植物のミカタ

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実家の神奈川で、キラキラ光る霜柱を発見。マクロ撮影で観察すると、霜柱が土壌の鉱物を持ち上げている様子が捉えられた。霜柱ができる土壌は、間隙と保水性があり、良い土壌の条件を満たしている。論文によっては、霜柱が立つことで良い土壌になるとも言われている。霜柱が溶けると持ち上がった鉱物は落下し、土壌に隙間ができる。また、霜柱は複数の細い柱が合わさって形成されていることが観察された。

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朽ちた木が森の土壌形成にどのように貢献するかを考察した記事です。著者は、朽木の写真を掲載し、その腐朽過程を観察しています。やがて地上から姿を消すであろう朽木は、生前には大きな木であり、地下には立派な根系が広がっていたと推測しています。そして、根が分解されると、多量のフェノール性化合物を含む腐植が地中深くに残ると指摘しています。特に、1メートル以上の深さに根を張っていた場合は、それ相応の深さに腐植層が形成される可能性を示唆しています。このように、朽木の根の分解は、森の土壌の厚みと肥沃さを増す重要な役割を果たしていると考え、「土とは死骸の塊」という関連記事へのリンクも掲載しています。

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粘土とは、鉱物が非常に細かく砕けたもので、粒子の大きさは0.002mm以下と肉眼では確認できない。この微細な粒子はコロイドとしての性質を持ち、分子間力で互いに引き付け合うため、水を含むと粘り気を帯び、塊状になりやすい。水田の土壌はこの粘土の特徴が顕著で、粒子同士が強く結びついている。そのため、水田土壌改良のためには、この繋がりを断ち切り、空気を含ませることで粘土らしい性質を壊す必要がある。

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川から水田に流れ込む水には、砂が風化してできた微細な粘土鉱物が含まれている。水田では水が滞留するため、これらの粘土鉱物が堆積する。粘土鉱物は土壌の隙間を埋め、水はけを悪くする。結果として、土壌中の酸素が不足し、鉄が還元されて土壌が黒っぽくなるグライ化現象が起こる。つまり、水田は川から粘土鉱物を受け取り、それがグライ化の要因となっている。

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水田の土壌が黒く、きめ細かい理由について考察している。山の岩石が風化してできた土壌が、水田の湛水状態によって鉄が還元され黒色化するのは理解できる。しかし、粘土質の増加については疑問が残る。人為的に粘土を投入したとは考えにくく、風化による生成も現実的ではない。では、なぜ水田の土は細かくなるのか？という問いを投げかけている。

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水の硬度は、含まれるカルシウムやマグネシウムなどのミネラル量で決まり、ミネラルが多い水を硬水、少ない水を軟水と呼ぶ。日本の水はほとんどが軟水で飲用可能だが、植物栽培にはミネラル豊富な硬水の方が有利な場合もある。水中のミネラルは、山にある鉱物が雨水で溶け出し、地下水を通じて川に流れ込むことで供給される。例えば、石灰岩が多い山の麓の川はカルシウム濃度が高く、周辺の畑ではカルシウム過剰にならないよう施肥量を調整する必要がある。つまり、地域の水の硬度は周辺の山の地質に影響される。

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真砂土の主要粘土鉱物であるカオリナイトは、保肥力が低い。著者はマクロレンズ観察と鉱物図鑑、土壌ハンドブックからこの事実を突き止めた。真砂土の白い塊が簡単に崩れるのはカオリナイトの結合の弱さが原因と考えられ、保肥力の低さにも繋がっている。したがって、真砂土での栽培は難しく、保肥力を高めるためには、より保肥力のある粘土を施す必要があると結論付けている。

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真砂土の茶色の原因を探るため、筆者は「楽しい鉱物図鑑」を参考に、角閃石に着目した。角閃石は種類によって色が様々だが、真砂土の色と類似していることから、その色のもとではないかと推測。角閃石の複雑な化学組成式には鉄が含まれており、風化しやすい性質も持っている。肥料農薬部 施肥診断技術者ハンドブックによれば、角閃石はCa、Mg、Feの給源とのこと。これらの情報から、真砂土の茶色は酸化鉄(Ⅲ)によるものではないかと考察し、鉄分を吸収するギシギシのような植物が生えた後の真砂土は、土壌改善に効果があるのではないかと推測している。

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真砂土の白さは長石由来で、風化によってカリウムが溶脱し粘土鉱物に変化することで白さが失われる。長石はカリの供給源であるため、真砂土を長期間耕作するとカリが不足する可能性がある。風化した長石は指でつまむと崩れる白い鉱物だったと記憶している。しかし、真砂土には茶色い部分もあり、これは鉄の酸化によるものかもしれない。つまり、真砂土の色変化は長石の風化だけでなく、他の鉱物に含まれる鉄の酸化も関係していると考えられる。

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京丹後で栽培を学んだ著者は、師の畑の真砂土が白かった記憶を基に真砂土の成分を調べた。花崗岩が風化して真砂土になるが、花崗岩の主成分である石英と長石は白い。しかし、現在の真砂土は白くない。長石は風化すると粘土鉱物のカオリナイトになり、もろくなる。つまり、白い真砂土は長石が豊富に含まれていたが、現在の真砂土は長石が風化して失われた状態であると考えられる。土壌に酸素を入れるトラクター耕作が長石の風化を促進した可能性があり、白い真砂土は耕盤層付近に蓄積したカオリナイトだったのかもしれない。この考察は今後の栽培の問題解決に役立つ知見となる。

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米ぬかボカシの嫌気発酵は、窒素飢餓防止や有機質肥料の速効性向上に貢献します。微生物が増殖・死滅を繰り返す過程で、その細胞膜成分がNPK（窒素・リン酸・カリウム）以上の施肥効果を発揮します。発生する酸は炭酸塩で中和されるため、土壌劣化の心配はありません。費用対効果は低いものの、土壌微生物の働きを学ぶ教材としては優秀です。カニ殻を添加することで、さらなる微生物の活性化も期待できます。

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土壌の団粒化を促進するために納豆菌の活用が検討されている。納豆菌は土着菌である枯草菌の仲間であり、土壌中での増殖は問題ない。納豆の粘りはポリグルタミン酸によるもので、タンパク質が分解されてアミノ酸であるグルタミン酸が生成され、それが重合することで生じる。このことから、タンパク質含有量の高い資材と藁を真砂土に投入することで、納豆菌の働きによりポリグルタミン酸が生成され、土壌粒子の結合が強まり、団粒化が促進される可能性がある。

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OM-Dの底力とマクロレンズのおかげで、肉眼では見えない真砂土の鉱物まで鮮明に撮影できた。当初は雄蕊の花粉撮影を目的として購入したマクロレンズだったが、土壌撮影でも予想以上の成果を得た。鉱物図鑑を購入し、写真から土壌の組成を分析した結果、特定要素の欠乏症が多発する原因は、要素の不足ではなく植物の吸収阻害にあると判明。栽培開始時の資材選定で欠乏症対策が可能になるという新たな知見を得た。詳細な説明は後日改めて行う予定。

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作物の病気は、特定の菌が著しく増殖することで発生します。この問題に対し、カニ殻を土に混ぜる土壌改良が有効です。カニ殻に含まれる「キチン」は、土壌中の多様なキチン分解菌の増殖を促します。これらの菌は、土壌内で優勢な菌（特に病原菌）を標的として優先的に分解・減少させるため、特定の病原菌だけが異常増殖する環境が抑制されます。カニ殻は、土壌の菌叢バランスを整え、病原菌が優位になる状況を防ぐことで、健全な土壌を育み、作物の病気発生を効果的に抑制するのです。

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カニ殻を土壌に混ぜると作物の病気が減る理由は、カニ殻に含まれるキチン質が関係している。キチンは微生物によって分解されるが、この過程でキチン分解酵素であるキチナーゼが生成される。キチンは菌類の細胞壁にも使われているため、土壌中のキチナーゼが増加すると、病原菌の細胞壁も分解され、菌の生育が抑制される。しかし、このメカニズムは有用な菌にも影響を与える可能性がある。カニ殻の投入は土壌微生物のバランスを変えるため、長期的な影響については更なる研究が必要である。

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収穫後の畑に繁茂するシロザは、土壌改良に役立つ可能性がある。タデ科植物同様にシュウ酸を根から分泌し、土壌中のリンを可給化する役割が期待される。農業環境技術研究所の研究では、シロザはタデ科植物以上にシュウ酸分泌量が多いことが示されている。シロザは弱酸性土壌の指標植物であり、京都農販の好調な畑でも頻繁に観察される。これらのことから、シロザは酸性化しやすい収穫後の土壌環境を改善し、次作植物の生育を促進する役割を担っていると考えられる。

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畑の休耕期に生えるタデ科の雑草は、シュウ酸を含み土壌に良い影響を与える。土壌は耕作により酸化しやすく、植物のミネラル吸収を阻害するが、タデ科植物はシュウ酸による還元作用で鉄の酸化物を還元し、同時に水素イオンを減らすことでpHも調整する。つまり、酸化した土壌環境を改善し、植物がミネラルを吸収しやすい状態に戻す役割を担っていると考えられる。そのため、タデ科の雑草を排除するのではなく、土壌改良の役割を担う存在として活用する視点を持つことが重要である。

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タデ科植物の根から分泌されるシュウ酸の土壌還元作用について考察している。シュウ酸は酸化鉄(Ⅲ)と反応しシュウ酸鉄(Ⅲ)を生成する。この反応で鉄イオンは還元される。さらに、シュウ酸鉄(Ⅲ)は光分解によりシュウ酸鉄(Ⅱ)となり、鉄イオンはさらに還元される。つまり、シュウ酸は鉄イオンに電子を与え、還元剤として作用すると言える。この還元作用が土壌環境に影響を与えている可能性を示唆し、更なる考察の必要性を述べている。

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廃菌床堆肥は、キノコ栽培後の培地を再利用したもので、高い保水性、排水性、通気性を持つ一方、窒素飢餓、未分解成分による発酵熱、塩類集積、線虫発生のリスクも抱えています。窒素飢餓は、堆肥中の微生物が土壌の窒素を消費してしまう現象で、植物の生育を阻害します。これを防ぐには、堆肥投入前に十分な窒素肥料を施す必要があります。未分解成分の発酵熱は、特に初期生育に悪影響を与える可能性があります。完熟堆肥を選ぶ、少量ずつ施用する、土壌とよく混ぜるなどの対策が有効です。塩類集積は、培地由来の塩分が土壌に蓄積する現象で、これも生育阻害の原因となります。定期的な土壌分析と適切な灌水管理が必要です。線虫発生は、堆肥に混入した線虫が繁殖することで起こります。発生リスクを減らすため、信頼できる供給元から堆肥を調達し、必要に応じて燻蒸処理を行うことが重要です。

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酸は水素イオン(H+)を放出し、金属と反応する。金属の電子を奪う水素イオンは酸化剤として働き、電子を失った金属は酸化されてイオン化する。例えば、鉄と塩酸の反応では、鉄は電子を奪われ鉄イオン(Fe2+)になり、水素イオンは電子を受け取って水素ガス(H2)となる。鉄イオンは塩酸中の塩化物イオン(Cl-)と結合し、塩化鉄(FeCl2)を生成する。この反応は、硫化水素(H2S)と鉄の反応にも見られる。硫化水素も酸性を示し、鉄から電子を奪い硫化鉄を生成する。肥料のpHは土壌への影響を及ぼすため、NPKだけでなく酸性度にも注意が必要である。生理的酸性肥料や肥料成分偽装の問題も、土壌の酸性化に繋がる可能性があるため、理解しておくことが重要。

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クローバーの根圏には、他の植物と比べて格段に多くの菌類が集まる。特に木質資材が多い養分の乏しい環境では、クローバーは木質を分解する腐朽菌を根圏に集めることで、生育に有利な環境を作り出していると考えられる。この現象は、土壌微生物生態学の書籍にも記されており、クローバーが木質資材の分解を通じて優位に立つ仕組みを説明づけている。実際に木質資材でクローバーを育てると、根元に多くのキノコが生える様子が観察される。

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未熟な木質資材で窒素飢餓が起きる環境下で、シロツメクサだけが繁茂していた。他のイネ科植物の根には変化がない一方、シロツメクサの根は白い菌糸で覆われていた。この菌糸は木質資材を分解していると考えられ、シロツメクサは元気なことから共生関係にあると推測される。シロツメクサの根には他植物とは異なる特徴があり、それがこの現象に関係していると思われるが、詳細は次回に続く。

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栽培の師からヘアリーベッチの種を蒔くことを勧められ、肥料と共にばら撒いたところ、春先にベッチ以外の雑草が生えにくい現象に遭遇した。これはベッチのアレロパシー効果によるものと推測し、論文を調べたところ、ベッチがレタスの生育に影響を与えるという内容を確認、納得した。ベッチは越冬し春に繁茂するが、夏場には弱り、メヒシバやエノコログサが生えてくる。

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マリーゴールドは、緑肥として土壌改良に利用される。土壌への有機物供給量が少ないため、その目的は養分供給ではなく、線虫抑制効果である。マリーゴールドが合成するテルチオフェンという物質に線虫への殺作用があり、根からの分泌や、植物体を土壌にすき込むことで効果を発揮する。連作障害の主要因である線虫対策として有効な手段と言える。マリーゴールドの更なる利点については、今後検討される。

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ソルゴーなどのイネ科緑肥は土壌改良に有効だが、冬場はエンバクを、それ以外の緑肥としてはマメ科植物がある。マメ科緑肥の代表例はヘアリーベッチで、根粒菌との共生により窒素固定を行う。根粒菌は空気中の窒素ガスをアンモニウムイオンに変換し、植物がアミノ酸合成に利用できる形にする。そのため、マメ科緑肥は窒素肥料をあまり必要としない。一方、イネ科緑肥は多くの養分を必要とするため、堆肥などの資材投入が必要となる。つまり、資源が豊富な場所ではイネ科、そうでない場所ではマメ科緑肥が有効と言える。

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緑肥の効果は有機物投入だけでなく、植物の根の構造にも関係する。単子葉植物は多数の太い不定根を持ち、双子葉植物は中心の主根から側根を出す。単子葉のソルゴーは土壌の団粒構造形成に優れているが、双子葉のクローバーやヒマワリも緑肥として利用され、状況によってはソルゴー以上の効果を発揮する。緑肥を使いこなすには、単子葉と双子葉の根の違いを理解することが重要である。

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根の強い植物は土を柔らかくし、団粒構造を形成する。緑肥はこの性質を利用し、収穫を目的とせず土壌改良を行う。イネ科の植物、特にソルゴーは団粒構造形成に優れる。緑肥は安価な肥料で育て、大きく育ったら土に鋤き込むことで有機物を供給し、土壌構造を改善する。コスモスのような緑肥の効果は団粒構造形成以外にもあると考えられる。緑肥には栄養価の高い牧草が用いられ、土壌への栄養供給にも貢献する。

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コスモスが畑地や水田で咲き乱れていることがあるが、食用ではなく、花農家が育てているわけでもない。実はこれ、緑肥として育てられている。コスモスが一通り咲くと刈り倒され、土に鋤き込まれる。これは、植物由来の有機物を土に混ぜ込むために行われる。育った植物を刈り倒し、トラクターで土に混ぜ込むことで、土壌改良を行う。コスモスだけでなく、エンバクなども緑肥として利用される。なぜコスモスが選ばれたのかという疑問については、別の機会に解説される。

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硫安は速効性肥料だが、土壌に硫酸根を残し、塩類集積や老朽化の原因となる。一方、尿素も速効性があり、分解後は二酸化炭素となるため土壌残留物がなく、硫安のような問題を引き起こさない。多少肥効が遅くても、速効性が求められる場合は尿素が推奨される。尿素の肥効は微生物の働きに依存するため、土壌に糖分を施すと効果が現れやすくなる。

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微生物資材の効果に疑問を持つなら、その微生物が活躍する発酵食品の製造過程を学ぼう。例えば納豆菌なら、納豆製造過程から、稲わらを好み、大豆タンパク質を餌に、25度程度の温度で活動し、水分が必要なことがわかる。畑に稲わらと大豆油粕、納豆を投入すれば納豆菌の恩恵を受けられる可能性がある。たとえ効果がなくても、有機物が土壌を改善する。微生物は適切な環境があれば増殖するので、微生物資材投入よりも環境整備が重要である。

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硬い土壌でもミミズは穴を掘り、土壌改良に役立つ。理想的な土壌にはミミズの餌となる有機物が速やかに分解されるため、ミミズは少ない。著者は硬くなった畑の株元にミミズを置き、穴を掘る様子を観察した。ミミズは土壌に空気の通り道を作るだけでなく、炭酸塩を生成し、土壌の緩衝性を高める効果も持つ。しかし、広い畑でミミズを配置するのは現実的ではないため、植物性残渣などを用いてミミズが自然発生する環境を作るのが良い。ミミズの土壌改良能力と、硬い土壌でも突き進む力強さを称賛している。

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土壌の老朽化で発生する硫化水素は、硫酸塩還元細菌が有機物を酸化し、硫酸塩を還元することで生じる。生物は電子を必要とするのに、なぜ電子を硫酸塩に渡すのかは不明。微生物は有機物分解の際、細胞外に酵素を放出し、分解された産物を吸収する。しかし、この過程は非効率で、産物の一部は回収漏れを起こす。この漏れ出た産物が他の生物の栄養源となり、生態系を支えている。さらに、放出された酵素（土壌酵素）は土壌中で活動を続け、新たな物質の分解にも関与する。酵素のタンパク断片は土壌の化学性を高める。このように、微生物の非効率な分解活動が生態系の循環に重要な役割を果たしている。

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アンモニア酸化細菌がアンモニアを亜硝酸に酸化し、さらに亜硝酸酸化細菌が亜硝酸を硝酸に酸化する一連の反応を硝化作用という。生物は物質を酸化し電子を得ることでエネルギーを産生する。アンモニア酸化でも細菌は電子を得て活動しており、有機物の分解によるエネルギー産生は酸化的リン酸化と呼ばれる。生物は電子を欲しがるため、還元されたアンモニアは誰が作ったのかという疑問が生じる。

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アンモニア臭の消臭方法として、酸化に着目。プロピオン酸のように塩にするのではなく、アンモニア酸化細菌の反応を参考に、アンモニアを酸化することで硝酸に変える方法を検討。アンモニアは酸化によってヒドロキシルアミン、さらに亜硝酸へと変化する。この過程で電子が放出されるため、酸化反応が成立。アンモニアが別の物質に変化することで臭いも軽減される。結論として、悪臭物質を酸素に晒すと酸化によって臭いが消える可能性がある。

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森の中で、雨と程よい気温により落ち葉の間からキノコが生えていた。キノコは大量の木質資材がなくても、落ち葉と程良い湿度があれば生える。つまり、キノコの恩恵にあやかりたいなら、まずは落ち葉をたくさん入れれば良い。ただし、大雨でも水浸しにならない土壌であることが必須条件だ。キノコ栽培は落ち葉の投入だけでなく、水はけの良い土壌作りが重要であることを示している。

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老朽化水田では、硫酸石灰の還元により硫化水素が発生し、悪臭と土壌への悪影響を引き起こす。微生物は二価鉄(Fe²⁺)と硫化水素を反応させ硫化鉄(FeS)として無毒化するが、この過程で土壌中の鉄が不足する。鉄不足は作物への悪影響だけでなく、土壌の弾力性を失わせ、作業性と収量を低下させる。結果として、耕作放棄に至る可能性がある。解決策は提示されていないが、土壌改良が必要であることが示唆されている。

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水田から硫化水素による腐卵臭がするのは、老朽化水田と呼ばれる現象です。硫酸カルシウムが土壌に蓄積し、水が滞留する環境で硫酸還元細菌が活動することで発生します。通常、露地では降水で硫酸カルシウムは流出しますが、水田は水を溜めるため、特に水の入れ替えが少ないと土壌に残りやすいです。硫酸還元細菌は有機物から電子を取り出し、硫酸カルシウムと反応させて硫化水素を生成します。この現象は近年増加傾向にあり、様々な問題を引き起こしています。

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水溶性肥料の多用は土壌水分のイオン濃度を高め、塩類集積を引き起こす。肥料の陰イオン（硫酸イオンなど）は土壌に残留し、過剰な石灰（カルシウムイオン）と結合して硫酸カルシウムを形成する。硫酸カルシウムは若干の水溶性だが、蓄積すると土壌の浸透圧が上昇し、植物の吸水を阻害する。結果、ひび割れや枯死が発生する。塩類集積は、肥料成分の偏りによるイオン濃度の上昇と、カルシウム過剰による他の要素の欠乏症を同時に引き起こす深刻な農業問題である。

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この記事では、サトウキビの搾りかすから作られる黒糖肥料の効果的な使い方を紹介しています。黒糖肥料は植物性有機物でアミノ酸が豊富に含まれており、窒素供給源として作物の養分になるだけでなく、土壌の保肥力や緩衝性を向上させる効果も期待できます。作物に近い場所に施肥すれば肥料として、遠い場所に施肥すれば土壌改良剤として機能します。黒糖肥料は三番蜜を利用しており、カリウムなどのミネラルが豊富です。特にカリウムは初期生育に重要なので、初期に施用すると効果的です。さらに、キノコ栽培の培地にも利用され、木質資材の分解を促進する効果も認められています。つまり、黒糖肥料は作物への栄養供給と土壌改良という両方の役割を果たす優れた肥料と言えるでしょう。

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木材を早く分解するには、麹菌などの働きで前処理しておくのが有効です。グルコースオキシダーゼという酵素を持つ麹菌（例：クロコウジカビ）は、グルコースを分解する過程で酸素を過酸化水素に還元します。この過酸化水素も木材分解に寄与します。 米ぬかなどのデンプン質は麹菌の栄養源となるため、木材に米ぬかを混ぜておくことで麹菌の活動を促し、その後にキノコなどの木材腐朽菌が働きやすくなる環境を作ることができるのです。

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キノコはリグニンを分解する際にリグニンペルオキシダーゼ等の酵素を用いる。この酵素反応は酸化還元反応であり、リグニンペルオキシダーゼは過酸化水素から電子を受け取り、リグニンを還元する。つまり、消毒液の成分である過酸化水素がキノコの酵素活性を促す。しかし、過酸化水素は自然界で常時発生する物質なのかという疑問が生じる。

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キノコ栽培後の廃菌床は優れた土壌改良資材となる。菌床栽培では、米糠、麦糠、トウモロコシ糠などを主栄養源に、貝殻やカルシウム塩などを補助栄養源として使用する。これにより、廃菌床には保肥力と緩衝性が備わる。また、キノコ収穫後の培地は窒素飢餓の心配がない分解された有機物であるため、土壌改良に有効。結果として、廃菌床は団粒構造の形成に加え、保肥力と緩衝性も兼ね備えた資材となる。

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リグニンペルオキシダーゼは、白色腐朽菌がリグニンを分解する際に使う主要酵素。ヘムタンパク質で、過酸化水素を酸化剤としてリグニンの芳香族環を酸化的に開裂する。反応機構は、過酸化水素が酵素のヘム鉄に作用し、化合物Iと呼ばれる活性種を生成。これがリグニンから電子を奪い、ラジカルを形成。この不安定なラジカルが様々な反応経路を経て分解される。 リグニンペルオキシダーゼは非特異的な触媒作用を持ち、多様なリグニン構造を分解できる。この酵素によるリグニン分解は、自然界の炭素循環において重要な役割を果たし、バイオマス利用への応用も期待されている。

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木の枝を水に浸すと黒い液体が現れるが、これは木質のリグニンに由来するフェノール性化合物と考えられる。リグニンはフェノール類が複雑に結合した高分子で、土壌の団粒構造形成に寄与する。剪定した枝から出る黒い液体もフェノール性化合物だが、肌への刺激があるため、自然分解されたものが利用できれば理想的。今後はリグニンの分解過程について掘り下げる。

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バーク堆肥を入れた区画と入れない区画で、植物の生育に大きな差が出た。バークを入れた側は草が生い茂り、入れない側はまばらだった。耕起や施肥は同じ条件で行ったため、この差はバーク堆肥の影響と考えられる。このことから、植物が土壌環境を改善する作用を利用するには、まず植物が生えやすい環境を作るのが重要だと推測される。初期段階で腐植を大量投入すれば、植物の生育が促進され、理想的な土壌環境へ早く到達できる。また、土が柔らかくなることで作業効率も向上する。ただし、草抜きは増えるが、柔らかい土壌では容易に除去できる。

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植物は自らの力で生育環境を改善する。根を張ることで水はけを良くし、他の植物の生育を阻害する。また、根は硬い土を砕き、土壌を柔らかくする。枯れた根は腐植となり、抜かれた後は土に空気が入る。つまり、植物は動けないながらも、根を通して水はけの改善、土壌改良を行い、自らの生育に適した環境を作り出している。この性質を利用した緑肥もあるが、それは別の話。

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バーク投入で土の保水力向上は、バーク自体の保水力に加え、土壌表面のひび割れ減少が要因。ひび割れ減少は、土同士の結合が弱まったためと考えられる。耕起後の土壌粒子は放置すると互いに結合し、塊を形成する。硬い塊ほど、塊の間に大きなひび割れが生じる。腐植を投入すると、土粒子間に腐植が入り込み、土同士の結合を阻害する。結果、乾燥時に形成される塊は小さく、ひび割れも発生しにくい。さらに、腐植混入土壌は空気に触れる表面積が広く、鉱物の酸化を促進。これにより土同士の結合はさらに弱まり、大きな塊の形成が抑制される。結果として団粒構造の形成へと繋がる。