各論 第9章 土壌の診断と対策

地形は、水の流れと土粒子の運搬・堆積を通じて根域の物理性を決める

土壌は、その場の岩石が風化して残る場合と、水・重力・風などで運ばれた物質が堆積してできる場合があります。地形を読むと、水が集まるか抜けるか、粗い礫が堆積するか細かな粘土がたまるか、表土が侵食されるか保存されるかを推定できます。平坦に見える土地でも数十cm～数mの微地形差が水湿状態を大きく変えます。

水積土に礫が多いからといって必ず排水良好とは限りません。礫の間が細粒の粘土で密に充填されると、水と空気の通路が途切れ、根の伸長、通気、透水に不利になります。粒径の種類だけでなく、隙間がどう連続しているかを見ることが重要です。

土壌断面は、自然の構造を壊さず、同じ条件で観察する

土壌に水が多いことと、植物が使える水を適度に保持できることは同じではない

保水性は、単に土壌がぬれていることではなく、降雨後に植物が利用できる水を保持できる性質です。過湿な土壌は水で満たされていても、孔隙構造が緻密で空気が入らず、根にとって良好な保水・通気環境とはいえません。土壌構造問題では、見かけの水量と、有効水・排水・通気の機能を区別します。

土の手触りは、水分量だけでなく水がどの強さで保持され、動けるかを推定する簡便法

土壌中の水は、重力で速やかに下へ動く重力水、毛管力で孔隙に保持される毛管水、粒子表面へ非常に強く結び付く水などに分けられます。土壌が乾くほど残った水は強く保持され、水分張力とpFは大きくなります。現地で土を握る判定は、この水の量と移動性を手触りから大まかに推定する方法です。

同じ含水率でも、砂質土はさらりと感じ、粘土質土は粘りや湿りを強く感じるため、手触り判定には土性の影響があります。現地判定は根域の概況をつかむために用い、重要な診断では含水率、水分張力、三相組成、透水性などの測定で補います。

土壌の水は、『保持できる量』と『根が利用できる量』を分けて考える

土壌は水を強く保持するほど植物に有利とは限りません。大きな孔隙から重力水が抜けた後の水分状態と、根が吸えなくなる永久萎凋点の間にある水が有効水量の基本です。粘土質土壌のように水を多く保持しても、粒子表面へ強く結び付いて根が使えない水が多ければ、有効水量は比例して増えません。短時間存在する重力水も根が全く利用できないわけではありませんが、多すぎると気相を失わせます。

黒色土の表層は火山灰由来の多孔質物質と腐植を多く含み、軽くて孔隙に富むため、一般に褐色森林土の表層より固相率が低くなります。固相率が低いとは、同じ体積の中で土粒子が占める割合が小さく、液相と気相になり得る孔隙割合が大きいという意味です。

pHは対数尺度で、土壌では測定液によって見える酸性度が変わる

pHは水素イオン活量の負の常用対数で表されます。pHが1小さくなると水素イオンは約10倍、2小さくなると約100倍になります。したがってpH6はpH7より酸性が強く、水素イオンは約10倍です。数字の大小と酸性の強さが反対向きになるため、必ず『pH低下＝H⁺増加』として確認します。

土壌pHには、水へ懸濁して測るpH（H₂O）と、塩化カリウム溶液へ懸濁して測るpH（KCl）があります。K⁺が土壌コロイドの交換部位に保持されていたH⁺やAl³⁺と置き換わり、それらを溶液中へ出すため、一般に同じ土壌のpH（KCl）はpH（H₂O）より低く測定されます。水で見える現在の溶液酸性と、交換部位に潜む酸性の一部を引き出した値の違いです。

根が直接取り込む養分は、土壌粒子そのものではなく土壌水に溶けたイオン

土壌には鉱物、有機物、交換部位、土壌水などさまざまな形で養分元素がありますが、根が直接吸収する中心は土壌溶液中のイオンです。窒素は主に硝酸イオンNO₃⁻やアンモニウムイオンNH₄⁺、カリウムはK⁺、カルシウムはCa²⁺、マグネシウムはMg²⁺、リンは主にリン酸イオンの形で根表面へ移動します。固体に保持された養分も、溶解・交換・分解を経て土壌溶液へ供給されて初めて吸収へつながります。

養分は多ければよいのではなく、同じ電荷をもつイオン同士の比率が吸収を左右する

カリウムK⁺、カルシウムCa²⁺、マグネシウムMg²⁺はいずれも陽イオンとして土壌の交換部位に保持され、根の吸収過程でも相互に影響します。ある一つを過剰に施すと、交換部位や根表面での競合を通じて他の吸収が抑えられ、土壌に元素が存在しても欠乏症状が出ることがあります。これが養分間の拮抗作用です。総量だけでなく比率を見る理由です。

土壌化学は、pH測定法・交換性塩基・C/N比・共生コストを別々に確認する

同じ土壌でも、水で測るpH（H₂O）と塩化カリウム溶液で測るpH（KCl）は一致しません。K⁺が交換部位のH⁺やAl³⁺を液中へ押し出すため、一般にpH（KCl）の方が0.5～1程度低く、pH（H₂O）＞pH（KCl）となります。測定法を示さずpH値だけを比較しないことが重要です。

土壌分析用語は、定義だけでなく『値がどちらへ動くか』まで一組にする

土壌分析の選択肢は、用語の定義前半を正しく書き、最後の『高いほど』『低いほど』だけを逆にすることがあります。各指標について、何を測るか、値が上がると土壌状態がどう変わるか、樹木にどんな意味があるかの三点をそろえます。

ORPが低下する還元状態は、過湿で酸素の供給が少なく、微生物が別の物質を電子受容体として使う状況で進みます。根の酸素不足に加え、鉄やマンガンなどの化学形態変化、有害な還元生成物が問題になることがあります。したがって選択肢3は定義と値の方向が一致します。

土壌障害は、根域全体の平均ではなく『最も機能を制限する層・場所』を探す

樹木の根系は均一な土の中へ同じ密度で広がるわけではありません。歩道、園路、駐車、工事車両などの踏圧で根域の一部が堅密化すると、大孔隙がつぶれ、その場所では空気と水の移動、根の伸長が同時に妨げられます。根域の残りが健全でも、主要な吸収根が集中する場所や、水・酸素の通り道が遮断されれば、樹木全体の水・養分供給のボトルネックになり、樹冠の成長低下や枝枯れへつながります。

リンはエネルギー移動と遺伝情報に不可欠だが、土壌では固定され利用しにくくなる

リンはATPなどのエネルギー代謝、DNA・RNAなどの核酸、細胞膜のリン脂質に必要な元素です。植物は主に土壌溶液中の無機リン酸イオンとして根から吸収します。大気中のリンを直接吸収するのではなく、母材の風化、有機物の分解、施肥などから土壌溶液へ供給されます。葉緑素やリグニンの中心的な構成元素ではありません。

火山灰土壌では活性の高いアルミニウムや鉄の表面へリン酸が強く吸着・反応し、植物が使いにくい形になります。これをリン酸固定といい、リン酸吸収係数は大きくなります。施肥した量が多くても、すぐ根へ届く有効態が多いとは限らないため、土壌pH、固定能、根系、菌根などを合わせて考えます。

土壌改良材は、原料より『物理性か化学性か』で分類する

欠乏症状が古葉か新葉かは、元素を体内で再移動できるかによって決まる

養分が不足すると、植物は限られた元素を生長中の若い組織へ優先配分します。窒素、リン、カリウムは比較的再移動しやすく、古い葉に蓄えた養分を若葉へ転流できるため、古葉側から欠乏症状が現れやすくなります。カルシウムや鉄などは古い組織から再移動しにくく、不足時には新葉や生長点に症状が出やすいという対比が基本です。

土壌改良材は、商品名ではなく『どの孔隙・化学性を変えるか』で選ぶ

土壌改良材には、粗孔隙を増やして排水・通気をよくするもの、細孔や有機物を増やして保水・保肥性を高めるもの、pHを調整するものがあります。目的の異なる資材を一括して『土をよくするもの』と考えると、乾燥土へ排水材を入れたり、過湿土へ保水材を多量に入れたりする逆効果が起こります。まず障害が排水、保水、通気、保肥、pHのどこにあるかを診断します。