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土壌に過剰蓄積したリンの潜在的な可給性評価に向けた高分子有機態リンの同定

Research Project

Project/Area Number 18J12684
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Plant nutrition/Soil science
Research InstitutionTokyo University of Agriculture and Technology

Principal Investigator

小林 和樹  東京農工大学, 大学院生物システム応用科学府, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords有機態リン / NMR / 比重分画 / 分子サイズ分画 / 土壌 / 高分子 / 核磁気共鳴分光法
Outline of Annual Research Achievements

土壌抽出液中の1D 31P NMR スペクトルから有機態リンに関する情報を読み取るのは困難になる場合が多い。本研究では、既存の1D 31P NMR 分光法に、比重分画法や分子サイズ分画法を組み合わせることによって、有機態リンの定性および同定の精度を向上させることを目的とした。
鉱物および腐植物質の組成が異なる6 画分に比重によって土壌を分け、そこに含まれる有機態リンの化学特性の同定した。1D 31P NMR スペクトルは、いずれの土壌にも高分子有機態リンが主要な形態として存在することを示した。1D 31P NMR スペクトルの形状は土壌管理に関わらず相似だが、微生物による分解の程度は土壌管理によって異なることが明らかになった。
20 年以上畑地として連用している黒ボク土の化学肥料施用区および牛糞堆肥施用区、ならびに隣接する森林区の土壌から有機態リンを抽出し、分子サイズの異なる限外ろ過膜を用いて、1.0μm-100 kDa、100-10 kDa、10-1 kDa、< 1 kDa の4 画分に分画して有機態リン濃度を測定した。化学肥料施用区および牛糞堆肥区の土壌に含まれる1.0 μm-100 kDa の画分の有機態リンの割合が、隣接する森林区の土壌よりも低かった。高分子有機態リンは、畑地利用することによって、より小さな分子サイズに分解されていることが示唆された。< 1 kDa 画分に含まれる有機態リンの割合は、牛糞堆肥施用区および隣接する森林区では10%程度であったのに対して、化学肥料施用区では1 %に満たなかった。分子サイズ分布は、土壌管理に加えて、土壌に投入された腐植物質の違いに起因して変化する可能性ある。
また、本年度はこれまでに試みた環境試料への分光法適用という本研究特有の技術を他元素に応用し研究成果を上げた。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Boron incorporation into precipitated calcium carbonates affected by aqueous pH and boron concentration2020

    • Author(s)
      Kobayashi Kazuki、Hashimoto Yohey、Wang Shan-Li
    • Journal Title

      Journal of Hazardous Materials

      Volume: 383 Pages: 121183-121183

    • DOI

      10.1016/j.jhazmat.2019.121183

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Speciation of phosphorus zinc and copper in soil and water-dispersible colloid affected by a long-term application of swine manure compost2018

    • Author(s)
      Kosuke Yamamoto, Yohey Hashimoto, Jihoon Kang, Kazuki Kobayashi
    • Journal Title

      Environmental science & technology

      Volume: 52 (22) Issue: 22 Pages: 13270-13278

    • DOI

      10.1021/acs.est.8b02823

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 管理の異なる土壌に含まれる高分子有機態リンの存在状態2019

    • Author(s)
      小林和樹、内田翔子、橋本洋平、髙本慧、野口恵一
    • Organizer
      日本土壌肥料学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Effects of pH values and polyborate anions on boron coprecipitation with calcium carbonate2019

    • Author(s)
      Kazuki Kobayashi, Yohey Hashimoto
    • Organizer
      Euroclay 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 2次元核磁気共鳴分光法を用いた土壌に含まれる有機態リンの解析2018

    • Author(s)
      小林和樹、高尾悠真、橋本洋平、野口恵一
    • Organizer
      日本土壌肥料学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

URL: 

Published: 2018-05-01   Modified: 2024-03-26  

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