現在 ? 人が閲覧中です
無料カウンター   ア ル カ リ 性 土 壌 の 酸 度 矯 正 

  ア ル カ リ 性 土 壌 の 酸 度 矯 正

<翻訳>                                             更新日:2009年 5 月 25 日 (部)

              INDEX
T.アルカリ障害とは .
U.アルカリ性土壌と微量要素と多量要素の関係 .
V.アルカリ性の原因 .
W.アルカリ性土壌の矯正 .


近年一部の圃場において石灰系肥料の多量施肥によるアルカリ障害、 又は灌漑用水がアルカリ性のために土壌中の石灰含有量が過剰でもないのにアルカリ障害を発生している 実例が見られる。この実情と対策について検討してみる。

特に困るのは栽培途中にpHが徐々に上昇する現象である。これは俗に言う“成り疲れ”を来たす現象で、 土壌中の酸とアルカリが不均衡になっていく極めて自然な現象である。 然しながら、我々が農産物の生産において本当に高品質・多収量を求めようとするなら、 この現象はどうしても克服しなければならない植物生理的現象なのである。

更に、私が懸念するのは農家の皆さんや指導をなさっている方々が意外とこの事実をご存知ないという現状です。


T. アルカリ障害とは

植物の種類により若干の相違はあるが、一般的にpH(KCl)が7.0以上、 使用水のpHが7.4〜7.5以上で発生し、拮抗により加里、苦土、亜鉛、鉄、ホウ素の吸収が阻害され、 一見病気ではないかという症状を来たしている。

  植物の種類での症状は、

    ナス科・・・・・硼素欠乏による褐色斑点が葉に発生する。
    ウリ科・・・・・キウリでは葉脈を除く葉全面が黄褐色化する鉄欠乏が発生する。
            西瓜では葉及び果に褐色斑点の硼素欠乏が発生する。
    イチゴ・・・・・葉の周縁がアルカリ度に応じて広狭に褐変する。
  共通点として朝方全く結露しいないのが特徴で、そのような状況下では大幅に収穫が減じる。

また、土壌のpH(KCl)が6.8〜7.0の間では局部的に発生する。更に、土壌のpHが6.5以下であっても、 用水のpHが7.4〜7.5以上であればアルカリ障害は発生する。特に多量の灌水を必要とするような乾燥傾向にある圃場では、 その灌水の度合いに応じて被害が甚大になる。また前者と全く同じ用水を使用しながら、水位が高く土壌が湿った傾向にある圃場では殆ど発生していないという例も見受けられる。

    写真−@ キウリのアルカリ障害(Fe欠乏)−@
左側の写真撮影から10日目に右側を撮影。
   写真−A キウリのアルカリ障害(Fe欠乏)−A
一面のFe欠乏。

    写真−B 苺のアルカリ障害(Mo欠乏)−@
灌水のpHが7.0以上だったり、
pHの調整をしていないもみがらくん炭(強アルカリを示す)を使用した場合に発生する。
   写真−C 苺のアルカリ障害−A
土壌PHが7.07の生育状況。


         表−1 灌水の水によるアルカリ障害の土壌                                  分析者:米澤農業研究所
単位mg/乾土100g(≒Kg/10a)
 分 析 日
pH
(KCl)
アンモニア
(NH4-N)
硝酸
(NO3-N)
全リン酸
(P25)
加里
(K2O)
石灰
(CaO)
苦土
(MgO)
可給態鉄
(Fe)
作  物
57.01.18 A
6.90
  1.29
  5.86
407.96
 57.24
594.87
 59.47
 0.00
  〃   B
7.25
  1.00
 14.67
134.16
 60.40
462.99
 48.38
 0.50
  〃   C
6.21
  1.22
  8.00
224.51
 49.85
324.09
 44.35
 0.29
  〃   D
5.53
  1.51
  8.33
257.37
 45.62
273.58
 39.31
 0.58
標準
6.0〜6.2
2〜3
30
50
50
320
30
2.7
  
       以上、4点の土壌のなかには、pH値がC、Dのような弱酸性を示していたものもあった。にも関わらずアルカリ障害が発生している。
      その障害の原因は、灌水時の使用水のpHがいずれも7.8〜8.0 ( 比色計 は< CP−4型 > 東洋製作所製にて計測 )を示しており、
      その高pH値がアルカリ障害を来たしていたのである。


U. アルカリ性土壌と微量要素と多量要素の関係

  植物が栄養素を吸収しなくなる原因

   1. pH(KCl)7.0以上のアルカリ土壌では微量要素が植物に吸収され難くなる。

『Trougの図』 微量要素が最大限の効果を発揮するの
は、各々が良く溶けるpH5.5です。然しながらそれでは、Moや多量要素の効果が薄れます。最良は6.8ですが、
圃場のpHは全体の平均を検出しています。従って、圃場にはpHが7.2の所もあれば、6.5の所もあると言う事ですので、
無難な6.2〜6.5と定めています。また、潅水も6.0前後として行って下さい。

   2. 拮抗に起因するもの

     石灰 → 加里、苦土、硼素、亜鉛、鉄が欠乏する。        加里 → 石灰、苦土。
     アンモニア → 加里、硼素、モリブデンが欠乏する。        苦土 → 石灰、加里。
     リン酸 → 加里、銅、亜鉛、鉄。                    塩素 → リン酸。

   3. 生理的な障害によるもの

     鉄が根中に蓄積して地上部に移行しない → 鉄欠乏

   4. 化学的な変化によるもの

     水酸化鉄・・・・・・・・・Fe(OH),Fe(OH) ・・・・微溶
     水酸化銅・・・・・・・・・CuOH,Cu(OH) ・・・・・・不溶
     水酸化マンガン・・・・Mn(OH) ・・・・・・・・・・・・・不溶
     水酸化モリブデン・・・Mo(OH) ・・・・・・・・・・・・・微溶
     水酸化亜鉛・・・・・・・Zn(OH) ・・・・・・・・・・・・・・微溶
     硼素・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・難溶

V. アルカリ性の原因

 1. 用水のpH

 (1) 石灰岩地帯の用水
    石灰分を多く含むためpHが高くなりアルカリ障害を来たす。

 (2) 砂岩地帯の用水
    ナトリウム分を多く含むためpHが高くなりアルカリ障害を来たす。

 (3) 塩水を多く含む地層帯の用水
    ナトリウム分を多く含むためpHが高くなりアルカリ障害を来たす。(海水はpH8.3)

 (4) 家庭雑排水が混入する用水

 (5) 工場用水の混入用水
    コンクリート製品の製造・石灰質肥料などの工場・・・(1)に同じ
    海砂の堆積所・・・(2)に同じ

 (6) 畜舎や鶏舎の排水が混入する用水
    アンモニア水によりアルカリ及びアンモニアの害を来たす。

 (7) 側溝を通って来る用水やコンクリート製のタンクに蓄えられた用水
    セメント材の強アルカリ分が溶出している、新設したものには特に注意する。

  (1)(2)(3)は、近郊に温泉施設がある場合、Ca泉質か、Na泉質かを確認する。
      注)硫黄(S)の泉質などもあるので、この場合は酸性に注意すること。)

 2. 土壌のpH

 (1) 石灰系肥料の多量施肥

         表−2                                                          分析者:米澤農業研究所
単位mg/乾土100g(≒Kg/10a)
 分 析 日
pH
(KCl)
アンモニア
(NH4-N)
硝酸
(NO3-N)
全リン酸
(P25)
加里
(K2O)
石灰
(CaO)
苦土
(MgO)
可給態鉄
(Fe)
作 物
55.11.12 E−@
7.65
  1.44
 34.68
212.76
 31.34
1,165.89
114.14
 0.00
キウリ
56.05.15 E−A
7.46
  1.51
 20.67
202.75
 47.74
1,060.66
 26.20
 0.00
56.07.30 E−B
7.40
  0.79
 10.80
298.44
 69.72
 775.85
 51.40
 0.00
55.09.13 F−@
7.44
  2.01
 16.74
215.71
 55.13
 547.17
 54.43
 0.00
キウリ
55.11.09 F−A
7.24
  1.36
  2.00
 93.37
 29.13
 460.41
 73.58
 0.00
56.07.29 F−B
6.94
  1.29
 12.67
 83.78
 30.23
 371.79
 37.29
 0.12
56.11.05 F−C
7.27
  2.95
 13.00
104.04
 41.16
 368.98
 53.42
 0.16
標準
6.0〜6.2
2〜3
30
50
50
320
30
2.7
  

    *) E−@ 〜 E−B は同一圃場
    *) F−@ 〜 F−C は同一圃場

    上記の表は有機石灰を多量施肥した状態の土壌分析表である。いずれの7点とも’80年4月以降、灌水に使用する水のPHを希硫
    酸で5.5として使用していたが、土壌のpHを下げるのには更に1年以上の月日を必要とした。

 (2) 土壌そのものがアルカリ性を示す圃場

   沖縄県南部地区の干拓地(地下水位が高い圃場)

 3. 土壌pHの上昇理由

 (1) pHの上昇

    石灰、苦土、アンモニア態窒素が過剰。実際には石灰が影響の殆どの部分を占める。

 (2) pHの下降

    硝酸態窒素、硫酸根、リン酸が過剰。過剰なリン酸はアルミナ、鉄、銅、亜鉛、マンガン等の金属と固く化合して難溶性リン酸になる。pH
    に関係する水溶性リン酸は極めて少量しか存在しないので、実際にそのPH値に影響を及ぼすのは硝酸態窒素と硫酸根の量の多少で
    ある。

 (3) pHの理論

    HO → H(酸性化) +  OH(アルカリ性化)

W. アルカリ性土壌の矯正

 一度土壌をアルカリ性化すると表−2 に示すように用水のpHを硫酸などで下げて灌水を行っても、とうてい1年以内にpHを好適なpHとする
 ことは甚だ困難なことで、石灰質系肥料の施肥は、精密な土壌分析をした後でなければ大変危険である。特に最近は不正確な簡易分析が一
 般に普及しているので、その数値については注意を要する。

 アルカリ性化した土壌の対策には、

 1. ピートモスの大量投入

  表−2のような施肥過多の圃場の場合、まず最初に考えなければならないことは土壌中の肥料成分を薄めてしまう作業である。本来なら肥
  料分の少ない山土を入れる、いわゆる客土をすべきところだが、このような場合はピートモスを用いる。ピートモスはpHの調整がされていな
  い物を用い、10aにして6q(約35kg)を50袋を一度に投入し良く攪拌する。次の作付けは半分の25〜30袋を用いる。

  この作業の目的は

   @ 肥料成分を希釈する。
   A 土壌中のアンモニア態窒素を素早く硝酸態窒素に変化させる。(硝化作用の促進) ---→ この工程が最重要事項

 2. 灌水に使用する用水のpH調整

  1) 希硫酸法

  @ 使用する硫酸は必ず、工業用の希硫酸(HO:HSO=1:1=50%)を使用する。濃硫酸は使用しない・・・混合法を間違えば爆発
    するなどの危険を伴う。

  A pH(KCl)が7.2以下では希硫酸を用いて約6.0とし、
    pH(KCl)が7.2以上では   〃   約5.5として使用する。(5.0以下では障害を来たすことになるので注意)

    また、灌水の際に液肥を加える場合、その用水のpHが上昇する時がある。これは液肥にアンモニア態窒素が多く含まれているためであ
    る。このような場合も上記の要領でpHの調整をする必要があるが、出来るなら硝酸態窒素を主体にしたものと交換した方が賢明である
    (特に追肥では)。この作業は通常の場合でも、用水のpHが高いと根を傷めるので必ず励行する事。

    添加する希硫酸(1:1)の量は使用する水または液肥により変わるが、例えば、

    pH7.0の使用水1トンに対して希硫酸(1:1)を約40ml加えることで、そのpHは約5.0となる筈である。正確を期する為、先ず用水1ト
    ンに対し20mlの希硫酸(1:1)を加えて良く攪拌し、そこでpHを計測し確認する。次に同希硫酸を5ml加え良く攪拌し、再度pHを確認す
    る。これを何回か繰り返して所望のPHが確認されたとき、今まで加えた希硫酸の量を算出する。

  B 希硫酸と植物の関係

   希硫酸を加えて灌水することにより、植物に何らかの悪影響を及ぼすのではないかとの質問を度々受けるが・・・・・

   (イ) 植物はたんぱく質を形成する18個のアミノ酸の中には硫黄(S)を必須とメチオン、シスチンを有している。従って、植物にとってこの
       硫黄は無くてはならない大変重要な金属である。硫酸苦土・硫酸加里も同じように考えて良い。

   (ロ) 養液栽培では、培養液はアルカリ性化していくので1週間に1度必ず養液分析して、大略トン当たり希硫酸(1:1)を約8mlを加えて
       そのpHを約0.5下げるのが慣例である。(この作業を怠ると必ず根を傷めてしまう。栽培上の重要な作業である。)
       この事から、10aでは礫耕の培養液の標準は30トン必要であり、

       8ml × 30トン × 1回 × 4週 = 960ml  となり、これらの硫黄はすべて植物に吸収されている。

       このことから、土壌における作物についても希硫酸約1000ml迄は同様に何ら悪影響を及ばす事はない。

  2) 硝酸法

    養液栽培ではpHを下げる場合、硝酸態窒素の追肥をも兼ねて工業用の硝酸を用いる。

    これも(1:1)に希釈した希硝酸を用いる。使用法は希硫酸法と同様に水1トン当たり、先ず希硝酸(1:1)約20mlを加えてpHを測定し、
    所望のpHまで希硝酸を加えていく。

    使用量について、硝酸法は硫酸法と違いその量に制限は無い。(窒素の量は硫黄の量に比べ大量に必要)

    通常、畑作の土壌では各々の石灰量が同じであればその圃場に存在する硝酸態窒素の多少でその圃場のpHはほぼ決まる。


    参考) 土壌pHの矯正をする場合に、その石灰をどの位施用すべきかを決定するのに緩衝曲線図を用いる方法がある。
         この図は一定量の土壌に種々の量のCaを加え、その時のpHを計測して曲線図にしたものである。

『緩衝曲線図』

      その図によると、pH6.5は土壌10gに対してその係数は0.005gである。従って、炭酸カルシウム(成分50%)を加えた場合、

       0.005g × 300,000,000/10g(表土30cm) × 100/50 = 300,000g = 300kg という式が成り立つ

     つまり、30cmの表土に対して、その仮比重を1.0とした場合の土の重量は300,000,000g(300トン)となる。そこに炭酸カルシウム
     または炭酸苦土石灰(100/50=成分50%)を300kg加えればpHが6.5となり、そこにpHを下げる要因の硝酸態窒素が加わるの
     でpHは0.3〜0.5下降し6.0〜6.2になる。逆に、pH上昇要因のアンモニア態窒素が加わればpHは上昇して6.7〜6.9位になる
     と言う事である。

     私たちが用いている分析表の石灰の標準量は300〜340kg/10a(≒乾土100g)としている。この事から考えると、CaO300kgは炭
     酸カルシウム600kgの事である。つまり、上の計算からすると、その炭酸カルシウム(苦土石灰)の量は表土30cm、比重は一般的に
     植物を育てるのに最適と言われている0.5くらいがその対象量である。

                                  表−3   土壌pHと硝酸・石灰の関係
単位mg/乾土100g(≒Kg/10a)
サンプルNo.
pH
(KCl)
硝酸
(NO3-N)
石灰
(CaO)
5.41
20.55
329.71
6.21
8.00
324.09
6.42
9.33
346.54
6.50
19.00
383.01
6.81
11.20
392.84
7.26
 3.80
397.04
標準土壌
6.0〜6.2
30
320
                                              分析者:米澤農業研究所

    この表のように、石灰量がほぼ同じ量の時、硝酸の量が増えるとそのpHは下降している。アルカリ性化した土壌へ窒素肥料を施す場合
    は必ず硝酸態窒素系の肥料を使用すべきで、この時アンモニア態窒素系の肥料を施した場合には硝酸化成が遅れ、結果としてサンプル
    E・Fの比較でも判るように硝酸が欠乏となってpHは上昇し作物の生育を悪化させてしまう。

    ・ 硝酸加里
    ・ 硝安
    ・ 硝酸石灰(このケースの場合、石灰を含有しているのでここでは使用できない)

  3) 水田化

    圃場がアルカリ性土壌となれば1作終了後、1ヵ月間は湛水して水田化する。2〜3日の湛水では水溶性、可溶性の石灰が溶出して逆に
    pHが上昇する。また単なる灌水では陽イオンの成分は流亡しない。

    下表−4は大量の水をかけたらどれ位成分が減るかというテスト、灌水と肥料成分の流亡量である。カーネーションのベンチ栽培で水の
    抜けが大変良い条件で3.3cu当たり5トンの水をかけ流してみて、その流亡状態を分析したものである。

                表−4 土壌の脱塩処理                                 分析者:米澤農業研究所
単位mg/乾土100g(≒Kg/10a)
 分 析 日
pH
(KCl)
アンモニア
(NH4-N)
硝酸
(NO3-N)
全リン酸
(P25)
加里
(K2O)
石灰
(CaO)
苦土
(MgO)
53.01.07 A
5.78
  9.41
 47.36
721.02
 63.58
462.99
49.39
53.02.23 B
5.14
  8.09
 20.55
531.90
 57.66
329.71
45.36
流亡率(%)
 
 14.02
 56.61
 26.23
  9.31
 28.79
 8.16

  @ 水田化したときの土壌中の化学作用

    湛水中の圃場の土壌は空気と隔てられているために還元作用を受けて酸性化する。

    還元
    空気に隔てられて還元される・・・・酸素が無くなる(水素が加わる)。・・・ 正確には、分子又は原子から電子が加わる事をいう。

    還元とは酸素を奪い、水素を与える。
    NO−N → NO−N+Ø → NO−N(亜硝酸)
    NHOH → NH+H+Ø → NH(アンモニア)

    水田を湛水している時ぷくぷくと水泡が水底から出てくる現象の多くは硫化水素である。これは土壌の水素が活性化することを意味
    する。水素(H)が加わることはpHが降下することでもある。

    酸化
    空気に触れると酸化する・・・・酸素が加わる(水素が無くなる)・・・ 正確には、分子又は原子から電子が無くなる事をいう。
    C + 2 Cl → C Cl  , C + O → C O  , C H → C + 2 H  など

    水素(H)が無くなる事はpHが上昇することでもある。

    故に圃場を湛水することは、酸化した土壌を還元して酸性化しpHを下げて肥料の吸収を促進する。

 酸化・還元の定義のまとめ
酸化される 還元される
酸素と化合する 水素と化合する
水素を奪われる 酸素を奪われる
 重要! 電子を失う  重要! 電子を得る
酸化数が増加する 酸化数が減少する

    A 水田化するとリン酸は遊離しその(−)イオンで土壌は酸性化する。

     V−3−(2)に示したようにリン酸は酸性化の要因であるが、土壌中のリン酸は金属、特にアルミナ・鉄・マンガン・銅・亜鉛と結合して
     難溶性となっており、そのため植物に利用できる水溶性リン酸は極めて少なくなっている。

     全リン酸に対して水溶性のリン酸がどの位の割合で存在するのか、カーネーションの栽培土壌の分析データーを示す。

         表−5                                                    分析者:米澤農業研究所
 
 p H 
NH−N
NO−N
CaO
MgO
KCl
Total
滋賀ー@
5.88
5.78
9.41
47.36
721.02
10.05
1.39
63.58
462.99
 49.39
  唐 津
7.70
7.36
2.43
14.08
709.20
13.59
1.91
47.74
636.96
120.96
滋賀ーA
4.50
4.13
6.69
31.35
487.58
15.96
3.27
39.06
260.96
 43.34
滋賀ーB
6.08
5.41
4.19
 5.45
341.59
18.91
5.53
 7.88
310.06
 46.37
    注) Pの項のTotalは全リン酸、 HOは水溶性リン酸、%は水溶性/全リン酸を示す。

    ここで注目すべきは、 “分析値に表れる 色セル部のTotal-P(全リン酸)の値は多ければ多いほど、吸収される
    水溶性リン酸の数値(%)が少なくなる ”
という現象をしっかり見て理解して頂きたい。

    そこで、湛水中におけるリン酸の存在は

    リン酸第二鉄    → リン酸第一鉄    +   遊離リン酸(水溶)
    FePO(難溶)    Fe(PO(易溶)
      (乾土)         (湛水中)

    となり、リン酸が遊離するため土壌は酸性化となって行く。

    B アルカリ性化の最大の要因である石灰が流亡する。

     但し地下の水位が高い時は期待できない。

    C 石灰多吸収作物の栽培。

     カンラン、トウモロコシ等を栽培して成長した処で根もろ共引き抜いて圃場の外に持ち出し廃棄する
      (すき込んではいけない=石灰が再び入ってしまう)。


= 完 =




    KISHIMA’S Home Page “ INDEX ”ページへもどるへ戻る
このページのTOPへ戻ります