環境フレンドリーな微生物由来窒素肥料を開発 －海洋性紅色光合成細菌の窒素肥料効果と環境負荷の解明－

化学理工学専攻の沼田圭司 教授（地球環境学堂 教授／理化学研究所（理研）環境資源科学研究センターバイオ高分子研究チーム チームディレクター）、成長戦略本部の中﨑鉄也 特任教授、農学研究科附属農場の中野龍平 教授らの共同研究グループは、海洋性の紅色光合成細菌由来の微生物バイオマスが、既存の農業生産システムの中で環境フレンドリーな有機質窒素肥料として有効に機能することを実証しました。
本研究成果は、農業生産現場で生じる温室効果ガスの削減や窒素肥料の国産化に貢献すると期待されます。
世界の農業は、ますます増大する食料需要を満たすという大きな圧力に直面しています。食料供給は窒素肥料に依存していますが、従来の無機肥料は自然環境への流出、温室効果ガスの排出、土壌劣化などを大きく引き起こしています。有機肥料は環境面での利点があり、ゆっくりと安定的に窒素を放出しますが、従来の動物性および植物性肥料は窒素含有量が低い（C/N比が高い）ため無機化が遅く、特定の条件下では温室効果ガス（二酸化炭素、メタン、亜酸化窒素）を多量に生成します。このため十分な施肥効果を有し、環境負荷の小さな代替肥料が早急に必要とされています。
本研究では、海洋性紅色光合成細菌の一つ、Rhodovulum sulfidophilum（R. sulfidophilum）に由来する微生物バイオマスに酵素反応速度論的解析を行い、ゆっくりと安定的に窒素を放出することを実証しました。この緩やかな無機化により、無機肥料と比較して亜酸化窒素の排出量が大幅に削減されます。ブロッコリーほ場での利用実験では、共同研究グループが作製した微生物バイオマス肥料が、作物の収量を維持または向上させることが示され、これを窒素肥料として施用することが温室効果ガス低排出型の野菜生産のための有望な戦略であると示しました。これは土壌に利用された海洋性紅色光合成細菌バイオマスが無機化される過程、亜酸化窒素の発生に与える複合的な影響を解明した最初の研究です。
本研究は、科学雑誌『npj Sustainable Agriculture』オンライン版（8月6日付：日本時間8月6日）に掲載されました。

研究詳細

環境フレンドリーな微生物由来窒素肥料を開発 －海洋性紅色光合成細菌の窒素肥料効果と環境負荷の解明－ 

研究者情報

• 沼田　圭司　　京都大学教育研究活動データベース

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