2.土壌改良対策
 土壌に植物質や鉱物質などの資材を投入して、土壌の生産力を高めて改良することを、土壌改良という。土壌改良は、化学性の改良と物理性の改良とに大きく分けられるが、ここでは、作物(作目)別の土壌診断基準(土壌養分の適正値(範囲))に基づいた化学性の改良について主に述べる。
(1)改良目標のたて方
 作物別の土壌診断基準に示した化学性項目は、pH(H2O)、石灰飽和度、苦土飽和度、カリ飽和度、塩基飽和度(石灰飽和度+苦土飽和度+カリ飽和度)、可給態リン酸、可給態けい酸である。このうちpH(H2O)は塩基飽和度(石灰飽和度)と高い相関関係があり、石灰、苦土、カリおよび 塩基飽和度の計算には陽イオン交換容量(CEC)が必要なので、土壌分析項目としてCECは必須であるが、測定不可能な場合は、耕地土壌の診断基準(診断基準)の項の表-2に記載した代表土壌統群の陽イオン交換容量分析結果を適用する。なお、CECは一度測定しておけばほとんど変化しないので、以前の分析値を利用しても実用上さしつかえない。
 pH(H2O)の矯正は、厳密にはそれぞれ土壌ごとの緩衡曲線法による中和石灰量を求めて実施すべきであるが、簡便な方法として、塩基飽和度を目安にして石灰資材の施用量を決めることができる。塩基飽和度とpH(H2O)との関係は、ほぼ表-1のとおりである。なお土壌分析結果に基づく土壌改良は、原則としてpH(H2O)を第一義的に考慮することになっており、pH(H2O)が土壌診断基準値に達すれば、塩基飽和度(石灰飽和度)も目標値に達している場合が多い。
 交換性石灰(CaO)、苦土(MgO)、カリ(K2O)の改良目標値は、土壌分析結果あるいは代表土壌統群の陽イオン交換容量分析結果のCEC値と、作物別土壌診断基準の石灰、苦土、カリ飽和度値から、前述の計算方法により設定する。たとえば、水稲のグライ土について計算した結果を表-2に示した。また作物別土壌養分の適正値中のCaO、MgO、K2Oはほとんどこのようにして作成したものである。
 リン酸資材の施用量は、各資材のリン酸溶出率(有効化率)を考慮して求め、一回の施用で高める可給態リン酸の上限を約10mg/100gとするのが適切である。表-3に溶出率を考慮したリン酸資材の施用量を示した。またリン酸の溶出率は、土壌のリン酸吸収係数によって異なるので、表-4にリン酸吸収係数別リン酸資材の溶出率と施用量を示した。さらに施設土壌では、リン酸の溶出率が高くなる傾向にあり、溶出率を40~50%とした時の資材施用量は表-5のとおりである。この場合には、一回の施用で高める可給態リン酸の上限は約20mg/100gとするのが望ましい。
(2) 土壌改良の手順
 まず表-6の例のような土壌診断票を作成し、地目、土壌統群、作物、土壌改良目標値、土壌分析値などを記入して不足値を計算する。このようにして整理された診断票を基にして、表-7に示したような土壌改良資材の組み合わせを考える。注意しなければならないのは、土壌診断による分析値が過剰になった場合で、作物に対して、その養分の過剰障害、拮抗作用による他の養分の欠乏障害を引き起こす恐れがあり、該当成分を含む土壌改良資材の施用は中止すべきである。このことは、広く省資源あるいは環境保全と言う意味からも重要なことである。なお分析値が過剰かどうかの判断基準は、おおむね次のとおりである。
石灰飽和度 80%
苦土飽和度 20%
カリ飽和度 10%
塩基飽和度 110%
加給態P25 75mg/100g(黒ボク土、多湿黒ボク土では100mg/100g)
 土壌改良には、無機質資材とともに有機質資材の施用が重要である。有機質資材は土壌の化学性の改良ばかりでなく、広く物理性を改良する効果も大きい。有機物施用量の目安を表-8に示した。
1)pHの改良
 pHの矯正を必要とする場合、改良目標値は作物別土壌診断基準により設定するが、作物によって適正範囲の異なることがあり、表-9を参考にして修正する必要もある。目標pHまで高めるための炭カル施用量は、表-15~19の地目および土壌別改良資材換算表より求められるが、リン酸、石灰、苦土の改良も行う場合は、それぞれの資材に含まれる石灰成分を差し引かなければならない。
 pHが高くなりすぎた土壌や、作物の最適pHが低い場合には、pHを低下させる必要が生じる。ほ場で広範囲にpHを下げたい時は、除塩対策を実施するとともに、硫安など生理的酸性肥料の施用、リン酸資材として過石の施用、石灰の施用中止が有効である。比較的少量の土壌では、硫酸、硫黄華、pH未調整ピートモスの施用が考えられる。また、各種のpH低下資材も市販されているが、副成分が多くて、ECの上がりやすい資材が多く、注意して使用しなければならない。
2)リン酸の改良
 不足するリン酸は、表-15~19の換算表を参照し、ようりんで施用する。この場合副成分の石灰、苦土については、それぞれの成分補給の際計算に入れなければならない。
  また、ようりん施用はpHの矯正にも関与し、その矯正力は炭カルの約90%とみなされる。したがって、ようりんを施用した時には、pH改良のための炭カル施用量は減らす必要がある。ようりん以外のリン酸資材を使用する時は、表-10に示した換算倍率を考慮して施用量を求める。
3)苦土の改良
 リン酸の改良にようりん、苦土重焼リンを使用する場合は、それぞれの苦土成分量を差し引いたものが苦土の不足値となる。苦土の改良には、pHの低いときは苦土石灰、pHの高いときには硫マグを用いるとよい。なお苦土石灰のpH矯正力は、炭カルの約90%とみなされる。表-11に苦土資材の保証成分と苦土石灰からの換算倍率を示した。
4)石灰の改良
 石灰の不足値は、リン酸、苦土の改良に使用した資材中の石灰成分を差し引いたものとなる。石灰の改良は炭カルの施用によるのが一般的であるが、pHの高い場合には石膏を用いるのが望ましい。石灰資材の保証成分と炭カルからの換算倍率およびpH矯正換算倍率は表-12に示したとおりである。
5)カリの改良
 カリの改良には塩加、硫加、珪酸カリなどを施用する。水田は塩加、畑では硫加を使用するのがよい。また珪酸カリは、比較的流亡しにくく、電気伝導率(EC)を高めない資材である。表-13にカリ資材の保証成分と塩加からの換算倍率を示した。
6)注意事項
 以上、一般的な土壌改良の手順について述べたが、1)pH→2)リン酸→3)苦土→4)石灰→5)カリのように計算し、それぞれの成分が過不足のない状態にすることが大切である。特にリン酸、苦土、石灰の改良は、pHの矯正にも関与することになるので注意する必要がある。
 表-15~19の地目および土壌別改良資材換算表の資材施用量は、kg/10aで表示されているが、これは改良すべき土壌の深さ10cm、仮比重1、10a当たりの乾土重100tとして計算したものであり、実際の施用量は、改良深、仮比重を考慮して補正しなければならない。たとえば改良深15cm、仮比重0.7の場合、表から求めた施用量に1.5を掛け、さらに0.7を掛けることになる。
  また礫含量の多い土壌では、礫と同じ割合で資材施用量を滅らしてやる必要がある。たとえば礫含量の40%の場合には、求められた施用量の60%が実際の施用量となる。
7)土壌改良対策作成事例
 葉茎菜・果菜類の土壌診断基準(土壌養分の適正値)、地目および土壌別改良資材換算表(畑:腐植質黒ボク土(山間地帯標高400m以上))を適用して作成した土壌改良対策の例を表-14に示した。
(3) 地目及び土壌別改良資材換算表
表-15 [PDF] 畑:腐植質黒ボク土(山間地帯 標高400m以上)
表-16 [PDF] 畑:腐植質黒ボク土及び水田:多湿黒ボク土(中間・平坦地帯 標高400m以下)
表-17 [PDF] 畑:淡色黒ボク土
表-18 [PDF] 畑:褐色低地土(細粒)、褐色森林土及び水田:褐色低地土(細粒)、灰色低地土(細粒)、グライ土(黒泥土、泥炭土を含む)
表-19 [PDF] 畑:褐色低地土(中粗粒、礫質)及び水田:褐色低地土(中粗粒、礫質)、灰色低地土(中粗粒、礫質)
(4) ECと窒素の診断(作物別耐塩性)
 電気伝導率(EC)は土壌に含まれる塩類濃度の指標を示すもので、ECが高いほど土壌溶液中に陰イオンや陽イオン含量の多いことを意味する。土壌に過剰の塩類が集積しECが高くなると、表-20に示したように作物に塩類濃度障害発生の危険性があるので、除塩対策が必要となってくる。除塩方法は次のように大別される。
1)作土の塩類濃度を薄める:深耕、天地返し
2)土壌中無機態養分の固定化、遅効化:稲わら多施用、イネ科牧草栽培とすき込み
3)塩類除去:イネ科牧草栽培と地上部持ち出し
4)作土の入れ替え
 施設栽培土壌では、土壌溶液中の可溶性塩類の主体は硝酸塩とされ、ECの測定値から硝酸態窒素の量を推定する手法が取られてきた。
    硝酸態窒素(mg/100g)≒ EC(mS/cm)×25
 しかし、化学肥料の多施用や長期連用を行っている施設栽培土壌では、硫酸根が土壌に蓄積し、ECに影響を及ぼしている。上記式による推定法は、硫酸根が多い土壌で誤差が大きくなるこを注意して使用しなければならない。
 近年、硝酸態窒素は、簡易試験紙や簡易硝酸メータの普及により容易に測定ができるようになった。より正確な硝酸態窒素量を把握するには、これらを使用することが望ましい。以下に、これらを用いた土壌中の硝酸態窒素の簡易分析法(生土容積法)を図-1に示す。
 この方法により求めた硝酸態窒素は、土壌の深さ10cm、仮比重1、10a当たりの乾土重100tとすれば、そのままkg/10aと読み替えられるので、さらに作土深、仮比重を考慮して補正する必要がある。たとえば硝酸態窒素20mg/100g、作土深15cm、仮比重0.8の場合、10a当たりの窒素量は次のとおりである。
    10a当たりの硝酸態窒素量(kg/10a)= 20×15/10×0.8=24
(5) 要素欠乏・過剰症の見分け方と対策
 植物の生育に必要不可欠な要素は、多量必須要素として炭素(C)、酸素(O)、水素(H)、窒素(N)、リン(P)、カリ(K)、石灰(Ca)、苦土(Mg)、硫黄(S)、ケイ素(Si)が、微量必須要素として鉄(Fe)、マンガン(Mn)、ホウ素(B)、亜鉛(Zn)、銅(Cu)、モリブデン(Mo)、塩素(Cl)が知られている。作物が健全に生育するためには、これらの必須元素が過不足なく、適当な時期に供給されなくてはならない。たとえ一つの要素といえども少なすぎたり多すぎたりすると、生育が阻害され、作物、要素、環境によりそれぞれ外観的に特徴のある欠乏症状、過剰症状を呈する。表-21に要素欠乏・過剰障害の一般的な症状を、表-22には要素ごとの欠乏症状・過剰症状とその対策を示した。
 葉面散布は、要素欠乏の対策として有効な手段であるが、栄養診断における判定結果が正しいかどうかをテストするために利用すると、土壌施用よりも速効的に確認することができる。表-23に葉面散布で一般に使用される試薬と濃度を示した。