Accumulation of copper and zinc in organic farming soils and their food and environmental impacts

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15KT0116
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 橋本 洋平 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (80436899)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 豊田 剛己 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (30262893)
• Project Period (FY): 2015-07-10 – 2019-03-31
• Keywords: 土壌

Outline of Annual Research Achievements

食の安全と環境負荷の低減を目指した有機農業栽培には，農作物の生産性を高めるため，土壌へ家畜ふん堆肥が積極的に施用されている。肥料価格の高騰や資源循環利用の観点から，家畜ふん堆肥の利用が今後さらに増加することが考えられる．家畜ふん堆肥のなかでも，豚のふん尿を堆肥化した豚ぷん堆肥には，銅（Cu）・亜鉛（Zn）といった元素が高濃度に含まれている．そのため，豚ぷん堆肥を長期にわたって農地に施用し続けることで，これらの元素が土壌中に蓄積し，作物への過剰害，地下水・河川への流出量増加による富栄養化など，農業生産や周辺環境の悪化を引き起こすことが懸念される．今年度は、豚ふん堆肥を連用した試験圃場に含まれる銅に関して、逐次抽出法や分光分析を用いて化学形態を明らかにした。豚ぷん施用区の土壌では， 過酸化水素と酢酸で抽出される銅が最も多く、連用開始から23年間で4.4倍に増加した。この抽出分画は、過酸化水素によって有機物が分解されることから、銅が土壌中の腐植と結合していることを示唆している。X線分光分析の結果、土壌試料中のCuの一つにCu(CH3COO)2が同定されたことから、逐次抽出法の結果と一致していることが示された。施用した豚ふん肥料に含まれている銅の主要な化学形態としては、Cu(CH3COO)2が同定された。これらの結果は、豚ぷん堆肥の連用によって蓄積したCuは，土壌の腐植物質と錯体形成して結合している形態として蓄積していることが示唆された。