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高機能バイオ肥料を利用した水稲の増収減肥栽培技術の実用化

研究協力関係

メンバー: 横山正

分野: 農芸化学、境界農学

所属: 農学研究院

キーワード: バイオ肥料、根粒菌、共生、植物-微生物相互作用、放射性Cs、イネ、ダイズ、除染

研究概要

1.研究目的
植物生育促進微生物を有効成分とするバイオ肥料の利用で増収減肥栽培技術を実用化し、資材費削減と収量性向上により低コスト化を実現し、さらに、環境負荷を低減した栽培方法により高付加価値化を図り、ブランド戦略に資する。

2.研究内容及び実施体制
① バイオ肥料の接種菌特性・利用基盤技術の解明
Bacillus pumilus TUAT1 株の芽胞と殺芽胞を用いた接種安定化技術創出、作物への作用機構の解明、および野外追跡技術・品質評価キットの開発(東京農工大学大学院農学研究院)
② バイオ肥料による水稲収量増加機構の解明と効率的施肥方法の開発
バイオ肥料を施用した水稲の収量増加のメカニズムを養分吸収改善の観点から解析し、バイオ肥料栽培に適した減肥栽培方法を提案する。((独)農研機構中央農業総合研究センター)
③ 高機能バイオ肥料の開発および製品化
キャリアにシリカゲルと珪藻土を利用し、ケイ酸質資材としての効果も附加した高機能バイオ肥料を開発し、生産・販売体制を整備して製品化する。(朝日工業株式会社)
④ バイオ肥料原体微生物の効率的調製法の開発および製品の性能評価
TUAT1 株芽胞の効率的調製法の開発、その高濃度液の朝日工業への供給、および試作されたバイオ肥料の施用効果や芽胞生存性などの性能評価を行う。(京都府農林水産技術センター生物資源研究センター)
⑤ バイオ肥料導入による水稲栽培体系の確立
バイオ肥料の現地導入に必要な施肥・栽培体系を確立する。また福島県では、その導入に伴うカリウムと放射性Cs の水稲への取り込みに関しても調べる。(京都府農林水産技術センター農林センター、福島県農業総合センター)

3. 達成目標
育苗時施用により10~30%の収量増加と20~30%の化学肥料削減を可能とするBacillus 属細菌芽胞を有効成分とする高機能バイオ肥料、および同肥料利用による環境負荷軽減型水稲栽培技術を開発する。

4.期待される効果
本技術で米収量が20%増加すると、3,103億円の生産額増加となり、生産量を維持して31万haの農地が他品目へ転用可、また20%減肥栽培で286億円の肥料代節約となる。さらに、福島県での新技術展開は産地再生地域の直接支援となる。

主要論文・参考事項

1) Habibi S., Djedidi S., Prongjunthuek K., Mortuza M.F., Ohkama-Ohtsu N., Sekimoto H., Yokoyoma T.(責任著者). Physiological and genetic characterization of rice nitrogen fixer PGPR isolated from rhizosphere soils of different crops. Plant Soil, 379, 514-566, 2014
DOI: 10.1007/s11104-014-2035-7

2) Yokoyama T. Summary of FNCA Biofertilizer Project in FY 2013. FNCA 2014 WORKSHOP ON BIOFERTILIZER PROJECT, November 24-27 Malaysian Nuclear Agency, Bangi, Kajang, Malaysia, 2014

3) バイオ肥料、特願2013-258791(出願日:平成25年12月16日、小野愛、見城貴志、浅野智孝、吉川正巳、横山正)

4) 新規バチルス属窒素固定細菌、植物生育促進剤、及び植物の栽培方法、特願2012-249348(出願日:平成24年11月13日、横山 正)

5)Yokoyama T., Ando S., Narumi I., Ohyama T. How do we disseminate biofertilizer into Asian farmer's land? The 2nd Asian Conference on Plant-Microbe Symbiosis and Nitrogen fixation. Oxctober 28, Phuket, Thailand, 2012

5) Yokoyama T., Overview of FNCA Biofertilizer Project in 2009, FNCA Biofertilizer Newsletter, Nuclear safety Research Association, Issue No.8, 1, 2010

6) 大山卓爾, 横山 正, 安藤象太郎, 土壌改良資材を用いて食料と環境を考える, アジアの微生物資材, 農業および園芸, 84, 203-212, 2009

研究要素集検索

Development of Multi-functional Biofertilizer for Paddy Rice cultivation

Outline of the biofertilzer project

Research members: Dr. Tadashi Yokoyama

Research fields: Agricultural chemistry, Boundary agriculture

Departments: Institute of Agriculture

Keywords: Biofertikizer, Rhizobium, Symbiosis, Plant-Microbe Interaction, Radioactive Cs, Rice, Soybean, Nuclear decontamination

Summary

Background
In order to supply food to increasing population in Asia, agricultural production should be increased and a large amount of fertilizer is required.
     Most of fertilizers are chemical fertilizers, however oil and natural gas are needed to produce chemical fertilizers.
Furthermore, improper use of chemical fertilizers and other agrochemicals damage agro-environment, for example nitrate pollution in ground water.

Objective
Therefore, establishment of environmental friendly sustainable agriculture in Asia and reduction of agrochemical input are required.
     Our research aims to reduce the amount of chemical fertilizer input without decreasing yield of crops, by using function of beneficial microorganisms in biofertilizer, which increase availability of plant nutrients from soil.

Research
Granule type of Bacillus biofertilizer using spore cells was developed for paddy rice. Inoculation of the biofertilizer gave a significant increase over the uninoculated control for root, shoot weight and tiller number in pots and fields experiments.

Reference articles and patents

1) Habibi S., Djedidi S., Prongjunthuek K., Mortuza M.F., Ohkama-Ohtsu N., Sekimoto H., Yokoyoma T.(責任著者). Physiological and genetic characterization of rice nitrogen fixer PGPR isolated from rhizosphere soils of different crops. Plant Soil, 379, 514-566, 2014
DOI: 10.1007/s11104-014-2035-7

2) Yokoyama T. Summary of FNCA Biofertilizer Project in FY 2013. FNCA 2014 WORKSHOP ON BIOFERTILIZER PROJECT, November 24-27 Malaysian Nuclear Agency, Bangi, Kajang, Malaysia, 2014

3) バイオ肥料、特願2013-258791(出願日:平成25年12月16日、小野愛、見城貴志、浅野智孝、吉川正巳、横山正)

4) 新規バチルス属窒素固定細菌、植物生育促進剤、及び植物の栽培方法、特願2012-249348(出願日:平成24年11月13日、横山 正)

5)Yokoyama T., Ando S., Narumi I., Ohyama T. How do we disseminate biofertilizer into Asian farmer's land? The 2nd Asian Conference on Plant-Microbe Symbiosis and Nitrogen fixation. Oxctober 28, Phuket, Thailand, 2012

5) Yokoyama T., Overview of FNCA Biofertilizer Project in 2009, FNCA Biofertilizer Newsletter, Nuclear safety Research Association, Issue No.8, 1, 2010

6) 大山卓爾, 横山 正, 安藤象太郎, 土壌改良資材を用いて食料と環境を考える, アジアの微生物資材, 農業および園芸, 84, 203-212, 2009

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