各種条件下における湛水土壌中のメタン生成菌の計数と分布

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水田土壌等の湛水土壌中の生物的メタン生成を制御するためには、メタン生成菌を初めとする嫌気性細菌の生理・生態を知ることが重要である。我々は、湛水土壌中のメタン生成に関わる嫌気性細菌の生態を明らかにし、さらに各種湿生植物による湛水土壌中からのメタンの放出について検討することを目的とした。有機物として稲藁または稲藁堆肥を混合した土壌を湛水して実験室で嫌気的にインキュベ-トすると、稲藁を添加した土壌では湛水初期にH_2や脂肪酸が生成され、これはメタンの生成にともなって間もなく消失したが、堆肥を添加した土壌ではこのような変化は認められなかった。メタンの生成量は、稲藁を添加した土壌が無添加の土壌よりかなり多く、堆肥を添加した土壌からのメタン生成量は、無添加土壌よりやや多い程度であった。メタン生成している湛水土壌中のメタン生成菌数をH_2と酢酸を基質としてそれぞれ計数したところ、H_2を基質とした場合で1.5×10^5cells/ml,酢酸を基質とした場合で5.0×10^6cells/mlが計数された。稲藁を含む湛水土壌でヨシを栽培中の土壌のメタン生成菌の計数でも、酢酸を基質とした方が約50倍高い値が得られた。これらの計数に用い、メタン生成が確認された液体培地を出発材料として新鮮な培地に継代し、酢酸およびH_2をそれぞれ基質とするメタン生成菌の集積培養を行った。イネ、ヨシ、マコモ、タイヌビエ、イヌビエ、タウコギ、ヘラオモダカを種々の栽植密度で全期間湛水下に土耕栽培し、生育途中で根際から地上部を切除した。6月から10月頃までの期間、定期的に湛水土壌中に封じ込められているガスを棒でつついて水上置換法で捕集し、ガス濃度を測定した。すべての植物種でポット当りの植物体重の増加に伴って土壌ガス中のCH_4濃度が顕著に低下した。生育途中の地上部切除後には、土壌ガス組成は一変し、CH_4濃度が顕著に上昇し、逆にN_2濃度が顕著に低下し、無栽培ポットの組成に近づいた。