〜10^7、メタン生成菌数が10^4〜10^5のレベルであり、メタン生成菌は好気性細菌の100分の1程度であった。湛水後から夏にかけて好気性細菌数と嫌気性細菌数は顕著に増加したが、メタン生成菌数はいずれも10^5のレベルであまり変化しなかった。しかし、メタン生成菌数は刈り取り後は10^4のレベルまで減少した。稲藁連用水田と無機質肥料連用水田の各菌数とその季節変化には、顕著な差は認められなかった。根圏効果を調べるために開発された根箱で稲を湛水状態で2カ月栽培後に、稲の根からの距離が1mmずつ異なる各区画の土壌を採取し、各種細菌数を計数した。メタン生成菌数は10^4のレベルであり、根からの距離は菌数にあまり影響しなかった。嫌気性細菌数は根から離れるに従って減少したが、好気性細菌数には根からの距離は影響しなかった。ヨシ、マコモ、タウコギ等の各種湿生植物を湛水下でポット栽培し、土壌中のガス組成への影響を調べた。湿生植物を栽培した土壌中メタン濃度は、生育に伴って無栽植土壌より低下し、地上部を切除すると対照の濃度に近づいた。マコモの茎間隙中のメタン濃度の平均値は大気の約5000倍であった。

研究成果

• [文献書誌] Ueki,A.,Hirono,T.,Sato,E.,Mitani,A.and Ueki,K.: "Ethanol and amylase production by a newly isolated Clostridium sp." World J.Microbiol.Biotechnol.7. 385-393 (1991)
• [文献書誌] Ueki,K.,Ueki,A.,Itoh,K.,Tanaka,T.,and Satoh,A.: "Removal of sulfate and heavy metals from acid mine water by anaerobic treatment with cattle waste:Effects of heavy metals on sulfate reduction." J.Environ.Sci.Health. A26. 1471-1489 (1991)
• [文献書誌] Ueki,A.,Ueki,K.,Tanaka,K.,Takahashi,R.and Takano,T.: "End products and molar growth yield of Clostridium fallax isolated from an anaerobic digester." J.Ferment.Bioeng.72. 274-279 (1991)
• [文献書誌] 上木 厚子,上木 勝司,加来 伸夫,土屋 文: "湛水土壌中のメタン生成菌の計数と分布" 日本環境科学会1991年会講演要旨集. 60 (1991)
• [文献書誌] 上木 勝司 岩津 雅和,松浦 健一,上木 厚子: "嫌気処理都市下水汚泥における揮発性脂肪酸分解とメタン生成及び硫酸還元" 日本環境科学会1991年講演要旨集. 64 (1991)
• [文献書誌] Wagatsuma,T.,Jujo,K.,Tawaraya,K.,Sato,T.,and Ueki,A.: "Hygrophytes Possess the ability to lower the methane concentration and to enrich the nitrogen gas concentration in rhizosphere." Soil Sci.Plant Nutr.