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

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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。