技術資料

泥炭地大区画水田における貫入抵抗の圃場内分布と盛土・泥炭土性状との関係
長竹新

奥田涼太

異なる様子の土壌断面に出くわし、調査地点に選んだ

１．はじめに場所が周辺地点をどの程度代表するのか悩むことがあ
北海道の水田地帯では、食料生産の体質強化に向け、る。できることなら、周辺地点の土壌性状のバラツキ担い手への農地集積と圃場の大区画化・汎用化が推進をある程度把握してから調査地点の選定を行う、もしされている。北海道の主要な水田地帯である石狩川流

くは選定した調査地点が周辺地点からみてどのような域は日本最大の泥炭分布地帯でもある。泥炭は鉱質土位置づけなのかを把握したい。

よりも有機物量と体積あたりの孔隙量が多く、圧縮や含水比や強熱減量は泥炭性状の中でも最も基本的で収縮、分解を受け体積が小さくなりやすい。泥炭を基分析も簡単な項目ではあるが、それでも多地点・多深盤に持つ圃場では、排水によって地下水位が低くなる度のサンプルを処理するとなると労力と時間がかかと泥炭の圧縮や収縮、分解が進み、圃場が沈下する。

る。そこで土壌貫入抵抗の多地点調査から、圃場内に一筆圃場内において沈下量が面的にばらつく（不同沈おける泥炭の含水比や強熱減量のバラツキをある程度下する）ことで田面に標高差できると、水田利用する把握できないかと考えた。貫入式硬度計（コーンペネ

際は湛水深の均一な管理が難しくなったり、畑利用すトロメータ―）は、ロッド長が90cmのものであれば1る際は圃場表面の乾湿ムラが生じたりという営農上の地点あたりの測定にかかる時間は2分程度である。こ問題が生じる。のロッド長だと、90cm以深のデータを得ることはで不同沈下の要因解明のために圃場内での沈下量や泥きないが、人為的な影響を強く受けていると考えられ炭性状のバラツキを評価するとき、圃場内のどこで調る比較的浅い層について短時間で多地点を調査するの査すべきかが課題となる。泥炭の圧縮や圧密のされやには向いている。例えば、硬質土の大区画圃場においすさは、過去の排水履歴の影響 や撹乱の影響 等をて、貫入抵抗の圃場内分布から湿害・干ばつハザード受けるため、大区画化された圃場であれば、一筆圃場マップを作成する取り組みがある3)。

1)2)内における大区画化前の小さな圃場の配置と、それら本研究では、区画整理時に切土盛土が行われた泥炭の圃場の過去の土地利用履歴、切土盛土履歴などが1

地の大区画水田において、貫入抵抗の圃場内分布からつの判断材料となるだろう。しかし、実際に現場調査

圃場内における盛土・泥炭土の含水比と強熱減量の高を行うと、大区画化前の小さな圃場区画内であってもい地点・低い地点の把握につながるかを検討した。

図－1

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調査圃場の平面模式図
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図－2(a)P-P’測線上で想定される土層構成模式図と(b)実際に観察された土層構成

２．２

２．調査地と方法

調査方法

まず、デジタル式貫入土壌硬度計（DIK-5532, 大起
２．１

調査地と圃場の概要

理化工業）を用い、圃場面から90cm深までの貫入抵調査は北海道美唄市に位置する一筆の水田（長辺方抗をP-P’測線上で2m間隔で測定した。測定地点数は、

向170m、短辺方向45m）で行った。調査圃場は2020

A、B、C区でそれぞれ35、34、12地点と、B区とC区年に国営緊急農地再編整備事業により区画整理され、の間の耕作道跡3地点の計84点である。なお、耕作道2021年には飼料用米が栽培された。調査は2021年11月

跡の40cm以深は砂利混じりで固く締め固められてお18日と19日に行った。

り、40cm以深の貫入抵抗を測定できなかった。

調査圃場は過去の土地利用と区画整理の際の切土・次に、A、B、C各区内での貫入抵抗のバラツキを盛土の違いによってA～Dの4区に分けられる（図－考慮し、各区内での貫入抵抗が低い値の地点、中央値1）。このうち、A～Cの3区を横切るように調査測線付近の地点、高い値の地点が含まれるように、A、B（P-P’測線）を設定した。切土盛土量からP-P’測線上区で5地点、C区で4地点選出し（図－3(a)）、圃場面では図－2(a)のような土層構成が想定された。A～Cから100cm深程度までの土壌試料採取を貫入抵抗測定

区の各中央付近で行った断面調査では、想定土層との当日から翌日にかけて行った。土壌試料の採取には概ね同様な土層構成であることが確認された（図－直径4cm、刃長50cmの半円筒オーガーを用い、貫入2(b)）。なお、本調査圃場の盛土は、C区付近から切式土壌硬度計を挿したすぐ脇から採取した。オーガー

土された基盤泥炭土であり、泥炭土に鉱質土が混じっ内の試料断面から層位を判定し、層別に土壌試料を回たものである。

収した。回収した試料は重量含水比と強熱減量の分析に供した。

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図－3 (a)土壌試料採取地点と各区全体との貫入抵抗の比較、(b)貫入抵抗の区間比較
図中の太い実線は中央値、網掛け部分は四分位範囲、破線は最大最小範囲、黒色のマーカーは土壌試料採取地点の値をそれぞれ示す。

図－4 P-P’断面での貫入抵抗分布
図中の縦方向の白色点線は貫入抵抗測定地点を、赤矢印は土壌試料採取地点を、横方向の白色実線は図－2(a)で想定される表土、盛土、非撹乱泥炭土層の境界をそれぞれ示す。白色の欠損箇所は、使用した貫入硬度計の測定限界以下（< 172 kPa）だった点と、区画整理前の耕作道跡である。

３．結果と考察20～30cm深で値が高い（図－3）。これは、いわゆる耕盤層をとらえたものである。ただし、本技術資料で

３．１

貫入抵抗

貫入抵抗の深度分布は、A、B、C区のいずれでも54の関心は泥炭層および盛土層にあるので、これ以降では泥炭層もしくは盛土層が出現する概ね25cm以深の寒地土木研究所月報№833

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結果について述べる。A、B、C区の貫入抵抗の中央

３．２

土壌性状

値と四分位範囲を比較すると、同じ深度における貫入重量含水比と強熱減量の深度分布を図－5に示す。

抵抗はA区とC区が同程度であり、B区がA、C区より泥炭層もしくは盛土層が出現する概ね25cm以深では、も高かった（図－3(b)）。ただし、貫入抵抗の最大最含水比と強熱減量のどちらもC区がA区よりも値が大小範囲は全区で互いに重なった。

きかった。また、B区の含水比と強熱減量は30～50

P-P’
断面での貫入抵抗分布を図－4に示す。A区とcm深程度の盛土層部分ではA区の値に近く、それ以C区はB区よりも貫入抵抗分布は比較的均一であり、深の非撹乱の泥炭土層部分ではC区の値と近かった。

500～1000kPaが大部分を占めた。ただし、A区では圃場端から10mまでの範囲と、80～90cm深の範囲で３．３

貫入抵抗と土壌性状の関係貫入抵抗が高くなる傾向だった。一方、B区では全体

土壌試料を採取した地点の貫入抵抗を層位ごとに平に広がる1000～1500kPaの分布域とそれよりも高い均し、土壌性状と比較した。採取したデータ全体では値（1500～2000kPa）の分布域、低い値（500～1000

貫入抵抗と含水比、強熱減量との関係は見られなかっkPa）の分布域に分かれた。B区で貫入抵抗が高いのた。これは、A区（盛土）とC区（非撹乱の泥炭土）は長辺方向80～100mで50cm以深の範囲であり、貫入のように同じ貫入抵抗でも含水比や強熱減量が異なる抵抗が低いのは、長辺方向が110～140mの範囲だった。

点があるためである。そこで、盛土か非撹乱の泥炭土図－5 (a)重量含水比と(b)強熱減量の深度分布
マーカーの深さ方向の位置は、各試料が分布する深さ範囲の中心である。

図－6 貫入抵抗と(a)重量含水比、(b)強熱減量との関係
貫入抵抗の値は、比較対象となる層位ごとの平均値と標準偏差（エラーバー）で表す。太い実線は回帰直線を、網掛け部分は95%信頼区間を、破線は95%予測区間をそれぞれ示す。

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かの情報を加え共分散分析をした結果、貫入抵抗と含は、断面調査やオーガー、ピートサンプラーによる土水比、強熱減量との1次回帰式のy切片は、盛土か非壌試料採取と試料分析に比べると、要する労力・時間

撹乱の泥炭土かによって有意に異なり（p < 0.001）、は圧倒的に小さくすむ。現段階では、貫入抵抗から圃それぞれ貫入抵抗と負の関係式が得られた（図－6）。

場内における含水比や強熱減量を予測する精度が低い

このことは、調査圃場における盛土部分と非撹乱の泥ことや、圃場内ムラの把握には最低何地点調査すれば炭土の深度分布を把握していれば、貫入抵抗から圃場よいかなど、検討すべき課題が残っている。しかし、内における含水比や強熱減量の大小をある程度は把握予備調査として、調査対象圃場の圃場履歴とともに圃できることを示唆している。ただし、今回得られた非場内での貫入抵抗分布の調査は、その圃場内での泥炭撹乱の泥炭土に対する回帰式の予測精度は低い。現状性状の代表値やバラツキを考慮した調査地点の選定やでは、貫入抵抗調査を圃場内における調査地点選定のデータ取得に役立つと期待される。

参考とすることはできるが、貫入抵抗から圃場内の含水比や強熱減量の分布を精度よく推定することは難し

謝辞：本研究の実施にあたり、美唄市の関係農家、美く、推定方法の改良・検討の余地がある。

唄市土地改良センター、国土交通省北海道開発局札幌開発建設部岩見沢農業事務所の関係各位にご協力を賜った。また北海道大学大学院国際食資源学院の横地穣

４．まとめ

氏には泥炭試料採取にあたり助言と協力をいただい
泥炭地の大区画水田における貫入抵抗の多地点調査た。ここに記して謝意を表する。の結果、大区画化前の圃場区画によって貫入抵抗分布が異なるほか、同一区画内においても貫入抵抗ムラが参考文献あることが分かった。また、盛土（鉱質土混じりの泥炭土）か非撹乱の泥炭土かを区別することで、貫入抵

1)

梅田安治・平岡秀展：泥炭の乾燥履歴と圧密特抗と含水比、強熱減量と負の関係が見られ、貫入抵抗性について，土質工学会北海道支部技術報告集，から盛土や非撹乱の泥炭土の含水比や強熱減量の大小20，pp.37-44，1980.

をある程度把握できる可能性が示された。

2)

今回、84地点の貫入抵抗調査に要した時間は3時間縮性について，寒地土木研究所月報，No.614，程度である。また、今回使用したデジタル式の貫入土壌硬度計であれば、あらかじめデータ集計と作図用の小野寺康浩・小野学：農耕地泥炭の表層部の圧pp.45-49，2004.

3)

農研機構：下層土の物理性診断（貫入硬度の解仕組みを組んでおけば、調査現場においてデータ吸い析），圃場オンサイト計測による簡易な土壌物理上げからデータの図示まで数分で行える。以上の工程

性診断の標準作業手順書，pp17-28，2021.

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長竹 新
NAGATAKE Arata奥田 涼太
OKUDA Ryota

寒地土木研究所
寒地農業基盤研究グループ
資源保全チーム
研究員

寒地土木研究所
寒地農業基盤研究グループ
資源保全チーム
研究員

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