| 研究課題/領域番号 |
25450495
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 研究機関 | 弘前大学 |
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研究代表者 |
姜 東鎮 弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (20409080)
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| 研究分担者 |
石井 康之 宮崎大学, 農学部, 教授 (50211032)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 除染効率向上手法 / 除染率 / 腐植量 / 高密植 / 茎葉部乾物収量 |
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| 研究概要 |
平成25年度は福島県浪江町からの要請のもと，警戒区域内の高レベル汚染農地（137Cs：23,000～28,000Bq/kg土壌)で，ネピアグラス4品種の中から最も乾物収量が多くかつCs吸収率が高かった1品種を用いて，植物体に最大に放射性Csを吸収させる除染効率向上手法を確立するための検証試験を次の5つの点に注目して行った．1）土壌性質の違い（特に土壌中の腐植量に注目）．2）栽植密度の違い． 3）刈り取り回数の違い．4）植物と共生する共生菌根菌の効果．5）除染効果が高いとされているソルガムと比較．
その結果，1）ネピアグラスの乾物収量は土壌種類の違いよりも土壌中の腐植量の多少による影響が大きく，腐植量が多い土壌ほど乾物収量が高く，Cs吸収率（Bq/kg乾物）も高かった．2）密植により，1株当たりの茎葉部乾物収量は減少するが，単位面積当たりの乾物収量は大きく増加した．特に高密植区（11株/m2）では慣行区（1株/m2）に比べて水田跡地の方で平均8.4倍，牧草地跡地で平均4.6倍乾物収量が増加した．一方で異なる栽植密度間でのCs吸収率に大きな差はなかった．3）2回刈取り区の乾物収量は1回刈取り区に比べて低かったが，逆に吸収率は2回刈取り区の方が極めて高かった．これは1回刈取り区が2回刈取り区に比べて乾物収量が高かったため，吸収されたセシウムが希釈された結果，吸収率が低くなったと考えられる．4）3種類の共生菌根菌を接種した結果，ネピアグラスの根における菌の感染率は無接種区に比べて有意に高かったが，いずれの試験区においてもネピアグラス乾物収量やCs吸収率に及ぼす効果は小さかった．5）ネピアグラスの除染率（最大0.72%）は除染に効果があるとされるソルガムより6～23倍，アマランサスより4倍程度と極めて高い水準にあり，これまでの除染に用いた植物種の中で最も高い除染率を示した.
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初の計画はネピアグラスの品種間差異や土壌性質の差異が放射性セシウムの吸収量に及ぼす影響を調べ，放射性セシウムの吸収率向上法を確立するため，カリウム施肥量の調節やアーバスキュラー菌根菌を接種し，除染効果を上げるものであった．異なる形態を持つネピアグラス4品種から最も乾物収量が多くかつCs吸収率（単位乾物重あたりのCs吸収量）が高かった1品種を選定した．また，137Cs除染率は土壌性質の差異よりも土壌中の腐植量に大きく影響されることがわかった．当初の計画ではなかったが，さらに除染率を向上させる手法として栽植密度を変え，除染率（＝茎葉部乾物収量X単位乾物重あたりの137Cs吸収量）向上ができるかどうか調べた．密植することにより茎葉部乾物収量が著しく増加する一方，栽植密度間でのCs吸収率に大きな差がなかったため，単位面積当たりのCs吸収量が増加し，密植により除染率が向上することを明らかにした．一方で，安定的な苗供給のための冬期保存技術を確立する課題については，低温条件下で長期間保存した越冬芽にカビが大量発生し，越冬芽の出芽はできなかった．
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| 今後の研究の推進方策 |
1．放射性カリウムと放射性セシウムの競争的吸収パターンの解明：ネピアグラスは137Csとともに，天然供給の放射性カリウム（40K）の吸収率も極めて高く，単位面積当たりの40K吸収率は2回刈取り区では10.3～17.5%，1回刈取り区では9.7～25.9%であり，いずれの試験区でも40K吸収率が高くなると，137Cs除染率が反比例して低くなった．このことは水耕栽培実験と同様，ネピアグラスはカリウム要求度が高く，カリウムが少ない場合，カリウムのかわりにセシウムを多く吸収することが汚染土壌レベルでも明らかになった．このことから，実証試験2年目の平成26年度には，土壌中の40Kが1年目より減少したことで，同じ実証試験区において137Csの吸収量がどの程度高まるかを明らかにする．
2．菌根菌による除染効果向上手法の改善：平成25年度の実証試験結果ではネピアグラスの根における共生菌根菌の感染率は高かったが，ネピアグラスの茎葉部乾物収量や137Cs吸収率に及ぼす効果が小さかった．その原因をポット条件で解明し，菌根菌接種による除染率向上のための手法を改善する．
3．剥ぎ取った高レベル汚染表土の除染可能性の検討：高レベル汚染表土を用い，ポット条件でネピアグラスによるCsの吸収・移行率を明らかにする．
4．越冬芽の冬期保存技術の確立：平成25年度は11月上旬～下旬にかけて越冬芽を野外で乾燥したところ，急な降雪により，越冬芽の乾燥に時間がかかったため，越冬芽に何らかのダメージが生じ，保存した越冬芽のすべてが出芽しなかった．また，低温保存したにも関わらず，カビによる腐敗が生じた．次年度からは10月下旬に越冬芽を採集し，ビニールハウス内で様々な越冬芽内の水分含量になるように乾燥を行い，乾燥時の気温や越冬芽の含水量がカビ発生率とどのように関係しているかを調べ，高い発芽率を示す長期保存手法を確立する．
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