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温暖化による猛暑で、生ゴミを埋めている土が乾燥し、保水力が低下していることに不安を感じています。筆者は、土に弾力を与えるためベントナイトを混ぜていますが、暑さのために効果が見られないようです。このままでは、有機物の分解が速く土が肥えない亜熱帯地域のように、日本の土壌も痩せてしまうのではないかと懸念しています。稲作への影響も心配し、土の保水性向上は日本の農業にとって重要な課題だと訴えています。
大阪府高槻市原地区で肥料教室を開いています
検索キーワード：「ベントナイト」
毎日の日課の土に生ごみを埋める事から感じる将来の不安
沖縄の土を日本土壌インベントリーで確認してみる
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沖縄の土壌は、北部・中部では赤黄色土、南部では未熟土が分布しています。赤黄色土は風化が進み、植物の生育に必要な栄養分が少ない土壌です。元は未熟土でしたが、風化によって赤黄色土になったと考えられます。未熟土は、赤黄色土よりも風化が進んでいない土壌です。沖縄の土壌の多くは、風化が進んだ状態であることが分かります。
今年はレンゲの開花が早い？
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レンゲの開花が昨年より約1週間半早いことを受けて、筆者は開花前倒しによる有機物量減少を懸念しています。
通常、レンゲは鋤き込まれることで土壌に有機物を供給しますが、開花が早まることで栄養成長期間が短縮され、供給量が減る可能性があります。
また、開花によりミツバチが花粉を運び去ることで、亜鉛などの微量要素が土壌から失われる可能性も指摘しています。
これらの懸念から、筆者は微量要素系肥料の量を増やすなどの対策が必要かもしれないと考えています。
ベントナイトと落ち葉で草たちは活気付いて、環境は更に変わる
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知人の花壇では、3年前からベントナイトと落ち葉を投入した区画と、そうでない区画で生育の違いが顕著に現れている。落ち葉区画は、冬場も草が生い茂り土壌が豊かになっている一方、そうでない区画は草も生えず、養分が蓄積されない状態だ。
これは、畑でも同じことが言える。腐植を増やすことで、自然と土壌環境が向上し、肥料の過剰な投入を抑えられる。肥料高騰の折、環境負荷とコスト削減のためにも、土壌の腐植化は重要な視点と言えるだろう。
昨今の社会問題に対して、大浦牛蒡の持つ可能性に期待する
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大浦牛蒡は、社会問題解決に貢献する可能性を秘めた野菜です。豊富な食物繊維とポリフェノールで生活習慣病予防に効果が期待できる上、肥料依存度が低く、土壌改良効果も高い。特に大浦牛蒡は、中心部に空洞ができても品質が落ちず、長期保存も可能。太い根は硬い土壌を破壊するため、土壌改良にも役立ちます。産直など、新たな販路開拓で、その真価をさらに発揮するでしょう。
汚泥肥料の特徴を把握しておく必要はあるだろう
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汚泥肥料は安価で栄養価が高いが、窒素、リン酸、石灰が多く、カリウムが少ないという特徴があります。そのため、使用時にはカビ由来の病気や土壌硬化のリスクを考慮する必要があります。
効果的に使用するには、腐植質の資材やカリウム、苦土を補給することが重要です。これらの対策を講じることで、汚泥肥料のデメリットを抑制し、土壌の健康を保ちながら植物の生育を促進することができます。
カリ肥料の代替を探す
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カリ肥料不足の深刻化に伴い、代替肥料として塩化カリや鶏糞燃焼灰が挙げられるが、それぞれ土壌への影響や供給安定性の問題がある。塩化カリは土壌への悪影響が懸念され、鶏糞燃焼灰は供給不安定な上、カルシウムやリン過剰のリスクもある。
そこで、日本の伝統的な稲作のように、川からの入水など天然資源を活用する方向へ転換すべき時期に来ていると言える。土壌鉱物の風化作用など、自然の力を活用することで、持続可能な農業を目指せるだろう。
ナメクジの粘液は何だ？
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ナメクジの粘液の成分は、ムチンと呼ばれる糖タンパク質や糖類、無機塩類などです。ムチンは糖とタンパク質が結合したもので、粘性を持ちます。無機塩類は粘液の硬さや粘着力を調整する役割を果たすと考えられています。
ナメクジの粘液は、体の保護や移動、仲間とのコミュニケーションなどに使われます。また、粘液には抗菌作用があるという報告もあります。
粘液は時間が経つと雨や微生物によって分解され、土壌の一部となります。
記事では、ナメクジの粘液が土壌形成の初期段階に貢献している可能性について考察しています。
島根県出雲市のグリーンタフ
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島根県出雲市には、中新世の安山岩の下に緑色凝灰岩(グリーンタフ)の地層が見られる場所があります。白い層と緑の層が交互になっており、緑色凝灰岩の層には凝灰岩の露頭が見られます。この地層の上には、地質図の情報通り、暗赤色土の層が存在します。グリーンタフは、かつて海底火山活動によって噴出した火山灰が堆積してできたものであり、その後の地殻変動によって地上に姿を現しました。島根半島・宍道湖中海ジオパークでは、こうした地質学的にも貴重なグリーンタフを観察することができます。
除菌剤・消臭剤入りベントナイトを土壌改良材として使用して良いか？
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除菌剤・消臭剤入りのベントナイトは、土壌改良材として使用しても問題ないか？という質問に対する回答です。
結論としては、問題ありません。
一般的に使用されている除菌剤のヒノキチオール、消臭剤のカテキンは、どちらも土壌中の微生物によって分解され、最終的には土の一部になる成分です。
ヒノキチオールは抗菌・抗ウイルス作用を持つ成分ですが、土壌中では分解されてしまいます。
カテキンは消臭効果を持つ成分ですが、土壌中のアルミニウムと結合することで吸着され、効果を発揮しなくなります。
そのため、除菌剤・消臭剤入りのベントナイトを土壌改良材として使用しても、土壌や植物に悪影響を与える心配はありません。
物理性の向上 + レンゲ栽培 + 中干しなしの稲作の新たに生じた課題
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レンゲ栽培と中干しなし稲作で、土壌の物理性向上による肥料過多と倒伏が課題として浮上。レンゲによる窒素固定量の増加と、物理性向上による肥料効能の持続が重なった可能性。中干しのメリットは物理性向上により減少し、デメリットである高温障害回避と益虫増加の方が重要となる。解決策は施肥量減らし。この技術確立は、肥料・農薬削減によるSDGs、土壌炭素貯留によるCO2削減、鉄還元細菌によるメタン発生抑制に繋がり、持続可能な稲作に貢献する。
日本の夏の施設栽培の多湿対策
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日本の夏の高温多湿な環境は、トマトなどの施設栽培で課題となる。換気扇だけではハウス内の局所的な湿度の滞留を防ぎきれないため、農研機構の研究では吸収式除湿機を用いた湿度制御が有効と報告されている。
一方、ベントナイトは吸水性の高い粘土鉱物であり、建築資材の珪藻土や漆喰のように湿度調整に活用できる可能性がある。ベントナイトは水分を吸収して膨潤し、湿度が下がると水分を放出する性質を持つため、ハウス内の湿度を安定させる効果が期待できる。ただし、多量の水分を吸収すると泥状になるため、使用方法や設置場所などを工夫する必要がある。
夏の育苗には粉末状のベントナイト
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夏の育苗時に、培土表面に粉末ベントナイトを散布するテクニックは、乾燥しやすい培土の保水性を向上させる効果がある。ベントナイトは吸水膨張し、培土の隙間に浸透することで、排水性の高い培土でも適度な水分を保持できる。ただし、過剰な散布は土壌を固くするため、適量の使用が重要。ベントナイトは海成粘土由来のため、微量要素供給効果も期待できる。これらの効果により、夏の育苗管理が容易になり、秀品率向上にも貢献する可能性がある。
トマトにどうやってケイ素肥料を効かせるか？
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土壌微生物とケイ素は密接な関係を持つ。植物はケイ酸を吸収し、一部を土壌に放出する。このケイ酸は、特定の微生物によって利用される。例えば、珪藻や放散虫はケイ酸を使って殻を形成し、バクテリアの中にはケイ酸を細胞壁に取り込むものもいる。また、ケイ酸は土壌構造の改善にも寄与し、微生物の生育環境を良好にする。さらに、ケイ酸は植物の病害抵抗性を高める働きがあり、間接的に微生物の活動にも影響を与える。土壌中のケイ酸の存在は、微生物群集の構成や活動に影響を及ぼし、ひいては植物の生育にも関与する複雑な相互作用が存在する。
トマトの果実のヒビ割れ問題に触れてみる
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師管は光合成産物などの有機物を植物体全体に輸送する組織である。圧流説は、師管内の物質輸送メカニズムを説明する有力な仮説である。
ソース細胞（葉肉細胞など）で光合成産物が合成されると、スクロースが能動輸送により師管の伴細胞に取り込まれる。これにより師管の浸透圧が上昇し、水が周囲から師管内に流入する。その結果、師管内は高い圧力状態となる。
一方、シンク細胞（根や果実など）では、スクロースが師管から取り出され利用される。これによりシンク細胞側の師管の浸透圧は低下し、水が師管外へ流出する。結果として、ソース細胞側からシンク細胞側へと圧力勾配が生じ、溶液が師管内を流れる。これが圧流説のメカニズムである。
土作りを意識したレンゲ米栽培の田の田起こし
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この記事は、土作りに重点を置いたレンゲ米栽培の田起こしについて報告しています。昨年、近隣の田んぼがウンカ被害を受ける中、無農薬で収量を維持できた田んぼの管理者から田起こしの連絡を受け、著者は現地を訪れました。
この田んぼでは、レンゲの種まき前に土壌改良材としてベントナイトと黒糖肥料を施肥し、レンゲの鋤込み時期を前倒ししました。これらの施策は、土壌への有機物供給と亜鉛などの微量要素欠乏の防止を目的としています。
田起こし後の土壌は、降雨の影響を受けながらも細かい土塊が形成されており、良好な状態でした。レンゲの生育も例年より良好だったことから、土壌中の有機物量増加が期待され、鋤込み時期を早めた効果もプラスに働くと予想されています。
昨年同様、低コストで安定した収量を得られるか、引き続き田んぼの状態を観察していく予定です。
土作りのステップアップとしてのエッセンシャル土壌微生物学を薦める
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「エッセンシャル土壌微生物学 作物生産のための基礎」は土作りに興味のある人にオススメ。土壌微生物の働きだけでなく、団粒構造における粘土鉱物の役割、酸化還元電位による肥料効果や水田老朽化への影響まで丁寧に解説。土壌中の電子の挙動(酸化還元)を理解することで、土壌消毒や稲作の中干しといった実践的な課題についても深く考察できる。関連する記事では、緑泥石、メタン発生、ポリフェノール鉄錯体、コウジカビ、ベントナイト、土壌消毒など多様な視点から土壌への理解を深めることができる。
ミミズは耕盤層に移動し、層でミミズ孔を形成するか？
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菌耕による排水性向上は、ミミズの活動が鍵となる可能性がある。ミミズは土壌中を深く移動し、1メートルに達するミミズ孔を形成する。孔の壁にはミミズの糞塊が付着し、微生物が繁殖して硝酸態窒素などを利用、好気性細菌の活動によりガス交換も起こる。ミミズは水分、酸素、栄養塩を求めて移動し、植物の根から分泌される物質に誘引される。耕盤層に酸素と栄養塩が供給されれば、ミミズが孔を形成し排水性を向上させる可能性がある。地表への有機物供給もミミズの活動を促し、土壌改良に繋がる。良質な粘土鉱物の存在も重要となる。
本山寺の枕状溶岩の上を歩いて土を見る
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高槻の本山寺境内には砂岩頁岩互層と枕状溶岩（玄武岩）が近距離で露出し、土壌形成の違いを観察できる貴重な場所が存在する。アカガシのドングリ拾いの際、旧参道でこの露頭の上を歩き、土壌の違いを確認した。砂岩頁岩互層上の土壌は薄く砂っぽいのに対し、枕状溶岩上の土壌は黒く、肥沃な黒ボク土のようだった。これは母岩の違いによるものと考えられる。緑泥石の風化過程も観察でき、砂岩と玄武岩という異なる母岩による植生の違いも今後の観察課題とした。本山寺は土壌形成と植生の関係を学ぶ上で有益な場所である。
亜鉛欠乏と植物のオートファジー
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植物の生育に必須な亜鉛の欠乏とオートファジーの関係性について解説した記事です。亜鉛欠乏土壌は世界的に広がっており、亜鉛は植物のタンパク質合成に必須であるため、欠乏は深刻な問題です。亜鉛は金属酵素の補因子であるため、再利用にはオートファジーによるタンパク質分解が必要です。亜鉛欠乏下では、オートファジーによって亜鉛が再分配され、活性酸素を除去する酵素Cu/Zn SODなどに利用されます。オートファジーが機能しないと活性酸素が蓄積し、葉が白化するクロロシスを引き起こします。亜鉛のオートファジーは植物の生育、ひいては秀品率に大きく関与するため、重要な要素と言えるでしょう。
レンゲ米の質を向上させることはできるか？
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レンゲ米の質向上には、レンゲの生育環境改善が鍵となる。レンゲの旺盛な発根を促し、根圏微生物の活動を活発化させることで、土壌の団粒構造が形成され、難吸収性養分の吸収効率が高まる。
具体的には、稲刈り後の水田の土壌を耕し、粘土質土壌をベントナイト等の粘土鉱物や粗めの有機物で改良することで、レンゲの根張りを良くする。さらに、レンゲ生育中に必要な金属成分を含む追肥を行うことで、フラボノイドの合成を促進し、根粒菌との共生関係を強化する。
つまり、レンゲ栽培前の土壌改良と適切な追肥が、レンゲの生育を促進し、ひいては次作の稲の品質向上、ひいては美味しいレンゲ米に繋がる。緑肥の効果を高めるためには、次作で使用する土壌改良資材を前倒しで緑肥栽培時に使用することも有効である。
高槻の清水地区のレンゲ米の水田の田起こし
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高槻市清水地区のレンゲ米水田では、冬季にレンゲを栽培することで土壌改良が行われている。レンゲを鋤き込んだ後の水田は土が柔らかく、トラクターの跡が残らないほど軽い。これはレンゲにより土壌中の有機物が分解され、土の粒子同士の結合が弱まったためと考えられる。一方、レンゲを栽培していない隣の田んぼは土が固く、大きな塊が目立つ。レンゲ栽培は土壌の物理性を改善し、イネの根の生育を促進、肥料吸収の向上に繋がる。この水田ではベントナイトも使用されているため、レンゲ単独の効果の検証ではないが、レンゲ栽培は根圏微生物叢の向上、ひいては土壌への有機物馴染みの促進に貢献する。窒素固定も微生物叢向上に繋がる重要な要素である。
生ゴミ入れている土表面に粘液がたくさん
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植物の根は、土壌構造の形成に重要な役割を果たす。根は成長過程で土壌を押し分け、亀裂を生み出し、土壌粒子を再配置する。また、根毛は土壌粒子に付着し、微小な隙間を作り出す。これらの作用により、土壌の通気性、透水性、保水性が向上する。さらに、根から分泌される粘液や、根の周辺に生息する微生物は、土壌粒子を結合させ、団粒構造を形成する。団粒構造は、植物の生育に適した土壌環境を作り出すだけでなく、土壌浸食を防ぐ役割も果たす。根の活動は、土壌を耕し、肥沃な土壌を形成する自然の力と言える。
米の美味しさは水の綺麗さというけれど
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清水っ粉（米粉）の品質向上を目指し、米の食味向上、特に甘味・旨味と粉の粘性の関係を探る著者は、高品質米産地との共通点から水質の重要性に着目している。栄村や浅川町等の事例から、カリウムよりも鉄やマグネシウム豊富な水質が鍵となる可能性を示唆。仁多米産地周辺のベントナイト鉱山に着目し、海由来のミネラルを含む粘土鉱物が水質に影響を与え、米の食味向上に寄与する仮説を立てている。小滝集落の牛糞施肥はカリウムが少ない土壌で有効だったと推測し、ベントナイトのような粘土鉱物肥料の可能性を探っている。
秀品率向上の新たな課題は亜鉛をどう加えるか？
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ミカン栽培において、秀品率向上には亜鉛の供給が課題となっている。土壌分析で亜鉛不足が判明し、発根促進に亜鉛が必要なことから、その供給方法が焦点となっている。既存のベントナイト、カキ殻肥料、微量要素剤では、亜鉛供給源として最適ではない。そこで、亜鉛を比較的多量に含む資材を元肥に少量混ぜることが有効と考えられる。候補として大豆粕や、キノコ栽培後の廃菌床堆肥が挙げられる。亜鉛は過剰症のリスクもあるため、少量施肥が重要である。同時に、堆肥が固まることによる酸素不足といった物理性の問題も検討課題となっている。
そこにハコベが現れた
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庭の有機物堆肥化エリアに、今まで存在しなかったハコベが出現した。有機物とベントナイトを添加することで、以前は繁茂していたカタバミが減少している。筆者はこれを、菌根菌の効果ではないかと推測している。しかし、緑肥の試験では逆に菌根菌がハコベを抑制することが多い。栽培しやすい土壌ではハコベなどの特定種の雑草が優勢になることが知られている。筆者は、菌根菌以外の要因を探る必要があると考えている。
根は地面を耕し土を形成する
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竹野海岸のグリーンタフ観察から土壌形成の過程を考察。グリーンタフは火山活動で生成された緑色の凝灰岩で、風化しやすい。風化によって粘土鉱物や金属イオンが放出され、土壌の母材となる。植物の根は土壌の固い部分を砕き、根の先端からは有機酸が分泌される。有機酸は鉱物の風化を促進し、根の表層から剥がれ落ちたペクチンなどの有機物は粘土鉱物と結合し、団粒構造を形成する。さらに、根から放出された二次代謝産物は微生物によって重合し、土壌に吸着される。このように、岩石の風化、植物の根の作用、微生物活動が複雑に絡み合い、土壌が形成される過程をグリーンタフ観察から推察できる。
水溶性の食物繊維のペクチンは吸着能を持つ
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土壌改良剤の効果を検証するため、腐植酸、ベントナイト、ゼオライト、モンモリロナイトを含む4種類の土壌改良剤と、対照群として石灰と堆肥を用いて実験を行った。結果、カルシウム添加による団粒構造形成促進効果は堆肥で顕著に見られ、土壌改良剤の効果は限定的だった。特に、ベントナイトは水分含有量が多く、ゼオライトは団粒形成にほとんど寄与しなかった。モンモリロナイトは若干の改善が見られたものの、腐植酸は効果が不明瞭だった。このことから、団粒構造形成にはカルシウムだけでなく、有機物との相互作用が重要であることが示唆された。
実体顕微鏡で土と混ぜたコロイド化したベントナイトを見る
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ベントナイトとゼオライトの土壌への影響を比較観察した。ベントナイトは水を含むと膨潤し、土壌粒子間を糊のように満たすことで、土壌構造に変化をもたらす。これは顕微鏡観察で確認され、土壌団粒化への影響が示唆された。一方、ゼオライトはイオン交換性を持つものの膨潤性は無く、土壌粒子と混ざらず鉱物の形を保っていた。これはベントナイトのように土壌構造に直接的な変化を与えないことを示唆する。両者を比較することで、ベントナイトの膨潤性が土壌への影響において重要な役割を果たすことが明らかになった。
ショウジョウバエが集まる土
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ショウジョウバエは熟した果物や樹液に集まり、糞便や腐敗動物質には集まらない。ウイスキーの原料である発酵麦芽に含まれるラウリン酸は、菌根菌の培養にも使われる。菌根菌は植物の害虫耐性を高めることから、ショウジョウバエが集まる土は菌根菌が豊富で、ひいては植物の生育に良い土壌、秀品率の高い土壌へ遷移している可能性が示唆される。またショウジョウバエは寒さに耐性があるため、彼らが集まる土壌は温かく、植物の根の生育にも良い影響を与えていると考えられる。
実体顕微鏡で土と混ぜたベントナイトを見る
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緑泥石は、土壌形成において重要な役割を果たす粘土鉱物です。記事では、緑泥石の構造と特性、そして土壌におけるその機能について解説しています。緑泥石は層状構造を持ち、風化によってカリウムイオンが溶脱し、層間に水分子が入り込むことで膨潤性を示します。この膨潤性は土壌の保水力に貢献し、植物の生育に適した環境を提供します。また、緑泥石は負に帯電しているため、陽イオンを引きつけ、土壌中の養分保持にも寄与します。さらに、緑泥石は他の粘土鉱物と比較して風化しにくいため、土壌の安定性を高める効果も期待できます。これらの特性から、緑泥石は土壌の物理的、化学的性質に大きな影響を与え、肥沃な土壌の形成に不可欠な存在と言えるでしょう。
土に生ゴミを埋めるという日課
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台風被害を軽減するために、個人レベルでできる対策として、生ゴミの土中埋設による二酸化炭素排出削減が提案されています。埋設方法には、ベントナイト系猫砂を混ぜることで、消臭効果と共に、有機物分解で発生する液体の土中吸着を促進し、二酸化炭素排出抑制と植物の生育促進を狙います。
この実践により、土壌は改善され、生ゴミは比較的短期間で分解されます。また、土壌にはショウジョウバエが多く見られ、分解プロセスへの関与が示唆されます。
台風被害軽減と関連づける根拠として、二酸化炭素排出削減による地球温暖化抑制、ひいては台風強大化の抑制が考えられます。また、土壌改良は保水力を高め、豪雨による土砂災害リスク軽減に寄与する可能性も示唆されています。
枕状溶岩の空隙にはゼオライトが充填されている
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枕状溶岩の隙間にはゼオライトが充填されていることが多い。海底火山で急速に冷え固まった玄武岩質の枕状溶岩は、扇状のブロックが積み重なるため空隙ができ、そこに熱水が入り込みゼオライトが生成される。緑色岩（主成分は緑泥石）に分類される枕状溶岩は、表面が白く見える部分があり、これがゼオライトの可能性がある。また、緑色岩周辺の黒くフカフカした土は、ベントナイト、ゼオライト、腐植の組み合わせで形成されたと推測される。著者は専門知識が増えることで視野が広がる一方、初心の発想力を失うジレンマを感じている。
注目の資材、ゼオライトについて再びの続き
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ゼオライトは、ベントナイトと同様にイオン交換能力（CEC）の高い資材です。ベントナイトは膨潤性によってCECを実現していますが、ゼオライトは膨潤せずにCECを発揮します。
ゼオライトを水に浸しましたが、ベントナイトのように膨らむことはありませんでした。
この検証から、ゼオライトは膨潤することなくCECを高める資材であり、熱帯魚の水槽の水質改善に適していることがわかります。膨潤性の高い粘土鉱物は、この用途には適していません。
注目の資材、ゼオライトについて再び
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ゼオライトは、沸石とも呼ばれる多孔質のアルミノケイ酸塩鉱物で、粘土鉱物のように扱われるが粘土鉱物ではない。凝灰岩などの火山岩が地中に埋没し、100℃程度の熱水と反応することで生成される。イオン交換性や吸着性を持つ。記事では、凝灰岩が熱水変質によってゼオライトや粘土鉱物などに変化する過程が解説され、同じ火山灰でも生成環境によって異なる鉱物が形成されることが示されている。ベントナイト系粘土鉱物肥料の原料である緑色凝灰岩とゼオライトの関連性にも触れられている。
緑泥石からベントナイト系粘土鉱物肥料を考える
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緑泥石は2:1型粘土鉱物だが、層間物質のためCECは低い。しかし風化と有機酸でスメクタイト状になり、CECが向上する。ベントナイト(モンモリロナイト)は緑泥石を含みCECが低く見られがちだが、海底由来でカリウムやマグネシウムを含む。緑泥石のCEC向上と合わせ、ミネラル供給源として優れている。カリウムは作物生育に重要で、ベントナイトは自然な補給を可能にする。また、緑泥石の緩やかなCEC上昇は連作土壌にも適している。ゼオライトより劣るとされるベントナイトだが、水溶性ケイ酸供給や倒伏軽減効果も期待できる。つまり、緑泥石を含むベントナイトはミネラル豊富な土壌改良材として有望である。
緑泥石という名の粘土鉱物
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この記事では、緑泥石という粘土鉱物について解説しています。緑泥石はグリーンタフ（緑色凝灰岩）、緑色片岩、緑色岩などに見られる鉱物で、2:1:1型粘土鉱物に分類されます。一般的な2:1型粘土鉱物（スメクタイト、バーミキュライトなど）はCEC（陽イオン交換容量）が高い一方、緑泥石はCECが非常に低いのが特徴です。これは、2:1型構造の層間水があるべき場所に、緑泥石では八面体が挿入されているため、膨潤性が弱くCECも低いと説明されています。記事では粘土鉱物の基本構造（SiO四面体、Al八面体）や1:1型、2:1型構造についても触れ、緑泥石の構造を図解して分かりやすく解説しています。最後に、緑泥石の興味深い知見については次回に持ち越しとしています。
粘土鉱物が出来る場所、続成作用
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この記事では、粘土鉱物の生成過程、特に続成作用に着目しています。海底で風化した鉱物は海底に堆積し、海のプレートの移動に伴って海溝付近で圧力を受けることで続成作用が起こります。この作用により、堆積物中の水分が反応に関与したり、熱水変質が起こったりすることで、スメクタイト、緑泥石、イライト、混合層鉱物といった2:1型の粘土鉱物が生成されます。これらの粘土鉱物は粘土鉱物系の肥料の成分として重要であり、この記事は肥料検討に必要な知識を提供することを目的としています。海底風化は陸上風化とは異なり、海水中のミネラルイオンや硫酸イオンが関与し、隆起後の風化にも影響を与えます。
何故ゼオライトではなく、モンモリロナイトを推すのか？
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海底風化は、土壌生成の重要なプロセスであり、特に粘土鉱物の生成に大きく関わっている。陸上で生成された火山岩物質は、風や河川によって海へと運ばれ、海底で化学的風化作用を受ける。海水はアルカリ性であるため、岩石中の長石などの鉱物は分解され、粘土鉱物へと変化する。この過程で、岩石中のミネラルが溶出し、海水に供給される。生成された粘土鉱物は、海流によって運ばれ、堆積岩の一部となる。特にグリーンタフ地域は、海底風化の影響を受けた火山岩が多く分布し、多様な粘土鉱物が観察される。これらの粘土鉱物は、土壌の保水性や保肥性に影響を与え、農業にも重要な役割を果たしている。
バナナの皮は速やかに土に馴染む
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生ゴミの悪臭対策として、ベントナイトが有効です。ベントナイトは粘土鉱物の一種で、水分を含むと膨張し、アンモニアなどの臭い分子を吸着する性質があります。生ゴミにベントナイトを混ぜることで、臭いを抑え、ハエの発生も抑制できます。
記事では、ベントナイトをコーヒーかすに混ぜて消臭効果を検証しています。コーヒーかす単体では腐敗臭が発生しやすいですが、ベントナイトを混ぜることで臭いが軽減され、1週間後もほぼ無臭の状態を保ちました。このことから、ベントナイトは生ゴミの消臭に効果的で、環境にも優しい方法と言えるでしょう。さらに、ベントナイトは土壌改良にも役立ち、堆肥化プロセスを促進する効果も期待できます。
粘土鉱物が出来る場所
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凝灰岩が地下深くに埋没し、熱水変質作用を受けることで粘土鉱物が生成される。熱源の深さや熱水の流動性、水素イオン濃度、温度などが生成される粘土鉱物の種類（スメクタイト、沸石など）に影響する。山陰地方で産出される沸石凝灰岩は土壌改良材として利用される。モンモリロナイトや沸石は、凝灰岩が熱水変質作用を受けた後、地質学的イベントで隆起し地表に出現することで採掘可能になる。これらの粘土鉱物を土壌に投入すると、非アロフェン質の黒ボク土へと変化する可能性がある。
土を理解する為に石英を見詰める
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鉱物の風化と植物の死が、岩石を土壌へと変える過程を解説している。岩石は、風化によって物理的・化学的に分解され、細かい粒子となる。物理的風化は、温度変化や水の凍結などにより岩石が砕ける現象。化学的風化は、水や酸素などが岩石と反応し、組成が変化する現象。生成した粘土鉱物は保水性や保肥性に優れ、植物の生育に適した環境を作る。さらに、植物の死骸は微生物によって分解され、有機物となる。この有機物は土壌に養分を供給し、団粒構造を形成、通気性や保水性を向上させる。つまり、岩石の風化と植物の死骸の分解が土壌生成の重要な要素であり、両者の相互作用が豊かな土壌を育む。
竹野のグリーンタフを見ながら土の形成に思いを馳せる
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黒ボク土は、火山灰土壌であり、保水性、通気性、排水性に優れ、リン酸固定が少ないため、肥沃な土壌として認識されている。しかし、窒素供給力が低いという欠点も持つ。黒ボク土壌で窒素飢餓を起こさないためには、堆肥などの有機物施用と適切な土壌管理が必要となる。
記事では、鳥取砂丘の砂質土壌に黒ボク土を客土した圃場での栽培事例を通して、黒ボク土の特性と砂質土壌との比較、土壌改良の難しさについて考察している。黒ボク土は砂質土壌に比べて保水性が高い一方で、窒素供給力が低いことから、窒素飢餓対策が必要となる。また、砂質土壌に黒ボク土を客土しても、水管理の難しさは解消されず、土壌改良は容易ではないことが示唆されている。
山陰海岸ジオパークの竹野町田久日のグリーンタフ
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鹿野(2018)は、グリーンタフの層序学的枠組みと関連する地質学的事象を概説している。グリーンタフは、日本列島の中新世前期の火山活動と密接に関連し、西南日本に広く分布する緑色に変質した火山砕屑岩である。その形成は、背弧海盆の拡大とそれに伴う火山活動、堆積作用、続成作用、変質作用によって特徴づけられる。グリーンタフの層序は、下位から上位に向かって、非変質火山岩類、モンモリロナイト粘土を含む層、緑色凝灰岩、そして珪藻質頁岩へと変化する。この層序は、海底火山活動から陸化への過程を示唆し、黒鉱鉱床の形成や熱水活動といった重要な地質学的事象と関連付けられる。また、グリーンタフ中の化石は当時の環境復元に貴重な情報を提供する。
生ゴミの消臭はベントナイトで
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生ゴミの消臭にベントナイトが効果的であることが実体験を通して紹介されています。糖質や油分の多い生ゴミでも、ベントナイトを混ぜて土に埋めることで臭いがほぼ解消されたとのこと。これは猫砂にも利用されるベントナイトの消臭力の高さを示しています。
この消臭効果を魚粕の臭い軽減に応用できないかと提案しており、粉状のベントナイトを混ぜることで効果が期待できると述べています。ベントナイトは消臭効果に加え、微量要素も含むため、肥効への影響を懸念しつつも、秀品率向上に繋がる可能性も示唆しています。有機JAS認定品もあるため、有機栽培にも利用可能です。
土壌が酸性でないところでもスギナが繁茂した
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土壌分析の結果pHが中性でもスギナが繁茂する理由を、アルミナ含有鉱物の風化に着目して解説しています。スギナ生育の鍵は土壌pHの酸性度ではなく、水酸化アルミニウムの存在です。アルミナ含有鉱物は風化により水酸化アルミニウムを放出しますが、これは酸性条件下だけでなく、CECの低い土壌でも発生します。CECが低いと土壌中の有機物や特定の粘土鉱物が不足し、酸が発生しても中和されにくいため、粘土鉱物が分解され水酸化アルミニウムが溶出します。同時に石灰が土壌pHを中和するため、pH測定値は中性でもスギナは繁茂可能です。対照的にCECの高い土壌では、腐植などが有機物を保護し、粘土鉱物の分解とアルミニウム溶出を抑えます。つまり、pHだけでなくCECや土壌組成を総合的に判断する必要があるということです。
田の水が濁り続ける原因を探る
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水田の水が濁り続ける原因として、コロイド化物質の存在が考えられる。コロイドには粘土鉱物や有機物の可能性がある。粘土鉱物はモンモリロナイトのような2:1型ではすぐに沈殿するものの、カオリナイトのような分子量の小さいものだと沈殿が遅くなる可能性がある。一方、有機物の場合は低分子の有害物質が塩となってコロイド化し、沈殿しにくいと考えられる。対策として、粘土鉱物による濁りには腐植酸が効果的だが、有機物による濁りには時間が解決策となる可能性が高い。
火山灰に含まれる粘土鉱物たち
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粘土鉱物肥料に含まれる黒っぽい砂の正体について考察している。火山灰由来の粘土鉱物肥料に着目し、火山灰に含まれる黒っぽい鉱物として角閃石と輝石を候補に挙げ、特に角閃石について詳しく分析。角閃石は風化によってバーミキュライト、さらにカオリナイトへと変成する。バーミキュライトは保肥力が高い粘土鉱物である一方、カオリナイトは保肥力が低い。角閃石の中心部はバーミキュライト、表面はカオリナイトに変成するという研究結果から、風化の進行度合いによる変化が示唆される。角閃石肥料が植物によって利用され、変成した鉱物に腐植が取り込まれると良質な土壌が形成される可能性があるが、実現可能性は不明。また、黒い砂が本当に角閃石であるかは断定していないものの、有色鉱物であればミネラル供給源となるため、肥料としての価値は高いと推測している。
電子書籍 第3巻「地質と栽培」発刊しました！
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齋藤亮子氏による電子書籍第3巻「地質と栽培」が発刊。夫である齋藤氏が受け取った一通のメールをきっかけに、福井県への旅、そして各地の地質や岩石探訪が始まった。東尋坊の柱状節理、赤土、火山灰、フォッサマグナなど、多様な土地を巡り、土壌と地質の関係を探求する旅の記録をまとめたもの。岩石を知ることは土を知ること、ひいては栽培の土台を知ることになるという気づきから、一見無関係に思える地質や日本の成り立ちまでも探求対象となる。52記事、約267ページの内容には、著者の旅の思い出も深く織り込まれている。栽培への直接的な結びつきは不明瞭ながらも、一見関係ない事を知ることで得られる情報の重要性を説く。
おがくずは堆肥として利用できるか？
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おがくず堆肥化の課題は、C/N比の高さに加え、撥水性による水分浸透の悪さである。リグニン分解に必要な白色腐朽菌の活動には、十分な水分と栄養が不可欠。そこで、糖蜜の粘性と栄養を利用し、水分保持と菌の活性化を図ることが提案されている。糖蜜には糖、アミノ酸が豊富で、水分発生と菌の栄養源となる。さらに、pH調整に苦土石灰、微量要素供給と保水性を高めるためにベントナイトの添加も有効と考えられる。おがくずの撥水性を克服し、水分を保持させる工夫が、堆肥化成功の鍵となる。
植物が利用できるシリカはどこにある？
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あそこの畑がカリ不足している理由を、土壌中のカリウムの形態に着目して解説している。日本の土壌はカリウム含有量が多いと言われるが、それはカリ長石などの形で存在しており、植物が直接利用できる形態ではない。植物が利用できるのは土壌溶液中のカリウムイオンだが、その量は土壌全体の数%に過ぎない。土壌溶液中のカリウムイオンが不足すると、植物はカリウム欠乏症を起こし、収量低下や品質劣化につながる。したがって、土壌中のカリウム総量ではなく、実際に植物が利用できる形態のカリウム量を把握することが重要である。
粘土鉱物の構造
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粘土鉱物はSiO四面体とAl八面体の組み合わせで、1:1型（カオリナイト等）と2:1型（モンモリロナイト等）がある。層間の水（層間水）の広さが保肥力(CEC)に関係し、モンモリロナイトの方がCECが高い。SiO四面体は珪素(Si)を中心とした四面体構造、Al八面体はアルミニウム(Al)を中心とした八面体構造で、これらが層状に重なって粘土鉱物を形成する。粘土質土壌でも、粘土鉱物の種類によって保肥力は異なるため、期待する効果が得られない場合もある。
粘土鉱物を理解する旅２
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粘土鉱物の理解を深めるため、各地のジオパークや博物館で得た情報をもとに、土壌における役割を考察している。地震や火山活動により長石などのアルミノ珪酸塩が粘土鉱物に変質する過程に着目し、図鑑で長石の種類や変質経路を調べた。温泉のpH変化と粘土鉱物の関係、黒ボク土のアロフェンと非アロフェンの起源にも触れ、どちらもアルミノ珪酸塩の二次鉱物であることを指摘。最終的に、アルミノ珪酸塩の分布と火成岩の関係へと議論を展開する。
粘土鉱物を理解する旅
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筆者は、土の成り立ち、特に粘土鉱物について深く知りたいと考えています。土壌学では粘土鉱物の性質について学びましたが、生成過程や分布など、鉱物としての視点からの情報が不足していました。そこで、各地のジオパークや博物館を訪れ、地質や岩石について学びを深めてきました。その過程で、粘土鉱物が珪酸塩鉱物、特にテクトケイ酸塩と関連性が深いことを知り、さらなる探求を続けています。
客土で川砂を入れる意義再び
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大鹿村の中央構造線安康露頭では、日本列島を東西に分ける大断層である中央構造線の露頭を見ることができる。ここでは、内帯の領家変成帯と外帯の三波川変成帯が接しており、異なる時代の地層が押し付け合う様子が観察できる。領家変成帯は高温低圧型変成岩で構成され、花崗岩などがみられる。一方、三波川変成帯は低温高圧型変成岩で、緑色片岩や青色片岩などが特徴的。この露頭は、地質学的に重要なだけでなく、断層活動による地殻変動を理解する上で貴重な場所となっている。
高アルカリ性の温泉から土を考える
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黒ボク土は、火山灰土壌特有の性質を持ち、農業における評価が二分する土壌です。保水性、排水性、通気性は良好ですが、リン酸固定能が高く、肥料の効きが悪いため、施肥設計が重要となります。また、pHが低く酸性傾向があり、作物の生育に適さない場合も。さらに、有機物含有量が高いため、窒素飢餓や乾土効果による生育阻害も懸念されます。
一方で、団粒構造が発達しやすく、適度な水分と養分を保持できるため、適切な土壌改良と施肥管理を行えば、高品質な農作物の生産も可能です。ただし、黒ボク土の特性を理解し、個々の圃場に合わせた対策が必要不可欠です。
枕状溶岩と出会いに高槻の本山寺へ３
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高槻の本山寺周辺の枕状溶岩観察の後、川久保渓谷の緑色岩エリアを訪れた筆者は、白っぽい岩に緑色の斑点がある緑色岩を発見する。崩れ落ちた岩片は表面が薄い緑色で、これは緑泥石によるものだと推測される。この緑色岩を注視した筆者は、破砕すれば鉱物系の肥料として利用できる可能性を感じ、客土用の土として緑色岩が有効なのではないかと考察する。
フォッサマグナと地すべりと農業
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フォッサマグナ地域は地すべりが多発する。地層が固まっておらず、地すべりを起こしやすい粘土鉱物を多く含むためだ。しかし、地すべり地は棚田に利用されてきた。地すべりにより緩斜面が生じ、土壌が撹拌され、地下水も豊富で水田に適しているからだ。人々は地すべりを承知の上で、収量の多い土地を求めた。現在の棚田は地下水の涵養や野生生物の育成、地すべり防止にも貢献している。水田の技術を見直す契機となるだろう。
日本列島誕生。フォッサマグナ
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日本列島は、ユーラシア大陸東端がプレートの衝突によって分離、二つの島となり、その後再び衝突して形成された。この衝突で生まれた巨大な溝「フォッサマグナ」は、激しい火山活動によって火山灰で埋め立てられ、特徴的な地質と土壌を生み出した。フォッサマグナ西側の西日本は付加体によって隆起し、岐阜の最古の石や滋賀・奈良の石灰岩地形、京都のチャートなどが見られる。一方、フォッサマグナ内部は火山灰質の地層が6000m以上堆積し、長野県栄村の深い腐植層を持つ黒ボク土もこの成り立ちと関連する。西日本と東日本では地質・土壌が大きく異なるため、フォッサマグナは日本列島の形成を理解する上で重要な地域と言える。
長野の栄村小滝集落の米づくり後編
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長野県栄村小滝集落では、水田の土壌と米の生育の関係を調査。ある水田で秋落ちが発生し、原因が不明であった。周囲の水田と異なり、この水田のみ山の土での客土を行っていなかった。小滝集落では伝統的に、赤い粘土質の土を水田に入れ、土壌改良を行っていた。これは、土壌中の鉄分バランスを保つのに役立っていた可能性がある。客土していない水田は基盤調整で砂っぽくなっており、鉄分不足が秋落ちの原因と考えられる。水田に流入する水にも鉄分が多く含まれるため、現在では客土の必要性は低いと考えられるが、秋落ちした水田で客土を行い、効果を検証する予定。
トウモロコシの穂発芽
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ベントナイトは、火山灰が変化してできた粘土鉱物で、農業分野での活用が注目されています。その多様な効果は、保水性と排水性の改善、土壌構造の向上、肥料保持能力の向上、病害虫抑制など、多岐に渡ります。
ベントナイトは高い吸水性を持つため、土壌の保水性を高め、乾燥を防ぎます。同時に、膨潤と収縮を繰り返すことで土壌に隙間を作り、排水性も向上させます。これらの作用により、植物の根の健全な生育を促進します。
さらに、ベントナイトは肥料成分を吸着し、植物が必要な時にゆっくりと放出するため、肥料の効果を高め、流亡を防ぎます。また、特定の病害虫に対する抑制効果も報告されており、農薬の使用量削減にも貢献する可能性があります。このように、ベントナイトは持続可能な農業に役立つ多機能な資材として期待されています。
大雨が続きますね
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連日の大雨で、土壌への窒素補給を想起する。雨は例年通り降るもので、積乱雲の上昇気流と対流圏界面が関係する。雲粒はエアロゾルを核に形成され、落下・結合し雨となる。雨には火山灰由来のミネラルが含まれ、作物に有益。土壌の保肥力を高めることが、雨の恩恵を最大限に活かす鍵となる。腐植と粘土が保肥力の構成要素。落雷の話は次回へ。
徳島の名水の江川の湧水
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徳島でのネギ栽培者向け勉強会の休憩中、公民館で「江川の湧水」の看板を見つけた著者は、珍しい地質の三波川変成帯にある名水への期待を膨らませた。勉強会後、湧水を見に行ったが、水は湧いていなかったものの、川底に緑色の石を発見。これは、この地域特有の緑泥石で、ベントナイトに含まれる緑の石に似ていた。緑泥石はマグネシウムを含む鉱物で、周辺の石材屋や石垣、畑でも多く見られた。著者は、緑泥石が風化してマグネシウムを土壌に供給し、この地域の栽培を容易にしているのではないかと推測した。
黒ボク土は本当に良い土なのか？後編
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関西圏では、火山活動が少なく、黒ボク土は主に2:1型粘土鉱物が主体で、アロフェン質の黒ボク土に比べてアルミニウム障害が発生しにくい特徴があります。
一方、アロフェン質黒ボク土は火山灰の影響を強く受け、アルミニウム障害のリスクが高いです。
関西圏では、歴史的に黒ボク土での栽培が比較的容易であったため、「黒ボク土は良い土」というイメージが広まったと考えられます。
しかし、黒ボク土の性質は地域によって異なり、一概に「良い土」とは言えません。
黒ボク土は本当に良い土なのか？前編
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黒ボク土は通気性・保水性に優れる反面、アルミニウム障害という問題を抱えています。本稿では、黒ボク土の形成過程を、粘土鉱物であるアロフェンと非アロフェンに着目して解説しています。黒ボク土は、玄武岩質火山灰を基材とし、アロフェン質と非アロフェン質に分類されます。非アロフェン質はベントナイトなどの2:1型粘土鉱物ですが、アロフェン質は火山ガラスから生成されるアロフェンを含みます。アロフェンの生成には玄武岩質火山灰由来の成分が関与していると考えられています。
砂丘農業の土では腐植が溜まりにくいのか？
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砂丘農業では、花崗岩由来の腐植が溜まりにくい土壌で栽培が行われている。しかし、藻が砂の隙間に生成し、粘土を保持する団粒構造を形成することが観察された。この藻の発生を促し、粘土を追加することで、砂地の栽培環境を改善できる可能性が示唆される。また、低保水力の土壌であるため、スプリンクラーによる散水が行われている。
栽培開始前に土壌に十分量の鉄が入っているか？
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ベントナイト系肥料に含まれる鉄分がネギ栽培に十分かどうかを検証した結果、十分量以上であることがわかった。ベントナイトに含まれる黄鉄鉱の鉄含有量を0.2%と仮定し、200kg/反を施用すると400gの鉄が供給される。一方、ネギ1本(150g)あたりの鉄分含有量は1.8mgなので、50,000本植えた場合の持ち出し量は90gとなる。つまり、ベントナイト中の鉄分だけでネギの鉄分要求量を十分に満たせる。ただし、鉄分豊富な母岩地帯では、川の水から供給される鉄分も考慮し、過剰症に注意が必要となる。
頁岩由来の肥料の使いどころとは？
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山の岩が土壌へと変化する過程は、風化と侵食という作用による。風化は、温度変化や水、生物の活動などによって岩が砕かれる現象である。これには、物理的な破砕だけでなく、化学的な分解も含まれる。侵食は、風や水、氷河などによって風化された岩片が運ばれる現象である。運ばれた岩片は堆積し、さらに風化や分解が進むことで、やがて土壌の母材となる。土壌生成には、母材に加えて、気候、生物活動、地形、時間といった要素が複雑に影響し合い、長い年月をかけて土壌は形成される。
注目の資材、ゼオライトについて知ろう
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ゼオライト（沸石）は、結晶構造内に水を含み、加熱すると沸騰しているように見えることから名付けられた。化学組成は(Na,K)Ca₄(Al₉Si₂₇O₇₂)・29H₂Oなどで表され、多くの種類が存在する。ケイ素(Si⁴⁺)とアルミニウム(Al³⁺)が骨格内で入れ替わることで結晶全体が負に帯電し、この負電荷により陽イオンを吸着するため、土壌改良材として保肥力(CEC)向上に効果がある。また、結晶構造内の空隙に水を吸着するため、保水性も高い。
ベントナイトの膨潤性
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土壌中のアルミニウムは腐植を守る役割を果たしています。腐植は微生物によって分解されますが、アルミニウムイオンは腐植と結合し、微生物による分解から守ります。特に、酸性土壌ではアルミニウムイオンが溶出しやすく、腐植と結合しやすいため、腐植の分解が抑制されます。このため、酸性土壌では腐植が蓄積しやすく、肥沃な土壌となります。一方で、アルカリ性土壌ではアルミニウムイオンが溶出しにくいため、腐植の分解が進みやすく、土壌の肥沃度が低下します。
ベントナイトに水をかけてみた
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ベントナイトの膨潤性を確かめるため、水をかけてみたが、目立った変化は見られなかった。粒子が大きいため、篩にかけて微細化して再実験したが、やはり膨らまなかった。動画は6倍速。粒子をよく観察すると様々な色の鉱物が混在していることに気づき、更なる微細化や、水への浸漬、あるいは実験時間の延長が必要か、粘土に関する知識不足を反省している。
注目の資材、ベントナイトについて知ろう
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ベントナイトは火山灰が水中で変成した岩石で、モンモリロナイトなどの2:1型粘土鉱物を多く含む。吸水性、膨潤性、粘結性に優れ、農業や工業で幅広く利用される。成分分析によると、山形県月布産のベントナイトはスメクタイトが約半分、二酸化ケイ素などの無色鉱物が約1/3、残りはミネラルで構成される。構成ミネラルは元の火山灰に依存するため産地により変動する。ベントナイトは玄武岩質の火山灰だけでなく、他の火山灰からも形成されることがグリーンタフの観察から示唆されている。その高い粘土鉱物含有量から、農業利用での秀品率向上に貢献する可能性がある。