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2017 年度 実績報告書

バイオマス発酵ガスが植物の成長に及ぼす影響の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15KT0117
研究機関信州大学

研究代表者

高橋 伸英  信州大学, 学術研究院繊維学系, 教授 (40377651)

研究期間 (年度) 2015-07-10 – 2018-03-31
キーワード木質バイオマス / 好気性発酵 / CO2施肥 / 植物成長促進 / 微生物 / PGPR / シロイヌナズナ
研究実績の概要

H29年度は、前年度に引き続き、バイオマスを好気性発酵させ、生成した発酵ガスを植物に直接供給し成長への影響を調査した。カラマツのかんな屑と発酵鶏糞および微生物供給剤VS34を混合し反応器に充填し、40℃で好気性発酵させ、生成した発酵ガスをシロイヌナズナの苗を入れた栽培チャンバーへ供給した。また、対照実験として、CO2濃度約400 ppmの室内空気を供給したチャンバー内でも栽培を行った。
発酵ガスを供給した栽培装置内の2週間の栽培期間の平均CO2濃度は1400 ppmとなり、シロイヌナズナの成長量は対照実験に対して1.4倍となった。さらに、平均CO2濃度が1400 ppmとなるようにガスボンベからCO2を供給して栽培実験を行ったところ、対照実験に対して1.4倍の成長量となった。これより、前述の発酵ガス供給による成長促進は主に発酵により生成したCO2による効果であることが示唆された。
次に、微生物の種類を変え、セルロース分解菌であるTrichoderma属の菌を含む微生物供給剤を使用して発酵実験を行い、1週間経過後にBacillus属の菌種をさらに追加し発酵させ、生成ガスを植物に供給したところ、平均CO2濃度は1400 ppm程度であったが、成長量は対照実験に対して1.8倍に増加した。これより、CO2以外の揮発成分によりさらに成長が促進されたことが示唆された。また、発酵ガス中には、ピネンやアセトフェノンといった植物成長促進効果が報告されている物質が検出され、CO2に加えこれらの物質により植物成長が促進されたと推測された。
木質バイオマスを好気的に発酵させ、生成したガスを植物に供給することにより成長を促進できることが示された。また、その効果は使用する微生物の種類によって異なり、発酵ガス中に含まれるCO2以外の揮発物質による成長促進効果も期待できることが明らかとなった。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [学会発表] Plant growth promotion by product gases from aerobic fermentation of woody biomass2018

    • 著者名/発表者名
      Kento Masuda, Iori Shimada, Osada Mitsumasa, Hiroshi Fukunaga, Nobuhide Takahashi
    • 学会等名
      The 5th the 5th Asian Conference on Biomass Science
    • 国際学会
  • [学会発表] 木質バイオマスの好気性発酵ガスによる植物生長促進2018

    • 著者名/発表者名
      増田顕澄,嶋田五百里, 長田光正, 福長博, 高橋伸英
    • 学会等名
      第13回バイオマス科学会議
  • [学会発表] Influence of the effluent gas from aerobic fermentation of biomass materials on plant growth2017

    • 著者名/発表者名
      Kento Masuda, Nur Shahiza Binti Mohd Aizuddin, Iori Shimada, Osada Mitsumasa, Hiroshi Fukunaga, Nobuhide Takahashi
    • 学会等名
      The 17th Congress of the Asian-Pacific Confederation of Chemical Engineering
    • 国際学会
  • [学会発表] 木質バイオマスの好気性発酵ガスによる植物生長への影響2017

    • 著者名/発表者名
      増田顕澄,高橋伸英,福長博,長田光正,嶋田五百里
    • 学会等名
      化学工学会第49回秋季大会
  • [備考] 高橋伸英研究室ホームページ

    • URL

      http://www.fiber.shinshu-u.ac.jp/novhide-lab/index.html

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公開日: 2018-12-17  

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