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あまめひのと
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1 土壌診断と対策 [] 土づくり [] 土壌診断の方法と活用土壌診断の進め方土壌診断には予防診断と対策診断とがある予防診断は土壌悪化を事前に把握して土壌の状態を点検しようとするものである一方対策診断は作物の生育が何らかの原因で不良になってから治療を行なうものであるこの両者を包括して土壌診断の手順を整理すると図の通りである最初は過去の調査結果資料などを収集整理して診断地域の概況を把握する () 次に診断の対象となる現地での聞き取り観察調査により判断をする ( ) 次に採土(4) した試料を分析 (5) し以上の結果を総合的に考察して処方せんを作成 (6) する処方せんに従い土壌改良施肥改善栽培改良を行いその効果を確認するこの手順は場合によって部分的に省略されることがあるの下調べ聞き取り観察の省略ができるのは前もって概況なり問題点なりの把握がしっかりできている場合であるはじめてのほ場や概況問題点の把握が十分でない場合は省略するべきでないの現地調査が省略できるのはの下調べ聞き取り観察の結果土壌の分析を行なえば十分診断ができると判断した場合であるしかし現地の土壌や作物を観察しない診断は誤りをおかしやすいのでは原則として省略するべきではない 4 5の採土分析を省略できるのはの資料聞き取り観察で問題の解決方法が分かった場合との現地調査で解決した場合である 8

2 土壌診断に基づく改良対策が所期の成果をあげたかどうかを確認することが次の機会によりよい土壌改良をするための大切な経験となる深耕は有効だったかかん排水対策は十分だったか土壌の化学性はどこまで改善されたか作物の生育収量の回復状況などを確認する必要がある < 一般的な土壌診断フロー > 9

3 土壌診断と対策 [] 土壌診断の方法と活用土壌物理性の診断 ⑴ 物理性の評価基準土壌物理性の診断項目は表土の厚さ有効土層の深さ表土の礫含量 4 耕うんの難易 5 湛水透水性 6 酸化還元性 7 土地の乾湿である表土の厚さなどは5cm以上 5cm以上などの厚さだけで判断できるが耕うんの難易土地の乾湿などは関連するいくつかの要因項目ごとにその強度をきめそれらを総合して判定しなければならないたとえば耕うんの難易の場合は表土の土性表土の粘着性表土の風乾土の硬さを要因項目とし各項目の強度が異なっている場合は安全性をみて低い項目に合わせて等級を判定する等級と各診断項目の分級基準は次の通りであるア等級各診断項目について制限あるいは阻害因子の強度によって~Ⅳ 等級に分類する改良対策が著しく困難な場合を除いて第等級を改良目標とする第等級正当な収量をあげまた正当な土壌管理を行う上で土壌的にみてほとんど制限因子あるいは阻害因子がなく土壌悪化の危険性もない良好な耕地とみられる土地第 Ⅱ 等級土壌的にみて若干の制限因子あるいは阻害要因がありまた土壌悪化の危険性が多少存在する土地第 Ⅲ 等級土壌的にみてかなり大きな制限因子あるいは阻害要因がありまた土壌悪化の危険性がかなり大きい土地第 Ⅳ 等級土壌的にみて極めて大きな制限因子あるいは阻害要因がありまた土壌悪化の危険性がかなり大きい土地イ分級基準水稲普通作物をはじめ果樹牧草など作物別に基準項目およびその内容を考慮して等級値が決められているア表土の厚さ表土というのは土層の最表層で作物の根が水分および養分吸収のため容易に伸長できる土層のことである 0

4 分級基準表作物別表土の厚さの等級等級水稲普通作物野菜果樹草地 5 cm以上 5~5 cm Ⅱ Ⅱ 5 cm未満 Ⅱ Ⅲ~Ⅳ Ⅲ~Ⅳ Ⅱ 注 ) : 有効土層の深さが Ⅳ の場合には Ⅳ とする : 有効土層の深さが Ⅲ の場合は Ⅲ とするイ有効土層の深さ作物の根がかなり自由に貫入しうると認められる土層のことであるすなわち基盤盤層および硬度計で9 以上を示し厚さ0cm以上の土層あるいは極端な礫層までを有効土層としている表作物別有効土層の深さの等級分級基準等水稲普通作物野菜果樹草地級 00cm以上 50~00cm Ⅱ Ⅱ 5~50cm Ⅱ Ⅲ Ⅲ ~Ⅱ 5~5cm Ⅲ Ⅲ Ⅳ Ⅱ~Ⅲ 5cm未満 Ⅳ Ⅳ Ⅳ Ⅲ~Ⅳ ウ表土の礫含量礫の含量と大きさ風化の程度を考慮して等級を決める表作物別表土の礫含量の等級分級基準等水稲普通作物野菜果樹草地級 5% 未満 5~0% Ⅱ 0~0% ~Ⅱ Ⅱ~Ⅲ ~Ⅱ Ⅱ 0~50% Ⅱ~Ⅲ Ⅲ~Ⅳ Ⅱ~Ⅲ Ⅲ~Ⅳ 50% 以上 Ⅳ Ⅳ Ⅲ~Ⅳ Ⅳ

5 土壌診断と対策 [] 土壌診断の方法と活用エ耕うんの難易表土の土性粘着性風乾土の硬さを要因項目としこれらを総合して判定する表 4 要因項目別耕うんの難易の等級要因項目土性粘着性風乾土の硬さ湿潤度 () 等級 Ⅱ Ⅱ Ⅲ Ⅲ 備考 } 耕うんし易い~ わずかに困難 } 中度に困難 } 非常に困難表 5 要因項目別要因強度要因項目表土の土性要因強度 () 中粗粒細粒質微粒質表土の粘着性なし ~ 弱中強表土の風乾土の硬さ軟やや硬硬極強表土の湿潤度乾 ~ 半乾半湿湿多湿注 : 要因強度を ( ) で表したのは風乾土の硬さが基も耕うんし易い状態のに対して軟らかすぎるための耕うんし難さを示す : 土性区分祖粒質 : 砂土 (S) 壌質砂土(LS) 中粒質 : 砂壌土 (SL) 細砂壌土(FSL) 壌土(L) シルト質土(SiL) 細粒質 : 砂質埴壌土 (SCL) 埴壌土(CL) シルト質埴壌土(SiCL) 微粒質 : 砂質埴土 (SC) 軽埴土(LiC) シルト質埴土(SiC) 重埴土(HC) オ湛水透水性この項目は水田のみについて作土下 50 cmの土性およびその最高ち密度によって等級を決定する表 6 要因項目別湛水透水性の等級要因項目作土下 50cmの土性最高ち密度等級備考 } 透水性弱 ~Ⅱ Ⅱ Ⅲ 注 : 土性は微粒質細粒質中粒質に区分し } 透水性中 ~ 良好透水性良 ~ 過良最高ち密度は硬度計の読みで 5 以上は ~4 は 0 以下をに区分する

6 カ酸化還元性この項目も水田のみについて作土の易分解性有機物含量作土の遊離酸化鉄含量及びグライ化度を要因項目として水田土壌の酸化還元性を判定するただし湛水透水性がⅢ 等級で良 ~ 過良の場合および冷水が原因で地温が低いところでは酸化還元性を等級引き上げて決定する表 7 要因項目別酸化還元性の等級要因項目易分解性有機物含量遊離酸化鉄含量 ~ ~ グライ化度等級 Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ 備考 } 根の障害なし~ 弱 } 根の障害中 ~ 強 Ⅲ Ⅲ Ⅲ Ⅲ } 根の障害極強作土の易分解性有機物要因項目表 8 要因項目別要因強度要因強度備考風乾生成量 0 以下 0~0 0 以上乾土 00g 当たりの高温生成量 0 以下 0~5 5 以上作土の遊離酸化鉄含量.5% 以上 0.8~.5 0.8% 以下グライ化度 50 cm以内にグライ層のないもの 50 cm以内より下部にグライ層のあるもの全層グライ作土直下からグライ層のあるもの NH4-N 生成量 ( mg ) キ土地の乾湿透水性保水性湿潤度を要因項目として総合的に判定する通常は普通作物果樹牧草を対象とする干ばつのおそれがある場合には要因強度等級とも ( ) で表現する表 9 要因項目別土地の乾湿の等級要因項目透水性保水性湿潤度 () ~ 等級 (Ⅳ) (Ⅲ) (Ⅱ) Ⅱ Ⅲ Ⅳ 備考干ばつの危険性大中小なし過湿の危険性小中大

7 土壌診断と対策 [] 土壌診断の方法と活用表 0 土地の乾湿の要因項目別要因強度要因強度要因項目 () 透水性保水性 ( ほ場容水量 ~ 萎凋係数 ) 湿潤度乾 ~ 半乾大 0 以上半湿中 0~0 湿小 0 以下多湿注 ) 保水性 : 土壌 00g 当たりの水分 (g) ⑵ 診断項目ア表土の厚さ表土とは農耕地では一般に作土あるいは耕起されている土層のことである黒ボク土の畑土壌では単に作土だけでなく土壌断面の最上層の腐植層を表土とする場合もある作土とは作物の根が水分および養分を吸収するために容易に根が伸長していくことができる土層のことで人工的に耕起などの影響を直接受けた膨軟な土層の部分である作土の厚さは耕起に使う農具あるいは機械によって異なるくわでは0~cm ロータリでは~5cm ディスクプラウでは0~5cm ボトムプラウでは5~0cm耕起されるのでその深さが作土の厚さになる表土の浅い場合には根域は狭くなり過湿過乾になりやすく養分供給力は小さく作物の生産力は著しく低下することになる表土の厚さを規制している要因は礫火山砂礫の存在盤層ち密層など不良土層の存在などである礫火山砂礫が存在する場合は土性は一般に粗粒質で透水性過良のため養分の溶脱をまねき水田では用水過多による冷水かんがいとなり畑樹園地では水分不足になりやすい盤層ち密度など不良土層の存在する場合には透水性が不良となり根の活力低下に基づく養水分の吸収阻害が起こることになる改良対策としては次層が砂礫層の場合は除礫や客土を行なう客土材料の性質によっては改良資材の施用や有機物の投入も必要である盤層ち密層などの不良土層の存在する場合あるいは次層の母材堆積様式が著しく異なっている場合は深耕混層耕心土耕盤層除去などの土層改良を行なうが下層土の性質に応じて土壌改良資材の施用有機物の増施につとめる必要があるなお畑樹園地草地では土壌浸食が表土の厚さを規制している場合も多いので浸食防止による表土の保全をはかることも重要であるイ有効土層の深さ有効土層とは作物の根がかなり自由に貫入しうると認められる物理状態の土層を意味するその深さはおおむね基岩盤層ち密度 9 以上のち密層あるいは極端な礫層までと考えればよいただし地表下 50cm以内で有効土層を制限している土層が機械力により比較的容易に破砕混入または除去しうる場合はその層または下層までを有効土層に含めることができるしたがって有効土層は作物の根が十分に伸長する可能性のある全土層のことであり作土層とは区別されるものである有効土層が浅い場合には根系の活動範囲が制限され養水分の吸収に直接的な影響を与えまた過湿過乾になりやすい水稲の場合土層の状態によって漏水過多になったりあるいは酸素 4

不足になって還元が進んだりし間接的に根系の発達養分の吸収機能の低下をもたらすことになる有効土層の改良法はこれを制限している要因によって異なり礫層が浅く出現する場合には除礫による有効土層の拡大耕土量の増大漏水防止対策の実施が最重要であり盤層ち密層が存在する場合には土層改良による根圏の拡大と透水性を与えることが目的となる岩盤基岩が存在する場合の改良は極めて困難であるが

8 不足になって還元が進んだりし間接的に根系の発達養分の吸収機能の低下をもたらすことになる有効土層の改良法はこれを制限している要因によって異なり礫層が浅く出現する場合には除礫による有効土層の拡大耕土量の増大漏水防止対策の実施が最重要であり盤層ち密層が存在する場合には土層改良による根圏の拡大と透水性を与えることが目的となる岩盤基岩が存在する場合の改良は極めて困難であるが客土によって可図ち密度と根群の分布 ( 三好 97) 能な限り有効土層の拡大をはかる必要があるち密度と根群の分布 ( 図 ) との関係をみると火山灰土ではち密度 0~mm 非火山灰土では0~mmを境にして根群の分布が激減していることから根群はち密度おおむね0mm未満でよく発達するようであるウ表土の礫含量多量の礫が表土中に存在する場合細土量が少なく養分の供給力が小さく保肥力も小さいため肥料成分が溶脱しやすいまた保水力が小さいため過乾になりやすいしかしながら畑樹園地などの土壌ではある程度の礫の存在は通気性や透水性を良好にしかえって好適な条件を作り出している場合もあるまた礫の存在は一般には耕起砕土など農作業面に対して能率を低下させる礫含量の高い土壌は除礫あるいは客土などによって養水分供給の大きい農作業を行いやすい土壌に改善しなければならない具体的には細小中礫含量 50% 以上または大巨礫が存在する場合には除礫を細小中礫含量 0~0% の場合には客土混層耕ブルドーザによる代かきを行なう客土混層耕を行うときは改良資材および有機物の施用が必要であるエ耕うんの難易耕うんの難易は耕起砕土に関する評価であり土壌のコンシステンシーに関連した諸性質として表土の土性粘着性風乾土の硬さなどが関与している表土の土性は耕起砕土時における土塊の大小粘着性風乾土の硬さと密接な関係を持っている一般に粘土含量が高いほどまたモンモリロナイト系粘土はアロフェン系粘土よりも耕起砕土時に大きな土塊を作りやすく発芽苗立ちに影響を与える粘着性は湿潤時において土壌が農機具へ付着する性質を示すもので腐植含量が少なく粘土含量が高いほどまた保水力の大きい性質を持った土壌ほど付着力は強くなる風乾土の硬さは乾燥時土壌の農機具に対する抵抗性の指標になるもので腐植含量が少なく粘土含量が高いほどまたモンモリロナイト系の粘土を多 5

9 土壌診断と対策 [] 土壌診断の方法と活用く含む場合に乾燥時に強い団結力を示し農機具に対する抵抗が大きくなる耕うんの難易に対する改善策として農機具による耕起砕土などの作業効率をあげるとともに作業適期を拡大するための土壌条件の改善が必要である表土の土性が強粘質の場合には一般に砂客土を行うが水田の場合には代かき作業によって砂の部分は作土直下に沈降し盤層を形成する懸念がある有機物施用によって土壌中の腐植含量を高めると土壌の粘着性や団結力を低下させて易耕性を高める下層に盤層ち密層など不透水層が存在したりあるいは地下水位が高い場合には過湿になりやすく作業適期が限定され農機類のスリップ沈下など機械走行に大きな支障をきたすので心土破砕深耕などによって透水性を付与するとともに暗きょなどによって地下水位を下げることが重要な改善対策であるオ湛水透水性透水性の問題には透水性がよすぎる場合と悪い場合とがある転換畑や野菜ではおもに透水不良が問題になり水田では透水性がよすぎる漏水田が問題とされる透水性の表し方は表のように透水係数と減水深の二つがありこれらは互換性がある水田の透水性は土性によって異なり透水係数 ( cm / 秒 ) で示すと粗粒質 ( 砂質 ~ 砂壌土 )0-4 中粒質 ( 壌土 )0-5 細粒質( 埴壌土 ~ 埴土 )0-6 位である畑地では0 - ~0-4 が適正とされている一般に畑地では土性が強粘質の場合や耕盤が形成されている場合以外は透水性に問題がなく最も問題になるのは転換畑で排水対策が必要な場合が多い透水過多な水田は肥料および養分の溶脱流亡が激しいために水稲は養分欠乏を起こしやすく秋落ち型の生育となって収量の低下地力の低下などを起こしやすいさらに透水性が大きいために過度の用水量を必要とし田面水温が上昇しにくく水稲の活着不良冷水害養分の吸収能力低下を生じやすく水稲の生育収量に悪影響を与えることになる ( 図 ) 水田で透水性が良すぎる場合の改善対策は透水を抑制することにあるが改善目標は日減水深を 0~0mmとする作土下 50cmまでの土性が中粗粒質で透水性が極めて大きい場合には作土に客土ベントナイトのような優良粘土の客入によって漏水防止をはかる作土 50cmまでの最高ち密度が疎の場合には転圧破砕転圧によって床締めを行い山中式硬度計で5~8とするかまたは盤ねり工法 ( 作土を除去し砂礫層の上に強粘質の湿潤土を壁に塗ったようにする ) によって透水性の小さいすき床をつくる透水過多な水田は一般に鉄や塩基も欠乏している場合が多いので含鉄資材や土壌改良資材の施用も必要であるこのほか代かき回数の増加による減水深の抑制迂回水路を用いてのかんがい水温の上昇ゼオライトの施用や肥料の分施による施肥効率の向上有機物施用による地力消耗の防止などの肥培管理が大切である転換畑や野菜畑における透水不良の場合は暗きょの効果が大きい畑では耕盤破壊も必要になる 6

10 表透水係数と減水深 ( 三好 ) 透水係数 ( cm / 秒 ) 減水深 ( mm / 日 ) 図減水深と水稲収量 ( 五十嵐 956) カ酸化還元性水田の湛水前の作土は畑地と同じようにたくさんの空気を含んでいるしかし湛水してから代かきをすると空気は追い出され残り少ない酸素は有機物の分解に消費される酸素の多い状態を酸化状態といい酸素が少なくなった状態を還元状態と呼んでいるその程度をあらわす単位として酸化還元電位 (Eh) が用いられミリボルト (mv) で表現することになっている Ehは水田だけで問題になる診断項目で土壌中における還元の過程は第表のようになると報告されている水田の酸化と還元状態の境のEhは00mV 付近にあるといわれ Ehが50mV 以下になると水稲の根の活性が衰えるとされている泥炭土や黒泥土などの水田稲わらなどを多施用した水田都市の雑排水などが流れ込む水田は地温が上がると急激に有機物の分解が進み異常還元になりやすい湛水下土壌の還元化はりん酸の有効化 phの上昇窒素利用率の向上など水稲にとってはプラスの働きをするが還元が過度に発達すると硫化水素有機酸のような有害物質が集積し水稲根の呼吸や養分水分などの吸収を阻害することになる一般に易分解性有機物の多いほどまた遊離鉄含量の少ないほど強度に還元化がすすみグライ層泥炭層黒泥層の位置が高いほど強度な還元になりやすい還元性の高い土壌の改善対策としては暗きょ排水に加えて弾丸暗きょなどの表層排水も必要である作土の遊離鉄含量の少ない土壌に対しては含鉄資材の施用鉄含量の高い土壌の客入などを実施しあわせて間断かんがい中干し無硫酸根肥料の施用などに努める 7

11 嫌気段階土壌診断と対策 [] 土壌診断の方法と活用表水田土壌の還元化の過程 ( 渡辺 ) 堪水後の経過前期大きな区分け好気半嫌気段階第一期水田の老朽化第二期土壌中での物質の変化酸素ガス消失硝酸窒素ガス二酸化マンガン一酸化マンガン酸化鉄亜酸化鉄酸化還元電位 (Eh mv) 600 ~ ~ ~ ~ 00 有機物からのアンモニアの発生活発に進む発生する問題脱窒水田の老朽化硫酸硫化水素 0 ~- 90 根腐れ有機物水素ガス - 50 ~- 0 ゆっくり進むごま葉枯れ後期炭酸ガスメタンガス - 50 ~- 90 表土壌の状態による還元化の判定指標項目土壌の状態土壌中での物質の変化青灰色二価鉄が生成している作土の土色黒色硫化物ができている臭い卵の腐臭がする硫化水素が発生している足を入れると出るガスが発生している泡ブクブク湧きあがるガスが大量に発生している注 ) 物質の変化状況から表によって判定するキ土地の乾湿土壌中の水分が不足すると作物は水分吸収光合成呼吸作用などの生理作用に異常をきたすことになる逆に土壌中の水分は過剰になると土壌中の通気が不良となり酸素が不足することによって根の呼吸障害養分吸収が妨げられるほか地温上昇の抑制根の伸長活力低下に伴う根ぐされの多発および微生物活性の低下をもたらすしたがって作物栽培に対して土壌水分を最適に保つことはきわめて重要であるさらに過湿地では地耐力が弱いため機械作業の能率精度が悪いばかりでなく機械運行に伴う土地の物理性の悪化を招きやすいア土壌水分の種類土壌水分は作物の側からみると図 4のように分類される重力水は雨が降って4 時間のうちに流れてしまう水のことで土の一番大きな孔隙を通って流れ落ちてしまうため作物には直接利用されない水である作物に利用される水は主として毛管水と呼ばれ土の中の毛管孔隙中に保持される水であるさらに小さな孔隙に保持される水は吸湿水と呼ばれ土の粒子と強く結びついているため作物には利用できない水である雨が降って重力水が流れ落ちた4 時間後に残った水分をほ場容水量といい作物がしおれ始める水分量を初期しおれ点と呼んでいるこの間の水分を有効水と呼んでいるが作物が普通に生育するために必要な水分は初期しおれ点よりは多くほ場容水量と毛管連絡切断点との間の易効水である毛管切断点とは水分量が減った場合毛管現象が断たれ作物に水分供給がスムーズ 8

12 にいかなくなる状態のことである水分量を示す指標として一般にpFが使われている pfとは水が土壌にひきつけられている強さの程度を示す数値でほ場容水量はpF.8にあたり毛管連絡切断点はpF.7に相当する作物にとって重要なのは有効水の量であるがこれは土壌の保水量や機械による圧密などによって変化するものである表 4は土壌の種類による保水力のちがいをみたもので粘土が多くなると保水力は大きく砂が多いと保水力は小さくなり同じ粘土分でも腐植が多い火山灰土壌などはほかの土壌に比べて保水力は大きい傾向がある図 4 土壌水分の種類と pf および水分恒数 ( 三好 ) 表 4 土性と保水力 ( 松尾 964) 積層土壌粒径組成 (%) 土壌粘土洪45 5 シルト洪積層土5. 火山灰土4 0 5 壌 5 壌ほ場容水量 (%) 注 ) : 保水力 = ほ場容水量 - しおれ点 : 砂 00% しおれ点 (%) 保水力

13 土壌診断と対策 [] 土壌診断の方法と活用イ土地の乾燥干ばつ時に土地が過干になるのは作土層の透水性が大きく保水性が小さい場合および地下水面との間に盤層ち密層など不透水層があって下層からの水の供給が妨げられている場合ならびに土壌が重粘で水分の上昇が遅い場合などである作物の生育は土壌の水分状態がpF.0 以上に乾燥すると阻害されるといわれている過干になりやすい土壌とくに粗粒質の土壌などでは粘土の客土盤層礫層の存在する土壌では混層耕心土破砕などによって根群域を拡大して保水性透水性を改良し土壌水分の有効利用をはかることも必要である特に降水量の少ない地域では畑地かんがいが必要であるこのほかに有機物の増施によって土壌の保水力を増大させることは砂質あるいは粘質の土壌において効果が大きいまたポリエチレンフィルム稲わらなどで地表面を覆うマルチは土壌水分の蒸発を抑制する効果とともに地温を上昇させ作物の養水分の吸収を促進し生育が良好となるウ土地の湿潤粘質な土壌あるいは盤層ち密層の存在は雨水の浸透を阻害し地表部に過剰な水分を停滞させることによって過湿にするさらに地下水などの影響で年間をとおして湿潤な土壌は還元的な性格が強く根の発達が悪く湿害を起こしやすい過湿地の改善対策は排水促進にあるが土壌条件からみた改善目標は飽和透水係数 0 - ~ 0-4 cm / 秒とする排水の方法には明きょ排水暗きょ排水などの恒久的な対策と心土破砕弾丸暗きょなどの補助的な対策とがある補助的な対策はそれ自体でも十分な排水効果を持っているが暗きょ排水と組み合わせて排水機能の向上をはかる必要があるこのほかに深耕心土耕混層耕などは下層のち密層に対していずれも透水性を付与しまた砂客土は土性を改善することによって透水性の改善効果が期待されるエ三相分布土壌は固体液体気体の三部分によって構成されそれぞれを固相液相気相というこれら三相を容積百分率で表示したものを三相分布あるいは三相組成と呼んでいる固相は砂シルト粘土などさまざまな形態粒径化学組成の無機鉱物と有機物から成り立っている液相は孔隙と呼ばれる固相間のすき間の一部を満たす土壌水であり固相との結びつきの強さによって重力水毛管水膨張水吸湿水の順に区別される重力水は固相との結びつきが最も弱く 0.mm以上の大きさを持つ固相間のすき間に存在する液相で農地の排水性を判断する場合に重要な指標となる気相は孔隙のうち土壌水で満たされていない空間部分をいう作物の湿害は気相率不足に原因しており転換畑では気相率は少なくとも0% 以上は必要とされている液相や気相の比率は土壌の水分状態などで変化するが固相率は地質や母体でほぼ一定の値 0

14 となる火山灰土は6~0% と低く非火山灰土では40から45% が一般的な値である三相分布は土壌粒子と水の充填状態を総合的に表示しているすなわち固相率は土壌の硬さと関係し気相率は通気性や排水性と関係しており作物生育特に根の伸長と密接に関連している根群分布を良好にする土壌条件の限界は土壌三相適正範囲として表されている一般的には三相分布の理想的な比率は固相 : 液相 : 気相が5:: あるいは5:: といわれている厳密には固相が45~50% 液相はpF.8~.0の範囲にあって作物が吸収できる水分で0~0% 気相率は0% 以上と言われている畑作物は根圏の土に空気が十分にないと根の健全な生長は望めない根が伸長して十分な量まで分布するために必要な気相率は~7% 以上根の活動を盛んにするために必要な気相率は普通作物野菜が0% 以上であるただしより多くの空気を必要とするキャベツやインゲンなどは4% 以上である野菜栽培土壌の物理性の診断基準を表 5に示したこれらの根の伸長にとって好適な三相分布範囲から測定値が大きく外れた場合は適切な対策を講じなければならない一般的には固相率が高くなったために三相分布が問題となることが多いその対策は深耕心土破砕などによりち密層を膨軟化させることが必要である土壌山灰土砂質土壌質土粘質土作物野菜葉菜短根菜長根菜野菜葉菜短根菜長根菜野菜葉菜短根菜長根菜野菜葉菜短根菜長根菜表 5 野菜栽培土壌の物理性の診断基準有効根郡域必要深 ( cm以上 ) 40 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 50 注 ) : 集約で 0 : 作土は >5% :pf.5 の気相率 80 有効根郡域の条件固相率 4 気相率粗孔隙ち密度 ( 仮比重 ) 火< 0 < 8(< 0.75) > 5 ~ 0 > 0 < 8 < 50(<.40) > 5 ~ 0 > 0 < 0 < 8 < 5(<.5) > 5 ~ 0 > 0 < 0 < 8 < 5(<.5) > 5 ~ 0 > 0 < 0 4: 山中式硬度計mm < 8

15 土壌診断と対策 [] 土壌診断の方法と活用オ孔隙土壌中には大は亀裂から小はウィルスをも通さない極小の孔隙までいろいろな大きさ形態の孔隙が無数に分布しているその大まかな役割分担は図 5の通りで亀裂や比較的大きな孔隙粗孔隙 ( 直径 0.mm相当 ) はおもに通気性透排水性微細な孔隙毛管孔隙は保水性に重要な役割を担っているこれらの孔隙量を知ることは土層改良土壌診断を行ううえできわめて重要であるまた毛管孔隙のうち有効孔隙量の把握は畑地かんがいの計画や実施に際しての必須条件でもある孔隙は水と空気と養分の移動の場であるため水を貯える水田はあまり関係ないが畑地では根の通路で生活の場でもあり湿害干害など根の働きに関連してその組成は作物栽培上きわめて重要である孔隙の基準値は表 6のように設定されている孔隙特性から畑土壌はおおよそ次のタイプに分けられる粗孔隙多有効孔隙少 ( 保水性水に問題あり ) 砂土粗粒火山灰土粗孔隙少有効孔隙少 ~ 中 ( 通気性水分供給性水と空気に問題あり ) 構造の悪い低湿な土壌水田転換畑重粘土構造が破壊された圧密層および造成撹乱土粗孔隙中有効孔隙中 ( 問題なし ) 構造の発達した土壌壌粘質土黒ボク土土壌の孔隙特性とその改良目標とを照らし合わせると前述のの問題点が明らかにされる改善対策は問題点に対応して客土心土破砕排水などのなかから方法を選ぶ必要がある粗孔隙はpF.5の時の気相率すなわちcm下に地下水があってもなお空気で占められている孔隙と規定される作物生産に有効な水分の保持移動に最も重要な役割を果たす孔隙である保水性が低い砂質土 (6~5mm/0cm) の改善対策として客土が実施されているこれによる保水性は増加するが地温が上昇しにくくなるためその効果は作物の種類によって異なるすいかメロンなど高温を好む作物を除いて効果はかなり高いしかし地温が上昇しやすいという砂質土の特性を生かすため客土のかわりに畑地かんがいが実施されている図 5 作物の生育と水分恒数

16 ) 作土深 ) 有効土層深有効土層のち密度 ( 山中式硬度計 ) ) 孔隙表 6 望ましい畑土壌の性質項目理想値許容値関係する土層改良工孔隙率粗孔隙 (pf.5 以下 ) 細孔隙 (pf.5 ~.0) 4) 透水性透水係数 5) 土性 ( 粒径組成 ) 6) 石礫 (.5 cm以上 ) 5 cm以上 00 cm以上 0~5 mm 60% 程度 5~0% 5% 以上 50 mm / 日 0 - cm / 秒以上 L~CL ( 壌土 ~ 埴壌土 ) なし 5 cm以上 0 cm以上 0 mm以下普通土 0~80% 黒ボク土 40~90% 0~0% 0% 以上 0 mm / 日以上 0-4 cm / 秒以上 SL~LiC ( 砂壌土 ~ 軽埴土 ) 容積 0% 以下注 ) : 畑地かんがいの場合に使われるものとは異なることに注意 : 便宜的に用いたもので学術用語ではない : 特に石礫を必要とする作物は別途考慮する ( 深耕 ) 客土心土破砕心土破砕粗にすぎるとき : 客土 ( 鎮圧 ) 密にすぎるとき :( 団粒形成 ) 心土破砕混層耕砂土 : 客土強埴土 : 砂客土 ( 暗きょ ) 除礫この表の作成については農業土木学土層改良設計基準作定委員会の方々の援助をえた細孔隙 5~0% は厚さ 0 cmの土層で 5 mm ~0 mmの水分量に相当する ( 加筆 : 渡辺 )

土壌診断と対策 [] 土壌診断の方法と活用土壌化学性の診断 ⑴ 土壌の採取方法土壌分析試料はそのほ場を正確に代表する性質を持つように採取しなければ誤った診断あるいは改良対策を行なうことになる土壌はもともと物理的にも化学的にも不均質なものであり異なった状態で生成され集合しさらに経時的にも絶えず変化している例えば同一ほ場で採取したとしても

分析測定の誤差よりもはるかに大きいものであることを念頭に入れて慎重に正確な採取をするべきであるア採取時期原則として作物収穫後後作の耕起施肥前に採取する永年作物の場合もこれに準じて行なうイ採取方法主な採土法を図 6に示した水田や畑の採土は場所による差を小さくするため対角線に5 地点から地点 500g 程度採土し混合したものを試料とするこのとき目的とする深さまでV

17 土壌診断と対策 [] 土壌診断の方法と活用土壌化学性の診断 ⑴ 土壌の採取方法土壌分析試料はそのほ場を正確に代表する性質を持つように採取しなければ誤った診断あるいは改良対策を行なうことになる土壌はもともと物理的にも化学的にも不均質なものであり異なった状態で生成され集合しさらに経時的にも絶えず変化している例えば同一ほ場で採取したとしても数メートル離れたところでは土層の厚さや性質は異なり深さによってもそれは異なるまた土壌試料の採取は必ず何らかの目的があって行なわれるはずであり採取方法もその目的に合致した地点や方法でする必要がある目的に合致しない採取の方法ではその後の調製分析がいかに精密丁寧に行なわれても意味がないことになるサンプリングの誤差は分析測定の誤差よりもはるかに大きいものであることを念頭に入れて慎重に正確な採取をするべきであるア採取時期原則として作物収穫後後作の耕起施肥前に採取する永年作物の場合もこれに準じて行なうイ採取方法主な採土法を図 6に示した水田や畑の採土は場所による差を小さくするため対角線に5 地点から地点 500g 程度採土し混合したものを試料とするこのとき目的とする深さまでV 字型に掘りその面に沿って一定の厚さで採土するうね立てしてある場合はうね間から隣のうね間までの土壌を採土する樹園地では平均的な樹 5~6 本について樹冠下から~ヶ所を採土し混合したものを試料とする採取した土壌試料はよく混合した後直射日光の当たらない場所にうすく広げ大きな土塊を砕いて速やかに風乾する急を要する場合は0~40 の温風乾燥器を用いてもよい風乾した試料は粉砕後 mmのふるいを通し分析に供する作土採取作土心土一定の厚さ作土の厚さ図 6 土壌試料の採取方法 4

18 ⑵ 診断項目ア ph 土壌化学性を診断するときに必ず最初にpHを測定し次の項目の測定に移るがこれは土壌の健康状態がpHでおおよそ判定できるからである作物の生育は土壌のpHに大きく影響されアルカリ性や酸性に傾いていると養分欠乏症過剰症生育不良などさまざまな障害を引き起こすそのため土壌のpHは常に適正に保つ必要があり土づくりの基本といえる土壌に一定の比率で水あるいは塩化カリウム溶液を加えて得られた懸濁液のpHを測定しこの値を土壌のpHとして表す土壌中のH + には土壌水分 ( 溶液 ) 中に溶けているものと土壌コロイド粒子 ( 粘土や腐植 ) の表面に電気的に吸着されているものとの種類がある水を加えて測定するpHは溶液中に溶けているH + の濃度を表し塩化カリウム溶液を加えて測定したpHは溶液中に溶けているH + と土壌コロイド粒子に吸着されているH + の合計濃度を表しているこの通りのpHを区分するために水を加えて測定した場合はpHあるいはpH(HO) と表示し塩化カリウム溶液を加えて測定したpHはpH(KCl) と表示することになっている ph(ho) とpH(KCl) にはそれぞれ違った意味があり ph(ho) は作物 ( 根 ) の生育に直接関わる土壌酸性の強弱 ( 活酸性 ) を示すのに対し ph(kcl) は土壌が持つ潜在的な酸性 ( 潜酸性 ) を示す土壌 phと作物の生育との関係についてはこれまで多くの水耕試験や土耕試験などで解明され実際の土壌でもほぼ適正 ph 領域が明らかになっている ( 表 7) 表 7 作物別の最適 ph(ho) 穀物普通作物野菜花き果樹水稲 5.5~6.0 キャベツ 6.0~6.5 アルストロメリア 6.0~6.5 オウトウ 5.5~6.0 小麦 6.0~7.5 きゅうり 6.0~6.5 カーネーション 6.0~6.5 ナシ 5.5~6.0 そば 5.5~6.0 ごばう 6.5~7.0 キク 6.0~6.5 ブドウ 6.0~6.5 大豆 5.5~6.5 スイートコーン 6.0~7.0 デルフィニウム 6.0~6.5 モモ 5.5~6.0 ばれいしょ 5.0~6.5 すいかメロン 6.0~6.5 トルコギキョウ 6.0~7.0 リンゴ 6.0 だいこん 6.0~6.5 バラ 5.5~6.5 ながいも 6.0~6.5 ユリ類球根類 6.0~6.5 にんじん 6.0~6.5 リンドウ 5.0~6.0 にんにく 6.0~6.5 宿根カスミソウ 6.0~6.5 ねぎ 6.0~6.5 はくさい 6.0~6.5 レタス 6.0~6.5 わが国は降水量が多く雨に炭酸が含まれているため土壌は塩基成分 (Ca + Mg + Na + K + + NH4 ) が溶脱されて酸性になりやすい酸性土壌では塩基成分の欠乏アルミニウムイオンの過剰害りん酸の固定微量要素の過剰 ( 鉄マンガン銅亜鉛 ) および欠乏 ( ホウ素モリブデン ) 病害の多発( アブラナ科の根こぶ病 ) による生育不良になる場合が多い一方野菜や果樹の施設では年中雨水による溶脱がほとんどないのでカルシウムなどの塩基成分がかなり蓄積し土壌のpHが7を超えることがあるこのようなアルカリ性土壌では微量要素の不可給化 ( 鉄マンガンホウ素銅亜鉛 ) 石灰によるりん酸の不可給化病害の多発 ( ジャガイモのそうか病 ) による生育不良が発生する 5

19 土壌診断と対策 [] 土壌診断の方法と活用イ EC ECとは Electro Conductivity( 電気伝導度 ) の略で土と純水を混ぜた混濁液中の電気の通りやすさを数値化したものであり水溶性塩類 ( 塩基陰イオン ) の濃度が高くなると ECは高くなる一般にECが高くなると作物の根からの吸収が阻害され作物体内の塩類含有率が高くなって生育不良になり限界濃度を超えると枯死に至る塩類による阻害程度 ( 耐塩性 ) は作物の種類により異なり診断基準も作物ごとに設定されているわが国は降水量が多いために農耕地での塩類集積は起こりにくいとされてきたしかし施設栽培の普及に伴って雨水がかからないため土壌中の塩類濃度が上昇し濃度障害の発生がみられているウ塩基交換容量 (CEC) 土壌の粒子あるいは腐植の表面はマイナスの電気を帯びている一方アンモニウム態窒素石灰苦土カリなどの養分は土壌中の水に溶けてプラスの荷電を持つ陽イオンとして存在する土壌のマイナス荷電はこれら陽イオンとともに水素イオンを吸着し保持しているこのため土壌のマイナス荷電の総量を表した値を塩基交換容量 (CEC:Cation Exchange Capacity) と呼び CECが高い土壌ほど多くの養分を保持することができる CECは土壌の養分保持力やpHなどに深く関係しているとともに石灰や苦土を含む土壌改良資材の適切な施用量を算出するために欠かせない値である CECの大きい土壌は保肥力が高く肥沃度が高いといえるので CECの小さい土壌では堆肥やゼオライトなどの改良資材の投入により CECを高めることが必要であるエ交換性塩基土壌は粘土と腐植からなる土壌コロイドを含んでいる土壌コロイドは一般的には陰荷電を帯びておりこれと電気的に中性を保つためカルシウム (Ca) マグネシウム(Mg) カリウム (K) ナトリウム(Na) 水素(H) などの陽イオンが土壌コロイドに吸着されている土壌コロイド表面に吸着されている陽イオン ( 交換性陽イオン ) が土壌溶液中の他の陽イオンと交換することを土壌の陽イオン交換と呼んでいるなお交換性陽イオンのなかで水素イオンを除いたものが交換性塩基と呼ばれる一般に陽イオンはその種類によって土壌に吸着されやすいものとされにくいものとがあるその順序はH>Ca>Mg>K>NH4>Naであり水素イオンがもっとも吸着されやすくナトリウムイオンが最も吸着されにくい交換性塩基は土壌溶液中の水素イオンと置き換わり植物の養分となるが一部は降雨とともに下層に溶脱される陽イオン交換は土壌中の最も重要な反応の一つであり物質の変化や移動鉱物の風化膨潤収縮透水などの物理性植物への養分供給能などと関係が深い交換性塩基類の総量は土壌 phとも密接な関係にあり phの測定でもある程度類推ができるしかし総量だけでなく塩基間のバランスも重要な要素でありそれらの把握のためには個々の成分測定が必要になる 6

20 ア石灰石灰は作物の養分として欠くことができない要素であるがそれ以上に土壌団粒の形成土壌 phにかかわる緩衝能の向上土壌物理性の改良や微生物活動にとって非常に大切な要素である土壌の塩基交換容量に対する交換性石灰の割合を石灰飽和度と呼んでいる土壌改良の目標値設定の項目のひとつになっている改良目標を設定する場合石灰飽和度を設定する場合と土壌 phで設定する場合さらに養分的な考えを中心として土壌中に含まれる交換性石灰の絶対含量を基準にして設定する場合があるこれらつの基準値の相互作用はまだ明らかになっていない石灰飽和度で基準値を定めると塩基交換容量が小さい場合は相対的に石灰質肥料の施用量が少なくなり絶対量が不足になる可能性があり逆に塩基交換容量が大きい場合には多量の石灰質肥料を施す必要がある phを基準値に定めるといろいろな土壌に対する使用資材の緩衝曲線が一般化されていないので使用のつど緩衝曲線を測定しなければならないことになる絶対量を基準に定めると主として石灰に関する生理障害の発生限界を基礎にしているので土壌の物理性微生物相に対する影響土壌 phなどの相互関係が無視されることになるしたがって測定結果からそれぞれの方法に従って施用量を推定し総合的に判断する必要があるイ苦土苦土は葉緑素の構成元素であり葉に含まれる苦土の0% 程度がクロロフィル成分として残りは原形質中で結合した状態およびMg + として存在している土壌中では交換性の苦土として石灰と同様に緩衝的な作用を持っているしかし石灰とは異なりケイ酸塩に変化しやすく土壌溶液中から除外されやすい養分でもあるりん酸石灰カリの多施用によってこの傾向を助長し苦土欠乏症が発生する可能性がある苦土欠乏の診断にあたっては作物の生育状況を観察し苦土の絶対量不足によるものかほかの要素との割合バランスなどによって吸収が阻害されているのかを土壌分析によって診断する必要があるウカリカリは植物の三要素の一元素であり作物中の含量も多い元素である生理的な機能は細胞内での物質代謝が正常に行なわれるための原形質構造の維持やそのpH 浸透圧の調整にK + として作用するなど多くの生理作用に直接間接的に影響している自然状態の土壌は可給態のカリを非常に多く含んでいる長石雲母あるいは粘土類などの風化にともなってカリウムイオン (K + ) が土壌溶液中に放出されるものである土壌溶液中のK + は作物に直接吸収されたり土壌コロイドに吸着保持されたりするさらに吸着保持された交換性カリウムの一部はりん酸アルミニウムなどと難溶性の塩 ( 化合物 ) をつくり作物に直接利用されない形態にある K + はアンモニウムイオン + (NH4 ) とほぼ等しい大きさを持ち土壌の同一格子空間に固定されるために + NH4 の過剰施用はK + の溶脱を促進する結果になるとくに火山灰土などの塩基交換容量がpH 依存型の土壌ではpHの低下にともなって交換容量が減少してK + + NH4 の溶脱が起こるオ塩基バランス交換性塩基類はいずれも水和するとアルカリ性を示すという共通した性質を持っている一 7

21 土壌診断と対策 [] 土壌診断の方法と活用方作物がこれらの塩基類を吸収する過程でも共通した性質がみられる作物による塩基類の総吸収量はほぼ一定であるカリの吸収量が少ない場合には石灰苦土の吸収量が多くなり逆にカリの吸収量が多くなると石灰苦土の吸収量が低下するこのような現象を養分吸収における拮抗作用と呼んでいる養分の吸収が偏ると当然の結果として要素欠乏が発生し収量は低下してくる石灰苦土カリの合計値から塩基飽和度を求め目標値に照合して過不足を計算するが塩基バランスをどのように設定するかという問題は作物の種類別養分吸収量や最適 phの条件などで変化するので単純には決めることができないが石灰 / 苦土 ( 当量比 ) は6 以下苦土 / カリ ( 当量比 ) は以上が望ましいとされているカ塩基飽和度塩基飽和度とは土壌の塩基交換容量 (CEC) が交換性塩基で満たされている程度を百分率で表したものであり次式によって計算される塩基飽和度 (%)= 交換性全塩基 (me) 00 塩基交換容量 (me) 塩基飽和度は計算上の値であるが土壌のpH 塩基バランスなど土壌の状態を検討するときに参考となる項目である一般に交換性塩基類の総量が塩基交換容量の80% 程度がよいとされている施設栽培の場合には塩基飽和度が00% を超えているものがあるとくに塩基交換容量が小さい場合に塩基飽和度が大きくなっている傾向がみられる塩基交換容量が小さい場合には塩基飽和度で施肥量を制限すると土壌養分の絶対量が少なくなり養分不足をきたしやすいこれは塩基飽和度が00% を越えて濃度障害が出現する限界点まで施用されているためと考えられるこのような塩基交換容量が小さい土壌で塩類濃度障害を避けるためには塩基飽和度を00% 以下に抑えると同時に肥料養分の絶対量が不足しないように追肥回数を多くして回当たりの施用量を少なくするような対策が必要であるキ有効態りん酸施肥されたりん酸はカリや石灰などのように交換態として土壌に保持されることはほとんどなく多くは土壌中のカルシウム (Ca 型 ) やアルミニウム (AI 型 ) 鉄(Fe 型 ) と結合した形態となる作物によく利用されるのはカルシウム型のりん酸でアルミ型は吸肥力の強い普通作物や牧草が一部利用するといわれている畑地では鉄型のりん酸は難溶性のため利用するのは困難であるしかし水田においては湛水して還元化が進むと鉄の形態が変化して水に溶けるようになりりん酸が有効化しイネに吸収利用されるこのように土壌中のりん酸は形態の違いや土壌環境によって変化するため有効態りん酸の定量が問題となる一般には薄い硫酸 (0.00N) に溶けるりん酸を土壌から抽出し測定するトルオーグ 8

22 法が広く採用されているトルオーグりん酸は調査資料も多く作物の生育との関係もかなり明らかにされているため単に有効態りん酸という場合はこれを指すことが多いトルオーグ法ではおもに Ca 型のりん酸を測定していることになるクりん酸吸収係数土壌にりん酸質肥料を施すと一部は易溶性になったり石灰と結合したりして作物に利用されやすい形で残るしかし大部分は土壌中の鉄とかアルミニウムと結びついて水に溶けにくく作物に利用されにくい難溶性のりん酸に変化するこのような水溶性から難溶性への変化をりん酸の固定と呼んでいる固定力の強さをあらわす指標として乾土 00g 当たりに固定されたりん酸の量をmg単位で示しりん酸吸収係数と呼んでいるりん酸固定の特徴は土壌の生成過程で活性アルミニウムを多く含む火山灰土 ( 黒ボク土 ) で強くきわめて速やかに固定されるりん酸吸収係数の区分はおよそ,00を目安として火山灰土と非火山灰土とを区分しており一般に火山灰土は,500 以上非火山灰土は500~,000 程度である火山灰土と非火山灰土が混合再堆積された土壌や強酸性化した赤黄色土などでは,000~,500の数値がみられるりん酸吸収係数が,000 以上の土壌ではりん酸の固定はあまり問題にならないが,500 以上の火山灰土の畑地や水田では土壌改良を考慮する必要があるりん酸吸収係数の高い火山灰土でも施肥りん酸の大部分は土壌に残存蓄積されるのでりん酸の肥沃度は向上してくるしかしかなり多量のりん酸を蓄積してもりん酸吸収係数は急減するようなことは少ないしたがってりん酸の肥沃度に応じた合理的な土壌改良や施肥を行なうためにりん酸吸収係数と合わせて土壌中の有効態りん酸を測定する必要がある火山灰土の生産性を高めるにはアルミニウムの活性化を弱めることであるそのためには ph の矯正堆肥などの有機質資材の施用ケイ酸質資材の施用などが有効であるがりん酸の肥沃度を高め生産力の高い土壌にするには長い年月を必要とするそこで短期間に生産力を上げるための土壌改良法としてりん酸多施用技術があるこの方法はりん酸吸収係数の5~0% に相当するりん酸量を一度に投入して土壌と混和有効態りん酸を富化すると同時に酸性の矯正石灰と苦土の比率塩基飽和度を含めて総合的に改善する方法である 9

23 土壌診断と対策 [] 土壌診断の方法と活用 0

ＰＣ農法研究会

ＰＣ農法研究会おおむね窒素過剰その他は不足作物の生産力と生育の傾向がわかったら過不足を調整するための養水分は基本的に土壌から供給することになるそのためには土壌中にどれくらいの養分が存在しているかを把握する必要があるここではまず現在の土壌でそれぞれの養分が基本的にどのような状態になっているかを述べておく今までみてきたところではおおむね窒素は過剰で作物体が吸収できるリン酸カリ石灰苦土は不足している