Netsu Sokutei, 34 (2), p. 77, (2007)


The Roles of Soil Microbes in the Global Environment

地球温暖化に伴い,大気中のCO2のマテリアルバランスに注目が集まっている。土壌は大気の2倍の有機物Cを貯蔵する,一方,土壌呼吸によってCO2を大気中に放散している。従って,土壌はC貯蔵庫としての役割とCO2放出という二面性を持っている。土壌呼吸は,主に,土壌微生物叢によっているが,CO2発生の視点から土壌微生物の挙動を定量的に評価しようとする研究は少ない。微生物熱量計は土壌中の微生物叢の動きを非破壊的に捉えるのに,適した装置である。微生物熱量計による有機物分解資化に伴う土壌微生物叢の増殖代謝熱とCO2発生の経時変化がよく一致し,有機物や土壌の種類の違うと土壌微生物挙動やCO2発生の経時変化が大きく変わることが明らかになった。有機物分解に伴って菌相がダイナミックに変化することも熱測定とDGGE(Denaturing Gradient Gel Electrophoresis)の手法で分ってきた。土壌微生物叢は特定のアミノ酸に対して分解資化が悪い,一方,縮合型タンニンや生分解性プラスチックなど比較的難分解性の物質に対して想像以上に早く分解資化を行うことが可能という興味ある現象も示している。また,このダイナミックな微生物挙動への影響を指標にして,農薬・重金属などの環境への影響を速度論的に解析できる情報も熱測定の手法は提供できる。微生物熱量計を用いて,これらの現象を解明することによって,土壌微生物を中心とする土壌中でのCO2の発生機構の解明が可能となるだろう。
Attention has been paid to CO2 balance of atmosphere along with global warming. The soil stores carbon in organic matters twice as much as carbon in atmosphere, and, on the other hand, the soil releases CO2 into atmosphere by soil respiration. Therefore, the soil has two characteristics as C storing warehouse and a supplier of CO2. Though soil respiration is chiefly due to the activity of soil microbes, the behavior of them has been hardly evaluated from the aspect of the CO2 generation. The microbe calorimeter is a suitable device for catching the behavior of the microbes in the soil nondestructively. In the present manuscript, the calorimetric studies about influences of soil microbes on the environmental condition were explained. A change in the metabolic heat (thermogram) of the soil microbes with decomposition of organic matters was similar to a change in the CO2 generation under the same condition, and profiles of the thermograms and of the CO2 generation curves varied according to the different kinds of organic matter and the soil. A microbe composition was known to change dynamically with decomposing the organic matters using the microbe calorimetry and the DGGE (Denaturing Gradient Gel Electrophoresis) technique. Soil microbes could not decompose a specific amino acid easily, and on the other hand, could decompose rapidly catechins and bio-degradable plastics beyond our expectation. The calorimetric method can offer the kinetically evaluating technique about the influence of herbicides, pesticides and heavy metals on the decomposing activity of soil microbes. The microbe calorimetry is useful for the investigation about the generation mechanism of CO2 in the soil.