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2011 年度 実績報告書

エタノール発酵廃液の農地施用が土壌環境に及ぼす影響評価に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 21380149
研究機関独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構

研究代表者

宮本 輝仁  独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農村工学研究所・農地基盤工学研究領域, 主任研究員 (40343983)

研究分担者 小林 政広  独立行政法人森林総合研究所, 立地環境研究領域, 主任研究員 (50353686)
亀山 幸司  独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農村工学研究所・農地基盤工学研究境域, 主任研究員 (90414432)
キーワード土壌環境 / 物質循環 / バイオエタノール / 農地還元 / バイオマス
研究概要

バイオエタノールの製造過程で排出されるエタノール発酵廃液の農地施用に伴う土壌環境に及ぼす影響を評価することを目的としている.昨年度に引き続き,土壌カラムを用いたエタノール発酵廃液の浸透実験を行った.散水強度を変えてエタノール発酵廃液の投与を行い,カラム内の各層の土壌水分ポテンシャルと排水量の経時変化を測定した.動水勾配と排出量からダルシー則により不飽和透水係数を求めた.実験終了時にはカラムを解体し,各断面で微生物の繁殖状況を確認した.その結果,地表面から20cm付近まで微生物の繁殖による間隙の閉塞が肉眼でも確認された.また,地表面下7.5cmまでの土層の不飽和透水係数は微生物の繁殖により低下し,土壌水分ポテンシャルが増加しても不飽和透水係数は低下したままであった.しかし,飽和透水係数の減少に比べると小さく,減少幅は1オーダーであった.また,昨年度に引き続き,エタノール発酵廃液に含まれる溶存有機物の移動過程に関する土壌カラムを用いた実験も行った.エタノール発酵廃液を農地施用した後,降雨強度の異なる降雨があった場合を想定した実験を行った.カラム下端からの溶存有機物の排出量は,降雨強度の違いに加え,土壌への吸脱着特性を反映したものとなることが確認された.更に,エタノール発酵廃液を添加した土壌の乾燥時の撥水性発現の実態を明らかにするために,島尻マージ土壌にエタノール発酵廃液を異なる希釈率で添加し,乾燥時の撥水性を測定した.希釈液を添加した試料で撥水性が発現したが,希釈液添加後,ガンマ線滅菌処理した試料では撥水性は生じなかった.これらの結果から,供試土壌のエタノール発酵廃液添加による撥水性の発現には,微生物が関与していることが示唆された.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

エタノール発酵廃液の農地施用により土壌微生物の増殖が起こり,土壌中の水・溶質移動特性や土壌の撥水性に大きく影響することを示す結果が得られてきている.

今後の研究の推進方策

エタノール発酵廃液の農地施用により土壌微生物の増殖が起こり,土壌中の物質移動特性に大きく影響することが明らかになりつつある.不飽和土壌中の水・溶質移動特性に加え,ガス移動特性についての解明にも取り組むことにより,エタノール発酵廃液の農地施用が土壌環境に及ぼす影響のより総合的な評価が可能となる.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] W.Gardner, O.W.Israelsen, N.E.Edlefsen, and H.Clyde著「毛管ポテンシャル関数と灌漑操作への応用」2012

    • 著者名/発表者名
      宮本輝仁
    • 雑誌名

      土壌の物理性

      巻: 120 ページ: 61-65

    • 査読あり
  • [学会発表] エタノール廃液の添加による島尻マージ土壌の撥水性2011

    • 著者名/発表者名
      小林政広・宮本輝仁・亀山幸司
    • 学会等名
      土壌物理学会
    • 発表場所
      北海道札幌市
    • 年月日
      2011-10-23
  • [学会発表] Influence of sugarcane bagasse-derived biochar application on nitrate leaching in calcaric dark red soil2011

    • 著者名/発表者名
      K.Kameyama, T.Miyamoto, T.Shiono, Y.Shinogi
    • 学会等名
      ASA・CSSA・SSSA International Annual Meetings
    • 発表場所
      San Antonio, TX, U.S.A
    • 年月日
      2011-10-19
  • [学会発表] Unsaturated hydraulic conductivity reduction of an Andisol during vinasse application2011

    • 著者名/発表者名
      T.Miyamoto, T.Nakajima, K.Kameyama
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2011
    • 発表場所
      千葉県幕張市
    • 年月日
      2011-05-27
  • [学会発表] Leaching of dissolved organic matter and chemical components with vinasse application to a calcareous soil2011

    • 著者名/発表者名
      K.Kameyama, T.Miyamoto, T.Nakajima
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2011
    • 発表場所
      千葉県幕張市
    • 年月日
      2011-05-27

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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