農業土木学会大会講演会 2004年9月8日

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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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。