水稲のヒ素吸収抑制を目的とする現地観測体制の構築と水管理の提案

建立田间观测系统并提出水管理方案以抑制水稻砷吸收

基本信息

批准号：
21H02305
负责人：
濱武英
金额：
$ 11.15万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は，稲のヒ素吸収を抑制するために最適な現地観測と水管理（湛水深の調整）のあり方を探る。今年度は昨年に引き続き，日本の代表的な土壌である灰色低地土壌および黒ボク土壌を用いてバッチ吸着試験とカラム通水試験を実施し，土壌浸透過程におけるヒ素物質動態を再現する数値モデルの改良を行った。特に，黒ボク土壌に関して数値モデルによる動態の再現性が低かったため，その要因を明らかにした。黒ボク土壌は高い吸着能力をもち，吸着が長期間にわたって生じる。ヒ素の代替物質としてリンを用いて長期間のバッチ吸着試験を行い，黒ボク土壌中のヒ素（リン）移動の再現には，長期間の吸着試験結果に基づいて推定された吸着パラメータを使用する必要があることを明らかにした。さらに，ヒ素（リン）の吸着には土粒子の粒径分布が大きく寄与するため，粒径画分と吸着特性の関係を評価した。さらに，小松菜を用いた栽培実験を行い，植物への移向性を調べた。研究知見の現地適用を考えた時，ヒ素は連続観測が可能なセンサーがないため，現地観測では電気伝導度やpHセンサー等を代替として用いなければならない。今年度の室内実験では，ヒ素（リン）が高濃度である場合に，土壌から他の物質成分の溶出があったとしてもこれら代替センサーによって十分にヒ素（リン）の動態が把握できる可能性があることを確認した。熊本（黒ボク土壌），福井（灰色低地土壌）に調査圃場を確保し，現地観測を開始した。これまでの研究で得られた知見の一部は，論文や学会発表等で公表した。

本研究探讨了抑制水稻吸收砷的现场观察和水管理（调整水深）的最佳方法。继去年之后，本财年，我们将使用日本代表性土壤、灰色低地土壤和黑木土壤进行批量吸附试验和柱水流试验，并开发再现土壤渗透过程中砷物质动态的数值模型。已经做了。特别是，使用数值模型的黑北土壤动力学的再现性较低，我们澄清了其原因。黑北土壤具有较高的吸附能力，且吸附作用时间较长。以磷作为砷的替代品进行了长期批量吸附试验，并利用根据长期吸附试验结果估算的吸附参数再现了黑博克土中砷（磷）的迁移情况。有需要。此外，由于土壤颗粒的粒径分布对砷（磷）的吸附有很大贡献，因此我们评估了粒径分数与吸附特性之间的关系。此外，我们使用小松进行了栽培实验，以检查其向植物的转移性。在考虑研究成果的现场应用时，没有传感器可以连续观测砷，因此必须使用电导率或pH传感器作为现场观测的替代品。今年的实验室实验表明，当砷（磷）浓度较高时，即使我确认土壤中存在其他物质，这些替代传感器也有可能充分掌握砷（磷）的动态。我们在熊本（黑土）和福井（灰色低地土壤）确定了研究场地，并开始了现场观测。迄今为止通过研究获得的一些发现已发表在论文和会议演讲中。