研究者データベース

岩渕 和則(イワブチ カズノリ)
農学研究院 基盤研究部門 生物環境工学分野
教授

基本情報

所属

  • 農学研究院 基盤研究部門 生物環境工学分野

職名

  • 教授

学位

  • 博士(農学)(北海道大学)

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J-Global ID

研究キーワード

  • バイオ炭利用作物生産/ Crop production using biochar   循環型社会/ Sustainable society   堆肥化/ Composting   PM2.5抑制/ PM2.5 reduction   バイオマス燃料/ Solid biomass fuel   バイオ炭/ Bio char   半炭化/ Torrefaction   

研究分野

  • 環境・農学 / 農業環境工学、農業情報工学 / Bioresource Engineering
  • 環境・農学 / 農業環境工学、農業情報工学 / Bioresource Engineering

職歴

  • 2012年04月 - 現在 北海道大学 大学院 教授(農学研究院)
  • 2010年04月 - 2012年03月 宇都宮大学 農学部 評議員
  • 2006年11月 - 2012年03月 宇都宮大学 教授(農学部)
  • 2008年04月 - 2010年03月 東京農工大学 大学院連合農学研究科 代議員
  • 2000年08月 - 2006年10月 宇都宮大学 助教授(農学部)
  • 2002年04月 - 2004年03月 宇都宮大学農学部 学部長補佐
  • 1993年 - 2000年07月 山形大学 助教授(農学部)
  • 1996年 - 1997年 Visiting Professor, School of Engineering, University of Guelph (CANADA)
  • 1987年 - 1993年 山形大学 助手(農学部)

所属学協会

  • 日本農業工学会   日本熱物性学会   日本畜産学会   米国農業生物工学会(ASABE)   廃棄物資源循環学会   農業施設学会   農業食料工学会   ASAE   Japanese society of Agri. Machinery   

研究活動情報

論文

  • Shoki Ochiai, Kazunori Iwabuchi, Takanori Itoh, Toshihiro Watanabe, Mitsuru Osaki, Katsumori Taniguro
    Journal of Soil Science and Plant Nutrition 2020年10月 [査読有り][通常論文]
  • Takanori Itoh, Kazunori Iwabuchi, Naohiro Maemoku, Siyao Chen, Katsumori Taniguro
    PLOS ONE 15 5 e0233027 - e0233027 2020年05月29日 [査読有り][通常論文]
  • Takanori Itoh, Kazunori Iwabuchi, Nana Fujiwara, Takumi Narita, Dolgormaa Mendbayar, Mitsushi Kamide, Shinobu Niwa, Yutaka Matsumi
    Fuel Processing Technology 2020年03月 [査読有り][通常論文]
  • Shiho Ishikawa, Kazunori Iwabuchi, Keiji Takahashi, Ryoichi Hara, Hiroyuki Kita
    Engineering in Agriculture, Environment and Food 12 2 155 - 161 2019年04月 [査読有り][通常論文]
  • Takanori Itoh, Kazunori Iwabuchi, Naohiro Maemoku, Izumi Sasaki, Katsumori Taniguro
    Waste Management 85 66 - 72 2019年02月 [査読有り][通常論文]
  • Koki Maeda, Fumihito Miyatake, Ryoki Asano, Kei-ichi Nakajima, Takeki Maeda, Kazunori Iwabuchi
    Chemosphere 206 310 - 319 2018年09月01日 [査読有り][通常論文]
     
    Animal manure is a source of the greenhouse gas nitrous oxide (N2O), therefore understanding the mechanisms underlying its production is essential for developing mitigating strategies and sustainable livestock production system. In this study, microbial communities potentially involved in multiple emission peaks during initial stage of laboratory-scale dairy manure composting with forced aeration system were investigated. Mature compost was used for the bulking agent. Change of overall bacterial community and nitrification-denitrification gene abundance were monitored by using 16S rRNA gene amoA, nirS, nirK or nosZ genes, respectively. Three N2O emission peaks were observed when the temperature reached at 45, 60 and 72 °C, at the same timing of oxygen consumption peaks. The maximum N2O emission peak was 3.86 mg h−1 kg−1 TS when the temperature reached at 60 °C. The shift of bacterial community among these experimental periods was significant, orders Flavobacteriales, Burkholderiales and Xanthomonadales increased, while orders belong to Bacillales, Lactobacillales, Clostridiales and Bacteroidales decreased. In addition, abundance of two denitrification genes (nirS and nosZ) significantly increased during this period. Clone library analysis of these genes showed that significantly increased sequences belonged to Pseudomonas-like clusters for both genes, indicates that denitrifiers possesses these genes are involved for these N2O emission peaks caused by mature compost addition.
  • Takanori Itoh, Kazunori Iwabuchi, Kumpei Ota
    PLOS ONE 13 4 e0196249 - e0196249 2018年04月23日 [査読有り][通常論文]
  • Naoto Shimizu, Joko Nugroho Wahyu Karyadi, Michio Harano, Kazunori Iwabuchi, Toshinori Kimura
    Engineering in Agriculture, Environment and Food 11 2 65 - 73 2018年04月01日 [査読有り][通常論文]
     
    The aim of this study was to determine the appropriate strategy for cattle manure composting with forced aeration. The composting of cattle manure was conducted using an 18.8 L reactor with three different amounts of total air supplied (1080, 3240 and 10,800 L/kg dry mass) during 360 h of composting using continuous and on/off sequencing (20 min/h) aeration methods and three turning patterns (no turning, full turning and turning with position change). The degradation of organic matter in three-stage systems (the compost was turned every 120 h over the 360 h period) was significantly affected by total air supply volume and was large in the case of on/off sequence aeration. The pattern of moisture change was more affected by turning than by aeration modes. The optimal composting conditions for organic matter degradation (maximum of 37.7%) were aeration rate: 0.45 L/min kg dm, aeration mode: on/off sequencing process and full turning. The total accumulated weight losses and heat generated during composting indicated significant effects of the total air supplied and were large in the case of the continuous process.
  • Torrefaction of high moisture content biomass in an industrial rotary kiln combustion type reactor
    Bakri, S. N. S, Iwabuchi, K, Yoshimoto, R, Taniguro, K
    J. of JSAM 80 2 123 - 132 2018年03月 [査読有り][通常論文]
  • Shiho Ishikawa, Kazunori Iwabuchi, Michio Komiya, Ryoichi Hara, Jun Takano
    Engineering in Agriculture, Environment and Food 9 2 165 - 170 2016年04月01日 [査読有り][通常論文]
     
    In order to consider the potential for electricity supply from a biogas power generation system (BGP) located adjacent to a livestock barn, the power balance was determined by using both simulation and actual measurement. Examination of power balances at the barn and the BGP showed that a certain amount of electricity for supply could be secured based on load leveling in both tie-stall barns and free-stall barns. BGPs are a viable renewable energy (RE) power source that can produce enough electricity for system operation and maintenance as well as a significant surplus of supply for power companies and other users. BGPs have the potential to allow output control appropriate for the relevant amount of gas storage. Further, output control based on the use of a gas holder in combination with changes in the number of biogas generators could allow more efficient usage of biogas. Specifically, the range of power output adjustment can be widened through parallel operation of several biogas generators, instead of a single generator. In other words, one biogas generator uses a constant power supply, and the other uses it to control the output for the related amount of gas storage. In this way, the possibility of achieving a constant electricity output through biogas power generation system and a regulated power supply was demonstrated.
  • Shiho Ishikawa, Kazunori Iwabuchi, Jun Takano
    Engineering in Agriculture, Environment and Food 9 1 56 - 63 2016年01月01日 [査読有り][通常論文]
     
    In this study, power demand leveling technologies were evaluated through the adjustment of electrical equipment operating times based on the results of a measurement survey on livestock feeding management system electricity usage. The results showed peak power demand at two specific times. One was during milking time, when a pipeline milker, a bulk cooler and other milking equipment were used. In the other case, power demand peaked early in the morning and at night, when electric water heaters were in operation, due to the large number of milking cows and the time-consuming milking method used. In either case, it was found that ventilation fans and other incidental facilities used over extended periods were major consumers and accounted for the base of power demand, and that power consumption would definitely be reduced by peak power demand leveling through adjustment of operational methods for this equipment. It was found that operational control involving the introduction of inverters and the operation of ventilation fans only in parlors and holding areas during milking reduced daily power consumption by utmost 40% on farms with milking parlors and by approximately 30% on farms without. The use of an ice builder to pre-cool raw milk on large-scale farms could reduce daily power consumption by approximately 13%. When combined with the reduced power consumption from operational control of ventilation fans, power consumption could be reduced by over 50%.
  • Rika Kitamura, Kazuo Ishii, Isamu Maeda, Toshinori Kozaki, Kazunori Iwabuchi, Takahiro Saito
    JOURNAL OF BIOSCIENCE AND BIOENGINEERING 121 1 57 - 65 2016年01月 [査読有り][通常論文]
     
    Biofiltration technology based on microbial degradation and assimilation is used for the removal of malodorous compounds, such as ammonia. Microbes that degrade malodorous and/or organic substances are involved in composting and are retained after composting; therefore, mature composts can serve as an ideal candidate for a biofilter medium. In this study, we focused on different types of raw compost materials, as these are important factors determining the bacterial community profile and the chemical component of the compost. Therefore, bacterial community profiles, the abundance of the bacterial ammonia monooxygenase gene (amoA), and the quantities of chemical components were analyzed in composts produced from either food waste or cattle manure. The community profiles with the lowest beta diversity were obtained from single type of cattle manure compost. However, cattle manure composts showed greater alpha diversity, contained higher amounts of various rRNA gene fragments than those of food waste composts and contained the amoA gene by relative quantification, and Proteobacteria were abundantly found and nitrifying bacteria were detected in it. Nitrifying bacteria are responsible for ammonia oxidation and mainly belong to the Proteobacteria or Nitrospira phyla. The quantities of chemical components, such as salt, phosphorus, and nitrogen, differed between the cattle manure and food waste composts, indicating that the raw materials provided different fermentation environments that were crucial for the formation of different community profiles. The results also suggest that cattle manure might be a more suitable raw material for the production of composts to be used in the biofiltration of ammonia. (C) 2015, The Society for Biotechnology, Japan. All rights reserved.
  • エネルギーの安定的供給を目的としたバイオガス発電施設併設型畜舎における需要電力の平準化
    石川志保, 岩渕和則, 高野準, 松田從三
    農業施設 45 2 54 - 61 2014年 [査読有り][通常論文]
  • 乳牛ふん尿の灌水同時施肥を可能とする固液分離機併用型好気性ふん尿発酵
    山下善道, 福原資雄, 岩田晃一郎, 佐藤達雄, 荒木肇, 近江谷和彦, 清水直人, 岩渕和則
    農業施設 45 1 8 - 13 2014年 [査読有り][通常論文]
  • 塩化マグネシウムの添加が堆肥化早期のstruvite生成とアンモニア揮散とに及ぼす影響
    前田武己, 佐久間雅紀, 工藤洋晃, 立石貴浩, 築城幹典, 宮竹史仁, 岩渕和則, 前田高輝
    農業施設 44 3 100 - 106 2013年 [査読有り][通常論文]
  • 中久保亮, 小島陽一郎, 岩渕和則, 門間崇広, 松田従三, 近江谷和彦
    農業機械学会誌 75 1 45 - 51 2013年 [査読有り][通常論文]
  • 戻し堆肥の混合が堆肥化初期過程の一酸化二窒素(N2O)排出速度に及ぼす影響
    宮竹史仁, 鈴木康浩, 谷昌幸, 加藤拓, 前田高輝, 前田武己, 岩渕和則
    農業施設 43 1,2 41 - 48 2012年 [査読有り][通常論文]
  • 和田芳彦, 野呂瀬幸政, 岩渕和則, 谷黒克守
    廃棄物資源循環学会論文誌 22 3 225 - 230 2011年 [査読有り][通常論文]
  • 乳牛ふんの含水率が堆肥化初期過程の一酸化二窒素およびメタンの排出速度に及ぼす影響
    宮竹史仁, 久保田峻野, 谷昌幸, 加藤拓, 岩渕和則, 前田武己, 前田高輝
    農業施設 42 1 18 - 25 2011年 [査読有り][通常論文]
  • 異なる副資材の混合が乳牛ふん堆肥化の温度,酸素消費速度,アンモニアガス濃度および堆肥成分に及ぼす影響
    宮竹史仁, 阿部佳之, 本田善文, 岩渕和則, 谷昌幸, 加藤拓
    農業施設 41 3 111 - 117 2010年 [査読有り][通常論文]
  • Iwabuchi, K
    J. of JSAM 71 1 131 - 132 2009年 [査読有り][通常論文]
  • 野呂瀬幸政, 岩渕和則, 池田喜雄, 倉島太一, 宮竹史仁
    農業施設 39 4 279 - 284 2009年 [査読有り][通常論文]
  • 野呂瀬幸政, 岩渕和則, Saludes, R
    農業施設 39 4 285 - 294 2009年 [査読有り][通常論文]
  • 宮竹史仁, 阿部佳之, 本田善, 岩渕和則
    農業施設 39 4 295 - 302 2009年 [査読有り][通常論文]
  • 含水率管理による食品廃棄物の飼料化
    野呂瀬幸政, 岩渕和則, Saludes, R
    農業施設 40 3 167 - 176 2009年 [査読有り][通常論文]
  • Ronaldo B. Saludes, Kazunori Iwabuchi, Fumihito Miyatake, Yoshiyuki Abe, Yoshifumi Honda
    BIORESOURCE TECHNOLOGY 99 15 7285 - 7290 2008年10月 [査読有り][通常論文]
     
    The aim of this research was to evaluate the use of manufacturing wallboard paper scraps as an alternative bulking agent for dairy cattle manure composting. The characteristics of the composting process were studied based on the changes in physico-chemical parameters and compost quality. Composting of dairy cattle manure with wallboard paper was performed in a 481-L cylindrical reactor with vacuum-type aeration. Rapid degradation of organic matter was observed during the thermophilic stage of composting due to high microbial activity. High temperature and alkaline pH conditions promoted intense ammonia emission during the early stage of composting. The number of mesophilic and thermophilic microorganisms were found to be affected by changes in temperature at different composting stages. The total nitrogen (N), phosphorus (P), potassium (K), and sodium (Na) concentrations of the mixture did not change significantly after 28 days of composting. However, the presence of gypsum in the paper scraps increased the calcium content of the final compost. The wallboard paper had no phyto-inhibitory effects as shown by high germination index of final compost (GI = 99%). (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.
  • 宮竹史仁, 岩渕和則, 阿部佳之, 本田善文
    農業機械学会誌 70 2 97 - 103 2008年 [査読有り][通常論文]
  • 宮竹史仁, 阿部佳之, 本田善文, 岩渕和則
    農業施設 39 1 33 - 40 2008年 [査読有り][通常論文]
  • R. B. Saludes, K. Iwabuchi, A. Kayanuma, T. Shiga
    BIOSYSTEMS ENGINEERING 98 2 198 - 205 2007年10月 [査読有り][通常論文]
     
    A thermophilic-mesophilic sequence of composting was compared with continuous thermophilic composting in a small-scale laboratory reactor. Dairy cattle manure was allowed to self-heat adiabatically for one week prior to individual temperature treatments at 20, 37, and 55 degrees C. Preliminary self-heating was carried out to naturally activated indigenous compost microorganisms to attain thermophilic condition. Microbial activity during composting was monitored by measuring oxygen uptake rate (OUR). Total active microbial biomass was measured using the adenosine triphosphate (ATP) bioluminescence technique. Organic matter degradation was determined by measuring the volatile solids content of compost samples. Results showed that composting at 55 degrees C promotes the rapid degradation of organic matter as shown by high cumulative oxygen uptake. Composting at 37 degrees C also exhibited high microbial activity probably due to degradation of complex organic compounds. Microbial biomass was found to be high at 20 and 37 degrees C, indicating larger microbial communities at lower compost temperatures. Organic matter degradation analysis revealed no large differences in the final solid degradation rate at 55 and 37 degrees C. The study suggests the importance of a thermophilic-mesophilic sequence in composting to maximise the extent of organic matter degradation. (C) 2007 IAgrE. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.
  • Iwabuchi. K, L. Otten
    J. of JSAM 69 1 86 - 88 2007年 [査読有り][通常論文]
  • 宮竹史仁, 岩渕和則, 阿部佳之, 本田善文
    農業機械学会誌 69 2 48 - 54 2007年 [査読有り][通常論文]
  • F Miyatake, K Iwabuchi
    BIORESOURCE TECHNOLOGY 97 7 961 - 965 2006年05月 [査読有り][通常論文]
     
    Investigations were carried out to find out the relationship between temperature and microbial activity in dairy cattle manure composting using oxygen uptake rate, specific growth rate and enzymatic activities during autothermal and isothermal composting experiments. In autothermal composting, oxygen uptake rate and specific growth rate were found to be most intensive in order of 43 degrees C, 60 degrees C and 54 degrees C. Isothermal composting at 54 degrees C resulted highest levels of enzymatic activity and promoted the volatile solids reduction. Based on the maximum enzymatic activity, specific growth rate appeared to be more closely linked with microbial activity in compost than with oxygen uptake rate. The enhancement of specific growth rate, enzymatic activity and volatile solids reduction were induced at 54 degrees C in cattle manure composting. (c) 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.
  • 池川直樹, 岩渕和則, 宮竹史仁, 関本均, 柏嵜勝
    農業機械学会誌 68 5 41 - 51 2006年 [査読有り][通常論文]
  • F Miyatake, K Iwabuchi
    BIORESOURCE TECHNOLOGY 96 16 1821 - 1825 2005年11月 [査読有り][通常論文]
     
    To clarify the characteristics of thermophilic bacteria in cattle manure compost, enzymatic activity and species diversity of cultivated bacteria were investigated at 54, 60, 63, 66 and 70 degrees C, which were dependent on composting temperature. The highest level of thermophilic bacterial activity was observed at 54 degrees C. Following an increase in temperature to 63 degrees C, a reduction in bacterial diversity was observed. At 66 degrees C, bacterial diversity increased again, and diverse bacteria including Thermus spp. and thermophilic Bacillus spp. appeared to adapt to the higher temperature. At 70 degrees C, bacterial activity measured as superoxide dismutase and catalase activity was significantly higher than at 66 degrees C. However, the decomposition rate of protein in the compost was lower than the rate at 66 degrees C due to the higher compost temperature. (c) 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.
  • 宮竹史仁, 岩渕和則, 木村俊範
    農業機械学会誌 65 2 101 - 105 2003年 [査読無し][通常論文]
  • 宮竹史仁, 岩渕和則
    農業機械学会誌 65 3 146 - 148 2003年 [査読無し][通常論文]
  • 中野 芳雄, 岩渕 和則
    農業機械学会誌 62 5 120 - 122 2000年 [査読無し][通常論文]
  • K Iwabuchi, T Kimura, L Otten
    BIORESOURCE TECHNOLOGY 70 3 293 - 297 1999年12月 [査読有り][通常論文]
     
    This paper describes the thermal properties (effective thermal conductivity and thermal diffusivity) of an organic waste used to model the composting process in relation to volumetric water content at 20 degrees C. The organic waste was a mixture of fresh dairy cattle feces and sawdust with a ratio of one-to-one on a dry weight basis. The thermal probe method was used to determine the effective thermal diffusivity. The effective thermal conductivities were found to increase with volumetric water content, and ranged from 0.0500 to 0.202 W m(-1) K-1 at volumetric water contents of 0% and 44.2%, respectively. The thermal diffusivity was not affected by the volumetric water content, and was found to have a mean value of 1.08 x 10(-7) m(2) s(-1). (C) 1999 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.
  • 岩渕 和則, 木村 俊範
    農業機械学会誌 59 5 29 - 35 1997年 [査読有り][通常論文]
  • Matsushima, U, Iwabuchi, K
    Environ. Control in Biol. 34 4 335 - 338 1996年 [査読有り][通常論文]
  • 岩渕 和則, 木村 俊範, 上出 順一
    農業機械学会誌 56 2 135 - 138 1994年 [査読有り][通常論文]
  • 岩渕 和則, 木村 俊範
    農業機械学会誌 56 2 67 - 74 1994年 [査読無し][通常論文]
  • 廃棄物学会論文集 5 1 36 - 38 1994年 [査読無し][通常論文]
  • K KANAHAMA, M SUDA, K IWABUCHI
    JOURNAL OF THE JAPANESE SOCIETY FOR HORTICULTURAL SCIENCE 62 2 377 - 382 1993年09月 [査読有り][通常論文]
     
    The angle of divergence between each pair of neighboring leaves on wild tomato plants, Lycopersicon pimpinellifolium (Jusl.) Mill., was measured with a semicircular protractor with an accuracy of +/- 2.5 degrees. Not only in individual plants but in different plants with 10 leaves, the angles between pairs of mature leaves that developed sequentially on the main shoot with left-handed phyllotaxis ranged widely, from a maximum of 154.7 degrees between the first leaf and the second leaf and a minimum of 119.3 degrees between the second and the third leaf. The angle between the each pair of neighboring leaves from the third and the tenth leaf was intermediate, ranging between 120.3 to 141.3 degrees. The mean angle of divergence on one plant was calculated to be 135.3 degrees. The same pattern was observed also in plants with right-handed phyllotaxis that developed 10 or 11 leaves on the main shoot. The angle of divergence between the terminal leaf and the first inflorescence was almost identical as that of pairs of leaves on the main shoot. The arrangement of nodes 7 to 12 of leaf primordia on the main shoot was similar. These results indicate that the phyllotaxis of tomato plants was 3/8, with an angle of divergence of 135 degrees, as calculated by the orthostichy system. Because the accuracy of measurement was within +/- 2.5 degrees, our results would also be compatible with phyllotaxis of 5/13 (about 138.4 degrees), 8/21 (about 137.1 degrees), 13/34 (about 137.6 degrees), or the limiting value of the main series in Schimper-Braun's law, (3-square-root 5)/2, (about 137.5 degrees).
  • 金浜 耕基, 須田 実, 岩渕 和則
    園芸学会雑誌 62 2 377 - 382 1993年 [査読有り][通常論文]
  • 岩渕 和則, 上出 順一
    農業機械学会誌 55 3 73 - 79 1993年 [査読有り][通常論文]
  • Iwabuchi,K, Matsuda,J
    J. of Agric. Struc., Japan 23 3 111 - 116 1993年 [査読有り][通常論文]
  • 岩渕和則, 上出順一, 木村俊範
    農業機械学会誌 55 5 59 - 66 1993年 [査読無し][通常論文]
  • 生物系廃棄物のコンポスト化におけるミクロ・マクロ現象の解析とその照合
    地球環境研究 26 113 - 166 1993年 [査読無し][通常論文]
  • 牛糞搾汁液によるメタンガス生成−回分操作による実験−
    岩渕和則, 松田従三
    農業施設 19 1 5 - 9 1988年 [査読無し][通常論文]

書籍

  • あぐり博士と考える北海道の食と農
    岩渕 和則 (担当:分担執筆)
    北海道新聞社 2014年
  • 最新 畜産ハンドブック
    岩渕 和則 (担当:分担執筆)
    講談社サイエンティフィク 2014年
  • バイオマス技術入門
    岩渕 和則 
    社)地域資源循環技術センター 2009年
  • コンポスト化技術による資源循環の実現
    岩渕 和則 (担当:分担執筆範囲:コンポスト化および材料の熱的解析)
    シーエムシー 2009年
  • バイオマス用語事典
    岩渕 和則 
    オーム社 2006年
  • 栃木から世界をのぞく
    岩渕 和則 (担当:分担執筆範囲:ふん尿の隠れた力)
    下野新聞社 2005年
  • A Study of the Heat Production Rate during Composting of Dairy Cattle Feces
    Proceeding of International Symposium on Automation and Robotics in Bioproduction and Processing 1995年
  • Relation between micro and macro phase phenomena during composting of biological wastes such as animal wastes and kitchen residues(共著)
    ASAE, Proceeding of Seventh International Symposium on Agricultural and Food Processing Waste 1995年
  • Thermal Properties of Agricultural Organic Wastes
    ASAE, Proceeding of Seventh International Symposium on Agricultural and Food Processing Waste 1995年

講演・口頭発表等

  • 循環社会と糞尿利用  [通常講演]
    岩渕和則
    地球研・北大合同地球環境セミナー 2015年11月 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等 北海道大学農学部大講堂,札幌市 北海道大学工学研究院,総合地球環境学研究所
  • Reinvigoration of the regional agriculture and energy industries in the Philippines through effective utilization of unused resources  [招待講演]
    岩渕 和則
    International Conference on Harnessing Environment-Friendly Technologies on Waste Utilization 2013年12月 口頭発表(招待・特別) Legazpi City, Republic of the Philippines Bicol University
  • 堆肥化技術概論  [招待講演]
    岩渕 和則
    バイオマスタウン形成促進のための地域における人材育成事業、バイオマス利活用中央研修会 2009年05月 公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等 東京都港区 (社)地域資源循環技術センター

特許

  • 特許第4382856号:有機性廃棄物の処理方法及び熱エネルギー利用方法  
    岩渕 和則
  • 特許第4538595号:バイオマス材料の処理方法及び処理装置並びに熱エネルギー利用方法  
    岩渕 和則

受賞

  • 2010年02月 平成21年度宇都宮大学 ベストレクチャー賞
     
    受賞者: 岩渕 和則
  • 2008年12月 平成20年度宇都宮大学 優秀講義賞
     
    受賞者: 岩渕 和則
  • 2006年 神戸大学農学部食料環境システム学科 生産環境工学コースBest Teacher Award
     
    受賞者: 岩渕 和則
  • 1997年 農業機械学会東北支部奨励賞

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(B))
    研究期間 : 2014年 -2016年 
    代表者 : 岩渕 和則
  • 文部科学省:科学研究費補助金(萌芽研究)
    研究期間 : 2007年 -2008年 
    代表者 : 岩渕 和則
     
    有機廃棄物は高濃度の栄養源を蓄えているが、酸素については外部からの供気によって溶存化する必要がある。しかし高水分有機廃棄物の場合は,水分が多いため廃棄物内部までは酸素が供給されずに分解、減量化が阻害される。本研究で用いられる微細気泡は気泡直径杢約100μm以下に微細化させることによって、溶液中の酸素保持時間が数ヶ月もの長期になると言う報告があり、この特長によって汚泥分解に必要な酸素供給が効率的になり分解速度も飛躍的に高くなると考えている。本研究では以下の2点について検討した。まず高水分材料における微生物活性について検討を行った。高水分状態が酸素貯蔵庫となることの検証実験を、酸素供給が律速とならないように数グラムの高水分有機廃棄物を試料として分解発熱する好気性微生物の活性データを,マイクロヒートカロリーメータによる発熱量を計測し比増殖速度を求めた。この結果高水分状態は、低水分状態にくらべて明らかに微生物活性が高くなることが観測された。これは試料周囲からの酸素拡散による酸素供給が妨げられない限り、高水分状態は溶存酸素を豊富に貯留することが可能であることを示している。ただし37℃の環境下では対照区と比較して約2倍の微生物活性が表れたが、55℃では差が表れなかった。また微細気泡水と汚水と混合して有機物分解に与える影響を検討した結果、対照区である蒸留水混合区と比較して有機物分解に差は表れなかった。これは連続的に微細気泡が生ずるような反応方法を採用せず、バッチ式で微細気泡水を供給したためと考えられ、有機物分解に必要な酸素量に対し微細気泡の酸素量が小さかったためと考えられる。
  • 文部科学省:科学研究費補助金(基盤研究(B))
    研究期間 : 2001年 -2002年 
    代表者 : 岩渕 和則
     
    家畜排泄物をコンポスト化し、土壌に還元することは生物資源の再資源化に必要不可欠なプロセスであり、循環型社会の形成を促進する有効な手段である。家畜排泄物は多くの未消化有機物を含んでいるため、その有機物を資源化することが可能である。コンポスト化反応は家畜排泄物等の生物系廃棄物に含まれている有機物を好気的条件下で微生物の働きによって分解し堆肥を生産する反応で、生産物である堆肥は土壌へ還元することができる。コンポスト化反応の律速因子には含水率、通気量、pHなどがある。特に含水率はコンポスト化反応に大きな影響を与える因子である。通常は材料水分が55-60%w.b.のときコンポスト化反応速度が最大となり、材料水分が約60%w.b.以上になるとコンポスト化反応は抑制されていく。一般に生物系廃棄物の材料水分は食品廃棄物で約80%w.b.、家畜排泄物では約85%w.b.、と高含水であり、間隙のほとんどが水分で占められた水分飽和に近い状態である。これらの生物系廃棄物を未処理の状態で用いてコンポスト化を行っても、反応は抑制されてしまい十分なコンポスト化は期待できない。そのため高含水率材料を用いてコンポスト化をする際には様々な処置が必要となる。高水分材料は、水分量が多いことから溶存酸素量も多い。高水分材料中の溶存酸素を利用して、バルキング材を使用せずに高水分材料のコンポスト化反応を促進させることの可能性を探ることを本研究の目的とした。この結果、コンポスト化反応開始直後におけるコンポスト化細菌の比増殖速度は試料含水率が高くなるほど増大する。これはコンポスト化細菌が溶存酸素を用いて増殖活性を行い、溶存酸素量は高水分材料になるほど多く保持されているためである。
  • 文部科学省:科学研究費補助金(奨励研究(A))
    研究期間 : 1996年 -1996年 
    代表者 : 岩渕 和則
     
    基質濃度や、菌体濃度が測定可能な系や、比較的基質濃度の変化が測定されやすい活性汚泥プロセスなどの溶液反応においては微生物の動力学的検討が数多くなされ、測定データの蓄積がある。しかし、コンポスト化のような固体反応においてはその直接測定が困難であることが影響し、動力学的検討はされにくく、活性汚泥法による比増殖速度のデータをそのまま用いているものが多く、その値は0.013から0.17(1/h)である。筆者らが断熱条件下で詳細にコンポスト化反応速度を検討した結果、比増殖速度が従来の10倍以上に相当する1.7(1/h)にも達する能力を持ち合わせていた。この能力を引き出す最適環境として、試料含水率約55%w.b.があげられる。これは試料固体周囲に付着する水膜厚さによる酸素供給速度の支配と微生物活性に及ぼす水分ポテンシャルの両因子の結果である(農業機械学会誌投稿中)。水膜厚さは材料固有の表面積に、水ポテンシャルは水分特性に左右されるため、これのデータをいろいろな材料を対象として収集する必要がある。また水分状態を、より一般化するためには重量含水率による表示ではなく、水膜と水分ポテンシャルによる関数化が必要である。最適環境としての酸素濃度、菌種等は現在研究を継続中である。
  • 文部科学省:科学研究費補助金(奨励研究(A))
    研究期間 : 1994年 -1994年 
    代表者 : 岩渕 和則
     
    コンポスト化を行う場合、材料の最適含水率がよく問題となるが実験的に50〜60%といわれており、ハンドリングに適した含水率であることも相まって、都市ごみや農産廃棄物コンポストプラントではこれに従って運転されている。筆者はこれを実験的に確認するため、牛ふんを材料に、含水率の上下限界に近い30〜80%の広い範囲でコンポスト化反応速度を測定した。この結果、反応速度の最大値が含水率50〜60%に存在した。では、なぜ反応速度の最大値が含水率50〜60%に存在するのか。本研究はこの疑問を解決するために行った。反応速度の最大値を引き起こす水分環境は存在するが他の水分条件でも肥化反応が停止してしまうような強い反応阻害ではなく、反応は十分進行する。水は溶媒としての役割をもっているだけなので、上記の現象が起きる原因を有機質資材粒子周辺に存在する水膜中の酸素移動量が変化するためではないかと考えた。反応速度の最大値を有機質資材粒子周辺の水膜厚さ(d_L)を変数として整理したのが結果、水膜が3.87×10^<-9>mより厚くなると酸素移動量が漸減し、酸素消費速度が制限されるが、一方水膜厚さが3.87×10^<-9>mより小さくても、水分による微生物活性が徐々に低下したため酸素消費速度が次第に低くなった。したがって水膜厚さ3.87×10^<-9>m付近が最も酸素消費速度(反応速度)が大きくなり、酸素供給の面からと微生物活性の面を総合した堆肥化反応の最適条件と考えられた。
  • 文部科学省:科学研究費補助金(奨励研究(A))
    研究期間 : 1993年 -1993年 
    代表者 : 岩渕 和則
     
    生態系保全型農業を展開する場合、農産有機廃棄物の高度な利用がポントとなり、ここでは1.土壌環境に対して負荷抑制できる、良質な堆肥の生成。2.酸化分解発生熱の利用。を目的にしている。これまで、目的に適合した反応制御を行うために好気生分解反応モデルの構築が必要とされるため、反応のメカニズムを検討する目的で、試料の比熱を用いて熱収支解析および酸素ガス収支解析によって熱発生速度および酸素消費速度を求め、これを指標として好気性分解反応過程を考察した。この結果、微生物依存の反応速度は等しくも、試料物性や通気量等の影響を大きく受けた結果、堆肥化過程で生ずる酸化熱による試料温度変化速度は大きく異なる場合があることが指摘された。そこで、試料水分条件の変化が反応速度に及ぼす影響を調べた結果、試料水分条件によって反応速度に差が生じ、特定の水分条件下で最大値をとることが明らかになった。ただし、反応速度の低下といっても堆肥化反応が停止してしまうような強い反応阻害ではなく、反応は十分進行するが熱発生速度や酸素消費速度の値にやや影響がでる程度であることや、水は溶媒としての役割をもっているだけなので、上記の現象が起きる原因を有機質資材粒子周辺に存在する水膜中の酸素移動量の変化に原因があると考えた。堆肥粒子の水膜外周から微生物が付着している粒子表面への酸素移動コンダクタンスは、Fickの第一法則を援用して計算した結果、水膜厚さが薄くなると伴に増加する結果が得られた。また、さらに水分が低い場合に、反応速度の低下が観察されるのは、微生物の水分活性が原因と考えられた。

教育活動情報

主要な担当授業

  • 環境と人間
    開講年度 : 2018年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 全学
  • 作物生産システム工学特論
    開講年度 : 2018年
    課程区分 : 修士課程
    開講学部 : 農学院
    キーワード : 環境影響、エネルギー収支、作物生産、産業連関、LCA
  • 国際農学概論Ⅱ
    開講年度 : 2018年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 農学部
  • 有機資源循環学特論
    開講年度 : 2018年
    課程区分 : 修士課程
    開講学部 : 農学院
    キーワード : 廃棄物系バイオマス,カーボンニュートラル,堆肥化,バイオカーボン、メタン発酵,バイオエタノール,LCA
  • 生物生産工学特論Ⅰ
    開講年度 : 2018年
    課程区分 : 修士課程
    開講学部 : 農学院
    キーワード : 食品加工、ポストハーベスト、バイオマス資源、循環型農業、持続可能型農業、エネルギー収支、環境影響 Food processing, Postharvest, Biomass resources, Circulation agriculture, Sustainable agriculture, Energy input-output, Environmental phenomena
  • 生物生産工学特論Ⅱ
    開講年度 : 2018年
    課程区分 : 修士課程
    開講学部 : 農学院
    キーワード : 精密農業、省力化、ロボット、IT農業、数値解析、マンマシンインターフェース、情報処理 Precision agriculture, Energy saving, Robotics, Numerical analysis, Human-machine interface, Data analysis
  • 温暖化影響論
    開講年度 : 2018年
    課程区分 : 修士課程
    開講学部 : 農学院
    キーワード : 「炭素循環、窒素循環、陸域生態系、森林、農地、湿地、泥炭地、永久凍土、土壌、植物、微生物、大気、二酸化炭素、亜酸化窒素、メタン、オゾン、施肥、収穫、耕うん、焼畑、植林、再植林、森林改変、森林火災、環境撹乱、熱帯、温帯、北方、水循環、水資源、バイオマスエネルギー、バイオマス製品、環境ガバナンス」 carbon cycle, nitrogen cycle, terrestrial ecosystems, forest, farmland, wetland, peatland, permafrost, soil, plant, microbe, atmosphere, CO2, N2O, CH4, O3、fertilization, harvest, tillage, shifting cultivation, afforestation, reforestation, deforestation, forest fire, disturbances, tropical, temperate, boreal, hydrological cycle, water resources, biomass energy, biomass products, environmental governance
  • 物理学概論
    開講年度 : 2018年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 農学部
    キーワード : 力学,エネルギー,運動,波動,熱力学,電磁気学,光,量子力学,原子核,放射線
  • 生物生産環境工学
    開講年度 : 2018年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 農学部
    キーワード : 循環型社会,廃棄物,バイオマス,再生可能エネルギー,農畜産廃棄物,環境保全,生存基盤
  • 有機性廃棄物工学
    開講年度 : 2018年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 農学部
    キーワード : 循環型社会,有機性廃棄物,農畜産廃棄物,環境保全,廃棄物管理技術,バイオマス,再生可能エネルギー,生存基盤
  • 農業機械学
    開講年度 : 2018年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 農学部
    キーワード : 農業機械,作業機,作業体系,農作業,能率,効率,負担面積,利用経費
  • 農業工学実験
    開講年度 : 2018年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 農学部
    キーワード : 環境,情報,農作業,農業機械,水,土,農産物,食料,リサイクル
  • 環境と人間(1単位)
    開講年度 : 2018年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 全学教育
    キーワード : 土壌、水、大気、自然エネルギー、地域、物質循環、Information and communication technology (ICT) と農業生産、作物生産技術、持続的食料生産、農産物の収穫後技術と品質

大学運営

委員歴

  • 2019年04月 - 現在   農業食料工学会   生物資源部会 部会長
  • 2019年 - 現在   農業施設学会   副会長
  • 2003年04月 - 現在   農業農村工学会   資源循環研究部会 幹事
  • 2017年04月 - 2019年03月   農業食料工学会   理事(産官学連携委員会 委員長)
  • 2015年04月 - 2018年03月   廃棄物資源循環学会 バイオマス系廃棄物研究部会   部会長
  • 2010年04月 - 2018年   CIGR   Member of Technical Sections IV
  • 2015年11月 - 2017年03月   東京農工大学   理工系プロフェッショナル教育推進事業調査委員会委員
  • 2015年04月 - 2017年03月   農業食料工学会   理事(情報委員会 委員長)
  • 2015年08月 - 2017年   音威子府村   自然エネルギー検討委員会 委員
  • 2014年01月 - 2017年   千歳地域バイオガス活用モデル検討委員会 委員長
  • 2013年10月 - 2015年   独)農業・食品産業技術総合研究機構 生物系特定産業技術研究支援センター   研究課題評価委員会 委員
  • 2011年 - 2015年   農業施設学会   理事
  • 2013年04月 - 2014年03月   北海道 環境生活部 環境局   エゾシカの減容化処理に関する検討委員会 委員
  • 2013年08月 - 2014年02月   帯広市   木質バイオマス発電導入推進委員会 委員長
  • 2008年07月 - 2012年03月   栃木県農政部   農業試験研究推進管理委員会 副委員長
  • 2004年09月 - 2012年03月   栃木県   リサイクル製品認定審査委員会 委員
  • 2003年11月 - 2012年03月   栃木県資源循環型農村研究会 会長
  • 2009年 - 2011年03月   平成21,22年度 科学研究費助成事業 審査委員
  • 2007年04月 - 2010年03月   (財)畜産環境整備機構   家畜排せつ物利用促進等技術開発普及事業に係る新技術・新製品調査専門委員会委員
  • 2006年04月 - 2010年03月   (社)地域資源循環技術センター   農村地域向けメタン発酵実証システム検討委員会
  • 2010年 - 2010年   東京農工大学 農学部   教育GP外部評価委員
  • 2008年 - 2009年   独)農研機構 生研センター   イノベーション創出基礎的研究推進事業に係る書類審査専門委員
  • 2004年10月 - 2008年03月   (社)地域資源循環技術センター   有機性資源循環技術審査会委員会委員
  • 2007年07月 - 2008年02月   日本総研   下水処理場等からのバイオガ ス高度利用にかかる事業化可能性調査事業検討委員会
  • 2007年 - 2007年   群馬県農政部   群馬県農業技術センターのあり方検討会委員
  • 2005年12月 - 2006年03月   社)地域資源循環技術センター   農村地域におけるバイオマス利活用施設整備にかかるPFI手法活用促進検討委員会 委員
  • 2005年04月 - 2006年03月   栃木県農務部   栃木県農業農村整備懇談会 会長
  • 2004年09月 - 2006年03月   栃木県   バイオマス利活用推進会議アドバイザリーグループ 座長
  • 2004年04月 - 2006年03月   財)畜産環境整備機構   畜産環境技術開発普及事業に係る在野技術検討委員会 委員
  • 2004年07月 - 2005年03月   (独)農業・生物系特定産業技術研究機構   畜産先端研究開発情報整備事業に係る専門委員
  • 2004年04月 - 2005年03月   (社)地域資源循環技術センター   メタン発酵利活用施設技術指針検討委員会 幹事
  • 2003年04月 - 2005年03月   日本有機資源協会   バイオガス事業推進委員会 委員
  • 2003年07月 - 2004年03月   栃木県馬頭町北沢地区不法投棄物適正処理検討委員会委員
  • 2002年04月 - 2003年03月   (財)日本農業土木総合研究所   地域資源リサイクル等における事業効率化推進調査委員会 委員
  • 1999年04月 - 2000年03月   建設省東北地方建設局   ゼロエミッション社会を目指す技術開発委員会 委員

社会貢献活動

  • バイオマスの資源化とエネルギー化
    期間 : 2015年08月26日
    役割 : 講師
    主催者・発行元 : 北海道大学
    イベント・番組・新聞雑誌名 : 神奈川県議会環境農政常任委員会訪問団への講座
  • 「うんこやごみの有効利用」
    期間 : 2015年04月22日
    役割 : 講師
    主催者・発行元 : 北海道大学農学部
    イベント・番組・新聞雑誌名 : 第25回時計台サロン 「捨てるにはもったいないー農山村資源の可能性ー」
  • 「うんちがエネルギー?」
    期間 : 2014年09月06日
    役割 : コメンテーター
    主催者・発行元 : 北海道大学農学部、北海道新聞社編集局
    イベント・番組・新聞雑誌名 : あぐり大学・親子講座 第5回
  • 地域資源の活用に関する講習会
    期間 : 2013年11月12日 - 2013年11月15日
    役割 : 講師
    主催者・発行元 : 北海道平取町
  • 北海道の資源・エネルギーに関するバイオマス利活用の現状と課題
    期間 : 2013年10月03日
    役割 : 講師
    主催者・発行元 : (公社)日本技術士会農業部会
    イベント・番組・新聞雑誌名 : 第40回技術士全国大会農業部会講演会
  • 平成22年度農芸フォーラム講演
    期間 : 2011年03月
    役割 : 講師
    主催者・発行元 : 東京都立農芸高等学校
  • 栃木県立真岡高等学校 模擬講義
    期間 : 2010年10月
    役割 : 講師
    主催者・発行元 : 宇都宮大学
  • 群馬県立桐生高等学校 出前授業
    期間 : 2009年11月
    役割 : 講師
  • 平成21年度SPP 「首都圏“食農学”サポーター」育成講座
    期間 : 2009年07月 - 2009年08月
    役割 : 司会
    主催者・発行元 : 宇都宮大学農学部
    高校生 宇都宮市 東京都立農芸高等学校,東京都立園芸高等学校,東京都立瑞穂農芸高校,東京都立農産高校の生徒約30名の宿泊型体験学習を企画,運営
  • 群馬県立大泉高等学校 出前授業
    期間 : 2009年07月
    役割 : 講師
  • 宇都宮大学農学部アグリ支援機構について
    期間 : - 2008年09月05日
    役割 : 講師
    イベント・番組・新聞雑誌名 : 第21回国立大学法人共同研究センター専任教員会議
  • バイオマス資源リサイクルを支えるコンポスト化技術
    期間 : - 2008年03月
    役割 : 講師
    主催者・発行元 : 熊本県八代市
    イベント・番組・新聞雑誌名 : 八代市バイオマスタウン検討プロジェクト会議
  • 炭酸ガス濃度低減化を目的とした農地からの石油代替資源の生産
    期間 : - 2008年02月
    役割 : 講師
    主催者・発行元 : 独)北海道農業研究センター
    イベント・番組・新聞雑誌名 : 平成19年度北海道農業試験研究推進会議 畜産草地部会
  • 生物系廃棄物のリサイクル
    期間 : 2005年11月18日
    役割 : 講師
    主催者・発行元 : 宇都宮東高等学校
    イベント・番組・新聞雑誌名 : 平成17年度高大連携大学講座
  • 地域振興に関する大学の取り組みについて(宇都宮大学アグリ支援機構の取り組み)
    期間 : 2005年11月17日
    役割 : 講師
    主催者・発行元 : 農林水産省 農林水産技術会議
    イベント・番組・新聞雑誌名 : 平成17年度農業中核研究員養成研修会
     農林水産技術会議筑波事務所
  • 生物系廃棄物のリサイクル
    期間 : 2005年08月24日 - 2005年08月25日
    役割 : 講師
    イベント・番組・新聞雑誌名 : 宇都宮女子高校 出張講義
  • 地域研究における都県・大学,独法の新しい連携を求めて-宇都宮大学農学部の取り組みー
    期間 : 2005年01月
    役割 : 講師
    イベント・番組・新聞雑誌名 : 関東東海北陸試験研究推進会議
     中央農業研究センター
  • 第3回農学系JABEE 審査員研修会
    期間 : 2004年07月31日 - 2004年08月01日
    役割 : その他
    主催者・発行元 : JABEE (日本技術者教育認定機構)
  • シンポジウム「農業機械・施設・利用技術の『人類技術史』への文脈化と接合」実行委員
    期間 : 2004年07月09日
    役割 : 運営参加・支援
    主催者・発行元 : 日本学術会議農業機械学研究連絡委員会,日本学術会議農業機械学研究連絡委員会農業機械・施設・利用技術の状況への文脈化と接合専門委員会実行委員会委員
     日本学術会議大会議室

メディア報道

  • 活かそうバイオマス 創ろう循環型社会
    報道 : 2005年10月30日
    発行元・放送局 : 栃木テレビ
    番組・新聞雑誌 : クローズアップとちぎ
     テレビ・ラジオ番組
  • 農業試験研究の展開
    発行元・放送局 : 栃木テレビ
    番組・新聞雑誌 : クローズアップとちぎ
     テレビ・ラジオ番組


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