雲仙の火山性土に関する研究(第6報) : 粘土鉱物組成と作物生産力の関係(続報)

(1)

佐大j災縫 50 : 75-84 (1981)

雲仙の火山性土に関する研究(第

8 報)

粘土鉱物組成と作物生産力の関係(続報)

矢野綱之・官題誠一郎

(土機肥料学教室) 昭和55年11月初日受潔

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(2)

76 仏

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大学}史学:公判i第50号 (1981) I 緒

一

宮￠コ肥料として施!日されたりん酸の作物による吸収事は，火山灰土壌では通常 lO-209oに過ぎないが，その主な.illl.出は土壌q:rの遊離鉄，アルミニウムと，

1

地

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したりん酸の紡合による難溶性りん酸滋の生成1.2，3，4，5)などである. 一般に火山灰土壌の生法力は低いと言われているが，その理由としては，この1IJ1T.溶性りん酸l]l( の生成と共lと，火山灰土壊の主一望な粘土鉱物である非品質アロフェンによるりん酸の間定川8)があげられる. は第 5 報8) では，粘土鉱物組成を~'~にする 4 穫のこiニ壌(品川古性粘土鉱物が多く，アロフェン合議の少ない森安，関見の土壌および給品性粘土鉱物が少なく，アロフェン合壁の多い布 ~It，大

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の土壌)について性状を調べ，そのご

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二段を

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いて隙右前のポット試験を行ない，

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I

成と作物生産力の関係について報告した.~1~

6

報では前線で供試したこ

1 :

綴について，りん酸の吸収 2印式，可溶性アノレミニウムおよび等屯点の pHを測定し，吏lとそのゴニ壊を用いて去のポット試験を行ない，作物生産力lC影響をおよぼすと思われる要閣について検討した.なお，ポット試験でりん駿の総!盟主

f

は，

I

後稲の試験結架からず1₁:':f~ lN~:.tl した. II 供試土壌および実験方法 1 . 供試土壌供試土壊は前線8)と間じく雲仙火山 lこ出米する吾妻，国見，有企

I

t.および附燐火 1111ζ由来する大津の米耕地土壌の表土を

m

い，供試ゴニ波の化学的性質は Table1 1ζ示した. Tablc 1. Chcmical propcrti巴so[ soils Soil _pnH Exchange T_a_c_i_d_i_t_y o_Ctal C _v.n.vB C Excha_(mengl

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J

定した.すなわち，水酸化ナトリウムで p況を種々に調節したりん酸液を力n え，りん駿が二j: l'~lCI吸収された者IJfì を;汁然し， }，18， ìÿ~ 液 pH とりん酸吸収本との関係をみた.

B

.

可溶性アルミニウム可溶性アノレミニウムはアルミノン法10)で測定した.すなわち，アンモニウムで反応を種々に務節した

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酢酸アンモニウム液を加え，土撲から溶解してくるアルミニウムとpHの器係をみた.

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等電点のpH 等滋点の pHは永井，久保田の市気浸透法11)で

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定した. また，腐値による等浴点への;1診斡

(3)

欠illf・主

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議:妥11hの火山知:土ζl関する研究(第6淑) ₇₇ が指摘されているので，過般化水素処理によってj関舗を分解した土壊を調製し，その土撲の等電点をも測定した.

I

実験結巣と考察 1. りん酸吸収型式りん駿吸収迎式は

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示した.供試こ!二機のりん酸吸収型式は，:f;ffi{入のりん酸吸収型式9)

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1

よれば守主:，問見は

I

}\~の lt 般質 ι!二撲に近く， ;{Iiilt，大津は

IV

Jí~ のばんこ!二質土 l ζ近い. りん被吸収率を全般的にみると，結i111性粘土鉱物が少なく，アロフェン合;訟の多いイli主

I

t.，大津土壌は，給品性粘土鉱物合;鼠が多く，アロフェン合設の少ない吾妥，国見ゴ二壊に比絞して

i

向かった. りん綾吸収率は pHの上昇に伴い，低くなっている.pHのj

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1

・ζl伴うりん駿吸収率の減少傾向は， 4.::1二機関で蒋:しい若はなかった.しかし，りん機吸収率の減少刻合が小さくなる点の pH，すなわち，

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J点の pHは吾妻が5.31羽

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，倒見が5.7Il

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_"_i_l_l_で

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_尽く，イ_t_i_{浮は6.1，大津は6.3問}_。_近で高かった. Table 2. Relationship betwecn phosphate absorption ratio and pH of suspensions Azuma Kunimi Futsu Otsu pH

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3.00 82.7 2.96 85.8 3.28 94.1 3.78 93.8 4.40 74.3 4.50 77.3 5.30 83.1 5.50 83.5 5.18 68.9 5.23 72.0 5.77 78.5 5.90 79.8 5.32 68.5 5.42 70.9 5.90 77.7 6.10 78.4 5.48 68.0 5.51 70.4 6.00 77.0 6.23 76.6 5.68 68.9 5.67 69.9 6.10 75.9 6.28 75.9 578 68.9 5.78 69.5 6.34 75.3 6.50 75.9 6.12 66.7 6.08 69.4 6.68 74.4 6.82 74.6 6.52 65.9 6.50 68.3 7.10 74.3 7.10 73.4 6.83 65.3 6.79 68.2 7.17 73.9 7.30 73.4 7.08 64.2 7.00 68.1 7.32 72.7 7.35 73.3 7.28 63.7 7.08 67.2 7.58 72.9 7.37 72.4 7.55 62.1 7.20 67.2 7.50 72.0 7.44 67.2 7.80 71.9 2. 可溶性アルミニウム可溶性アルミニウムは，施

J

なされたりん殺と反応し，ま

t

!

溶性の塩を形成することによって，作物によるりん酸吸収を阻害する原閣となるアノレミニウムである.これは，土域粒子の構成国子の一部として存在すると考えられている.したがって，土撲の種類によって可なり差がある.可総性アノレミニウムの:監は

Fig.2I

ζ

示した.

。

t

試土壌の可溶性アルミニウムの最は，アロブェン含量の最も多い大津が最も多く，アロフェン合;誌の最も少ない吾姿が最も少なかった.布津と国見の可溶性アノレミニウムの議は，大津と脊姿の中間で3 布津と国見j間

i

乙著しい差はなかった.

(4)

第50号 (1981) 佐焚大学燦学終報

7

8

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tSll 酔・・・-90 85 80 75 70 65 60 8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 pH 5.0 4.5 4.0 3.0 3.5 Type of phosphate absorption. 可溶性アノレミニウムの最と先lと述べたりん酸吸収率との

i

習には，本日関があるように思われる. すなわち，可誇~.問:アノレミニウムの:震が多いごと峻はりん酸吸収不が向く，可溶性アルミニウムの殺が少ないゴニ擦はりん酸吸収率が低い. 可j容官

:

f

アノレミニウムの最と

pH

の関係で，

pH

の!二昇

l

と

1 *

い，アノレミニウムの溶解;援が少なくなっている.とくに，

pH

が

5

以とになるとnJi察官

:

1

アルミニウムの没が減少してくる. Fig.l. 等憶点の

pH

供試土主義の等電点の

pH

は

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e3 I

ζ

示した.会

;

J

品性粘土鉱物の種類および含量が多く，ァロフェン合盛の少ない否姿，国見の等電点の

pH

は

4.7-4.8

で低く，京

i

1

品性粘土鉱物が少なく，アロフェン合還の多い布津の等電点の

pH

は

5.6-6.0

，大津は

6.7-6.8

で高かった. 腐械を過酸化水素処理で分解した土壌の等泡点の

pH

を測定した結果，

1-2

上昇した. とくに，腐総合長のやや多い悶見，ギ'fii¥itの等屯J誌の

pH

は1.6-2.0程度上昇した. このことは腐i憾の等電点への影響が大きいことを示していると思われる. 以上のζとから，供試土壌の等電点の

pH

は，その土撲の枯土鉱物組成によって異なり，アロフェン質のものほど高く，結晶性粘土鉱物の多いものほど低い傾向があり，また， ~お植が等電点 3.

(5)

(%) 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 O. 1 矢野・宮図:雲仙の火山性土K.関する研究(第6報) ト - - 4 Azuma

ト…"

Kunimi o崎山.0Futsu 品川崎 Otsu 4.00 4.25 4. 50 4. 75 5. 00 5. 25 5. 50 5. 75 6. 00 pH Fig. 2. The quantity of soluble aluminum in the soils. 79 のpHf乙影響している.これらの結果は弘法，大

3

1

2 )

，松本，高田，今井川の報告と一致していた. 供試ニ

i

ニ壌の等電点の p Hの測定結果と，先に述べたりん酸吸収型式で，各ニヒ機のりん酸吸収率の減少割合が小さくなる変出i点の p Hとは対応していた.すなわち，等電点の pHが高いものほど変泊点の pHが高く，等電点の p Hが低いものほど低かった. Soil Azuma Kunimi Futsu Otsu Table 3. The isoelectric points0'1the soils 4.67-4.78 4.74 5.63-5.95 6.67-6.76 5.90-6.16 6.29-6.42 7.58 7.56-7.82 場 Theisoelectric points of the soils after decomposition treatment with 6% HzOa・以上の結果から否ニ実，国見の土主義と布津，大字

t

l

の土;壊との悶には，切らかに差が認められた. すなわち，安妥，問先の土壊はギ巨体，大津の土壊に比絞して司容佼アノレミニウムの;滋が少なく，りん酸吸収率が低く，また， p妊の上昇 fr. 14~ うりん酸吸収家の減少割合が小さくなる点の pH が低い.なお，等電点の pHも低かった.

(6)

第50.~~. (1981) りん駿吸収率において，答姿，国見が;frH孝，大津l乙比絞して

J

限溺液pHの上昇ej"C.伴うりん酸吸収率の減少割合が小さくなる点の pHが低いのは，吾妻，鹿児が布主

1

，大津よりも結品性粘土鉱物の合滋が多く，可溶性アノレミニウム，アロフェンおよびイモゴライトが少ないため， OHの解荷

!

U

皮が小さく，アルミニウムの活性皮が低下している結果と巧えられる.また，土撲のりん酸吸収率の減少割合が小さくなる J去の pH と等 ~1t1.r.\1: の pH が対応しているのは，粘土鉱物組成 IL 負うところが大きい. 佐賀大学幾学終報 80 ト試験ツポ IV ポット試験設計ポット試験設計は Table4 !乙示した. 4 事fi~ま1 の土峻をそれぞれ 2.1K g， 1/5，000 aポットにつめ，

CaC0

3でpH6

I

L

;

i

時絡し， 1週間後， j@りん般石灰を上境会長と混合した. Nは硫酸アン 1. Tablc '1. Pot t<、sl Varicty: Norin 61 Pot: Ij5000a Soil: 2.1 KgjPot (gjPot) Plant crop: Whcat ハ円

ρ

O

Nnu “ K4M 4 0.7 2.25 0.7 0.6 3 0.7 1.50 0.7 0.6 2 0.7 0.75 0.7 0.6 0.7 0.0 0.7 0.6 Nutrient at seeding time: Decembe1'4

，

1978 at ha1'vest time:l¥在ay24

，

1979

Amount of CaC03 fo1'a司justmentof pH of or匂inalsoil to 6.0

CaC03: Azuma 16.0 g Kunimi 22.0 g

Futsu 16.0 gOtsu 11.5 g

図

Futsu

ロ

A

…

number 長 ~ 九て

5

0.75

P

2

0 S

The numbe1'of ea1's of whcat (NumberjPot).

. 均 2.25

四

otsu .50

a

p

l

i

e

d

WA

Kuntml 20 10 15 5 (g/Pot) Fig.3.

(7)

欠野・1封劇:雲仙の火LLi性二七ζl関する研究(第6報) ₈₁ モニウム， KzOは極力[Jカリ， MgOは硫酸アグネシウムを水lζ溶かして施舟した.試験区は4

1 X

で，述数は3述である.試験作物は小麦“農林61号"で， 1978年12月 4日ζl矯稜し， 1979年5月 24日lζ収穫

Gt

こ.

2 .

小麦の収量小麦のポット当りの穂数は Fig.3，穏重および茎菜室は Fig.4

K 示した.穂数は 1!!~ りん酸区で

は4ニ!こ境問lζ殆んど惹はなく，りん駿0.75g区では寄姿が4.5本で，他の3土壌は3本程度であった. りん酸1.5g区では吾妻・が18本で最も多く，がむし、て国見が16本，布主

!

I

が14本，大津が13 本であった.りん駿 2.25g区では吾妻が20本で最も多く，続いて問見が18本，布津が15本，大津が14本であった. 小麦の穏震と茎葉重の合量は，吾妻が最も一重く，続いて国見，布津，大津のIJ践で，穂:数と同一傾向を示した.穂重，菜葉重ともに，穏重と茎葉重の合選と同一傾向を示した. 小麦の穏数，穂、三重および茎菜室は結晶性粘土鉱物含量の多少，アロフェン合議の多少と密接な関係があった. {ヨ} 45 40 35 30 25 15

T

o

t

a

l

。

同

一

-

0

AzumCl 時・h ・""Kunlml 0・一-.(1Fufsu ...-.. Otsu

Ears

S

t

a

l

k

αnd

l

e

a

v

e

s

0.751.50 225 0 0.751.50 225 0 0.75.150 225 P205

applied

(

g/Pof)

Fig. 4. The weight01'ears， stalks and leaf (gfPot).

(8)

82 佐賀大学農学議報第50匂 (1981) 3. 小麦のりん離吸収量小麦のりん駿吸収量は Fig.5 rc:示した. ポット当りの小麦のりん酸吸収泣は，小麦の穂s!!，茎菜室と同様lと，苔-変:が;最も多く，続いて園児，布津，大津の11績であった.小麦のりん酸は殆んど穏に含まれ，茎葉のりん酸は非常1乙少なかった. {符司} 140 E 12

0

1

-100 80ト回ト 20ト A 10ト幽

口

Eors

閣制

Iks Leoves

ハ

互

ム

4

A' Azuma K' Kunlml F' Futsu O'Otsu 問問 rt<I 0.75 150 2.25

時

0

₅

o

p

l

i

e

d

(gtl'ot)

Fig. 5. The total content of absorbed P2U" in wheat (mgfPot).

4. 跡地土壌の可給態りん酸跡地土壊の可給態りん酸はFig.6rc:示した.Bray 2法lとより測定した可給

f

返りん酸は，アロフェン含量の少ない寄妥，国見がアロフェン含;誌の多い布主

I

!

，大津ζl比較して非常1ζ多く含まれていた. とくに，りん酸1.5g区 2.25g区で多く含まれ，百・妻，国見と布

#

I

!

，大津間では顕教: な差が認、められた.寄姿と問見閥では，原土lと含まれている可給態りん酸合法を考慮すると，両土壌関での差はなかった. ポット試験において，吾妥，

I

翠見の小麦のりん酸吸収量は布津，大津のそれに比較して多く，したがって，りん酸の利用率が渇く，且つ，跡地土壌にも可給態りん酸合;量が多いことは，給品性粘土鉱物含震の多い土壌が，アロフェン含量の多い土壌に比較して，りん酸の回定が少ないζ とを示している.

(9)

矢野・1夜間:雲仙の火ill性土 lζ衡する研究(第 6綴) 83

J

口側附図向

tsu

~

Kunimi

岡

Otsu 401 30 20 10 0.75 1.50 225

P

2

0

5

a

p

l

i

e

d

(g/内 Fig.6. The quantity ofavailable phosphate in post-harvested soils. (mgflOO g). このことは，先に述べた土擦のりん酸吸収型式，可溶性アノレミニウムおよび等'屯点の測定結果と一致している.

V

摘要粘土鉱物組成が異なる火山灰土壊の性状を誠べ，それらの土壌を用いて小麦のポット試験を行ない，粘土鉱物組成と作物生産力の関係を検討した. 1. りん駿の吸収率は吾妻，国見の土壊が;(fi律，大津の土撲のそれに比較して低かった. 2. りん酸吸収率と懸泌液pHとの関係で， pHの上昇 lζ伴うりん酸吸収率の減少割合が小さくなる点の pHは吾妻，国見の土撲が5.3，5.7で低く，布津，大津のこと壌は6.1，6.3で高かった. 3. 可溶性アルミニウムの量は吾妻土壌が少なく，大津土擦が最も多かった. 4. 等f邑点の pHは否姿，園児の土i壊が布津，大1i!tのこ

i

二撲のそれに比較して低くかった. 5. ポット試験で否姿，国見は布 ~!t ，大津 lζ比較して穂数が多く，穂重，茶葉震が大きかった.

6 .

小麦のりん酸吸収益は吾妻，国見が布津，大津のそれに比較して多かった. 7. 跡地土撲の可給態りん酸含量は吾妻，潤見が布 ~I!，大手!土のそれに比較して多かった. これらの結果から，火山灰土撲の生産力の相違は，主としてりん酸吸収カの差によるもので，そのリン君主吸収力11:，粘土鉱物組成が強く影響していると思われる. 謝辞本研究の遂行にあたり，交の綴ヨこを提供いただいた佐賀農業試験場の徳安殺行議長，ご指導をいただいた本学のノ'I<

E

H

正直教授に深謀なる謝;窓を表する.

(10)

84 佐賀大学農学祭報第50号 (1981) 文献 1) 永田工EI立(1951). 佐大農学教室報告pp.2. 2) 佐伯秀章・岡本国土佐(1957). 日本土肥誌， 28，145. 3) 総本雄笥・奥田東 (1962). 日本土肥誌， 33，275. 4) 植物栄遜土壌肥料事典(1974). pp.491，養賢蛍，東京. 5) 永関正直・宮日子1・男(1980). 日本土肥講演姿旨集， 26， pp. 20. 6) 官悶稔・宮内俊文 (1975). 日本土肥誌i，46，89. 7) MlZOTA C (1977).Soil Sci. plant Nutr.23， 311. 8) 矢野綱之・向井克治(1979). 佐大燥さた， 46，25. 9) 磁人松三郎(1952). 土壌学研究， pp.148.税念番!吉，東京. 10) 土壌養分分析法(1975). pp.94.養緊蛍，東京. 11) 永井恭三・久保fE正mi(1967). 日本土肥誌i，38，310. 12) 弘法健三・大;PJ 俗(1966). 民本土肥講演主主旨集， 12， pp. 84. 13) 松本聴・高田秀夫・今弁笈蔵(1975). 日本土肥誌， 46，229.

雲仙の火山性土に関する研究(第6報) : 粘土鉱物組成と作物生産力の関係(続報)