| 研究課題/領域番号 |
09680501
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 研究機関 | 山形大学 |
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研究代表者 |
上木 厚子 山形大学, 農学部, 助教授 (60143088)
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| 研究分担者 |
粕渕 辰昭 山形大学, 農学部, 教授 (00250960)
上木 勝司 山形大学, 農学部, 教授 (10111337)
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| キーワード | 温室効果 / メタン生成菌 / 水田土壌 / 嫌気性細菌 / 鉄還元細菌 / 水稲 / 2価鉄 / 湛水土壌 |
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| 研究概要 |
本研究では、水田土壌中のメタン生成に関わる各種細菌の生理・生態と水田からのメタン放出との関係を明らかにするための一環として湛水水田土壌中における還元反応の中で、特にメタン生成への影響が大きいと考えられる微生物的鉄還元について検討し、これまでに以下の結果を得た。
(1)水田土壌の作土層の深さ別のメタン生成活性と2価鉄量の季節的変化を測定し、両者の関係を調べた。水田土壌のメタン生成活性は、採取した土壌試料を同量の嫌気的希釈液に懸濁してスラリー状にし、N_2ガス下で30℃で保温し、気相中に蓄積するメタンの濃度増加の初速度から決定した。水田土壌のメタン生成活性は土壌の深さにより多少差があるものの湛水後間もなく急速に上昇し、7月上旬の中干し後に低下した。土壌中の2価鉄量はメタン生成活性の増加より早く湛水直後から増加し、やはり中干しを境に低下した。土壌スラリーにメタン生成の基質である酢酸かH_2を添加すると、メタン生成は殆どの場合基質無添加と比べ大幅に上昇した。土壌中の2価鉄量は各基質添加条件下で測定したメタン生成活性とほぼ並行して季節変化し、基質添加条件下で測定したメタン生成活性と2価鉄量との間に高い正の相関が認められた。この結果は、水田土壌のメタン生成菌の生息密度は水田土壌の酸化還元電位に大きく依存して変化するか、あるいはメタン生成活性は土壌中の鉄還元細菌の活性または2価鉄の有無と大きな関係があることを示している。
(2)水田土壌中の鉄還元細菌の集積培養を行うための倍地の組成、特に鉄源について種々検討し、可溶性の鉄源としてFe(III)-Nitrilotriacetateを用いる倍地を確立した。この鉄源を用いて、電子供与体として,酢酸、H_2、またはフマル酸を用いて集積培養を行い、それぞれを電子供与体とする鉄還元細菌の集積培養を確立した。この集積培養から、鉄還元能のある菌株をそれぞれ数株ずつ純粋分離し、各菌株の鉄還元と電子供与体の動力学について検討した。
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