| 研究課題/領域番号 |
12460074
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
林産学
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
飯塚 尭介 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (30012074)
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| 研究分担者 |
勝亦 京子 東京大学, アジア生物資源環境研究センター, 研究機関研究員 (70313319)
新谷 博幸 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助手 (30282693)
松本 雄二 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (30183619)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2002
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| キーワード | リグニン / 土壌改良剤 / アルミニウムイオン / 森林 / 酸性土壌 / アルカリ性酸素酸化 / 錯体形成 / 根 |
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| 研究概要 |
酸性土壌においては、土壌水中のアルミニウムイオンに起因する植物の生育阻害が深刻である。このようなアルミニウムイオンの影響は、化学的に改質したリグニンを添加することによって効果的に除去できることを、我々はこれまでの検討の中で見出している。本研究においては、このようなアルミニウムイオンの生育阻害作用の除去機構の解明を目的として検討を進めてきた。
アルカリ性酸素酸化によって化学的に改質したリグニン中には、芳香核の部分的開裂によるカルボキシルを中心に多様な酸性基が導入されており、これらの酸性基とアルミニウムイオンとの間の錯体形成が、生育阻害作用の除去に密接に関連しているものと考え、各種酸性基の化学構造およびその存在量について詳細に検討した。その結果、酸性基はラジカルスルフォン化処理の場合にのみ確認される強酸性基の他に、三種の弱酸性基が存在すること、弱酸性基のうち、最も酸性の強い弱酸性基Iは、処理と共に減少すること、弱酸性基IIは処理によって顕著に増加することを確認した。前者には芳香族カルボン酸構造が含まれると予想される。一方、後者にはムコン酸型構造およびカテコール型構造が含まれると考えられる。このような改質リグニンにアルミニウムイオンを添加すると、弱酸性基I相当の酸が顕著に増加することが認められた。このことは、錯体の形成によって放出されるプロトンの存在を示しており、錯体形成の証拠でもある。アルミニウムイオンを対象としたNMR(^<27>AL-NMRにおいても、処理リグニンの添加によって遊離モノマー・アルミニウムイオンの存在を示すシグナルが消失することが確認されており、これも錯体形成を裏付けているといえる。
今後は、アルミニウムイオンとの錯体形成能の観点から、最適な化学的前処理条件を確立することが重要であると考えている。
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