土壌腐植物 質 に関す る研 究 腐 植酸 中の無機成分 につ いて*

土壌腐植物 質 に関す る研 究 腐 植酸 中の無機成分 につ いて*

柘植 利久… ･松 本貞義…

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Ⅰ

諸 言

土壌 における腐植 の集積 は地 力と密接 なる関係 が あ り1‑地 力の にか 坤 と しての腐植酸 の組成 を考え

ることは大 切で ある. また近年化学肥料の過剰方胡 EP

や農薬 などの使用過 多などによって起因す る農業公 害 の抑制 をどにそれ らは重 要視 されて来た.

一般 に腐植 および腐植酸 は動植物遺体の腐朽 や分 解 によって生成 され, 腐植 化の進行 にともない土壌 の無機成分 となん らかの結合 をな して腐植化度 を異 にする複雑を有機無機複合体と考えられている.なおこ

が腐 植酸 と結合 して安定 なキ レー トを形成す ると し た.

腐植 の中核 ををす腐植酸 は作物 生産の場 において 植物 餐分供給能 をもち,あ るいはまた粘土 とともに 陽 イオ ン交換作用 を営み植物養分の吸収保持 などに 役立 ってい る.腐 植酸の組成 や理 化学的性質は土壌 生成過程 ,母材,相性 などの違 いによって種 々雑 多 であ る.

著者 らは数種の土壌 よ り抽出 した腐植酸 を充分 に 精製 して､ それ らの腐植酸 と結合 または複合体 をな

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,A

Fe , Al

などの多価 カチ オ ン

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,A してい る

調べ ,あわせて理化学性 の測定 をおこない二三の知

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れ らに関 して奥 田3)らは

+本報告の一 部は昭和 4年 1

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lが結 合 した腐朽物 質 lあるいはその他の各種の無機成分 を であ ると し,川口4)らは

月2El. 日本土側 巴料学会仙 台大全で発表した｡

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L 近 地 人 手 農 学 部 紀 要 ,.(;7iI (1974)

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3 0 5 1 514 3 3 3 051 1 0 4 3 3

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呈 し,酸 度 は

数 は火山灰 土壌 において は2000以上 ,非火 山性 土壌 le

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a lに示 した .各土壌 とも酸 性 を

‑4.60の範 囲 を示 し,燐 酸 吸収 係 0

03.

の兵庫 西脇黒 ボ ク土壌 は1 で あ った .

腐 植酸 の抽 出 につ いて は熊 田5)ぉよび弘法6)らの 方法 に準 じ,つ ぎの よ うに実施 した .す をわ ち ,粗

4 9 9

のふ るいで 錆 別 し, ソ ックス レ ー抽 出器で アル コー ル ･ベ ンゼ ン (1 :1)の溶媒 を も ちいて抽 出液 が着色 しな く な るまで抽 出 して 土壌 中の樹 脂 分 を除去 した. これ に土壌 炭 素量 の 30倍 以上 の N水酸 化ナ トリウム

05mm.

01. 0

を加 えて沸 騰 湯 浴 上で3分接 伴 抽 出 をお こない ,放 冷後遠 心分離 000 m,20分 )して腐 植 抽 出液 を

0 rp..

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0

栓 拝 しをが ら加 え るO 数時 間放置 して腐 植 酸 を沈殿 得 た .この腐 植 抽 出液 10

させ,N0.4の ロ紙 をも ちいて ロ過 し,解腸 しは じめ 0 1.

る まで水洗 す る.再度 口紙 上 に N水酸化ナ トリウ ム を加 えて腐 植 酸 を溶 出 させ ,ふ た た び硫 酸 を加 え て沈殿 させ ,ロ過 水洗 した. これ をイ オ ン交換膜 を

移 し湯浴 上 で乾 燥 させ て黒 色 の精 製腐 植 酸 を得 た .

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以下 で通電 し易溶性 の塩類 を除去 した後 ,蒸 発皿 に

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0m 0 0 3 ,

張 ったパ ウ リ型電 気透 析槽 に移 し ‑5時 間3 ∧

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兄 を得 たの で その概 要 をの べ て参 考 に供す る.

Ⅱ

実 験 方 法

供試土壌 として腐 植 に富 む黒 色土壌 4点 すなわち鳥 取 県大 山火 山灰 土壌 ,島根 県 三瓶 山火 山灰 土壌 ,愛媛 県宇 和 島 オ ンヂ土壌 と非 火 山性 と考 え られ る兵庫 県 西脇 黒 ポ ク土壌 をも ちいた . これ らの 供試土壌 の理

大 な有 機物 を除去 した供 試土壌 を

mlに濃硫 酸 lmlの 割 合で

か く して得 られた腐 植酸 の相 対色 度 ,色 調係 数 は

5 9 . 0

22.

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柘植 ･松本 :土壌腐 植物 質 に関す る研究

弘法 ,大羽61の方 法 に従 った.但 し炭素および窒素 であり,腐植化度の低 い兵庫黒 ポ ク腐植酸 は

C l hum

Fe, の定量 は柳 本製作所 MT‑5 型CNコーダーにより求

めた.また腐植酸中の無権成分の推定 につ いては理 腐植酸 は土壌 中の各種の無機成分 , 如 ,んずく 0

0

F‑S型蛍光X線分析機で測定 した.とくに Alと錯化合物の形成や高分子腐 植複合体 を形成す る ことが予想 され る )T9. able2に示 した よ うに,腐 植

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Alにつ いては熊 田71の方法で定量 した.

を Nの水酸化ナ ト リウムの少量 に溶か し,S xG‑7を充填 した5

1 00. hd epae

5g c

カラムに Mのピロ リン酸 ソー ダ綾衛 液でゲル ロ 過 をおこない分子量分画 した.分画 された腐 植酸の

5 00,

1部 は直接原子吸光分析法 によ り を定量 し つ いては残 部の腐 植酸 を過酸 化水素水で有機物 を分 解後 アル ミノン比色法 によ り定量 した.

A ,

め られか ､が,全炭素量 に対す る抽出 された腐植酸

Ⅲ 結果 と考察

供試土壌 中の全炭素量 は各土壌 とも顕著 な差 は認 Fe

0 5 5 1 1 8 28. 3 d

lに

植酸 は2 %となり,このよ うに炭素量 に対す る腐 植酸の 占め る割 合が異 なり,大山火山灰 土壌 に多 く 非火山性 とみ られ る兵庫 西脇黒 ポ ク土壌 に少 ない傾 向 が うかがわれた.

腐 植酸 は特異 的 な色 調 をもってお り, これ らは通 4

25.

l kog よ り算 出 した.その結 の係数 をもちい ,ま 400‑1 kog600

%,三瓶 山腐 植 酸 .88%で兵庫黒 ボク腐

7 550. の割 合 は, 大 山腐 植 酸 は

%,宇和島 オンヂ腐植 酸32

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(△l )で あ らわ さ

‑00･ 1 00.

)

Rf 2 れる.著 者 らも において 247

Rf,色 調係数 (

た△ l ‑ogk b a

酸 は大山腐植酸で あ り,低 い腐植酸 は兵庫黒 ポ ク腐 l 2e

栄 ,T に示 されたよ うに,腐植化度の高い腐植

植酸であった . 8J

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4 05. 3

つ ぎに腐植酸 の

常相対色度

つ ぎに腐植酸のC･E･C(測定 は酢酸 バ リウム法 に よる ) につ い てみ ると,いず れの腐植酸 も高いC･

E･Cを示 した が,腐植化度の高い大 山腐植酸 は 655

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66 近 真壁 大 半･殿 Jii'部 紀 要 lJJl･,7H‑ (1974)

Table3.Inorganicconsdtuentsinpurifiedsoilhmicacid･

Elements Daisen

Humicacid Sanbe

Humicacid Chji

Humicacid Kuroboku Humicacid

Pb 十十 +十 十十 ++

Ba ‑ 十 ‑ +

I 十十 十 十十 十十

Mo 十十 ‑ ‑ ‑ ^Ope_X‑^ra_r^t_a^ingCondi_ytubeW ^tion Br 十十十十十 十十十十 十十十十 十十十 50KV 50mA As ‑ ‑ + ‑

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害

^Detec(‑) nons^tionsensite^lns^Yiti^ytviity Cu

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十十十 十十

十十十 十十十

十十十 十十

十十十 十十

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(+) 0‑400CPS (++) 400‑4000CPS (++十) 4000〜20000CPS Co 十 + + 十 (++++) 20000‑40000CPS Fe 十十十十十 十十十十十 十十十十十 十十十十十 (十十十十+) 40000‑CPS

Mn +十 十十 十十 十十

Cr 十 + 十 十十

Ti 十十 十十 十十 十十十

Ca 十十十十+ 十十十十 十十十 +十十 ^Oper_X‑^a_r^t_a^ingCondi_ytubeCr ^tion K 十十十十 十十十 十十十 +十十十十 ^{spectrocrystalEDDT} C2 十十 十十十 十十十 十十

‑ ;

50KV 50mA

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Detectionsensitviity S 十十 十十十十 十十十 十十十

4

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(‑) nonsensitivity P 十十 十十十 十十十 十十十 ^{(+) 0‑80CPS}

(十十) 80‑800CPS Si 十十十 十十十 十十十 十十十十十 (++十) 800‑4000CPS A史 十十十十十 十十十十十 十十十十十 十十十十十 (十+十十) 4000‑8000CPS

(十十+++) 8000CPS

酸中のAlは兵庫黒 ボク腐 植酸では10.63%も占めてお い腐 植酸 を分子量分画 して分画腐植酸中のFe,Al套 り,腐 植化度 の高い大 山腐 植酸では4.88%と少 なく, 定量 した .す なわち,Flg.2に示 したようにいずれの 腐植化の程度 によってそれ らの存 在量 が異 なった . 腐植酸 にも,Feは高分子腐植酸 部に存在が確 認され, Feについては,腐植化の程度 に大 きな差 は認め られ Alは低分子腐 植酸部 に存在が確認 された.分画 され ず,8.78‑1.46%占め るにす ぎない.またその他の た腐植酸の分子量範囲はゲルカ ラムの分配係数 よ り 各種の無機成分 につ いて蛍光X線分析機で検出 した 求めたところ,Feが認め られる腐植酸 は約 2万‑ 5 結果 をTable3にまとめた.す なわち,腐植酸中 に 万程度,Alが認められた腐植酸 は 5千〜1.5万程度 の はFe,Alのほか約20種の無機成分元素が検出せ られ 分子量範囲 と推定 された. か くして腐植酸 中には 多 た. いづれの腐植酸 にも比較的 多 く存在す る元素 と くの無機成分が存在 してい ることが認 め られた.

してBr,Zn,Cu,Fe,Ca,K,Si,Alをどで あった.Br 腐植化度の低 い兵庫黒 ボ ク腐植酸 に炭素量,AI量 は同族元 素で ある1,Clに較べ 多 くあった.結田 10) が多い傾 向がみ られ るのは, かかる未 熟 な腐植酸 に によればその存在量 は土壌有機炭素,腐植量 と密接 おいて分子量範囲の小 さい部分にAlが働 き腐植酸 ゲ な関係 にあると してお り,本測定 においても腐植量 ル複合体 をな してい ると思 われた.腐植化度の高い の多い火山灰 土壌腐植酸 に多 く,非火山性の兵庫 黒 大 山土壌 の腐植酸 などでは腐植酸分子内でAl, Fe ボ ク土壌腐植酸 に少 ない傾 向 が うかがわれた . の配位形成 がおこなわれ安定 を腐植酸複合体 を形成

腐植酸 をsephadexG‑75によりゲルロ過 をお こな した と推論 され る.

.

･r/ lヽ･

〜 い it .ユー 一一

柘植 ･松本 :土壌腐植物 質 に関す る研究 67

Ⅳ

要 約

腐植 に富 む土壌 4点 (大 山火 山灰 土壌,三瓶 山火 灰 土壌,宇和島 オ ンヂ土壌 と非火山性の兵庫黒 ポク 土壌)をもちいて

0 . 1 N

水酸化ナ トリウムで腐植酸を 抽出分離 した.

これ らの腐植酸の理化学的性質 と無機成分 につい て検討 した.

1)大山火 山灰 土壌 よ り抽出 した腐植酸 は腐.植化度 が高 く,低 い腐植酸 は兵庫黒 ボ ク土壌の腐植酸 であった.

2

)腐植化が進行すれば

C･ E･ C

も高 く在 り,腐 植酸 中のAlは少なくなる傾 向 を示 した.

3)腐植酸 中の無機成分元 素は 多 く認 め られた.い づれの腐植酸 にも比較 的多 く存在するものはBr, Zn,Cu,Fe,Ca,K,Si,Alなどで あった.Brは火 山灰腐植酸 に多 く非火山性の黒 ボク腐植酸 に少 ない傾 向がみ られた.

4)腐 植酸中のFeは高分子畳の腐植酸部 に,Alは低 分子量の腐植酸部 と複 合体 をな していると思 わ れた.

文 献

1)M.M.KoNONOVA :SoilOrganlCMatter,165p, PergamonPress,New york (1961).

2)熊沢喜久雄 :複合肥料 6,10‑13 (1972). 3)奥 田東 ･堀士郎 :土肥誌 26,201‑203(1955). 4)川 口桂三郎 ･久馬‑剛 :土肥誌 30,591‑596

(1960),

5)熊 田恭一 ･川村征夫:土肥誌 36,367‑371 (1965).

6)大羽 裕 :ペ ドロ ジス ト 2,108‑116(1964). 7)熊 田恭一 ･太田信婦 :土肥誌 34,417‑422

(1963).

8)熊田恭一 :土肥誌 26,287‑290 (1955). 9)M.SoII ENTZRadSU Kl : mln . . 仏NHL CSubts csane

】nteEn io n,0p,Mac l h vrmet23 . re De k rk e New york (1972).

10)結 田康一,渋谷政夫:土月巴吉 44,69‑80(1973). (1973).

(昭和48年12月10日受埋)

′1 Ir.‑J ′

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