作物の根細胞壁によるケイ酸塩鉱物風化現象の解明と新たな可給態カリウム評価法の作出

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イネ根による鉱物崩壊作用を証明するための鉱物培地における生成粘土鉱物の同定3品種のイネ（ヒノヒカリ，オオチカラ，Lsi-1；オオチカラのケイ酸トランスポーター欠損品種）およびトウモロコシをカリウム肥料およびケイ酸（シリカゲル）肥料の代わりにカリ長石を施用した培地を用いて約60間栽培した．さらに，栽培後に形成された非晶質物および粘土鉱物を5種類の抽出液（KCl，CuCl2，ピロリン酸，シュウ酸アンモニウム，NaOH）を使った逐次抽出およびＸ線回折装置を用いて同定した．カリ長石培地区のオオチカラはカリウム（K）およびケイ酸施肥区（完全区）と同等に生育した．ヒノヒカリ，Lsi-1，トウモロコシは完全区よりも劣ったものの，K施肥区とはほぼ同等に生育した．カリ長石から吸収したK量は，ヒノヒカリ，オオチカラ，Lsi-1，トウモロコシの順に多かった．また，ヒノヒカリとオオチカラの根圏には，ハロイサイト，バーミキュライトが形成されていた．Lsi-1の根圏にはわずかにハロイサイト，バーミキュライト，モルデナイトが形成されていた．また，トウモロコシ根圏ではモルデナイトとわずかなハロイサイトが形成されていた．栽培後培地の非晶質Al量はイネ3品種で多く，トウモロコシはイネの60％に留まった．さらに，シュウ酸アンモニウム抽出の非晶質物（アロフェン様物質）のAl/Siは，ヒノヒカリとオオチカラでは6.2，6.8と高く，Lsi-1では3.3であり，トウモロコシでは1.2と培地長石の1.0とほぼ同等であった．以上の結果より，イネ根はカリ長石を破壊し，Kおよびケイ酸を吸収しており，その残さが粘土鉱物およびアロフェン様物質を形成していると推測された．さらに，同様の栽培を白雲母培地および黒雲母培地で行ない，鉱物破壊作用を確認した．