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Elucidation of chemical structure of soil phosphorus by using nuclear magnetic resonance spectra

Research Project

Project/Area Number 16K07649
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Plant nutrition/Soil science
Research InstitutionKyushu University (2017-2019)
National Agriculture and Food Research Organization (2016)

Principal Investigator

Hiradate Syuntaro  九州大学, 農学研究院, 教授 (60354099)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山口 紀子  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境変動研究センター, ユニット長 (80345090)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords非破壊分析 / 表面吸着 / 沈殿 / 火山灰土壌 / アロフェン / リン酸アルミニウム / 家畜堆肥 / リンの状態分析 / 化学状態変化 / 黒ボク土 / 固体核磁気共鳴 / 非晶質アルミニウム-オルトリン酸化合物 / アルミニウム鉱物-オルトリン酸複合体 / ケミカルシフト値 / 31P NMR / リン酸肥料 / 水溶解度 / 有機質資材 / バイオマス / フィチン酸 / イノシトール6リン酸 / 米ぬか / 土壌化学
Outline of Final Research Achievements

When phosphorus (P) is applied into soils, it is stabilized and transformed into more stable form with time, resulting in decrease in its availability for plants. In the present study, a non-destructive and direct analytical method of the soil P was developed to obtain the chemical structural information of the P present as a solid phase by measuring solid-state nuclear magnetic resonance spectra without applying extraction procedures. In addition, the developed method was applied to clarify the transformation processes of P in volcanic ash soils and in solid mixtures of P and soil minerals which resulted in P-Al compounds, and kinetic reactions, reaction characteristics, and the reaction dependency on water contents were clarified.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

Pは限られた天然資源であるにもかかわらず、農地への過剰施用は現在も続いており、環境の富栄養化を起こすなど問題となっている。Pを効果的に活用するためには、環境中でPを適正に循環させる必要があるが、Pは土壌中に貯留される傾向が強く、また土壌中におけるPの存在形態やその安定化機構は不明な点が多く、これらのことが問題解決の大きな障壁となっている。本研究により、土壌中におけるPの化学形態についてより確かな情報を得る道筋が開かれ、また土壌中におけるPの反応特性についても新たな情報が得られ、これらの問題解決に向けて前進したと考えられる。

Report

(5 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2018 2017 2016 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 1 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] 土壌の物質循環機能を多角的にみる-最先端手法が切り拓く新たな姿2016

    • Author(s)
      和穎朗太・藤井一至・磯部一夫・平舘俊太郎・伊田奈緒美・西村 拓・常田岳志・光延 聖・妹尾啓史
    • Journal Title

      日本土壌肥料学雑誌

      Volume: 87 Pages: 283-288

    • NAID

      130005966773

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 土壌中における炭化物の存在とその機能2016

    • Author(s)
      平舘俊太郎
    • Journal Title

      木質炭化学会誌

      Volume: 13 Pages: 3-9

    • NAID

      130007556203

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 31P-NMRを利用した家畜堆肥中リンの土壌中における動態解析2018

    • Author(s)
      大島正稔・山口紀子・平舘俊太郎
    • Organizer
      日本土壌肥料学会講演要旨集
    • Related Report
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  • [Presentation] 小笠原諸島の下層土が保持する交換性陽イオンの化学組成とその変動要因2018

    • Author(s)
      境 圭一郎・森 裕樹・平舘俊太郎
    • Organizer
      日本ペドロジー学会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 人工改良草地としての利用が土壌特性および植物栄養元素の深度分布に及ぼす影響:-九州大学高原農場(大分県久住町)の非アロフェン質黒ボク土における事例2018

    • Author(s)
      浅岡宏行・森 裕樹・平舘俊太郎
    • Organizer
      日本ペドロジー学会
    • Related Report
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  • [Presentation] 小笠原諸島・媒島の土壌中に存在する粘土の鉱物学的特性2018

    • Author(s)
      池田伸城,森 裕樹,平舘俊太郎
    • Organizer
      日本ペドロジー学会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 固体31P-NMRによる施肥リン酸の動態解析2017

    • Author(s)
      平舘俊太郎・大島正稔・伊田奈緒美・西村 拓
    • Organizer
      日本土壌肥料学会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 31P-NMRによる米ぬか及び米ぬか発酵肥料の土壌中における動態解析2017

    • Author(s)
      大島正稔・人見・中西・平舘俊太郎
    • Organizer
      日本土壌肥料学会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 土壌への炭化物施用が農業生産および環境にもたらす効果2016

    • Author(s)
      平舘 俊太郎
    • Organizer
      第14回木質炭化学会大会
    • Place of Presentation
      明星大学(東京都・日野市)
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    • Invited
  • [Presentation] 米ぬか発酵肥料作製過程におけるリンの化学形態変化:31P-NMRによる解析2016

    • Author(s)
      大島正稔・中西陽子・人見良実・平舘俊太郎
    • Organizer
      2016年度日本土壌肥料学会関東支部栃木大会
    • Place of Presentation
      宇都宮大学(栃木県・宇都宮市)
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  • [Book] リンの事典2017

    • Author(s)
      大竹久夫(分担執筆)
    • Total Pages
      360
    • Publisher
      朝倉書店
    • ISBN
      4254141041
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Remarks] 九州大学農学部 土壌学研究室 研究内容 土壌中におけるリンの化学形態の解析

    • URL

      http://www2.bpes.kyushu-u.ac.jp/~www-dojo/research.html#res_phosphorus

    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2021-02-19  

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