植物生産土壌学5_土壌化学

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すずりつつの
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植物生産土壌学 52 土壌の化学性 Part 2 筒木潔 http://timetraveler.html.xdomain.jp ph = log (H + ) ホリバ Home page より ph と作物生育 ( 野菜イモ類 ) ph と作物生育 ( 穀物牧草 ) 低 ph 耐性強い (4.0~5.0) やや強い (4.5~6.0) やや弱い (5.5~6.5) 弱い (6.0~7.

1 植物生産土壌学 52 土壌の化学性 Part 2 筒木潔 ph = log (H + ) ホリバ Home page より ph と作物生育 ( 野菜イモ類 ) ph と作物生育 ( 穀物牧草 ) 低 ph 耐性強い (4.0~5.0) やや強い (4.5~6.0) やや弱い (5.5~6.5) 弱い (6.0~7.0) 作物の種類ジャガイモサトイモサツマイモダイコンカブインゲンニンジンキュウリパセリトマトナスキャベツカリフラワーブロッコリーセルリーエンドウメロンホウレンソウタマネギネギゴボウアスパラガストウガラシレタス低 ph 耐性強い (4.0~5.0) やや強い (4.5~6.0) やや弱い (5.5~6.5) 弱い (6.0~7.0) 作物の種類稲茶タバコ小麦チモシー小豆クローバーレンゲビート大麦ハダカムギ培地 ph と作物の乾物生産培地 ph と作物の乾物生産 (4 9 種作物の平均値 ) 水耕栽培における Al の害水耕栽培における Al の害乾物重指数全乾物重根重 ph ( 田中早川 1974) 乾物重指数大麦トウモロコシ Al (ppm) ( 山根 1971) 1

土壌の ph と養分の可給性酸性アルカリ性 ph 強中弱微微弱中強 ph 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.

2 土壌の ph と養分の可給性酸性アルカリ性 ph 強中弱微微弱中強 ph 土壌酸性と作物の生育 1 窒素 (N) リン (P) カリウム (K) A) 水素イオンによる害鉄アルミニウム (Fe, Al) マンガン (Mn) ホウ素 (B) 銅亜鉛 (Cu, Zn) イオウ (S) カルシウム (Ca) マグネシウム (Mg) B) 活性アルミニウムの害 C) カルシウムマグネシウムの不足モリブデン (Mo) 土壌酸性と作物の生育 2 D) リン酸の欠乏リン酸とアルミニウムの結合 E) ホウ素の溶脱欠乏モリブデンの溶解度減少と欠乏マメ科植物で欠乏症状が出やすい F) マンガンの過剰酸性条件下でマンガンが溶けやすいため土壌酸性と作物の生育 3 G) 有機物の分解抑制酸性を改良すると有機態窒素や有機態リン酸の無機化量が多くなる H) 微生物フロラの変化カビは酸性を好むものが多く細菌や放線菌はアルカリ性を好むものが多い土壌酸性と作物の生育 4 I) 窒素固定の抑制最適 ph 6.5~7.5 J) 硝酸化成の抑制石灰施用により硝酸化成能は著しく増大する酸性土壌の改良 (1) 炭酸カルシウム (CaCO 3 ) 置換酸度 (y 1 ) の 3 倍量緩衝曲線法せっこう (CaSO 4 ) 下層土のを Ca 2+ に置換高い溶解度を利用 2

3 土壌 ph mg 炭カル添加量 mg( 土壌 100g 当り ) 緩衝曲線で炭カル必要量を求める炭カル必要量の計算 ( 例 ) 目標 ph 6.5 CaCO mg / 100g 土壌 = 4.2g / kg = 4.2 kg / t 1 ヘクタール深さ15 cm までの土壌の量 = 100m 100m 0.15m = 1500 m Mg = 1500 t ( 仮比重 =1 とする ) 1 ヘクタール当りの炭カル施用量は = 6300 kg 酸性土壌の改良 (2) リン酸資材の多量施用リン酸が難溶化しているため有機物の補給 ph 緩衝力をつけるため土壌をアルカリ性にしすぎると要素欠乏が起きやすいリン酸カルシウムマグネシウムホウ素鉄マンガン亜鉛 ph 水と各種土壌の ph 緩衝曲線水と各種土壌の ph 緩衝曲線 N HCl 0.1N NaOH ml 腐植含量 (%) 水植苗 : 1.1% 野幌 : 11% 標津 : 13.6% 松中 (2003) 3 種類の土壌の特徴土壌分類特徴植苗火山放出物未熟土粗い粒子野幌灰色台地土粘土に富む標津クロボク土腐植に富む 3

4 土壌が酸性化する機構雨水中の CO 2 酸性土壌中のアルミニウム施肥酸性雨酸性硫酸塩土壌による陽イオン保持 Ca 2+ Ca 2+ Mg 2+ Na + H + H + Ca 2+ Ca 2+ NH4 + 陽イオンの交換侵入力 : H + > >Ca 2+ >Mg 2+ > >Na + ( 腐植と粘土 ) 雨水による土壌の酸性化雨水による土壌の酸性化 KCl での置換によると H + の遊離 CO 2 + H 2 O H + + H CO 3 Ca 2+ Ca 2+ Mg 2+ Na + 長期間 + 12 KCl H + H + H + H + H + H + H + H + Ca 2+ Ca 2+ NH H Cl Ca 2+, Mg 2+,, Na + は溶脱 H + H + H + H + H + アロフェン酸性土壌におけるアルミニアルミニウムイオンの生成 H 2 O, 3H + 施肥による酸性化 Al(OH) 3 ゲル ph 4 ph 5.5 ph 4 + H 2 O = Al(OH) 2+ + H + log K = 4.97 ( 酢酸と同じくらいの強さ ) 酢酸の log K = 4.76 (25 ) 肥料 (NH 4) 2SO 4 2H + + SO 2 4 NH 4+ は作物に吸収され H + はや根の分泌物, H 2CO 3 から供給 4

5 生理的酸性肥料生理的中性肥料硫酸アンモニウム (NH 4 ) 2 SO 4 塩化アンモニウム NH 4 Cl 硫酸カリ K 2 SO 4 塩化カリ KCl NH 4 + およびは吸収されるが SO 4 2 および Cl は吸収されず土壌中に残る尿素 (NH 2 ) 2 CO 硝酸アンモニウム NH 4 NO 3 りん酸アンモニウム (NH 4 ) 2 HPO 4 堆肥も同様の働き全ての成分が吸収されたり分解される酸性雨 SO 2 + H 2 O H 2 SO 3 H 2 SO 3 + (1/2) O 2 2H + + SO 2 4 N 2 O, NO, NO 2 + m H 2 O + (n/2) O 2 H + + NO 3 酸性硫酸塩土壌湖沼や海底の堆積物中には還元状態で硫化鉄が安定に蓄積しているこれが干拓などにより空気酸化されると硫酸が生成する FeS 2 + no 2 + H 2 O FeSO 4 + H 2 SO 4 干拓地水田客土畑泥炭地などで問題アルミと酸性の害 : 燐酸の固定 + PO 3 4 Al PO 4 ~Al(OH) 2 H 2 PO 4 バリスカイト (variscite), ( 難溶性 ) Fe 3+ + PO 3 4 Fe PO 4 ~Fe(OH) 2 H 2 PO 4 ストレンジャイト (strengite) ( 難溶性 ) 交換性塩基 ( 置換性塩基 ) 土のなかでプラスイオンの形で存在する無機養分具体的には Ca 2+, Mg 2+,, Na + 作物にとって利用しやすい形態バランスが大切 K, Mg は多ければ減らす 5

粘土鉱物や腐植の持つマイナス荷電に由来する ph7 1M 酢酸アンモニウムにより土壌をアンモニウムイオンで飽和させた後アンモニウムを 1M KCl で溶出し蒸留法あるいは比色法により定量する陽イオン交換容量 (CEC) の大きな土腐植の多い土粘土分の多い土

6 交換性塩基 ( Ca 2+, Mg 2+,, Na + ) 土壌を 1M 酢酸アンモニウムで浸出し溶出した陽イオンを定量する原子吸光光度計や炎光光度計が用いられる作物が容易に吸収可能な形態で存在する必須陽イオン交換性塩基 ( Ca 2+, Mg 2+,, Na + ) 酸性化により Ca 2+, Mg 2+ は減少するは施肥量を反映する Na + はアルカリ土壌や塩類土壌で高いが日本では多くない陽イオン交換容量 (CEC) 粘土腐植 + 陽イオン交換容量 (CEC) 土壌が陽イオンを静電的に保持する能力粘土鉱物や腐植の持つマイナス荷電に由来する ph7 1M 酢酸アンモニウムにより土壌をアンモニウムイオンで飽和させた後アンモニウムを 1M KCl で溶出し蒸留法あるいは比色法により定量する陽イオン交換容量 (CEC) の大きな土腐植の多い土粘土分の多い土陽イオン交換容量を増やすには堆肥など有機物を継続的に施用する粘土分の多い土を客土する CEC の基準値土壌本来の基本的な特性に規定されるため簡単に増加させることはむつかしい土壌改良施肥法判断の基礎的データ砂丘未熟土 310 cmol c /kg 灰色低地土淡色黒ボク土 1525 cmol c /kg 腐植質黒ボク土 2030 cmol c /kg 6

7 他にも土壌生化学朝倉書店 (1995) 土壌サイエンス入門文永堂出版 (2005) 読んでね 7

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