X-ray Fluorescence Spectrometry of Some "Cerrado Soils" in Brazil

ブラジルの広大な荒地セラードで、5000万ha以上の規模の農業開発が進行している。セラード土壌では、低肥沃度、土壌酸性、低保水性などの土壌に主として起因する種々の作物生育阻害要因により、作物の生産性が制約されていると考えられる。従って、この地域の適正な土地利用計画や土壌管理計画の策定に対しては、膨大な点数の土壌情報の収集が必要と考えられるので、土壌含有元素について迅速な測定が可能である蛍光X線分析法の利用を検討した。ブラジルのゴイアス州およびブラジリア地区から土壌試料を収集し、セラード土壌の元素組成や可給態養分を推定するとともに、これらの分析に蛍光X線分析法を適用しうるか否かを検討した。土壌試料は、上記地区の15地点から主要土壌型を網羅する64点採取し、蛍光X線分析と化学分析により測定した。土壌の骨格元素(Si, Al, FeおよびTi)の濃度は、大部分のセラード土壌において、層位間の変動は極めて小さかったが、地点間の差異は大きく、土壌型とは必ずしも関係していなかった。これらの分析結果から土壌の骨格元素の組成は、主として土壌母材によっで決定されており、他の土壌生成因子の影響は比較的小さいものと考えられた。セラード土壌の主要な作物生育阻害要因と考えられている置換性Al濃度は、いずれの土壌でもpH4.5(1:2.5N-KCl)付近よりpHが低下するに従って指数関数的に増加した。鉱質土壌では、置換性Al濃度(Y, Al mg/100g乾土)と土壌pH(X, 1:2.5NKCl)との間に logY=8.430-1.983X(r=0.982, n=30)の非常に高い関係が認められた。

K, Ca, Mg, P, ZnおよびMnは表層土壌に集積する傾向が認められたが、その層位間差異は採取地点間差異よりも小さいものであった。またブラジリア地区の土壌ではこれらの元素濃度が著しく低く、作物の生育阻害要因となっているものと考えられた。Ca, Mn, MgおよびPについては、土壌中の全濃度と可給態濃度との間に比較的高い相関が認められたことから、蛍光X線分析法によりこれらの元素の全濃度を測定することにより、可給態濃度を推定することが可能であると結論した。

More than 50 million ha of Cerrado region in Brazil is estimated to be developed as farmland. Since Cerrado soils include various soil types, a great number of soil samples should be analyzed for better land use and better soil management. In this study, 64 soil samples were analyzed by X-ray fluorecence spectrometry (XFS) and chemical analyses to estimate the elemental composition of Cerrado soils and to examine the applicability of XFS to them. Higher concentrations of exchangeable Al were found only in the soils of pH (N-KCl) lower than 4.5. The Al concentrations increased exponentially with decreasing in soil pH. The linear correlation between soil pH (X) and exchangeable Al (Y, mg/100g dry soil) was highly significant (log Y=8.430-1.983X, r=0.982, n=30) in the mineral soils. The concentrations of skeletal elements (Si, Al, Fe and Ti) were very similar through horizons in most of the Cerrado soils. However, the elemental compositions were location-specific and did not always relate to the soil type. The analytical results indicated that the composition of skeletal elements was determined mainly by the parent materials. Although K, Ca, Mg, P, Zn and Mn tended to accumulate in the surface horizons, the variation among horizons was much smaller than that among the sampling sites. The soils in Brasilia contained generally very low amount of these nutrient reserves. High linear correlation coefficients between total and available nutrient contents of Ca, Mn, Mg and P indicated that concentrations of these available nutrients in soils could be estimated from XFS data.