アルカリ性土壌：特性、組成、修正 - 環境

アルカリ性土壌は高pH（8.5より大きい）を有する土壌です。pHは、水溶液の酸性度またはアルカリ性の程度の尺度であり、その値は存在するH ⁺イオンの濃度を示します。

土壌pHは、土壌の分析において最も重要な指標の1つです。これは、植物の発育を含め、このマトリックスで発生する生物学的プロセスに決定的な影響を与えるためです。

図1.アルカリ性の土壌には粘土が多く含まれており、これが膨張と収縮を引き起こします。出典：flickr.com/photos/eddgarreve

極端に酸性または塩基性のpH値は、土壌（植物および動物）のあらゆる形態の生命の発達に悪条件を生み出します。

数学的には、pHは次のように表されます。

pH = -log

は、H ⁺イオンまたは水素イオンのモル濃度です。

pHの使用は、長い数値の処理を回避するため、非常に実用的です。水溶液中では、pHスケールは、Hの濃度は0〜14の酸性溶液、変化⁺イオンがOHよりも高いと大きい^-イオン（oxyhydryl）は、低いアルカリ溶液場合7.よりpHを有しますOHイオン濃度^-主要なものであり、pHは7より大きい値を持っています。

25℃の純水^O Cは、Hの濃度を有し、⁺イオンは、OHの濃度に等しい^-イオン、したがって、そのpHはこのpH値が中性であると考えられる7に等しいです。

図2.アジサイ（Hydrangea macrophylla）の花は、成長する土壌のpHが酸性の場合は青色、アルカリ性の場合はピンクになります。出典：Raul654

アルカリ性土壌の一般的な特性

私たちが言及できるアルカリ性土壌の特性の中で：

構造

それらは非常に貧弱な構造と非常に低い安定性を備えた土壌であり、あまり肥沃ではなく、農業にとって問題となります。彼らは特徴的な表面シールを持っています。

それらはしばしば、深さ0.5〜1メートルの固くてコンパクトな石灰質層と、クラストやフラットの形のさまざまなタイプのコンパクションを示します。

これは、植物の根の浸透に対する高い機械的抵抗と、通気と低酸素の減少（利用可能な酸素の濃度が低い）の問題につながります。

組成

それらは炭酸ナトリウムNa ₂ CO _3の支配的な存在を持っています。それらは粘土質の土壌であり、粘土の大部分の存在は水の存在下で膨潤することにより土壌の膨張を引き起こします。

過剰に存在するいくつかのイオンは植物に有毒です。

保水性

彼らは貧弱な水の収集と貯蔵を持っています。

それらは浸透能力が低く透過性が低いため、排水性が悪い。これにより、雨や灌漑用水が表面に保持され、入手可能な希少な栄養素の溶解度と移動度が低くなり、結果的に栄養素不足につながります。

ロケーション

それらは一般に、降雨が少なく、アルカリカチオンが土壌から浸出されない半乾燥地域と乾燥地域にあります。

化学組成と植物発育との相関

それらの組成に粘土が優勢な粘土質土壌として、それらには水和したケイ酸アルミニウムの凝集体があり、特定の不純物の存在によりさまざまな色（赤、オレンジ、白）を示す可能性があります。

アルミニウムイオンの濃度が高すぎると、植物にとって毒性があり（植物毒性）、作物にとって問題となります。

土壌のアルカリ性状態は、次のような要因を持つ特徴的な化学組成を生成します。

高い塩分または過剰な濃度の水溶性塩

この条件は、それが生成する浸透圧により、植物の蒸散と根による水の吸収を減らします。

ナトリウムまたは過剰なナトリウムイオン（Na

ナトリウム濃度が高いと、土壌の透水係数が低下し、貯水能力が低下し、酸素と栄養素の輸送が減少します。

高濃度の可溶性ホウ素

ホウ素は植物に対して有毒である（植物毒性）。

栄養制限

OHの優勢な濃度で、アルカリ性土壌に関連する高pH値^-イオンは、植物栄養素の利用可能性を制限します。

重炭酸イオン（HCO

重炭酸塩は、根の成長と植物の呼吸を阻害するため、植物毒性もあります。

アルミニウムイオン（Al

アルミニウムは、重炭酸塩の過剰な存在と同様の効果を持つ別の植物毒性金属です。

その他の植物毒性イオン

一般に塩化物、存在するアルカリ土植物毒性濃度（のCl ^-）、ナトリウム（Na ⁺）、ホウ素（B ³⁺）、重炭酸塩（HCO ₃^-）およびアルミニウム（Al ³⁺）イオン。

栄養素

アルカリ性土壌はまた、植物栄養素、特にリン（P）、窒素（N）、硫黄（S）、カリウム（K）などの主要栄養素、および亜鉛（Zn）、銅（Cu）、マンガン（ Mn）とモリブデン（Mo）。

アルカリ性土壌修正

乾燥および半乾燥環境での野菜作物の生産は、降雨量が少なく変動しやすいことによる制限、既存の不妊、およびアルカリ性土壌の物理的および化学的制限によって制限されます。

アルカリ性土壌をそれらの状態を修正および改善する方法の実施を通じて農業生産に組み込むことに関心が高まっています。

アルカリ性土壌を改善するための戦略

アルカリ性土壌の管理には、その生産性を高めるための3つの主要な戦略が含まれます。

アルカリ性土壌の深層または下層土の制限を緩和するための戦略。
アルカリ性土壌の限界に対する作物の耐性を高めるための戦略。
適切な農業工学ソリューションを通じて問題を回避するための戦略。

アルカリ性土壌修正の実践

-一時的な塩分補正

一時的な塩分状態（地下水サージに関連しない塩分）を改善するための唯一の実用的な方法は、土壌断面を通る水の内部流れを維持することです。

この方法には、石膏（CaSO ₄）を塗布して、根の発達域からの塩浸出液の割合を増やすことが含まれます。対照的に、ナトリウム下層土では、ナトリウムイオンの浸出または洗浄に加えて、適切な修正の適用が必要です。

可溶性ホウ素も洗い流すことができます。ナトリウムとホウ素の浸出後、栄養不足は修正されます。

-下層土耕または深部土壌化

下層土耕、または深部下層化は、下層土からマトリックスを除去して、圧縮された硬化層を解体し、水を追加することによって肥沃度と水分を改善することで構成されます。

この手法は土壌の生産性を向上させますが、その効果は長期的には持続しません。

深いサブソイリングによる土壌のナトリウム濃度（または過剰なナトリウムイオンNa ⁺）の修正は、石膏の形のカルシウム（CaSO）₄）または有機物、人、家畜、車両の通行や通過を制御することに加えて、土壌の締固めを減らす。

-石膏を追加して修正

土壌中のナトリウムイオン（Na ⁺）を置き換えるカルシウムイオン（Ca ²⁺）の供給源としての石膏は、ナトリウム土壌の構造上の問題を改善する目的で、さまざまな成功を収めて広く使用されています。

石膏の修正により、粘土粒子の過度の膨潤と分散が防止され、多孔性と浸透性が向上し、土壌の機械的抵抗が減少します。

アルカリ性土壌の修正として石膏を使用して、塩、ナトリウム、および有毒元素の浸出液の増加を報告する研究作品もあります。

-ポリマーの使用による改善

最近、さまざまなポリアクリルアミドポリマー（PAM）の使用を含む、ナトリウム土壌の改善のための技術が開発されました。

PAMはナトリウム土壌の透水係数を高めるのに効果的です。

-有機物とパディングによる修正

表面マルチ（英語ではマルチ）は、いくつかの有利な効果があります。それらは、表面水の蒸発を減らし、浸透を改善し、水と塩の外部への移動を減らします。

堆肥の形での有機廃棄物の表面的な適用は、おそらく堆肥材料中のいくつかの可溶性有機化合物が複雑な化学化合物の形成を通じてナトリウムイオンをトラップできるという事実のために、Na ⁺イオンの減少をもたらします。

さらに、堆肥の有機物は、主要栄養素（炭素、窒素、リン、硫黄）と微量栄養素を土壌に与え、微生物の活動を促進します。

有機物による修正は、土壌の深い層でも、ベッドの形で行われ、表面的な用途と同じ利点があります。

図3.保水性を改善するための火山灰による修正、El Palmar、テネリフェ島（カナリア諸島）。出典：Patrick.charpiat、Wikimedia Commons

-下層土への化学肥料の適用

下層土に化学肥料床を適用することは、アルカリ性土壌の矯正慣行でもあります。これは、マクロおよび微量栄養素の欠乏を矯正するため、農業生産性を向上させます。

-最初に使用する作物

いくつかの研究では、土壌の構造を改変するメカニズムとしての最初に使用する作物の慣行を調べ、根が敵対的な土壌で発達することを可能にする孔を作り出しました。

多年生木本在来種は不浸透性粘土下層土に孔を作るために使用されており、その最初の使用栽培は土壌の構造と水理特性を有利に変更します。

-塩性下層土の制限に耐性のある植物種の繁殖

アルカリ性土壌の制限条件への作物の適応を改善するための選択的育種の使用は非常に疑問視されていますが、これらの敵対的な土壌で作物の生産性を改善する最も効果的な長期かつ最も経済的な方法です。

-下層土の制限を避ける

回避慣行の原則は、野菜作物の成長と収量のために、比較的良性のアルカリ性土壌表面からの資源の最大使用に基づいています。

この戦略の使用は、初期の成熟した作物を使用することを意味し、下層土の湿度にあまり依存せず、その悪影響に影響されません。つまり、アルカリ性土壌に存在する悪条件を回避することができます。

-農業の実践

早期の収穫や栄養素の投入量の増加などの単純な農学慣行は、局所的な根の発達を高め、それにより作物で利用される表土の量を増やすこともできます。

剪定および無精ひげの保持は、アルカリ性土壌での栽培条件を改善するための農業技術でもあります。

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