農作物に含まれる放射線量に関する考察(市場流通野菜(葉菜)は過剰に放射性カリを集積している)

農作物に含まれる放射線に関して、セシウムだけではなくカリウムの放射線も考慮した上で今後の農作物のあるべき姿を提言していきたいと考えております。

放射性Cs濃度とK40濃度からみた作物のK栄養水準の現状と最適K濃度の推定

ーきのこの放射性セシウム濃度が高い原因についての一考察ー

 

1.はじめに

Kは作物の必須元素でありO、C、H、Nや水稲のSi等を除けば、一般に重量では最も多く吸収される多量元素である。作物の放射性Cs吸収削減にK施肥が有効であるが、一方K資源は今後100年で枯渇するとも言われている。作物はKを無駄に過剰に吸収するので、これまで推定されてきた作物の最適K濃度は幅が広く曖昧である。今後は最適K濃度を幅狭く推定し、放射性Cs吸収の機構を踏まえK施肥法の効率化が必要である。

作物のうち水稲の場合は、根圏のKがゼロに近くまで不足状態となったと察知すると、新たに多量元素のNa吸収チャンネルを開き代替吸収を開始し、量的にもK不足を化学当量的に多量にNaで代替吸収する。新たにチャンネルを開くので代替Naの吸収は非連続的に高まり、水稲茎葉のKとNa濃度にはほぼピンポイントの明瞭な変換点となり、Naの代替吸収開始点から水稲の最適K濃度を幅狭く精度よく推定できる。推定した最適K濃度から計算すると、水稲は形が急に大きくなる時期にKを最も多く吸収し、K栄養が十分であれば形が決定された出穂後はKを吸収しないと推定した。微量元素の安定Csは、根圏にKがあっても積極吸収されるが、根圏のKがゼロとなると新たに代替元素のNaチャンネルが開きCsが1桁多く積極的に吸収されると考えられた。(2013環境放射能除染学会要旨、1985宮農セ報告)。最近の放射性セシウムを用いた報告(2015 SSPN)でも、水稲の出穂後の放射性Csの吸収は僅かであるとされている。

このように根圏Kがゼロになると開始される多量元素の代替吸収から、作物の最適K濃度を幅狭く推定することは作物の生産コスト削減に加え、放射性Cs対策を効率的に進める上で有用である。しかし代替吸収される多量元素の種類については作物別に優先順位がある。例えば水稲や多くの野菜ではNaをまず優先して代替吸収するが、トウモロコシではMgをまず代替吸収する(2014土壌肥料学会要旨)。一方微量元素であるCsについては水稲の場合を敷衍すると、作物の種類によらず多量元素の代替吸収が開始されると放射性Cs吸収が非連続的に1桁増大すると予想される。そこでこれまで蓄積された、作物の放射性Csと放射性K40の膨大なデーターから、作物種別に、最適なK濃度の推定を試みた。また作物のK栄養水準については、原発事故以来放射性Cs濃度の低下がほぼ順調な野菜と、低下が緩慢なしいたけについて検討した。

 

2.放射性Csと放射性K40濃度のデーターから、野菜のK栄養水準の現状と最適K濃度を検討した。

既存のデーターのうち、K施肥水準を変えて作物のK、Na濃度が報告されている数種の野菜については、KとNaの濃度の関係の変換点から最適K濃度を推定し、市場流通のものは最適K濃度の2~3倍過剰吸収している場合もあることを報告した(2014環境放射能除染学会要旨)。ここではこれまでの数多くの種類の野菜の放射性Csと放射性K40のデーターのなかから種類の野菜を抽出し、1%K濃度=30.4Bq/kgで換算しながら、野菜の種類毎に、K栄養水準の現状と最適K濃度について検討した。

 

3.原木しいたけはK不足になると代替吸収チャンネルを開きCsを1桁多く吸収すると考え、ほだ木樹皮のK栄養水準の経年変化の検討を試みた。

既存のきのこのK、Na、Ca、Mgのデーター(五訂食品成分表)から、きのこ類は野菜に比べK不足状態にあると考えられた。きのこは短時間に急に大きくなるので一時的なK要求量が高いと考えられる。しいたけはほだ木の限られたK栄養源下で生育するためK不足になりやすく、またほだ木樹皮の放射性Csに比べKは降雨で溶脱しやすく、そのためその伸長期に一時的にKが不足し代替吸収チャンネルが開き放射性Cs濃度を1桁高めるという仮説を考えた。そこでしいたけほだ木樹皮の放射性CsとK40の経年変化調査を試みた。

野菜における放射性カリウムの過剰集積とナトリウム吸収から推定した放射性セシウム対策のためのカリウム施肥の適正化

1.はじめに

 セシウムの農作物への移行低減にはカリウム施肥が有効である。しかしカリウム資源の可採年数が100年余とも言われ、またカリウムには放射性カリウムが常に含まれていることから、カリウム施肥の適正化が今後一層必要となる。前回水稲のKとNaの吸収から水稲の最適K濃度を推定、最適K濃度はCs対策上も合理的であることを報告した。今回はカリウムを過剰に吸収しやすい野菜(葉菜)で、既存の資料をもとに同様の検討をおこなった。

2.試験方法

既存文献データーを野菜(葉菜)のカリウムとナトリウム濃度の関係に整理し、その変換点を最適カリウム濃度と推定して、市場流通の葉菜のカリウム濃度と比較した。

3.結果と考察

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図1水稲茎葉のK2OとNa2O乾物%(1987) 

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図2コマツナのKとNa乾物%(1995)    

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図3ふだんそうK2OとNa2O乾物%(1998) 

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図4おかひじきのK2OとNa2O乾物%(1998)

野菜のうち特に葉菜はカリウムを過剰に吸収する。葉菜のカリウム濃度は最適カリウム濃度の2~3倍に達する場合があると考えられた。例えば市販のふだんそうではK40は360Bq/kgであるが、カリウム施肥を最適化すれば115Bq/kgまで低下できる。野菜の放射性Cs基準は100Bq/kgであり、葉菜の放射性Cs性削減のためのカリウム施用については、K40を過剰集積しないようにカリウム施肥の適正化も併せて必要である。

4.参考文献

Hasegawa・Yoneyama1995.Soil Sci.Plant Nutr,41,293-298.高橋英一・前嶋一宏1998.近畿大学農学部紀要,31,57-72.食品成分表2013.女子栄養. 長谷川ら1987.宮城県農業センター研究告,55,19-36.