合成高分子系資材による重粘土壌の物理性改善効果

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九州農業研究（九農研）・第６７号（２
００
５．５）土壌肥料部会
合成高分子系資材による重粘土壌の物理性改善効果
加治俊幸・久米隆志１）
（鹿児島県農業試験場徳之島支場・１） 農業開発総合センター整備事務局）
Toshiyuki Kaji and Takashi Kume :
The Improvement Effect of Soil Physical Property using Synthetic High-Polymer Materials on Heavy Clay Soil
奄美地域の土壌は重粘質で，乾燥すると著しく固結す
る。また，多雨や長雨等で土壌中の水分が多くなると粘
りつくなどの不良な性質を持っている。さらに，この土
壌は微細な粘土を多く含むことから，これが降雨時の表
面流去に伴い河川へ流出し，海洋の赤土汚染の原因と
なっている。以上の現象は，土壌の単粒構造に起因して
おり，団粒構造を形成させることで物理性の改善が可能
であると考えられる。そこで，団粒形成能が高いとされ
る合成高分子系資材による土壌物理性の改善効果を明ら
かにする。
１．材料および方法
供試土壌は暗赤色土で，合成高分子系資材としてポリ
ビニルアルコール系（PVA），ポリエチレンイミン系
（PEI），ポリアクリルアミド系（PAA）
，ポリアミンス
ルホン系（PAS）の４資材を供試した。資材の施用量は，
製造元の推奨施用量に準じた。
２．結果および考察
１）資材を施用した土壌の粗大団粒（０．
２５mm 以上）
割合は，対照区６１．
１％に対し，PVA 資材７
６．
１％，PEI 資
材５６．
９％，PAA 資材７
８．
９％，PAS 資材６
７．
４％で，PVA
資材と PAA 資材が対照区に比べ特に高かった。各粒径
区分では，PVA 資材において２∼４ mm 区分が他よりも
著しく多かった（第１図）
。
２）土壌の孔隙率は，PEI 資材，PAS 資材の施用によ
り増加したが，他の資材は対照と同等であった（データ
省略）
。
３）上記の結果より，団粒形成能の高い PVA 資材を
選定し，２０
０１年∼２
００
３年にジャガイモの付着土量軽減効
果について検討した。２
０
０１，２
０
０
２年では，施用量２
５kg，
５
０kg で付着土量が大きく低減した。２０
０３年では，資材
施用量がニシユタカでは３
０kg，デジマでは４
０kg までは
低減したが，それより多くなると逆に増加した。また，
資材施用量が同量でも品種により付着土量が異なった
（第１表）
。各年度のイモの収穫は，土壌が乾いた状態
（水分含量１５∼１６％）で実施したが，２０
０２年の付着量は
２
００
３年よりも著しく多かった。この理由は，イモの肥大
期間中の土壌水分が大きく関与すると考えられた。すな
わち，イモの肥大期に当たる１
２月中旬∼２月の降水量は，
２
００
２年が２５２mm，２
０
０
３年が１０
３mm で，２
００
３年は乾燥し
た条件下でイモが肥大したため付着土量が少なかったと
推察された。なお，資材を施用した区の収量は，対照区
と同等かやや多かった（データ省略）
。
４）PVA 資材施用による赤土流出軽減効果について調
査した。傾斜度５度のほ場に，傾斜方向の長さ５ m ×
幅２ m の有底枠を設置し，暗赤色土を深さ１
５cm になる
よう充填し，資材５
０kg ／耕土１
０
０t 相当量を施用した。
対照区として同様の無施用区を設置し，枠内の土壌水分
が過飽和に達した２
０
０４年６月１
０日９：００に枠内土壌を深
さ５ cm で軽く耕耘し，降雨に伴う流出土量を定量した。
流出水の濁度は，対照区が３
７
５∼４５８ppm，施用区が２６３
∼２
７８ppm で，資材を施用することにより３
０∼４
０％低減
した。このときのアール当たりの流出土量は３
５％低減し
たと試算された（第２表）。この低減した理由は，団粒
形成促進効果により土壌の降雨耐性が高まったことによ
ると考えられた。
以上，合成高分子系資材のうち，暗赤色土に対する団
粒促進効果はポリビニルアルコール系資材で高かった。
同資材の施用によりジャガイモの付着土量の低減と，赤
土流出量の抑制効果が明らかになった。今後，資材コス
トを考慮した効果的な施用法を検討する必要がある。
40
35
粒 30
径 25
割
合 20
（％）15
10
5
0
ポリビニルアルコール系
ポリエチレンイミン系
ポリアクリルアミド系
ポリアミンスルフォン系
対照
4∼2
2∼1
1∼0.5 0.5∼0.25 0.25∼0.1 0.1未満
粒径区分（mm）
第１図 合成高分子系資材の団粒促進効果（Yorder 型の分析器に
よる）
注）各資材の施用量（耕土１００t 当たり）は，PVA 資材で２５kg，PEI 資材
で２０kg，PAA 資材で４
０kg，PAS 資材で３
０kg である。
第１表 ジャガイモ収穫時の付着土量（kg ／イモ kg）
施用量
２００１年
（/ 耕土１００t） 農林１号
２００３年
２００２年
施用量
農林１号 （/ 耕土１００t）ニシユタカ デジマ
０kg
２２７
１０３４
０kg
８８
１
４０
２０ ６８
１３７
２５kg
１１０
７
５０
３０ ４９
１３
７
４０ ５６
１１
８
５
０kg
９７
１９２
６０ ９８
１
７６
注）収穫時の土壌水分は１５∼１６％。
第２表 耕耘直後の流出土量の試算
月 日
時 刻
降水量 濁度（ppm） 流出土量（kg/a）
（mm） 対照 施用 対照 施用
２００４年６月１０日 ９：００∼１
４：００
２２
３７５
２６３
８．
３
５．
８
１
４：００∼１
７：００
１７
４３０
２７３
７．
３
４．
６
２００４年６月１１日 ∼９：００
３
４５８
２７８
１．
４
０．
８
合 計
４２
１７．
０ １１．
２
注）土壌水分が飽和状態のときに深さ０∼５ cm を軽く耕耘した。
ポリビニルアルコール系資材の施用量は５０kg/ 耕土１
００t。