黒ボク土と土壌菌類を利用した家畜ふん尿処理のためのバイオリアクター開発

利用黑土和土壤真菌处理畜禽粪便生物反应器的研制

• 批准号: 16658091
• 负责人: 登尾 浩助
• 金额: $ 2.43万
• 依托单位: Meiji University (2005-2006)Iwate University (2004)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16658091/
• 关键词: 家畜ふん尿; アーバスキュラー菌根菌; 黒ボク土; リン酸; 酸性ホスファターゼ; 可給態リン; 共生; 特異吸着; 窒素の無機化; 硝化; 脱窒; 尿素; Coprinus; アンモニア菌; 尿素分解

本研究では、家畜ふん尿に含まれる過剰なリンの一時的な不動化とその再利用の方法として、黒ボク土によるリンの特異吸着と、共生微生物であるアーバスキュラー菌根菌(以下AM菌)によるリン吸収機能を利用する。本年度は、AM菌-宿主植物共生系による黒ボク土中のリンの吸収メカニズムの解明を試みた。栽培試験では、培土として、北上山地荒廃地周辺部のシバ群落の土壌を使用し、宿主植物としてシバを使用した。同土壌には、土着性のAM菌プロパギュールが存在するが、栽培終了時には土着性AM菌が宿主根系に感染していた。培土中の可給態リンは痕跡であるにも関わらず、供試植物はリンを吸収しており、この量は培土中の全リンの約9%に相当した。このことは、植物がAM菌の感染により可給態以外のリン画分を吸収したことを示している。土壌へのリンの施用が異なる様々な地点(草地、森林、裸地、耕作地)より、黒ボク土とそこに定着する植物の根を採取し、土壌中の全リン、可給態リン、酸性ホスファターゼ(以下APase)活性および植物のAM菌感染率を調べた。その結果、AM菌感染率とAPase活性との間に有意な相関が認められた(P<0.01)。また、黒ボク土の可給態リン含量とAM菌感染率との関係では、可給態リンが2.5mgP/100g乾土以下ではAM菌感染率は2.8〜46%と地点により大きく異なったが、2.5mgP/100g乾土を越えると、20%前後に収束する傾向にあった。同様の傾向は、可給態リン含量とAPase活性との間でも認められ、可給態リンが2.5mgP/100g乾土を越えると、APase活性が減少する傾向が見られた。さらに、滅菌黒ボク土を培土として、シバにAM菌(G.margarita)を感染させたポット栽培実験では、非感染区に比べてAM菌感染区でAPase活性が増加した。以上の結果より、可給態リンが非常に少ない黒ボク土では、AM菌が感染した植物はAPaseを産生することで非可給性のリン(有機態リン)を分解してリン酸を生成し、これを吸収している可能性が示唆された。

在这项研究中，作为一种暂时固定的方法，在牲畜肥料和再利用中含有过量的磷，我们使用黑土对磷的特定吸附以及共生微生物的磷吸收功能，arbuscular cormcular rbuscular mycorrhizal rhizal fungi（以下简称为Am Amapteria）。今年，我们试图通过AM细菌宿主植物共生系统在黑土中磷吸收的机理。在耕种测试中，吉塔卡米山（Kitakami Mountains）荒地周围的北田（Shiba）社区的土壤被用作培养土壤，将硫巴用作寄主植物。土著AM细菌繁殖存在于土壤中，但是在培养结束时，土著AM细菌感染了宿主根系。尽管培养的土壤中可用的磷是痕迹，但测试植物吸收了磷，该量对应于培养的土壤中约9％的总磷。这表明该植物吸收了除AM细菌感染引起的可用磷馏分以外的其他磷。从各个点收集了磷的磷土壤和植物根的根部，这些点是从磷被应用于土壤（草原，森林，裸露的地面，耕地）和总磷的各个点，可用的磷，酸性磷酸酶，酸磷酸酶（以下称为APase）在土壤和Am Am Bacteria Intection Intection速率中的活性。结果，AM细菌感染率与APASE活性之间观察到显着的相关性（P <0.01）。此外，与黑土壤和AM细菌感染率的磷含量的可用性有关，当磷的可用性为2.5 mgp/100g干燥土壤或以下时，AM细菌感染率从点差异很大，到2.8至46％，但是当AM细菌感染率超过2.5 mgp/100g干燥的土壤时，它会汇集到20％。在可用的磷含量和APASE活性之间观察到了类似的趋势，当可用磷超过2.5 mgp/100 g的干燥土壤时，APASE活性趋于降低。此外，在盆栽实验中，将无菌黑煮的土壤用作耕地土壤和shiba被AM细菌感染（G.玛格丽塔酒），与未感染区域相比，AM细菌感染区域的APASE活性增加了。以上结果表明，在可用磷非常低的黑土中，感染AM细菌的植物可能会产生APASE，分解非支撑磷（有机磷）以产生磷酸盐并吸收它。