土壌中の有機・無機複合体に関する研究(農芸化学部門)
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概要
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土壌中で有機物は無機成分と複合体を形成して安定に存在している。本研究は土壌中の粒径別有機・無機複合体について, 腐植と無機成分特に粘土との相互作用を解明し, さらに腐植化過程を複合体の腐植について明らかにすることを目的として行なわれた。土壌を粒径別に分画することで複合体中の腐植の組成的な複雑性は減少した。すなわち, 粒径の粗い画分には腐朽度の低い植物遺体が主に存在し, 腐朽が進みもっとも腐植化度の高まった腐植は粗粘土画分に存在した。細粘土画分には, 植物遺体の分解物や微生物遺体等が混入していると推察した。粘土画分の腐植はFe^<3+>およびAl^<3+>を介して粘土と複合体を形成していることが熱重量分析から推察された。粘土鉱物がモンモリロナイトの場合, 層間に腐植の一部が吸着していることをX線回折から明らかにした。カオリナイトの場合, 腐植は粘土表面のステップと外縁部(エッジ)に吸着していることを電子顕微鏡観察から明らかにした。なお, この場合吸着は偏在しており, 非晶質鉄, アルミニウムの沈積部位に偏りがあると考えられた。次に, 抽出腐植酸を分子量別に分画するための条件を検討し, 高分子腐植酸は球状凝集体を形成し, 低分子腐植酸およびフルボ酸は繊維状凝集体を形成することを電子顕微鏡観察から見い出した。さらに, 種々の粒径の無機成分と結合している腐植酸を抽出後, 分子量別に分画し, その光学的性質, 官能基量, 赤外線吸収スペクトルを測定した結果, 腐植化の進行は植物遺体の腐朽分解によってのみ進むものではなく, 植物遺体が分解され, 分解物が重縮合し, さらに酸化的解裂と酸化的重縮合反応がくり返されることによって腐植化が進行すると推察された。従って腐植化の最終産物は, 黒色調の著しい二重結合の平均的密度の高い官能基量のやや多い重縮合高分子腐植酸であると結論された。
- 1976-11-30
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