リグニン系土壌改良剤の開発に関する基礎的研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09460075
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 飯塚 尭介 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (30012074)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 新谷 博幸 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助手 (30282693) ; 松本 雄二 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (30183619)
• Keywords: リグニン / 土壌改良剤 / アルミニウムイオン / 酸性土壌 / ラジカルスルホン化 / アルカリ性酵素酸化 / 森林 / 金属捕捉

Research Abstract

地球規模で進む森林の荒廃を防止し、再生させるための懸命の努力が世界各地で続けられている。しかし、森林再生の取り組みには幾多の困難があることは周知のとおりであり、とりわけ各地に広がる酸性土壌に起因するものは深刻である。このような土壌地帯においては、通常の樹木の健全な生育が困難であり、熱帯地域では伐採跡地が広大な草地として放置されている。多くの場合、土壌中に一定濃度以上のアルミニウムイオンが含まれることによることが指摘されている。筆者らはこれまで工業リグニンの化学的改質により、腐植物質と同様の機能を有するリグニン系土壌改良剤の開発を試みており、リグニンを亜硫酸塩および酸素の存在下にアルカリ水溶液中で加熱する、いわゆるラジカルスルフォン反応によって水溶性化したリグニンに非常に良好な性能を確認している。さらに、前年度には調製が一層容易なアルカリ性酸素酸化リグニンを各種の酸化条件で調製し、それらの化学構造的特徴および植物生育に及ぼす影響を標準砂土壌での二十日大根の生育について検討した。今年度はアルミニウムイオンによる生育阻害を、低pHによる阻害と分離して検出し、アルミニウムイオンに対するリグニン系土壌改良剤の効果を明確にすることを第一の目的として検討を進め、pH4.5-5.0の範囲でそれを確認した。このことは水耕条件においてもほぼ同様であった。さらに、リグニンとアルミニウムイオンとの相互作用の状況をAl-NMRを用いて検討し、錯体形成中のアルミニウムイオンを遊離のそれと分離して定量できることを明らかにした。現在、アルミニウムイオンとの錯体形成に関与するリグニン構造に関する情報を、Al-NMRによって収集するための検討を進めている。これによってアルミニウムイオンの効果的な捕捉に必要なリグニンの化学的改質について、直接的な知見が得られるものと期待している。

Research Products

• [Publications] Kyoko Saito: "Development of soil conditioning agents from lignin" Proceedings of Second International wood Science Seminor. E78-E85 (1998)
• [Publications] Kyoko Saito: "Development of lignin derivatives as soil conditioning agents" Proceedings of 4th IUMRS International Conference in AsiaV. 752-752 (1997)