灌漑と排水

灌漑は降雨が不十分な土壌に水を供給し、排水は過剰な水を除去します。これらは共に土壌の水分バランスを管理し、作物を維持し、土壌資源を保護します。

Definition

灌漑は作物の水分要求量を満たすために土壌に人工的に水を供給することであり、排水は過剰な地表水または地下水を除去することです。両者とも土壌の水分バランスを管理し、植物の成長に好ましい範囲内に水分含有量を保ちます。

Scope

このトピックでは、灌漑水の適用方法とそのタイミングと量のスケジューリング、地表および地下排水による過剰な水の除去、土壌水分バランスと作物の水分要求量、そして不適切な水管理が引き起こす塩害と湛水害の管理について扱います。土壌物理学を土壌水分の実践的な管理に応用します。

Core questions

• 灌漑量とタイミングは作物の水分要求量にどのように合わせられるか？
• 灌漑水はどのような方法で供給され、それらの効率はどの程度か？
• なぜ、そしてどのようにして過剰な水は排水によって除去されるのか？
• 灌漑と排水は塩害と湛水害を制御するためにどのように相互作用するか？

Key concepts

• 土壌水分バランス
• 作物の水分要求量と蒸発散
• 灌漑方法と効率
• 灌漑スケジューリング
• 地表排水と地下排水
• 浸出要求量と塩害制御

Key theories

土壌水分バランスと灌漑スケジューリング

灌漑は、投入と損失の土壌水分バランスを追跡し、作物がストレスを受ける前に植物利用可能水を補充することによってスケジューリングされます。この際、圃場容水量、永久しおれ点、および作物の水分要求量が制御基準点として使用されます。

浸出要求量と塩害制御

灌漑水には溶存塩類が含まれているため、適用された水の一部は根圏より下へ塩類を浸出させるために土壌断面を通過して排水される必要があります。したがって、多くの灌漑地を劣化させてきた塩害を防ぐためには、適切な排水が不可欠です。

Mechanisms

灌漑は蒸発散によって枯渇した植物利用可能水を補充します。その量とタイミングは、土壌水分バランスと、圃場容水量と永久しおれ点間の土壌の貯水容量によって決定されます。地表灌漑、スプリンクラー灌漑、点滴灌漑の方法は、土壌を湿らせる均一性と効率性において異なります。排水は、そうでなければ土壌断面を飽和させるであろう水を除去し、通気を回復させ、地下水位を低下させます。灌漑は塩分を追加するため、根圏より下へ塩分を洗い流し、塩害と湛水害を防ぐためには、計画的な浸出率と機能的な排水が必要です。

Clinical relevance

適切な灌漑と排水は、乾燥地域と湿潤地域の両方で生産性を維持し、希少な水を効率的に利用し、世界中の広大な灌漑地を損傷してきた湛水害と塩害という二重の劣化を防ぎます。これらは食料生産と水および土壌の保全にとって中心的です。

History

灌漑は最も古い農業技術の一つですが、その科学的管理は20世紀に土壌物理学とともに発展しました。土壌水分バランス、作物の水分要求量、および塩害を制御するために必要な浸出に関する定量的処理は、20世紀半ばの塩類土壌およびアルカリ土壌に関する研究で体系化されました。

Key figures

• Daniel Hillel
• Nyle C. Brady
• Ray R. Weil

Seminal works

• hillel1998
• usslab1954
• brady2016

Frequently asked questions

なぜ灌漑は土壌の塩害を引き起こす可能性があるのですか？

すべての灌漑水にはある程度の溶存塩類が含まれており、水が蒸発したり植物に吸収されたりすると塩類が残って蓄積します。十分な排水と意図的な浸出によって塩類を根圏より下へ洗い流さないと、塩類が蓄積し、土壌を劣化させる可能性があります。

なぜ一部の土壌には排水が必要なのですか？

降雨、灌漑、または高い地下水位からの過剰な水が土壌の孔隙を満たすと、空気が排除され、根は酸素不足になります。排水はその過剰な水を除去し、通気を回復させ、正常な根の成長と微生物活動を可能にします。