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2011 年度 実施状況報告書

農作物の重金属汚染リスクを低減するためのバイオチャーを用いた土層改良に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 23780254
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

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・農地基盤工学研究領域, 主任研究員 (90414432)

研究期間 (年度) 2011-04-28 – 2015-03-31
キーワードバイオチャー / 土壌改良 / カドミウム / バイオマス原料 / 熱分解温度
研究概要

全国のバイオマスタウン構想をレビューし,各地において炭化物の原料として有望と考えられている7種類のバイオマス(スギチップ,ヒノキチップ,モウソウチクチップ,もみがら,鶏糞,集落排水汚泥(乾燥),さとうきびバガス)を選出した.選出した7種類のバイオマス原料を400,600,800℃(最高温度保持時間2時間)で熱分解し,炭化物を作成した.そして,各炭化物の理化学性(炭素,水素,窒素,硫黄,塩素,酸素含量,揮発分,灰分,pH,EC,撥水性(MED),孔隙分布)を測定した.殆ど全ての原料において,炭化温度の増加により,(1)揮発分が減少,(2)灰分が増加,(3)炭素含量が増加,(4)窒素,水素,酸素含量が減少,(5)pHが増加,(6)ECが増加,(7)撥水性(MED)が減少する傾向が見られた.また,孔隙容量の大きさは,さとうきびバガス>ヒノキチップ≒スギチップ>鶏ふん>モウソウチクチップ>もみがら>集落排水汚泥の順であった. また,各炭化物のカドミウム吸着能をバッチ試験により測定した.炭化物のカドミウム吸着能の大きさは,鶏ふん≫モウソウチクチップ>集落排水汚泥>もみがら≫さとうきびバガス>スギチップ>ヒノキチップの順であった.また,多くのバイオマス原料においては,熱分解温度が上昇するにつれてカドミウム吸着能が増加する傾向があった.高温で生成された炭化物のカドミウム吸着能が大きくなるのは,pHが高くなるため,炭化物表面に沈殿するカドミウムが多くなるためと推察された.

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

今年度の成果により,カドミウム吸着能が相対的に高いバイオチャーを推定することが可能となった.このため,おおむね順調に進展していると考えられる.

今後の研究の推進方策

今年度の成果により,カドミウム吸着能が相対的に高いバイオチャーを選抜することが可能となった.今後は,選抜されたバイオチャーを用いてカドミウム含有土壌の改良を行い,農作物のカドミウム吸収抑制効果の高いバイオチャーの土壌混入方法を明らかにするための栽培試験を行う.

次年度の研究費の使用計画

本研究課題の推進のため,次年度の研究費は,交付申請時の計画どおり使用する.

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Influence of sugarcane bagasse-derived biochar application on nitrate leaching in calcaric dark red soil2012

    • 著者名/発表者名
      Koji Kameyama, Tetuhito Miyamoto, Takahiro Shiono and Yoshiyuki Shinogi
    • 雑誌名

      Journal of Environmental Quality

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      doi:10.2134/jeq2010.0453

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 黒ボク土畑地におけるハクサンハタザオ(Arabidopsis halleri ssp. gemmifera)を用いたCd含有土壌浄化実験2011

    • 著者名/発表者名
      亀山幸司,谷茂,菅原玲子,北島信行,石川祐一
    • 雑誌名

      農業農村工学会論文集

      巻: 276 ページ: 55-62

    • 査読あり
  • [学会発表] 農地でのバイオ炭の利活用に向けた試験研究2011

    • 著者名/発表者名
      亀山幸司・宮本輝仁・塩野隆弘
    • 学会等名
      第12回エコカーボン研究会(招待講演)
    • 発表場所
      産業総合技術研究所(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2011年9月20日
  • [学会発表] Hydraulic and thermal properties of a calcaric dark red soil as influenced by incorporation of sugarcane bagasse-derived biochar2011

    • 著者名/発表者名
      Koji Kameyama, Tetuhito Miyamoto and Takahiro Shiono
    • 学会等名
      2nd Asia Pacific Biochar Conference (APBC KYOTO 2011)
    • 発表場所
      立命館大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2011年9月16日

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公開日: 2013-07-10  

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