日本の農耕地土壌の元素組成と土壌型・土地利用・地域との関係

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日本の農耕地土壌の元素組成を明らかにし,その土壌型・土地利用・地域との関係を調べるために,日本全国から採取した水田あるいは畑の表層土壌計180点について,20元素の全濃度を分析した.すなわち,微粉砕試料を硝酸・フッ化水素酸・過塩素酸で湿式分解後,溶液のAl, Fe, Ca, Mg, Ti, P, Mn, Ba, V, Sr, Zn, Cu, NiをICP-AESで,K, Naを原子吸光法でそれぞれ定量した.全Se濃度は,試料の硝酸・過塩素酸分解液を2,3-ジアミノナフタレンと反応させた後シクロヘキサンで抽出し,HPLCで定量することにより求めた.全C, N濃度は乾式燃焼法で測定し,Si, O濃度は計算により求めた.主要10元素は,中央値で504g-O kg^<-1>, 291g-Si kg^<-1>, 76.6g-Al kg^<-1>, 36.8g-Fe kg^<-1>, 24.8g-C kg^<-1>, 15.0g-K kg^<-1>, 14.3g-Na kg^<-1>, 11.9g-Ca kg^<-1>, 8.78g-Mg kg^<-1>, 3.82g-Ti kg^<-1>となり,全体の98.7%を占めた.他の10元素の中央値は,2.15g-N kg^<-1>, 1.43g-P kg^<-1>, 705mg-Mn kg^<-1>, 394mg-Ba kg^<-1>, 140mg-V kg^<-1>, 125mg-Sr kg^<-1>, 90.5mg-Zn kg^<-1>, 24.5mg-Cu kg^<-1>, 14.3mg-Ni kg^<-1>, 0.42mg-Se kg^<-1>であった.この値は,日本の農耕地土壌の元素組成の代表値とみなされた.土壌型別では,黒ボク土でAl, Fe, C, N濃度が比較的高く,沖積土でSi, K, Ba濃度が比較的高いこと,また赤黄色土でCa, Mg, Na濃度が極めて低いことが示された.土地利用別では,畑土壌の方が水田土壌よりもAl, Fe, C, Ca, Mg, Ti, N, P, Mn, V, Se度が有意に高くSi, K, Ba濃度が有意に低かった.ここで,ほぼ同一地点で採取された25組の水田・畑土壌についてはどの元素濃度も有意差はなかったため,上記の違いは管理よりも土壌型の違いによるものと判断された.地域別では,元素組成データに基づくクラスター分析により,1)沖縄2)北海道・東北・関東・中国・九州,3)北陸-中部・近畿・四国の3グループに分かれることが示された.以上の知見は,持続的な食料生産や環境保全の推進のための基礎情報として重要であると結論された.
2012-12-05

日本の農耕地土壌の元素組成と土壌型・土地利用・地域との関係

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