アルカリ性土壌と酸性土壌におけるさまざまなリン源に応じた土壌リンの利用可能性と分別: 概要

Scientific Reports volume 13、記事番号: 5677 (2023) この記事を引用

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農業廃棄物を代替リン (P) 源として使用すると、土壌のリンの状態を改善できる大きな見込みがあります。 同じ総リン摂取量での過リン酸塩（SSP）、鶏糞（PM）、牛糞（CM）、トウモロコシわら（MS）、および牛骨粉（CB）の影響を調査するために、70日間の培養実験が行われました。典型的な酸性土壌 (赤土) およびアルカリ性土壌 (フルボ水性土壌) における土壌 P の利用可能性と割合。 その結果、フルボ水性土壌と赤土の両方において、CM は土壌リンの利用可能性を改善する点で他のリン源よりも優れていることが示されました。 土壌オルセン-P の変化 (Δオルセン-P) は、赤土よりも SSP、PM、および CM を添加したフルボ水性土壌の方が大きかった。 使用されたさまざまなリン源の中で、不安定な土壌のリンの割合を SSP と同様のレベルまで増加させたのは CM だけです。 SSP と比較して、PM および CM で改良された土壌では、より多くのモノエステル P およびイノシトール六リン酸が検出されました。 構造方程式モデル (SEM) 分析により、土壌 pH が、さまざまなリン源で改良された酸性赤土中の不安定なリン分画に直接的なプラスの影響を与えることが示唆されました。 要約すると、CM は植物が利用可能な土壌 P を増加させるための優れた P 供給源であり、P リサイクルに実質的な意味を持ちます。

リン (P) は作物の成長と収量に不可欠であり、集約的な農業生産において重要な栄養素です1,2。 しかし、資源の制限と化学的リンによる環境汚染は、現在の農業における世界的な課題です3,4。 リン投入量の再調整、リン損失の削減、肥料、わら、動物骨粉などの農業廃棄物中のリンのリサイクルは、世界的に化学的リン投入量を削減するための効果的な戦略であると考えられている5,6,7,8,9。 さまざまな無機および有機 P 画分の分布を理解することは、土壌のリン酸塩変換を制御するための前提条件です。 したがって、環境リスクを軽減しながら作物のリン利用とリン肥料管理を改善するには、さまざまなリン源をリサイクルした後の土壌リン分画の変化と利用可能性を理解することが特に重要です。

リンの物理化学的変化（溶解、沈殿、吸着および脱着）は、土壌の pH、有機物含有量および土壌の生物学的特性によって制御されます10、11、12。 化学リン肥料（過リン酸塩、SSP）を添加すると、最初にリンの利用可能量が急増し、続いてリンの吸着と沈殿が起こり、時間の経過とともにリンの利用可能量が大幅に減少します13。 化学的なリンと比較して、有機肥料の投入は、中程度に不安定なリンを利用可能なリンに変換するのに有益です。 代替のリン源には、大部分のオルトリン酸塩を含むさまざまなリン化合物が含まれています15。 これらの代替リン源は、吸着能力を変化させることによって土壌中のリン動態に影響を与える可能性もあります16,17。 肥料中のリンの割合は、肥料の種類、固液分離状態、分解速度、肥料の取り扱いプロセスと保管などのさまざまな要因に依存します18,19。 また、動物の消化器系と飼料組成の違いにより、異なる肥料中のリン濃度と割合に大きな違いが生じる可能性があります20,21。 以前の研究では、鶏糞中のほとんどのリンは水と HCl 抽出物中に回収されるのに対し、牛糞中のほとんどのリンは NaHCO3 抽出物中に回収されることが示唆されていました 22。 したがって、牛糞中のリンの利用可能性は家禽糞尿よりも高くなる傾向があります。 土壌に施用されたさまざまな種類の肥料からのリンの変化については、さらなる調査が必要です。 さらに、作物わらは通常、農業実践において直接土壌に戻されるため、わらからのリンの利用可能性については詳細な分析が必要です23。 骨粉はリサイクルして有機肥料として使用することが提案されていますが、有効な供給源としての潜在的な用途は依然として不明です6。 したがって、潜在的なリンの利用可能性を決定するには、さまざまな代替リン源からのリン分画と土壌中のリン分画の分布を特定して定量する必要があります。