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土壌学 pedology (soil science): 土壌に関する研究 (s.l.) 応用土壌学(エダホロジー) edaphology: 資材・土地としての土壌の研究 ⇒ 農学・林学(森林科学) [ 形成作用 , リター ( PLFAs )]分類 [ 農地 | 森林 | 粒径 ] 断面 [ 断面 soil profile | 落葉落枝 litter | 腐葉 duff ] 診断 [ 基準 standard for soil diagnostics ] 園芸 [ 用土 ] 特性 [ 水分 | 分析 ] 土とは (What is soil?)地球表面の極薄い生物活動の影響を受けた層 (「極薄い層」は立場で異なる)
a. 植物根が密に分布する層 |
Ex. 森林・草原の規模: 人工林しかない Ex. 草原: チェルノーゼム chernozem = 表層から1 m位黒い土 土壌転換(混合)が生物により行われるbioturvation。腐植発達
クロトビナ krotovina: モグラ・ネズミ・リス等が作った跡に腐植蓄積 → 土壌転換に有効 |
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1870頃: 地質調査の必要性 ライマー (Rymer-Johnes, Thomas Manson 1839-1894): 来日 ライマー地質図作成 ナウマン (Naumann, Heinrich Edmund 1854-1927): 鉱山学校教師目的
→ 話絶え内務省地質課に入る
「日本農業及北海道殖民論」「日本地産論」(滞在中執筆) ロシア学派ドクチャエフ (Dokuchaev, Vasily Vasilievich, 1846-1903, 露)1879 土壌分類整理 1883 「ロシアの黒土」(Russian Chernozem) 
1890頃: 生成的土壌論 - チェルノーゼム生成過程研究
A-C層分け行う |
→ 岩礫が土に変化: One of ecosystem = abiotic factors Glinka, Konstantin Dmitrievich (1867-1927) 両名により気候と形態的特徴による土壌分類・命名・作図体系発展 Taylor, G.による土壌区分礫土(gravel) = 植物生育困難, 砂土(燕麦土壌, sand) = 燕麦位なら育つ, 壌土(大麦土壌, loam), 埴土(小麦土壌, clay) 1893 (明26): 農商務省農事試験場設置東京本場, 大阪・宮城・石川・広島・熊本・徳島支場 [ 野外土壌調査 - 地下部測定 ] |
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土壌断面 soil profile: 土壌は様々な要因によって絶えず変化 ⇒
観察項目: 層位、土色、有機物、土性、構造、粘稠度、溶脱集積、生物 等 母材(母質物) parent material: 岩石などの土の元となる材料母岩: 母材が岩石の場合 層位 (horizon): 日本農地土層区分
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土性 soil texture植物への養分・水供給と土壌での維持貯蔵、耕耘難易に関連s.s. 土壌各粒子の比率 → 透水性・水分・養分保持等を決める基本性質
粒径↑ = 水・養分吸収保持↓ &rarr ;干害・肥料流亡 土色 soil color: 有機物・Fe・Mn等含量・化合状態・含水量で異なる 土性区分 (classification of soil texture)日本では、国際法かJISを使うこと多。日本森林土壌調査では国際法採用。土壌特性と農業事情を反映し、粒径区分は国により、同じ国でも分野で異なるので注意。なぜ、目の粗さが0.063 mmという不思議な篩があるのは、そんな基準を設けてるところもあるから
国際法 (Atterberg) 粒径 工学(工業)的 農学的
(mm) 米国道 国鉄土 JIS 国際法 日本農 USDA ドイツ ソ連
路局 質調査 学会法
委員会
>3.0 礫 礫 礫 礫 礫 礫 礫 礫 > 2.0 粗砂 > 1.0 粗砂 細礫 粗粒砂 粗砂 粗砂 細礫 粗砂 > 0.63 粗粒砂 粗砂 中砂 > 0.5 中砂 > 0.42 中粒砂 中砂 > 0.25 細砂 細粒砂 > 0.2 細粒砂 細砂 細砂 細砂 > 0.1 細砂 細砂 > 0.074 微粒砂 微粒砂 > 0.063 シルト シルト > 0.05 粗シルト > 0.02 シルト 微砂 シルト 粗シルト > 0.01 シルト 中シルト > 0.0063 粘土 中シルト > 0.005 細シルト > 0.002 粘土 粘土 粘土 粘土 細シルト > 0.001 粘土 粗粘土 > 0.00063 コロイド コロイド コロイド 粘土 > 0.0002 中粘土 > 0.0001 細粘土 未満 コロイド 粘土含量にもとづく1. 日本農業規格土性分類 vs 林野現地調査砂土 (S) 粘土含量<12.5% 砂土 ほとんど砂ばかり 砂壌土 (SL) 12.5-25.0 砂質壌土 肉眼で指間に砂1/3-2/3認められる 壌土 (L) 25.0-37.5 壌土 ほぼ1/3以下の砂を含む 埴壌土 (CL) 37.5-50.0 微砂質壌土 粘りのない粘土が大部分を占める 埴質壌土 粘りのある粘土に砂を感じる 埴土 (C) 50.0%以上 埴土 粘りのある粘土が大部分 石礫土 石礫の間隙を細土が満たす感じ |
2. 砂 sand、シルト silt、粘土 clayの含有割合(構成比)をもとに分類
粘土 シルト 砂 判定基準 粘土 ▓▓▓▓░░░░░░░░░░░░░░░░ サラサラして固まらない 砂質ローム ██▓▓▓▓▓░░░░░░░░░░░░░ 紐にならず表面ザラつく小球に固まる ローム ████▓▓▓▓▓░░░░░░░░░░░ ≥ 2 mm φなら紐。曲げ - 壊れる 重粘土 ████████▓▓▓▓▓▓░░░░░░ φ 2 mm以下で紐。曲げ - 輪になる△ 国際法 (international rule) △ 米国農務省 (USDA) _________  沈降速度, V (cm/s) ∝ 粒径 (ストークスStokesの法則) V = 2/9·(d - d')η·gr2
r: 粒子半径 (cm), d: 粒子比重
エピソメーター__________________沈降測定 |
(Dokuchaev 1899)
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(Lang 1920) 気候的土壌帯 climatic soil zone雨量係数 rain factor, RFRF = (年降水量)/(年平均気温) (Ex. 札幌 = 1100/7.2 = 152)
気候 風化型1 雨量係数 土壌型
過湿気候 奨液風化 > 160 腐植土及び漂白土2
湿潤気候 溶液風化 160-100 黒色土
100- 60 褐色土
60- 40 12C以下 黄色土
12-20C 赤色土
20C以上 ラテライト3
乾燥気候 40以下 塩類土、砂漠土
1: 現在使わない。2: 腐植土 = 泥炭等, 漂白土 = podozol。3: ラテライト形成には乾湿が適度に交互に訪れることが必要 Thornthwaite (USA)による土壌区分PE index vs TE indexに基づく土壌区分
乾 ← → 湿
寒|氷雪 | 0
↑|マスケグ | 32
|灰色 | 栗色 | チェル | プレー | ポドゾル | 48 TE
|土 | 土 | ノーゼム | リー土 | 灰褐色土 | 64 index
↓| | | | | 赤黄色土 |128
暑| | | | | ラテライト|
0 16 32 48 64 128
PE index
草原土壌 ← | → 森林土壌
Volobuev (CCCP)の分類
_________________水湿系列 0. 砂・粘土・泥炭・腐植これらの組み合わせで土壌区分(1880年まで)1. V.V. Dokchaenによる土壌分類(1900)1886年以来のものでDokchaenによる最終的な区分体系参考. 小麦土壌・大麦土壌・燕麦土壌・ライ麦土壌 - 農業的区分 A: 成帯土壌: 気候帯に対応して発達し成熟した土壌
地帯 植生 土壌型
I 北方森林 ツンドラ土壌
II タイガ 淡灰色ポドゾル化土壌
III 森林-ステップ 灰色-暗灰土壌
IV ステップ チェルノーゼム
V 砂漠-ステップ 栗色土・褐色土
VI 気成又は砂漠地帯 気成土壌・黄色土壌・白色土壌
VII 亜熱帯・熱帯林地帯 ラテライト・赤色土壌
B1: 遷移的土壌
VIII__乾地-泥炭土壌(泥炭湿草地土壌)
XI___泥炭土壌 生物中最も大きなインパクトを持つのは人間 → 土壌形成には数10-数100年かかると言われ、人は一瞬で変える存在であり、その土壌は人工土壌(人為土壌)と呼べる Ex. 水田土 |
2. Marbut (1924, USA)化学分析から土壌生成要因→ 湿潤地 = Al, Fe (pedalfers)、乾地 = Ca (pedocals)重要 石灰質土壌 calcareous soil
未成熟土壌: 沼沢地土壌・グライ土壌・レンヂナ・沖積土壌・斜面上未熟土壌・塩類土壌・アルカリ土壌・泥炭土壌を区分 1938年位以降: 分類改変行われ以下の土壌分類群作成|Great soil groups (大土壌群) < Suborder (亜目) < Order (目) Order 成帯土壌 zonal soilSuborder 1. 寒帯 |ツンドラ Suborder 2. 乾燥地域淡色土|砂漠土壌 |赤色砂漠土 |シーローゼーム(灰色土壌) |栗色土 |赤色栗色土 |チェルノーゼム |退位チェルノーゼム(表面少し溶脱) |非石灰質褐色土又は山東褐色土 Suborder 5. 森林地域淡色ポドゾル化土壌|灰色森林土又はポドゾル土壌 |褐色ポドゾル土壌(レシベ等) |赤褐ラテライト的土壌 |黄褐ラテライト的土壌 |ラテライト土壌 Order 帯間土壌 interzonal soilSuborder 1. 塩類性(塩類/アルカリ)土壌、乾燥地不完全排水地/海岸堆積物 |ソロンチャク又は塩類土 |ソロネフツ土壌/ソロド土壌 Suborder 2. 沼沢地・沼地・多湿地及び平坦地の水成土壌|腐植質グライ土壌 |高地(山)湿草地土壌 |褐色森林土(日本の褐色森林土と異) |レンヂナ土壌 Order 非成帯土壌 azonal soil|岩屑土 |レゴソル(乾燥的砂土含む Ex. 花岬砂丘) |沖積土 3. 包括的土壌分類群土壌命名法第7次案Seventh approximation published (US Soil Survey Staff 1960)Order (*: 日本に存在しない)
Suborder: arc 強度に風化した, alb 白っぽい, alt高地, and: ex. andosol 暗土(andept), aqu 水, arg 粘土, ferr 鉄, hum 有機物 (ex. humus), ochr 黄化 or 淡色, orth 普通の, pamm 砂土, rend: rendizina, ud: 湿潤気候の, umbr 暗い・黒い, ust 乾燥気候の・夏高温の Great group: agr 畑, abl 白い, anthr 人工の, arg: agricultural, brum 褐色, calc カルシウム, camb: change, crust 核, cry: crystal 寒い/透明な, crypt: 秘密の, dur 堅い, dystr: dystrophic, eutro: 富栄養の, ferr: 鉄(Fe)の, frag 崩れ易い, fragloss 舌状をした, grum 粒状, hal 塩の, hapl 単純な, hum フムスのある, hydr 水の, mag 偏平な, nadur: natr + dur, natr: Na, ochr, orth, phan, alophaneplac 平坦な, plag: plaggen (D), plint 煉瓦色, psamm, quary 石英, rhod: red, sal 塩, therm 温暖な, typ: typical, ult, umber, ust, verm: vermes ミミズ ⇒ これらの組み合わせで土壌命名Ex. aquent 排水悪い新生土(aqu + ent), andept 暗土(and + ept) |
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国土調査法: 1/50,000土壌図 soil map 作成 ⇒ 表層地質 + 地形 M16: 土壌調査 soil survey 開始(当初ドイツ方式) = 粒径・母岩・産地による区分(Ex. 須磨花崗岩砂土)
→ 日本は火山灰多く分布も広い。また沖積土は母岩起源不明が多い
合州国 soil taxonomy 第7次案特徴: 診断層(その土壌型を決定出来る層, diagnostic profile)設ける 土壌群名 分布する地形 面積 (× 100 ha) 水田 普通畑 樹園地 1. 岩屑土 山地、丘陵地斜面 - 80 78 2. 砂丘未熟土 砂丘地 - 219 19 3. 黒ボク土 火山山腹緩斜面、火山山麓、台地 173 9113 751 4. 多湿黒ボク土 沖積低地、谷低地、丘陵内部窪地 2786 964 24 5. 黒ボクグライ土 谷底地 434 16 - 6. 褐色森林土 山麓、丘陵地斜面、台地、波状地 54 2602 1461 7. 灰色台地土 台地 792 403 68 8. グライ台地土 山地、丘陵地 、台地上及び斜面 396 32 - 9. 赤色土 台地、丘陵地 4 183 169 10. 黄色土 台地、丘陵地 1481 1024 770 11. 暗赤色土 台地、丘陵地、段丘 0.2 94 57 12. 褐色低地土 沖積平野、谷底地、扇状地 1451 1996 286 13. 灰色低地土 同上、やや比高低、より平坦 10612 652 112 14. グライ土 沖積平野、谷底地 8824 192 19 15. 黒泥土 沖積平野、海岸後背湿地、 737 17 - 山麓山間窪地 16. 泥炭土 同上 1131 277 1.3 17. 未同定 - 13 0.7 計 28875 17877 3814
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林野土壌分類(林業試験場報告280): 林業的見地に断った区分 表. 森林土壌: 大政による土壌分類案 [土壌群 亜群 土壌型 (*偏乾亜型)] P ポドゾル PD 乾性ポドゾル PDI 乾性ポドゾル PDII 乾性ポドゾル化土壌 PDIII 乾性弱ポドゾル化土壌 PW(i) 湿性鉄型ポドゾル PW(i)I 湿性鉄型ポドゾル PW(i)II 湿性鉄型ポドゾル化土壌 PW(i)III 湿性鉄型弱ポドゾル化土壌) PW(h) 湿性腐植型ポドゾル PW(h)I 湿性腐植型ポドゾル PW(h)II 湿性腐植型ポドゾル化土壌 PW(h)III 湿性腐植型弱ポドゾル化土壌 B 褐色森林土 B 褐色森林土 BA 乾性褐色森林土(細粒状構造) BB 乾性褐色森林土(粒状・堅果状構造型)) BC 弱乾性褐色森林土 BD 適潤性褐色森林土 BE 弱湿性褐色森林土 BF 湿性褐色森林土 (BD(d) 適潤性褐色森林土*) dB 暗色系褐色森林土 dBD 適潤性暗色系褐色森林土 dBE 弱湿性暗色系褐色森林土 (dBD(d) 適潤性暗色系褐色森林土*) rB 赤色系褐色森林土 rBA 乾性赤色系褐色森林土(細粒状構造型) rBB 乾性赤色系褐色森林土(粒状・堅果状構造型) rBC 弱乾性赤色系褐色森林土 rBD 適潤性赤色系褐色森林土 (rBD(d) 適潤性赤色系褐色森林土*) yB 黄色系褐色森林土 yBA 乾性黄色系褐色森林土(細粒状構造型) yBB 乾性黄色系褐色森林土(粒状・堅果状構造型) yBC 弱乾性黄色系褐色森林土 yBD 適潤性黄色系褐色森林土 yBE 弱湿性黄色系褐色森林土 (yBD(d) 適潤性黄色系褐色森林土*) gB 表層グライ化褐色森林土 gBB 乾性表層グライ化褐色森林土(粒状・堅果状構造型) gBC 弱乾性表層グライ化褐色森林土 gBD 適潤性表層グライ化褐色森林土 gBE 弱湿性表層グライ化褐色森林土 (gBD(d) 適潤性表層グライ化褐色森林土*) RY 赤・黄色土 R 赤色土 RA 乾性赤色土(細粒状構造型) RB 乾性赤色土(粒状・堅果状構造型) RC 弱乾性赤色土 RD 適潤性赤色土 (RD(d) 適潤性赤色土*) Y 黄色土 YA 乾性黄色土(細粒状構造型 YB 乾性黄色土(粒状・堅果状構造型) YC 弱乾性黄色土 YD 適潤性黄色土 YE 弱湿性黄色土 (YD(d) 適潤性黄色土*) |
gRY 表層グライ系赤黄色土 gRYI 表層グライ化赤黄色土 gRYII 弱表層グライ化赤黄色土 gRYbI 表層グライ灰白化赤黄色土 gRYbII 弱表層表層グライ灰白化赤黄色土 Bl 黒色土 Bl 黒色土 BlB 乾性黒色土(粒状・堅果状構造型) BlC 弱乾性黒色土 BlD 適潤黒色土 BlE 弱湿性黒色土 BlF 湿性黒色土 (BlD(d) 適潤黒色土*) lBl 淡黒色土 lBlB 乾性淡黒色土(粒状・堅果状構造型) lBlC 弱乾性淡黒色土 lBlD 適潤淡黒色土 lBlE 弱湿性淡黒色土 lBlF 湿性淡黒色土 (lBlD(d) 適潤淡黒色土*) DR 暗赤色土 eDR 塩基系暗赤色土 eDRA 乾性塩基系暗赤色土(細粒状構造型) eDRB 乾性塩基系暗赤色土(粒状・堅果状構造型) eDRC 弱乾性塩基系暗赤色土 eDRD 適潤性塩基系暗赤色土 eDRE 弱湿性塩基系暗赤色土 eDRD(d) (適潤性塩基系暗赤色土*) dDR 非塩基系暗赤色土 dDRA 乾性非塩基系暗赤色土(細粒状構造型) dDRB 乾性非塩基系暗赤色土(粒状・堅果状構造型) dDRC 弱乾性非塩基系暗赤色土 dDRD 適潤性非塩基系暗赤色土 dDRE 弱湿性非塩基系暗赤色土 (dDRD(d) 適潤性非塩基系暗赤色土*) vDR 火山系暗赤色土 vDRA 乾性火山系暗赤色土(細粒状構造型) vDRB 乾性火山系暗赤色土(粒状・堅果状構造型) vDRC 弱乾性火山系暗赤色土 vDRD 適潤性火山系暗赤色土 vDRE 弱湿性火山系暗赤色土 (vDRD(d) 適潤性火山系暗赤色土*) G グライ G グライ G グライ psG 擬似グライ psG 擬似グライ PG グライポドゾル PG グライポドゾル Pt 泥炭土 Pt 泥炭土 Pt 泥炭土 Mc 黒泥土 Mc 黒泥土 Pp 泥炭ポドゾル Pp 泥炭ポドゾル Im 未熟土 Im 未熟土 Er 受蝕土 |
湿性土壌 hydric soil= 湿原土壌 wetland soil浸水waterlogged等により土壌飽和状態が嫌気的状態を作り出すのに十分な期間継続している土壌 → 湿性植物定着 季節性湿潤土壌 seasonally wet soil: 雨期には1月以上浸水している土壌。乾期の状態は問わない 常時湿潤土壌 permanently wet soil: 平年は通年浸水している土壌 排水不良土壌 hydromorophic soil 湿性(有機物) hygric (organic matter): 湿潤条件下に加わる有機体の質 
凍上(≈ 霜柱)機構は不明の点多アイスレンズ ice lens: 地表0°C以下 → 土中水が凍結面近傍に集まり氷塊となる場合 = 析出氷形が凸レンズ状 → 凍上に大きく関与
凍結進行: 発生-成長-ジャンプを繰り返す → とびとびな層形成 要因火山灰土壌: 水通しやすい → 下方から霜柱形成部位に水を供給しやすく大型霜柱発達しやすい
北海道(Hokkaido)の農牧地土壌分類泥炭・火山灰等特殊土壌多く、酸性褐色森林土が札幌以北では大半占める(褐色森林土: 網走・北見の一部 - 母岩に石灰分多く土壌が中和されたため)本土壌分類も、北海道土壌はテフラの影響が強いことを示している 土壌分類表* 従来は農地耕深浅かったので、火山放出未熟土、火山性土や泥炭土の厚さは地表から20 cm以上と定義された。大型機械化により耕深も深まり、下層土との混合を考慮すると25 cm程度に訂正するのが妥当と考えられるが、土壌区分再調査を要するため従来の定義を踏襲しまとめた。a: 火山灰表層を区分, b: 灰質を区分, c: 下層埋没腐食層を区分, d: 下層砂礫層を区分, e: 丘陵, 台地を区分, f: 土性(礫, 粗粒, 中粒, 細粒質)を区分 大分類 中分類 小分類 (備考) 未熟土 残積未熟土 残積未熟土 砂丘未熟土 砂丘未熟土 暗色表層砂丘未熟土 火山放出物未熟土* 放出物未熟土(b 典型) 積層放出物未熟土(bcd) 下層台地放出物未熟土(bcd) 下層低地放出物未熟土(bcd) 湿性火山放出物未熟土* 湿性放出物未熟土(b 典型) 積層湿性放出物未熟土(c) 下層台地湿性放出物未熟土(c) 下層低地湿性放出物未熟土(bcd) 下層泥炭湿性放出物未熟土(b) 火山性土* 未熟火山性土 積層未熟火山性土(cd) 下層台地未熟火山性土(cd) 下層低地未熟火山性土(cd) 湿性未熟火山性土 積層湿性未熟火山性土(cd) 下層台地湿性未熟火山性土(c) 下層低地湿性未熟火山性土(c) 下層泥炭湿性未熟火山性土(d) |
褐色火山性土 軽捷褐色火山性土(典型) 積層軽捷褐色火山性土(d) 下層台地軽捷褐色火山性土(d) 下層低地軽捷褐色火山性土(d) ローム質褐色火山性土(d 典型) 下層台地ローム質褐色火山性土(d) 黒色火山性土 軽捷黒色火山性土(典型) 積層軽捷黒色火山性土 下層台地軽捷黒色火山性土(d) 下層低地軽捷黒色火山性土(d) ローム質黒色火山性土(典型) 下層台地ローム質黒色火山性土(d) 湿性黒色火山性土 湿性黒色火山性土 下層台地軽捷湿性黒色火山性土 下層低地軽捷湿性黒色火山性土(d) 下層泥炭軽捷湿性黒色火山性土(d) 厚層黒色土 厚層黒色火山性土 火山性土 下層台地厚層黒色火山性土(d) 下層低地厚層黒色火山性土 湿性厚層黒色火山性土 湿性厚層黒色火山性土 下層台地湿性厚層黒色火山性土(d) 下層低地湿性厚層黒色火山性土 褐色森林土 褐色森林土 褐色森林土(ef) 暗色表層褐色森林土(aef) 酸性褐色森林土 酸性褐色森林土(ef) 暗色表層酸性褐色森林土(aef) ポドゾル性酸性褐色森林土(f) 擬似グライ土 擬似グライ土 擬似グライ土(f) 暗色表層擬似グライ土(af) 褐色森林土性擬似グライ土(f) 暗色表層褐色森林土性擬似グライ土(af) グライ台地土 グライ台地土(f) 暗色表層グライ台地土(f) ポドゾル ポドゾル ポドゾル(f) 赤黄色土 暗赤色土(貧塩基) 暗赤色土(貧塩基)(ef) 暗色表層暗赤色土(貧塩基)(f) 低地土 褐色低地土 褐色低地土(f) 暗色表層褐色低地土(af) 灰色低地土 灰色低地土(f) 暗色表層灰色低地土(af) グライ低地土 グライ低地土(f) 暗色表層グライ低地土(af) 下層泥炭グライ低地土(f) 暗色表層下層泥炭グライ低地土(af) 泥炭土* 低位泥炭土 低位泥炭土 下層無機質低位泥炭土 中間泥炭土 中間泥炭土 高位泥炭土 高位泥炭土 表. 北海道における火山性土類別と分布面積(長沼・山田 1951) (100 ha) 支庁 火山 湿性 未熟 褐色 黒色 厚層 湿性 湿性 湿性 計
放出 火山 火山 火山 火山 黒色 未熟 黒色 厚層
物未 放出物 性土 性土 性土 火山 火山 火山 黒色火
熟土 未熟土 性土 性土 性土 山性土
宗谷 79.5 0.6 80.1 網走 108.4 6.0 15.1 562.9 117.4 39.1 39.1 1.6 27.5 917.1 上川 9.0 105.4 6.0 3.0 123.4 空知* 87.0 16.0 22.9 135.1 留萌 - 石狩 130.0 0.3 13.0 117.0 26.0 0.9 287.2 根室 383.9 656.5 490.6 11.9 28.4 298.6 1869.9 釧路 48.6 3.5 395.0 692.0 1051.4 39.0 13.0 256.8 2499.3 十勝 140.7 269.3 1037.2 48.2 104.5 168.8 345.7 2114.4 日高 149.5 5.2 81.4 2.2 120.6 52.5 411.4 胆振 482.5 193.2 211.3 9.0 1.1 897.1 後志 47.0 260.4 27.9 17.8 353.1 桧山 94.6 51.9 33.4 6.2 11.4 197.5 渡島 178.4 122.4 30.4 176.0 24.0 531.2 計 1184.4 208.2 1271.1 1077.9 3162.5 1934.9 335.3 247.6 985.7 10416.8 *: その他 (0.9) |
土壌乾燥風乾: 採集した土壌を封筒に入れたまま自然乾燥させる絶乾: 95度の乾燥機(実際は土壌により変える)に入れ重量が減らなくなるまで乾燥させる。サンプル量によるが通常72時間で十分 灼熱損料乾燥土壌を正確に秤量し"るつぼ"に入れ、800度で8時間、マッフル炉中で加熱した後、損失量から測定pH方法1. 等量の蒸留水に懸濁し、上澄みを用いpHメーターで測定方法2. 土壌50 gに蒸留水125 mlを加え攪拌し懸濁液を測定 新鮮土壌とし風乾土壌は避けるべき 粒径ここでは、直径2 mm以上のものを礫、0.05 mm以下を粘土、その間を砂とし、その大きさの篩を用意し測定国際標準: 篩の仕様 目の開いている間隔 = opening → 篩を通過できる粉体の大きさを正確に示せる 日本: 慣行として「メッシュ」表記 Ex. 60-mesh (in opening) = 250 μm 化学分析 |
実験に必要な物品秤 分光光度計 篩(2種類: 直径2 mm，0.05 mm) 前処理湿式灰化
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窒素定量 nitrogen (N) quantificationI) 湿式酸化法 = ケールダール法 Kjeldahl methodケルダール窒素(K-N, or Kj-N) = ケルダール法で定量された窒素 = 有機態窒素 + アンモニウム態窒素
Kjeldahl 1883 → 改良多
Original N → [H2SO4] → CO2 + H2O + NH4SO4
NH4SO4 + 2NaOH → NH3 + Na2SO4 + H2O
→ 標準アルカリ液で適定し窒素量を求める(ホウ酸の方が操作簡単) a. マイクロ法(汎用) b. セミマイクロ法 c. マクロ法 ガンニング変法: 試料が硝酸態窒素含む → 硝酸態窒素をサリチル酸とチオ硫酸ナトリウムで還元し硫酸分解 1. 洗浄法
→ 1-5の操作を3回行う 2. 蒸留と定量a) 硫酸分解法: 硝酸態窒素を含まない場合
N量 = 0.1401 × (b – b') b) サリチル硫酸分解法: 硝酸態窒素を含む場合
a)に加え、サリチル硫酸(サリチル酸10 gを濃硫酸300 mlに溶かす)と粉砕済結晶チオ硫酸ナトリウムを準備
回収率 = (得られたN量-ブランク値)/(実際に加えたN量) × 100 Ex. 1. 植物体 水耕したヒマワリの茎(K+欠乏=III、N欠乏=IVの2種), BSA
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Ex. 回収率 recovery rate: NH4Cl滴定5回 → 滴定量7.5, 7.6, 7.6, 7.7, 7.6 ml (mean = 7.6 ml) Blank滴定3回 → 11.4, 11.5, 11.2 ml (mean = 11.37 ml)
得られたN量 = 0.141 × (11.37 - 7.6) × 1.002 = 0.5292 II) 乾式酸化法 = デュマ法操作複雑 → 自動化すすむNitrogen analyzer (Colman Co.) CN coder (Yanagimoto Co.) = デュマ法変法 0. 原理: 含窒素試料を酸化第II銅とともに炭酸ガス(carrier gas)気流中で熱し完全分解 → 試料中窒素はN2, NO2, NH3となる → 最終的に全てN2となる
ハロゲン、SO2, SO3等の生成妨害ガスは還元銅とバナジン酸銀により吸収除去 最後に窒素計内に残ったN2体積測定、補正計算をし窒素含有率求める 1. 手順: 機械[清浄: 管中をCO2で満たす] → [燃焼] → [掃流]の手順で動く
ブランク = 空打ち: 同一条件下で3-4回 (電源切ったら次回必ず求める) 無機態窒素定量= 土壌無機態窒素 – 植物利用可能窒素 → 全窒素と異なるI. アンモニア態窒素 ammoniumu nitrogen, NH4-N0. 原理
水溶態アンモニウム
置換態アンモニウム:中性塩類溶液で置換される → 植物有効態窒素 = 水溶態アンモニウム + 置換態アンモニウム → これを定量 1. 浸出(抽出): 2 mm篩を通した土壌(風乾でも未風乾でもよい)a. McLean-Robinson method 試薬: 1N NaCl: 585 g NaCl + Distilled water → final 10 l
試薬: 10% KCl (中性-アルカリ性土壌は20%): 1000 g KCl + distilled water → final 10 l
→ 定量: アンモニア態、亜硝酸態、硝酸態窒素の同時浸出及び定量
ネスラー法 = アンモニウム: ネスラー試薬はHgイオン(有害)含み呈色液安定性に問題 a. 滴定 b. 比色･吸光 ネスラー法簡易測定器: 標準比色板(0.2, 0.5, 1.0, 2.0, 3.0, 5.0 ppm)使用 インドフェノール(青)法: 高感度。呈色液は長時間安定 = 吸光440 nm ※ 環境基準(環境省)に伴う測定方法: 全窒素(TN)で検定すること 前処理: 全燐測定方法とほぼ同 = 水酸化ナトリウムとペルオキソ2硫酸カリウム混液を添加し、高圧蒸気滅菌器で120°Cで30分間加熱分解し有機態窒素を硝酸にまで酸化 定量方式
II. 硝酸態窒素Cd還元法(自動分析器あり) → 硝酸および亜硝酸の合計を計っている |
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リン phosphorus (P) リン酸 phosphoric acid (H3PO4) リン酸塩 phosphate 環境基準に伴う測定方法全燐(TP)で検定する (環境省)JIS-K0102: 燐酸イオン(PO3-4)及び燐化合物はオルト燐酸、ポリ燐酸、動植物質中燐等、水中存在燐化合物中の燐を指し、燐酸イオン、加水分解性燐、全燐に区別 → 全て燐酸イオン(PO3-4)換算表示 全燐 = 「試料に強酸を加え、乾固近くまで加熱蒸発するか、試料に硫酸とペルオキソ2硫酸カリウムを加え高圧蒸気滅菌器で加熱し有機物、懸濁質等を分解し、この溶液をモリブデン青法で燐酸イオンを定量し、これを全燐とし燐酸イオン量で表示」 環境省全燐測定方法: 試料に中性下でペルオキソ2硫酸カリウムを加え高圧蒸気滅菌器で120°Cで30分加熱分解し、有機燐をオルトリン酸にまで酸化しモリブデン青法で測定 全燐自動分析装置: ほぼ環境庁方式に準拠
前処理 試料水 50 ml採取
↓ → ペルオキソ2硫酸カリウム
加熱分解 120°C, 30 min
↓
冷却
定量 ↓ → 亜硫酸水素ナトリウム(海水資料の場合)
↓ → モリブデン酸アンモニウム
↓ + 酒石酸アンチモニルカリウム混合溶液
↓ → アルコルビン酸溶液
攪拌
静置 約15分
吸光度測定
図. 全燐測定方法の操作フロー 土壌中リン定量 phoshorus quantitfication0. 原理比色法(他に重量法、容量法 - 煩雑で用いない) → 比色定量時の妨害物質(Fe3+, Fe-)除去必要a) Fe3+除去: リン酸発色妨害
Fe3+: フェロシアン化カリウムと反応しフェロシアン化鉄となる
フッ化アンモニウム液中にホウ酸を加えフッ化ホウ素酸塩を形成させ比色妨害を除去 硫酸モリブデン法/塩酸モリブデン法
リン酸をモリブデン酸によってヘテロポリ化合物を生成 バナドモリブデン酸法
リン酸はモリブデン酸アンモニウムとバナジン酸アンモニウムにより複塩生成し黄色化 Allenの湿式灰化による有機リン酸定量原理: ATP → 3Pi + Ad, ADP → 2Pi + Ad, AMP → 1Pi + Ad無機定量の要領でPi部定量。Ad量測定し、その比により有機状態判断 操作 → 湿式灰化 → 無機リン酸定量手順に従う試薬 (reagents)a) 発色試薬 dye
1) 硫酸 = 694 ml - final 5 l 1) 100 ml + 2) 30 ml → + 3) 60 ml → + 4) 10 ml → dye b) リン酸標準液: KH2PO4 (特級) 4.3935 g - final 1 l→ [× 100 dilution] → 10 μg P/ml |
c) 抽出液
5) フッ化アンモニウム(NH4F) = 37 g - final 1 l 5) 15 ml + 6) 100 ml + 385 ml distilled water (1年間保存可能) 7) ホウ酸 = 49.5 ml - final 1 l d) 測定: 波長882 nm有効態リンの定量 (ブレイII, Bray II)有効態リン available phosphorus (P2O5): 土壌中のリン酸の中で植物養分として供給されるリン酸原理有効態リン酸拙出法: 0.002N H2SO4液抽出(トルオーグ法)、2.5%酢酸抽出、0.2N HCl抽出等プレイII抽出法: 水田土壌・草地土壌で使用。プレイII法は吸着態と酸可溶態のリン酸を抽出する方法で、抽出剤として0.03N NH4F(フッ化アンモニウム)-0.1N HCl混液が使用される 装置・器具100 ml三角フラスコ、50 mlメスフラスコ、ゴム栓、ピペット、漏斗、濾紙(5B)、分光光度計試薬
操作風乾細土1 gを100 ml容三角フラスコに取り、抽出用混合溶液20 mlを加え、栓をして1分間振盪する。直ちに濾紙(5B)上に移して濾液を得る。濾液一定量(Pとして10-50 μg)を50 ml容メスフラスコに採り、ホウ酸液15 mlを加え、水を加えて約40 mlにする。混合発色試薬8 mlと水を加えて定容にする。よく振りまぜて10分間放置したのち、870 nmまたは710 nmの波長で吸光度を測定する。16時間は安定である。検量線はリン酸標準液1-5 mlを採り、ホウ酸液15 mlを加え、以下同様の操作で発色させ、比色して作成する。 土壌 = 風乾細土 1 g
↓ - 抽出液 20 ml
↓ ホウ酸液15 ml 図. 有効態P2O5(ブレイ2)の測定 計算: 有効態リン酸 = D × 100/f × 20/E · P mg/乾土 100 g
これを2.29倍すればP2O5 mg/乾土 100 gとなる。 ※ 湛水期間中の土田土壌測定: 土壌:抽出液 = 1:10(風乾土相当) [暫定] |
可給態ケイ酸試薬
操作風乾細土10 gを200 ml容三角フラスコにとり酢酸緩衝液100 mlを加え、時々振蕩し40°定温湯せんに5時間保つ。乾燥濾紙で濾過し、はじめの数mlを捨てる濾液10 mlを乾燥ビーカー(フラスコ)にとり、0.6N HCl 15 mlおよびモリブデン酸アンモニウム液5 mlを加え約3分間放置する 亜硫酸ナトリウム液10 mlを加えてモリブデン青を発色させ、約10分後に10 mmの厚さのセルを用い、600-700 nmの透過率を読む |
検量線作成ケイ酸標準液: 0, 3, 5, 10, 25 mlをそれぞれ100 mlのメスフラスコにとり、水で定容してこれを検量線用標準液とする。この各々から10 mlをビーカーにとり 0.25N HCl 5 ml、モリブデン酸アンモニウム液5 ml、亜硫酸ナトリウム液10 mlを順次に加え、発色し測定を行う。検量線用標準液と土壌浸出液は同量とって発色するので、検量線の作成は検量線標準液10 ml中のSiO2量で表示するのが便利である。上に調製した検量線用標準液10 ml中には、0, 30, 50, 100, 250 μgのSiO2が含まれる 計算発色に用いた浸出液10 ml中のSiO2A μgとすると、土壌100 g中のmg SiO2 = 0.1 × A 土壌中のppm SiO2 = A 結果は乾土100 g当たりmgで表示する。 注意事項
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置換性カリウム(カリ)およびナトリウム(ソーダ)機器: 炎光光度計、メスフラスコ、ホールピペット試薬
操作
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計算法結果は、酸化物のmgにより表示するが、必要に応じてmeを( )内に併記する(1) 置換性K
K2O (mg/乾土100 g) = A × d × 100/1000 × 100/(f × W) × 1.205
Na2O (mg/乾土100 g) = A × d × 100/1000 × 100/(f × W) × 1.348
A: 供試液濃度(ppm) 数字はmeでは小数点以下1桁、mgでは整数部まで示す。 |
表は北海道における基準例。地域でかなり異なる [ 水田・畑 | 樹園地 | 草地 ]
水田・畑
診断項目
水田
普通畑 20-30 施設 ≥ 40 路地 ≥ 50 18-20 - 15-25 15-20 ≥ 70 - - 10-3-10-4 ≤ 60 - 作土 6.0-6.5 中粒質土 ≤ ± 0.7 15-30 100-180 180-350 280-450 中粒質土 25-40 中粒質土 15-30 40-60 60-80 4-8 ≥ 2 - - - - - - 樹園地
診断項目
造成・更新園
維持管理園 20-30 > 30 有効根域 18-22 25-35 15-20 15-20 - - - 10-3-10-4 ≤ 60 - 耕起層(不耕起 は0-10 cm) 6.5 - ≥ 20 ≥ 350 ≥ 25 15-20 50-70 60-80 5-10 ≥ 2 - - - - - - 草地
診断項目 造成・更新 維持管理
非火山性 泥炭土 火山性土 非火山性 泥炭土
鉱質土 鉱質土
物理性
作土深さ 20-30 10-20 - - -
有効土層深さ ≥ 30 > 30 - - -
土壌緻密土 有効根域 - 有効根域 有効根域 -
18-22 ≤ 24 ≤ 24
作土固相率 ≤ 40 - - - -
作土粗孔隙 ≥ 10 有効根域 有効根域 有効根域 有効根域
≥ 10 ≥ 10 ≥ 10 ≥ 10
作土易有 10-15 - - - -
効水容量
作土砕土率 - - - - -
収穫期土壌水分 - - - - -
垂直浸透量 - - - - -
浸透係数 10-3-4 10-3-4 - - -
地下水位 ≤ 60 50-70 ≤ 60 ≤ 60 50-70
作土土砂含量 - ≥ 50 - - -
化学性(対象土層) (0-5 cm)
pH 6.5 6.5 5.5-6.5 5.5-6.5 5.5-6.5
電気伝導度 - - - - -
有効態リン酸 ≥ 20 ≥ 30 ≥ 20 ≥ 20 ≥ 30
置換性石灰 ≥ 400 ≥ 700 ≥ 140 ≥ 200 400-800
置換性苦土 ≥ 25 ≥ 40 20-30 20-30 30-50
置換性加里 15-20 20-40 18-30 18-30 30-50
石灰飽和度 50-70 50-70 - - -
塩基飽和度 60-80 - - - -
石灰・苦土比 5-10 5-10 5-10 5-10 5-10
苦土・加里比 ≥ 2 - ≥ 2 ≥ 2 ≥ 2
可給態珪酸 - - - - -
遊離酸化鉄 - - - - -
易還元性マンガン - - - - -
熱水可溶性ホウ素 - - - - -
可溶性亜鉛 - - - - -
可溶性銅 - - - - -
示性分級A. 表土の厚さ= A層の厚さ畑 (普通作物)、果樹共に I: ≥ 25(30) cm, II: 25(30)-15 cm, III-IV: ≤ 15 cm B. 有効土層厚さ有効土層 = 作物根侵入可能な土深 (果樹は普通作物と比べ深根性多)畑・果樹共に: I = 100 cm以上, II = 100-50 cm, III = 50-25 cm, IV = 25-15 cm, IV = 15 cm以下 (Vはない) C. 表土の礫含量20%以上では普通作物の農業困難
礫含量 5% > 5-10% 10-20% 20-50% 50% < D. 耕転の難易土性・粘着性・風乾土の硬さの3項目1, 1, (2) = II 2, 1, 1 = I 2, 2, 1 = I-II 3, 3, 2 = III 3, 3, 3 = IV a) 土性S.LS.LS.FSL = 1 L.SiL.SCL.CL.SiCl.SC = 2 LiC.SiC.HC = 3 b) 粘着性: 指と指の間に土をはさみ離れるときの粘着性なし-弱い = 1 / 中 = 2 / 強 = 3 c) 硬さ(緊密度)軟 = (2) / やや硬い = 1 / 硬 = 2 / 非常に硬い-強硬 = 3 |
林野野外調査: 断面を拇を押し付けその抵抗により判断
頗るしよう: 土砂が単独で分離し、殆ど結合力がない E. 土地の乾湿透水性 + 保水性 + 湿潤度a) 透水性: 大=1, 中=2, 小=3 b) 保水性
• 透水係数, K 農地 = 林野土壌野外現地調査における1-5の5区分
乾-半乾 (2) = 乾: 土壌を強く握っても掌に湿気を残さない → 1
透水性 1 1 1 2 3 1-3 F. 自然肥沃度保肥力・固定力・土層の塩基状態の3項目からなるa) 保肥力: CEC定量法(Schobenberger法) N-酢酸アンモン:土壌 = 250:100 (cc/cc) → 出るNH3のm.e./100 g計る
≥ 20 m.e.(これでも中になることはある) 20-6 ≤ 6 燐酸吸収係数: ≤ 700 = 1. 700-1500 = 2. 1500-2000 = 3. ≥ 2000 = 4 c) 塩基状態: 電気伝導度 (Ec) or pH
pH ≥ 5.5/Ec ≥ 50% = 1. 5.5-5.0/50-30 = 2. ≤ 5.0/≤ 30 = 3
低 → 土壌中肥料分↓ 生育↓ ⇔ 高; → 濃度障害で生育阻害
保水力 固定力 塩基状態 作物 果樹
1 2 1 I I
2 1 2 I I
1 2 3 II II
2 4 2 III II
3 1 1 III III
これらの土壌化学特性測定は、土壌簡易検定器使用 G. 養分豊否6項目(a-f): 一般に肥沃土壌はCa, Mg, K(置換性石灰・置換性苦土・置換性加里)が多い土壌。これらの変化に伴いAl等微量元素も変化するが、作物上は施肥で補え土壌豊否には余り重要視されないa) 置換性石灰含量 exchangeable Ca
土壌中石灰含量少 → 一般に土壌pH低下(pHから大体見当)
土壌中苦土含量は土壌母岩に影響されることがある
窒素、燐酸と共に作物に多量に吸収される肥料成分 燐石灰(燐鉱石)は強酸(硫酸等)のみ可溶で肥料とならない。燐酸アルミニウム、燐酸鉄等の形で存在するものは有効。また、フィチン・ヌクレイン(生合成化合物)は有効 定量方法: 錯酸ソーダか希硫酸等で溶出させ定量
トルオグ法Truog method*: 0.002 N H2SO4 (pH 3)
Ex. Ca: X mg/100 g X > 200 200-100 < 100 e) 微量要素含量 minute metals 作物により微妙に異なる。B, Cu, Mo, Mn, Zn等が通常問題 (他微量元素は通常土壌に豊富で問題にならない) 微量元素は定量困難なことが多く植物生育異常症状から判断
欠乏症状の程度 Ex. 有珠火山灰降灰地 - B欠乏症発生 (原因) a) Bが少ない。b) 火山灰がアルカリのためBが働き難い f) 酸度 acidity置換酸度: 土壌 (100 g) + NKCl (250 cc) → N/10 NaOH滴定値
125 cc, 125 cc, … 125 cc
1 2 3 4 H. 障害性化学的障害性・物理的障害性の2項目a) 化学的障害性: Cu, Zn, salt, Ni, Cd (イタイイタイ病) 障害性: なし = 1, 小 = 2, 中 = 3, 大 = 4 b) 物理的障害性
基盤・盤層・緻密層・礫層が地表-50 cmに存在 - 植物成長障害でやすい 障害性なし = 1. あり(除去やや困難 = 2, 除去極めて困難 = 3) I. 傾斜 slope自然傾斜・傾斜の方向・人為傾斜の3項目からなる傾斜地: 土壌移動で表土消失し、やせ土化すること多 → 大型機械等導入で傾斜障害克服されつつある a) 自然傾斜 自然傾斜 ≤ 3 3-8 8-15 15-25 ≥ 25 ≤ 15° 15-25° ≥ 25° 普通作物 I II II IV V 果樹 I I I-II II-III IV 草地 1 2 3 造成困難 機械造成不可能 b) 傾斜方向: 作物成長に方向影響(= 光の他に水分・保水性等の条件変化)。農業上はESWN記載に留める c) 人為傾斜
J. 侵食 erosion侵食度・耐水蝕性・耐風蝕性の3項目a) 侵食度 1 = 無 2 = 弱(表土流出 ≤ 25%) 3 = 中(25-75%) 4 = 強(≥ 75%) b) 侵食型: リル < ガリー < 沢リル(樹枝状侵食) rill → ガリーgully (普段は水が流れない) 沢 valley: 地下水位まで到達し常時水が流れているとき
侵食型 = Rill and/or Gully発生
完全分散: 土性決定の際の0.05 mm以下の粒子量 耐水触性 耐風触性: 風乾度硬さ + 表土容積重
1 = 塊となる、砕くのに抵抗性有 + 80 g/100 g cc以上 |
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人為消失 → 直ちに別な土壌に変化 開墾 land reclamation = 植被除去、土壌反転 → 土壌有機物分解促進 = 有機物減少 → 保水力低下 土壌微生物相変化(主に減少) Ex. VA菌↓ (Case. ビニールハウス ⇒ 0) 化学化・機械化 – 現代農業化に伴う変化
施肥: 化学肥料増加、有機質肥料激減 + 農薬 解決には社会・経済大系からの検討も要する 土壌改良: 作物収量増目的に行なわれる土壌に対する操作全般
重粘土: 透水性低、保水力高(有効水少) - 砂・有機物添加 (団粒発達) 水田土壌 rice pad soil作土: 水田表層土で、毎年耕起・施肥されイネ根が分布する部位 – 富有機質 |
 季節変化: 夏 - 温度上昇に伴い表面近くの好気性細菌がほとんどの酸素を消費し土壌還元性は強くなる 湿田 wet paddy = 透水性低 (表 湿田) 乾田 dry paddy = 下層土が年中酸化的 (表 乾田) 水田土壌の老朽化老朽化しやすい *: 陰イオンのこと
母材: 酸性岩(花崗岩・砂岩) → 養分供給能力低
母材: 中性岩・塩基性岩(安山岩・玄武岩) → 養分供給能力高 |
| 土層 | 田植前 → | 稲作 → | 落水後 → [田植前へ] |
| 作土(第1層) | 透水性悪く作付前でも弱還元状態 (緑 味灰色) | 強還元状態、田植前にいた嫌気性細菌 が増加 (暗緑色) | 表層からの空気で酸化するが排水悪く弱還元状態 (緑味灰色) |
| 下層土(第2層) | 作土と概ね同 (緑味灰色) | 湛水前と概ね同(緑前灰色) | 変わらない(緑味灰色) |
| 下層土(第3層) | 通年で表層から酸素補給断たれ常時 強還元状態(明緑味灰色) | 田植前と同じ強還元状態 (明緑味灰色) | 落水後も表層から空気補給はなく強還元状態 (明緑味灰色) |
| 土層 | 田植前 → | 稲作 → | 落水後 → [田植前へ] |
| 作土(第1層) | 酸化的、好気性細菌繁殖し、畑状態 (暗黄味灰色) | 強還元状態、好気性細菌は死滅休眠し 嫌気性細菌繁殖(暗緑味灰色) | 再び田植前の状態に戻る(暗黄味灰色) |
| 下層土(第2層) | 酸化的(灰白色) | やや還元的 (暗緑味灰白色) | 表層から酸素が入り、再び酸化的になる(灰白色) |
| 下層土(第3層) | 酸化的、上層から侵入した酸素は主に 酸化鉄として蓄えられる(黄味灰色) | 鉄と結合した酸素が十分残り、稲作中 酸化状態を維持(黄味灰色) | 同様変化なし(黄味灰色) |
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施設栽培・鉢栽培等で用いる土 - 植物に適した原料土に肥料等調合
通気性、排水性、保肥力、保水力に優れる 基本用土: 使用土壌の50%以上を占める • 粘質土(荒木田土): 田圃底土か川沿に堆積した粘質土(荒木田土)
肥料分ある程度含み、保水性・保肥力富むが、排水性低 通気性優れるが有機分少 - 1/3程度の腐葉土・牛糞等有機分混ぜ使用 • 赤土: 関東ローム層(東海･中国地方丘陵地)の黒土の下(中層)有機質・肥料分含まない粘質土 → 粘質土と同様に用いる • 黒土: 関東ローム層の土で、黒く柔らかい有機物多く含み、保水性・保肥性高い = 根菜等栽培に適 • 花崗土: 花崗岩風化しできた土ブレンド市販「花の土」: 鉢底穴に金属ネット被せ赤玉土の大粒中粒を敷きつめた上に使用 • 鹿沼土 kanuma pumice: 栃木県鹿沼地方下層産出の軽石
粒状の軽い(黄色多孔質)土 → 通気・排水性・保水性富む 鹿沼土より団粒固く崩れにくい • パミス(軽石/日向砂/ボラ) pumice: 多孔質鉱物
排水性･通気性高､無菌・軽量・強固な特長
欧米で一般的に使われる
栽培進むにつれ繊維復元力弱化 - 復元力強いものが良質
有機物含有率: 35% (乾物当り75%) 有機物中腐植酸含有率: 28% 水分含有率: 53% • ピートモス peat moss: 植物遺骸が泥炭化した強酸性土 保水性優れ、無菌なため室内園芸などに使われる |
• 高温処理鉢用土: 母材高熱処理 → 粒子孔隙膨張 → 比重低(軽)
= 保水性通気性高 + ほぼ無栄養・滅菌状態 → 施肥実験に適 pH中性-弱塩基性でピートモス混合に適 バーミキュライト (expanded) vermiculite: 母材 = 蛭石 vermiculite
≥ 700°で焼く フヨーライト: 母材 = 黒曜石 • 腐葉土 leaf mold (+ 堆肥): 落葉等有機物が堆積し発酵進み柔土状
水持ち・水はけ共に改善 - 微生物活性化 - 植物成長促進
水はけ改善 (※ 細土では排水悪化) 産地名 Ex. 矢作砂、天神川砂、白川砂 山砂: 火山岩が風化した細砂 - 川砂に比べ、保水性・保肥性高 産地名 Ex. 桐生砂、富士砂 - 産地により鉄分やpH異なる 海砂: 塩分含む → そのまま利用出来ない • ゼオライト(沸石, zeolite): 沸石・沸石含凝灰石を粉状 - 土壌改良剤カラーゼオライト: 着色したもの • 籾殻燻炭: モミガラ不完全燃焼させ炭化 - カリ分富み、高通気性・排水性培養土 ⇒ 基本用土と補助用土を混合した土 Ex. 野菜用、観葉植物用、播種用、挿木用 
目安: 土壌に対し体積比で10%未満施用
窒素全量 燐酸全量 加里全量 pH 陽イオン交換容量 炭素率 水分含有量 腐食 |
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表. 年間落葉量 (g/m²/yr) 樹種 落葉量 樹種 落葉量 樹種 落葉量 スギ 38±18 ヒノキ 185±9 ケヤキ 142±26 アカマツ 250±11 クロマツ 357±40 コナラ 233±20 ヒバ 386±51 カラマツ 203±45 ブナ 281±20 トドマツ 106±18 エゾマツ 161±24 シラカンバ 163±17 アカエゾマツ 150±9 クリ 193±27 有機物集積リター分解・有機物集積の因子
1. 植物体性質: 種類、齢、化学組成等
高鮮度リター、高水溶性成分、低C/N比、低リグニン含量 リグニン (lignin)リター分解速度に関係糖・デンプン・タンパク質: 分解容易 > セルロース > リグニン: 困難 リグニン: 普通最後まで残る C/N比 (carbon to nitrogen ratio)有機物等に含まれる炭素(C)量と窒素(N)量の質量比
Ex. 100 g C/10 g N = 10 (平均的畑土壌は12) ↑↓ C/N比安定 low C (or high N) → 微生物による有機物分解でN放出 → 無機化 植物体: 5-100 (幅広い): 一般に 木本 > 草本窒素飢餓: 高C/N比有機物施肥 → N微生物取込 → 植物利用可能土壌N減 窒素固定菌(ex. Azotobacter)は窒素飢餓を回避 |
表. 樹種による落葉中の成分比(%) (+ = 0.003) 樹種 H2O N K2O Na2O CaO MgO P2O5 SO3 Fe2O3 Al2O3 SiO2 灰分 スギ 11.25 0.94 0.34 0.13 3.00 0.51 0.26 + 0.15 0.45 0.75 6.10 ヒノキ NB 0.64 0.21 NB 2.76 0.54 0.07 NB NB NB 0.81 4.36 アカマツ 10.01 0.89 0.13 0.05 0.84 0.19 0.16 0.05 0.03 0.18 0.36 2.08 クロマツ 11.34 0.86 0.12 0.04 0.87 0.17 0.17 0.06 0.03 0.19 0.59 2.28 クヌギ 10.03 1.12 0.28 0.09 1.26 0.42 0.17 0.09 0.06 0.24 0.76 3.55 コナラ 12.32 0.95 0.30 0.15 1.81 0.42 0.13 0.10 0.10 0.32 3.29 6.87 シラカシ 9.90 1.00 0.49 0.16 1.91 0.46 0.21 0.13 0.23 0.91 4.71 9.13 モミ林 fir forest はCa多。針葉樹林 pine, or needle-leaved forestは灰分少 食害による落葉消失量の推定式樹木(群落)の落葉(含食害)量を面積比で測定する場合は以下の2つの式がよく使われる。個体(群落)の葉が被害を受け消失した時に葉を単位とし被害面積を測定し全被害を推定するには以下の点をまず測定する
葉 = 1 … n, 総面積(T) = T1 … Tn, 被害を受けた面積(D) = D1 … Dn Σi=1nDi/Σi=1nTi = (1/Σi=1nTi)Σi=1nTi(DiTi) 2) 平均比率食害(Average proportion damaged, APD) =1/n·Σi=1n(Di/Ti) この2つの式は、場合によって大きく値が異なるEx. 3枚の葉の大きさが、2, 8, 16であり各々が1づつ被害を受けていた場合
TPD = 11.5％, APD = 22.9% |
分解要因リター質針葉樹葉は広陽樹葉より分解されにくい 混合効果 mixing effect: 針葉樹葉 + 広葉樹葉 混合 → 針葉樹葉分解促進 順序植物組織に構造 → 分解に順序ができる
初期段階: 水溶性物質が非生物的プロセスで溶脱 測定法リターバッグ: メッシュサイズが関与する土壌動物を規定Def. 分解速度係数(指数関数), k (Olson 1963): y = e-kt (t = 経過時間, y = wt/w0, wt = tでの残存重量, w0 = 初期重量)
t: 年とすることが多い -kt = logwt - logw0 ∴ k = -(logwt - logw0)/t |
k: 八ヶ岳山麓ミズナラ二次林で1年間分解 (船戸ら 2012)
クリ 0.61, シラカンバ 0.50, アカマツ 0.49, ミズナラ 0.42 土壌動物(s.s.) 土壌中で一生を過ごす動物 (厳密すぎる) →(s.l.) 土壌中で一生の一部を過ごし、土壌に影響を与える動物
生活史の全てが土壌中 Ex. ミミズ・トビムシ
大型土壌動物 macrofauna: > 2 mm (ハンドソーティング可能) シクロプロピル脂肪酸 (cyclopropyl fatty acid)不飽和脂肪酸の2重結合の部分の代わりにシクロプロパン環(3員環、構造式で書けば当然三角形)になっている化合物低温ストレスと不飽和脂肪酸との関係等が知られるが、シクロプロパン脂肪酸にもストレスとの関係があるようである 一般の脂肪酸と同様、メチルエステルを作ってGCかGC/MSで分析 |
日本アルプス等: 
