Remediation of the agricultural environments using the plant species with roots containing high H2O2 in the presence of woody plant organics-Fe complex via rhizosphere Fenton reaction

在木本植物有机物-铁复合物存在下，通过根际芬顿反应，使用根部含有高 H2O2 的植物物种修复农业环境

基本信息

批准号：
21K05869
负责人：
我妻忠雄
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Yamagata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

（１）アポプラストH2O2に特異的蛍光を発するBES-H2O2で染色する世界初の試みを行った。その結果、BES-H2O2は高感度でキュウリ＜＜＜マリーゴルド＜ベニバナであり、広範囲濃度に対応できることも明らかとなった。なお、キク科植物根アポプラストに吸着させた汚染有機物の代替物であるMethylene blueがFenton反応で消去され、アポプラストH2O2のFenton反応への有効性が証明された。（２）pH 8.3でH2O2濃度が約30%低下し、O2とH2Oとに分解されると考えられた。高濃度NaClには何らの影響も認められなかった。以上から、キク科植物は、根からH2O2を放出し、高塩・乾燥環境下でのO2不足に対抗するという新規な耐性機構が予想された。（３）Vial土壌にイナワラと新規に合成したFe資材を添加し、嫌気条件でIncubationを行った。鉄資材は、結晶性に乏しいFe3+-oxideで比表面積・反応性の大きい2-line ferrihydriteとXRD同定された。土壌溶液中の溶存Fe濃度は痕跡で鉄還元菌の窒素固定反応が関与せず、R区（Soil+イナワラ）でNO3-微減少・CO2無発生・NH4+著増のStage 1または2のHydrolysisまたはAcidogenesis段階にあったと判断された。一方、R+F区（Soil＋イナワラ＋Fe）ではNO3-著減・CO2発生著増・NH4+微増であり、Pseudo-Fenton反応によるものと考えられた。・OHはNO3-と反応しNO3ラジカルとなり、各種有機物にNitro基などとして取り込まれることが気体化学分野で多数報告されている。以上から、有機物と鉄資材の投入は、脱窒の阻止・温室効果ガスN2OやCH4の発生阻止・土壌有機態窒素の富化をもたらす可能性が推察された。これは新規な情報であり、今後の進展が期待される。

（1）我们进行了世界首次尝试染色BES-H2O2的尝试，该尝试散发了poplast H2O2的特定荧光。结果，还揭示了BES-H2O2高度敏感，可用于黄瓜<<< Marigold <safflower>，并且可以容纳广泛的浓度。此外，通过芬顿反应去除了吸附在星形科根系质体上的被污染有机物的甲基蓝，并证明了芬顿反应中poplast h2O2的有效性。（2）H2O2浓度在pH 8.3时降低了约30％，被认为分解为O2和H2O。未观察到对高浓度NaCl的影响。从以上，可以预测，星际科植物在高咸和干旱的环境中从根部释放出H2O2，而反O2缺乏。（3）将新合成的FE材料添加到小瓶土壤中，并在厌氧条件下进行孵育。铁材料被鉴定为2线铁硫酸盐，其结晶度较差，并且具有较高的特异性表面积和反应性，为XRD。追踪土壤溶液中的Fe浓度，并且不涉及还涉及铁细菌的氮固定反应，并且确定在第1或2期中，氢或酸异生的阶段在NO3-中略有降低，无CO2-发射，并且在R组中，NH4 +增加了NH4 +（土壤 + Inawara）。同时，在R + F区（土壤 + Inawara + Fe）中，NO3-替代的数量增加，二氧化碳暴发增加，NH4 +略有增加，这被认为是由于伪五型反应。 - 已经在气体化学领域报道了OH与No3-自由基反应，并将其纳入各种有机物中，如硝基基团等。从上述情况下，可以推测有机物和铁材料的引入可以防止硝化，可以防止生成温室气体N2O和CH4，并富含土壤的有机氮。这是新信息，我们期待未来的进步。

项目成果

期刊论文数量（3）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Asteraceae degrade atrazine in the presence of iron under circumneutral conditions via a rhizosphere Fenton reaction

DOI：
10.1007/s11104-021-05102-9
发表时间：
2021-10
期刊：
Plant and Soil
影响因子：
4.9
作者：
T. Wagatsuma;T. Otani;N. Seike;Sayuri Namiki;Tomohiro Ezura;Rina Fitriana;M. S. H. Khan;K. Tawaraya
通讯作者：
T. Wagatsuma;T. Otani;N. Seike;Sayuri Namiki;Tomohiro Ezura;Rina Fitriana;M. S. H. Khan;K. Tawaraya

鉄との協同による植物の新規な根圏改変機能ー根圏フェントン反応による有機環境の改変・ストレスの回避①

与铁配合的新型植物根际改造功能——根际Fenton反应改善有机环境、避免胁迫①