hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
メタン発酵リアクターの菌体濃度測定法の確立と分解速度の高効率化

基質制限培地とHRT/SRTを制御した培養を行って酢酸資化性メタン菌、H_2/CO_2資化性メタン生成菌濃度の測定法を確立するためにATP濃度、補酵素F_<420>濃度を測定する方法を確立した。これはメタン発酵リアクターの高効率化を図るためには不可欠な測定方法である。さらに、菌の活性を明確にするために位相差顕微鏡、蛍光落射装置、CCDカメラ、及び画像解析装置により、メタン生成菌に含まれる補酵素F_<420>の働きによって発生する蛍光をリアルタイムで計測し、このときの蛍光濃度がメタン生成菌の活性の指標になり得るかどうか検討した。酢酸資化性メタン菌及びH_2/CO_2資化性メタン生成菌を回分培養し、F_<420>蛍光濃度とメタン生成速度の計測を行った。いずれの菌においても両者は類似した挙動を示し、その相関は高かった。2種類の菌を比較すると、サンプルに含まれる汚泥と菌体とを分離しやすいH_2/CO_2資化性メタン菌の方が高い相関を示した。また従来リアクタ内菌体濃度の指標として用いられてきたMLVSS濃度と比較すると、F_<420>蛍光濃度の方がメタン生成速度の変化をより正確に反映していた。以上よりF_<420>蛍光濃度はメタン生成菌の活性の新しい指標になり得る可能性が示された。しかしメタン菌からの蛍光は、励起光照射条件によって大きく変化し、菌体が酸素に触れると退色が早くなるなど、測定の再現性を確保するためには、環境条件を一定にする必要があることが判明した。基質制限下におけるCSTRメタン発酵装置内の酸生成菌、CO_2/H_2合成菌、酢酸分解系メタン菌濃度の測定法を確立するために、ATP濃度、F_<420>補酵素およびC_0Mによる菌濃度を測定する方法を確立した。これはメタン発酵リアクターの高効率化を図るために重要な測定方法である。菌濃度の測定法の確立に続き、菌の活性を明確にするために蛍光顕微鏡(現有)、画像処理システム(現有)および位相差顕微鏡(申請)により、F_<420>補酵素の発生する蛍光濃度を指標にメタン発酵の活性を評価することを試みた。得られた結果は以下のとおりである。(1)顕微鏡下で画像処理するための菌のスライドクラス上での菌の固定法としてアルギン酸ナトリウムの添加が有効であった。(2)菌と混入物の分別には、2値化処理が有効であた。(3)サンプリング後のメタン菌に与える影響は酸素よりも紫外線の影響が大きかった。(4)H_2/CO_2資化性メタン菌のメタン生成速度と蛍光画素濃度との相関は極めて強く、メタン発酵槽の処理能力を評価するための指標となった。基質制限培地とHRT/SRTと制御したCSTRメタン発酵装置の基質を制御した培養を行って酢酸分解菌、CO2/H2合成菌濃度の測定法を確立するために、ATP濃度、F420濃度を測定する方法を確立した。さらに、菌の活性を明確にするために位相差顕微鏡(現有)、落射蛍光装置(本年度購入)及び画像解析装置(現有)により、F420補酵素により発生する蛍光濃度がメタン発酵の活性の指標となり得るかどうか検討した。メタン菌の蛍光は照射する励起光の影響を受け、褪色する現象が見られたが、これは励起光照射の影響の他に、サンプリング時の酸素暴露の影響も否定できないことがわかった。この褪色現象は著しい場合もあり解明が必要となった。従って来年度は装置を改良し、嫌気条件を保ちリアルタイムでメタン菌の蛍光濃度を計測できるシステムを構築する。

そしてこの装置を用いて、メタン菌螢光の褪色現象の解明、そしてメタン菌螢光濃度とメタン菌菌体濃度、さらに未着手のNADH濃度との関連について検討する。基質制限培地とHRT/SRTを制御した培養を行って酢酸資化性メタン菌、H_2/CO_2資化性メタン生成菌濃度の測定法を確立するためにATP濃度、補酵素F_<420>濃度を測定する方法を確立した。これはメタン発酵リアクターの高効率化を図るためには不可欠な測定方法である。さらに、菌の活性を明確にするために位相差顕微鏡、蛍光落射装置、CCDカメラ、及び画像解析装置により、メタン生成菌に含まれる補酵素F_<420>の働きによって発生する蛍光をリアルタイムで計測し、このときの蛍光濃度がメタン生成菌の活性の指標になり得るかどうか検討した。酢酸資化性メタン菌及びH_2/CO_2資化性メタン生成菌を回分培養し、F_<420>蛍光濃度とメタン生成速度の計測を行った。いずれの菌においても両者は類似した挙動を示し、その相関は高かった。2種類の菌を比較すると、サンプルに含まれる汚泥と菌体とを分離しやすいH_2/CO_2資化性メタン菌の方が高い相関を示した。また従来リアクタ内菌体濃度の指標として用いられてきたMLVSS濃度と比較すると、F_<420>蛍光濃度の方がメタン生成速度の変化をより正確に反映していた。以上よりF_<420>蛍光濃度はメタン生成菌の活性の新しい指標になり得る可能性が示された。しかしメタン菌からの蛍光は、励起光照射条件によって大きく変化し、菌体が酵素に触れると退色が早くなるなど、測定の再現性を確保するためには、環境条件を一定にする必要があることが判明した。
ポリマーゲル線量計を用いた線量検証システムの開発

第7回3次元ポリマーゲル線量計研究会にて、「ポリマーゲル線量計を用いたMR画像誘導放射線治療装置のQAに関する基礎研究」というタイトルで発表。第32回高精度放射線外部照射部会学術大会にて、「MR画像誘導放射線治療装置に対する3Dゲル線量計の適合性の基礎的検討」というタイトルで発表。当初の計画では、平成30年度中にポリマーゲル線量計を安定して製作できる環境を整えることが主な課題であった。平成30年度はポリマーゲル線量計開発のために必要な薬剤や装置、備品等の購入は済み、また世界的に広く利用されているポリマーゲル線量計MAGAT、PAGATやiPAGATを製作し線量計として利用可能であることを確認した。基礎実験は当初の想定以上に進展しており、また放射線量分布の3次元的な取得やQAへの適応など、本年度は大幅に研究を前進させることができた。また、これらについて本研究に関係する研究会、また学会で発表を行った。本研究の目的であるポリマーゲル線量計を用いた線量検証システムの開発については、システムの要であるファントムの試作を行い、また線量解析用ソフトウェアも50%程度開発した。本来平成32年度に実施する予定であった実験を、平成30年度中に簡易的に行った。これにより、現在製作可能なポリマーゲル線量計の限界を確認した。具体的には小線源治療のような大線量に適したポリマーゲルを当院では現在作成できないということである。しかしながら、この限界を超えるポリマーゲル線量計の開発の目処を立てたため、今後はそれらの開発に専念する。当初の令和元年度の研究計画では、MR画像誘導放射線治療装置における磁場の線量分布への影響を解析する予定であったが、本項目に関しては平成30年度中に多くの論文が発表されたため、本研究では実施しないこととする。しかし、この研究の代わりにMR画像誘導放射線治療装置のQAにポリマーゲル線量計が適応可能かどうか検討を進め、放射線治療のより高い品質保証が可能か検討を行うこととする。また平成30年度中の研究が大幅な進展を見せたため、追加実験としてポリマーゲル線量計内で細胞を培養可能かどうか検討する。また、当初の計画であった線量検証システムの構築も引き続き進めていく。購入したい物品はあったが、納期の関係上当該年度中の納品が間に合わないことが判明したため、次年度使用額が生じた。したがって、本助成額は当該年度に納期が間に合わなかった消耗品、備品を翌年度に購入するために使用することとする。
腐植物質生成における各種無機成分と酵素の役割

本研究の目的は、土壌環境中で通常見出される酸化物、一次鉱物、粘土鉱物ならびに酵素を供試し、これらが腐植物の生成に如何なる役割を果たしているかを総合的に解析することである。かかる目的を達成するために、まず酸化物、一次鉱物および粘土鉱物と酵素によって影響される腐植様物質の生成を室内モデル実験により詳細に調べた。ついで生成した腐植物物質の各種の性状を光学的および物質化学的手段を駆使して調べた。さらにこれらの人工腐植物質と自然土壌中に存在する腐植物質の性状を比較した。得られた研究結果は以下のように要約される。1.酸化物として、マンガン、鉄、アルミニウムおよびケイ素の酸化物を合成し、これらによる腐植物様物質の生成状況を研究したところ、マンガン酸化物(二酸化マンガン)の触媒効果は、他の療化物と比べてはるかに強力であることをはじめて明らかにした。2.各種の粘土鉱物および一次鉱物を供試して、これらの触媒能を上記と同様に研究した。供試粘土鉱物間ではモンモリロナイト、一次鉱物間ではテフロライトの効果が顕著であることを明らかにした。3.腐植様物質の生成に及ぼす酵素の触媒効果は、基質特異性により顕著に変化することを明らかにした。例えば、ラッカ-ゼはp-位に水酸基を有するフェノ-ルの腐植様物質への変化を顕講に促進した。4.腐植物質の生成にはラジカル反応が含まれていることを明らかにするとともに、腐植化度の高い物質が形成される場合には特徴のあるX線反射(002面)を示す積層構造が形成されることを明らかにした。5.前記の触媒によってその生成が促進された腐植様物質の性状(光学的および物理化学的諸性質)は、いずれも自然土壌から分離・精製した腐植物質と類似しており、供試無機物および酵素は土壌中における腐植物質の生成において重要な役割を果たしたいるものと結論した。本研究の目的は、土壌中で通常見出される酸化物、一次鉱物、粘土鉱物と酸素を供試し、これらが腐植物質の生成に如何なる役割を果たしているかを総合的に解析することである。かかる目的を達成するために、まず酸化物、一次鉱物および粘土鉱物と酵素によって影響される腐植様物質の生成を室内モデル実験により調べ、ついで生成した腐植様物質の性状を光学的および物理化学的手段を用いて調べ、さらに人工腐植様物質と自然土壌中の腐植物質の性状を比較した。得られた結果は以下のように要約される。1.酸化物としてマンガン、鉄、アルミニウムおよびケイ素酸化物を合成し、これらの酸化物による腐植様物質の生成に関する効果を調べた所、マンガン酸化物の触媒効果は他の酸化物に比べてはるかに強力であることを明らかにした。2.上記と同様にして、いくつかの粘土鉱物および一次鉱物の触媒効果を調べた。その結果、供試粘土鉱物間でハモンモリロナイト、供試一次鉱物間ではテフロライトの効果が顕著であることを認めた。3.腐植様物質の生成に及ぼす酵素の触媒効果は、基質特異性により著しく変化することを明らかにした。例えば、ラッカーゼはp-位に水酸基を有するフェノールの腐植酸様物質への変化を著しく促進した。4.腐植様物質の生成にはラジカル反応が含まれていることを明らかにするとともに、腐植化度の高い物質が生成される場合には積層構造を有することを明らかにした。5.前記の触媒によってその生成が促進された腐植様物質は、元素組成光学的性質およびX線回折パターンなどの面において、自然土壌中の腐植物質に類似していることを認めた。6.来年度は、上記の知見を更に発展させる予定である。

本研究の目的は、土壌環境中で通常見出される酸化物、一次鉱物、粘土鉱物と酵素を供試し、これらが腐植物質の生成に如何なる役割を果たしているかを総合的に解析することである。かかる目的を達成するために、まず酸化物、一次鉱物および粘土鉱物と酵素によって影響される腐植様物質の生成を室内モデル実験により詳細に調べ、ついで生成した腐植様物質の各種の性状を光学的および物理化学的手段を駆使して調べ、さらに人口腐植様物質と自然土壌中に存在する腐植様物質の性状を比較した。得られた結果は以下のように要約される。1.酸化物として、マンガン、鉄、アルミニウムおよびケイ素の酸化物を合成し、これらによる腐植様物質の生成状況を研究したところ、マンガン酸化物の触媒効果は、他の酸化物と比べてはるかに強力であることを本年度においても確認した。2.各種の粘土鉱物および一次鉱物を供試して、これらの触媒効果を上記と同様に研究した。その結果、供試粘土鉱物間ではモンモリロナイト、一次鉱物間ではテフロライトの効果が顕著であることを確認した。3.腐植様物質の生成に及ぼす触媒効果は、基質特異性により著しく変化することを確認した。例えば、ラッカ-ゼはP-位に水酸基を有するフェノ-ル性物質の腐植様物質への変化を顕著に促進した。4.腐植様物質の生成にはラジカル反応が含まれていることを確認するとともに、腐植化度の高い物質が形成される場合には特有なX線反射(002面)を示す積層構造が形成されることを確認した。5.前記の触媒によってその生成が促進された腐植様物質の性状を詳細に調べた。元素組成、光学的性質および物理化学的諸性質はいずれも自然土壌から分離・精製した腐植物質と類似しており、それらの触媒は土壌中における腐植物質の生成において重要な役割を果たしていた。
口腔細菌による動脈硬化発症における先天性免疫因子gp-340の機能解析

2.gp-340のタンパク発現レベルが高かったS. mutans OMZ175を用いて、同様にHAECと共培養した後、上清を回収し、gp-340のタンパク発現を抗gp-340モノクローナル抗体を用いたウエスタンブロットで確認した。その結果、分子量220 kDa以上の高分子領域にこの抗体と反応するdiffuse bandが確認された。3.S. mutans OMZ175を用いて、MOI=1で8、12,48時間共培養した時のmRNAおよびタンパク発現のタイムコースを調べた。その結果、共培養時間が増すにつれてgp-340の発現は、mRNAおよびタンパクのいずれのレベルも上昇した。また、各時間において、S. mutans刺激サンプルは対照に比して、有意に高い発現レベルを示した。4.Antibiotic protection assayを用いて、HAECgp-340(+)およびHAECgp-340(-)へのS. mutansの侵入を調べた。その結果、HAECgp-340(+)に比べてHAECgp-340(-)へは、約2倍量の菌が侵入することが認められた。さらに、唾液より精製したgp-340を反応系に加えて、S. mutansのHAECgp-340(-)への侵入に及ぼす影響を調べたところ、gp-340の用量依存的にS. mutansの侵入が抑制されることが認められた。今年度は、当初の計画に沿ってほぼ順調に実験を行うことができた。これまで、S. mutansの刺激によりHAECからgp-340 mRNAが誘導されることを確認していたが、タンパク発現を確認することはできなかった。今回、ドットブロットアッセイの検出感度を上げることにより、培養上清中のgp-340タンパクを定量することに成功した。また、ウエスタンブロットによりこのタンパクがgp-340であることを確認した。その後、S. mutans各血清型菌株の刺激によるHAECからのgp-340発現量の比較、代表菌株を用いての遺伝子およびタンパク発現のタイムコースを調べた。さらにsiRNAを用いてgp-340の産生を抑制したHAECを作製し、gp-340がS. mutansのHAECへの侵入に及ぼす作用を確認することができた。これらの理由から、進捗状況としてはおおむね順調であり、次年度に向けて実験を進めて行く予定である。まず、S. mutansのHAECへの付着に及ぼすgp-340の作用を確認する。HAECgp-340(+)およびHAECgp-340(-)へのS. mutansの付着を、免疫染色の後、蛍光顕微鏡や共晶点レーザー顕微鏡観察で調べる。また、付着菌数を培養法で定量する。次にHAECgp-340(+)およびHAECgp-340(-)をS. mutansと共培養し、培地上清中に含まれる炎症性サイトカインをELISA法で定量する。同様にして、HAEC表面に誘導される細胞接着因子をcell ELISA法で定量する。さらにHAECからのgp-340誘導に関与するS. mutans菌体成分の分離精製に着手する。

まず、S. mutansのHAECへの付着に及ぼすgp-340の作用を確認する。HAECgp-340(+)およびHAECgp-340(-)へのS. mutansの付着を、免疫染色の後、蛍光顕微鏡や共晶点レーザー顕微鏡観察で調べる。また、付着菌数を培養法で定量する。次にHAECgp-340(+)およびHAECgp-340(-)をS. mutansと共培養し、培地上清中に含まれる炎症性サイトカインをELISA法で定量する。同様にして、HAEC表面に誘導される細胞接着因子をcell ELISA法で定量する。さらにHAECからのgp-340誘導に関与するS. mutans菌体成分の分離精製に着手する。当初計画で明らかにする予定であったgp-340の産生がS. mutansのHAECへの付着に及ぼす影響を確認できなかった。当該研究に用いる予定の消耗品費を使用しなかったため、次年度使用額が生じることとなった。
中枢神経障害と睡眠・覚醒リズム異常におけるメラトニン動態の研究

メラトニンは松果体から分泌されるホルモンでヒトの生物時計の調整における重要な役割を担っている。中枢神経障害児においては、しばしば睡眠覚醒リズム障害が認められ、近年、それに対しメラトニンの経口投与が有効であるという報告がなされている。しかし、中枢神経障害児においてメラトニン動態がどのように障害されているか、またメラトニン経口投与がどのように影響するのか等、基礎的研究は非常に少なく、メラトニンの有効投与量、投与方法、副作用などもまだ明らかにされていない。本研究は、中枢神経障害児8例の睡眠覚醒リズム障害を解析し、メラトニンの尿中代謝産物であるサルファトキシメラトニン(aMT6s)動態との関連を検討した。非24時間睡眠覚醒リズム障害を呈する2例においては尿中aMT6sは明らかなピークを認めず低値、睡眠相後退症候群の1例ではピークが早朝にシフト、特定不能の睡眠障害5例では尿中aMT6sは日内リズムは認められたが濃度は睡眠障害のない病院コントロール児に比べて低値であった。すなわち、中枢神経障害に合併した睡眠障害はメラトニン分泌障害と関連していることが示唆された。これらの患児を含めて14例にメラトニンを就寝前に36mg投与し、その効果を睡眠導入効果、睡眠維持効果、日中の活動性の改善の3項目で評価し、改善項目3項目が著効、2項目が有効、1項目がやや有効とし判定した。その結果、著効3例(21%)、有効4例(29%)、やや有効5例(36%)、無効2例(14%)であった。副作用は、明らかなものはなかった。いまだ少数例ではあるが、メラトニンは中枢神経障害をもつ児に合併する睡眠障害に対して有効かつ安全であった。今後もさらに症例を加えて検討する。中枢神経障害児の睡眠覚醒リズム障害と、血中メラトニン(MT)および尿中代謝産物サルファトキシメラトニン(aMT6s)の動態との関連を検討した。血中MTと尿中aMT6sを同時測定し、尿中aMT6sが血中MTを反映する事を確認した。1996年度に、睡眠リズム障害を合併したRett症候群(RS)2例にMT分泌障害がある事を報告した(脳と発達1996;28:S334)。すなわち、非24時間睡眠覚醒障害(Non-24)1例で患児の入眠時間に一致してMTが上昇していた。一方、中途覚醒型の睡眠障害1例では、夜間のMT分泌上昇がなかった。さらに1997年度には、睡眠リズム障害を合併した中枢神経障害児8例(男4例、女4例)における、尿中aMT6s日内リズムと睡眠障害の関連を報告する(1997年、日本小児神経学会、名古屋)。基礎患者はWest症候群(WS)既往4例、RS3例、両側無眼球症1例。年齢は2歳3カ月14歳2カ月(平均8歳8カ月)で、国際分類(ICSD)に従った睡眠障害の型は、非24時間睡眠覚醒障害(Non-24)2例、睡眠相後退症候群(DSPS)1例、特定不能5例(中途覚醒3例、昼間過眠2例)であった。導尿にて23時間毎、2448時間採尿し、RIA法(キットCIR104,CID社)で測定し、成人コントロールの値を参考として比較した。全例で、24時間および夜間(0-6時)ともに尿中aMT6sは成人コントロールの値より低かった。尿中aMT6sは、Non-24の2例ではピークはなく著明な低値であった。DSPS1例ではピークが朝(6-9時)にずれていた。

特定不能群では、夜間にaMT6sのピークを認めたもの3例、ピークがずれていたもの1例、ピークがないもの1例であった。すなわち、中枢神経障害児における睡眠覚醒リズム障害とメラトニン日内リズムは密接な関連があった。私達は、中枢神経障害児の睡眠覚醒リズム障害には、メラトニンの日内リズムの障害があることを報告した(1997年、日本小児神経学会、名古屋)。すなわち、持続導尿による24時間の尿中スルファトキシメラトニン(aMT6s)日内リズムは、非24時間睡眠覚醒障害ではaMT6sの夜間の分泌上昇がなく、睡眠相後退症候群ではピークが朝にずれ、特定不能の睡眠障害では種々の異常があった。次に、これらの中枢神経障害に関連した睡眠覚醒リズム障害を有する患児14例において、旭川医科大学の倫理委員会の承認および両親の承諾を得てメラトニン内服治療を行い、その効果と副作用を検討した。メラトニン開始前、1カ月、2カ月、3カ月、5カ月、8カ月において、理学所見、血液、生化学、内分泌系を検討した。メラトニンの効果は、睡眠導入効果、維持効果、活動性の改善の3項目で判定し、改善項目3項目を著効、2項目を有効、1項目をやや有効、改善のないものを無効とした。14例中著効3例、有効4例、やや有効5例、無効2例であった。やや有効以上の12症例では、睡眠導入効果は全例で認められたが、9例では睡眠維持が困難であった。副作用の検討では、末梢血、検尿、生化学には明らかな異常はなく、内分泌系では、メラトニン投与期間内に二次性徴が発来した2例(11歳、12歳)以外は明らか変化はなかった(1997年、メラトニン研究会、東京)。以上、プレリミナリではあるが中枢神経障害に伴う睡眠覚醒リズム障害においてはメラトニン分泌障害が関与し、その治療にメラトニンが有効であり、明らかな副作用がないことを明らかにした。今後、さらに症例を重ねて検討する。平成9年度に中枢神経障害児の睡眠覚醒リズム障害とMTの尿中代謝産物であるサルファトキシメラトニン(aMT6s)の日内リズムの関連を報告した(脳と発達1997;29:S200)。すなわちnon-24睡眠覚醒リズム障害を呈する児においては尿中aMT6sは明らかなピークを認めず低値、睡眠相後退症候群ではピークが早朝にシフト、特定不能の睡眠障害では尿中aMT6sは日内リズムは認められたが濃度は睡眠障害のない病院コントロール児に比べて低値であった。その後、旭川医科大学小児科および旭川療育センター小児科に通院中の睡眠障害を呈した14例において、メラトニンの経口投与の効果を検討し報告した(脳と発達1998;30:S221)。メラトニンを36mg投与し、その効果を睡眠導入効果、睡眠維持効果、日中の活動性の改善の3項目で評価し、改善項目3項目が著効、2項目が有効、1項目がやや有効とし判定した。その結果、著効3例(21%)、有効4例(29%)、やや有効5例(36%)、無効2例(14%)であった。副作用は、明らかなものはなかった。いまだ少数例ではあるが、メラトニンは中枢神経障害をもつ児に合併する睡眠障害に対して有効かつ安全であった。
積雪制御による天然更新促進技術の開発

林地における積雪の量・期間を人為的に制御することで、暗色雪腐病菌による自然散布種子の感染被害を抑え、天然更新を促進するための技術を開発した。苗畑野外実験、コンテナ人工接種試験、林内実証試験の結果から、天然更新を促進するための積雪制御手法としては、特に低標高において、地表の凹凸処理が最も有効である可能性の高いことが示唆された。冬期間の土壌凍結を促進することで、菌類の種子への感染・加害を抑制し、自然散布種子の発芽率を向上させる効果が期待できる。1.積雪制御手法の適用が林床環境および種子の菌感染と活性に及ぼす影響を明らかにするため、コンテナボックスを用いた積雪環境制御下でのエゾマツ・トドマツ・ウダイカンバ種子への暗色雪腐病菌の野外人工接種を行った。その結果、除雪・融雪剤散布・雪囲い・嵩上げの4つの積雪制御処理がいずれも融雪の早期化に有効であること、厳冬期の土壌凍結が有意に菌の種子への感染を抑制すること、1週間程度のわずかな融雪の早期化が感染後の発病(種子の失活)を抑制する可能性のあること、を明らかにした。2.比較的大きな面積の林冠ギャップに広がるササ地および、ササ地を「かきおこし」処理により鉱質土壌を露出させた地表において、暗色雪腐病菌のエゾマツ種子への感染を調査した。2011年秋の積雪開始期に、ササ地区、強度かきおこし区、弱度かきおこし区の地表にシードバッグにエゾマツ種子を封入して設置した。2012年の雪解け時の5月から6月に回収し、菌の分離を行なった。その結果、いずれの調査地でも暗色雪腐病菌はほとんど感染していないことが明らかになった。3.積雪制御手法の適用が積雪状態と林床環境に及ぼす影響、および積雪制御に伴う林床環境の変化が種子の菌感染と活性に及ぼす影響を明らかにするため、天然林内での実証試験を開始した。演習林内の2か所(標高400m、700m)に3つの処理区(除雪、融雪剤散布、凹凸)と対照区を各3か所、計24か所(12か所×2調査地)の試験区を設置し、積雪深と土壌凍結深を定期的に測定した。また、各試験区の地表面にデータロガーを設置し、温度と土壌水分を計測した。トドマツとエゾマツの種子をそれぞれシードバックに入れ、各試験区の土壌表面に設置した。1.積雪制御が林床環境に及ぼす影響を明らかにするため、天然林内で3種類の積雪制御手法(凹凸処理、除雪、融雪剤散布)を適用し、積雪深、土壌凍結深、地表温度、土壌水分量の推移を測定した。その結果、次の点を明らかにした。1地表の凹凸処理は冬期間に土壌凍結を顕著に促進し、これに伴い地表温度と土壌含水率の低下をもたらす。2春先の除雪は、消雪を早期化することで土壌凍結の融解・地表温度上昇・土壌乾燥の早期化に寄与する。3天然林内での融雪剤散布には融雪効果がほとんど見られない。2.積雪制御に伴う林床環境の変化が種子の菌感染と活性に及ぼす影響を明らかにするため、上記1.と同一の試験区に針葉樹2種(トドマツ、エゾマツ)の種子を設置し、融雪後の菌類感染率、健全種子率、発芽率を調べた。1地表の凹凸処理は、特に低標高において、菌類の種子への感染・加害を抑制する可能性がある。2除雪および融雪剤散布には菌類の種子への感染・加害を抑制する可能性は非常に低い。3.本研究期間中に実施した野外実験、林内実証試験の結果より、天然更新を促進するための積雪制御手法として、地表の凹凸処理が最も有効である可能性の高いことが示された。重機を用いた地表の凹凸処理は実用化も比較的容易であると考えられ、冬期間の土壌凍結を促進することで、菌類の種子への感染・加害を抑制し、自然散布種子の発芽率を向上させる効果が期待できる。1.積雪制御手法の適用が積雪状態と林床環境に及ぼす影響を明らかにするための野外実験を開始した。11月中旬、演習林苗畑に4つの処理区(除雪、融雪剤散布、雪囲い、凹凸)と対照区を各4か所、計20か所の試験区を設置し、積雪深と土壌凍結深を定期的に測定した。3月中旬には除雪と融雪剤散布の各処理を実施した。2.積雪制御手法の適用が種子の菌感染と種子活性に及ぼす影響を明らかにするための野外実験を開始した。1月中旬、演習林内の平坦地に4つの処理区(除雪、融雪剤散布、雪囲い、嵩上げ)と2つの対照区(接種、非接種)を各4か所、計24か所の試験区(コンテナボックス)を設置した。

非接種区を除く各試験区の土壌には暗色雪腐病菌を接種した。トドマツ、エゾマツ、ウダイカンバの種子をそれぞれシードバックに入れ、各試験区の土壌表面に置いた。積雪深を定期的に測定し、データロガーにより地表面温度と土壌水分を計測した。3月中旬には除雪と融雪剤散布の各処理を実施した。3.積雪下で種子が暗色雪腐病菌に感染する時期を特定するため、自然条件下の林床にエゾマツ種子を入れたシードバッグを設置し、暗色雪腐病菌への感染率と種子の活性率の変化を調査した。その結果、種子菌感染率は積雪開始の1ヶ月後から増加したが、その後は変化せず、融雪期において再び増加した。一方、種子活性は積雪期間を通して徐々に減少した。野外実験を通じて積雪制御手法の適用が林床環境および種子の菌感染と活性に及ぼす影響について知見が得られたとともに、当初の計画に従って林内実証試験を開始できたため。当初の計画に従って2種類の野外実験を開始できたとともに、積雪下においてエゾマツ種子が暗色雪腐病菌に感染する時期について知見が得られたため。当初の計画に従い、平成24年度から実施中の林内実証試験を継続するとともに、得られたデータの解析を行う。本試験および平成2324年度に実施した野外実験の結果に基づき、積雪制御手法の適用が積雪動態に及ぼす影響、および積雪動態が林床環境と種子の菌感染・活性に及ぼす影響を明らかにする。研究結果を踏まえ、天然更新の促進に有効で実用化が可能と考えられる積雪制御手法を提示する。当初の計画に従い、平成23年度から実施中の野外実験によって得られたデータの解析を行う。また、積雪制御手法の適用が積雪状態と林床環境に及ぼす影響、および積雪制御に伴う林床環境の変化が種子の菌感染と種子活性に及ぼす影響について、天然林内で実証試験を行う。今冬も気温の低い日が続いたため雪解けが例年よりも遅れており、林内実証試験の期間が予定よりも長引いている。そのため、種子からの菌分離や活性試験、データ解析に加えて、積雪処理の実施やシードバッグの回収・運搬、試験区の原状回復(凹凸処理区の穴埋め戻し)等に研究費を使用する計画である。今冬は例年になく気温が低く推移したために雪解けが遅れ、野外実験の期間が予定よりも長引いた。そのため、積雪処理の追加実施やシードバッグの回収・運搬、試験地の後片付け等に研究費を使用する計画である。
小中高の複数の学年で利用できる数学的モデリング教材の開発と評価の整備に向けた研究

本研究においては、「モデルの再構成」を促す複数の学年で利用できる数学的モデリングのための教材の開発と、生徒のモデリング活動に対する評価とりわけ観点別学習状況の評価の客観的で信頼性の高い評価活動のための「観点別評価一覧表」の充実や評価計画の整備を主たる目的とする。教材開発については、中高6年間で利用できる教材開発を小学校にまで広げて小中高12年間での利用を見通した教材開発に着手する。今年度は各校種において、以下のように教材開発及び授業実践を行った。小学生(高学年)に対しては「指定の容積の容器を1枚の紙から作る」課題をグラフ電卓を活用しながら探求する教材、中学生に対しては比例・反比例の単元において「身の回りにある比例・反比例の関係を見いだす」課題をグラフ電卓を活用しながら探究する教材、高校生に対しては三角比を用いて「道路標示の仕組み」をタブレットパソコン等のICTを活用しながら探究する教材をそれぞれ開発及び授業実践を行った。また、3Dプリンターを活用しながら空間認知に関する教材開発や上記の課題を異なる校種において系統的に実施する研究に着手した。評価については、まず、教師アンケート調査を実施し、拙稿(平成1719年度の科研費(奨励研究))で示した「4点法と択一式」の方法や、平成21年度に示した「CT値」を用いて定量的に分析しながら先行研究で指摘されている「教師間の意識のずれ」を再確認した。本研究においては、研修を通して「教師間の意識」を統一していく実践研究を行った。意識のずれの大きい問題や課題を上記のアンケート調査から抽出し、それを「教材」として教師間で討議を行う活動(研修会)を行った。これにより、各教師の観点別評価に対する深い見方を育成し、日々の指導や評価活動の向上に繋げることができた。
薬物乱用抑止に資するための表面増強ラマン分光法を用いた現場分析システムの開発

本研究は銀ナノ粒子による表面増強ラマン分光(SERS)法により、各種乱用薬物を含有する違法錠剤から高感度に成分を特定する手法を開発することを目的とした。SERS法を新しい乱用薬物現場分析法として用いるため、以下の検討を行った。1銀ナノ粒子の合成法の最適化高いラマン増強効果を示す銀ナノ粒子合成法を模索した結果、硝酸銀をクエン酸三ナトウウムで還元する方法が最適であった。最適化した銀ナノ粒子をTEMで観察したところ、その粒径は約50nmであった。2乱用薬物をSERSで分析するための前処理法の検討MDMA錠剤を用いて前処理法を検討した。これらの錠剤は様々な色をしており、前処理を行わないと蛍光が強く、ラマン分析が困難である。代表的な麻薬が塩基性薬物であることに着目し、アルカリ性化で液-液抽出を行った。約5mgの錠剤粉末を採取し、炭酸ナトリウムを加えてクロロホルムで抽出した。クロロホルム層をピペットで取り、そこに塩酸、銀ナノ粒子溶液を加えた。アルカリ性化ではクロロホルム層にあった薬物は、塩酸を加えることで水層に移り、銀ナノ粒子と作用してSERSを発現する。この方法を用いることで、10種類の錠剤からMDMAのピークを確認することができた。3各種乱用薬物のSERS法による増強効果の確認GC/MSによって定性・定量を行った錠剤試料について、上記の方法で増強効果の確認を行った。その結果、覚せい剤は約10万倍、MDMAは約1万倍、2CIは約5万倍、ヘロインは約1万倍、コカインは約1万倍であり、十分な増強効果を示した。本法は、スペクトルによって薬物を同定することが可能になるので、従来法では検査困難であった薬物を現場で検査することが可能になる。従来法と本法を組み合わせて、実用的かつ正確な乱用薬物の現場分析システムとして確立できた。本研究の成果を実際の犯罪現場で生かしていきたい。
草食性昆虫の食性進化の化学生態学的解析

多様な草食性昆虫の寄主選択と生態適応に関わる植物化学因子について,化学生態学的な見地から解析し,昆虫-植物間に繰り広げられる進化適応過程について考察を進めた.チョウ類の寄主選択における行動制御因子:みかん科およびウマノスズクサ科を食草とするアゲハチョウ類の幼虫摂食と成虫産卵行動を制御する活性物質を化学的に明らかにし,各系統間における共通因子と特異因子の比較から,寄主転換の進化プロセスを考察した.その結果,進化の頂点にあるアゲハも原始的なギフチョウも幼虫摂食/成虫産卵刺激因子ともにフラボノイド配糖体を主体とする高極性物質であることが判明し,寄主認識分子機構に重要な知見を与えた.また,同じ化学受容基盤でありながら逆の応答刺激を司る摂食/産卵阻害物質との関連を解析し,新たな生理活性物質を明らかにした.アブラムシ類の吸汁行動制御因子:吸汁性半翅類ソラマメヒゲナガアブラムシにおいて,寄主のマメ科植物に含まれる吸汁行動制御因子として未知のフラボノール配糖体クマル酸エステルの構造を解明,アブラムシの寄主認識機構の核心に迫ることができた.ミバエ科の行動制御因子:ミバエ類は世界的な最重要害虫を含み,各種果樹を食害する.各種ミバエについて果実に含まれる産卵行動開発因子,性行動誘発因子の解析を行った.一方,ミバエ類の雄成虫を誘引する共生蘭の花に含まれるフェロモン前駆体の化学的解析により,送粉共生系に関わる活性因子をつきとめることができ,一連のフェニルプロパノイド化合物の生理・生態学的機能を明らかにした.この他に,植物よりアルカロイド・テルペン成分など防御物質を摂取蓄積する鱗翅目・膜翅目・鞘翅目・半翅目昆虫相の特異な生存戦略を明らかにした.以上,昆虫-植物相互作用に関わる多様な科学的要因の比較解析から,植物二次代謝物の食性進化に及ぼす生理・生態学的役割について総合的に考察した.多様な草食性昆虫の寄主選択と生態適応に関わる植物化学因子について,化学生態学的な見地から解析し,昆虫-植物間に繰り広げられる進化適応過程について考察を進めた.チョウ類の寄主選択における行動制御因子:みかん科およびウマノスズクサ科を食草とするアゲハチョウ類の幼虫摂食と成虫産卵行動を制御する活性物質を化学的に明らかにし,各系統間における共通因子と特異因子の比較から,寄主転換の進化プロセスを考察した.その結果,進化の頂点にあるアゲハも原始的なギフチョウも幼虫摂食/成虫産卵刺激因子ともにフラボノイド配糖体を主体とする高極性物質であることが判明し,寄主認識分子機構に重要な知見を与えた.また,同じ化学受容基盤でありながら逆の応答刺激を司る摂食/産卵阻害物質との関連を解析し,新たな生理活性物質を明らかにした.アブラムシ類の吸汁行動制御因子:吸汁性半翅類ソラマメヒゲナガアブラムシにおいて,寄主のマメ科植物に含まれる吸汁行動制御因子として未知のフラボノール配糖体クマル酸エステルの構造を解明,アブラムシの寄主認識機構の核心に迫ることができた.ミバエ科の行動制御因子:ミバエ類は世界的な最重要害虫を含み,各種果樹を食害する.各種ミバエについて果実に含まれる産卵行動開発因子,性行動誘発因子の解析を行った.一方,ミバエ類の雄成虫を誘引する共生蘭の花に含まれるフェロモン前駆体の化学的解析により,送粉共生系に関わる活性因子をつきとめることができ,一連のフェニルプロパノイド化合物の生理・生態学的機能を明らかにした.この他に,植物よりアルカロイド・テルペン成分など防御物質を摂取蓄積する鱗翅目・膜翅目・鞘翅目・半翅目昆虫相の特異な生存戦略を明らかにした.以上,昆虫-植物相互作用に関わる多様な科学的要因の比較解析から,植物二次代謝物の食性進化に及ぼす生理・生態学的役割について総合的に考察した.アゲハチョウ科の寄主認識成分の化学分析アゲハの食草である各種ミカン科植物には,成虫の産卵を促す産卵刺激物質が含まれている.これまでに,ウンシュウミカンより10種の活性成分を明らかにしたが,同様に産卵対象となるサンショウには異なる産卵刺激物質群が含まれていることが判明した.両植物構成成分に対する反応性の比較から複合系寄主認識機構について解析を進めた.アゲハと食性の類似したPapilio属アゲハ類について産卵刺激成分の比較追跡を行なった結果,コクサギ(ミカン科)よりカラスアゲハに強い活性を示す新たなフェニルプロパノイド系物質を明らかにすることができた.ミバエ科の行動制御物質の化学分析ミバエ類は世界的な果樹害虫を含み,特にミカンコミバエやチチュウカイミバエなど最重要害虫はいろいろな果樹を食害する.ミカン類を好むミカンコミバエが産卵対象果実をどのように認識し産卵に至るのかを調べるため,同果皮抽出物に含まれる産卵管伸長刺激因子の生物検定を行なった.一方,チチュウカイミバエの配偶行動を解発する要因を追及した結果,寄主果樹に含まれる揮発性成分が極めて重要な役割を果てしていることが明らかとなった.とくにセスキテルペンのα-コパエンの生態学的機能について行動学的見地から解析を行ない,寄主適応性との関連を食性進化の観点から考察した.本年度は植食性昆虫の寄主選択に関わる植物成分について,とくにカラスアゲハ,ヤマトアザミテントウを材料として追究し,以下の成果を得た.カラスアゲハの産卵刺激物質Papilio属アゲハの多くはミカン科を食草としている.

カラスアゲハP.Bianorの寄主植物コクサギに含まれる産卵刺激物質を追究した結果,(-)-4-(E)-caffeoyl-L-threonic acidおよび(-)-2-C-methyl-D-erythrono-1,4-lactoneを活性因子として同定することができた.アゲハ,クロアゲハなど,これまでに発見されているPapolio属アゲハ類の産卵刺激物質は,フラボノイド,アルカロイド,サイクリトールなどを含むが,今回明らかにしたγ-ラクトンはどのカテゴリーにも属さない化合物である.産卵刺激物質の植物化学的プロフィルの比較から,Papilio属アゲハの食性進化の背景にある要因について考察した.ヤマトアザミテントウの摂食阻害因子ヤマトアザミテントウはアザミ類を寄主とするが,非寄主のアザミ類に含まれるフラボノイドの一種ペクトリナリンよって摂食阻害を受ける.各種のアザミに含まれるフラボノイドの分布と摂食阻害作用の関係について調べた結果,忌避されるアザミ葉には同物質の含有量が異常に高いことが判明した.これらの植物二次代謝物と昆虫との相互作用は,特定の植食性昆虫との共進化的プロセスによって発達してきた可能性があることから,昆虫ー植物相互の適応過程について解析した.草食性昆虫の寄主認識成分におけるフラボノイドの重要性草食性昆虫が寄主転換しながら種分化していく過程で,元の寄主と新寄主のあいだに介在し食性進化誘導に関わる共通的化学因子を探り出すことが,本研究計画における最も重要な課題であった.今年度,原始的なアゲハチョウ科であるギフチョウおよび吸汁性半翅類ソラマメヒゲナガアブラムシにおいて,いずれもフラボノール配糖体が寄主認識に決定的な化学的要因になっていることを明らかにすることができた.先に解明したPapilio属アゲハの産卵刺激・阻害フラボノイド,アザミテントウにおける摂食阻害フラボノイドとあわせて,昆虫綱全体の寄主認識要因におけるフラボノイドの重要性を示すものであり,昆虫自身が特定の指標化合物として利用している植物二次代謝産物の機能をマクロに捉えることが可能になってきた.草食性昆虫の行動制御因子におけるフェニルプロパノイドの重要性フラボノイドとあわせて本研究でクローズアップされてきた植物二次代謝産物は,フェニルプロパノイド類である.オナガアゲハ,カラスアゲハの産卵刺激物質として一連の桂皮酸誘導体の産卵刺激作用が明らかになってきている.一方,Bactrocera属をはじめとするミバエ類は世界的な果樹害虫を含み,特にミカンコミバエ類は多数種の果実を食害する.同種群において強力な雄誘引因子として機能しているフェニルプロパノイド類が広食性を規定する要因の中においてどのような役割を果しているのかについて解析を進めた.本年度は最終年度にあたるため植食性昆虫の寄主選択と生態適応に関わる植物成分について,包括的な見地から研究を推進し,以下の成果を得た.チョウ類の寄主選択における情報化学因子:アゲハチョウ類の多くはミカン科およびウマノスズクサ科を食草としている.寄主認識に関わる化学的要因を,両群の植物種を利用するアゲハ,ギフチョウ,ジャコウアゲハにおいて解析した.前2種の幼虫摂食刺激因子はフラボノイド配糖体を主体とする高極性物質であり成虫における産卵刺激物質との関連性が注目された.このことは,幼虫と成虫の寄主認識分子機構に重要な知見を与えるものであり,食性進化の背景にある必須の化学的要因となっていることが示された.ミバエ科の行動制御因子:ミバエ類は世界的な最重要害虫を含み,各種果樹を食害する.
アンボンドPC連続はりの曲げ及びせん断耐荷特性とその定量化に関する研究

本研究では、まず2スパンPC連続はりの載荷試験によりアンボンド、ボンドタイプの曲げ耐荷挙動を比較し、定量化について検討した。次いで、PC鋼材付着の有無がせん断耐荷挙動に及ぼす影響を単純はりと連続はりの両者に対して検討した。また、アンボンドPCの1形態である外ケーブルPCに関して最近の研究成果を総合的に整理した。本研究から得られた主な結果を要約すると以下のとおりである。(1)鋼材料や載荷位置によらず、アンボンドPC連続はりの最大曲げ耐力はボンドはりに比べ1020%低下する。横拘束筋(ρv=2.5%)による耐力の増大は前者の方が大きい。(2)アンボンドはりはボンドはりに比べ剛性が小さい。f'_C=85N/mm^2の高強度はりはf'_C=45N/mm^2の普通強度はりに比べたわみが小さく剛性が大きい反面、最大耐力時のたわみは逆にかなり大きい。また、鋼材付着の有無によらず横拘束筋により靭性が著しく向上する。(3)アンボンドはりでは荷重作用によるPC鋼材応力の増加量はかなり小さくなるが、横拘束筋の配置や高強度コンクリートの適用により終局時の鋼材応力はかなり増大する。(4)PC鋼材変形適合係数をボンドはりではβ=1.0アンボンドはりではβ=0.2と仮定した簡易な非線形解折により、ひび割れ後から終局時までのモーメントの再分配や曲げ耐荷挙動が大略推定でき、通常の極限解析法で両はりの最大曲げ耐力を精度よく算定できる。(5)PC鋼材付着の有無で曲げひび割れの分散性が異なり、付着のある方が曲げせん断ひび割れの発生・進展によりせん断破壊が先行しやすく、鋼材付着の有無で破壊形式が著しく変化する。また、PC連続はりのせん断耐力に関しては、鋼材付着の有無によらず土木学会示方書設計式は部分安全係数の値をすべて1.0に設定してもかなり安全側となる。本研究では、PC鋼材量・配筋状態、横拘束筋の有無、載荷位置を要因としてアンボンドとボンドタイプの2スパンPC連続はりの載荷試験を行い、変形、PC鋼材応力、最大耐力、曲げひび割れ発生以降から終局状態に到るまでの曲げモーメント再配分挙動などを両タイプで比較し、併せて繰返し計算法による非線形解析を実施して実験値と比較した。(1)PC鋼材配筋状態や載荷位置によらず、アンボンドはりの最大曲げ耐力はボンドはりより1020%低下する。前者の横拘束筋(ρ_v=2.5%)による耐力の増大は後者より大きい。(2)曲げひび割れ発生以降では、アンボンドはりはボンドはりに比べて剛性が低下する。また、横拘束筋を配置すると最大耐力以降の塑性変形性能(靱性)が著しく向上する。(3)PC鋼材配筋状態や載荷位置によらず、アンボンドはりでは荷重によるPC鋼材応力の増加量がかなり小さいが、横拘束筋を配置すると終局時の鋼材応力はかなり増大する。(4)終局時までの荷重-中間支点、載荷点モーメント関係の曲線形状はPC鋼材配筋状態や載荷位置で異なるが、PC鋼材付着や横拘束筋の有無で特に顕著な差はみられない。

(5)コンクリートの応力-ひずみ関係のモデル式に断面のひずみ勾配の影響を考慮し、PC鋼材に対する変形適合計数βの値をボンドはりではβ=1.0、アンボンドはりでは近似的にβ=0.2と仮定した簡易な非線形解析法で終局時までの挙動が大略推定でき、また通常の極限解析法で両はりの最大曲げ耐力をかなり精度よく算定できた。しかし、アンボンドPC連続はりの適切なβ値に関しては、さらにデータを蓄積し検討する必要がある。本年度は、コンクリート強度を主要因(f'_c=45、85N/mm^2)とした2スパンPC連続はりの載荷試験よりアンボンドとボンドタイプの曲げ耐荷挙動を比較し、その定量化手法を検討した。また、両タイプのPC単純はりと連続はりに関してせん断耐荷挙動を検討した。本研究から得られた主な結果を要約すると以下のとおりである。(1)PC鋼材付着の有無によらず、f'_c=85N/mm^2の高強度コンクリートはりの最大曲げ耐力はf'_c=45N/mm^2の普通強度はりより10%程度大きい。また、前者は後者に比べて最大耐力付近までのたわみは小さく剛性が大きい反面、最大耐力時のたわみは逆にかなり大きくなるという変形特性を有する。横拘束筋による靭性の改善効果は後者の方が大きい。(2)アンボンド連続はりでは荷重によるPC鋼材応力の増加量がかなり小さくなるが、高強度コンクリートの適用により終局時までのPC鋼材応力の増加量はかなり増大する。(3)終局時のモーメント再分配率とACI基準の許容再分配率の間には相関性がみられたが、鋼材付着の有無やコンクリート強度との関連も含め今後デ-tの蓄積が重要である。(4)コンクリート強度を変数とした応力・ひずみ式を用い、PC鋼材変形適合係数βをボンドはりでβ=1.0、アンボンドはりではβ=0.2と仮定した簡易な非線形解析で終局時までの曲げ耐荷挙動が大略推定でき、極限解析法により終局曲げ耐力の算定が可能である。(5)PC鋼材付着の有無で曲げひび割れの分散性が異なり、付着のある方が曲げせん断ひび割れの発生・進展によりせん断破壊が先行しやすく、付着の有無で破壊形式が著しく変化する。また、PC連続はりのせん断耐力に関しては、鋼材付着の有無によらず土木学会示方書設計式は部分安全係数の値をすべて1.0に設定してもかなり安全側となる。
法律行為解釈の構造と方法に関する現代的課題とその検討

本研究の目的は、現代社会の要請に対応した法律行為解釈の方法論を提示することである。まず、法律行為解釈の構造と方法に関する基礎理論を構築するために、従来の法律行為解釈論の検討に加え、隣接科学(行動経済学等)の知見をふまえた研究を遂行する。また、各論的研究として、現代型契約や家族関係・相続、国際取引について、個別の法制度と法律行為解釈の連関を整理・分析する。さらに、裁判例や契約書式等を分析し、取引慣行・社会規範の分析を行う。これらの研究成果をふまえ、法律行為解釈の基礎理論を構築するとともに、社会実態やその要請に対応し、実務家にも受容可能な「実用的」法律行為解釈方法論を提示することを目指す。
半乾燥地における水土利用の変容と地域環境の保全に関する研究

本研究では,半乾燥地域の持続的農業のために,適正な水土利用と管理に関する提言をおこなうことを目的とし,タリム河流域の農業水利と塩類集積の発生要因について検討した。その結果,この地域特有の農業水利の現状がある程度把握できた。特に冬季潅漑の特殊性が明確となった。また,塩類集積の発生についても,従来,この地域で云われていた高い地下水位を原因とする説とは異なる要因の予測ができた。本研究では,対象とする半乾燥地域の持続的農業のために,適正な水土利用と管理に関する提言をおこなうことを目的としている。そのために,データの蓄積をおこなう必要があり,これまでの調査を継続する方向で,地下水や土壌水分などの連続観測,ならびに土壌分析などの現地調査を実施した。土壌塩類の調査から,排水路付近で塩類集積が発生していることが確認された。そして,塩類集積の被害が大きい圃場では,地下水位,土壌水分が高く推移する傾向も確認された。このことから,高い地下水位と蒸発散による地下水の上方移動によって塩類集積が進行すると推察された。しかしながら,夏期は塩類集秘が問題となる地下水位ではなかった。そこで,本地区の塩類集積の発生は,地下水位以外に要因があると推定した。潅漑前後の土壌塩類の鉛直分布を測定した結果,潅漑によるリーチング効果があったものの、23m深の土層に含まれる塩類は,排水路に近接する圃場に側方移動する可能性が示唆された。また,土壌調査の結果から,40cm深までの粘土含有率が塩類集積に影響すると考えられた。すなわち,粘質土を多く含む地点では浸透速度が遅く,一方で蒸発散にともなう毛管現象による上方への移動が下降浸透を上回るため塩類集積が生じると推察される。このことを踏まえると,夏季には土性に起因する土中水の移動が,また冬春季の土壌凍結・融解峙にはこれに加えて地下水位と土壌水分の状態が塩類集積に影響を及ぼしているものと推測した。この融解時の塩類移動について検証するため,34月に現地調査を実施した。その結果,土壌凍結による塩類の供給と融解による表層への塩類集積の加速が推察された。本年度は研究の最終年にあたり,地下水と土壌水分の連続観測の継続と土壌のECをはじめとする物理・化学的要因の把握,農業水利に関する調査をおこなった。潅漑前後の土壌塩類の鉛直分布を測定した結果,過年度とは異なり,潅漑によるリーチング効果は認められなかった。また,作物の生育状況と土壌のEC,土壌物理性の関係から,生育状況の悪い地点では表土部分のECが高い傾向がみられた。透水性と生育状況には明確な関連は認められなかった。圃場への潅漑の実態調査の結果,局所的な標高の高低差さえも厳密に把握し,上流優先の配水を実施していることが確認された。さらに節水潅漑に関するヒアリング調査より,効率的な実施には課題の多いことが示された。これまでの研究結果から,粘質土を多く含む地点では浸透速度が遅く,一方で蒸発散にともなう毛管現象による上方への移動が下降浸透を上回るため塩類集積が生じると推察される。このことを踏まえると,夏季には土性に起因する土中水の移動が,また,冬春季の土壌凍結・融解時にはこれに加えて地下水位と土壌水分の状態が塩類集積に影響を及ぼしているもことが示唆された。さらに潅区全体の水利用について,過去10年間の配水データから,渇水年には必ずしも上流優先に配水されている状況にないことが確認された。この原因については,十分な検討ができなかった。成果の社会還元を目途としたシンポジウムは,中国側の事情から計画を変更して日本のみで実施した。