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5 総括
本研究では,土壌のK供給能を評価するため,K選択的吸着材であるクリプトメラン型マンガン 酸化物の調製,接触試験条件の決定,土壌および粒径別試料を用いた接触試験の3つの課題につい て検討した.
(1) K選択的マンガン酸化物の調製
クリプトメラン型マンガン酸化物はトンネル構造を持ち,K選択性が高いという特徴を持つ.本 研究ではトンネル内にK+やNH4+が取り込まれたマンガン酸化物を合成し,構造内の陽イオンとH+ を交換するため,高濃度の硝酸を用いた調製を行った.合成物をそのままカラムに充填した調製で は,カラム内に硝酸を通液させるのに長期を要したが,一度合成物を乾燥させることで調製期間を 短くすることが出来た.調製したマンガン酸化物はカリウム選択性が非常に高く,吸着容量が大き いことを確認した.
(2) 土壌との接触試験条件
交換性K,非交換性K量を測定するための酢酸アンモニウム抽出法や熱硝酸抽出法は土壌試料を
1.0 gもしくは5.0 g用いて抽出を行っても単位質量から溶出するK量は同量である.しかし,本研
究のK選択的吸着材を用いた接触試験では1.0 g用いた場合と2.0 g用いた場合では単位時間当た り,単位質量から溶出するK量が異なることを確認した.接触試験の再現性を高めるため,供試土 壌の充填量と添加する0.01 mol L-1のCaCl2溶液量の条件について検討した.充填量が0.5 gの場合 や供試土壌とCaCl2量を2:1で接触させた場合は供試土壌の粒径組成や接触状態が不均一になる可 能性がある.検討の結果,接触試験の際の充填量は1.0 g,添加するCaCl2量は2.0 mLを試験条件 として採用した.
(3) 土壌との接触試験および粒径別試料を用いた接触試験
土壌のK溶出傾向を把握するため,本研究で採用した接触試験条件を基に,4種類の供試土壌と K選択的吸着材を用いて長時間接触試験を行った.いずれの試料も交換性K相当のKは速やかに 吸着材に移行し,供試土壌の中には非交換性K量よりも多くのKが吸着材に移行するものもあっ た.各接触時間の供試土壌からのK溶出量を測定することが出来るため,供試土壌のK溶出移行 速度の把握を可能にする測定法であるといえる.また,本研究の接触試験は濃度勾配によって供試 土壌から溶出したK量を測定する方法であることから,測定されたK量は植物が吸収可能なKで あるともいえる.
粒径別試料のK溶出割合を把握するため,2種類の供試土壌をシルト,細砂,粗砂に分画して接 触試験を行った.細砂画分が多い,シルト画分が多いといった特徴のある供試土壌であったが,ど ちらの試料でも全K溶出量の約35%はシルト,細砂,粗砂から溶出したKであることを確認し た.また,土壌試料によって画分によるK溶出移行速度の傾向が異なることを確認した.
本研究では,Kに選択的な吸着材と土壌を接触させて,溶出移行したK量を土壌のK供給能と して評価したが,飽和状態と不飽和状態での溶出移行量の違いや植物が実際に吸収するK量との比
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較についての検討は行っていない.接触試験で溶出移行したKが植物が吸収可能なKであるとの 関係性を証明するためには,吸着材に移行するKの経時変化量を測定すると同様に,植物が吸収す るK量の経時変化を測定する必要がある.
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