| 研究課題/領域番号 |
19KT0010
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| 研究機関 | 鳥取大学 |
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研究代表者 |
上中 弘典 鳥取大学, 農学部, 准教授 (40397849)
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| 研究分担者 |
伊福 伸介 鳥取大学, 工学研究科, 教授 (70402980)
遠藤 常嘉 鳥取大学, 農学部, 教授 (70423259)
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| 研究期間 (年度) |
2019-07-17 – 2023-03-31
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| キーワード | 未利用バイオマス利用 / 廃カニ殻 / ナノファイバー / 有機農業 / 植物 / 土壌 / 病害抵抗性誘導 / 生育促進 |
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| 研究実績の概要 |
現在、加工後の廃カニ殻はその豊富な資源量に見合った産業利用がほとんどされておらず、廃棄物として焼却処分されているのが現状である。近年、土壌改良資材として有機農業でも利用されている廃カニ殻の土壌施用で生じる肥料効果と病害抵抗性の誘導能が、物理的な粉砕であるナノファイバー化によって増強されることを発見した本研究では有機農業で生産性向上可能なナノファイバー化技術を用いた廃カニ殼の有効利用技術の開発を最終的な目標とし、ナノファイバー化による廃カニ殻の機能向上とカニ殻による土壌改良に貢献する成分の同定と施用効果を生ずるメカニズムならびに土壌施用に最適なカニ殻由来キチンナノファイバー複合体の形状を明らかにすることを目的に研究を実施した。
カニ殻由来キチンナノファイバー(CNF)複合体は、確立済みの手法を用いて水分散液を作成し、他の研究に継続して供給した。昨年度、コマツナを供試植物としてCNF複合体水分散液の栽培土壌への施用効果を評価した結果、砂質未熟土における施用効果が認められた一方、黒ぼく土における施用効果が認められなかった。そのため、黒ぼく土で豊富に含まれる土壌中の微生物がCNF複合体を分解したことによると考えた。本年度は、CNF複合体水分散液の栽培期間中の施用量を一定とし、栽培前に一括して基肥する区（事前添加区）と栽培中に追肥（経時添加区）を比較した。その結果、対照区と比較すると砂質未熟土、黒ぼく土ともに，CNF複合体による生長促進効果が明らかに認められた。興味深いことに、昨年度効果が認められなかった黒ぼく土の事前添加区でも効果が認められたが、これは施用方法を全層施用から表層施用に変更したためであると考えられた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
「カニ殻由来キチンナノファイバー(CNF)複合体の作成と加工」に関しては、確立済みの手法を用いてCNFもしくはCNF複合体の水分散液を作成し、前年度までと同様に他の研究に供給した。また、「カニ殻由来CNF複合体の土壌施用による植物・土壌環境への影響評価」に関しては、コマツナを用いた生長促進効果を再度評価した。その結果、土壌微生物の有無がCNF複合体の施用効果だけでなく、その施用方法が大きく影響することが新たに明らかになった。また、キチンだけでなくそれ以外の構成成分による影響が大きいという昨年度までの発見を検証できた。
一方で、コロナ禍よる研究活動の制限や建物改修よる実験室・研究機器の別建物への引っ越し等が大きく影響し、予定していた植物栽培試験や追試の実験が実施できなかった。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究での最終目標である「有機農業で生産性向上可能なナノファイバー化技術を用いた廃カニ殼の有効利用技術の開発」を達成するために明らかにする3つの項目のうち、“土壌施用に最適なカニ殻由来キチンナノファイバー(CNF)複合体の形状の決定”に関する研究については完了済みなので、今後は他の2つの項目である“ナノファイバー化による廃カニ殻の機能向上”と“カニ殻による土壌改良に貢献する成分の同定と施用効果を生ずるメカニズム”に関して未着手の研究を中心に実施していく予定である。特に昨年度までの結果から土壌微生物、特に真菌への影響が顕著であることが明らかになっているので、土壌微生物の有無という点から、どのような真菌類がCNFの施用効果に関わるかを今後明らかにしていきたい。研究期間を1年間延長したので、残りの実施予定の研究を次年度には完了させる予定である。
昨年度までに得られた「カニ殻による土壌改良に貢献する成分の同定と施用効果を生ずるメカニズム」に関する成果については学術論文を執筆中であり、次年度中には査読付きの学術雑誌へ投稿したい。また、学会発表により成果を公表していく予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究代表者については建物改修のため実験室や研究機器の移動に伴い機器が使用できない期間があったため、計画通り研究を実施できなかった。また研究参画者についてはその他の業務の多忙や子の養育などもあり、一部の研究についてはその遂行に想定以上に時間を要した。そのため、研究計画全体を見直すこととなり、結果として研究期間を延長したため、次年度使用額が生じた。次年度には予定されていた研究を全て実施する予定であるため、次年度に全てを使用する予定である。
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