Prediction and reduction of arsenic solubilization by bio-decomposability of organic amendments applied to soils.

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K15826
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization
• Principal Investigator: 須田 碧海 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, 主任研究員 (20789573)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 土壌化学 / ヒ素 / 有機質資材 / 水田土壌 / 酸化還元

Outline of Annual Research Achievements

有害元素であるヒ素は土壌に普遍的に存在し、作物による吸収を介して人体に取り込まれる。日本人の主食であるコメのヒ素濃度は他の穀類と比較して高く、ヒ素摂取源として重要である。農地への有機質資材の施用には多くの利点があるが、特に水田では土壌ヒ素の可溶化（溶存ヒ素濃度上昇）が進行し、結果的にコメのヒ素濃度が上昇することが指摘されている。そこで、本課題では、有機質資材を施用した際の土壌ヒ素可溶化リスクを資材特性から予測する方法、および、そのリスクを低減する方法を提示することを目的としている。

2年目となる2020年度は、2019年度に入手・前処理済みの30種類以上の有機質資材の特性分析として、有機物分解性の指標となり得る「炭素窒素比」「酸性デタージェント可溶有機物含量」などを測定した。その他、有機質資材の無機元素組成を酸分解-ICP法で、土壌の主要元素組成を蛍光X線分析法で測定するなど、いくつかの分析を実施した。
さらに、本課題のメイン実験となる長期湛水土壌培養試験に着手した。各種の有機質資材を低地土試料に添加して（約500kg/10a相当）、水田環境を模した湛水条件として所定の期間培養した後、土壌溶液の採取と土壌pH・酸化還元電位の測定を実施した（実験途中）。採取した土壌溶液に溶存しているヒ素の総量や化学形態別含量をICP-MSとHPLC-ICP-MSで測定し、土壌に添加した有機質資材の特性や土壌の酸化還元電位との関係について解析を始めている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本課題では、大量の土壌と多種類の有機質資材を入手・前処理する必要があり、設備や労力の問題により前年度はやや進行に遅れが出ていた。本年度も、長期湛水土壌培養試験における土壌溶液採取と酸化還元電位測定の方法を最適化するためにかなりの時間を要してしまった。しかしながら、メイン実験である長期湛水土壌培養試験を昨年度末に開始し、これまで得られたデータも想定通りであることから、研究の進捗に大きな遅れはないと言える。したがって、「やや遅れている」という評価が妥当と判断した。

Strategy for Future Research Activity

実施中の低地土試料の他に、黒ボク土試料についても長期湛水土壌培養試験に着手する。また、固相ヒ素の化学形態もXAFS法により調べ、有機質資材施用に伴う土壌ヒ素可溶化のメカニズム解明に役立てる。予備試験から、黒ボク土試料は有機質資材を添加してもヒ素が可溶化しにくいことがわかったため、その理由についても検討したい。

Causes of Carryover

2020年度の研究がやや遅れたため、そのための経費が未使用分となった。2020年度に後ろ倒しになった実験の経費として使用する。