Characteristics of denitrification in paddy and drainage channel and its control

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 15H04567
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Rural environmental engineering/Planning
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: HIRAMATSU Ken 岐阜大学, 応用生物科学部, 教授 (90271014)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大西 健夫 岐阜大学, 応用生物科学部, 准教授 (70391638) ; 吉山 浩平 滋賀県立大学, 環境科学部, 准教授 (90402750)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 脱窒 / 水田 / 酸化還元電位 / 肥料抑制 / 農業排水路

Outline of Final Research Achievements

The characteristics of denitrification in paddy and agricultural drainage channel ware investigated. Nitrogen is released from the channel as much as tidal lands known as active denitrification and the contribution to natural purification of water is recognized. In the paddy we tried to control the activation of denitrification by controlling redox using microbial fuel cell application. The emission of dinitrogen monoxide from the pot with the circuit under acetylene inhibition method decreases by 65% compared with non-circuit one. On the other hand, remarkable effect was not found when introducing external voltage to enhance the control ability, because the effect on redox spread only near the electrode.

Free Research Field

農業農村工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

都市近郊にある農業排水路においては過剰な肥料や生活排水の流入により，水質が悪化している．そのため，窒素の動態と浄化の仕組みを確認することで，水環境の改善への手がかりを探った．また，水田においては窒素肥料の相当量が脱窒という微生物の働きにより損失しておりため，その効率化と温暖化ガスである一酸化二窒素の発生削減が課題となっている．脱窒菌は活発に働く酸化還元電位が決まっていることから，電気回路を設置することでその活性を制御することを試みた．現時点では小規模な実験において脱窒を制御できた段階ではあるが，これを進展させることで窒素肥料の効率化と農地からの温暖化ガスの放出削減が可能になると期待している．