フェノール性酸の土壌団粒維持に及ぼす効果
Effect of phenolic acids on soil aggregate stability
吉川省子 1・黒田康文 2・阿江教治 3
1 農業環境技術研究所・2 徳島県立農林水産総合技術支援センター・3 酪農学園大学

要旨
フェノール性酸、炭水化物を、黒ボク土、灰色低地土、黄色土に混合し、-3kPa (pF1.5)、室温にて１ヶ月培養後、平均重量直径（MWD）を測定した。いずれの土壌でもフェノール性酸混合区で MWD が最も上昇した。また、同処理土壌を培養せずに連続通水により透水係数の推移を測定した。透水係数は時間とともに低下するが、いずれの土壌でもフェノール性酸混合区では、その低下の程度が抑えられた。フェノール等の団粒維持に及ぼす効果とそのメカニズムを探るために、上記３土壌に、それらを混合、または表面塗布して団粒を作り、-3kPa、室温にて 153 日間培養し、経時的に団粒の安定性を水滴落下試験により求めた。黒ボク土ではフェノール性酸表面区、黄色土ではフェノール性酸混合区、灰色低地土ではフェノール性酸表面区と混合区とも、最も団粒が安定に維持された。フェノール性酸の混合処理と表面塗布処理で効果が異なる理由は、土壌の粘土鉱物、表面荷電、比表面積、活性アルミ・鉄等量の違いによると考えられた。
キーワード：フェノール性酸，土壌団粒安定性，平均重量直径，飽和透水係数
Key words: phenolic acids, soil aggregate stability, mean-weight diameter, saturated water permeability
1.はじめに酸: p-クマル酸 = 1:1:1:1(計 0.5 % (w/w)) 。

土壌団粒の形成と維持は腐植質含量の少な

炭水化物では、キチン : ペクチン: キシラン :い鉱質土壌において、古くから土壌管理の重要

セルロース =1:2:1:3, (計 0.5 % (w/w)) 。これな課題であった。土壌団粒の形成には、有機物、らの化合物を土壌に混合、30℃、24h 風乾後、多糖ガム、糸状菌菌糸、鉄・アルミ酸化物が有-3kPa (pF1.5) にて１ケ月間室温（≅25℃）に効であるとされてきたが、団粒の維持にはそれて培養後、Yoder 法にて耐水性団粒を測定し平だけでは不十分であることが指摘されていた。

均重量直径を算出(2 反復)。

著者らはそれが植物の分解中間物であるフェ２）フェノール性酸等の透水係数への影響

ノール性酸であることを報告した 1),2)が、最近

１）と同じ処理土壌を風乾後、100 cm3 コアはそれが定説となりつつある。本報では、フェに所定の方法で充填。下方から１日飽和させたノール性酸の土壌団粒維持に及ぼす効果を報後、飽和透水係数測定装置にて 432 時間透水告し、若干の考察を行う。

試験を継続し、透水係数の推移を測定（2 反復）。

２．方法

３）フェノール性酸等の団粒維持への影響

１）フェノール性酸等の MWD への影響

前述の 3 供試土壌（＜1mm）をガラス板に供試土壌：①淡色黒ボク土（つくば）、②灰色広げ、化合物を混合し、脱塩水を添加し、①は低地土（鴻巣）、③赤黄色土（豊橋）＜2mm

直径 5mm、②，③は 3.5mm の紐状に整形し、処理区：1) 対照（無添加）、2) フェノール性

凍結後、5mm の長さに切断した。表面区では酸混合、3) 炭水化物混合、4) フェノール性

その後、団粒表面にフェノール性酸液を塗布し酸・炭水化物両混合。混合量：フェノール性酸た。30℃、24h 風乾後、砂柱カラム上で -3kPa

では バニラ酸: フェルラ酸: p-ベンゾイック(pF1.5) にて室温にて 153 日間培養した。経時

的に団粒を取り出し、網に載せ、50cm の高さ

表面・炭水化物混合区とフェノール性酸表面区から 50 滴/分で水滴を落下させ、団粒が壊れで最も高く、次いで炭水化物混合区、最も低いるまでの滴数を数えて、団粒安定度の指標としのはフェノール性酸混合区と対照区であった。

た (5 反復)。水滴落下試験は 4,550 滴まで行い、灰色低地土では、団粒安定性はフェノール性酸壊れない団粒は最も安定とみなした。

表面区とフェノール性酸混合区ともに高く、炭水化物混合区では低かった。黄色土では、団粒の安定性は、対照区に比べてフェノール性酸混合区とフェノール性酸・ 炭水化物両混合区で有意に高かった(Friedman 検定→Scheffe の対比較,それぞれ 1%，5%)。炭水化物混合区は効

実験風景

３．結果
１）フェノール性酸の MWD への効果
フェノール性酸混合区では対照区に比べて、MWD が黒ボク土では 1.6 倍、灰色低地土では4.6 倍、黄色土では 4.4 倍に増加した。３土壌
全体については、Friedman 検定により 5 %水準で差があり、Scheffe の対比較によりフェノール性酸混合処理は無処理に比べて、5 %水準で有意に MWD が増加した。フェノール性酸と炭水化物両混合区では効果は中程度であり、炭水化物混合区では対照区と大差がなかった。
２）フェノール性酸の透水係数への効果
３土壌の飽和透水係数は通水時間とともに徐々に減少した。フェノール性酸混合区はどの土壌でも最も透水係数の低下が抑制された。
黒ボク土では、フェノール性酸混合区と炭水化物混合区はフェノール性酸・炭水化物量混合区に比べて有意に高い値で推移した(Friedman 検定→Scheffe の対比較, 1%)。灰色低地土では、フェノール性酸混合区の透水係数は炭水化物混合区の透水係数よりも有意に高く推移した (Friedman 検定→Scheffe の対比
較, 1%). 黄色土ではフェノール性酸混合区は対照区よりもやや高く、炭水化物を含む区、とりわけフェノール性酸・炭水化物両混合区は透水係数の低下が著しかった。
３）フェノール性酸の団粒維持効果
黒ボク土では、団粒安定性はフェノール性酸果が小さかった。
４．考察
フェノール性酸等の土壌への混合・培養試験、および、連続透水試験では、培養の有無によらず、また、好気的か嫌気的かによらず、フェノール性酸が土壌を安定化させた。自然界では植物遺体からのフェノール性酸生成は微生物によるものであるが、その後は、主に、フェノール性酸そのものの、土壌表面、腐植、活性鉄・アルミ等との物理化学的結合が、MWD を増加させ、透水係数の低下を抑制したと考えられた。
団粒維持試験の結果からは以下の仮説が考えられた。黒ボク土では、多い正荷電、活性アルミ、鉄のために、フェノール性酸が埋もれない表面処理が有効、黄色土では負に荷電し、有機物、活性鉄・アルミは多くなく、無駄なく結合できる混合処理が有効、灰色低地土は、有機物、活性鉄が比較的多いため、表面処理、混合処理ともに有効である。今後、仮説の検証を行う。
５．おわりに本試験の結果は、フェノール性酸が土壌団粒の維持に欠かせないことを強く支持した。近年
では、土壌の炭素蓄積の面から新たに土壌団粒化研究への期待が高まりつつある。
参考文献等
1) Osozawa(Yoshikawa) S. et al.(1992) The effect ofphenolic compounds on soil aggregate stability"Erosion,Conserva-tion, and Small-scale Farming"（GB,ISCO,WASWC）P273～284.
2) 阿江ら(1987) フェノール性化合物の土壌団粒形成能,
日土肥誌 58：233～236.