農 業 と平成 24
年 3月 l日科学(5)-則・・・ 1 ， 1111.......'111...-9 1 ...1 ，， 11 同開・・・ 11 ， 11" 司司 1111 川 11'....111.11 111 '''....1 ・ .1 111 '1-叫 \11'"・\1 '''''..11 川刊・‘川川 1 ・ H 回 ~II'I"・ 111....'1'11 ・'川‘圃川刊 1....... ・"川 1 ， 11.~II"'lln._..仰H ・ 110 ，"‘・ '11・・"川....・ H・ .'.Ihll....'・hlhlll~ ，. 11111・."・，・栽培現場で利用できる土壌中のホウ素の簡易分析法
鹿児島県農業開発総合センター
環境研究室

果樹部

室 長 後 藤1.はじめに

微量要素 の一つであるホウ素は，植物 に欠乏す

植物が健全な生育を営むためには，酸素，水素，炭素，チ ッ素，忍リン酸，加里，石灰，苦土，硫黄および鉄の 1
0元 素は比較的多量に必要です。
これ以外に微量ではあります がると 様々 な障害 を引き起こし

たとえばダイコンの中心部が褐色になる 「赤芯症」がよく知られています。

必要で欠くこと

近年，鹿児島県で栽培面積が 増加しているマンができない元素として，マン ガ ン， 亜鉛，銅，ホウ素，モリブデン，塩素など があり，これ らを微ゴー でも 一部産地で果実の 一部がへこみ，商品価値が無 くなる欠乏症が発生(図 1)し，花穂への量要素と呼んでいます。

ホウ砂溶液の散布が効果的 )1なことが明らかになーんや行発図要のい 円 超二発

吋 量中狭

rr 週明

射布をの‑
B 散用害た微壌て冶値一仁害

諸君︑瓜をれが施砂のしらよウ汚
β 域施し
O 正素に'ウ材転みのおカ
たしホ資
一がこる囲トト適ウち
例あ範瑚'ホましかに 素まし剰ウと事人で正一め て ち
2 素適慌たえた
配り過ホう生
重右度
軽左症
乏欠素ウ

ホのコノ︑マ

図

図2. ホウ素過剰による葉先の褐変 (左，中央)と落葉農 業 と 科 学(6)平成 24
年 3月 1日

司 1 11 111 11.... 司川川 1" ，."・・ 11 ， 1 ・，"司阿川 11 ，，，，，司崎川 l 川 H ・，ー・ 11. 11 1111 "....1 ，." ，・ 11"" 岨 1... ， 1 ・ l'・・・..，， ""11・・ー‘川川 1'" 同 ""1'1 '1・-・・ ....."'11 ・e 川‘園川1・ Ilh'" 困叫川・， '1....." ・・H・ n. .， ."IIII ， II..-." ， ...1 川 .....11・H・. h".."'1・I・ II I ~"'''II"III.にはホウ素が含まれており生しやすい危険な一面も併せ持っています。
これらの対策のためには定期的に土壌分析を熱水で、抽出中にガラ行い，土壌中のホウ素含量を監視して適正域に維ス器具からホウ素が溶け出すため，ガラス器具は使えません。そこで アルミ缶 5) をカ ッターで切持することが重要です。しかしこれまで利用さり抽出器具とします。耐熱樹脂の時計皿をかぶせれている 一般的な分析法であるクルクミン法 4)はてホットプレート上で 5分間沸騰させ，冷却後分析手順が煩雑なうえにそこで，栽培現場において手軽に利用できるよNo.6のろ紙を使ってろ過します。 この時，ろ液が黄色味を帯びている場合は分析値にプラスの誤.
3gの活性炭を用いて再度ろ過差が生じるので， 0し，無色のろ液にします。
2) 発色操作

うに市販の水質分析キットと安価で自作できる簡.
0ml取り，ろ液をマイクロピペ ッ トで正確に 2分光光度計や恒温水槽等の高額の分析機器が必要で、した。このため，ホウ素の分析は，これらの分析機器を保有する限られた分析機関でしかできませんでした。

易比色計を用いた簡易な分析法を開発しました。

水質分析キット(商品名:パ ックテスト

2. 分析手順)熱水抽出WAK‑B. (株)共立理化学研究所)のチューブの角を 2カ所切り そこから注入し軽く5"'6回振り混ぜて 30"'40分程度待ちます(図 3)。同様にして ホウ素の標準溶液 (0"‑'5.
0ppm) も発色させ検量線を作ります。この水質分析キットはアゾメチン H法4) に基づいていますが 抽出液の採取量を一定にできないことや 検量線があらかじめ組み込まれた分析器具で測定するため，分析値は正確とはいえませんでした。そこで，上述したように一部の操作を改善して定量分析ができるように工夫を加えました。従来法のクルクミン法では，発色操作に 55Cを維持する恒温水槽が必要で 発色に 1時間半程度かかるので，分析コストと時間が短縮されます。

，素用

土壌中のホウ素は植物に吸収可能と思われる「可給態ホウ素」として，土の重量 25gに 2倍(50ml)の熱水で、抽出します。通常のガラス器具

0

図3. 水質分析キット(手前)と発色の様子(後ろ)ディスポセル
受光センサー

デジタルテスター

(CdS)

LED

電気抵抗値測定部
乾電池

光源部試料部測光部

図4. 簡易比色計の構成

ホウ(7)

農 業 と 科 学

平成 24年 3月 1日

司l 川川 111 圃喝 1111111111."'1.. ， 1.11' 町四 II.H..III 司司 1111111111._.'I ， IIIII' ，.....， '..IIIIIJ.......' ，.， "IIIIIII..'IIIIIIII'.... 川川1' 11...... 川町1 ・ 1"....IITIIIII1 1・，. "11 川川 .....'11"'10'1....11 ・ H 川 1 ，..."・"，， '111 圃噂川B・A ・ "..p ‘ IhÆI..h..-.'・ luhlll~ 四 "011 ，， 01''''

準溶液で作成した検量線を参考に，抽出液のホウ3) 測定操作

測定は理科教育教材として開発された簡易比色計 を 応 用 し て 作 成 し ま し た ヘ 図 4に簡易比色計の構成を示しました。光源部，試料部，測光部お素濃度を計算します。

3. 分析精度
簡易比色法の分析精度を調べるために，従来よび電気抵抗値測定部(市販のデジタルテスター)法であるクルクミン法を用いて3千円程度で製作が可能で，その材料と価格は表 1に示しました。

測定した赤黄色土 13点，黒ボク土 11点，計 24点

光源部は単 3乾電池 2個と 1KQ程度の電気抵法は従来法と 1 :1の正の有意な相関関係を示

抗で 400nmの波長を持つ高出力紫発光ダイオーし，簡易法により精度良く測定できると判断しまドを点灯させます。試料部ではした。

より成り，発色させた検液

分光光度計での分析データと比較しました(図 5)。簡易比色をセル(ポリスチレン製で、容量が 3.0ml)に入れ，さらに，簡易比色法とクルクミン法で，赤黄色暗黒条件下で 400nmの透過光が通過します。測土と黒ボク土の同一抽出液をそれぞれ 10回測定

光部には CdSセル(別名，光導電素子)という半した平均値は測定法による有意差はみられず，実CdSセルは 測光面に光が当用的には十分な精度があると考えられました(表導体を用いました。

2)。

表 1.簡易比色計に用いた材料と価格
材料価格(円)備考

LED(400nm)

100100200
1，200150150100100100170300200

高出力紫発光ダイオード OSSV511A
1kO程 度ミニテスタ (CUSTOMM‑04)
浜松ホトニクス p368

電気抵抗

デジタルテスター
CdSセル
乾電池ホルダー
乾電池(単 3)on‑offスイッチ
プラケース
リード線
ディスポセル(セミミクロ)
本体作成用木材
ラッカースプレー(黒)2個

1，700円/100個入り
比色計本体を製作する。
本体を黒く塗装する。

計

2，870

門

なり透過光が弱くなるのでなります。従って，電気抵抗値は大きく

この電気抵抗値の大小をデジ

タルテスターで読みとることによって得られるホウ素の検量線は右肩上がりの直線になります。標A

ホウ素濃度が多いと抽出液は黄色味が強く，濃く0000

CdSセルの電気抵抗値は小さくなります。逆に，xと抽出液は無色透明に近く，透過光が強くなり，

ハunu

る仕組みは次の通りです。ホウ素濃度が少ない

上

市販のデジタルテスターでホウ素の測定ができnu
山つt‑
一一y

自動点滅器などに用いられるものです。

ハU

inb

気抵抗値が大きくなる性質を持っており，街頭のハU

たると電機抵抗値が小さくなり，暗くなると電550 r=0.975***

AQAA

規 4.
0入fr
(3.
0AAA

弐 2.
0A

内A赤 黄 色 土。黒ボク土

OAEA0‑，ca.‑

ごにJ

0.
0 1.0 2.
0 3.
04.
0 5.
0 6.
0 7.
0
簡易比色法 (ppm)

図5. 土壌中の可給態ホウ素の簡易比色法と従来法の関係(料*.危険率 0.1%で有意)農 業 と 科 学(8)(毎月 1日発行)平成 24ij'.
3月 l日 第 637号

-司 """11 ，，"司川川 1 ・ ..."1111111111 岡阿川 11 ， 01" 喝司 1111 川，，，...・ .1'111 11 ' ，.. ...11.'1'1 1 11......"111 1 ・ H ・-・ "01111'11" ー‘(1 1 11 \ 1' 11 回』川・"・ 11 ，"I11III 1 11 11 111 11111.. 川 1 ・ 11111.....I'IIIIIIII...~"lllhn ， .....J ・"川 1" 画噂川 1111. ・ 1.....'III Jlllh ， I.."l lI llhlll~田川， 1 ，， 01'"

表2
. 土壌の可給態ホウ素の測定法の違いによる平均値の比較
簡易法

クルクミン法

有意水準

赤黄色土

2.79:
:
:
1
:
:
:0.15 (5.37%)

2.95士 0.14(4.75%)

5%

黒ボク土

1.89:
:
:
1:
:
:0.12 (6.34%)

1.92士 0.10(5.20%)5%注)単位は mgkg‑1 同一抽出液を 10回測定した。士は標準偏差を示す。
()内は相対標準偏差を示す。 t‑検定により平均値に有意差は無い。

4. まとめ参考文献

開発したホウ素の簡易比色法は，従来法より試

1) 上 之 薗 茂 ・ 西 田 学 ・ 橋 元 祥 一 ・ 東 明 弘

薬調製の時間や発色操作にかかる時間が少なくて

2011.マンゴー果実の表面がくぼむ障害に対済みます。また，分光光度計等の高額な分析機器するカルシウムも必要ありません。分析器具を除いた試薬だけの7"‑'22総セ研報， 5， 1

経費をパックテストの価格から算出すると，土壌1点当たり約 100"‑'200円と安い費用で分析できることがわかりました。この方法は果樹に限らず野菜や花き等，他作物の土壌の可給態ホウ素の診断にも活用できます。

5. 今後の課題
近年の LEDの進歩によりホウ素散布の効果.鹿児島農2) 鹿児島県農業開発総合センター編 (2010)
平成 2
1年度「普及に移す研究成果」第 3回審査
9"‑'10分， p
1980) 原色
3) 高橋英一・吉野実・前田正男 (作物の要素欠乏・過剰症，農山漁村文化協会，東京. p.133‑149

様々な波長を選択す

4) (財)日本土壌協会編

2001.土壌機能モニることが可能となっています。今回用いた簡易比タリング調査のための土壌色計の LEDを他の波長のものに交換することに析法，東京， p
123"
‑'128

水質及び、植物体分す。今後，簡易比色計を用いて測定操作をさらに5) Ando，K.(1986)Determinationo
favailableboroni
nsoilwit
habeerc
an.
SoilSc.
iPlant32(2)，333‑336Nutr.，
2000) 自作簡易比色計を活用した
6) 伏 島 均 (省力，低コスト化し，土壌診断の現場での活用を教材の開発.群馬県総合教育センター研究報告

さらに広げていきたいと思います。

書， 186， 125"‑'132より，これまで原子吸光光度計や分光光度計等で分析されている土壌中の石灰，苦土，加里およびリン酸濃度を測定できる可能性が考えられま