シンポジウム特集
解 説19Lectures., March 2013, Vol. 123, 19 ‒ 24

畑地の基盤整備と土壌有機物
赤坂 浩 1
Land improvement using organic fertilizer in upland ﬁelds
Hiroshi

AKASAKA1

1. はじめに
北海道の畑地面積は 931, 000 ha で，全国の 44. 6 % をは，土性改良客土，浅耕土客土，間隙組成改善客土（排水性と保水性の改善を目的とし，通称「pF 改善客土」と呼ぶ）に大別ができる．

占める．畑作物の農業算出額では 29. 5 % を占め，我が土性改良客土は，適正な土性となるように粘土含量，国最大の畑作物供給地帯となっている．このうち，大規

砂含量などを考慮した一般的な客土である．浅耕土客土

模畑作経営が展開されている主な地域は，北海道東部のは，下層土（心土）が不良土の場合に改良目標作土深に十勝とオホーツク地域であり，この 2 地域の農業算出額

対し不足する厚さ分を客入し，適正な作土厚を確保する（耕種部門）は，道内の 41 % を占めている．1 戸当たりもので，粗粒火山灰などが主に使用されている．pF 改の経営面積は，十勝では 30 ha，オホーツクでは 25 ha

善客土は，作土の間隙組成から排水性（粗間隙）の改を超える農家が多く，コムギ，バレイショ，テンサイ，マメ類の 4 品を主体とする輪作体系のなか，農作業機械の大型化により省力化が図られている．
これら十勝，オホーツク地域の畑地帯の農業生産を支えるために，北海道では暗渠排水，土層改良といった畑地の基盤整備事業（農業農村整備事業）を，毎年 100 億円規模で採択し，基盤整備の工事を実施している（Fig.
1，2）．

2. 畑地帯における基盤整備
2. 1 分布する土壌
北海道の農地には，物理性，化学性が不良な特殊土壌

Fig. 1 十勝・オホーツクにおける農地整備事業採択事業費（畑地帯担い手支援型）．と呼ばれる重粘土，火山性土，泥炭土が広く分布している．北海道の主要な畑作地帯である十勝，オホーツクの土壌においても，その分布状況は北海道全体の傾向と同様であり，火山性土，低地土，台地土，泥炭土の順に分布割合が高くなっている．（Fig. 3）．
2. 2 土層改良による基盤整備
北海道の特殊土壌のうち，特に灰色台地土などの重粘土は，堅密で排水性が悪い一方で，保水性に乏しい．このような営農に不利な条件である土壌に対し，排水改良などを目的に土層改良を実施し，作物の生産性向上を図っている．
土層改良には，農地の改良目的別に客土，土壌改良な

Fig. 2 十勝・オホーツクにおける土壌改良の年度別採択面積．

ど，いくつかの種類（工種）がある．このなかで，客土
1

Farm Community Planning Division, Bureau of Agricultural
Community Development, Department of Agriculture, Hokkaido
Government
Sapporo, Hokkaido, 060 ‒ 8588, Japan.
Corresponding author ： 赤坂 浩，1 北海道農政部農村振興局農村計画課
2013 年 1 月 17 日受稿，2013 年 2 月 18 日受理
土壌の物理性 123 号，19 ‒ 24（2013）

Fig. 3

北海道の土壌分類割合．

土壌の物理性 第 123 号（2013）20

Table 1 畑土壌の基準値・目標値．

物理性

化学性項目

望ましい値

土性

SL 〜 LiC単位

粗間隙（pF1. 8 以下）

15 〜 25%

細間隙（pF1. 8 〜 3. 0）

10 以上%

腐植含有率

5 〜 10%

備考（砂壌土〜軽植土）

土層改良計画指針（案）（北海道農政部，平成 23 年 2 月）より抜粋．

Table 2 オホーツクの整備対象圃場の土壌調査結果．

客土地区

目標間隙率
（%）

原土の細間隙率（%）

土壌改良
客入土の細間隙率（%）

客土後の腐植含有率（%）

算定投入量‒（t ha 1）

実際の投入‒
量（t ha 1）

A10

3. 9

17. 5

1. 5350

40B10

3. 4

42. 9

2. 0

275

40C105. 0

20. 5

2. 4

217

40

D102. 8

12. 6

2. 5

188

40

Fig. 4

工事前圃場の状態．

Fig. 5

ダンプトラックによる客土材の運搬．

Fig. 6

ブルドーザによる放下整理．

Fig. 7

客土厚の確認．

シンポジウム特集 解説：畑地の基盤整備と土壌有機物

Table 3１21

有機質資材の特徴．

有機質資材の分類とその施用効果

木質資材

バーク堆肥
おが屑堆肥

繊維質資材

こう桿類堆きゅう肥
牛糞
乾燥牛糞

窒素質資材

鶏糞堆積物

２

有機質資材の特性一覧
施用効果

分類

家畜糞少量混合バーク堆肥
家畜糞少量混合おが屑堆肥
籾殻堆肥
牛糞堆積物

豚糞堆積物

粗大有機物堆肥

汚泥コンポスト物理性の改善

化学性の改善

大中
小中
大小

木質資材
繊維質資材
窒素質資材

地力窒素供給量の改善
小大中善，保水性（細間隙）の改善に区分している．排水性改後に，細間隙は改善されるが，腐植含有率は 1. 5 〜 2. 5 %善の場合は，作土層の pF 1. 8 以下の間隙（粗間隙）をと低く，目標値の 5 % を下回ることから，土壌改良と15 % 〜 25 % に改良するために客土を実施する．また，して有機質資材を投入している．

保水性改善の場合は，作土層の pF 1. 8 〜 3. 0 の間隙（細有機質資材の投入条件は次の２項目である．① 現況作間隙）を 10 % 以上に改良するために客土を実施する．

土の腐植含有率が低い場合，② 客土等により腐植含有率

なお，畑土壌の基準値・目標値は北海道の土層改良計画が不足する場合．

指 針（ 案 ）（ 北 海 道 農 政 部，2011） で 示 し て お り，Table 1 のとおりである．

また，有機質資材の投入量は，次の５項目を考慮し決定する．① 投入量は土層改良計画指針（案）（北海道農政このような各種客土を実施した場合，客土材には主に部，2011）に基づき算定する，② 投入量は腐植含有率粗粒火山灰（軽石流堆積物）を用いているため，腐植含5 % を上限とする，③ 投入にあたっては農業試験場など有率が極めて低いことから，客土後の作土の腐植含有率の意見を踏まえる，④ 事業実施時には多くの有機質資材が指標値（5 〜 10 %）を満たさない場合は，基盤整備を確保する必要があるため，地域で供給可能量のバランにより有機質資材投入による土壌改良を実施することがスを考えて投入量を決定する，⑤ 一度に多量に投入する可能である．土層改良計画指針（案）（北海道農政部，と作物の生育に障害を与える懸念があるため，当面は2011）では，「土壌改良とは植物の栽培に資するため土40 t ha 1（バーク質資材換算）を上限とする．

壌の化学的性質等を改善させることで，そのために施用‒

3. 2 有機質資材投入量の算定される資材を土壌改良資材と呼ぶ」とされており，必要有機質資材投入量は，腐植含有率の目標を 5 % に設に応じて石灰質資材，リン酸質資材，有機質資材を施用定し，客土投入後の腐植含有率との差から算定していし，土壌改良を行うことになる．

る．客土後の腐植含有率が低いため，算定投入量は 188‒

3. オホーツク地域での土壌改良工事
ここでは，オホーツク地域で実施した，有機質資材を施用した土壌改良の事例を紹介する．
3. 1 概要〜 350 t ha 1（Table 2）と多く算出されるが，上限値の‒1

40 t ha を施用した．このように上限値を設定しているため，腐植含有率の目標に基づく算定量の施用はできないことになる．
3. 3 土壌改良材投入の手順

オホーツク地域では，低地土の分布割合は 20 % 以上

土壌改良材（有機質資材）の投入は，客土工事後となを占める．低地土の物理的な特性は，細間隙が小さいたる．ここでは，客土から土壌改良材施用までの工事過程

め，保水性に劣ることであり，土壌改良を実施した圃場を紹介する．の原土の細間隙は 2. 8 〜 5. 0 % と小さい（Table 2）．そ3. 3. 1 客土工事のため，干天日が連続することで，土壌の乾燥が進み，客土工事の流れは，次のとおりである．① 工事前の圃

作物が容易に吸収できる水分量が減少し，生育が阻害さ場の状態（Fig. 4），② ダンプトラックによる客土材の運れる．その結果，収量・品質の低下を招くことから，有搬（Fig. 5），③ ブルドーザによる放下整理（Fig. 6），④

効水分の保持能力の改善が必要となる．

客土厚の確認（この地区は客土厚 t = 10 cm）（Fig. 7）．

このことから，細間隙を改善するために，細間隙率が12. 6 ％〜 42. 9 % の客土材（火山灰）を投入した．客土

3. 3. 2 土壌改良工事
土壌改良材には，牛糞堆肥を使用した．堆肥は近隣の土壌の物理性 第 123 号（2013）22根室振興局管内中標津町から運搬し，敷き藁はオホーツ

プレッダによる散布（Fig. 10），③ 土壌改良資材の散布

ク総合振興局管内で調達した．堆肥の単価は，平成 24

終了後の圃場の状況（Fig. 11），④ ステァアップロータ‒1

年度の網走市内現着単価で 5, 000 円 t となっている．
土壌改良資材として使用する有機質資材のうち，牛糞堆肥は繊維質資材に分類される（Table 3）．その特性リーによる攪拌（攪拌深さ約 30 cm）（Fig. 12），⑤ 土壌改良資材攪拌後の状況（Fig. 13）．
3. 4 課題

は，物理性の改善が「中」，化学性の改善が「大」，地力

土壌改良材として有機質資材を投入する場合に，必要量窒素供給量の改善は「大」となっている．また，使用す算定結果 188 〜 350 t ha 1 に対し，投入量は 40 t ha 1 でる有機質資材の C/N 比は 20 以下など，品質基準も定めあり，必要量と投入量の乖離が大きい．このような乖離られている．

を軽減し，さらに農家要望や営農への効果を含め，基盤‒‒土壌改良工事の流れは，次のとおりである．① 土壌改整備事業における土壌改良材の投入量の見直しが必要で良材の堆積（Fig. 8，9），② 土壌改良資材のマニュアスある．なお，見直しにあたっては，次の 3 項目を検討す

Fig. 8 土壌改良資材の堆積状況．

Fig. 9 土壌改良資材．

Fig. 11 土壌改良資材散布後．
Fig. 10

土壌改良資材散布．

Fig. 12

攪拌作業．

Fig. 13 土壌改良資材攪拌後の状況．

シンポジウム特集

解説：畑地の基盤整備と土壌有機物

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質系資材の利用による炭素貯留効果は 28, 000 t C 程度と試算される（農業工学研究所，2009）．暗渠工事面積
2,600ha での炭素排出量は，燃料消費量，木質系チップの製造，合成樹脂管の製造を考慮した LCA 的試算により，1, 260 t C 程度となった．
このように，木質系チップを疎水材に使用することで，工事で排出される炭素量の約 20 倍が貯留される効
果が期待でき，地球温暖化の緩和策として有効であると考えられる．

5. おわりに
近年，北海道においても短時間での降雨量の増大によ
Fig. 14

施工後 7 年経過木質系チップの状況．

る土壌侵食（Fig. 15）の発生，干天日の連続による干ばつ（Fig. 16）の発生による農業生産への影響は大きく，農地土壌の排水性，保水性の機能強化が求められてる必要がある．① 腐植含有率の目標値を土壌統ごとなどいる．今後，土壌の団粒化促進，農地の傾斜緩和などをで設定することが可能か，② 地域的な供給可能量，③ 営図り，耐侵食性を高めることが必要である．

農による継続的な投入による地力維持．

4. 排水改良における有機質資材の利用
圃場の排水改良として実施している暗渠排水では，疎水材に有機質資材であるモミガラ，木質系チップの使用

また，土壌の保水性確保のための細間隙改善，水分補給を可能とする畑地灌漑施設の整備などを図り，安定した生産基盤を確保することが重要である．さらに，土壌の理化学性の改善を図り，維持するうえで，有機質資材の効果的な利用が今後も重要となる．

例がある．施工後 7 年程度経過した暗渠排水の機能調査

引用文献

では，排水機能の維持が確認されている（Fig. 14）．
上川総合振興局管内富良野地域では，疎水材に木質系

北海道農政部（2011）：土層改良計画指針（案），pp.1‒58

チップ（カラマツチップ）を使用しており，平成 7 年か

農村工学研究所（2009）: 土層改良で農地下層土に埋設するバーら 23 年までの 17 年間の整備面積は約 2, 600ha である．

ク堆肥の炭素量の長期変動と評価法．http://www.naro.af-

木 材 チ ッ プ 暗 渠 に お け る 10 年 経 過 時 の 炭 素 量 を

frc.go.jp/project/results/laboratory/nkk/2009/nkk09‒37.

‒110. 5 t C ha とした場合，17 年間の疎水材投入量から木Fig. 15 土壌侵食の状況．

html（2013/2/20 確認）

Fig. 16

干ばつの状況．

24

土壌の物理性 第 123 号（2013）

要旨

北海道の畑地で実施している各種基盤整備事業（農業農村整備事業）のうち，有機質資材を用いたオホーツク地域での土壌改良と，疎水材に木質系チップ（カラマツチップ）を用いた上川地域での排水改良の事例について解説した．オホーツク地域の土壌改良では，まず保水性改善のために火山灰を客土し，次いで客土による作土層の腐植含有率低下を補うため，有機質資材（牛糞堆肥）を投入した．施工
後の作土層の腐植含有率目標値を 5 ％とすると，計算上は大量（190 〜 350 t ha‒1）の堆肥施用が必要となった．しかし，実際には作物生育と環境負荷への影響を考慮して，一律 40 tha‒1 の施用にとどめており，腐植含有率目標値の見直し等の課題が残されている．一方，上川地域の排水改良では，疎水材にカラマツチップを利用すると，工事実施に伴い二酸化炭素として排出される量の約 20 倍の炭素を畑地下層土に貯留可能と試算され，地球温暖化緩和策として有効である．
キーワード：土層改良，土壌有機物，有機質資材