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鹿沼土（鹿沼降下軽石）を粉砕し、水に溶けるか（正しくはコロイド化するか）を実験した。粉砕した鹿沼土を半透明容器に水と共に入れ、静置した結果、粒子の大きさによって層状に分離した。大きな粒子は浮遊し、細かい粒子は沈殿した。上澄みは半日後には透明になった。浮遊物を除去した残りは、粘土（モンモリロナイト、カオリナイト）のような粘性は無いものの、一時的に泥水状態になったことから、粘土鉱物（アロフェン）とみなせる。容器底には黒い粒子が確認され、これは鉄を含む鉱物と考えられる。
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EFポリマーは食品残渣由来の土壌改良材で、高い保水性を持ち、砂地や塩類集積土壌に有効。吸水すると粒状になり、堆肥と混ぜると保水性を高める。更に、重粘土質の土壌に添加すると団粒構造を形成し、通気性・通水性を向上させる効果も確認された。植物繊維が主原料のため、土壌微生物により分解されるが、腐植と併用することで団粒構造への取り込みが期待される。緑肥播種前の施肥も有効。二酸化炭素埋没効果も期待できる、画期的な土壌改良材。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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京都市では、ネギの連作で疲弊した畑を回復させるため、一時的に水田にして稲作を行う慣習がある。水田化は、ミネラル供給や土壌粒子の変化だけでなく、肥料分の排出効果も期待されている。しかし、単なる肥料分の排出よりも重要な効果として、養分の形態変化が考えられる。
水田では、牛糞堆肥由来の窒素、リン酸、カルシウムが蓄積する。リン酸は緑藻の繁茂を促し、それを餌とするカブトエビやタニシが増殖する。これらの生物は、殻形成にカルシウムを利用し、有機物を摂取することで、水溶性無機養分を有機物に変換して堆積させる。水田から排出されるカブトエビやタニシは、カルシウムを畑の外へ運び出す役割も果たす。
つまり、水田化は養分を洗い流すのではなく、有機物として土壌に固定化することで、連作障害を軽減していると考えられる。