土壌の塩類集積とナトリウム集積

塩類集積とナトリウム集積は、過剰な可溶性塩類または交換性ナトリウムが植物の生育と土壌構造を阻害する、塩類影響土壌の状態であり、特に乾燥地や灌漑地で顕著です。

Definition

土壌の塩類集積とは、植物の生育を阻害するのに十分な可溶性塩類が蓄積した状態であり、土壌溶液の電気伝導度によって測定されます。ナトリウム集積とは、粘土を分散させ土壌構造を劣化させる高い割合の交換性ナトリウムが存在する状態を指します。

Scope

このトピックでは、塩類土壌、ナトリウム土壌、塩類ナトリウム土壌の診断、電気伝導度、ナトリウム吸着比、交換性ナトリウム割合の測定、塩類とナトリウムが植物および土壌構造に与える影響、ならびに塩類影響土壌の改良について扱います。これは、化学的土地劣化の主要な形態の一つです。

Core questions

• 塩類土壌、ナトリウム土壌、塩類ナトリウム土壌はどのように診断されますか？
• 可溶性塩類はどのように植物に害を与えますか？
• 交換性ナトリウムはどのように土壌構造を破壊しますか？
• 塩類影響土壌はどのように改良されますか？

Key concepts

• 電気伝導度（塩類集積）
• ナトリウム吸着比（SAR）
• 交換性ナトリウム割合（ESP）
• 植物に対する浸透圧効果と特定イオン効果
• 粘土分散と構造崩壊
• 浸出と石膏による改良

Key theories

塩類影響土壌の分類

塩類影響土壌は、電気伝導度、ナトリウム吸着比、交換性ナトリウム割合、およびpHに基づいて、塩類土壌、ナトリウム土壌、塩類ナトリウム土壌に分類され、それぞれ異なる管理が必要です。

ナトリウム誘発性粘土分散

交換性ナトリウムがコロイドを支配し、塩濃度が低い場合、粘土粒子は凝集する代わりに分散し、構造を崩壊させ、孔隙を塞ぎ、透水性を劇的に低下させます。

Mechanisms

可溶性塩類は土壌溶液の浸透圧ポテンシャルを低下させ、植物が水を吸収しにくくします。また、ナトリウム、塩化物、ホウ素などの特定のイオンは直接的に毒性を示すことがあります。過剰な交換性ナトリウムは、塩類が浸出されると、粘土コロイドが凝集する代わりに分散し、孔隙を詰まらせ、構造を崩壊させるため、土壌はほぼ不透水性になります。改良では、浸出によって塩類を除去し、交換性ナトリウムをカルシウム（一般的に石膏によって供給される）と置換した後、浸出を行います。

Clinical relevance

塩類集積とナトリウム集積は、世界中の灌漑地および乾燥地の広大な地域で作物収量を減少させ、土地を劣化させます。排水、浸出、石膏の施用、灌漑水管理を通じてこれらを診断し管理することは、農業を維持し、劣化した土壌を改良するために不可欠です。

History

塩類土壌およびアルカリ土壌の体系的な診断と改良は、1954年の米国農務省ハンドブック60（米国塩類研究所発行）で体系化されました。このハンドブックは、現在でも使用されている電気伝導度、ナトリウム吸着比、交換性ナトリウム割合の基準を導入し、塩類影響土壌を管理可能な劣化形態として位置づけました。

Key figures

• Nyle C. Brady
• Ray R. Weil
• Donald L. Sparks

Seminal works

• usslab1954
• brady2016
• sparks2003

Frequently asked questions

塩類土壌とナトリウム土壌の違いは何ですか？

塩類土壌は植物にストレスを与えるのに十分な可溶性塩類を含みますが、通常は良好な構造を維持します。一方、ナトリウム土壌は粘土を分散させ構造を破壊する高い割合の交換性ナトリウムを持っています。塩類ナトリウム土壌は両方の問題を併せ持ち、改良中に構造が崩壊しないよう慎重に管理する必要があります。

ナトリウム土壌の改良になぜ石膏が使われるのですか？

石膏は土壌コロイド上の交換性ナトリウムを置換するカルシウムを供給します。これにより粘土が凝集し、構造が回復し、置換されたナトリウムは適切な排水によって浸出除去することができます。