| 研究課題/領域番号 |
16K07649
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
平舘 俊太郎 九州大学, 農学研究院, 教授 (60354099)
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| 研究分担者 |
山口 紀子 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, ユニット長 (80345090)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 家畜堆肥 / 表面吸着 / リン酸アルミニウム / リンの状態分析 / 化学状態変化 / 黒ボク土 / 固体核磁気共鳴 / アロフェン |
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| 研究実績の概要 |
肥料として土壌に投入される標準的な無機P化合物および堆肥等有機P化合物を収集し、固体P-NMRスペクトルを測定するとともにシグナルを帰属した。これらの情報をもとに、固体中Pの化学構造を解析した。
米ぬかを発酵させて製造する米ぬか発酵肥料の生成プロセスでは、これまで微生物による分解が進みにくいと考えられていたフィチン酸が、数週間程度でオルトリン酸にまで分解され、Mg塩として存在していることを明らかにした。
農耕地土壌中のPはオルトリン酸化合物が主成分であり、大部分はケミカルシフト値10～-10ppmにシグナルのピークが観察された。ケミカルシフト値10～0ppmに観測されるのは有機P化合物あるいはオルトリン酸のCa塩など水溶解度の高い化合物であり、０～-10ppmに観測されるのはオルトリン酸のAl塩など水溶解度の低い化合物であった。しかし、Feと結合したPは共鳴シグナルの減衰（緩和）が速いため固体P-NMRでは検出できなかった。
Pを含む家畜堆肥を土壌に添加し、土壌中におけるPの化学構造変化を経時的に調べたところ、家畜堆肥に含まれるPは土壌中では難溶化されにくいことが明らかになった。これは、家畜堆肥に含まれる何らかの成分が土壌中におけるオルトリン酸の収着を妨げているためと考えられた。また、土壌中でのPの化学構造変化は反応初期ほど速かった。
土壌鉱物であるアロフェンはオルトリン酸と反応して難溶性化合物を生成するが、その反応生成物はリン酸濃度が0.01～0.1mM程度の場合にはアロフェン表面上におけるオルトリン酸の吸着複合体であり、リン酸濃度が1～4mM程度の場合にはアロフェンから溶解したAlとオルトリン酸が反応して生成したリン酸Alの沈殿であることを明らかにした。
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