メタン発酵消化液を用いた養液栽培への接ぎ木苗利用は根圏ストレスの緩和に有効か？

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24580374
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 遠藤 良輔 大阪府立大学, 生命環境科学研究科(系), 助教 (10409146)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: バイオマス利用 / メタン発酵 / 接ぎ木

研究実績の概要

メタン発酵消化液は植物に必要な栄養素を多く含むが，養液栽培の培養液として用いると，液中の高濃度のアンモニアや高いpHが植物の成長抑制の要因となりうる。異なる植物体をつなぎ合わせる接ぎ木は，台木の根部が有する病害耐性や栄養吸収能力を利用して穂木の生産性を向上させる技術であることから，消化液を利用した養液栽培時における養分の吸収が接ぎ木により改善できる可能性がある。さらに，メタン発酵消化液中のアンモニアを硝酸に転換して，アンモニア濃度およびpHを低下させることも植物における養分吸収の改善に有効であると考えられる。そこで，①穂木用キュウリと台木用カボチャ5品種による消化液を用いた養液栽培実験および②亜硝酸細菌および硝酸細菌によるメタン発酵消化液の連続生物酸化実験を行った。栽培実験では，消化液区の乾物重は化学肥料を使用した区に比べていずれの品種でも減少したが，その減少率は消化液区における発根数が多く根乾物重が大きいときに小さい傾向が見られた。生物酸化実験では，アンモニアの硝酸転換に伴い消化液中のアンモニア濃度が減少しpHが低下した。この改質消化液を用いたキュウリならびにトマト養液栽培では，植物の生育が劇的に改善した。これより，接ぎ木および消化液改質の双方において，消化液を用いた養液栽培での植物の養分吸収能力の改善が可能であることがわかったが，その効果は消化液改質処理のほうが大きいことがわかった。

研究成果

• [雑誌論文] Ground based study on culturing garlic as a source of vegetable food and medicine in space; Growth and ajoene accumulation in garlic plants cultured with different CO2 regimes (2015)
  • 著者名/発表者名: Naznin, M. T., Kitaya, Y., Shibuya, T., Endo, R., Hirai, H., Lefsrud M.
  • 雑誌名: Biological Sciences in Space 巻: 29 ページ: 1－7
  • 査読あり
• [雑誌論文] The photosynthetic parameters of cucumber as affected by irradiances with different red:far-red ratios (2015)
  • 著者名/発表者名: Shibuya T., Endo, R., Yuba, T., Kitaya, Y.
  • 雑誌名: Biol. Plantarum 巻: 59 ページ: 198－200
  • DOI: 10.1007/s10535-014-0473-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Microalgae culture with digestate from methane fermentation; Effects of digestate concentrations and pH on the growth of Euglena gracilis (2015)
  • 著者名/発表者名: Khanh, N., Kitaya, Y., Xiao, L., Endo, R., Shibuya, T.
  • 雑誌名: Eco-Engineering 巻: 27 ページ: 7－11
  • DOI: http://doi.org/10.11450/seitaikogaku.27.7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of soil water content on the growth of sweet potato grown in sandy soil. (2014)
  • 著者名/発表者名: Siqinbatu, Kitaya, Y., Hirai, H., Endo, R., Shibuya, T.
  • 雑誌名: Eco-Engineering 巻: 26 ページ: 75－80
  • DOI: http://doi.org/10.11450/seitaikogaku.26.75
  • 査読あり
• [学会発表] トマト養液栽培で発生する植物残渣のメタン発酵による再資源化の検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 遠藤良輔，福嶋志隆，武村憲二，渋谷俊夫，北宅善昭
  • 学会等名: 2015生態工学会年次大会
  • 発表場所: 明治大学（神奈川県川崎市）
  • 年月日: 2015-06-27 – 2015-06-28
• [学会発表] Supplemental Macronutrients Improve the Effectiveness of Oxidized Anaerobic Digestate for Using as Nutrient Solution in Hydroponics (2014)
  • 著者名/発表者名: Ryosuke Endo, Kenji Takemura, Toshio Shibuya, Yoshiaki Kitaya
  • 学会等名: International Horticultural Conference 2014
  • 発表場所: Brisbane, Australia
  • 年月日: 2014-08-17 – 2014-08-22
• [学会発表] Illumination With High Red-To-Far-Red Ratio Improves Powdery Mildew Resistance in Cucumber Seedlings (2014)
  • 著者名/発表者名: Kaori Itagaki, Toshio Shibuya, Motoaki Tojo, Ryosuke Endo, Yoshiaki Kitaya
  • 学会等名: International Horticultural Conference 2014
  • 発表場所: Brisbane, Australia
  • 年月日: 2014-08-17 – 2014-08-22
• [学会発表] Illumination With a High Red:Far-Red Ratio Improves Photosynthetic Performance as a Result of Stomatal and Non- Stomatal Factors (2014)
  • 著者名/発表者名: Toshio Shibuya, Ryosuke Endo, Toshiki Yuba, Yoshiaki Kitaya
  • 学会等名: International Horticultural Conference 2014
  • 発表場所: Brisbane, Australia
  • 年月日: 2014-08-17 – 2014-08-22
• [学会発表] メタン発酵消化液の生物酸化過程における肥料成分の動態 (2014)
  • 著者名/発表者名: 遠藤良輔，久下晃平，武村憲二，渋谷俊夫，北宅善昭
  • 学会等名: 2014生態工学会年次大会
  • 発表場所: プラサ ヴェルデ（静岡県沼津市）
  • 年月日: 2014-06-27 – 2014-06-28
• [備考] 生物環境調節学研究グループ
  • URL: http://envbio.envi.osakafu-u.ac.jp