Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
賃借対照表 [平成22年3月31日]

資産の部	Ⅰ流動資産	現金及び預金	6,781,595,396
有価証券	13,579,278,495
前払費用	46,379,419
未収収益	382,818,006
未収金	462,325,908
その他の流動資産	17,761,983
流動資産合計	21,270,159,207
Ⅱ固定資産	1 有形固定資産
建物	12,891,142,293
減価償却累計額	△3,215,635,857 9,675,506,436
構築物	313,245,294
減価償却累計額	△149,610,607 163,634,687
機械装置	9,134,105
減価償却累計額	△6,952,884 2,181,221
車両運搬具	122,867,430
減価償却累計額	△87,904,038 34,963,392
工具器具備品	1,118,820,508
減価償却累計額	△758,076,053 360,744,455
美術品	467,230,874
土地	195,318,000
建設仮勘定	4,725,000
有形固定資産合計	10,904,304,065
2無形固定資産
借地権	10,598,000
ソフトウェア	61,421,440
電話加入権	441,000
ソフトウェア仮勘定	44,184,175
無形固定資産合計	116,644,615
3投資その他の資産
投資有価証券	82,694,177,836
長期預金	1,700,000,000
敷金保証金	797,114,866
投資その他の資産合計	85,191,292,702
固定資産合計	96,212,241,382
資産合計
負債の部	Ⅰ流動負債	運営費交付金債務	2,360,483,364
預り寄附金	63,042,718
未払金	779,626,919
未払費用	1,579,736
前受金	1,462,514,167
預り金	8,761,086
リース債務	21,450,778
引当金
賞与引当金	14,113,556 14,113,556
流動負債合計
Ⅱ固定負債	資産見返負債
資産見返運営費交付金	909,469,369
資産見返寄附金	4,091,713
建設仮勘定見返運営費交付金	4,725,000
ソフトウェア仮勘定見返運営費交付金	21,171,675 939,457,757
長期リース債務	24,498,381
固定負債合計
負債合計
純資産の部	Ⅰ資本金	政府出資金	112,970,859,465
資本金合計
Ⅱ資本剰余金	資本剰余金	△555,499,434
損益外減価償却累計額(△)	△3,714,716,409
損益外減損損失累計額(△)	△126,000
民間出えん金	900,502,787
資本剰余金合計
Ⅲ繰越欠損金	当期未処理損失	△1,381,246,129
(うち当期総損失	△341,408,890)
繰越欠損金合計
Ⅳ評価・換算差額等	その他有価証券評価差額金	3,584,325,317
繰延ヘッジ損益	2,772,530
評価・換算差額合計

純資產合計

111,806,872,127
損益計算書 [平成21年4月1日～平成22年3月31日]

[单位：円]

経常費用	文化芸術交流事業費	2,320,425,383
日本語教育事業費	4,111,902,047
日本研究・知的交流事業費	2,434,660,711
調査研究・情報提供等事業費	577,410,029
その他事業費	在外事業費	3,576,181,297
文化交流施設等協力事業費	475,910,895	4,052,092,192
一般管理費	1,387,727,464
財務費用	1,215,281
雑損	704,987,564
経常費用合計	15,590,420,671
経常收益	運営費交付金收益	10,885,082,980
運用收益	2,066,913,543
受託収入	646,031,171
寄附金收益	寄附金収益	36,810,338
特定寄附金收益	468,489,046	505,299,384
資産見返戻入	資産見返運営費交付金戻入	134,103,453
資産見返寄附金戻入	1,335,361	135,438,814
財務収益	受取利息	1,962,794	1,962,794
雑益	日本語能力試験受験料等収益	763,460,094
その他の雑益	245,268,724	1,008,728,818
経常収益合計	15,249,457,504

經常損失	340,963,167
臨時損失	固定資產除卻損	3,327,194
固定資產売卻損	445,723	3,772,917
臨時利益	資産見返運営費交付金戻入	3,327,194	3,327,194
当期純損	341,408,890
当期総損失	341,408,890

損失の処理に関する書類[平成22年8月24日]
(単位:円)
I 当期未処理損失	1,381,246,129
当期総損失	341,408,890
前期繰越欠損金	1,039,837,239
II 次期繰越欠損金	1,381,246,129
## 諮問委員會等

以下の方々に委員として、ご協力いただいています。(50音順・敬称略)

## 国際交流基金 評価に関する有識者委員会

片山 正夫

財団法人セゾン文化財団 常務理事

天日隆彥

読売新聞社 論説委員

古城 佳子

東京大学大学院総合文化研究科 教授

西原 鈴子

前・東京女子大学現代文化学部 教授

曾田修司

跡見学園女子大学マネジメント学部 教授

堀江 正弘

政策研究大学院大学 教授

高階 秀爾

財団法人大原美術館 館長

森元 峯夫

株式会社エスイー代表取締役社長

## 日本研究米国諮問委員会 (American Advisory Committee) 2009—2010

学者・研究者

フェローシップ小委員会（RF 小委員会）

Research Fellowship

Screening Subcommittee

博士論文執筆者

フェローシツプ小委員会（DF 小委員会）

Doctoral Fellowship

Screening Subcommittee

機関助成小委員会

(IPS 小委員会)

Institutional Project Support

Screening Subcommittee

Wesley Jacobsen

ハーバード大学 言語学

Kent Calder

ジョンズ・ホプキンス大学 政治学

Laura Hein

ノースウェスタン大学 歴史学

Susan Long

ジョン・キャロル大学 人類学

Rebecca Copeland

ワシントン大学（セントルイス）文学

Edward Lincoln

ニューヨーク大学 経済学

Susan Napier

タフツ大学 文学/ポップカルチャー

James Dobbins

オバーリン大学 宗教

Jennifer Robertson

ミシガン大学 人類学

Kikuko Yamashita

ブラウン大学 日本語学／言語学

Sabine Frühstück

カリフォルニア大学サンタバーバラ校 カルチュラルスタディー

Richard Samuels

マサチューセッツ工科大学 政治学

Anne Walthall

カリフォルニア大学アーバイン校 歴史学

Leonard Schoppa バージニア大学 政治学

Veronica Taylor

ワシントン大学 法学

## パリ日本文化会館運営審議会

Louis Schweitzer

ルノー社名誉会長

日本側委員

福原義春

株式会社資生堂名誉会長

Paul Andreu

建築家

伊東順二

美術評論家、富山大学芸術文化学部教授

Jean-Louis Beffa

サンゴバン社会長

荻野アンナ

作家、慶應義塾大学文学部教授

André Larquie

パリ・ベルシー・総合スポーツセンター理事長

シャトレ劇場理事長、国際芸術都市理事長

酒井忠康

世田谷美術館館長

Jean Maheu

会計検査院顧問

佐々木元

日本電気株式会社特別顧問

Jacques Rigaud

前フランス・メセナ協会会長

佐渡裕

指揮者

André Ross

元駐日フランス大使

竹内 佐和子

京都大学工学研究科教授／日産科学振興財団

リーダーシッププログラムディレクター

Jean-Charles Rouher 元国際商工会議所事務総長

西垣通

東京大学大学院情報学環教授

Christian Sautter

パリ市経済・財政・雇用担当助役、元経済財政工業大臣

Valérie Terranova

ジャック・シラク財団事務局長

芳賀徹

岡崎市美術博物館館長、京都造形芸術大学名誉学長、

東京大学名誉教授
## 国内連絡先一覧

ジャパンファウンデーション

http://www.jpf.go.jp/

〒160-0004

東京都新宿区四谷4-4-1

■情報センター (JFIC)

TEL. 03-5369-6075

FAX. 03-5369-6044

■JFIC ライブラリー

TEL. 03-5369-6086

FAX. 03-5369-6048

## 日本語国際センター

http://www.jpf.go.jp/j/urawa/

〒330-0074

埼玉県さいたま市

浦和区北浦和5-6-36

■代表

TEL. 048-834-1180

FAX. 048-834-1170

■図書館

TEL. 048-834-1185

FAX. 048-830-1588

## 関西国際センター

http://www.jpf.go.jp/j/kansai/

〒598-0093

大阪府泉南郡田尻町

りんくうポート北3-14

理事長

■代表

TEL. 072-490-2600

FAX. 072-490-2800

## 京都支部

〒606-8436

理事

FAX. 075-762-1137

TEL. 075-762-1136

京都市左京区粟田口鳥居町2番地の1

京都市国際交流会館3階

監事

## 組織

2010年10月1日現在

参与·統括役

本部	総務部	総務課	システム管理室
情報公開室
調査室
給与・人事評価室
人事課
企画・評価課
事業開発戦略室
経理部	財務課
会計課	財務監理室
海外事業戦略部	海外拠点課
海外事業課	パリ日本文化会館業務室
文化事業グループ
文化事業部	企画調整チーム
生活文化チーム
造形美術チーム
舞台芸術チーム
映像・文芸チーム
トリエンナーレチーム
ポップカルチャーチーム
日中交流センター
日本語事業グループ
日本語教育支援部	企画調整チーム
JF講座チーム
さくらネットワークチーム
教師研修チーム(日本語国際センター)
日本語事業運営部	事業化開発チーム(日本語国際センター)
教育事業チーム(関西国際センター)
試験運営チーム(日本語試験センター)
試験制作チーム(日本語試験センター)
日本研究・知的交流事業グループ
日本研究・知的交流部	企画調整チーム
米州チーム
アジア・大洋州チーム
欧州・中東・アフリカチーム
日米センター
情報センター(JFIC)
監査室
附属機関	日本語国際センター
関西国際センター
支部	京都支部
海外拠点	☑ローマ日本文化会館
☑ケルン日本文化会館
☑パリ日本文化会館
☑ソウル日本文化センター
☑北京日本文化センター
☑ジャカルタ日本文化センター
☑バンコク日本文化センター
☑マニラ日本文化センター
☑クアラルンプール日本文化センター
☑ニューデリー日本文化センター
☑シドニー日本文化センター
☑トロント日本文化センター
☑ニューヨーク日本文化センター	☑ロサンゼルス日本文化センター
☑メキシコ日本文化センター
☑サンパウロ日本文化センター
☑ロンドン日本文化センター
☑マドリード日本文化センター
☑ブダペスト日本文化センター
☑全ロシア国立外国文献図書館
「国際交流基金」文化事業部
(モスクワ日本文化センター)
☑カイロ日本文化センター
☑東南アジア総局
☑ベトナム日本文化交流センター
JAPANFOUNDATION 国際交流基金

# 国際交流基金 2009 年度 年報

2010年11月発行

編著・発行 国際交流基金 情報センター

〒160-0004 東京都新宿区四谷4-4-1

TEL.03-5369-6075

FAX.03-5369-6044

編集 ita&co [長谷川直子・真壁佳織]

デザイン 岡本健 + [岡本健・阿部太一]・石島章輝

表紙写真撮影 增田智泰

印刷 株式会社プライズコミュニケーション
【4D-1105】北東アジアの乾燥地生態系における生物多様性と遊牧の持続性についての研究

(H23～H25；累計予算額 117,846 千円)

吉川賢（岡山大学）

### 1. 研究实施体制

（１）乾燥地生態系における植物の生理生態的特性と相互作用、及び立地特性の解明（岡山大学）

（２）乾燥地生態系の水・物質循環とシステムの安定性の解析（東京大学）

（３）乾燥地生態系の構造と機能および空間分布についての解析（鳥取大学）

（4）遊牧社会の構造と持続性についての社会・経済・人文学的解析（早稲田大学）

### 2. 研究開発目的

本研究は、草原生態系の多様性と時空間的異質性が遊牧生産にとって重要である点に着目し、平衡非平衡システムとして遊牧生産システムの持続性を解明することを目的とした。特に、そのシステムの中で Key resource 群落が果たす役割に注目し、その構造、機能、および動態を生態学的に、また生理学的に明らかにすることを目的とした。また、こうした生物多様性と生産環境の持続性を目標として、現在の市場経済体制に即した新しい遊牧生産システムを構築するために、

図 研究のイメージ

経済学や社会学などの社会科学的視点から遊牧生産システムを解明することを目的とした。このように、自然科学と社会科学が連携あるいは融合しながら分析を進めていくために、4つのサブテーマを設け、それぞれ以下のように具体的な目的を設定した。

（1）乾燥地生態系における植物の生理生態的特性と相互作用、及び立地特性の解明

1) Key resource 植物である Achnartherum splendens を対象として、塩ストレスと乾燥ストレスの影響を形態的特性と生理的特性から評価する。2) 最も放牧圧を受ける冬営地に注目し、その周辺の植生の時空間変動を明らかにする。3) 冬営地の設置と移動の基準として植生構造が与える影響を明らかにするとともに、日帰り放牧実態を明らかにする。4) 家畜防護柵の設置により放牧圧が草原群落に与える影響を評価する。

## （２）乾燥地生態系の水・物質循環とシステムの安定性の解析

1) 乾燥地生態系の多様性と不均質性をランドスケープレベルからモデル化し、その中の Key resource 群落について、その成立過程、空間分布と経時的変化、および遊牧民活動との相互作用を明らかにする。2) Key resource である A. splendens 群落形成メカニズムを地上部および地下部の成長と立地条件との関係から明らかにする。3) 衛星リモートセンシングの長期データを用いて、草地生態系バイオマスの消長と気候変動との関係を明らかにする。

（３）乾燥地生態系の構造と機能および空間分布についての解析
1) 草原生態系の植物群落の構造とその機能および空間分布を立地との関係から明らかにする。

2) リモートセンシングデータを利用することによって植物群落の時空間変動と気象要素の時空間変動との関係を評価する。

## （4） 遊牧社会の構造と持続性についての社会・経済・人文学的解析

1) 遊牧民が Key resource 群落をどのように利用し保全するのかを理解することによって、Key resource 群落をベースとした遊牧生産システムの安定性と草原生態系の生物多様性との関係を明らかにする。2) 伝統社会と比較することによって、現在の市場経済体制での牧畜生産が草原生態系の健全性と遊牧社会の持続性にとって適正であるかどうかを評価し、新しい遊牧生産システムを提言する。

### 3. 本研究により得られた主な成果（研究者による記載）

## (1) 科学的意義

これまで、放牧地生態系に対しては、生態系の平衡システムを前提とした研究が行われ、遊牧民の移動戦略を均一とした単純化しすぎた想定で、放牧地システムの動態を議論してきた。そのため、本来の生態系メカニズムとは異なった条件で、家畜頭数によって荒廃が説明され、家畜頭数制限による保全が図られてきた。本研究では、経済状況などにより、遊牧民が空間スケールの異なる移動戦略をとることを理論的および実証的に示し、それによって、土地荒廃とそれに対する対策も単一のスケールではなくそれぞれの移動戦略のスケール性に対応して検証する必要があることを指摘することができた、放牧地システム動態の解明には、資源の空間的異質性と牧民の移動戦略の複数スケールにおける相互作用を明らかにすることが必要であることを明らかにし、乾燥地生態系における理論および実証研究の発展へ大きく貢献した。同時に、非平衡環境を前提として、生態システムと社会システムの不均質性及びそれらの相互作用の十分な理解に基づいた管理メニューの提案が必要であることを指摘できた。

モンゴル国の遊牧にとって、気象・気候害時におけるレジリエンスを担保する Key resource となる A. splendens については、その生態が不明であった。本研究によって、立地と分布との関係、水利用特性、ストレス耐性、および群落成立メカニズムを明らかにすることができた。その成果は、Key resource 群落としての保全手法にとって有用な知見であるとともに、乾燥地生態系に自生する植物種の適応を議論するうえでも貴重な基礎的情報を提供するものであり、乾燥地植物の生理生態学的研究の発展にも大きく貢献するものである。このような乾燥地生態系における植物の生育に関する知見については、ミクロなスケールだけでなく、衛星データを用いたマクロな視点からの研究も推進することができた。生態学的研究と社会学的研究の成果と連携することによって、これらの研究でも新しい知見が得られたとともに、新たな手法の開発が進められた。

## (2) 環境政策への貢献

＜行政が既に活用した成果＞

特に記載すべき事項はない。

## ＜行政が活用することが見込まれる成果＞

階層性のある空間スケールで生態システムと社会システムが組み込まれた土地利用の理解と管理手法の提言をすることができたことは、生態系の劣化メカニズムとその対策を新たな合理的視点から提示できたことを意味しており、砂漠化対処条約により一層の科学的根拠を与え貢献するとともに、砂漠化対策の推進と開発援助政策に貢献するものである。

本研究によって、乾燥地生態系で景観多様性がもたらす生態系サービスを具体的に明らかにすることができた。それにもとづき新たな持続的生産手法と土地劣化の評価と対処法を提示することができたことは、砂漠化対処条約に科学的根拠を与え貢献するとともに、砂漠化対処条約と生
物多様性条約を結びつけることに貢献する。

干ばつや雪害などの気象災害と草原劣化との関係、あるいは Key resource による劣化回避を明らかにしたことは、気象災害と砂漠化を統合した非平衡草原理論の実証につながり、それは砂漠化対処条約と気候変動枠組条約を結びつけることに貢献する。

本研究によって、Key resource 群落である A. splendens に関して立地と分布との関係、水利用特性、ストレス耐性、および群落成立メカニズムを明らかにすることができたことは、その保全手法に有用な知見を与える。その知見は、A. splendens 群落の再生手法や積極的な増殖による緑化手法の開発にも有用である。

本研究では、リモートセンシングによるマクロな評価を行っており、これらの研究成果はマクロなスケールで早期土地劣化警戒システムの構築、生態系の回復評価を可能とし、生態系保全計画に有用な情報を提供する。

### 4. 委員の指摘及び提言概要

小規模・短距離遊牧のセーフティネットとなる Achnatherum 群落について、自然科学的手法を通じて、生理・生態的特性や立地環境特性から群落成立のメカニズムを解明できたこと、社会科学的手法を通じて、遊牧民グループ化による放牧圧コントロールで群落保続の管理方式を提案したことは評価できる。より一層の自然科学と社会科学の連携あるいは融合をすべきである。

### 5. 評点

総合評点：A
・研究課題名＝有機性廃棄物の嫌気性消化による再資源化技術の反応機構解析

·研究番号=K2125，K22071

· 国庫補助金精算所要額（円）=5,977,000

· 研究期間（西暦）=2009-2010

·研究年度（西暦）=2010

· 代表研究者名 = 日高 平（京都大学）

・共同研究者名＝西村 文武（京都大学）（2010年度のみ）

・研究目的=京都議定書が発効し、世界的にも地球温暖化効果ガス排出量の削減が求められ、また我が国においても、資源循環型社会の構築が重要との観点で施策や法律的な取り組みがなされつつある。カーボンニュートラルであるバイオマスとして、都市から発生する生ごみや食品廃棄物といった有機性廃棄物からのエネルギーの創出は、将来の化石燃料資源の枯渇への対応や地球温暖化の防止などにつながる。また嫌気性消化生成物である乳酸などは、生分解性プラスチックの原材料としての適用が注目されており、高効率な乳酸発酵技術により、有機性廃棄物の資源としての活用が可能となる。様々な有機性廃棄物を対象とした嫌気性消化技術の研究例は多くあり、実用化が進んでいるものの、これらの目的で研究されている嫌気性消化技術の反応機構については、未だに不明な点が多い。本研究では、グルコースおよび人工生ごみの酸発酵運転で分子生物学的手法による微生物群集の定量技術を確立しながら、菌相変化が生成物に及ぼす影響を検討し、水素発酵と乳酸発酵の競合実験を行いながら、有機性廃棄物の嫌気性消化における反応機構を明らかにすることを目的とした。

・研究方法＝グルコースおよび生ごみを基質とした酸発酵実験を行い、菌相や生成物の違いについてを検討しながら、数理モデルを構築した。

## 1 ．グルコースを基質とした乳酸発酵

本実験では、植種材料として L-乳酸発酵液を作成し使用した。この発酵液は、グルコースを主体とした種培地に、模擬生ごみの L-乳酸発酵液を植種して、pH5.5で培養温度55℃の条件下で約2日間培養して作成した。この植種材料を、発酵開始時に10 mL添加した。リアクターとして容積1Lのガラス製反応器を用いた。pHの調整は10%アンモニア水溶液を中和剤として用いて、pHコントローラー(株)日伸理化、NPH-660)のON/OFF制御で行った。運転は完全混合で行い、サンプリングは、発酵液をサンプリング口から毎回5 mL程度採取した。実験条件を表1および表2にまとめて示す。回分式実験(Run1-Run6)および連続式実験(Run7)を行った。発酵温度は55℃に制御し、pHは、5.5に制御した。Run1は再現性の確認のため2回行った。(Run1aおよび1b)。基質はグルコースとし、Runにより乳酸およびNaClを最初から添加した。連続式実験では3日おきにリアクターから発酵液を2/3L抜いた後に基質を2/3L投入するという操作を行った。人工培地には、栄養源としてポリペプトン(和光純薬、一級)とYeast extract
（日本製薬、D-3）を用い、グルコース濃度：ポリペプトン濃度：Yeast extract=10：1：1とした。あわせて、得られた実験結果を再現しうる数理モデルを構築した。阻害影響などの数式表現や係数を実験結果から求め、その妥当性を実験結果と比較して検証した。

表 1 回分式実験条件

Run	1a	1b	2	3	4	5	6
グルコース	(g/L)	10	10	10	10	50	50	100
乳酸	(g/L)	-	-	20	-	-	6	-
NaCl	(g/L)	-	-	-	20	-	-	-

表 2 連続式実験条件

Run	7a	7b	7c
経過日数	(h)	0-864	865-1512	1513-2088
基質のグルコース濃度	(g/d)	50	100	25
OLR	(g/(L·d))	11.1	22.2	5.55

## 2 ．異なる微生物群集下での乳酸発酵および水素発酵

連続実験を、4.5 L の完全混合反応器を用いて行った。ウォーターバスにより 55℃ を維持し、10 N NaOH の自動添加制御により pH を 6 に維持した ((株) 日伸理化, NPH-660)。人工生ごみは、東京での調査結果に基づいて、14 種類の材料を混合して作成した。作成した人工生ごみは二倍に希釈して実験に用いた。一日一回、污泥を引き抜き、基質を添加した。種污泥は、本研究室にて数年間同じ基質で培養してきたメタン発酵污泥を用いた。運転条件は表 3 に示すとおりである。

表 3 連続運転条件

Run 1	Run 2	Run 3
期間	(d)	0-25	26-110	111-300
HRT	(d)	3.5	3.5	3.5
SRT	(d)	10.5	7	3.5
OLR	(gCODcr/(L-reactor·d))	43	43	43
pH	(-)	6	6	6

## 3 ．植種污泥が水素および有機酸発酵に及ぼす影響

表 4 に示す 3 種類の種污泥（X1、X2、および X3）を用いた。X1 は実験室での培養污泥であり、模擬生ごみを基質として pH6.5、温度 55℃で 2 日おきにリアクターから発酵液を 0.7L 抜いた後にグルコース 25g/L、ポリペプトン 2.5g/L および Yeast Extract2.5g/L を含む培地を 0.7L 投入し水素発酵を行っている水素菌優占溶液である。X2 および X3 は、嫌気性消化の実施設から頂いた污泥である。X2 は畜産系廃棄物を対象とした中温メタン発酵、X3 は生ごみを基質とした高温メタン発温発酵の発酵槽からの污泥である。これらの種污泥を用いて、表 5 に示す条件下で 72 時間の回分式実験を行った。A1 のみ pH6.5 として、人工生ごみを基質とし、污泥培養条件と同じ運転を行った。それ以外は、グルコースを基質とし、pH は 5.5 として、乳酸発酵と水素発酵が競合する条件を意図した。A1 および A4 は X1 を種污泥に用いた。A2 および A3 はそれぞれ実施設からの污泥である X2 および X3 をそれぞれ用いた。基質を加えて最終的には 1 L として、それぞれ 72 時間の回分式培養を行った。pH 制御はより扱いやすい 2N KOH を
用いた。

表 4 種污泥の運転条件

植種污泥	基質	温度	pH	TS (g/L)	規模
X1	人工生ごみ	高温	6.5	93	実験室
X2	畜産廃棄物	中温	制御なし	44	実規模
X3	生ごみ	高温	制御なし	57	実規模

表 5 回分式実験の条件

Run	植種污泥 (体積, mL)	基質	温度	pH
A1	X1 (250)	人工生ごみ $ {}^{a} $	55℃	6.5
A2	X2 (300)	グルコース主体 $ {}^{b} $	55℃	5.5
A3	X3 (300)	グルコース主体 $ {}^{b} $	55℃	5.5
A4	X1 (250)	グルコース主体 $ {}^{b} $	55℃	5.5

$ ^{a} $ 250 g

$ ^{b} $ グルコース 25g/L、ポリペプトン 2.5g/L および Yeast Extract 2.5g/L を含む培地

表 6 競合実験条件

No.	乳酸発酵液(mL)	乳酸発酵ろ液(mL)	水素発酵液(mL)	乳酸添加(g/L)
B1	-	-	75	-
B2	-	-	150	-
B3	-	-	225	-
C1	225	-	75	(含有) $ ^{a} $
C2	150	-	150	(含有) $ ^{a} $
C3	75	-	225	(含有) $ ^{a} $
D1	-	-	75	5.4 $ ^{b} $
D2	-	-	150	3.6 $ ^{b} $
D3	-	-	225	1.8 $ ^{b} $
D4	-	-	150	3.6 + 4 + 4 + 4 $ ^{c} $
E1	-	225	75	(含有) $ ^{d} $
E2	-	150	150	(含有) $ ^{d} $
E3	-	75	225	(含有) $ ^{d} $

$ ^{a} $ 乳酸は、最初の乳酸発酵液に含まれていた

$ ^{b} $ 0 h 添加

$ ^{c} $ 3.6 g/L を 0 h に添加、4 g/L を 11、13 および 16 h に添加（合計 15.6 g/L）

$ ^{d} $ 乳酸は、最初の乳酸発酵ろ液に含まれていた

## 4 ．乳酸発酵および水素発酵の競合実験

競合実験回分式条件を表6にまとめて示す。異なる混合条件下での回分式実験を行い、水素生成特性を比較した。乳酸発酵液は、これまでの実験と同様に、pH 5.5 および55℃の条件下での連続運転から得た。有効容積1 Lの反応器を用いて、最初にB. coagulansを植種し、グルコース（25 g/L）、ポリペプトン（2.5 g/L）およびyeast extract（2.5 g/L）を含む基質0.3 Lを48時間ごとに投入した。「乳酸発酵液」には、B. coagulansに加えて、乳酸およびB. coagulansが生成した抗菌物質が含まれている。「乳酸発酵液」は、遠心分離および孔径0.45 μmのろ紙によるろ過で得ており、乳酸および抗菌物質は含まれるものの、B. coagulans自体は含まれていない。「水素発酵液」は、別のpH 5.5および55℃の条件下で
の連続運転から得た。Run A で、最も水素が生成した Run A2 の污泥を元に、同様の基質にて同様の半連続培養を行った。Run B では、水素発酵污泥の濃度が水素生成に及ぼす影響を評価した。Run C では、乳酸発酵液と水素発酵液の競合関係を評価した。Run D では、乳酸濃度の影響を評価した。Run D1、D2 およびD3 では、最初にだけ乳酸を添加した。添加乳酸濃度は、それぞれ Run C1、C2 およびC3 の初期乳酸濃度に合わせている。Run D4 では、乳酸 3.6 g/L を 0 h に、ならびに 4 g/L を 11、13 および 16 h に添加した。これは、Run C2 における乳酸生成特性に合わせている。Run E では、乳酸および抗菌物質の影響を評価した。これらの実験では、発酵液などに加えて、グルコース（25 g/L）、ポリペプトン（2.5 g/L）および yeast extract（2.5 g/L）を含む基質 0.7 L を混合し、最終的には 1 L にして、48 時間の回分式実験を pH 5.5 および 55℃ の条件下で行った。

## ·結果と考察

## 1 ．グルコースを基質とした乳酸発酵

Run 1a では、培養開始 4 時間後から RNA 遺伝子濃度および乳酸濃度が急速に増加し始め、同時にグルコース濃度が減少し始めた。RNA 遺伝子濃度の増加は 7 時間後に停止し、それ以降は、 $ 1 \times 10^{11} $ copies/L 程度を維持した。それに対して、乳酸濃度は 10 時間後まで増加し、グルコース濃度がほぼ 0 になった時点で停止した。最終乳酸濃度は 8.6 g/L であり、発酵中の光学純度(OP)はほぼ 100% であった。他の Run も含めた、実験結果のまとめを表 7 に示す。Run 1a および Run 1b でほぼ同じ結果が得られたので、本実験の再現性が確認できた。Run 1 および Run 2 を比較すると、最初に 20 g/L の乳酸を添加した場合には、乳酸生成が遅延していることが分かる。Run 1 および Run 4 では、初期グルコース濃度がそれぞれ 10 g/L および 50 g/L であり、乳酸生成開始時間およびグルコースからの乳酸転換率はほぼ同じである。しかしながら、Run 6 で初期グルコース濃度が 100 g/L の場合は、最終乳酸濃度が 52 g/L であり、一部のグルコースが残存した。Run 4 と比較して、乳酸生成開始も遅延していた。Run 3 では、NaCl を 20 g/L 最初に添加しており、Run 1 と比較して最終乳酸濃度は同程度であったものの、乳酸生成開始が遅延した。OP はいずれの場合も 98.3% 以上であった。

表 7 Run 1～6 の結果

Run	1a	1b	2	3	4	5	6
発酵開始時間	(h)	6	6	20	11	6	7	9
最終乳酸濃度	(g/L)	8.6	9.3	29	9.3	45	48	52
乳酸転換率	(-)	0.86	0.93	0.74	0.89	0.90	0.84	0.52
OP	(%)	100	100	100	100	100	100	98.3

Run 1～Run 6 での発酵実験結果および数理モデルによる計算結果を図1に示す。ここでは、real-time PCR による測定値を、実験値に基づく割合として $ 6.47 \times 10^{10} $ copies/gCOD-バイオマスを用いて COD 値に換算した。それぞれの Run で、グルコースの消費および乳酸生成について、実験結果および数理モデルによる計算結果がおおむね一致していた。Run 2 での乳酸阻害、Run 3 での NaCl 阻害、Run 6 での基質および最大乳酸濃度による阻害が再現された。指数関数的な微生物の増加や自己分解も再現できた。本研究では、発酵開始時の遅滞相は考慮せずに、実測の RNA 遺伝子濃度を初期値として入力した。そのため、微生物濃度の増殖の計算結果が、実測値より早い場合もあった。しかし、すべての Run の範囲で、グルコース消費、乳酸生成および微生物の増殖が同時に計算できた。これらの結果により、開発し
た数理モデルや、real-time PCR による測定が適用可能であることが示された。

時間(hr.)

時間 (hr.)

図１ 発酵実験結果および数理モデルによる計算結果

連続実験（Run 7）でも運転は安定して行えた。OLRが増加すると、16S rRNA遺伝子濃度と濁度がともに増加するという相関関係が見られる。これらの結果により、連続式運転において、異なるOLRにおける比較をする際には、16S rRNA遺伝子濃度が菌体量把握の指標として有用であると判断できる。生ごみなどを基質とする場合でも、菌体量を把握する指標として活用できると考えられる。

## 2 ．異なる微生物群集下での乳酸発酵および水素発酵

連続運転での生成ガスの成分は主として二酸化炭素および水素であり、メタンは検出されなかった。酢酸、プロピオン酸および吉草酸濃度はおおむね5 gCOD/L以下であり、生成した有機酸は主として酪酸および乳酸であった。有機酸組成は、特に酪酸および乳酸が劇的に変化した。酪酸発酵はRun 1の長いSRT条件下で進行し、SRTを短くするに従いRun 3では乳酸生成が増加し、酪酸および水素生成は低下した。微生物群集の解析結果を表8にまとめて示す。ほとんどのOTUは、Firmicutesに属しており、Actinobacteria、Bacteroidetes、ProteobacteriaおよびThermotogaeに属するOTUも検出された。Run 1で
は78%のOTUがClostridium spp.に近縁で、平均相同性は97%であった。Run2では、約半分のOTUがBacillus spp.に近縁であったものの、B.coagulansには近縁でなく、残り半分のOTUは、Clostridium spp.に近縁であった。Run3では、ほとんどのOTUが、B.coagulansに近縁で、平均相同性は99%であった。Lactobacillus spp.に近縁で平均相同性99%のOTUもFirmicutesの中で検出されたものの、その割合は低かった。Run1からRun3にかけて、微生物群集はClostridium spp.からBacillus spp.、特にB.coagulansに変化した。

表 8 微生物群集の解析結果

Phylum	Order	Genus	Average similarity	day
Run 1	Run 2	Run 3
25	45	67	82	103	124	153	180	219
Number of clone analyzed	91	94	93	93	92	104	95	93	94
Actinobacteria	1	1
Bacteroidetes	1
Firmicutes	Bacillales	Bacillus coagulans	99%	3	1	93	89	88	69
Bacillus spp.	99%	10	50	34	82	1	3	9
[others]	3	1
Clostridia	Clostridium spp.	97%	78	37	91	42	12	1	19
Thermoanaerobacterium spp.	100%	1
[others]	1	4	2	13	2
Lactobacillales	Lactobacillus spp.	99%	4	4	4	1	7	1
[others]	1	2	2	2	1
Proteobacteria	1	2	3	1	2
Thermotogae	4
Uncertain	3	3	1	2	1

乳酸および酪酸、ならびにランダムクローニング法による B. coagulans および Clostridium spp. の割合の経時変化を図 2 にまとめて示す。酪酸から乳酸への生成物の変化および Clostridium spp. から B. coagulans への菌相変化が同時に見られる。乳酸濃度が増加すると酪酸濃度が低下し、酢酸やプロピオン酸など他の有機酸濃度はそれほど変化していない。

図2 乳酸および酪酸、ならびにランダムクローニング法による B. coagulans および Clostridium spp.の割合の経時変化を

全菌および B. coagulans の 16S rRNA 遺伝子のリアルタイム PCR 法による測定も行った。全菌については、おおむね $ 10^{12} $ copies/L 程度で一定しており、B. coagulans については、 $ 10^{8}-10^{11} $ copies/L の範囲で
変動していた。ランダムクローニング法およびリアルタイム PCR 法により測定した B. coagulans の割合の関係を図 3 に示す。明確な関係が示されており、 $ R^{2}=0.9 $ であり、この関係によりいずれの方法でも B. coagulans の優占を把握できることが示されている。ランダムクローニング法による Bacillus spp. の割合と、リアルタイム PCR 法による B. coagulans の割合の関係もあわせて示している。こちらは $ R^{2}=0.5 $ で先ほどよりも低く明確な関係は得られておらず、このプライマーが B. coagulans を特異的に検出できることを示している。

図3 ランダムクローニング法およびリアルタイム PCR 法により測定した B. coagulans の割合の関係

炭水化物からの高温水素発酵の研究は多数報告されている。生ごみやその他の炭水化物を多く含む有機性廃棄物からの高温水素発酵について、典型的な最適運転条件は、pH 5–6 程度である。乳酸生成による水素発酵の失敗も、高負荷条件下で報告されている。本研究では実験期間中、基質、HRT、OLR、および固形性 COD 濃度は同じだったが SRT のみが異なっていた。実用化時の水素発酵では、廃棄物に含まれる B. coagulans による水素生成の失敗の危険性がある。乳酸発酵過程で生成される抗菌物質も水素発酵を阻害し、これが B. coagulans の優占につながっている可能性もある。基質に B. coagulans が含まれている可能性があるものの、連続的な水素生成が維持されている研究例では、B. coagulans 以外の菌群を含む汚泥返送や植種汚泥が、B. coagulans の増殖を防いでいる可能性が考えられる。HRT よりも長い SRT というのは、一種の汚泥返送であり、これが Clostridium spp. の維持に寄与していると考えられる。

これらにより、水素発酵や酸発酵における微生物群集の重要性が示され、リアルタイム PCR 法の適用性も実証された。リアルタイム PCR 法は、ランダムクローニング法に比べて、費用や時間の面で有利である。回分式実験では、遅滞相、対数増殖相、死滅相などの増殖段階によって遺伝子の举動が異なる可能性があるものの、本研究のように連続的に運転されている反応器ではこうした影響が緩和され、リアルタイム PCR 法が適用できたものと考えられる。

## 3 ．植種污泥が水素および有機酸発酵に及ぼす影響

Run A1 で、水素は最終的に約 300mL 生成した。Run A2 は、水素の生成量は最も多く、最終的に約 560mL
生成した。Run A3 で、水素は最終的に約 340mL 生成した。Run A4 で、蟻酸や酢酸が生成したものの、水素は生成しなかった。菌相解析もあわせて行った。種汚泥 X2 を用いた Run A2 では、Bacillus spp.が27%検出されたものの、B. coagulans は全く検出されなかった。最も優占していたのは Clostridiales（クロストリジウム目）で、その中でも Clostridium spp.が最も多かった。種汚泥 X3 を用いた Run A3 では、Clostridiales（クロストリジウム目）に属している Sporanaerobacter acetigenes が優占していることが示された。Clostridium sp.なども検出されていたのに対して、B. coagulans はほとんど検出されていない。種汚泥 X1 を用いた Run A4 では、B. coagulans が 51%を占めていたのに対して、Run A2 および Run A3 でよく検出された Clostridiales（クロストリジウム目）は全く検出されなかった。

## 4 ．乳酸発酵および水素発酵の競合実験

各影響因子についての結果を図4にまとめて示す。Run Bでの水素生成量が最も多く、Run Cでは最も少なかった。Run EではRun Dよりも水素生成量が減少した。Run CとRun Eの違いは、B. coagulans自身およびRun Cで生成された抗菌物質が原因である。これらより、水素生成は、乳酸により阻害され、またB. coagulansが生成する抗菌物質にも阻害されることが分かる。

図４ 各影響因子についての水素生成結果

水素発酵および乳酸発酵の競合関係の数理モデル化を試みた。ここでは、1で開発したの乳酸発酵モデルを基本として、水素菌による水素発酵の基質阻害が、B.coagulansによる乳酸発酵と同様にHaldaneモデルを用いて表すことができ、また乳酸阻害の阻害形式は非拮抗阻害型を用いて表すことができるとした。シミュレーション結果と実測値との比較例を図5に示す。Sgはグルコース、Lは乳酸、Sbuは酪酸、Sacは酢酸を表し、線は計算値、点は実験値を表す。なお、RunDではB.coagulansの0.001 gCOD/Lの混入を仮定した。実測値と計算結果の適合はおおむね見られると判断でき、RunC～RunEにおいては水素生成の阻害が再現された。世界水協会のADM1モデルでの酸発酵の扱いとは異なり、複数の菌群を考慮しているので、今後異なる特定菌群を定量する技術を開発することで、より詳細な反応機構の把握が可能になることが期待できる。
Sg	L	Sbu	Sac
Sg-exp	L-exp	Sbu-exp	Sac-exp

図 5 水素発酵におけるシミュレーション結果と実測値との比較例

・結論＝グルコースを基質とした回分式L-乳酸発酵実験では乳酸やグルコースの阻害影響などを把握でき、それを元に構築した数理モデルでは、グルコース消費、乳酸生成および微生物の増殖が同時に計算できた。連続式実験では、OLRが増加すると、16S rRNA遺伝子濃度と濁度がともに増加するという相関関係が見られ、異なるOLRにおける比較をする際に16S rRNA遺伝子濃度が菌体量把握の指標として有用であると判断できた。3種類の異なる種汚泥を用いて、基質、pHおよび温度条件を同じにした回分式培養実験を行ったところ、有機酸および水素生成特性はそれぞれ異なっており、菌相もそれに合致して異なっていた。人工生ごみを基質として、SRTを変化させた連続酸発酵運転を行った。その結果、SRTを短くするにつれて、酪酸から乳酸への生成物の変化およびClostridium spp.からB.coagulansへの菌相変化が同時に見られた。微生物群集の変化を把握する上で、ランダムクローニング法に比べて、費用や時間の面で有利であるリアルタイムPCR法の適用性が実証された。また、水素発酵と乳酸発酵の競合関係を、回分式実験により明らかにし、その結果を基に数理モデルを構築した。本研究では、グルコースおよび人工生ごみからの乳酸発酵および水素発酵を中心に、発酵特性および発酵に関わる微生物群集との関係について、基礎的な知見が示された。実際の現場では、生ごみなど雑多な廃棄物を対象とすることになり、従来の方法では反応に関わる微生物の把握が難しい。本研究で得られた微生物群集の測定技術を今後実廃棄物に適用することで、より精密なモデル開発を行え、従来経験や勘に頼ってきた運転について、より反応機構に基づいた議論が可能になることが期待できる。
## 謝辞

本研究を遂行するにあたり、汚泥をご提供いただきました実処理施設の関係各位に、深く感謝の意を表します。

## 英語概要

· 研究課題名 = 「Reaction mechanism analysis of recycling technology for organic wastes by anaerobic digestion」

・研究代表者名及び所属＝Taira HIDAKA (Kyoto University)

・共同研究名及び所属＝Fumitake NISHIMURA (Kyoto University) (2010 only)

• 要旨（200 語以内）= Basic fermentation experiments of lactate fermentation by Bacillus coagulans were performed to derive fundamental parameters of growth rate and inhibition effects. Microbial concentration was measured using both real-time polymerase chain reaction (PCR) and traditional methods. B. coagulans concentrations were suitably measured using real-time PCR. Three kinds of seed sludge were used for batch experiments under the same condition. When the sludge from a fermenter treating livestock and food waste was used, produced hydrogen quantity was the highest. A continuous thermophilic acid fermentation experiment was performed using kitchen garbage. Hydrogen fermentation occurred under the longer solids retention time (SRT) condition, and when SRT was set at shorter, lactate production increased. Simultaneously, microbial composition change from Clostridium spp. to Bacillus coagulans was observed. Applicability of real-time PCR quantification to monitor change in B. coagulans in kitchen garbage fermentation was verified. Competition between hydrogen producing bacteria and lactate producing bacteria was evaluated using batch experiments. A mathematical model including hydrogen and lactate producing bacteria and effect of inhibition was developed and it was verified with the experimental results. These results are useful for evaluating more complex acid fermentations.

・キーワード（5 語以内）= anaerobic digestion, lactate, hydrogen, real-time PCR, mathematical model
平成24年度

# 環境研究総合推進費補助金 研究事業 総合研究報告書

コンポスト施用の安全性と有効性の微生物学的

評価法の確立に関する研究

（K2407，）K2330，K22021

平成25年3月

大阪府立公衆衛生研究所 足立伸一

補助事業名 環境研究総合推進費補助金研究事業（平成22年度～平成24年度）

所管環境省
国庫補助金 47,605,000円

研究課題名 コンポスト施用の安全性と有効性の微生物学的評価法の確立に関する研究

研究期間 平成22年4月1日～平成25年3月31日

代表研究者名 足立 伸一 （大阪府立公衆衛生研究所）

研究分担者名 依田 知子 （大阪府立公衆衛生研究所）

中野 仁 (大阪府立公衆衛生研究所)

余野木 伸哉 （大阪府立公衆衛生研究所）

安達 史恵 （大阪府立公衆衛生研究所）

三輪 由佳 （地方独立行政法人 大阪府立環境農林水産総合研究所）

磯部 武志 （地方独立行政法人 大阪府立環境農林水産総合研究所）

細見 彰洋 （地方独立行政法人 大阪府立環境農林水産総合研究所）

辰巳 眞 (地方独立行政法人 大阪府立環境農林水産総合研究所)

中村 昇太 (大阪大学)
## 目次

総合研究報告書概要 …… 1

本文

1. 研究背景と目的 …… 15
1.1 コンポスト施用が植物に与える有効性について …… 15
1.2 コンポスト施用によるイチジク株枯病菌の抑止効果 …… 24

2. 土壌微生物の解析 …… 26

3. コンポストの減量となる余剰污泥中の病原性微生物の熱不活化の検討 …… 32

4. 引用文献 …… 39

5. 全体の結論 …… 41

6. 研究発表 …… 41

7. 知的財産権の取得状況 …… 43

8. ポンチ絵 …… 44

9. 英文概要 …… 45
環境研究総合推進費補助金 研究事業 総合研究報告書概要

研究課題名 コンポスト施用の安全性と有効性の微生物学的評価法の確立に関する 研究

研究番号（K2407，）K2330，K22021

国庫補助金精算所要額 47,605,000 円

研究期間 2010 年～2013 年

代表研究者名 足立 伸一（大阪府立公衆衛生研究所）

研究分担者名 依田 知子、中野 仁、余野木 伸哉、安達 史恵（大阪府立公衆衛生研究所）、磯部 武志、辰巳 真、三輪 由佳、細見 彰洋（地方独立行政法人 大阪府立環境農林水産総合研究所）、中村 昇太（大阪大学）

## 研究目的

有機性廃棄物のコンポスト化は、循環型社会構築の一つに位置づけられているが、コンポスト化率の高いヨーロッパ諸国に比べると、日本におけるその比率はかなり低い（文献1,2,3）。高いコンポストの利用率*を目指すためには、コンポストの需要を高めることが必要であるが、そのためにはコンポストの有効性と安全性を客観的視点から明確に示すことが重要である。そこで本研究では、コンポストの安全性の科学的根拠を示すため、コンポスト原料中に含まれる病原微生物の検出、施用土壤の微生物群の変遷や植物の生育に与える影響（土壤環境や土壤病防除など）を調査し、コンポスト施用における有効性及び安全性を微生物学的解析に基づき科学的に評価する。また、それぞれの農耕土壤に適したコンポスト施用（種類・量）方法を検討する。さらに病原微生物に対する安全性の確保についても検討する。

*コンポストの利用率：施肥量に占めるコンポストの割合

## 研究方法

## 1 ．コンポスト施用が植物に与える有効性について

1）牛糞およびバーク堆肥によるイチジク株枯病菌による病徴の軽減効果

指標とする植物に生長の早いイチジク、病原菌には土壌病原真菌であるイチジク株枯病菌Ceratocystis fimbriataを用いた。コンポストを施用し、土壌の微生物群を多様にすることで株枯病防除効果を調査した。その際、コンポストとして次の3種類（バーク堆肥施用土壌、牛糞堆肥連用果樹園土壌、およびバーク堆肥連用地植えイチジク園の土壌）とそれぞれの対照区を用いた。

2）牛糞堆肥連用によるイチジク株枯病菌による病徵の軽減効果
指標とする植物、病原菌には1）と同じものを用いた。コンポスト施用用土には、株枯病菌の病徴発現を緩和した牛糞堆肥連用区の土壤を使用した。

（1）コンポスト施用による株枯病防除効果を調査する目的で、牛糞堆肥連用土壤と対照土壤（無施用土壤）で栽培したイチジクからそれぞれ葉と枝を準備した。新梢については、野外の同一条件で生育した健全なイチジクから準備した。

i）イチジクの葉および枝に株枯病菌を接種し、容器内で一定期間培養し、病斑の拡大を観察した。(図1および2を参照)

図１ 葉への株枯病菌接種試験

図２ 枝への株枯病菌接種試験

ii）牛糞堆肥連用土壤と対照土壤をガラス瓶に入れ、その土壤中に株枯病菌を接種し、5日間培養した。その培養土壤にイチジク新梢を挿し木し、10日間培養して病斑の拡大を観察調査した。(図3)
図3 土壌への株枯病菌接種および新梢の挿し木試験

## 3 ）バーク堆肥連用による病徴の軽減効果

2）-ii)に引き続き、その追加実験を行った。指標とする植物、病原菌は同様。

コンポスト施用用土には、地植えイチジク園のバーク堆肥連用土壌およびその対照区の土壌を使用した。

（1）地植えイチジク園のバーク堆肥土壌と対照土壌をガラス瓶に入れ、その土壌中に株枯病菌を接種した。コンポスト施用による株枯病防除効果を調査する目的で、野外の一定条件で栽培した健全なイチジクから新梢を準備し、（1）で準備したイチジク新梢を挿し木し、容器内で一定期間培養して病斑の拡大を観察調査した。（上記図3を参照）

## 4 ）イチジクの生長に与えるコンポストの影響調査

（1）イチジクの生長に与える影響調査には、コンポストの有無、かん水量と施肥量（化学肥料）を変化させる処理区を設けて検討した。また、生長の計測に新梢の総延長や地下部乾物量だけでなく、果実重量や果実の糖度を使用した。

## 2 ．土壤中の微生物の解析について

## 1 ）土壌微生物群の DNA 抽出およびそのメタゲノム解析

土壤微生物群を解析するため、以下の項目に取り組んだ。

（１）土壤微生物群（細菌および真菌）の DNA 抽出法について検討

ビーズによる細胞破壊法（文献4）を参考に改良を検討した。