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ヒ素は土壌に普遍的に含まれ、作物による吸収を介して人体に取り込まれる。農地への有機質資材の施用には多くの利点があるが、特に水田では土壌ヒ素の可溶化が進行し、結果的にコメのヒ素濃度が上昇することが指摘されている。そこで本課題の目的は、有機質資材を施用した際の土壌ヒ素可溶化リスクを資材特性から予測する方法と、そのリスクを低減する方法を提示することとした。
水田から採取した低地土と黒ボク土に様々な資材を添加し、湛水培養中の溶存ヒ素濃度や酸化還元電位などを測定した。また、途中で土壌固相を採取し、放射光施設にてヒ素K吸収端X線吸収微細構造法でヒ素の化学形態を分析した。その結果、添加した資材の酸性デタージェント可溶有機物（≒易分解性有機物）含量と湛水土壌の溶存ヒ素濃度には強い順位相関関係が認められた。これは、易分解性有機物が多いほど微生物によるヒ素の還元やヒ素を吸着する鉄酸化物の還元溶解が促進されるためと考えられた。また、黒ボク土では還元が進行しても溶存ヒ素濃度は低く維持され、低地土の2桁低い水準だった。黒ボク土ではヒ素の還元が起こりにくく、還元溶解せず残存する鉄酸化物も多いためと考えられたが、さらなる研究が望まれる。
本年度は、湛水する前に土壌と資材を混和し、資材中の易分解性有機物を好気的に分解することで、湛水後の土壌ヒ素可溶化リスクを低減できるか検討した。その結果、好気分解期間が長いほど還元促進効果が弱まり、湛水後の溶存ヒ素濃度上昇が抑制されることが明らかになった。
研究の目的に対して、達成された成果は以下の通りである。(1) 有機質資材の施用に伴う土壌ヒ素可溶化リスクを予測できる資材特性は、酸性デタージェント可溶有機物含量である。(2) 有機質資材の施用に伴う土壌ヒ素可溶化リスクを低減する方法は、湛水前に有機質資材の易分解性有機物を土壌中で分解することである。
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