特許 5734593 土壌中の陽イオン交換容量の測定方法及び土壌分析器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5734593

(24)【登録日】2015年4月24日

(45)【発行日】2015年6月17日

(54)【発明の名称】土壌中の陽イオン交換容量の測定方法及び土壌分析器

(51)【国際特許分類】

   G01N 33/24 20060101AFI20150528BHJP

   G01N 21/27 20060101ALI20150528BHJP

   G01N 21/59 20060101ALI20150528BHJP

【ＦＩ】

   G01N33/24 D

   G01N21/27 Z

   G01N21/59 Z

【請求項の数】11

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2010-164258(P2010-164258)

(22)【出願日】2010年7月21日

(65)【公開番号】特開2012-26803(P2012-26803A)

(43)【公開日】2012年2月9日

【審査請求日】2013年7月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】591032703

【氏名又は名称】群馬県

(73)【特許権者】

【識別番号】513167186

【氏名又は名称】合同会社土づくり推進機構

(74)【代理人】

【識別番号】100103595

【弁理士】

【氏名又は名称】西川 裕子

(72)【発明者】

【氏名】田島 創

(72)【発明者】

【氏名】木村 紀久

(72)【発明者】

【氏名】山本 亮一

(72)【発明者】

【氏名】五十嵐 昭

(72)【発明者】

【氏名】麦島 昌

【審査官】 草川 貴史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−３２４４９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２０４９０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−３１７３６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１２７００３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第５６５１８３１（ＵＳ，Ａ）

【文献】 Sim Siong Fong 他５名，Characterization of the Coal Derived Humic Acids from Mukah, Sarawak as Soil Conditioner，J. Braz. Chem. Soc.，Sociedade Brasileira de Quimica，２００６年 ２月２４日，Vol.17, No.3，pp. 582-587

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ３３／２４

Ｇ０１Ｎ ２１／２７

Ｇ０１Ｎ ２１／５９

ＪＳＴＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

土壌にアルカリ性水溶液を添加し、該アルカリ性水溶液中に腐植物質を含む抽出成分を抽出してアルカリ性抽出液を得た後、上記腐植物質の吸収波長における上記アルカリ性抽出液の吸光度を測定し、その測定値を陽イオン交換容量に換算する土壌中の陽イオン交換容量の測定方法であって、
少なくとも３点の腐植物質の含有量が既知のｐＨが７．０以下の土壌サンプル及び少なくとも１点の腐植物質の含有量が既知のアルカリ性土壌サンプルについて、上記腐植物質の一の吸収波長を測定波長として所定重量当たりの土壌サンプルからの上記アルカリ性抽出液の吸光度をそれぞれ測定し、ｐＨが７．０以下の土壌サンプルにおける上記吸光度の各測定値と各測定値にそれぞれ対応する腐植物質の含有量とから、測定する土壌のｐＨが７．０以下である場合に利用する上記測定波長における上記吸光度と腐植物質の含有量との関係式である（腐植物質の含有量（重量％））＝Ａ_１×（吸光度）＋Ｂ_１におけるＡ_１及びＢ_１の値を求めると共に、全土壌サンプルにおける上記吸光度の各測定値と各測定値にそれぞれ対応する腐植物質の含有量とから、測定する土壌がアルカリ性である場合に利用する上記測定波長における上記吸光度と腐植物質の含有量との関係式である（腐植物質の含有量（重量％））＝Ａ_２×（吸光度）＋Ｂ_２におけるＡ_２及びＢ_２の値を求め、少なくとも３点の陽イオン交換容量の値が既知のｐＨが７．０以下の土壌サンプル及び少なくとも１点の陽イオン交換容量の値が既知のアルカリ性土壌サンプルについて、上記測定波長における所定重量当たりの土壌からの上記アルカリ性抽出液の吸光度をそれぞれ測定し、ｐＨが７．０以下の土壌サンプルにおける上記吸光度の各測定値から上記（腐植物質の含有量（重量％））＝Ａ_１×（吸光度）＋Ｂ_１により算出した腐植物質の含有量の各算出値と各算出値にそれぞれ対応する陽イオン交換容量の値とから、測定する土壌のｐＨが７．０以下の場合に利用する腐植物質の含有量と陽イオン交換容量との関係式である（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_３×（腐植物質の含有量（重量％））＋Ｂ_３におけるＡ_３及びＢ_３の値を求めると共に、全土壌サンプルにおける上記吸光度の各測定値から上記（腐植物質の含有量（重量％））＝Ａ_２×（吸光度）＋Ｂ_２により算出した腐植物質の含有量の各算出値と各算出値にそれぞれ対応する陽イオン交換容量の値とから、測定する土壌がアルカリ性である場合に利用する腐植物質の含有量と陽イオン交換容量との関係式である（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_４×（腐植物質の含有量（重量％））＋Ｂ_４におけるＡ_４及びＢ_４の値を求めることを特徴とする土壌中の陽イオン交換容量の測定方法。

【請求項2】

土壌にアルカリ性水溶液を添加し、該アルカリ性水溶液中に腐植物質を含む抽出成分を抽出してアルカリ性抽出液を得た後、上記腐植物質の吸収波長における上記アルカリ性抽出液の吸光度を測定し、その測定値を陽イオン交換容量に換算する土壌中の陽イオン交換容量の測定方法であって、
上記腐植物質の吸収波長における所定重量当たりの土壌からの上記アルカリ性抽出液の吸光度により上記土壌中の腐植物質の含有量を算出し、測定値として表示する土壌分析器により少なくとも３点の陽イオン交換容量の値が既知のｐＨが７．０以下の土壌サンプル及び少なくとも１点の陽イオン交換容量の値が既知のアルカリ性土壌サンプルについて、上記腐植物質の吸収波長における所定重量当たりの土壌からの上記アルカリ性抽出液の吸光度をそれぞれ測定して上記土壌中の腐植物質の含有量の各測定値を得、ｐＨが７．０以下の土壌サンプルにおける上記腐植物質の含有量の各測定値と各測定値にそれぞれ対応する陽イオン交換容量の値とから、測定する土壌のｐＨが７．０以下の場合に利用する腐植物質の含有量と陽イオン交換容量との関係式である（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_５×（腐植物質の含有量（重量％））＋Ｂ_５におけるＡ_５及びＢ_５の値を求めると共に、全土壌サンプルにおける上記腐植物質の含有量の各測定値と各測定値にそれぞれ対応する陽イオン交換容量の値とから、測定する土壌がアルカリ性である場合に利用する腐植物質の含有量と陽イオン交換容量との関係式である（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_６×（腐植物質の含有量（重量％））＋Ｂ_６におけるＡ_６及びＢ_６の値を求めることを特徴とする土壌中の陽イオン交換容量の測定方法。

【請求項3】

測定する土壌のｐＨが７．０以下の場合、該土壌中の腐植物質の含有量の測定値を下記式（１）に代入して陽イオン交換容量を計算する請求項２に記載の土壌中の陽イオン交換容量の測定方法。

【数1】

【請求項4】

測定する土壌がアルカリ性の場合、該土壌中の腐植物質の含有量の測定値を下記式（２）に代入して陽イオン交換容量を計算する請求項２に記載の土壌中の陽イオン交換容量の測定方法。

【数2】

【請求項5】

土壌にアルカリ性水溶液を添加し、該アルカリ性水溶液中に腐植物質を含む抽出成分を抽出してアルカリ性抽出液を得た後、上記腐植物質の吸収波長における上記アルカリ性抽出液の吸光度を測定し、その測定値を陽イオン交換容量に換算する土壌中の陽イオン交換容量の測定方法であって、
少なくとも３点の陽イオン交換容量の値が既知のｐＨが７．０以下の土壌サンプル及び少なくとも１点の陽イオン交換容量の値が既知のアルカリ性土壌サンプルについて、上記腐植物質の一の吸収波長を測定波長として所定重量当たりの土壌からの上記アルカリ性抽出液の吸光度をそれぞれ測定し、ｐＨが７．０以下の土壌サンプルにおける上記吸光度の各測定値と各測定値にそれぞれ対応する陽イオン交換容量の値とから、測定する土壌のｐＨが７．０以下の場合に利用する上記測定波長における上記吸光度と陽イオン交換容量との関係式である（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_７×（吸光度）＋Ｂ_７におけるＡ_７及びＢ_７の値を求めると共に、全土壌サンプルにおける上記吸光度の各測定値と各測定値にそれぞれ対応する陽イオン交換容量の値とから、測定する土壌がアルカリ性である場合に利用する上記測定波長における上記吸光度と陽イオン交換容量との関係式である（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_８×（吸光度）＋Ｂ_８におけるＡ_８及びＢ_８の値を求めることを特徴とする土壌中の陽イオン交換容量の測定方法。

【請求項6】

上記関係式を最小二乗法により求める請求項１、２又は５に記載の土壌中の陽イオン交換容量の測定方法。

【請求項7】

上記アルカリ性水溶液が、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウムから選ばれるアルカリ性化合物を含有する水溶液である請求項１乃至６のいずれか１項に記載の土壌中の陽イオン交換容量の測定方法。

【請求項8】

上記アルカリ性水溶液のｐＨが、８．０を超え、且つ１３．９未満である請求項１乃至７のいずれか１項に記載の土壌中の陽イオン交換容量の測定方法。

【請求項9】

上記アルカリ性抽出液の吸光度を４００〜６５０ｎｍから選ばれる少なくとも一つの波長において測定する請求項１乃至８のいずれか１項に記載の土壌中の陽イオン交換容量の測定方法。

【請求項10】

土壌中の陽イオン交換容量の測定に使用する土壌分析器であって、測定する土壌の秤量値、ｐＨをデータとして入力するデータ入力手段と、腐植物質を含有するアルカリ性抽出液の腐植物質の吸収波長における吸光度を測定する吸光度測定手段と、測定する土壌のｐＨが７．０以下の場合に利用する上記腐植物質の吸収波長における所定重量当たりの土壌からの上記アルカリ性抽出液の吸光度と陽イオン交換容量との相関関係を示す関係式である（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_７×（吸光度）＋Ｂ_７及び／又は上記腐植物質の吸収波長における上記吸光度と腐植物質の含有量との相関関係を示す関係式である（腐植物質の含有量（重量％））＝Ａ_１×（吸光度）＋Ｂ_１と腐植物質の含有量と陽イオン交換容量との相関関係を示す関係式である（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_３×（腐植物質の含有量（重量％））＋Ｂ_３又は（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_５×（腐植物質の含有量（重量％））＋Ｂ_５と、測定する土壌がアルカリ性である場合に利用する上記腐植物質の吸収波長における上記吸光度と陽イオン交換容量との相関関係を示す関係式である（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_８×（吸光度）＋Ｂ_８及び／又は上記腐植物質の吸収波長における上記吸光度と腐植物質の含有量との相関関係を示す関係式である（腐植物質の含有量（重量％））＝Ａ_２×（吸光度）＋Ｂ_２と腐植物質の含有量と陽イオン交換容量との相関関係を示す関係式である（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_４×（腐植物質の含有量（重量％））＋Ｂ_４又は（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_６×（腐植物質の含有量（重量％））＋Ｂ_６とを記憶する記憶手段と、上記データ入力手段に入力された測定する土壌のｐＨにより利用する関係式を上記記憶手段に記憶された上記関係式の中から選定する選定手段と、上記吸光度測定手段によって測定された吸光度のデータを必要に応じて上記データ入力手段に入力された上記土壌の秤量値により所定重量当たりの吸光度に換算して上記選定手段により選定された関係式に代入して陽イオン交換容量を求める演算手段と、該演算手段により得られた陽イオン交換容量の値を表示する表示手段と、を備えたことを特徴とする土壌分析器。

【請求項11】

上記記憶手段が、測定する土壌のｐＨが７．０以下の場合に利用する腐植物質の吸収波長における所定重量当たりの土壌からの上記アルカリ性抽出液の吸光度と腐植物質の含有量との相関関係を示す関係式である（腐植物質の含有量（重量％））＝Ａ_１×（吸光度）＋Ｂ_１、測定する土壌のｐＨが７．０以下の場合に利用する腐植物質の含有量と陽イオン交換容量との相関関係を示す関係式である（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_３×（腐植物質の含有量（重量％））＋Ｂ_３又は（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_５×（腐植物質の含有量（重量％））＋Ｂ_５及び／又は測定する土壌のｐＨが７．０以下の場合に利用する腐植物質の吸収波長における上記吸光度と陽イオン交換容量との相関関係を示す関係式である（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_７×（吸光度）＋Ｂ_７、測定する土壌がアルカリ性である場合に利用する腐植物質の吸収波長における上記吸光度と腐植物質の含有量との相関関係を示す関係式である（腐植物質の含有量（重量％））＝Ａ_２×（吸光度）＋Ｂ_２、測定する土壌がアルカリ性である場合に利用する腐植物質の含有量と陽イオン交換容量との相関関係を示す関係式である（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_４×（腐植物質の含有量（重量％））＋Ｂ_４又は（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_６×（腐植物質の含有量（重量％））＋Ｂ_６及び／又は測定する土壌がアルカリ性である場合に利用する腐植物質の吸収波長における上記吸光度と陽イオン交換容量との相関関係を示す関係式である（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_８×（吸光度）＋Ｂ_８を記憶し、上記演算手段が上記吸光度測定手段によって測定された吸光度のデータ及び必要に応じて上記秤量値から腐植物質の含有量を算出し、更に、該腐植物質の含有量の算出値又は腐植物質の吸収波長における上記吸光度から陽イオン交換容量を算出し、上記表示部が上記演算手段により得られた陽イオン交換容量の値と、上記腐植物質の含有量の算出値を表示するように構成された請求項１０に記載の土壌分析器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、土壌中の陽イオン交換容量（Ｃａｔｉｏｎ ｅｘｃｈａｎｇｅ ｃａｐａｃｉｔｙ；以下、「ＣＥＣ」と称することもある）の測定方法及び該測定方法を利用した土壌分析器に関し、より詳細には土壌中の陽イオン交換容量を従来の方法に比べて、簡単、且つ迅速に判定することが可能で、土壌の採取現場においてその土壌中の陽イオン交換容量を求めることも可能な土壌中の陽イオン交換容量の測定方法及び該測定方法を利用し、土壌の採取現場でその土壌中の陽イオン交換容量を測定するのに好適に使用することができる土壌分析器に関する。

【背景技術】

【0002】

土壌中の陽イオン交換容量は、ミネラルとして利用される土壌中の陽イオンの保持能力を示すものであり、肥料成分として土壌に添加される陽イオン成分が土壌に吸着する容量を意味する。近年、過剰施肥による農業収益率の低下を防止するために、肥料使用量の決定に際して、肥料を添加する土壌中の陽イオン交換容量を測定することが行われており、ＣＥＣ測定法としては、例えば、図３の分析フローチャートに示すようにショーレンベルガー法により抽出し、インドフェノール法により分析する方法などが知られている。

【0003】

しかしながら、例えば、ショーレンベルガー法は、分析工程が複雑で、時間や使用する試薬の種類、使用量などが多く必要とされるため、より経済的で、簡便で簡単な土壌中の陽イオン交換容量（ＣＥＣ）測定方法の開発が望まれている。このようなＣＥＣ測定方法として、例えば、特許文献１には、銅の吸着と分光光度計を利用した土壌陽イオン交換容量の速成測定方法が提案されているが、より簡便で、且つ銅イオンなどを含む物質を使用しないより安全性に優れた測定方法の開発が要望されていた。また、上述したように、ショーレンベルガー法は、分析工程が複雑で、使用する試薬の種類も多く、そのための設備や専門的技術が必要なことから、通常、野菜生産者などは、土壌中の陽イオン交換容量の測定を分析センターなどの専門機関に依頼しており、依頼するための手間、結果を得るまでの日時、経費も必要となっていた。そこで、専門機関に依頼しなくても野菜生産者などが各自で土壌中の陽イオン交換容量を求めることができ、肥料使用量の決定などの判定材料として利用することができる簡易で、且つ専門家ではなくても取扱が容易な試薬などを使用することによって実施可能な土壌中の陽イオン交換容量の測定方法の開発が要望されていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第３３４３２４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、ミネラルとして利用される陽イオンの保持能力の指標であるＣＥＣを測定できる分析技術を確立し、更に、これを実装した簡易分析装置を創出することにより、土壌中の陽イオン交換容量を簡単、且つ迅速に判定することができ、例えば、野菜生産現場などの土壌の採取現場においてその土壌中の陽イオン交換容量を求め、その結果に基づいて土壌成分を把握し、例えば、測定土壌への肥料の追加、肥料使用量の決定などの判断材料として利用することも可能な土壌中の陽イオン交換容量の測定方法及び該測定方法を利用し、土壌の採取現場でその土壌中の陽イオン交換容量を測定するのに好適に使用することができる土壌分析器を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明者らは、上記目的を達成するため、鋭意検討した結果、土壌中に存在する有機化合物である腐植物質の化学構造に着目し、腐植物質は電荷の偏りをもち、腐植物質の周囲の酸・アルカリ濃度などの環境によっては、プロトン（Ｈ^＋）を放出し、−（マイナス）の電荷を帯びる水酸基を多く持つことから、陽イオンと相互作用することが考えられ、腐植物質量とＣＥＣの値の相関が得られれば、従来法による複雑なＣＥＣ測定法を利用せず、腐植量を測定することにより、ＣＥＣ値を推定することが可能となることを見出し、本発明をなすに至った。即ち、腐植は、土壌中に存在する有機化合物であり、そのモデル化合物としては、下記化学式で示される。

【0007】

【化1】

【0008】

腐植物質は、その化学構造から、土壌の化学的・物理的性質に影響を与える重要な物質であり、例えば、水の保持、ｐＨの緩衝作用、無機養分の保持能力などの能力を持っていることが考えられ、また、野菜生産に適している団粒構造を持つ土壌に腐植物質が影響を与えていること、更に土壌への窒素供給源となることから、この物質が土壌の中にどの程度存在するかを知ることは、野菜生産者にとっても重要であり、その測定方法としては、例えば、熊田法などのように、従来のＣＥＣ測定方法に比べて工程が複雑ではなく、迅速で、且つ必要な試薬の種類、使用量、また、分析に用いられる器具が少ない測定方法が知られている。そこで、上述したように、本発明者らは、土壌中の腐植物質の含有量とＣＥＣの値の相関が得られれば従来法による複雑なＣＥＣ測定方法を利用せず、迅速で、且つ必要な試薬の種類、使用量、分析機器を低減し、且つ取扱い難い試薬を用いなくても実施することが可能な土壌中の腐植物質量の測定方法を利用して土壌中の腐植物質量の指標となる指標値を測定することにより、ＣＥＣ値に換算することが可能となることを見出し、本発明をなすに至った。

【0009】

即ち、本発明は、（１）土壌にアルカリ性水溶液を添加し、該アルカリ性水溶液中に腐植物質を含む抽出成分を抽出してアルカリ性抽出液を得た後、上記腐植物質の吸収波長における上記アルカリ性抽出液の吸光度を測定し、その測定値を陽イオン交換容量に換算する土壌中の陽イオン交換容量の測定方法であって、
（ｉ）少なくとも３点の腐植物質の含有量が既知のｐＨが７．０以下の土壌サンプル及び少なくとも１点の腐植物質の含有量が既知のアルカリ性土壌サンプルについて、上記腐植物質の一の吸収波長を測定波長として所定重量当たりの土壌サンプルからの上記アルカリ性抽出液の吸光度をそれぞれ測定し、ｐＨが７．０以下の土壌サンプルにおける上記吸光度の各測定値と各測定値にそれぞれ対応する腐植物質の含有量とから、測定する土壌のｐＨが７．０以下である場合に利用する上記測定波長における上記吸光度と腐植物質の含有量との関係式である（腐植物質の含有量（重量％））＝Ａ_１×（吸光度）＋Ｂ_１におけるＡ_１及びＢ_１の値を求めると共に、全土壌サンプルにおける上記吸光度の各測定値と各測定値にそれぞれ対応する腐植物質の含有量とから、測定する土壌がアルカリ性である場合に利用する上記測定波長における上記吸光度と腐植物質の含有量との関係式である（腐植物質の含有量（重量％））＝Ａ_２×（吸光度）＋Ｂ_２におけるＡ_２及びＢ_２の値を求め、少なくとも３点の陽イオン交換容量の値が既知のｐＨが７．０以下の土壌サンプル及び少なくとも１点の陽イオン交換容量の値が既知のアルカリ性土壌サンプルについて、上記測定波長における所定重量当たりの土壌からの上記アルカリ性抽出液の吸光度をそれぞれ測定し、ｐＨが７．０以下の土壌サンプルにおける上記吸光度の各測定値から上記（腐植物質の含有量（重量％））＝Ａ_１×（吸光度）＋Ｂ_１により算出した腐植物質の含有量の各算出値と各算出値にそれぞれ対応する陽イオン交換容量の値とから、測定する土壌のｐＨが７．０以下の場合に利用する腐植物質の含有量と陽イオン交換容量との関係式である（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_３×（腐植物質の含有量（重量％））＋Ｂ_３におけるＡ_３及びＢ_３の値を求めると共に、全土壌サンプルにおける上記吸光度の各測定値から上記（腐植物質の含有量（重量％））＝Ａ_２×（吸光度）＋Ｂ_２により算出した腐植物質の含有量の各算出値と各算出値にそれぞれ対応する陽イオン交換容量の値とから、測定する土壌がアルカリ性である場合に利用する腐植物質の含有量と陽イオン交換容量との関係式である（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_４×（腐植物質の含有量（重量％））＋Ｂ_４におけるＡ_４及びＢ_４の値を求めることを特徴とする土壌中の陽イオン交換容量の測定方法、
（ｉｉ）上記腐植物質の吸収波長における所定重量当たりの土壌からの上記アルカリ性抽出液の吸光度により上記土壌中の腐植物質の含有量を算出し、測定値として表示する土壌分析器により少なくとも３点の陽イオン交換容量の値が既知のｐＨが７．０以下の土壌サンプル及び少なくとも１点の陽イオン交換容量の値が既知のアルカリ性土壌サンプルについて、上記腐植物質の吸収波長における所定重量当たりの土壌からの上記アルカリ性抽出液の吸光度をそれぞれ測定して上記土壌中の腐植物質の含有量の各測定値を得、ｐＨが７．０以下の土壌サンプルにおける上記腐植物質の含有量の各測定値と各測定値にそれぞれ対応する陽イオン交換容量の値とから、測定する土壌のｐＨが７．０以下の場合に利用する腐植物質の含有量と陽イオン交換容量との関係式である（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_５×（腐植物質の含有量（重量％））＋Ｂ_５におけるＡ_５及びＢ_５の値を求めると共に、全土壌サンプルにおける上記腐植物質の含有量の各測定値と各測定値にそれぞれ対応する陽イオン交換容量の値とから、測定する土壌がアルカリ性である場合に利用する腐植物質の含有量と陽イオン交換容量との関係式である（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_６×（腐植物質の含有量（重量％））＋Ｂ_６におけるＡ_６及びＢ_６の値を求めることを特徴とする土壌中の陽イオン交換容量の測定方法、
（ｉｉｉ）少なくとも３点の陽イオン交換容量の値が既知のｐＨが７．０以下の土壌サンプル及び少なくとも１点の陽イオン交換容量の値が既知のアルカリ性土壌サンプルについて、上記腐植物質の一の吸収波長を測定波長として所定重量当たりの土壌からの上記アルカリ性抽出液の吸光度をそれぞれ測定し、ｐＨが７．０以下の土壌サンプルにおける上記吸光度の各測定値と各測定値にそれぞれ対応する陽イオン交換容量の値とから、測定する土壌のｐＨが７．０以下の場合に利用する上記測定波長における上記吸光度と陽イオン交換容量との関係式である（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_７×（吸光度）＋Ｂ_７におけるＡ_７及びＢ_７の値を求めると共に、全土壌サンプルにおける上記吸光度の各測定値と各測定値にそれぞれ対応する陽イオン交換容量の値とから、測定する土壌がアルカリ性である場合に利用する上記測定波長における上記吸光度と陽イオン交換容量との関係式である（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_８×（吸光度）＋Ｂ_８におけるＡ_８及びＢ_８の値を求めることを特徴とする土壌中の陽イオン交換容量の測定方法及び（２）土壌中の陽イオン交換容量の測定に使用する土壌分析器であって、測定する土壌の秤量値、ｐＨをデータとして入力するデータ入力手段と、腐植物質を含有するアルカリ性抽出液の腐植物質の吸収波長における吸光度を測定する吸光度測定手段と、測定する土壌のｐＨが７．０以下の場合に利用する上記腐植物質の吸収波長における所定重量当たりの土壌からの上記アルカリ性抽出液の吸光度と陽イオン交換容量との相関関係を示す関係式である（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_７×（吸光度）＋Ｂ_７及び／又は上記腐植物質の吸収波長における上記吸光度と腐植物質の含有量との相関関係を示す関係式である（腐植物質の含有量（重量％））＝Ａ_１×（吸光度）＋Ｂ_１と腐植物質の含有量と陽イオン交換容量との相関関係を示す関係式である（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_３×（腐植物質の含有量（重量％））＋Ｂ_３又は（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_５×（腐植物質の含有量（重量％））＋Ｂ_５と、測定する土壌がアルカリ性である場合に利用する上記腐植物質の吸収波長における上記吸光度と陽イオン交換容量との相関関係を示す関係式である（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_８×（吸光度）＋Ｂ_８及び／又は上記腐植物質の吸収波長における上記吸光度と腐植物質の含有量との相関関係を示す関係式である（腐植物質の含有量（重量％））＝Ａ_２×（吸光度）＋Ｂ_２と腐植物質の含有量と陽イオン交換容量との相関関係を示す関係式である（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_４×（腐植物質の含有量（重量％））＋Ｂ_４又は（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_６×（腐植物質の含有量（重量％））＋Ｂ_６とを記憶する記憶手段と、上記データ入力手段に入力された測定する土壌のｐＨにより利用する関係式を上記記憶手段に記憶された上記関係式の中から選定する選定手段と、上記吸光度測定手段によって測定された吸光度のデータを必要に応じて上記データ入力手段に入力された上記土壌の秤量値により所定重量当たりの吸光度に換算して上記選定手段により選定された関係式に代入して陽イオン交換容量を求める演算手段と、該演算手段により得られた陽イオン交換容量の値を表示する表示手段と、を備えたことを特徴とする土壌分析器を提供する。

【発明の効果】

【0010】

本発明の土壌中の陽イオン交換容量の測定方法によれば、土壌中の陽イオン交換容量を従来の測定方法に比べて、簡単、且つ迅速に判定することが可能となり、例えば、野菜生産現場などにおける肥料の使用量の決定に際し、土壌中の陽イオン交換容量の測定を分析センターなどに依頼しなくても、野菜生産者などが各自でその野菜生産現場などの土壌採取現場において野菜生産現場などの土壌中の陽イオン交換容量を求め、その場で肥料の使用量などを決定することも可能となる。更に、本発明の土壌分析器によれば、測定する土壌の採取現場でその土壌中の陽イオン交換容量を簡単、且つ迅速に求めることが容易となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の土壌分析器を説明する土壌分析器の一部断面概略平面図である。

【図2】上記土壌分析器の一部断面概略側面図である。

【図3】従来の土壌中のＣＥＣ測定方法であるショーレンベルガー法を示す分析フローチャートである。

【図4】本発明の実施例において実施した土壌中の腐植物質の含有量及びＣＥＣ測定方法を示す分析フローチャートである。

【図5】本発明の実施例で測定した全土壌サンプルの腐植物質の含有量とショーレンベルガー法により抽出した陽イオン交換容量との関係を示すグラフである。

【図6】本発明の実施例で測定した酸性及び中性土壌サンプル中の腐植物質の含有量とショーレンベルガー法により抽出した陽イオン交換容量との関係を示すグラフである。

【図7】本発明の実施例で測定したｐＨ７．０以下の土壌サンプルのアルカリ性抽出液の吸光度と腐植物質の含有量との関係を示すグラフである。

【図8】本発明の実施例で測定した全土壌サンプルのアルカリ性抽出液の吸光度とショーレンベルガー法により抽出した陽イオン交換容量との関係を示すグラフである。

【図9】本発明の実施例で測定した酸性及び中性土壌サンプルのアルカリ性抽出液の吸光度とショーレンベルガー法により抽出した陽イオン交換容量との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の土壌中の陽イオン交換容量の測定方法をより詳細に説明する。本発明の測定方法は、土壌中の腐植物質の含有量に対応する指標値を測定し、その測定値を陽イオン交換容量に換算することによって、土壌中の陽イオン交換容量を測定するものである。ここで、土壌中の腐植物質の含有量に対応する指標値としては、適宜溶液を利用して土壌中の腐植物質を抽出して抽出液を得た場合であれば、例えば、その抽出液の所定波長における吸光度、抽出液を発色させて予め準備しておいた比色表などを利用した目視観察による簡易定量値又は発色させた抽出液の所定波長における吸光度、抽出液のガスクロマトグラフィ、液体クロマトグラフィによる定量分析値、その抽出液の所定波長での励起により得られる蛍光スペクトルもしくは蛍光強度などを挙げることができ、１つの分析法ではなく、複数を組み合わせることも可能である。また、後述する実施例に挙げるように、腐植物質の含有量を測定するために使用されている土壌分析器を利用して抽出液の腐植物質の含有量を測定値として得、この測定値を指標値とすることもできる。

【0013】

本発明の土壌中の陽イオン交換容量の測定方法としては、土壌中の腐植物質を抽出して抽出液を得、その抽出液の所定波長における吸光度を腐植物質の含有量に対応する指標値として測定する方法がより好適である。より具体的には、測定試料となる土壌（以下、「測定する土壌」、「測定に供する土壌」、「測定土壌」と称することもある）を秤量し、これにアルカリ性水溶液を添加して、アルカリ性水溶液中に腐植物質を含む抽出成分を抽出してアルカリ性抽出液を得た後、腐植物質の吸収波長におけるアルカリ性抽出液の吸光度を測定し、その測定値を陽イオン交換容量に換算する土壌中の陽イオン交換容量の測定方法が好適である。ここで、抽出方法としては、例えば、測定試料となる土壌を秤量し、適宜容器に入れ、これにアルカリ性水溶液を添加した後、適宜器材により手動で撹拌したり、攪拌機を利用して攪拌したり、容器に蓋をして振とう機又は手動で振とうすることによって、アルカリ性水溶液中に腐植物質を含む抽出成分を抽出してもよいが、抽出効率の精度、再現性などを考慮すると、攪拌機、振とう機などの機器を利用して１〜５分間程度、特に２〜４分間程度攪拌又は振とうすることが望ましい。また、アルカリ性抽出液は、ろ過をした後、ろ液を必要に応じて適宜濃度に希釈して、吸光度を測定すると好適である。より具体的には、後述する実施例において実施した抽出方法（図４の分析フローチャート参照）がより好適である。

【0014】

また、上記アルカリ性水溶液としては、その種類が特に制限されるものではないが、アルカリ性化合物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウムなどが挙げられ、上記アルカリ性水溶液がこれらのアルカリ性化合物を１種単独で又は２種以上を適宜組み合わせて含有する水溶液であるとより好適である。なお、アルカリ性水溶液におけるアルカリ性化合物の濃度は、特に制限されるものではなく、水溶液を所望のｐＨに調整できるように適宜選定することができる。そして、上記アルカリ性水溶液のｐＨは、７．０を超え、且つ１４．０未満であるが、抽出効率、再現性などを考慮すれば、好ましくは８．０を超え、且つ１３．９未満、より好ましくは８．０を超え、且つ１３．５未満、更に好ましくは８．５を超え、且つ１３．２未満であり、エタノールなどのアルコール類を添加してもよい。本発明におけるアルカリ性水溶液は、更に具体的には、腐植物質の測定方法である熊田法の抽出液として使用される０．１Ｍ水酸化ナトリウム／ピロリン酸ナトリウム混液、適宜濃度に調製した水酸化ナトリウムなどの上記アルカリ性化合物によって、精製水をｐＨ調整した水溶液などが挙げられる。

【0015】

そして、アルカリ性抽出液の測定波長は、腐植物質の吸収波長であれば、適宜波長を選択して吸光度測定をすることができるが、測定精度、再現性などを考慮すれば、中でも４００〜６５０ｎｍから選ばれる少なくとも一つの波長において測定すると好適であり、より好ましくは５００〜５５０ｎｍから選ばれる少なくとも一つの波長である。なお、測定に供する土壌は、特に制限されるものではないが、再現性、測定精度などを考慮すると、測定に供する土壌としては中性〜酸性土壌がより好適である。また、測定に供する土壌の量、抽出工程に使用するアルカリ性水溶液の量、吸光度測定時における希釈倍率などは、特に制限されるものではなく、例えば、後述する実施例に準じて適宜選定することができる。

【0016】

吸光度の測定値を陽イオン交換容量に換算する方法として、より具体的には、腐植物質の吸収波長における所定重量当たりの土壌からの上記アルカリ性抽出液の吸光度と土壌中の陽イオン交換容量との相関関係を示す標準曲線又は関係式を求め、標準曲線又は関係式により上記吸光度の測定値を土壌中の陽イオン交換容量に換算する方法などが挙げられる。更に具体的には、予め定めておいた測定波長における所定重量当たりの土壌からのアルカリ性抽出液の吸光度と陽イオン交換容量との関係を予め求めておき、これらの関係を示す標準曲線として検量線を作成しておき、吸光度の測定値を測定に供した測定土壌の秤量値から必要に応じて土壌の所定重量当たりの吸光度に換算した値を検量線に当てはめることによって、吸光度の測定値を陽イオン交換容量に換算するか、検量線から吸光度と陽イオン交換容量との関係を示す関係式を求めておき、その関係式の吸光度として吸光度の測定値を測定に供した測定土壌の秤量値から必要に応じて土壌の所定重量当たりの吸光度に換算した値を代入することによって、吸光度の測定値を陽イオン交換容量に換算する方法などが挙げられる。

【0017】

より更に具体的には、少なくとも３点、好ましくは少なくとも４点の陽イオン交換容量の値が既知のｐＨが７．０以下の土壌サンプル及び少なくとも１点、好ましくは少なくとも２点の陽イオン交換容量の値が既知のアルカリ性土壌サンプルについて、腐植物質の一の吸収波長を測定波長として所定重量当たりの土壌からの上記アルカリ性抽出液の吸光度をそれぞれ測定し、ｐＨが７．０以下の土壌サンプルにおける吸光度の各測定値と各測定値にそれぞれ対応する陽イオン交換容量の値とから、例えば最小二乗法などの適宜方法により、測定する土壌のｐＨが７．０以下の場合に利用する上記測定波長における上記吸光度と陽イオン交換容量との関係式である（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_７×（吸光度）＋Ｂ_７におけるＡ_７及びＢ_７の値を求めると共に、全土壌サンプルにおける吸光度の各測定値と各測定値にそれぞれ対応する陽イオン交換容量の値とから、例えば最小二乗法などの適宜方法により、測定する土壌がアルカリ性である場合に利用する上記測定波長における上記吸光度と陽イオン交換容量との関係式である（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_８×（吸光度）＋Ｂ_８におけるＡ_８及びＢ_８の値を求める方法を挙げることができる。なお、ｐＨが７．０以下の土壌サンプル、アルカリ性土壌サンプルのサンプル数の上限は特に制限されるものではないが、測定効率などを考慮すれば、ｐＨが７．０以下の土壌サンプルのサンプル数の上限としては２０点程度、アルカリ性土壌サンプルのサンプル数の上限としては１０点程度が好適である。また、ｐＨが７．０以下の土壌サンプルのサンプル数とアルカリ性土壌サンプルのサンプル数の比率も特に制限されるものではないが、ｐＨが７．０以下の土壌サンプルのサンプル数がアルカリ性土壌サンプルのサンプル数の１．５〜３倍程度とすると、より好適である。ｐＨが７．０以下の土壌サンプル、アルカリ性土壌サンプルのサンプル数の好適な上限、サンプル数の好適な比率については、以下に説明する他の換算方法におけるサンプル数についても同様である。ここで、本発明において、「土壌サンプル」とは、陽イオン交換容量、腐植物質の含有量が知られ、上記アルカリ性抽出液の所定波長における上記吸光度、腐植物質の含有量、陽イオン交換容量の相関関係を示す検量線、関係式を求めるための分析値、測定値の標準とする標準試料として使用する土壌の意味であり、「全土壌サンプル」は、ｐＨが７．０以下の土壌サンプルとアルカリ性土壌サンプルを合わせたものである。そして、腐植物質の含有量が既知のｐＨが７．０以下の土壌サンプル、アルカリ性土壌サンプルのサンプル数は、換言すれば上記のような関係式、後述するような関係式を導き出すのに十分に多い母集団となるような数である。また、測定に供する物質が土壌である場合、測定値のバラツキが大きいことから、後述する実施例で得られる式のように、上記各式を例えば（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝（Ａ_７±ａ_７）×（吸光度）＋（Ｂ_７±ｂ_７）、（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝（Ａ_８±ａ_８）×（吸光度）＋（Ｂ_７±ｂ_７）とし、同様にしてＡ_７，Ａ_８、Ｂ_７，Ｂ_８、ａ_７，ａ_８、ｂ_７，ｂ_８の値を求めても好適である。なお、これらの式としてより具体的には、例えば後述する実施例により得られた式を挙げることができる。

【0018】

また、他の換算方法としては、上記吸光度から土壌中の腐植物質の含有量を算出し、その算出値を陽イオン交換容量に換算する方法なども挙げられる。更に具体的には、予め定めておいた測定波長における所定重量当たりの土壌からのアルカリ性抽出液の吸光度と腐植物質の含有量との関係を予め求めておき、これらの関係を示す標準曲線として検量線を作成しておき、吸光度の測定値を測定に供した土壌の秤量値から必要に応じて土壌の所定重量当たりの吸光度に換算した値を検量線に当てはめることによって、吸光度の測定値から腐植物質の含有量を求めるか、検量線から吸光度と腐植物質の含有量との関係を示す関係式を求めておき、その関係式の吸光度として吸光度の測定値を測定に供した土壌の秤量値から必要に応じて土壌の所定重量当たりの吸光度に換算した値を代入することによって、吸光度の測定値から腐植物質の含有量を算出し、更に、腐植物質の含有量と陽イオン交換容量との関係を予め求めておき、これらの関係を示す標準曲線として検量線を作成しておき、吸光度の測定値から求めた腐植物質の含有量の算出値を検量線に当てはめることによって、腐植物質の算出値を陽イオン交換容量に換算するか、検量線から腐植物質の含有量と陽イオン交換容量との関係を示す関係式を求めておき、その関係式の腐植物質の含有量として吸光度の測定値から算出した腐植物質の含有量の算出値を代入することによって、吸光度の測定値を腐植物質の含有量に換算した後、更に、陽イオン交換容量に換算する方法などが挙げられる。このように、吸光度から土壌中の腐植物質の含有量を算出すると、その算出値は上述したように例えば野菜生産者にとって重要な土壌情報とすることができる。

【0019】

より具体的には、少なくとも３点、好ましくは少なくとも４点の腐植物質の含有量が既知のｐＨが７．０以下の土壌サンプル及び少なくとも１点、好ましくは少なくとも２点の腐植物質の含有量が既知のアルカリ性土壌サンプルについて、腐植物質の一の吸収波長を測定波長として所定重量当たりの土壌からのアルカリ性抽出液の吸光度をそれぞれ測定し、ｐＨが７．０以下の土壌サンプルにおける吸光度の各測定値と各測定値にそれぞれ対応する腐植物質の含有量とから、例えば最小二乗法などの適宜方法により、測定する土壌のｐＨが７．０以下の場合に利用する上記測定波長における上記吸光度と腐植物質の含有量との関係式である（腐植物質の含有量（重量％））＝Ａ_１×（吸光度）＋Ｂ_１におけるＡ_１及びＢ_１の値を求めると共に、全土壌サンプルにおける吸光度の各測定値と各測定値にそれぞれ対応する腐植物質の含有量とから、例えば最小二乗法などの適宜方法により、測定する土壌がアルカリ性である場合に利用する上記測定波長における上記吸光度と腐植物質の含有量との関係式である（腐植物質の含有量（重量％））＝Ａ_２×（吸光度）＋Ｂ_２におけるＡ_２及びＢ_２の値を求め、更に、少なくとも３点、好ましくは少なくとも４点の陽イオン交換容量の値が既知のｐＨが７．０以下の土壌サンプル及び少なくとも１点、好ましくは少なくとも２点の陽イオン交換容量の値が既知のアルカリ性土壌サンプルについて、上記測定波長における所定重量当たりの土壌からのアルカリ性抽出液の吸光度をそれぞれ測定し、ｐＨが７．０以下の土壌サンプルにおける上記吸光度の各測定値から上記（腐植物質の含有量（重量％））＝Ａ_１×（吸光度）＋Ｂ_１により算出した腐植物質の含有量の各算出値と各算出値にそれぞれ対応する陽イオン交換容量の値とから、例えば最小二乗法などの適宜方法により、測定する土壌のｐＨが７．０以下の場合に利用する腐植物質の含有量と陽イオン交換容量との関係式である（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_３×（腐植物質の含有量（重量％））＋Ｂ_３におけるＡ_３及びＢ_３の値を求めると共に、全土壌サンプルにおける上記吸光度の各測定値から上記（腐植物質の含有量（重量％））＝Ａ_２×（吸光度）＋Ｂ_２により算出した腐植物質の含有量の各算出値と各算出値にそれぞれ対応する陽イオン交換容量の値とから、例えば最小二乗法などの適宜方法により、測定する土壌がアルカリ性である場合に利用する腐植物質の含有量と陽イオン交換容量との関係式である（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_４×（腐植物質の含有量（重量％））＋Ｂ_４におけるＡ_４及びＢ_４の値を求める方法が挙げられる。また、上述したような測定値のバラツキの観点から上記各式を例えば（腐植物質の含有量（重量％））＝（Ａ_１±ａ_１）×（吸光度）＋（Ｂ_１±ｂ_１）、（腐植物質の含有量（重量％））＝（Ａ_２±ａ_２）×（吸光度）＋（Ｂ_２±ｂ_２）、（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝（Ａ_３±ａ_３）×腐植物質の含有量（重量％）＋（Ｂ_３±ｂ_３）、（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝（Ａ_４±ａ_４）×腐植物質の含有量（重量％）＋（Ｂ_４±ｂ_４）とし、同様にしてＡ_１〜Ａ_４、Ｂ_１〜Ｂ_４、ａ_１〜ａ_４、ｂ_１〜ｂ_４の値を求めても好適である。これらの式としてより具体的には、例えば後述する実施例により得られた式を挙げることができる。

【0020】

又は、少なくとも３点、好ましくは少なくとも４点の腐植物質の含有量及び陽イオン交換容量の値が既知のｐＨが７．０以下の土壌サンプル及び少なくとも１点、好ましくは少なくとも２点の腐植物質の含有量及び陽イオン交換容量の値が既知のアルカリ性土壌サンプルについて、上記腐植物質の一の吸収波長を測定波長として所定重量当たりの土壌からのアルカリ性抽出液の吸光度をそれぞれ測定し、ｐＨが７．０以下の土壌サンプルにおける上記吸光度の各測定値と各測定値にそれぞれ対応する腐植物質の含有量とから、例えば最小二乗法などの適宜方法により、測定する土壌のｐＨが７．０以下の場合に利用する上記測定波長における上記吸光度と腐植物質の含有量との関係式である（腐植物質の含有量（重量％））＝Ａ_１’×（吸光度）＋Ｂ_１’におけるＡ_１’及びＢ_１’の値を求めると共に、全土壌サンプルにおける上記吸光度の各測定値と各測定値にそれぞれ対応する腐植物質の含有量とから、例えば最小二乗法などの適宜方法により、測定する土壌がアルカリ性である場合に利用する上記測定波長における上記吸光度と腐植物質の含有量との関係式である（腐植物質の含有量（重量％））＝Ａ_２’×（吸光度）＋Ｂ_２’におけるＡ_２’及びＢ_２’の値を求め、上記吸光度の各測定値から上記（腐植物質の含有量（重量％））＝Ａ_１’×（吸光度）＋Ｂ_１’により算出した腐植物質の含有量の各算出値と上記吸光度の各測定値にそれぞれ対応する陽イオン交換容量の値とから、例えば最小二乗法などの適宜方法により、測定する土壌のｐＨが７．０以下の場合に利用する腐植物質の含有量と陽イオン交換容量との関係式である（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_３’×（腐植物質の含有量（重量％））＋Ｂ_３’におけるＡ_３’及びＢ_３’の値を求めると共に、全土壌サンプルにおける上記吸光度の各測定値から上記（腐植物質の含有量（重量％））＝Ａ_２’×（吸光度）＋Ｂ_２’により算出した腐植物質の含有量の各算出値と上記吸光度の各測定値にそれぞれ対応する陽イオン交換容量の値とから、例えば最小二乗法などの適宜方法により、測定する土壌がアルカリ性である場合に利用する腐植物質の含有量と陽イオン交換容量との関係式である（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_４’×（腐植物質の含有量（重量％））＋Ｂ_４’におけるＡ_４’及びＢ_４’の値を求めることもできる。なお、この場合も上記各式をバラツキを含めた式としてもよい点については上記同様である。

【0021】

次に、上述した腐植物質の含有量の測定値を指標値として提供する土壌分析器の場合、土壌分析器内の機能によって、土壌のアルカリ性抽出液の吸光度から腐植物質の含有量を算出し、測定値として表示するものである。従って、更に他の換算方法としては、土壌中の腐植物質の含有量を測定する土壌分析器を使用して、上記土壌中の腐植物質の含有量の測定値を得、その測定値を陽イオン交換容量に換算する方法なども挙げられる。更に具体的には、予め腐植物質の含有量と陽イオン交換容量との関係を予め求めておき、これらの関係を示す標準曲線として検量線を作成しておき、土壌分析器により得られた試料土壌の腐植物質の含有量の測定値を検量線に当てはめることによって、腐植物質の含有量の測定値を陽イオン交換容量に換算するか、検量線から腐植物質の含有量と陽イオン交換容量との関係を示す関係式を求めておき、その関係式の腐植物質の含有量として腐植物質の含有量の測定値を代入することによって、腐植物質の含有量の測定値を陽イオン交換容量に換算する方法などが挙げられる。

【0022】

より具体的には、上記土壌分析器に少なくとも３点、好ましくは少なくとも４点の陽イオン交換容量の値が既知のｐＨが７．０以下の土壌サンプル及び少なくとも１点、好ましくは少なくとも２点の陽イオン交換容量の値が既知のアルカリ性土壌サンプルについて、上記腐植物質の吸収波長における所定重量当たりの土壌からのアルカリ性抽出液の吸光度をそれぞれ測定して上記土壌中の腐植物質の含有量の各測定値を得、ｐＨが７．０以下の土壌サンプルにおける上記腐植物質の含有量の各測定値と各測定値にそれぞれ対応する陽イオン交換容量の値とから、例えば最小二乗法などの適宜方法により、測定する土壌のｐＨが７．０以下の場合に利用する腐植物質の含有量と陽イオン交換容量との関係式である（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_５×（腐植物質の含有量（重量％））＋Ｂ_５におけるＡ_５及びＢ_５の値を求めると共に、全土壌サンプルにおける上記腐植物質の含有量の各測定値と各測定値にそれぞれ対応する陽イオン交換容量の値とから、例えば最小二乗法などの適宜方法により、測定する土壌がアルカリ性である場合に利用する腐植物質の含有量と陽イオン交換容量との関係式である（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_６×（腐植物質の含有量（重量％））＋Ｂ_６におけるＡ_６及びＢ_６の値を求める方法などが挙げられる。なお、この場合も上記各式をバラツキを含めた（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝（Ａ_５±ａ_５）×（腐植物質の含有量（重量％））＋（Ｂ_５±ｂ_５）、（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝（Ａ_６±ａ_６）×（腐植物質の含有量（重量％））＋（Ｂ_６±ｂ_６）とし、同様にしてＡ_５，Ａ_６、Ｂ_５，Ｂ_６、ａ_５，ａ_６、ｂ_５，ｂ_６の値を求めても好適である。

【0023】

上記のようにして腐植物質の含有量の各測定値と各測定値にそれぞれ対応する陽イオン交換容量の値とから、最小二乗法によりｐＨが７．０以下の土壌に利用する腐植物質の含有量と陽イオン交換容量の関係式である（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝（Ａ_５±ａ_５）×（腐植物質の含有量（重量％））＋（Ｂ_５±ｂ_５）としては、例えば、下記式（１）が挙げられ、予め測定しておいた測定土壌のｐＨが７．０以下、即ち測定土壌が酸性土壌又は中性土壌であれば、この下記式（１）に測定土壌中の腐植物質の含有量の測定値を代入すれば、測定土壌中の陽イオン交換容量を計算することができる。

【0024】

【数1】

【0025】

上記（１）式によって算出される値は、幅を有するため、測定する土壌が酸性土壌又は中性土壌である場合に、１の値（中心値）を求めるには、（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_５×（腐植物質の含有量（重量％））＋Ｂ_５として、例えば下記（３）式に測定土壌中の腐植物質の含有量の測定値を代入すれば、測定土壌中の陽イオン交換容量を計算することができる。

【0026】

【数2】

【0027】

なお、上記式（３）によって算出される土壌中の陽イオン交換容量の測定値によって、試料土壌中の陽イオン交換容量を評価、判断する場合、上記式（３）により算出された試料土壌中の陽イオン交換容量の測定値は、±２０％の振れ幅を有するものとして評価、判断することが望ましい。

【0028】

一方、アルカリ性土壌に利用する上記測定波長における腐植物質の含有量と陽イオン交換容量の関係式である（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝（Ａ_６±ａ_６）×（腐植物質の含有量（重量％））＋（Ｂ_６±ｂ_６）としては、下記式（２）が挙げられ、予め測定しておいた測定土壌のｐＨがアルカリ性土壌、即ち、測定土壌ｐＨ＞７．０であれば、測定土壌中の腐植物質の含有量の測定値を下記式（２）に代入すれば、測定土壌中の陽イオン交換容量を計算することができる。

【0029】

【数3】

【0030】

上記（２）式によって算出される値も、上記（１）式の場合と同様に幅を有するため、測定土壌がアルカリ性土壌である場合に１の値（中心値）を求めるには、（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_６×（腐植物質の含有量（重量％））＋Ｂ_６として下記（４）式に測定土壌中の腐植物質の含有量の測定値を代入すれば、測定土壌中の陽イオン交換容量を計算することができる。

【0031】

【数4】

【0032】

上記式（４）によって算出される土壌中の陽イオン交換容量の測定値によって、測定土壌中の陽イオン交換容量を評価、判断する場合、上記式（４）により算出された試料土壌中の陽イオン交換容量の測定値は、±３０％の振れ幅を有するものとして評価、判断することが望ましい。

【0033】

本発明の土壌中の陽イオン交換容量の測定方法は、例えば、コンピュータや電卓などを利用して、数値を算出することもできるが、本発明の土壌分析器を利用すると、例えば、土壌の採取現場でその土壌中の陽イオン交換容量を簡単、且つ迅速に求めることができる。本発明の土壌分析器は、上述したように、土壌中の陽イオン交換容量の測定に使用する土壌分析器であって、測定する土壌の秤量値、ｐＨをデータとして入力するデータ入力手段と、腐植物質を含有するアルカリ性抽出液の腐植物質の吸収波長における吸光度を測定する吸光度測定手段と、測定する土壌のｐＨが７．０以下の場合に利用する上記腐植物質の吸収波長における所定重量当たりの土壌からの上記アルカリ性抽出液の吸光度と陽イオン交換容量との相関関係を示す関係式及び／又は上記腐植物質の吸収波長における上記吸光度と腐植物質の含有量との相関関係を示す関係式と腐植物質の含有量と陽イオン交換容量との相関関係を示す関係式と、測定する土壌がアルカリ性である場合に利用する上記腐植物質の吸収波長における上記吸光度と陽イオン交換容量との相関関係を示す関係式及び／又は上記腐植物質の吸収波長における上記吸光度と腐植物質の含有量との相関関係を示す関係式と腐植物質の含有量と陽イオン交換容量との相関関係を示す関係式とを記憶する記憶手段と、上記データ入力手段に入力された測定する土壌のｐＨにより利用する関係式を上記記憶手段に記憶された上記関係式の中から選定する選定手段と、上記吸光度測定手段によって測定された吸光度のデータを必要に応じて上記データ入力手段に入力された上記土壌の秤量値により所定重量当たりの吸光度に換算して上記選定手段により選定された関係式に代入して陽イオン交換容量を求める演算手段と、該演算手段により得られた陽イオン交換容量の値を表示する表示手段と、を備えたものである。なお、本発明の土壌分析器における上記各関係式は、本発明の測定方法の上記各関係式と同様にして求めることができる。

【0034】

以下、本発明の土壌分析器の一構成例を図１及び図２を用いて、より詳細に説明する。図１は、本発明の一構成例である土壌分析器１の正面（一部断面）図であり、図２は、土壌分析器１の右側面（一部断面）図である。この土壌分析器１は、分析器本体ケース１ａの表面に、表示手段として表示部２、データ入力手段として入力用ボタン３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを備えている。そして、吸光度測定手段として、光照射部４、受光部５、セル６、セル固定部６ａを備えている。なお、図中７は、吸光度を測定するアルカリ性抽出液である。この土壌分析器１は、分析器本体ケース１ａ内に図示しないＣＰＵ（中央処理装置）を内蔵しており、このＣＰＵに記憶手段と選定手段と演算手段が備えられている。また、分析器本体ケース１ａ内には、図示しない電気供給手段（乾電池、電源コードなど）が備えられ、図示しない電源スイッチによりＯＮ、ＯＦＦ操作が行えるように構成されている。

【0035】

分析器本体ケース１ａは、その材質が特に制限されるものではなく、公知の土壌分析器のケース材料として使用されている材料を適宜選定して形成することができる。表示部２は、演算手段により得られた陽イオン交換容量の値と共に、後述するように吸光度から算出される腐植物質の含有量も表示されるように構成されている。また、分析を行う前には、入力用ボタン３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄによる入力データが表示され、データの確認ができるように構成されている。入力用ボタン３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、夫々、条件決定ボタン３ａ、入力開始ボタン３ｂ、条件・数値選択ボタン３ｃ、条件・数値選択ボタン３ｄのように構成されており、分析を行う前には入力開始ボタン３ｂを押して入力する条件である測定土壌の秤量値と測定土壌のｐＨ値のどちらか一方を条件・数値選択ボタン３ｃ，３ｄにより選択し、入力する条件を条件決定ボタン３ａにより決定し、例えば条件として測定土壌の秤量値を選択した場合には、測定土壌の秤量値を条件・数値選択ボタン３ｃ，３ｄにより選択することが出来るようになり、同様に条件として測定土壌のｐＨを選択した場合には、測定土壌のｐＨを条件・数値選択ボタン３ｃ，３ｄにより選択することが出来るようになり、夫々の数値を選択した後に条件決定ボタン３ａを押すことにより選択された数値を決定してＣＰＵの記憶手段に条件と数値を記憶することが出来る。

【0036】

光照射部４はＬＥＤで構成されており、図示しない電気供給手段及びＣＰＵに接続されており、測定を行う際には条件決定ボタン３ａを押すことにより分析に必要な時間セル６を通し受光部５に光を照射することができる。受光部５は光照射部４からセル６を通し照射された光を受け、この光の量に相当する電気信号に変換することができる。セル６は形状は特に限定されるものではないが、光照射部４から照射された光を８０％以上透過し、且つ、照射された光を乱反射させたり散乱させたりしないものが望ましく、受光部５に透過した光がセル６を設置しない場合の光照射部４からの光量を電気信号に変換したときの数値を２５５としたとすると、セル６を設置した時の光照射部４からの光量を電気信号に変換した時の数値が１００以上と成ることが望ましい。また、セル６の材質についても特に限定されるものではないが、アルコールや水に溶解し少なくとも１時間以内に形状が変化したり、アルコールや水の測定波長における吸光度を変化させないものが望ましい。また、光照射部４から照射された光を８０％以上透過し、且つ、照射された光を乱反射させたり散乱させたりしないものが望ましく、受光部５に透過した光がセル６を設置しない場合の光照射部４からの光量を電気信号に変換したときの数値を２５５としたとすると、セル６を設置した時の光照射部４からの光量を電気信号に変換した時の数値が１００以上と成ることが望ましい。セル固定部６ａは、セル６を固定、狭持可能で、且つセル６の光透過部分を光が透過するように光路を有するように構成されている。

【0037】

この土壌分析器１の記憶手段には、上述した本発明の土壌分析器の記憶手段が記憶する関係式として、（ａ）測定する土壌のｐＨが７．０以下の場合に利用する腐植物質の吸収波長における所定重量当たりの土壌からのアルカリ性抽出液の吸光度と腐植物質の含有量との相関関係を示す関係式、例えば上記（腐植物質の含有量（重量％））＝Ａ_１×（吸光度）＋Ｂ_１、より具体的には、例えば後述する実施例の式（５）、（ｂ）測定する土壌のｐＨが７．０以下の場合に利用する腐植物質の含有量と陽イオン交換容量との相関関係を示す関係式、例えば上記（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_３×（腐植物質の含有量（重量％））＋Ｂ_３、より具体的には、例えば後述する実施例の式（８）、（ｃ）測定する土壌がアルカリ性である場合に利用する腐植物質の吸収波長における所定重量当たりの土壌からのアルカリ性抽出液の吸光度と腐植物質の含有量との相関関係を示す関係式、例えば上記（腐植物質の含有量（重量％））＝Ａ_２×（吸光度）＋Ｂ_２、より具体的には、例えば後述する実施例の式（６）、（ｄ）測定する土壌がアルカリ性である場合に利用する腐植物質の含有量と陽イオン交換容量との相関関係を示す関係式、例えば上記（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_４×（腐植物質の含有量（重量％））＋Ｂ_４、より具体的には、例えば後述する実施例の式（７）が記憶されている。このような（ａ）〜（ｄ）の関係式は、例えば後述する実施例２のようにして求めることができる。また、本発明の土壌分析器の記憶手段に記憶される関係式としては、（ｅ）測定する土壌のｐＨが７．０以下の場合に利用する腐植物質の吸収波長における所定重量当たりの土壌からのアルカリ性抽出液の吸光度と陽イオン交換容量との相関関係を示す関係式、例えば上記（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_７×（吸光度）＋Ｂ_７、より具体的には、例えば後述する実施例の式（１０）又は実施例の式（１２）、（ｆ）測定する土壌がアルカリ性である場合に利用する腐植物質の吸収波長における所定重量当たりの土壌からのアルカリ性抽出液の吸光度と陽イオン交換容量との相関関係を示す関係式、例えば上記（陽イオン交換容量（ｍｅｑ／１００ｇ土壌））＝Ａ_８×（吸光度）＋Ｂ_８、より具体的には、例えば後述する実施例の式（９）又は実施例の式（１１）であってもよく、（ａ）〜（ｄ）の関係式に代えて、（ｅ）、（ｆ）の関係式を記憶させてもよく、又は、（ａ）、（ｂ）、（ｅ）、（ｆ）の関係式を記憶させてもよく、又は、（ａ）〜（ｆ）の関係式を記憶させてもよい。なお、（ｅ）、（ｆ）の関係式は、例えば後述する実施例２、３のようにして求めることができる。また、土壌分析器１の記憶手段には、これらの関係式の他、後述するように、入力データ、測定された吸光度のデータ（測定データ）なども記憶されるように構成されている。

【0038】

更に、図示しないＣＰＵは、データ入力手段に入力された測定する土壌のｐＨにより利用する関係式を記憶手段に記憶された関係式の中から選定する選定手段と、吸光度測定手段によって測定された吸光度のデータを必要に応じてデータ入力手段に入力された測定土壌の秤量値により所定重量当たりの吸光度に換算して選定手段により選定された関係式に代入して陽イオン交換容量を求める演算手段とが備えられている。なお、この土壌分析器１の場合、演算手段によって、上述した演算の他、後述するように純水（ブランク）の吸光度の測定値とアルカリ性抽出液の吸光度の測定値とからアルカリ性抽出液の吸光度も演算される。なお、測定波長の選択は、装置側で行ってもよく、選択された波長を照射できるＬＥＤのみ発光させたり、選択されたＬＥＤと選択されないＬＥＤを発光させる時間をずらし、受光部において光を計測する時間を前記選択された波長を照射できるＬＥＤの発光している時間のみと同期させることにより、装置側で選択できる。又は、ＣＰＵに、入力用ボタン３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄによって入力された波長に従って、光照射部４の波長を制御する制御手段を備えることによって行ってもよい。

【0039】

この土壌分析器１によれば、測定土壌からのアルカリ性抽出液７を入れたセル６を土壌分析器１に設置し、入力ボタン３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄにより測定を開始すれば、光照射部４から照射された光を受光部５により測定することができる。具体的には、予めセル６に純水を入れ、光源４から照射された光を受光部５により測定された数値（ブランク値）を測定しておき、そのブランク値を図示しない記憶手段に記憶させておき、次いでセル６に測定土壌からのアルカリ性抽出液７を入れ、アルカリ性抽出液７の照射された光の波長の透過光強度を測定し、図示しない演算手段により上記ブランク値とアルカリ性抽出液７の透過光強度の測定値とからアルカリ性抽出液７の吸光度のデータを得、図示しない記憶手段にその吸光度のデータを記憶することができる。そして、記憶手段が例えば上記（ａ）〜（ｄ）の関係式、又は（ａ）、（ｂ）、（ｅ）、（ｆ）、又は（ａ）〜（ｆ）の関係式を記憶しているのであれば、このアルカリ性抽出液７の吸光度のデータ及び必要に応じて上記秤量値を基に、腐植物質の含有量と陽イオン交換容量を演算し、表示部２に演算された腐植物質の含有量と陽イオン交換容量を表示する。即ち、図示しない演算手段が吸光度測定手段によって測定された吸光度のデータ及び必要に応じて上記秤量値から腐植物質の含有量を算出し、更に、腐植物質の含有量の算出値又は吸光度のデータ及び必要に応じて上記秤量値から陽イオン交換容量を算出し、表示部２が演算手段により得られた陽イオン交換容量の値と、上記腐植物質の含有量の算出値を表示するように構成されている。なお、分析を行う前には、上述したように入力用ボタン３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄにより、測定土壌の秤量値、ｐＨをそれぞれ入力することができる。

【0040】

なお、本発明の土壌分析器は、上記構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更することができる。

【実施例】

【0041】

以下、実施例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明は、下記実施例に限定されるものではない。

【0042】

実施例に用いた土壌（土壌サンプル）の名称、土質、土壌が用いられている栽培方法を下記表１に示す。これらの土壌約１０ｇを秤量し、これに純水２５ｍｌを加え、３０分間、振とう器（全農型振とう機）により振とうした。振とう後の液を３分ほど静置した後、ｐＨメーター（ＨＡＮＮＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社；ｐＨ２１１ Ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ ｐＨ Ｍｅｔｅｒ）によりｐＨを測定した。結果を表１に併記する。

【0043】

【表1】

【0044】

［実施例１］
各土壌中の腐植物質を、熊田法に準じて、以下の手順により測定した。図４に測定方法のフローチャートを示す。
１）土壌０．５０ｇを量り採り、アルカリ性抽出液として０．１Ｍ水酸化ナトリウム／ピロリン酸ナトリウム混液（ｐＨ１３）５ミリリットル中に加えた。
２）この混合液を、振とう器（全農型振とう機）により３分間振とうした。
３）ろ紙（Ｎｏ．２）によりろ過し、このろ液０．５ミリリットルを採取し、これに純水を加え１２倍に希釈した。
４）希釈液を土壌分析器（全農型土壌分析器ＺＡ−ＩＩ）により分析し、各土壌中の腐植物質の含有量（重量％、以下ｗｔ％とする）の測定値を得た。

【0045】

上記土壌の陽イオン交換容量（ＣＥＣ）（ｍｅｑ／１００ｇ土壌、以下ｍｅ／１００ｇｓｏｉｌとする）は、ショーレンベルガー法により抽出し、インドフェノール法により分析した。即ち、土壌約１ｇを秤量した。これを交換試薬１０ミリリットルに分散するように加え、１５分間静置した。１５分間静置後、漏斗とろ紙によりろ過した。前記漏斗に洗浄液５ミリリットルを加え、洗浄液をろ過した。洗浄液がろ過された後、更に洗浄液５ミリリットルを加え、この洗浄液をろ過した。洗浄液がろ過され、ろ紙上に残った土壌表面がひび割れるまでろ過を続けた。２０分経過してもろ紙上に残った土壌表面がひび割れない場合には、加圧器を用い、前記洗浄液のろ過を行った。前記漏斗の先を塞ぎ、液が漏れないようにした後、抽出試薬１０ミリリットルを加えて１５分間の抽出を行った。１５分間の抽出を行った後、漏斗の先を開き抽出液を２０ミリリットル容のビーカーにろ過した。このろ液を抽出ろ液とした。抽出ろ液２ミリリットルを試験管に採取し、これに純水２３ミリリットルを加えよく撹拌し、これを希釈ろ液とした。希釈ろ液０．２ミリリットルを別の試験管に採取し、これに純水２．８ミリリットルを加え、約３ミリリットルの測定試薬を作成した。前記測定試薬とは別に、純水３ミリリットルを試験管に採取し、標準試薬とした。標準試薬、測定試薬にそれぞれ発色試薬を加えよく撹拌した。撹拌後２０分間静置し、発色液を加えた標準試薬を標準として、土壌分析器（全農型土壌分析器ＺＡ−ＩＩ）により分析した。土壌のＣＥＣ測定について、図３に測定のフローチャートを示す。

【0046】

［実施例２］
上記実施例１の希釈液を光路長１０ｍｍのセルに入れ、ブランクとして純水を利用し、分光光度計（Ｓｈｉｍａｄｚｕ；ＵＶ−２４００ＰＣ）により、脱気処理は行わず、温度２２〜２５℃の室温において５２４ｎｍ、６３２ｎｍの波長において吸光度（ＯＤ）を測定した。

【0047】

［実施例３］
上記実施例１の希釈液を注射器に吸い込み、合同会社土づくり推進機構製の土壌分析器ＭＯ−０１用光学セル（セル長さ８ｍｍ）に規定量注入し、土壌分析器ＭＯ−０１により、温度２２〜２５℃の室温において５２４ｎｍ、６３２ｎｍの波長において吸光度（ＯＤ）を測定した。

【0048】

上記実施例１、実施例２、実施例３及びショーレンベルガー法によるＣＥＣ測定の結果を下記表２に示す。

【0049】

【表2】

【0050】

上記実施例１で測定した土壌中の腐植物質の含有量とショーレンベルガー法により抽出した陽イオン交換容量との関係をグラフにプロットしたところ図５の結果を得た。このグラフによれば、両者間に一次の相関関係が認められ、相関係数Ｒ^２＝０．７２となり、腐植物質の含有量とＣＥＣ値との間に相関があることが示された。また、最小二乗法により下記（４）式の関係式が得られた。なお、バラツキを考慮すると下記（２）式の関係式が得られた。

【0051】

【数5】

【0052】

更に、測定土壌（土壌サンプル）として土壌ｐＨが７．０以下の土壌（酸性〜中性土壌）のみを選定して同様にグラフを作成したところ図６の結果を得、相関係数Ｒ^２＝０．８９となり、アルカリ性土壌の結果を加えたときより高い相関があることが示された。また、最小二乗法により下記（３）式の関係式が得られた。なお、バラツキを考慮すると下記（１）式の関係式が得られた。

【0053】

【数6】

【0054】

これらの結果から、測定土壌中の腐植物質の含有量を測定し、その含有量からその土壌の持つ陽イオン交換容量（ＣＥＣ）を簡易的に算出できることが示され、特に酸性土壌〜中性土壌（ｐＨ７．０以下の土壌）において有効であることが認められた。即ち、上記実施例１の結果によれば、例えば、野菜生産現場などの土壌採取現場において採取した測定土壌が酸性土壌〜中性土壌（ｐＨ７．０以下の土壌）であれば、上記（１）式又は上記（３）式に上記土壌分析器による測定土壌中の腐植物質含有量の測定値を代入することによって、野菜生産現場などで採取した土壌のｐＨが７．０以下である場合の土壌中の陽イオン交換容量（ＣＥＣ）を求めることができ、一方、測定土壌がアルカリ性土壌（ｐＨ＞７．０）であれば、上記（２）式又は上記（４）式に上記土壌分析器による測定土壌中の腐植物質含有量の測定値を代入することによって、野菜生産現場などなどで採取した土壌がアルカリ性土壌である場合の土壌中の陽イオン交換容量（ＣＥＣ）を求められることが認められた。

【0055】

次に、上記実施例２において波長５２４ｎｍで測定したｐＨが７．０以下の各土壌のアルカリ性抽出液の土壌０．５０ｇ当たりの吸光度（ＯＤ_{５２４ｎｍ}）と上記実施例１においてそれぞれ対応するｐＨが７．０以下の各土壌中の腐植物質の含有量の測定値との関係をグラフにプロットしたところ図７の結果を得た。このグラフによれば、ｐＨが７．０以下の土壌のアルカリ性抽出液の土壌０．５０ｇ当たりの吸光度（ＯＤ_{５２４ｎｍ}）と土壌中の腐植物質の含有量の測定値との相関関係は、相関係数Ｒ^２＝０．８９となり、吸光度と腐植物質の含有量との関係式を最小二乗法により求めたところ下記（５）式が得られた。また、上記実施例２において波長５２４ｎｍで測定した全土壌のアルカリ性抽出液の土壌０．５０ｇ当たりの吸光度（ＯＤ_{５２４ｎｍ}）と上記実施例１においてそれぞれ対応する全土壌の各土壌の腐植物質の含有量の測定値との関係を求めたところ、相関係数Ｒ^２＝０．９９となり、吸光度と腐植物質の含有量との関係式を最小二乗法により求めたところ下記（６）式が得られた。そこで、上記実施例２において波長５２４ｎｍで測定したアルカリ性抽出液の土壌０．５０g当たりの吸光度（ＯＤ_{５２４ｎｍ}）を、ｐＨ７．０以下の土壌については下記式（５）、アルカリ性土壌については下記式（６）に代入して、腐植物質の含有量を算出した。結果を上記表２に併記する。
腐植物質の含有量（重量％）＝１４．９×（ＯＤ_{５２４ｎｍ}）＋０．９７・・・（５）
腐植物質の含有量（重量％）＝９．８×（ＯＤ_{５２４ｎｍ}）＋０．９６・・・（６）

【0056】

更に、実施例２の吸光度の測定値から得られた腐植物質の含有量とショーレンベルガー法により抽出した陽イオン交換容量との関係をグラフにプロットしたところ、両者間に一次の相関関係が認められ、相関係数Ｒ^２＝０．６７となり、吸光度（ＯＤ_{５２４ｎｍ}）から算出された腐植物質の含有量とＣＥＣ値との間に相関があることが示された。また、最小二乗法により下記関係式（７）が得られた。更に、中性〜酸性土壌では、相関係数Ｒ^２＝０．８０となり、吸光度（ＯＤ_{５２４ｎｍ}）から算出された腐植物質の含有量とＣＥＣ値との間に相関があることが示された。また、最小二乗法により下記関係式（８）が得られた。従って、測定土壌が酸性土壌〜中性土壌（ｐＨ７．０以下の土壌）であれば、下記関係式（８）に吸光度（ＯＤ_{５２４ｎｍ}）から算出された腐植物質の含有量を代入することによって、測定土壌中の陽イオン交換容量（ＣＥＣ）を求めることができ、測定土壌がアルカリ性土壌（ｐＨ＞７．０）であれば、下記関係式（７）に吸光度（ＯＤ_{５２４ｎｍ}）から算出された腐植物質の含有量を代入することによって、測定土壌中の陽イオン交換容量（ＣＥＣ）を求めることができる。

【0057】

【数7】

【0058】

即ち、上記実施例２の結果によれば、例えば、野菜生産現場などの土壌採取現場において採取した測定土壌が酸性土壌〜中性土壌（ｐＨ７．０以下の土壌）であれば、上記（５）式に測定土壌のアルカリ性抽出液の土壌０．５０ｇ当たりの波長５２４ｎｍにおける吸光度の分光光度計による測定値（ＯＤ_{５２４ｎｍ}）を代入することによって、測定土壌の腐植物質の含有量を算出することができ、その腐植物質の含有量の算出値を上記式（８）に代入することによって、野菜生産現場などで採取した土壌のｐＨが７．０以下である場合の土壌中の陽イオン交換容量（ＣＥＣ）を求めることができ、一方、測定土壌がアルカリ性土壌（ｐＨ＞７．０）であれば、測定土壌のアルカリ性抽出液の土壌０．５０ｇ当たりの波長５２４ｎｍにおける吸光度の分光光度計による測定値（ＯＤ_{５２４ｎｍ}）を上記式（６）に代入することによって、測定土壌の腐植物質の含有量を算出することができ、その腐植物質の含有量の算出値を上記（７）式に代入することによって、野菜生産現場などで採取した土壌がアルカリ性である場合の土壌中の陽イオン交換容量（ＣＥＣ）を求められることが認められた。

【0059】

更に、上記実施例２において波長５２４ｎｍで測定したアルカリ性抽出液の土壌０．５０ｇ当たりの吸光度（ＯＤ_{５２４ｎｍ}）とショーレンベルガー法により抽出した陽イオン交換容量との関係をグラフにプロットしたところ、両者間に一次の相関関係が認められ、相関係数Ｒ^２＝０．７０となり、最小二乗法により下記関係式（９）が得られた。また更に、測定土壌（土壌サンプル）として中性〜酸性土壌のみを選定して同様にグラフを作成したところ、相関係数Ｒ^２＝０．８０となり、最小二乗法により下記関係式（１０）が得られた。従って、測定土壌が酸性土壌〜中性土壌（ｐＨ７．０以下の土壌）であれば、下記関係式（１０）に吸光度の測定値を代入することによって、測定土壌中の陽イオン交換容量（ＣＥＣ）を求めることができ、測定土壌がアルカリ性土壌（ｐＨ＞７．０）であれば、下記関係式（９）に吸光度の測定値を代入することによって、試料土壌中の陽イオン交換容量（ＣＥＣ）を求めることができる。即ち、この実施例２の結果によれば、例えば、野菜生産現場などの土壌採取現場において採取した測定土壌が酸性土壌〜中性土壌（ｐＨ７．０以下の土壌）であれば、下記（１０）式に測定土壌のアルカリ性抽出液の土壌０．５０ｇ当たりの波長５２４ｎｍにおける吸光度の分光光度計による測定値（ＯＤ_{５２４ｎｍ}）を代入することによって、野菜生産現場などで採取した土壌のｐＨが７．０以下である場合の土壌中の陽イオン交換容量（ＣＥＣ）を求めることができ、一方、測定土壌がアルカリ性土壌（ｐＨ＞７．０）であれば、測定土壌のアルカリ性抽出液の土壌０．５０ｇ当たりの波長５２４ｎｍにおける吸光度の分光光度計による測定値（ＯＤ_{５２４ｎｍ}）を下記式（９）に代入することによって、野菜生産現場などで採取した土壌がアルカリ性である場合の土壌中の陽イオン交換容量（ＣＥＣ）を求められることが認められた。
ＣＥＣ（ｍｅｑ／１００ｇ土壌）＝８６×ＯＤ_{５２４ｎｍ}＋１１．９・・・（９）
ＣＥＣ（ｍｅｑ／１００ｇ土壌）＝８８．５×ＯＤ_{５２４ｎｍ}＋１１．０・・（１０）

【0060】

次に、上記実施例３において波長５２４ｎｍで測定したアルカリ性抽出液の土壌０．５０ｇ当たりの吸光度（ＯＤ_{５２４ｎｍ}）とショーレンベルガー法により抽出した陽イオン交換容量との関係をグラフにプロットしたところ図８の結果を得た。このグラフによれば、両者間に一次の相関関係が認められ、相関係数Ｒ^２＝０．６２となり、最小二乗法により下記関係式（１１）が得られた。また更に、試料土壌として中性〜酸性土壌のみを選定して同様にグラフを作成したところ図９の結果を得、相関係数Ｒ^２＝０．７８となり、最小二乗法により下記関係式（１２）が得られた。従って、測定土壌が酸性土壌〜中性土壌（ｐＨ７．０以下の土壌）であれば、下記関係式（１２）に吸光度の測定値を代入することによって、測定土壌中の陽イオン交換容量（ＣＥＣ）を求めることができ、測定土壌がアルカリ性土壌（ｐＨ＞７．０）であれば、下記関係式（１１）に吸光度の測定値を代入することによって、測定土壌中の陽イオン交換容量（ＣＥＣ）を求めることができる。
ＣＥＣ（ｍｅｑ／１００ｇ土壌）＝１０３×ＯＤ_{５２４ｎｍ}＋１２．１・・・（１１）
ＣＥＣ（ｍｅｑ／１００ｇ土壌）＝１０９×ＯＤ_{５２４ｎｍ}＋１１．０・・・（１２）

【0061】

即ち、実施例３の結果によれば、例えば、野菜生産現場などの土壌採取現場において採取した測定土壌が酸性土壌〜中性土壌（ｐＨ７．０以下の土壌）であれば、上記（１２）式に測定土壌のアルカリ性抽出液の土壌０．５０ｇ当たりの波長５２４ｎｍにおける吸光度の上記土壌分析器による測定値（ＯＤ_{５２４ｎｍ}）を代入することによって、野菜生産現場などで採取した土壌のｐＨが７．０以下である場合の土壌中の陽イオン交換容量（ＣＥＣ）を求めることができ、一方、測定土壌がアルカリ性土壌（ｐＨ＞７．０）であれば、測定土壌のアルカリ性抽出液の土壌０．５０ｇ当たりの波長５２４ｎｍにおける吸光度の上記土壌分析器による測定値（ＯＤ_{５２４ｎｍ}）を上記式（１１）に代入することによって、野菜生産現場などで採取した土壌がアルカリ性である場合の土壌中の陽イオン交換容量（ＣＥＣ）を求められることが認められた。

【0062】

以上の結果から、土壌に含まれる腐植物質の含有量に対応する指標値からその土壌の持つ陽イオン交換容量（ＣＥＣ）を簡易的に算出できることが示された。なお、本発明の土壌中の陽イオン交換容量の測定方法は、上述したように、例えば、野菜生産現場などにおける肥料の使用量の決定に際し、土壌中の陽イオン交換容量の測定を分析センターなどに依頼しなくても、野菜生産者などが各自でその土壌採取現場において土壌中の陽イオン交換容量を求め、その場で肥料の使用量を決定することも可能とするものであり、そのような簡易判定に利用するには、上記実施例における腐植物質の含有量に対応する指標値の測定値と陽イオン交換容量の測定値とは、十分な相関関係を有するものである。上記実施例１〜３のＣＥＣ測定方法によれば、従来法で２時間〜数日程度かかっていたＣＥＣの測定時間が、５分程度に短縮できた。更に工程がかなり少なくなることから、野菜生産現場においても十分実施が可能であるといえる。

【0063】

そして、本発明の土壌分析器の一構成例として上述した土壌分析器１（図１，２参照）の吸光度の測定波長を５２４ｎｍとし、セル長さが１０ｍｍ、測定土壌のｐＨが７．０以下の場合に測定土壌のアルカリ性抽出液の土壌０．５０ｇ当たりの波長５２４ｎｍにおける吸光度（ＯＤ_{５２４ｎｍ}）と腐植物質の含有量との相関関係を示す下記関係式（５）、算出された腐植物質の含有量と陽イオン交換容量との相関関係を示す下記関係式（８）、測定土壌がアルカリ性土壌の場合に測定土壌のアルカリ性抽出液の土壌０．５０ｇ当たりの波長５２４ｎｍにおける吸光度（ＯＤ_{５２４ｎｍ}）と腐植物質の含有量との相関関係を示す下記関係式（６）、算出された腐植物質の含有量と陽イオン交換容量との相関関係を示す下記関係式（７）を記憶手段に記憶させ、表示部２（図１，２参照）に演算手段によって得られた腐植物質の含有量とＣＥＣ値が表示されるように構成することによって、この簡易的なＣＥＣの測定方法を実施することが可能であることが確認された。なお、土壌分析器に搭載する関係式は、測定波長、セル長さ、土壌分析器の仕様などにより、適宜変更することできる。

【0064】

【数8】

【符号の説明】

【0065】

１ 土壌分析器
１ａ 分析器本体ケース
２ 表示部（表示手段）
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ 入力用ボタン（入力手段）
４ 光照射部（吸光度測定手段）
５ 受光部（吸光度測定手段）
６ セル（吸光度測定手段）
６ａ セル固定部（吸光度測定手段）
７ アルカリ性抽出液

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】