米乐m6官方网站 利用番茄水培法微生物制作有机液肥的性能展示

国家研究开发机构国立产业技术综合研究所（以下简称“AIST”）环境创造研究部首席研究员佐藤雄哉、首席研究员稻叶智宏、副研究主任羽部博史：IAI株式会社（以下简称“IAI”）静冈县立产业技术研究所赤地拓纯研究员（以下简称“AIST”） “静冈工业大学”）Keita Murofushi 与沼津工业技术支持中心（以下简称“沼津工业技术中心”）高级研究员 Keiichi Takagi 和静冈大学的 Hiroyuki Futamata 教授合作，利用微生物的分解活性从食品加工废水中制成该产品。有机液肥但是西红柿水培

IAI开发了有机液体肥料生产装置，并与AIST等建立了有机液体肥料的生产方法。然而，无法评估有机液体肥料的性能。为了比较工业有机液肥和市售化学液肥的性能，我们采用水培法种植西红柿。一般来说，众所周知，可以自由决定养分含量的化肥比有机肥料具有更高的植物生长效率。本研究生产的有机液肥比化学液肥使植物生长增加约10%，并表现出与市售化肥相同的施肥效果。这种有机液体肥料含有微生物。一些微生物定殖在西红柿的根部生物膜可以防止其他微生物的感染。该技术利用废弃物肥料氮资源循环并为实现可持续发展的社会做出贡献。

此研究结果的详细信息将于 2023 年 9 月 29 日（日本时间）发布。应用微生物学和生物技术》杂志上。

实现可持续发展的社会需要开发创新的资源回收技术。在IAI，我们一直致力于开发利用微生物分解有机物，从食品加工废水中生产有机液体肥料的技术。

一般来说，众所周知，化肥比由食物残渣制成的有机肥料具有更高的植物生长效率，因为养分含量可以自由调节。 IAI生产的有机液肥可用于西红柿等农作物的水培。然而，与市售化学液体肥料相比，施肥效果的差异和特点尚不清楚。

AIST 是下一代测序仪细菌菌群分析利用技术，我们阐明了废水处理设备和自然环境中的各种细菌菌群，并鉴定了参与分解和去除有害物质的微生物。2019 年 5 月 13 日 AIST 新闻稿、2021 年 9 月 9 日 AIST 新闻稿）。

从资源循环和减少环境影响的角度出发，IAI开发了一种以富含蛋白质的鱼汤等海洋加工废水为原料，利用微生物生产氮基有机液肥的装置。然而，在有机液体肥料研发之初，液体肥料制造设备中存在的微生物尚不清楚，因此不清楚如何稳定地维护和管理液体肥料。

AIST 和 IAI 正在与静冈大学、静冈工业大学和沼津工业大学联合研究，致力于阐明液体肥料生产设备内的细菌菌群。硝态氮重要的微生物结果，我们成功地根据这种微生物的特性优化了设备的操作条件（2021 年 3 月 30 日 AIST 新闻稿）。

然而，无法评价所制造的液体肥料的施肥效果。通过与市售化学液肥的比较，验证了微生物生产的有机液肥是否适用于西红柿水培，以及其施肥效果如何。

此项发展得到了静冈县“先进企业发展项目推进项目”（2016-2018 年）的支持。

我们使用有机液肥和化学液肥水培27株番茄，历时96天。作为营养成分硝酸根离子将两种液体肥料的浓度调整为相同。图1显示了植物茎厚度的测量结果。使用有机液肥时，植物生长比使用化学液肥时长约10%。此外，我们能够收获与使用化学液肥时相同数量的番茄果实。

我们使用微生物群分析来研究使用有机液体肥料与化学液体肥料相比，在番茄根部定殖的微生物是否存在差异（图 2A）。结果，有机液肥本身就含有多种微生物，其中三种（鲁达亚细菌属，窄养细菌细菌属，几丁虫)在根部以相对较高的速率定植（图2A中分别以红色、蓝色和黄色显示微生物）。显微镜分析显示，与使用化学液体肥料种植的番茄相比，使用有机液体肥料种植的番茄根部形成了更多的生物膜（图2B）。

检测到的三类微生物与对植物生长具有有益作用的微生物密切相关，例如促进植物生长、防止病原微生物感染。由于这些微生物的作用，番茄植株可能长得更大。经验表明，使用这种有机液体肥料时，西红柿不易感染传染病。这项研究表明，来自有机液体肥料的微生物定殖在根部，并形成覆盖根部表面的生物膜，从而防止其他病原微生物的入侵。

由食品加工废水和活性微生物制成的有机液肥，对西红柿水培有效，与市售化学液肥具有相同的施肥效果。这些技术和举措有效利用废物，促进资源循环，有助于实现可持续发展的社会。

除了这个项目之外，AIST 还在开发利用微生物的力量将废物转化为有价值材料的技术，例如从废水中生产可用作燃料的甲烷气体。为了提高这些技术的效率和稳定性，我们正在进行研究以了解微生物的特性并充分利用其功能。

IAI 扩大并扩大了其液体肥料生产设备，以便将水培栽培达到实用规模。目前，我们正在扩大水耕栽培设施的规模和效率，并正在推进使用液体肥料水耕栽培西红柿的商业化。

已出版的杂志：应用微生物学和生物技术
论文标题：微生物产生的肥料通过形成有益的生物膜为水培番茄根提供根际细菌
作者：佐藤裕也、三轮照彦、稻叶智博、赤地拓人、田中英二、堀智之、室伏庆太、高木浩、二俣博之、青柳智、羽部博
DOI：https://doiorg/101007/s00253-023-12794-9

有机液肥

含有植物营养成分氮、磷、钾的动植物肥料，以及由动植物材料等天然物质未经化学处理制成的肥料称为有机肥料。是指采用日本农业标准（JAS）规定的方法制造并获得认证的产品。有机肥料中，液体肥料称为有机液体肥料。[返回来源]

水培

一种不使用土壤而用水和液体肥料种植蔬菜和其他植物的方法。与土壤栽培相比，它的优点是更容易控制卫生、温度等栽培条件，并且可以在较小的空间内种植。[返回来源]

生物膜

由一组微生物形成的结构的总称。例如浴室和下水道中的粘液以及牙菌斑。通常，生物膜状态下的微生物被认为对环境变化的抵抗力增强，并且认为生物膜内的微生物可能被稳定地保留。[返回来源]

氮资源循环

资源循环是指通过提取和再利用废物中含有的有价值的材料和资源来减少资源损失的过程。本文将氮元素视为一种资源，通过从废弃物中回收再利用氮化合物来回收利用的过程称为氮资源循环。[返回来源]

下一代测序仪

与传统方法相比，分析速度显着提高的 DNA 碱基测序装置。每个样品可以识别数千到数万种微生物，并且可以并行分析100到200个样品。[返回来源]

细菌菌群/细菌菌群分析

存在于特定环境或生态系统中的微生物的集合称为细菌菌群。对细菌菌群组成结构的分析（有关存在哪些类型的微生物以及有多少微生物的信息）称为细菌菌群分析。主流是使用下一代测序仪，以16S rRNA基因（典型的细菌分子谱系标记基因）为指标。[返回来源]

硝酸氮/硝酸根离子

硝酸根离子的化学式为NO₃^–表示的氧化氮化合物硝态氮是指以硝酸根离子形式存在的氮。在自然界中，硝酸根离子是通过微生物的作用将氨氧化而产生的。微生物氧化氨产生硝酸根离子的一系列反应称为硝化作用，负责硝化作用的微生物称为硝化细菌。[返回来源]