放射性Cs/非放射性Cs濃度比で推定した表層土および下層土からのCs吸収割合

要約

圃場で栽培したアマランサスの導管液および土壌の放射性Cs/非放射性Cs濃度比を使って、表層土からのCs吸収割合を推定できる。下層土からのCs吸収割合が高い場合には、地上部の放射性Csと非放射性Csの相関が低いため、非放射性Csを放射性Csの代替とすることはできない。

• キーワード:アマランサス、導管液、土壌、根、放射性Cs/非放射性Cs濃度比
• 担当:東北農業研究センター・農業放射線研究センター・畑作移行低減グループ
• 代表連絡先:電話 024-593-1310
• 分類:研究成果情報

背景・ねらい

2011年3月の福島第1原子力発電所の事故により、福島県および近隣地域の農地は放射性Cs(¹³⁴Cs+¹³⁷Cs、以下RCs)により著しく汚染された。RCsは、その多くが表層土に存在するが、非放射性Cs(¹³³Cs)は土層中に均一に分布する。導管液中のRCs/¹³³Cs濃度比は、土壌のRCs/¹³³Cs濃度比を強く反映するため、導管液および土壌のRCs/¹³³Cs濃度比を使って、表層土および下層土からのCs(RCs+¹³³Cs)吸収割合を推定できる。そこで、2013～2014年に福島県内の3圃場で、Cs吸収力が高いとされるアマランサス属の中の2品種、「K4」(Amaranthus caudataus L.)および「メキシコ系」(A. hypochondriacus L.)を栽培し、圃場における表層土および下層土からのCs吸収割合を推定する。

成果の内容・特徴

• 土壌の交換性RCs/交換性¹³³Cs濃度比は表層土で高く、下層土で低い(表1)。
• 表層土からのCs吸収割合(%)は、次式で求めることができる。表層土からの吸収割合=(導管液のRCs/¹³³Cs濃度比-下層土の交換性RCs/交換性¹³³Cs濃度比)/(表層土の交換性RCs/交換性¹³³Cs濃度比-下層土の交換性RCs/交換性¹³³Cs濃度比)×100。なお、表層土と下層土の交換性RCs/交換性¹³³Cs濃度比はそれぞれの平均値を用いる。
• 表層土からのCs吸収割合は、B1圃場、B5圃場およびC圃場で、それぞれ29%、7%および81%である(表1)。
• 表層土からのCs吸収割合が低いB1圃場およびB5圃場では、地上部および導管液のRCsと¹³³Csの相関は低いが、吸収割合が高いC圃場では、RCsと¹³³Csの相関は高い(図1)。これは、RCsが表層土に局在することに起因する。下層土からのCs吸収割合が高い場合には、地上部のRCsと¹³³Csの相関が低いため、圃場試験において¹³³CsをRCsの代替とすることはできない。

成果の活用面・留意点

• 2013年および2014年5月末に30日苗を定植した。8月、9月、および10月初旬に1区あたり5～15本の地上部を切断し、導管液を7日間ビニール袋に採取した。施肥量は、60-26-0(N-P-K)kg ha^-1とした。
• Csの吸収は、土壌中の交換性カリ含量や根の分布などの影響を受ける。B1圃場およびB5圃場では、交換性カリ含量が表層土で高く、下層土で低いため、表層土におけるCs吸収が抑制される。C圃場では、全土層で交換性カリ含量が低いため、根が多く分布する表層土でCsが吸収される。
• 下層土からのCs吸収割合は、これまで想定していたよりも高い場合がある。将来的に土層内を浸透下降したRCsが下層土において吸収される可能性がある。
• 導管液のRCsの分析には大量の試料が必要なため7日間採取を行ったが、液量や成分含有量は、地上部の切除後から減少していく。液中のRCs/¹³³Cs濃度比は、液量や含有量の影響を受けないと考えられるので、表層土からのCs吸収の割合の計算に影響はない。

具体的データ

その他

• 予算区分:交付金、委託プロ(除染農地)
• 研究期間:2012～2016年度
• 研究担当者:村上敏文、江口哲也、大潟直樹、松波寿弥、久保堅司、太田健、木方展治、小林浩幸
• 発表論文等:Murakami T. et al. (2019) Soil Sci. Plant Nutr. 65:490-500
  https://doi.org/10.1080/00380768.2019.1671138