植物のミカタ

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長崎県の一部地域では、赤土の客土が頻繁に行われている。客土に使われている土壌は、島原地域に分布する暗赤色土である。暗赤色土は、塩基性の強い岩石が風化した土壌で、有機物含量が低く、粘土含量が高く、有効土層が浅い。塩基性暗赤色土は、玄武岩質岩石の風化物でミネラルが豊富である。酸性暗赤色土は、塩基性暗赤色土からミネラルが溶脱したもの。いずれも粘土質が良好で、腐植と相性が良く、黒ボク土へと変化していく過程にあると考えられる。そのため、客土材として有効で、実際に赤土客土した地域では土壌が改善している。

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ある地域で土壌が悪化し栽培が困難になっているとの連絡を受け、筆者は現地を訪れた。地質図によれば、その地域はミネラル豊富な火山岩地帯で、土壌も有機質に富んでいるはずだった。しかし、現地の畑は悲惨な状態で、赤土粘土が多く存在していた。地域の人々は赤土粘土を嫌って畑から取り除いていたが、筆者は赤土粘土が栽培に有利だと考えている。長野県栄村小滝集落では、かつて水田に赤土粘土を投入して高品質の米を生産していた例もある。赤土粘土の有効性はまだ確証がないものの、鉱物学的視点からは有利と判断できる。この地域は赤土粘土を排除することで土壌を劣化させ、農業生産力を低下させている。この事例は、栽培技術の本質を問う良い機会となった。

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奈良公園の若草山山頂で赤い土が目立ち、その地質を調べたところ、1500万年前〜700万年前に噴火した火山の岩石（安山岩・玄武岩類）だとわかった。これは安山岩が風化したものと考えられる。 若草山の赤い土は、日本列島が形成された頃の火山活動の名残である。奈良には二上山、曽爾高原、若草山など、かつて火山だった場所が点在している。夜久野高原の宝山でも同様の赤い土が見られ、火山活動と関連があると推測される。

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長野県栄村の小滝集落訪問をきっかけに、苗場山麓ジオパークのガイドブックを入手。ガイドブックによると、栄村南東の新潟県津南町結東に苗場山麓最古の地層とグリーンタフ（緑色凝灰岩）が存在するとのこと。結東は現在海から離れているが、太古の昔は海の近くだったためグリーンタフが形成されたと推測される。結東層は安山岩や玄武岩などが変質した緑色凝灰岩から成る。著者は兵庫県竹野海岸で見た鮮やかな緑色のグリーンタフを思い出し、結東のグリーンタフも同様のものか興味を持ち、現地訪問を計画している。信濃川北側はかつて海だったという情報にも触れ、日本列島の形成過程との関連を示唆している。

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福井県恐竜博物館近くにある「神谷の水」は、700m先の山の中腹から湧き出た水を引いている。水はあっさりとして飲みやすい。水源周辺の地質は、粘性の低い安山岩・玄武岩質の火成岩で構成されている。この地質が水のおいしさにどのように影響しているかは不明だが、一つの特徴として記憶にとどめておく。 「台風でも倒伏しないイネ」に関する記述は見つかりませんでした。そのため、要約できません。

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福井県勝山市にある恐竜渓谷ふくい勝山ジオパークの大矢谷白山神社には、巨大な岩塊が存在する。これは、約5km離れた山頂から山体崩壊による岩屑なだれで運ばれてきた安山岩・玄武岩類である。周辺の土壌は黒ボク土ではないが、山を下ると黒ボク土も見られる。神社手前の道路沿いには、岩屑雪崩堆積物の分布を示した看板がある。勝山ジオパークは恐竜化石の発掘地として有名だが、火山活動による山体崩壊地形も特徴の一つである。

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植物の生育には二価鉄が重要で、安山岩・玄武岩質火山由来の土壌が適している。しかし、海底火山の痕跡がある山周辺の土壌も生育に良い可能性がある。海底火山はプレート移動で隆起し、玄武岩質になるため鉄分が豊富。高槻市の山で実例を確認。水源に海底火山の地質がある土地は特に恵まれている。三波川変成岩帯も鉄分に富む。徳島のある地域は海底火山由来の地質で、土地の優位性を裏付けている。地質と栽培の関係を理解するため、GPSで地質を確認できるツール「Soil & Geo Logger」を作成。周辺の地形や地質への意識で、新たな発見があるかもしれない。

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植物の生育に必須な二価鉄は、過剰症のリスクもある。岐阜県飛騨小坂の巌立峡は火山由来の渓谷で、周辺には二価鉄を含む鉱泉や湧水が存在する。地元民によると、川も含めた周辺の水はマグネシウム、カルシウム、キレート化された二価鉄が多いという。巌立峡の地質は安山岩・玄武岩類からなる非アルカリ苦鉄質火山岩類である。つまり、二価鉄を多く含む川の上流の地質は火山岩である可能性が高い。下流には食味の良い米の産地があることも興味深い。

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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。

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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。

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開聞岳周辺の畑土壌には、火山由来の硬い小石が多く含まれており、農業機械の刃を痛めるため厄介な存在となっています。 これらの小石は、開聞岳の安山岩質の火砕物と推測され、風化途中のものも多く見られます。安山岩には、植物の生育に必要なミネラルが含まれており、風化によって土壌に供給されると期待されます。 しかし、石の風化は時間がかかるため、農業経営上は速やかな風化と、溶け出した養分の保持が課題となります。

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開聞岳付近の畑の土壌は、火山噴火由来の小石が多く含まれる未熟黒ボク土である。小石は安山岩質で、開聞岳の山頂付近に形成された溶岩ドームの噴火によるものと考えられる。安山岩は玄武岩より粘性が高く、開聞岳の安山岩は特に粘性が強いと推測される。安山岩の組成は斜長石が多く、雲母、角閃石を含み、石英は少ない。これらの鉱物は風化によって粘土やミネラルを供給するため、土壌にとって有益である。周辺の山の地質を理解することで、遠方でも土壌に関する情報を得る能力が向上する。

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ブルカノ式火山の火山灰土壌は、輝石や角閃石といった造岩鉱物を多く含み、植物の生育に有利な性質を持つ。これらの鉱物は風化速度が速いため、カリウムやマグネシウム、カルシウム、鉄などの植物必須元素を供給する。また、風化過程で粘土鉱物が生成され、保水性や保肥性を向上させる。ただし、リン酸固定能が高いため、リン酸肥料の施用には注意が必要となる。さらに、火山性土壌特有の軽石や火山礫は、土壌の通気性や排水性を高める効果がある。これらの特性から、ブルカノ式火山由来の土壌は、適切な管理を行うことで高い生産性を持つ農地となる可能性を秘めている。

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ブルカノ式火山の火山灰は、農業利用において課題も多いが、土壌改良資材としての潜在能力も秘めている。火山灰土壌は、リン酸固定能が高く、植物のリン酸吸収を阻害する。しかし、リン酸を吸収しやすい植物種を選定したり、土壌改良材としてリン鉱石を活用することで、リン酸欠乏の問題を克服できる可能性がある。さらに、火山灰土壌は水はけが良い反面、保水性が低い。そこで、有機物や粘土鉱物を添加することで、保水性を高める対策が有効と考えられる。

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飛騨小坂ジオパークは、日本最長の御嶽山溶岩流を主軸とした大地の公園です。30万年前の噴火で流れ出した溶岩は、幅4km、長さ17kmに渡り、現在の地形を形成しました。ジオパークでは、この溶岩流が生み出した奇岩や滝、豊かな自然を体感できます。 特に、溶岩流末端の巌立峡は、高さ50mの柱状節理が屏風のようにそびえ立ち、圧倒的な景観を誇ります。他にも、溶岩洞窟や甌穴群など、溶岩が生み出した様々な地形が存在します。飛騨小坂は、地球のダイナミズムを間近で感じ、学ぶことができる場所です。

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玄武岩質の黒ボク土を客土したハウスで、鮮やかな赤色の土壌が部分的に見られた。周辺には黒っぽい石があり、表面が茶色く錆びているものもあった。この赤色の土壌と石の錆は関連があるのだろうか。以前観察したスコリアと比較すると、今回の赤色は鮮やかで判断に迷う。土壌は目が粗く、風化が始まったばかりの可能性もある。この鮮やかな赤色の正体を突き止められれば、土壌の状態を理解する上で大きな手がかりとなるだろう。

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フォッサマグナは、日本の本州中央部を南北に走る大きな地溝帯で、ナウマン博士によって発見された。糸魚川-静岡構造線はその西縁を画し、ユーラシアプレートと北アメリカプレートの境界にあたる。フォッサマグナパークではこの断層が観察でき、西側の変成したはんれい岩と東側の火山岩である安山岩が地質の違いを明確に示している。フォッサマグナは火山由来の堆積物で埋められており、この地質学的特徴は富士山の西側を境界として土壌や地質に大きな変化をもたらし、人々の生活や農業に影響を与えている。

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東尋坊近くの国営農地で、深く掘り返された畑の土壌を観察した。土壌は赤っぽく粘土質で、安山岩質の火山岩が風化したものと推測される。地質図もこれを裏付けている。以前訪れた桜島も安山岩質であり、火山灰の風化による土壌形成との共通点が見られる。掘り返された土壌の粘土質な性質から、この地域の岩は粘土鉱物まで風化が進んでいると考えられる。赤っぽい土壌は安山岩由来の可能性を示唆しており、今後の土壌観察の指標となる。

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リン鉱石の枯渇は食糧危機の要因とされ、肥料の三大要素であるリンは農業に不可欠だが、火山灰土壌におけるアルミニウム障害対策のための過剰使用が枯渇を早めている。リンは地下深くにリン酸アルミニウムとして固定され、再利用が困難となる。現状、農業でのリンの過剰施肥や畜産での過剰給餌によりリン資源は浪費されている。しかし、腐植による活性アルミナの無害化や、栽培と畜産の連携によるリン循環の最適化で、リン鉱石枯渇までの時間を延ばせる可能性がある。

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五代松鍾乳洞付近の鉱山はスカルン鉱床で、鉄や黄水晶、灰鉄輝石が産出する。黄水晶は石英に角閃石が混じることで生成される。付近に花崗岩らしき石が多く見られ、閃緑岩の特徴である輝石や角閃石の存在、そして石の色合いから、当初花崗岩と思われた石は石英を多く含む閃緑岩であると推測される。この地域の深成岩は、花崗岩と記載される場合と石英閃緑岩と記載される場合がある。

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桜島の火山灰は、地元住民の言葉通り農作物に良い影響を与えている。ブルカノ式噴火による安山岩質の火山灰は、シラスとは異なり石英が少ない。その主成分は角閃石、輝石、磁鉄鉱、ガラス質で、黒色土壌を形成する。角閃石と輝石は鉄やマグネシウムを豊富に含み、植物の生育に有益だ。また、ガラス質が少ないため腐植蓄積も期待できる。実際に桜島大根の畑の土壌は軽く、腐植とよく混ざり合っており、良質な作物の収穫を裏付けている。火山灰はミネラル豊富な土壌改良材として機能し、桜島の農業を支えていると言える。

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鹿児島中央での勉強会後、桜島へ渡りシラス台地を観察しようと試みた。桜島はブルカノ式火山のため、安山岩や火山灰由来の凝灰岩が多く、黒っぽい石や土壌が目立った。しかし、土壌をよく見ると白い鉱物が含まれており、ガラス質であることが確認できた。これは、無色の鉱物が黒い鉱物を反射し、全体が黒っぽく見えるためだと推測された。しかし、訪れた場所はシラス台地ではなく、時間の都合上、白い台地へは行けなかった。

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ブラタモリ別府温泉の回で、温泉の源である由布火口の白い土壌が映し出された。これは風化しにくい石英が残り、植物の生育に不利な環境となっている。しかし、そこでススキらしき植物が育っているのを発見。通常、石英質の土壌では緑肥も効果が薄く、植物の生育は難しい。それなのに育つススキは、土壌を選ばない強い植物として知られる。著者は、このススキこそが、不利な土壌での栽培の鍵を握るのではないかと考え、現地調査を決意する。

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園芸用の軽石（日向石）の正体について考察している。Wikipediaによると、軽石は火山砕屑物で、淡色で多孔質。黒っぽいものはスコリアと呼ばれる。どちらもマグマ中の揮発成分の発泡で多孔質になるが、軽石は流紋岩質〜安山岩質由来で、スコリアに比べ鉄が少なくケイ素が多い。このため、軽石は土壌の養分や化学性に影響を与えにくく、鉢植え栽培に適している。

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夜久野高原で採取した玄武岩は、表面は赤褐色だったが、割ってみると内部は黒色だった。これは、玄武岩に含まれる鉄分が表面で酸化し、赤土と同じ原理で赤くなっていると考えられる。玄武洞博物館で入手した玄武岩の標本も同様に、風化面は赤褐色だったが、新鮮な破断面は黒色だった。これは、岩石の表面だけが酸化の影響を受けていることを示唆している。さらに、夜久野高原で採取した赤い石は、研磨すると鮮やかな赤色になった。これは、酸化鉄鉱物、おそらく赤鉄鉱の含有によるものと考えられる。これらの観察から、玄武岩の赤色は風化による酸化鉄の生成によるものであり、内部は鉄分を含むため黒色であることが確認された。

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知人は「師は向こうからやってくる」と言い、準備が整うと運命的に出会いが訪れると説く。それを実感する体験をした著者は、大陸の赤い土の写真を見たことがきっかけで、土壌への興味を抱く。福井の東尋坊訪問で、赤土が玄武岩の風化したものだと知り、土壌学の知識と繋がった。そこで、玄武岩を理解するため、兵庫県の玄武洞を訪れる。玄武洞は柱状節理の玄武岩の採掘場で、その岩石は亀の甲羅に似ていることから玄武と名付けられ、後に玄武岩の由来となった。著者は、赤土色の玄武岩の表面を見て、新たな発見の予感を感じている。

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火山岩由来の赤土と花崗岩由来の真砂土では、赤土の方が腐植が多い理由について考察している。花崗岩は風化しやすく土になりやすい一方、安山岩は風化しにくいため、土壌化に植物の根や微生物の活動がより必要となる。つまり、安山岩の風化には生物の介入が多く、結果として生物の死骸由来の腐植が蓄積しやすいため、赤土の方が腐植が多くなるという仮説を立てている。この理解が正しければ、山を切り開いた農地への取り組み方も変わると述べている。

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安山岩柱状節理周辺の土壌を観察したところ、赤土が見られた。水田では黒みがかっており、畑では薄い茶色だった。赤土の赤色は、鉱物中の鉄が酸化したためである。柱状の安山岩にも茶色い箇所があり、この地域の赤土は安山岩由来と考えられる。長い時間をかけて、硬い火山岩が風化し土壌になったと考えられる。侵食が激しい場所はより茶色く、植物の根から出る酸や潮風も風化を促進する。次の記事では、一般的に赤土には腐植が多いと言われることについて考察する。

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ブラタモリに触発され、地質と地域の歴史の関係に興味を持った筆者は、東尋坊と鉾島で観察した柱状節理から地質を考察している。これらの島は安山岩で形成されており、五角柱状の岩や侵食された岩が見られる。安山岩は火山岩で、流紋岩と玄武岩の中間的な性質を持つ。筆者は、安山岩が風化すると鉄分が少ない土壌になると推測し、安山岩風化土の肥沃度について、深成岩由来の真砂土よりも高い可能性を指摘し、今後の調査を示唆している。