広範な土のミネラルおよびその他の機能的無機成分の可視化情報構築

Research Project

Project/Area Number	17K07693
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Research Field	Plant nutrition/Soil science
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	南條正巳東北大学, 農学研究科, 教授 (60218071)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2018-03-31
Project Status	Discontinued (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help	¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000) Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2017: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords	土壌鉱物 / ビビアナイト / 黒ボク土 / 土壌学 / 土壌圏現象
Outline of Annual Research Achievements	光学顕微鏡、電子顕微鏡技術を活用し、土の鉱物（動植物の無機養分の担体、ミネラル）の検出と可視化を包括的に進めた。試料は世界各地から収集した１次、２次鉱物を含む土の各サイズにおける鉱物である。各種鉱物を精製分離し、X線回折データを得ると共にエネルギー分散型X線分析により、元素組成の情報を得た。これらから、各種鉱物を同定し、その形態の詳細について、光学顕微鏡および電子顕微鏡を使い、画像情報を得た。それらのうち、水稲根の鉄プラーク，黒ボク土の無機成分の事例は以下のとおりであった。落水収穫後の低地土水田から採取した水稲根の厚い円筒状鉄プラークと見られる研磨断面のSEM, EDX観察では根の硬膜組織層付近の細胞跡に鉄とリンの濃縮部が認められた。その外側の厚い円筒部は土壌粒子で構成され，細胞跡よりも濃度は低いが鉄とリンが検出され，土塊研磨片で認められた管状斑鉄と類似していた。また，根を過酸化水素分解して得た無機物には細胞内部の形態に近いと見られる鉄とリンを含む細長い濃縮物他も認められた。研磨片(日光市木和田島の黒ボク土の腐植に富む層)の元素マップでは石英，植物ケイ酸体などほとんどSiから成る粒子が点在する一方，全体的にはAlに富む状態にあり，菌核と見られるAl濃度の高い構造体も認められた。同(七本桜軽石層)においては発泡ガラス壁の厚い所に火山ガラスの化学組成をほぼ維持している部分があるのに対し，発泡ガラス壁の薄い部位はアロフェン質の化学組成（Alが多い）に変化していた。同(今市軽石層)の発泡孔隙の中には場所によってアロフェン質物質が満たされていると見られる部位が散在した。