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日本土着の微生物「根粒菌」にスゴイ効果 大豆畑から出る温室効果ガスを3割減

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日本土着の微生物「根粒菌」にスゴイ効果 大豆畑から出る温室効果ガスを3割減

農業・食品産業技術総合研究機構と東北大学は20日、日本土着の微生物である根粒菌を用いて、大豆畑で発生する農耕地由来の温室効果ガスを削減できることを証明したと発表した。

具体的には、温暖化とオゾン層破壊の原因物質である一酸化二窒素(N2O)を、無害な大気成分である窒素ガス(N2)に還元する能力(N2O還元酵素)を持った土着ダイズ根粒菌の利用により、収穫期のダイズ畑からのN2O発生を30%削減できることを野外実験で証明した。

今回、人為的に開発した菌に代わり、日本の農耕地の土壌に生息している土着ダイズ根粒菌からN2O還元酵素を持つ株を全国から採集し、これらの混合株をダイズに接種することによりN2O発生量を削減する技術を開発した。

もともと農耕地土壌に生息している土着の根粒菌を利用するために、接種効率(接種菌により形成された根粒の割合)が上がるほか、多様な土壌や気象を持つ日本の農業現場でも導入しやすく周辺環境への影響が小さいことが期待される。

農耕地からN2Oの約6割が発生

世界のN2Oの最大の人為的発生源は農業で、約60%を占めている。そこで、農耕地から発生するN2Oを削減するための様々な技術開発が進められている。

農耕地からのN2O発生源のひとつに大豆畑がある。大豆は世界的に生産量が増加しており、農耕地全体の6%を占めている。

大豆は他の多くの作物とは異なり、根にダイズ根粒菌という細菌を共生させ、根粒菌が空気中のN2から生産する窒素化合物を利用して成育している。根粒菌は「根粒」という組織を形成し、大豆収穫期には老化した根粒が壊れ、中に含まれる有機物(窒素化合物)が分解されることによりN2Oが発生する。この時期に発生するN2Oは、大豆栽培期間全体の7~8割を占める場合もある。

そこで農研機構と東北大は、根粒が老化してもN2Oを発生させない根粒菌を利用した大豆畑でのN2O削減技術の開発に取り組んでいる。これまでに、人為的に開発した「N2O還元する能力を強化したダイズ根粒菌」を用いて大豆畑からの収穫期のN2O発生量を半減する技術を開発している。

しかし、この技術により開発したN2O還元酵素強化株を農業現場で使うには、環境に与える影響について詳細な確認が必要であり、また特殊な手法をもちいることから開発コストが高いという問題があった。そこで今回は、農耕地土壌にもともと生息している土着ダイズ根粒菌を利用した、N2O削減技術の開発を行った。

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