第三種郵便物認可

農

ホヂ

業

(10)と

ρ>4

昭和 4
7年 9月 1日寸

二 ご二 ご二 二=ー二‑ーーー・・・・・・・・・・・・ー・・・・ー・・・‑.
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守b

4b

易分解性有機物の集積過程について

昭

秀

斐

甲

九州大学農学部

温 が 上 昇 し た り ， 土 壌 のp
Hが変ったり，相:1
やされ地力の給源としてのたりすると，分解され易くなって，アンモニアや易分解性有機物
土壌中には必ず有機物が含まれています。

炭 酸 ガ ス に 変 化 し ま すO

この土壌の有機物は土壌の物理 I~I句，化学的，微このように，土壌条件の変化などが契機となっ

生 物 的 諮 性 質 を 左 右 し て ， 土 壌 の 生 成 作 用 や11u!
Ji
Jて分解が促進される土壌の有機物部分が，天然にの生育に，供給される植物養分(地力〉の給源です。この部分

き わ め て 重 要 な 役 割 を 演 じ て い ま すO

このような有機物の意義については，さきに本をこ￨二壌の易分解性有機物と私達は呼んでいます。

誌 1月 号 (1972年 〉 で 指 摘 し ま し た O ま た ， 本 号

日本で，水￨封切市やムギ類について行われた多数の土壌有機物特集の中で、も触れられているものとの試験結果によると，作物に吸収された窒素のう

0‑‑‑
805
ぢ，畑作では 50%
ち，見かけと，水稲では7思います。
土壌中の有機物は，いろいろな種類の生きた微生物，それらの死滅した遺体，および死滅した動程度が，この地力窒素に依存していることが分ります。(第 1表参照〉

植物の遺体，さらに，これらの遺体に由来する有第 1表作物の地、力依存度悦〉機物からなっています。

作物
水稲
￨注稲

すなわち土壌の有機物は，生きた動植物や微生物と全く同様の組成をもった新鮮なものから，土=1Iで 微 生 物 に よ っ て 分 解 さ れ ， 変 化 し た も の壌1カリ

96ムギ矧

二註〉

や，土壌中ても新しく合成された有機物などから構

易 分f
W性有機物は，動植物や微生物の遺体が，成されています。
これらの有機物は，土壌微生物によって次第に分解され，最終的には水，炭酸ガス，数字は三要素区を 100としたときの各要素欠除区の J収量指数。全図的現地三要素試験成総の平均値。

アンモニ

土壊1=1Iで 微 生 物 に よ っ て 分 解 さ れ ， 化 学 的 変 化 も二加わつて腐拙化して行く過程でア，硝酸などの簡単な無機化合物に変化します。

有機物は， こと壊中の有機質や無機
この易分角解平仰性i

しかし，ある 1寺 聞 の 長 さ に 限 っ て 考 え る と ， 土質のコロイドと複合体を形成して集積されるの壌有機物は，その全部が微生物によって分解されで，微生物による分解に対し安定化して土壌 1=1'iこる の で は あ り ま せ んO

存在するが，前述のように何らかの物理的，化学二たとえば，土壌有機物1=1
ごIに 含 ま れ る 植 物 養 分 と的作用をうけると，複合体の結合が解けるか，弱して，最も重要な窒素についてみると，日本の耕ま る か ， 解 J参 分 散 し て ， 微 生 物 に よ り 分 解 さ れ る

地 土 壌 中 に はi
IiZ:土当り 0.
1'̲̲'0.
8%， 一 般 に は 0.
2ようになると，一般に考えられています。

労前後の有機態窒素が含まれていますが，一回のしかし，易分解性有機物が土壌中に集積される

作付刈問中に土壌微生物によって分解され，有効過程や，易分解性有機物の本質については不明な化してくる窒素(地力窒素〉は，その中のわずかにこ と が 多 く ， 今 後 の 研 究 が 期 待 さ れ ま す O したが1，
̲ 5 %に す ぎ ま せ ん O
つまり，土壌有機物の大部分は一般に分解され~m~\ ¥のですが，その一部は土壌が乾燥したり，地って，ここでは，易分解性有機物の集積と土壌の環境要因との関係について，私どもの最近の研究を中心 l
こ，いくつか述べてみたいと思います。

昭平1]
47年 9丹 1日

農業科と易分解性有機物の集積と学

第三種郵便物認可(11)

第 1図易分解性有機物の集積率*と有効態

土壌の環境要因

窒素含量，有機態炭素含量 ，CjN比

易分解性有機物の集積には，土壌の T
A傾の違いや温度，水公など，種々の環境要因が複雑に影響30していると忠われます。
r=0.742

このことは，土壌によってそれぞれその中に含まれている有機物の質も i
設も異なれば，それに由j.;I~ 1::1にもともと存在している有機物の大部分を除いた各種の土壌や砂子作り，これに稲ワラ，

レンゲなどの植物遺体，種々の微生物菌体や，ゼラチ

080 C で乾燥した場合の乾土効果

r=
0.774

0nu

有機物の量を，30n川υ

過程で，土壌や砂の中に生成集積される易分解性

50
有効態筑紫合量 (111ヲN/100y土壌)

l

ンのような蛋白質を添加し，それらが分解されるnu

そこで私達は，まず過酸化水素で処理して，土nUから分ります。

易分解性有機物集積率(%)

来して発現する地力にも，大きな違いがあること

0.
51.0
有機態炭素含量(%)

として現われるアンモニア化成量，あるいは炭酸ガス発生量で測って，易分解性有機物の集積率。

30と，土壌の理化学的諸性質との関係を調べまし

r=‑0.682

たO その結果は以下の通 りです。
3nu

易分解性有機物の集積に密接に関係している要υni) 有効態窒素含量，有機態炭素含量 ，CjN比50因として，微生物に有効な土壌中の窓素合量，有機態炭素合量および C/N比があります。(第 1図参照〉

添加 l
有機物の C/N比(*土i爽'
1‑1
こ集積した有機物の全長;中，易分解性 fili分の占める割合〉'

この図から次のことが考えられます。

換容量の大きい粘土を合む土壌では，易分解性有土壌中 l
こ，微生物に有効な窒素や炭素が多いほ機物の集積率が高まるのに対‑し，砂などでは集積

ど，有機物の分解に伴って土壌中 lこ新たに生成さ率はさほど高まらないか，逆に低くなることがあれる易分解性有機物も多くなるということです。

ります。(第 2表〉

このことは，易分解性有機物が，微生物による第 2表

有機物分解過程の初期産物，たとえば，微生物菌休やその代謝産物に由来するものと，密接な関係のあることを示唆しています。
ii) 粘土鉱物の種類と量

稲ワラのような，C/N比の大きい他物遺体が分解する場合，アンモニアのような無機態窒素を稲ワラの分解に伴なう易分解性有機物の集積と土壌の粘土の種類

土壌五1!
分解明:有機物の柴積率(%)

扇 両 面 哀T
玄研匝素モンモリン系
カオリン系

アロフェン系

砂J品、十リクゃニン

添加iしなければ，砂やカオリン系土壊のように塩

また，粘土合量は，集積した易分解性有機物 11:

基置換容量の小さいこと壌の方が;易分解性有機物の窒素と炭素に対し，それぞれ異なった影響を及の集積率は高く，モンモリン系土壌やアロフェン

ぼします O系土壌のように，塩基置換容量の大きし 1土壌の方が集積率は低くなります。
しかし，無機態窒素を添加しておくと，塩基置易分解性炭素の集積についてみますと，粘土合量が 10 ，._， 40~ぢの範四ではモンモリン系，カオリン系粘土の場合には，粘土合量の影響は認められまホヂ

戸且，(12)
第三種郵便物認可
農業と
昭和 47年 9月 1日
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せんが，アロブェン系 粘土では，粘j二合量の多い(4) 有機物の分解に伴って 生成される有害物質を!吸着除去する，土壌ほど，易分解性炭 素の集積は最・率とも 減少(5) 有機・枯一土複合体を形成する，します。などの作 HJを迎して，影響を及ぼ しているとまた，易分解性炭素の 集積率は，一般にカオ リン系 ~1~i二l二が大きく，モンモリン系，アロブェン系

粘土のJlllilこ小さくなります。

考えられます。
iii) 土壌溶液中のアンモニュウムイオンの濃度，およびアンモニュウムと硝酸の違い

なお，モンモリン系粘 土では，粘土合量が 10%以下の範囲では，粘土 合量の多いほど易分解 性炭二l:);1~浴液 11: 1 のアンモニュウム濃度が !Wlj\ 、場合には，有機態窒素の集積 は多く，集積有機物の素の集積も多くなります。

C/

次に，易分解性窒素の 集積についてみますと ，N 比は小さくなるにもか』わらず，その!二十Iの 易

各粘土とも，粘土合量 の増加とともに，その 集積分解性有機物の制合は 減少します。また，そ のよ
うな条件下では，集債 した易分解性有機物の 分解率も増加します。
易分!日子￨生窒素の集積は，一般にアロフェン系粘土が最も大きく，モン モリン系，カオリン系 粘土も￨担げられます。
したがって，二1:.壊 1
二Iにアンモニア態窒素が 多い
場合には，士.壊 1:
1'の粘土は，生物遺体の分解と，のI)
s!に小さくなります。
これらの結果から，一 般的にいえば，粘土の 存

それに伴う易分解性有 機物の集積によい影響 を及在は，易分解性有機物 の集積にとって有利だ ろうぼしますが，そのよう な粘土の役割は，土壌 捺液中のアンモニア濃度を 下げて，微生物の噌殖 と活と思われます。(第 3表参照〉

性を助ける効果をもつ ものと考えられます。
第 3表

易分解性有機物の集積と(
第 4表参照)土壌の粘土含量

第4表

土壌の粘土の種類

モンモリン系

カオリン系

アロフェン系

土壌の粘土
含量(%)

易分解性炭素 易分解性室素の集積率(%) の集積工卒~(%)

406.99.9

206.91O.7106.26.1

55.2

4.7

13.62.5

易分解性有機物の集積とアンモニア態窒素の濃度
集積有機物

土壌

ア(窒N素
mンg
モ/の10濃ニ
0gl
主ア
土壌態)

5
モンモリン系

2060

易の分集(積%解率炭)素素
易分の(集%解積性)
率
安

27.
80.
93.
216.
42.
38.
1

11.
02.
613.
0‑0.
1のC/N
比40

9.6

4.83.
3

9.64.2。

8.
520

30.
8

1.5

108.4

4.02019.
6

1.00.
440

3.4

14.1

60

14.
80.
5

一11.
2

120

16.
6

‑0.
1‑18.1

20

5.4

9.5

10

7.4

7.8

3.5

3.6J沙。

120砂。

なお，同じ京素濃度で も，それがアンモニア 態でなく附般態の i
易合には，アンモニア のような有以上のように粘土が易 分解性有機物の集積に 及i ます jJ与~iP.~1 土，(1)iv) 温度，水分ニヒ壊の孔隙，通気，保水性などの物理[向性質を左右する，(2)ります。 400 C 以上になると，有機物 の分解それ(3) 塩基や陰イオンを置換 吸着して，土壌浴液中のアンモニュウム，カリュウム，温度が l高まると有機物の介解が早まりますが，それに応じて，易分解 性有機物の集積率も高 くなpH
緩衝能を増大する，の浪ー度を支配する，害作!日はいちじるしく軽減されます。

li
13骸など

I~[ 休は，促進される場合と抑制される場合とありますが，易分解性有機 物の集積はす。(第 5表参照〉

A

般に低下しま昭和 47年 9月 1日
第5表
土壌の粘土の種類

業

農

粘土の塩基置換容量 i易分解性有機物の集積率(%)(me/100g粘土)
硫安無添加￨硫安添 1JIII‑jl.75.
42.
36.
0I4.1‑6.6.9‑7.9IlI5.1‑8.82.
3また，有機物の分解は，土壌水分が最大容水量

また，第三種郵便物認可(13)が認められます。
土;壌に稲ワラや堆厩 H
巴を述mしますと， ~J.壌の有機物合訟はしだいに高まり，やがてその集積量は上限に述し，それ以後は土壊の有機物合は高まりません O
易分解性有機物の集積量:にも同様に限界があり集積も，有機物分解の盛んな水分条件で、最も有利です。(第 6表参照〉

リグニンやセルロース含量の高い植物遺体の方が，易分解性有機物の集積に効果のあることの 60%附近で最も盛んですが，易分解性有機物の

第 6表

学

¥'¥ほど，易分解性有機物の集積量は多くなります

易分解性有機物の集積と温度

65‑83
22‑ 3338‑46
ほとんど O科とます。土壌の有機物集積量が限界に達した後は，新しく J二壊に添加 lされた有機物は，見かけ j二すべて分解されてしまうようになります。このような易分解性有機物の集積と土壌水分現象は，実際の固場試験で、も認められています。
土 壌

以上，土壌 1こlで生物遺体が分解されるのに伴っ
13.
29.
110.
84.
5

モンモリン系
カオリン系
アロフェン系

砂て，易分解性有j
院長物が集積する過程に影響を及ぼす，幾つかの環境要因について述べました O
易分解性有機物の体質
さて，こ』で，地力の給 i
Jiiと考えられる易分解註〉 表'1'の数字は，易分解性有機物の集積率 (9，5)

性有機物の本質は，何かということになりますとv) 植物遺体の種類と量植物遺体が分解されるのに伴って，土壌 i1=1に易先にも述べましたように，今日なおほとんど分っニ分解性有機物が集積しますが，その集積量は，植ていません O
ある人は微生物遺体がその一部だと考えていま物の種類や量によって違います。
ゲンゲやクローパーのような窓素合量(蛋白質合量〉の高¥'¥マメ科の緑肥作物は，土壌中での分す。またある人は，動植物や微生物の遺体や，その分解仁1=11'&1]産物に由来する蚕白質やペプチド，アミノ酸などが，土壌中の粘土や腐植と結びついて解率は高く，直接的な肥料効果は大きいのですが易分解性有機物の集積量は，稲ワラなどに比較すできた，組々の復合体であろうと考えています。
私どもは，現在，易分解性有機物の本質を明らるといちじるしく少なく，地力の増強という点では，稲ワラやヨモギなどの野草類に劣ると思われます。(第 7表参照〉

かにする目的で，いろいろな面から実験を行っていますが，たとえば，土壌!こ￨二Iの易分解性有機物の緑 肥 の 迎)
+1が，かえって地力を減耗させること

第 8表

易分解性有機物の集積があるといわれていますが，その原因については
緑肥rl=1あるいはその分解産物に多量に合まれてい土 壌るキレート物質のため，土壌 1'
1:1の易分解性有機物モンモリン系の分解が，促進されるためと考えられます。

カオリン系
アロフェン系

なお，一般には土壌 1:
I
Cfに入る柄物遺体の[設が多
第 7表

植物ゲンゲ

キ官ワラ
ヨモギ

菌体細胞壁部分の添加による砂'

植物遺体の化学組成と易分解性有機物の集積
易分解有機物の集積量
分 I(mgC/100g土壌)

345353.
54.
52.
52.
1

アミノ酸組成を訓べてみますと，その仁1Iには極々の微生物 i
笥体，とくにその細胞蒋成しているアミノ酸と，アミノ 1をj，flの存在比率の高いことが分りまし t:.o
そこで， t日l々の微生物の細胞監部分を集めて土壌に加えてみますと，土壌1:1
こIの第三種郵便物認可

=司.
.
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.
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.
.
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ー ‑
守マ =ニー農業‑ ー‑守セて二ーー 二ニ‑‑

易分解性有機物含量が高まります。

三工

第 2図とホヂ

(14)

ρ旦，

H
白和 4
7年 9)
1'1日

ぅ=ご二， ~~二ニ守苧守ーーーマ ‑ーー ‑司守ー，て土ムーー̲.
ーー=ニーーヱコ‑‑置・・・ー・・・‑・・・・F

4

生物遺体の分解と易分解性有機物の集積過程の模式図

また，その場合，粘土やリグニン，フェノーノレ性化合物が共存しますと，その易分解性有機物の集積量は， さらにし 1ちじるしく増力口します。(第 8表参照〉
また，微生物菌体の原形質部分
は，蛋白質含量は高いのですが，それだけでは，土壌に加えても，易分解性有機物含量は高まりませんO
しかし，それに粘土やリグニンなどが加わると，やはり易分解性有機物の集積量が増加します。稲りラや堆肥などの存在も，同様に効果があります。
生物遺体が土壌中で分解され，腐植化して行く過程について，これ ま で Kononova女史や熊田教授などにより，幾つかの模式図が提出されています。
英式図に，上述の実験これらのj結果を加味して考えますと，土壌中で，動他物遺体が微生物により分解され腐植化するのに伴って，一方で，地力の給源である易分解性有機物が生成し集積して行く過程は，第 2図注〉

太枠で間んだものは易分解性有機物の主な給源のように推察されます。
この模式図中に示された詰過程の詳細は，今後の研究により明らかにされることでじよう。