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有機物施用による土壌ヒ素の可溶化:有機物の「分解性」に着目したリスクの予測と低減

研究課題

研究課題/領域番号 19K15826
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分39020:作物生産科学関連
研究機関国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構

研究代表者

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, 農業環境研究部門, 主任研究員 (20789573)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
キーワード土壌化学 / ヒ素 / 有機質資材 / 水田土壌 / 酸化還元 / 土壌 / 有機物 / 還元
研究開始時の研究の概要

堆肥などの有機物を施用することで、土壌に含まれるヒ素の可溶化が促進されてコメのヒ素濃度が上昇する例が報告されている。しかし、どのような有機物で土壌ヒ素を可溶化しやすいのかはよくわかっていない。本課題では有機物の「分解されやすさ」に着目し、湛水土壌培養試験や放射光源X線分析などにより、1)分解されやすさの指標によって、施用した有機物の土壌ヒ素可溶化リスクを予測する方法、および2) 有機物の施用による土壌ヒ素の可溶化を低減する方法、を確立する。それにより、有機物の施用にともなうコメのヒ素濃度の上昇を抑制・回避する上で重要な情報を提供する。

研究成果の概要

有機質資材の施用は,水田土壌からのヒ素の可溶化(≒水に溶けることでイネに吸収されやすくなる)を促進する可能性がある。本研究から,微生物に分解されやすいとされる「酸性デタージェント可溶有機物」の含量が高い資材ほど,ヒ素可溶化促進リスクが大きいことが明らかになった。また,同じ有機質資材を施用しても,黒ボク土では低地土よりヒ素の可溶化が著しく少なく,資材施用による影響の大きさは施用された土壌の性質にも強く依存していると推察された。さらに,土壌中で資材を十分に分解させてから湛水することで,施用にともなう土壌ヒ素の可溶化を抑制できることが分かった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により,有機質資材による土壌ヒ素可溶化促進リスクの指標として,資材の「酸性デタージェント可溶有機物含量」を提示できた。これまで,資材施用にともなう土壌ヒ素の可溶化と資材の特性についての関係は未解明であり,学術的に価値のある成果である。さらに,湛水前に土壌中で有機質資材を好気的に分解させることで土壌ヒ素の可溶化を軽減できることを明らかにした。農業現場では,有機質資材の施用から短期間で湛水することが奨励されることもあるが,ヒ素の可溶化という新たな視点から再検討が必要である。以上のように,本研究の成果は水田における有機質資材の適正利用に重要な知見を提供し,大きな社会的な意義があると言える。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2023 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Enhanced dissolution of arsenic in anaerobic soils upon organic amendment application: acid detergent-soluble organic matter as a potential indicator2023

    • 著者名/発表者名
      Suda Aomi、Baba Koji、Sakurai Gen、Furuya Manami、Yamaguchi Noriko
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-022-27325-1

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 有機質資材添加による湛水土壌のヒ素溶出の加速化-酸性デタージェント可溶有機物含量との関係-2021

    • 著者名/発表者名
      須田碧海, 山口紀子
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会 北海道大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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