2022 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of specific poise function of Andisol for arsenic reduction in paddy rice; Application of 57Fe tracer
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20K06335
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
牧野 知之 東北大学, 農学研究科, 教授 (60354106)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菅野 均志 東北大学, 農学研究科, 准教授 (30250731) [Withdrawn]
濱本 亨 東北大学, 農学研究科, 助教 (80877100)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 土壌 / 酸化還元 / ヒ素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
黒ボク土は反応性の高い低結晶性の鉄鉱物を多く含むが、非黒ボク土に比べて土壌中の鉄が還元溶出し難いとの特異な特性を示す。この原因として、土壌鉄が特異的に還元し難い可能性が想定される。そこで、黒ボク土および非黒ボク土に、安定同位体57Fe資材を添加して湛水培養を行い、57Feをトレーサーとして土壌鉄と資材鉄のそれぞれから培養液中に溶出する鉄を分別定量して両土壌の相違を比較した。培養液中のAsと鉄同位体比（57Fe/56Fe）をICP-MS，鉄をICPOESで測定した。
非黒ボク土では57Fe資材添加に伴い土壌鉄溶出量は大幅に減少した。黒ボク土では資材施用後に土壌鉄溶出量の大幅な低減は認められなかった。一方、非黒ボク土では土壌鉄との関連の強いAs溶出量が低下した。以上より、湛水培養に伴う土壌の還元によって供給された電子が非黒ボク土では土壌鉄と57Fe資材に分配される（＝土壌鉄と57Fe資材の還元性が類似する）のに対して、黒ボク土では57Fe資材に比べ土壌鉄の電子受容性が低い（＝還元し難い）と推察した。非黒ボク土では資材施用に伴い、ヒ素の吸着担体である土壌鉄の溶出が抑制されて、As溶出量が低下したと考えられる。
客土を想定した沖積土への黒ボク土混合による玄米中As濃度の低減効果および機構解明の研究を進めた。ポット試験において、非混合区に対して、5-20%混合区では玄米中総As濃度が有意に低減した。黒ボク土混合割合の増加に伴い、土壌溶液As濃度は低減し、土壌溶液Si/As比は増加した。培養試験では、沖積土に対して黒ボク土はAs吸着能が大きく、非晶質鉄(水)酸化物が多く残存した。以上より、黒ボク土は還元条件において、①As(Ⅲ)吸着能が大きく、②三価の非晶質鉄が十分残存、③多量のケイ酸が土壌溶液に溶出してAsに対する相対量の増加が、黒ボク土混合による玄米As低減に寄与したと推察した。
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