栃木農試研報 No.78：39～46（2018）
Bull. Tochigi Agr. Exp. Stn. No.78：39～46（2018）

第3章

大豆およびそばの放射性セシウム吸収低減化
カリ資材施用による移行低減効果
粂川晃伸 1）・青沼伸一 2）・菅谷和音・星一好 3）

摘要：カリ施用（硫酸カリ）による大豆およびそば子実への放射性セシウムの移行係数の低減効果を，栃木県那須塩原市および日光市の現地圃場で検討した.カリ増施により，子実への放射性セシウム濃度および移行係数の低減効果が認められた.大豆における移行係数は，カリ施用を 70mg 100g-1目標値とした時，30mg 100g-1 目標の約 50%となった.一方，大豆においてカリ資材として大谷石粉施用の低減効果を検討したが，子実放射性セシウム濃度および移行係数が高くなる場合が見られるなど，判然としなかった.
キーワード：大豆，そば，放射性セシウム，移行係数，硫酸カリ，大谷石粉
別後，篩い下のものを使用）を 30000kgha-1施用した区をⅠ緒 言

栃木県における 2011 年産大豆およびそばの作付面積は，それぞれ 3440ha および 2100ha であり，いずれも本県の土地利用型農業の基幹作物として位置づけられている. 東京電力福島第一原子力発電所の放射能漏れ事故以降，本県産の大豆およびそばにおいてもモニタリング検査が実施されている.土壌中の交換性カリ含量を高めると植物体中の放射性セシウム濃度が低下するとされ，カリの施用による子実への放射性セシウムの移行係数の低減効果が種々の作物で認められている.しかし，本県における大豆およびそばの移行係数の低減効果は明らかになっていない.そこで，カリ施用（硫酸カリ）による大豆およびそば子実への放射性セシウムの移行係数の低減効果を検証した.さらに大豆については,カリ資材として本県で産出される大谷石の有効性についても検証した.

Ⅱ材料および試験方法設定した（硫酸カリは無施用）. 硫酸カリや大谷石粉末の施用後に，基肥として，2013 年度は高度化成（14-14-14）
40kgha-1，2014 年度は高度化成（13-13-13）10kgha-1をそれぞれ施用した.土壌の採土深は 20cm とした.大豆の形態，収量，子実の放射性セシウム濃度，土壌中の交換性カリ含量および水抽出性カリ含量（水抽出性カリ含量は 2014年度のみ実施）を調査した. 水抽出性カリ含量の分析は，土壌を風乾，篩別後，固液比 1:10 で，120 回/分×１時間振とうにより水抽出を行い，抽出液中のカリ含量を測定した. 大谷石粉末中の水抽出性カリ含量も同様の方法で行った.

２．そばにおける移行係数の解析と吸収抑制技術の開発
2012 年産栃木県産そばのモニタリング検査で子実放射性セシウム濃度が比較的高く検出された日光市の現地圃場において 2013 年度に実施した.土壌タイプは厚層多腐植質多湿黒ボク土である.そば品種は地域の在来品種「とちぎ在来」を供試した.地域慣行施肥区を対照とし，１．大豆における移行係数の解析と吸収抑制技術の開発試験区としてそれぞれ 40，50mg 100g-1を目標に硫酸カリ

2011 年産栃木県産大豆のモニタリング検査で子実放の増施区を設けた.土壌の採土深は 20cm とした.そばの形

射性セシウム濃度が比較的高く検出された那須塩原市の態，収量，子実の放射性セシウム濃度および土壌中の交現地圃場において 2013～2014 年度に実施した（2 か年と換性カリ含量を調査した.

も圃場は異なる）.土壌タイプは表層腐植質多湿黒ボク土である.大豆品種は，2013 年度は県の奨励品種「タチナガⅢ結果ハ」を，2014 年度は「里のほほえみ」をそれぞれ供試し

１．大豆における移行係数の解析と吸収抑制技術の開発た.地域慣行施肥区を対照とし，カリ増施区を設けた.なお，

2013～2014 年度における栽培前の試験圃場の土壌の増施区のカリ資材は硫酸カリを使用した. カリ増施区は，放射性セシウム濃度は 1951～2513 Bqkg-1，交換性カリ含2013 年度は 35,45,55mg 100g-1を，2014 年度は 30,50,70mg

量は 19.8～21.0mg 100g-1であった(第 1～3 表).栽培期間中100g-1を目標として施用した.さらに大谷石粉末（2mm 篩にも採土を行った 2014 年度における栽培期間の土壌中

39

栃木県農業試験場研究報告 第 78 号の交換性カリ含量は，カリ施用直後の播種時が最も高く，実の放射性セシウム濃度は 8.4～33.1Bqkg-1（水分 15%換

その後栽培時期の経過とともに低下したが，カリ増施区算）の範囲で，土壌中の交換性カリ含量が高いほど子実は慣行区に比べ交換性カリ含量が高く推移した(第 1 図).の放射性セシウム濃度が低くなる傾向であり，カリ増施一方，大谷石粉施用区の交換性カリ含量は栽培期間を通による放射性セシウムの子実への移行低減効果が認めらじて高く，カリ増施区と比較し低下の程度が小さかった

れた(第 3～6 図).移行係数は，2013 年度と比べ 2014 年度(大谷石粉の化学性及び放射性セシウム濃度は第 4 表をが全体的に低くなった.播種時および収穫時の土壌中の参照).栽培期間中の土壌中の水抽出性カリ含量は，交換交換性カリ含量と水抽出性カリ含量の相関は高く(第 7，性カリ含量と同様にカリ施用直後の播種時が最も高く，8 図) ，水抽出性カリ含量が高いほど移行係数は低減さ

その後栽培期間の経過とともに低下した(第 2 図).一方，れた(第 9，10 図).一方，大谷石粉施用区は交換性カリ含大谷石粉施用区の水抽出性カリ含量は，施用初期から他量が高いにも関わらず子実放射性セシウム濃度および移のカリ施用区より低く推移し，時期によっては慣行区よ行係数が高くなる場合が見られるなど，結果にバラツキり低い場合があった.大豆の主茎長，節数，茎径，子実重が生じた (第 3～6 図).この現象は，試験を実施した 2 かおよび百粒重には，カリおよび大谷石粉施用による差は年を通じて見られた.

認められなかった(第 6，7 表). 大谷石粉施用区を除く子第1表

第2表

供試土壌（栽培前）の化学性および大豆子実および収穫時土壌の交換性カリ

放射性セシウム濃度（2013 年大豆現地試験）および放射性セシウム濃度（2013 年大豆現地試験）

交換性塩基 mg100g-1
CaOMgO
K2O
cmolckg
5.729.1
300.3
21.421.0※ 土壌の放射性Cs濃度は水分0%換算値

処理ｐHCEC-1

第3表

放射性Cs濃度 Bqkg-1
Cs134 Cs137
計
855
1659
2513

供試土壌（栽培前）の交換性カリおよび放子実放射性Cs濃度

交換性K2O

Bqkg-1

mg100g-1

慣行施肥（無処理）

33.1 a

27.1

2164

0.015

カリ増施（35mg100g-1 目標）

18.4 b

26.6

2130

0.009

カリ増施（45mg100g-1 目標）

17.7 b

32.7

1714

0.010

カリ増施（55mg100g-1 目標）

17.9 b37.3

20370.009

大谷石粉300kga-1

50.5115.5

15770.032

有意性（分散分析）**n.s.

※子実の放射性Cs濃度は水分15%換算値，土壌の放射性Cs濃度は水分0%換算値

射性セシウム濃度（2014 年大豆現地試験）※分散分析および多重比較は大谷石区を除き検定を行った※多重比較はTukey法により異なるアルファベット間は有意差がある

放射性Cs濃度 Bqkg-1
ｐH
交換性K2O mg100g
Cs134 Cs137
計5.719.85081442
1951※ 土壌の放射性Cs濃度は水分0%換算値-1

第4表

試験に供試した大谷石粉の化学性および放射セシウム濃度（2014 年度大豆現地試験）
ｐHCEC

10.0

cmolckg-1118

交換性塩基 mg100g-1
CaOMgO
K2O
2802363※ 検出限界：３．７Bqkg

40-1

土壌放射性Cs濃度 移行係数
Bqkg-1

水溶性K2Omg100g-1
7放射性Cs濃度 Bqkg-1
Cs134 Cs137
計
N.D.
N.D.
N.D.

第 3 章 大豆およびそばの放射性セシウム吸収低減化
カリ資材施用による移行低減効果

第5表

大豆子実および収穫時土壌の交換性カリおよび放射性セシウム濃度（2014 年大豆現地試験）
子実放射性Cs濃度

土壌放射
交換性K2O 性Cs濃度 移行係数

Bqkg-1

mg100g-1

Bqkg-122.4 a0

20.5 a02157

目標）

15.5 ab22.8 ab1985

カリ増施（50mg100g-1 目標）

8.4 b

27.8 bc2022

処理

慣行施肥（無処理）
カリ増施（30mg100g-10.010 a0.008 a

9.8 b

29.6 c02128

0.004 b0.005 b

大谷石粉300kga-1

21.2 061.1 02027

0.012

有意性（分散分析）

*

*

n.s.

**

カリ増施（70mg100g-1目標）※子実の放射性Cs濃度は水分15%換算値，土壌の放射性Cs濃度は水分0%換算値※分散分析および多重比較は大谷石区を除き検定を行った※多重比較はTukey法により異なるアルファベット間は有意差がある

第6表

第7表

大豆の形態および収量調査結果（2014 年度大豆現地試験）（2013 年度大豆現地試験）
処理

主茎長cm

節数

子実重
kgha-1

百粒重ｇ

慣行施肥（無処理）

49

13.5

4450

35.4

カリ増施（35mg100g-1 目標）

51

13.2

4620

36.4

カリ増施（45mg100g-1 目標）

48

13.7

4370

35.9

カリ増施（55mg100g-1 目標）

46

13.1

4310

35.8

大谷石粉300kga-1

50

13.8

4540

35.0

有意性（分散分析）

n.s.

n.s.

n.s.

n.s.

処理

子実重kgha-1

百粒重ｇ

慣行施肥（無処理）

6813.33850

44.9

カリ増施（30mg100g-1 目標）

64

12.9

3840

43.9

カリ増施（50mg100g-1 目標）

66

13.0

4000

43.6

カリ増施（70mg100g-1 目標）

64

13.3

3910

44.0

大谷石粉300kga-1

66

13.8

3890

44.2

有意性（分散分析）

n.s.

n.s.

n.s.

n.s.

慣行施肥（無処理）
慣行施肥（無処理）
カリ増施(30mg/100g目標)
カリ増施（30mg100g-1目標）

カリ増施(30mg/100g目標)
カリ増施（30mg100g-1目標）
カリ増施(50mg/100g目標)
カリ増施（50mg100g-1目標）-1

カリ増施(70mg/100g目標)
カリ増施（70mg100g 目標）

80-1

大谷石粉300kga
大谷石粉300kg/a

7060
5040
30
20
100
栽培前

播種時

開花期

播種3ヶ月後収穫時-1土壌中の水抽出性カリ含量（mg /100g)

90

土壌中の交換性カリ含量（mg /100g)

節数

25

慣行施肥（無処理）
慣行施肥（無処理）

100

主茎長cm

※子実重および百粒重は水分15%換算※子実重および百粒重は水分15%換算

カリ増施（50mg100g 目標）
カリ増施(50mg/100g目標)-1

カリ増施（70mg100g 目標）
カリ増施(70mg/100g目標)

20

大谷石粉300kga-1

大谷石粉300kg/a
15

1050
栽培前

栽 培 時 期

第1図

大豆の形態および収量調査結果

大豆栽培前～収穫時の土壌中の交換性カリ含量の推移（2014 年度大豆現地試験）

播種時

開花期

播種3ヶ月後収穫時

栽 培 時 期

第2図

大豆栽培前～収穫時の土壌中の水抽出性カリ含量の推移（2014 年度大豆現地試験）

41栃木県農業試験場研究報告 第 78 号

60

慣行施肥（無処理）
カリ増施
大谷石粉施用※近似曲線は大谷石粉施用を除く

40

大豆子実の放射性Cs濃度(Bq/kg)
大豆子実の放射性Cs濃度
Bqkg-1大豆子実の放射性Cs濃度
Bqkg-1大豆子実の放射性Cs濃度(Bq/kg)

50

30

20

y = 385.08 x-0.86
R² = 0.73

1050

302020406080

2013年度 y = 78.81x-0.39
R² = 0.091000

慣行施肥(2013年度）
慣行施肥(2014年度)
カリ増施(2013年度)
カリ増施(2014年度)
大谷石粉施用(2013年度)
大谷石粉施用(2014年度)※近似曲線は大谷石粉施用を除く

40

2014年度 y = 37,021.93 x-2.48
R² = 0.87

0100

050

播種時の土壌中の交換性カリ含量(mg/100g)

第3図

大豆播種時の土壌中の交換性カリ含量と第4図

大豆収穫時の土壌中の交換性カリ含量と大豆子実の放射性セシウム濃度との関係（2014 年度大豆現地試験)（2013,2014 年度大豆現地試験）

0.04

0.05
慣行施肥（無処理）
カリ増施
大谷石粉施用※近似曲線は大谷石粉施用を除く

0.030.03

移行係数

0.04

移行係数

200

収穫時の土壌中の交換性カリ含量(mg/100g)

大豆子実の放射性セシウム濃度との関係

y = 0.18 x-0.85
R² = 0.820.02

慣行施肥(2013年度）
慣行施肥(2014年度)
カリ増施(2013年度)
カリ増施(2014年度)
大谷石粉施用(2013年度)
大谷石粉施用(2014年度)※近似曲線は大谷石粉施用を除く

0.02

2013年度 y = 0.02x-0.23
R² = 0.04

0.010.01

2014年度 y = 10.84 x-2.32
R² = 0.87

0.00020406080100

播種時の土壌中の交換性カリ含量(mg/100g)
播種時の土壌中の交換性カリ含有量mg100g-1

第5図

42150

100

大豆播種時の土壌中の交換性カリ含量と0.00050100

150

収穫時の土壌中の交換性カリ含量(mg/100g)
収穫時の土壌中の交換性カリ含有量mg100g-1

第6図

大豆収穫時の土壌中の交換性カリ含量と大豆子実の放射性セシウムの移行係数との関係

大豆子実の放射性セシウムの移行係数との関係（2014 年度大豆現地試験)（2013,2014 年度大豆現地試験)

30

慣行施肥（無処理）
カリ増施
大谷石粉施用※近似曲線は大谷石粉施用を除く

20
y = 0.19 x + 3.50
R² = 0.92
100020406080100

収穫時の土壌中の交換性カリ含有量mg100g
播種時の土壌中の交換性カリ含量(mg/100g)

第7図

収穫時の土壌中の水抽出性カリ含量(mg/100g)
収穫時の土壌中の水抽出性カリ含有量mg100g-1

収穫時の土壌中の水抽出性カリ含有量mg100g-1
播種時の土壌中の水抽出性カリ含量(mg/100g)

第 3 章 大豆およびそばの放射性セシウム吸収低減化
カリ資材施用による移行低減効果1086
y = 0.22 x - 0.35
R² = 0.95

4200-1

大豆播種時の土壌中の交換性カリ含量と

20

第8図

6080
-1

大豆収穫時の土壌中の交換性カリ含量と水抽出性カリ含量との関係（2014 年度大豆現地試験）（2014 年度大豆現地試験）
0.05

0.05
慣行施肥（無処理）
カリ増施
大谷石粉施用※近似曲線は大谷石粉施用を除く

0.03

0.02
y = 0.10 x-1.07
R² = 0.88

0.01

慣行施肥（無処理）
カリ増施
大谷石粉施用※近似曲線は大谷石粉施用を除く

0.04

移行係数0.04

0.030.02
y = 0.17 x-2.05
R² = 0.80

0.01

0.000.0005101520250

大豆播種時の土壌中の水抽出性カリ含量と2468

収穫時の土壌中の水抽出性カリ含有量mg100g-1
収穫時の土壌中の水抽出性カリ含量(mg/100g)

播種時の土壌中の水抽出性カリ含有量mg100g-1
播種時の土壌中の水抽出性カリ含量(mg/100g)

第9図

40

収穫時の土壌中の交換性カリ含量(mg/100g)
収穫時の土壌中の交換性カリ含有量mg100g

水抽出性カリ含量との関係

移行係数

慣行施肥（無処理）
カリ増施
大谷石粉施用※近似曲線は大谷石粉施用を除く

第 10 図大豆収穫時の土壌中の水抽出性カリ含量と大豆子実の放射性セシウムの移行係数との関係

大豆子実の放射性セシウムの移行係数との関係（2014 年度大豆現地試験）（2014 年度大豆現地試験）

第8表

供試土壌（栽培前）の化学性および放射性セシウム濃度（2013 年そば現地試験）
交換性塩基 mg100g-1
CaOMgOK2O
cmolckg-1
5.6
35.2
378.1
22.926.8※ 土壌の放射性Cs濃度は水分0%換算値
ｐHCEC

放射性Cs濃度 Bqkg-1
Cs134 Cs137
計30656186743

-1

栃木県農業試験場研究報告 第 78 号

第9表

そば子実および収穫時土壌の交換性カリおよび放射性セシウム濃度（2013 年そば現地試験）

処理

子実放射性Cs濃度

土壌放射交換性K2O 性Cs濃度 移行係数

Bqkg-1

mg100g-1

Bqkg-1

13.7

20.6 b0740 ab

0.019

慣行施肥（無処理）
カリ増施（40mg100g-1目標）

07.0

87.2 ab

536 b00.013

カリ増施（50mg100g-1目標）

07.1

33.8 a0749 a00.009

n.s.

*

*n.s.

有意性（分散分析）※子実の放射性Cs濃度は水分15%換算値，土壌の放射性Cs濃度は水分0%換算値※多重比較はTukey法により異なるアルファベット間は有意差がある

第 10 表そばの形態および収量調査結果（2013 年度そば現地試験）
処理

主茎長cm

子実重
kgha-1

千粒重ｇ

慣行施肥（無処理）

136

640

36.9

カリ増施（40mg100g-1 目標）

138

610

36.5

カリ増施（50mg100g-1 目標）

124

650

36.6

有意性（分散分析）

n.s.

n.s.

n.s.

※子実重および千粒重は水分15%換算
0.030

20.0

慣行施肥（無処理）
カリ増施

慣行施肥（無処理）
カリ増施

0.025

15.0

移行係数

そば子実の放射性Cs濃度(Bq/kg)
そば子実の放射性Cs濃度
Bqkg-1

mg100g10.0
y = 765.94x-1.36
R² = 0.69

0.020
0.015
y = 0.81x-1.25
R² = 0.76

0.010

5.00.005
0.000

0.00.0

10.0

20.0

30.0

0.040.0

そば収穫時の土壌中の交換性カリ含量とそば子実の放射性セシウム濃度との関係(2013 年度そば現地試験)

20.0

30.0

40.0

収穫時の土壌中の交換性カリ含有量 mg100g

収穫時の土壌中の交換性カリ含有量mg100g
収穫時の土壌中の交換性カリ含量(mg/100g)

第 11 図10.0

収穫時の土壌中の交換性カリ含量(mg/100g) -1-1

第 12 図

そば収穫時の土壌中の交換性カリ含量とそば子実の放射性セシウムの移行係数との関係(2013 年度そば現地試験)

２．そばにおける移行係数の解析と吸収抑制技術の開発

は 7.0～13.7Bqkg-1の変動幅があり，カリ増施区では慣行栽培前の試験圃場の土壌の放射性セシウム濃度は 867

区に比べ土壌中の交換性カリ含量が高いほど子実の放射-1-1

Bqkg ，交換性カリ含量は 26.8mg 100g であった.そばの性セシウム濃度が低く移行係数が小さくなり，カリ増施

主茎長，子実重および千粒重には，カリ施用による差はによる放射性セシウムの子実への移行低減効果が認めら認められなかった(第 10 表).子実の放射性セシウム濃度れた(第 9 表、第 11，12 図).

44

第 3 章 大豆およびそばの放射性セシウム吸収低減化
カリ資材施用による移行低減効果

Ⅳ

考

察

大豆については，カリ増施により，子実への放射性セく必要があると考えられ，その結果を踏まえた吸収抑制対策を適正に実施していくことが重要であると考えられる.

シウム濃度および移行係数の低減効果が認められた.移最後に，福島第一原子力発電所事故から 4 年が経過し，行係数は 2013 年度と比べ 2014 年度が全体的に低くなっ放射性セシウムの壊変により土壌中放射性セシウム濃度た.カリ増施による大豆の生育や収量への影響はこの施が低下し，さらに土壌への吸着により可給性が低下する

用範囲ではないと考えられた.このため，大豆子実への放環境下であり，今後のカリ施用による吸収抑制対策のあ射性セシウムの吸収抑制技術としてカリ施用（硫酸カリ）り方についてはさらに検証していく必要があると考えらは有効な技術であると考えられた.土壌中の交換性カリれる.

含量と水抽出性カリ含量の相関は高かったが，今回は表層腐植質多湿黒ボク土での結果であり，交換性カリ含量

謝と水抽出性カリ含量の関係については異なる土壌タイプ

本研究は農林水産省委託プロジェクト研究「農地等のでの確認が必要であると考えられる.一方大谷石につい放射性物質の除去・低減技術の開発」で行ったものであては，今回の試験の結果から施用による放射性セシウムり，関係者各位に感謝申し上げる．また本研究を遂行すの移行低減効果が認められない場合があった.大谷石をるにあたり，試験圃場の管理並びに調査等には石川武，含む天然ゼオライトについては，保肥力等の土壌改良資

湯田利夫，上野栄一，柴田知生，阪井伸吉，加藤良克，材としての有効性について過去に研究がなされているほ

武井昌彦，市川元紀，鈴木和吉，高橋聡の諸氏ならびにか(沼倉ら,1966，坪田ら,1960），水稲と小麦への大谷石施パート職員の皆様に多大なるご尽力をいただき，心から用により放射性ストロンチウムや放射性セシウムの吸収感謝の意を表する．

抑制に効果を示す報告がある(天正ら,1963).東日本大震
災の際に県内において大谷石で建造された多くの蔵や石辞引用文献

塀等が倒壊し，がれきが多く発生したこと等もあり，大沼倉正二・浅野岩夫・若生松兵衛(1966)水田に対する谷石粉の放射性セシウム吸収抑制資材としての有効性がゼオライトの施用効果に関する研究(第 1 報). 宮期待されていた.放射性セシウム吸収抑制効果が認めら

城県農業試験場報告. 37: 45-78.

れなかった原因として，大谷石粉中の水溶性カリ含量が天正清・葉 可霖・米沢成人・三井進午(1963)作物の放比較的少なく，栽培期間を通じて大谷石粉施用区の土壌射性ストロンチウムおよびセシウム吸收に対す中の水抽出性カリ含量がカリ増施区より低くなることがる炭カル,鉱滓類,大谷石等の抑制効果.日本土壌肥推測された.一方で最近になり，大谷石の主成分であるゼ料学会講演要旨集. 9: 18.

オライト施用による大豆や他の作物における移行低減効
果がいくつか報告されているため，大谷石の放射性セシウムの移行低減効果についてはさらに詳細に検証する必要があると考えられる.
そばについても，カリ増施により，子実への放射性セ

栃木県農政部（2012）平成 24 年度稲麦大豆等生産推
進資料：161-170．
坪田五郎・宮脇謙三・三宅信・小川昭夫(1960)大谷石
石粉の農業的利用に関する研究(第 1 報). 栃木県
農業試験場報告. 4: 35-56.

シウム濃度および移行係数の低減効果が認められた.さらに大豆と同様，カリ増施によるそばの生育や収量への影響はこの施用範囲ではないと考えられた.このため，そば子実への放射性セシウムの吸収抑制技術としてカリ施用（硫酸カリ）は有効な技術であると考えられた.
本県における近年のカリ施用を主とした放射性セシウ
ム吸収抑制対策が功を奏し，県産そばのモニタリング検査においても子実の放射性セシウム濃度の検出下限値未満の割合が年々多くなってきているが，依然として一部地域で基準値未満ではあるが子実の放射性セシウム濃度が比較的高く検出される事例が見られる.今後特にこうした地域では引き続きカリ施用効果の経年変化を見てい45