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土壌微生物による
バイオクロッギングの
温度依存性について
東京大学 大学院農学生命科学研究科
○ 関勝寿・神谷準一・宮崎毅・井本博美
平成 16 年度 農業土木学会大会講演会
北海学園大学豊平キャンパス
2004 年 9 月 8 日
研究の背景
1. バイオクロッギングとは微生物活動による土
壌の目詰まりである。
2. 微生物の活性は温度条件に影響される。
土壌呼吸速度は 20℃ から 40℃ の間でアレニウス式にしたがっ
て指数関数的に増加し、それ以上高温では減少する (...
研究の目的
温度条件がバイオクロッギングを原
因とする透水係数低下に与える影響
を明らかにすること
温度条件を設定した恒温槽内でカラムの試料へ
栄養水を24時間連続浸透させる
測定項目
・透水係数
・有機物量
・微生物数
糸状菌
細菌・放線菌
強熱減量法
希釈平板法
カラム浸透実験
実験条件
温度 15,20,25,30℃
浸透期間 4、7、10日間連続浸透
供試土壌 豊浦砂 (ρd = 1.52 Mg m-3
)
浸透溶液 100ppm グルコース水溶液
フラックス 2.55 ×10-5
m s-1
(要旨訂正)
装置図...
透水係数の変化
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-4
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Time (days)
Log[Ks(ms
-1
)]
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20℃
25℃
30℃
温度と透水係数変化
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近似直線の傾き(m/s/day)
7 日間連続浸透における温度と有機物量
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Temperature ( )℃
(Lossonignition)(mgg強熱減量-1
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7 日間連続浸透における微生物数
アレニウス的 25℃ 前後でピーク
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Temperature (℃)
Numbers×10
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Davidson et al. (2003): Study of temperature-growth interactions of entomopathogenic fungi
with potential for control of V...
バイオクロッギングと糸状菌に関す
る既往の研究
1. Seki et al. (1996)
栄養水を流したときのクロッギング部位 ( 表面
1cm) において、細菌数は増加しなかったが糸状菌
数が増加した。
2. Seki et al. (19...
結論
1. バイオクロッギングを原因とする土壌の
透水性低下は温度依存性があることが明
らかとなった。
2. 温度条件15、20、25、30℃にお
ける透水係数の低下速度、有機物量、糸
状菌数は25℃で最大となった。
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土壌微生物によるバイオクロッギングの温度依存性について

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農業土木学会大会講演会
2004年9月8日

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土壌微生物によるバイオクロッギングの温度依存性について

  1. 1. 土壌微生物による バイオクロッギングの 温度依存性について 東京大学 大学院農学生命科学研究科 ○ 関勝寿・神谷準一・宮崎毅・井本博美 平成 16 年度 農業土木学会大会講演会 北海学園大学豊平キャンパス 2004 年 9 月 8 日
  2. 2. 研究の背景 1. バイオクロッギングとは微生物活動による土 壌の目詰まりである。 2. 微生物の活性は温度条件に影響される。 土壌呼吸速度は 20℃ から 40℃ の間でアレニウス式にしたがっ て指数関数的に増加し、それ以上高温では減少する (Wiant, 1967) 。 3. 温度がバイオクロッギングに及ぼす影響は? Guputa and Swartzendruber (1962) による 23℃ と 1.5℃ における 浸透実験
  3. 3. 研究の目的 温度条件がバイオクロッギングを原 因とする透水係数低下に与える影響 を明らかにすること
  4. 4. 温度条件を設定した恒温槽内でカラムの試料へ 栄養水を24時間連続浸透させる 測定項目 ・透水係数 ・有機物量 ・微生物数 糸状菌 細菌・放線菌 強熱減量法 希釈平板法 カラム浸透実験
  5. 5. 実験条件 温度 15,20,25,30℃ 浸透期間 4、7、10日間連続浸透 供試土壌 豊浦砂 (ρd = 1.52 Mg m-3 ) 浸透溶液 100ppm グルコース水溶液 フラックス 2.55 ×10-5 m s-1 (要旨訂正) 装置図 供試土壌 マリオット 管 カラム 1㎝ 湛水
  6. 6. 透水係数の変化 -6 -5 -4 -3 0 2 4 6 8 10 Time (days) Log[Ks(ms -1 )] 15℃ 20℃ 25℃ 30℃
  7. 7. 温度と透水係数変化 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 15 20 25 30 Temperature(℃) 近似直線の傾き(m/s/day)
  8. 8. 7 日間連続浸透における温度と有機物量 0 1 2 3 4 1 5 20 25 30 Temperature ( )℃ (Lossonignition)(mgg強熱減量-1 ) 上層 中層 下層
  9. 9. 7 日間連続浸透における微生物数 アレニウス的 25℃ 前後でピーク 0 5 10 15 20 25 30 35 15 20 25 30 Temperature (℃) Numbers×10 5 /gdrysand 上層 中層 下層 0 10 20 30 40 15 20 25 30 Temperature (℃)Numbers×10 5 /gdrysand 上層 中層 下層 細菌 糸状菌
  10. 10. Davidson et al. (2003): Study of temperature-growth interactions of entomopathogenic fungi with potential for control of Varroa destructor (Acari: Mesostigmata) using a nonlinear model of poikilotherm development. Journal of Applied Microbiology 94(5): 816-825.
  11. 11. バイオクロッギングと糸状菌に関す る既往の研究 1. Seki et al. (1996) 栄養水を流したときのクロッギング部位 ( 表面 1cm) において、細菌数は増加しなかったが糸状菌 数が増加した。 2. Seki et al. (1998) 細菌殺菌剤を流して糸状菌のみを増殖させたとき に、細菌、糸状菌を増殖させた場合と同様の透水 係数低下が観察された。 3. ほとんどの研究は細菌によるバイオクロッギング を対象としている。
  12. 12. 結論 1. バイオクロッギングを原因とする土壌の 透水性低下は温度依存性があることが明 らかとなった。 2. 温度条件15、20、25、30℃にお ける透水係数の低下速度、有機物量、糸 状菌数は25℃で最大となった。

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