有機質資材施用による土壌からのヒ素溶出の促進は湛水前の好気分解で抑えられる
要約
有機質資材を土壌に混和した後、湛水前に好気条件で資材中の易分解性有機物を減らすことで、湛水後の土壌ヒ素溶出が促進するリスクを軽減できる。水田への有機質資材の施用による土壌からのヒ素溶出および水稲によるヒ素吸収の増加を抑える手段として期待される。
- キーワード : 好気分解、水稲、土壌還元、ヒ素溶出、有機質資材
- 担当 : 農業環境研究部門・化学物質リスク研究領域・無機化学物質グループ
- 代表連絡先 :
- 分類 : 研究成果情報
背景・ねらい
水田を湛水すると、微生物による有機物分解にともない土壌還元が進行し、ヒ素が溶けやすい環境になる。土壌から溶出したヒ素はイネに吸収され、一部はコメに蓄積してしまう。水田への有機質資材の施用には、土壌物理性の改善や化学肥料施用量の削減などの利点がある。しかし、易分解性の有機物を含む資材を施用すると、土壌還元が促進されるとともにヒ素溶出量が増大することが指摘されている。本研究は、有機質資材を土壌に混和した後、酸素がある好気条件で易分解性の有機物を微生物に分解させ、その後の湛水期間中の土壌還元およびヒ素溶出の促進を抑制することをねらいとする。
成果の内容・特徴
- 稲わら堆肥や発酵鶏ふんを混和した土壌では、好気期間における微生物の呼吸量(二酸化炭素発生量)が無混和土壌と比較して大幅に増大している(表1)。特に、易分解性有機物を多く含む発酵鶏ふんを混和した場合に顕著である。これは、有機物の一部が土壌微生物によって分解・消費されたことを示す。
- 好気期間の長さに関わらず、発酵鶏ふんは稲わら堆肥よりも湛水期間における土壌還元とヒ素溶出を大きく促進している(図1)。これは、易分解性有機物量の多さに起因すると考えられる。
- 好気期間が長いほど資材中の易分解性有機物が減少し(表1)、湛水後の土壌における土壌還元とヒ素溶出の促進が抑制されている(図1)。抑制効果は、発酵鶏ふんで稲わら堆肥より顕著だったことから、易分解性の有機物が多くヒ素溶出を促進しやすい資材ほど湛水前における好気処理の有効性が高いと推察される。
成果の活用面・留意点
- 試験に使用した有機質資材は発酵鶏ふんおよび稲わら堆肥であり、発酵鶏ふんは稲わら堆肥の約6倍量の易分解性有機物を含む。
- 本成果は特定条件下での培養試験に基づくものである。実際のほ場での効果についてはさらなる検討が必要である。
- 有機質資材を混和した土壌の湛水前での好気分解は、湛水後のヒ素溶出促進を抑制できるが、完全に阻止することは難しい。
- 水田ほ場において、有機質資材の土壌への混和後、湛水するまでの期間を長くすると、窒素成分のロスが大きくなる可能性がある。
具体的データ
その他
- 予算区分 : 文部科学省(科研費)
- 研究期間 : 2019～2024年度
- 研究担当者 : 須田碧海、山口紀子
- 発表論文等 : Suda A. and Yamaguchi N. (2025) Int. J. Environ. Sci. Technol. 22:11955-11966