土壌の物理性 第 112 号 平成 21 年 7 月 20 日発行（年 3 回発行） 昭和 45 年 7 月 31 日 学術刊行物承認

ISSN 0387-6012

土壌の物理性Journal of the Japanese Society of Soil Physics

第 112 号

2009 年 7 月

土壌物理学会Japanese Society of Soil Physics

土壌の物理性
第 112 号目

2009 年 7 月

次

巻頭言
井上光弘

...

1

相澤泰造 · 酒井俊典 · 成岡 市
熱水土壌消毒時及びその後の土壌中における溶質動態
落合博之 · 登尾浩助 · 北 宜裕 · 加藤高寛

...

3

...

9

...

13

勝

...

27

齊藤忠臣

...

37

...

39

...

41

........................................................................
........................................................................

43
45

論 文
阿保花崗岩起源のマサにおける膨張

特 集
水循環系プロジェクトにおける土壌物理研究の役割
水田農業の普及によるアフリカの緑の革命実現と土壌物理学的問題点
若月利行

講 座
古典を読む
岩田

進午著「土壌水に関する熱力学的考察」
石黒宗秀 · 溝口

土粒子
現地調査はいつも悪戦苦闘

JPGU Meeting に参加して
森

也寸志

書評
水文科学
宮崎

会務報告
編集後記

毅

表紙写真の説明
切土直後，2 つの断層に挟まれた黒マサが斜め上方に押し出している状況. 今号掲載の相澤らの論文「阿保花崗岩起源のマサにおける膨張」を参照ください.

第 7 回（ 2009 年度）

土壌物理学会賞候補の推薦（公募）

土壌物理学会では，下記の要領で学会賞候補（推薦）を公募いたします．
記
学会賞種類：論文賞
対象論文：2008（平成 20）年度に「土壌の物理性」（第 109, 110, 111 号）に掲載された論文（original paper）
推薦期限：2009（平成 21）年 9 月 30 日（水曜），消印有効推薦書様式：詳細は，下記の事務局幹事までお問い合わせください
表彰：2009（平成 21）年 10 月
土壌物理学会事務局
問い合わせ先：土壌物理学会事務局（庶務幹事）

木原康孝

E-mail : kihara@life.shimane-u.ac.jp
学会ホームページ：http://wwwsoc.nii.ac.jp/jssp3/
学会賞候補の推薦に当たっては，「学会賞規定」「学会賞選考委員会規定」（本誌巻末に掲載）をご確認ください．

2009 年度土壌物理学会大会（ご案内）とき：2009 年 10 月 24 日（土曜日）
ところ：明治大学

生田中央校舎メディアホール

参加費：2,000 円（講演要旨集代）

1．シンポジウム/テーマ 「地球表層プロセスにおける土壌物理学の役割」
我々の足下にある土壌は，植物の培地であり，水を蓄え，負荷物質を濾過し，我々人間に安定した生活を与えてくれています．地球陸域の最表層を構成する土壌は，水や大気に並ぶ環境資源の一つで，地球規模で種々の課題が議論される昨今，土壌を通じた水 · 物質循環，大気とのガス交換，
すなわち物理的なプロセスは地球科学にとっても大切な情報を持っています．
本年は，土壌物理学会が日本地球惑星科学連合に加盟した年であり，これまでの活動に軸足をおきながらも，地球表層プロセスにおける土壌物理学の役割を認識し，また我々が進むべき道について考える好機とも言えます．複数の異なる分野の研究者から，ご自身の専門に関わる研究についてご講演いただき，互いの情報交換や議論を通じて，地球表層プロセスにおける土壌物理学の役割について会員の認識を深めたいと考えます．ご講演頂く方々と演題は，次の通りです．

1）大手信人 東京大学大学院農学生命科学研究科「森林生態系の物質循環にあたえる水文過程の影響」

2）麓 多門 農業環境技術研究所 物質循環研究領域「農地からの温室効果ガス発生量の推定—プロセスモデルによるアプローチ—」3）山本 肇 大成建設技術研究所「二酸化炭素地下貯留の数値シミュレーションの現状と課題」

4）登尾浩助 明治大学農学部「アメリカ土壌科学会における近年の研究動向」

2. ポスター · セッション「土壌物理研究の最前線

Challenges of Soil Physics」

個人会員が土壌物理に関する最新，最先端の研究成果をポスター · セッション形式で発表するプログラムです．皆様の積極的な参加を歓迎いたします．発表様式などの詳細については，学会
ホームページをご覧下さい．

3. 企業展示
土壌の状態と変化を計測する技術の開発は，土壌物理学が貢献すべきテーマの一つです．そこ
で，土壌物理学会に協賛頂いている企業の方々，あるいは関係企業の方々に参加を呼びかけ，最新の計測機器やセンサなどを紹介して頂き，理論と実際の隙間を埋めるような土壌物理の計測技術に関する情報交換の場を提供いたします．

4. 情報交換会
5. 参加 · 発表申し込み方法，プログラム（学会ホームページに掲載します）

問い合わせ先土壌物理学会事務局（庶務幹事）〒690-8504 島根県松江市西川津町 1060
島根大学 生物資源科学部
木原 康孝

Tel 0852-32-6557 FAX 0852-32-6499
E-mail : kihara@life.shimane-u.ac.jp
学会ホームページ

http://wwwsoc.nii.ac.jp/jssp3/

学会費納入のお願い
土壌物理学会事務局
時下ますますご健勝のこととお慶び申し上げます．
当学会の会費は学会会則第 5 条に定められていますように，所定の期日までに納めていただくことになっております．各位におかれましては，今年度（平成 21 年度）の会費を納入していただ
きたく，お願い申し上げます．ご多忙の折とは存じますが，9 月末日までに入金していただきます
よう，宜しくお願い申し上げます．
記

1. 会費の区分は，正会員 5,500 円，学生会員 3,000 円，賛助会員 22,500 円，購読会員 7,500 円となっております（学会会則第 5 条）．
2. 同封の振替用紙をご利用のうえ，会費をご入金ください．なお，誠に恐れ入りますが，手数料は各自でご負担ください．

3. 会員登録データ等の変更は，通信欄にご記入ください．
4. 前年度未納の方につきましては，今年度分と併せてご入金ください．また，通信欄にはその旨ご記入ください．

5. すでにご入金済みの場合は，お手数ですが送金月日と送金方法をお知らせくださいますよう，お願いいたします．

6. 何かご不明の点等ございましたら，会計幹事の森までご連絡ください．
問い合わせ先土壌物理学会事務局（会計幹事）〒690-8504 松江市西川津町 1060
島根大学
森

生物資源科学部也寸志

Tel 0852-32-6550，Fax 0852-32-6499
E-mail: yasushim@life.shimane-u.ac.jp

「土壌の物理性」閲読者氏名の公表とご協力へのお礼
土壌物理学会編集委員会
学会誌「土壌の物理性」は，1959 年（昭和 34 年）の創刊以来，今号で 112 号を迎えます．「土壌の物理性」の編集 · 発行に際しては，とりわけ閲読者の方に多大なご協力を頂いています．
土壌物理学会編集委員会では，閲読者への謝意を表すべく，ここに 2007∼2008 年度（平成 19∼20
年度）に閲読をお引き受け頂いた方の氏名を公表（五十音順 · 敬称略）致します．
今後とも，編集業務へのご支援，ご協力を賜りますよう，お願い申し上げます．

赤江

剛夫

川本

治

筑紫

二郎

廣田

知良

足立一日出

北川

巌

長

裕幸

福本

昌人

足立

泰久

木原

康孝

土原

健雄

藤井

克己

安中

武幸

久保寺秀夫

取出

伸夫

藤川

智紀

石黒

宗秀

古賀

潔

中辻

敏朗

藤巻

晴行

井上

光弘

近藤

文義

中村

公人

溝口

勝

岩田

幸良

斉藤

忠臣

南雲不二男

宮本

輝仁

鵜木

啓二

斉藤

広隆

成岡

市

望月

秀俊

大淵

清志

佐々木長市

西村

拓

森

奥山

武彦

佐藤

照男

野副

卓人

諸泉

粕渕

辰昭

塩野

隆弘

登尾

浩助

吉田修一郎

加藤

英孝

島田

清

原口

暢朗

渡辺

軽部重太郎

鈴木

伸治

坂西

研二

川本

相馬

尅之

日笠

裕治

健

也寸志
利嗣
晋生

注） 投稿原稿と依頼原稿「特集」を対象とする．但し，「土粒子」「書評」およびシンポジウム
総合討論の紹介原稿は除く．

巻 頭 言
学

会 活

動

の

現

井上

光弘 1

状

と

展

望

土壌物理学会の事務局は，平成 21 年 4 月から九州地区（筑紫二郎前会長，九州大学）から中国地区（井上光弘会
長，鳥取大学）に移り，加藤英孝（副会長，農業環境技術研究所），木原康孝（庶務幹事，島根大学），猪迫耕二（会長付庶務幹事，鳥取大学），森也寸志（会計幹事：島根大学）で，平成 23 年 3 月までの任期 2 年間を運営します．編

集委員会は，諸泉利嗣（編集委員長，岡山大学）のもと専門性と地域性を考慮して全国から 13 名の編集委員で構成さ
れ，印刷所の関連から関東地区の藤巻晴行（筑波大学）が編集幹事を担当することになりました．また，本学会大会
を農業農村工学会土壌物理研究部会の前日に開催する慣例で，同部会長の登尾浩助（明治大学），そして，前事務局から筑紫二郎（前会長：九州大学），長裕幸（前庶務幹事：佐賀大学）に会長推薦の評議員になってもらいました．幹事と役員が一体となって，学会の運営と発展のために尽力されることを期待しています．
学会誌の「土壌の物理性」の第１号は 1959 年に発行され，2009 年は 50 周年になります．1999 年に土壌物理研究
会から土壌物理学会に名称変更になってから 10 年が経過し，2009 年は記念すべき年です．筑紫二郎前会長のもとで，学会誌「土壌の物理性」の印刷関連の経費を軽減するために，Tex 化による版下作成と，本誌を従来の B5 版から A4版へと変更することが総会で決定され，新たに表紙に写真を掲載した A4 版の学会誌「土壌の物理性」111 号が 2009年 3 月に刊行されました．学会誌そのものは永遠に残るもので，学会誌の表紙や大きさなどの形態が大きく変わり，印刷の質が向上したことは記念すべきことで，今後，中身を見やすく改良を加える所存です．
新事務局では，当初 50 周年を意識して，恒例のシンポジウムの題目を「土壌物理研究 50 年と今後の研究展望」として「土壌の物理性」のレビューを検討しましたが，過去 50 年を振り返ることよりも，周辺の学会とのコミュニケー
ションを強化し，明日に向けて土壌物理学の研究がさらに発展する課題に着目することにしました．その理由として，
土壌物理学会では，新しい情報を的確に発信するためにホームページを常に更新していること，ホームページに第 1号（1959 年）から第 100 号（2005 年）までの学会誌の内容について pdf 形式のファイルを無料で公開していること，この間の「土壌の物理性」の論文リストについて論文題目別と著者名別に必要な情報を検索できること，第 101 号以降の学会誌の表紙の情報（目次）をホームページ（http://wwwsoc.nii.ac.jp/jssp3/）に公開していること，つまり，興味のある方は検索システムを利用して過去の研究内容を把握できるからです．それでは，どのようなシンポジウムの題目が多くの会員に興味があるでしょうか？
近年，地球温暖化などグローバルな問題が，国内外を問わず注目されています．本学会も「日本地球惑星科学連合（JPGU）」の団体会員になり，2009 年 5 月 16 日から 5 月 21 日に Japan Geoscience Union Meeting 2009 が幕張メッセ国際会議場で開催され，総会に学会の幹事が出席（詳細は本誌に掲載）し，学会員も研究発表と情報交換に参加しました．このような背景もあり，平成 21 年 10 月 24 日に明治大学で開催されるシンポジウムの題目は，「地球表層プ
ロセスにおける土壌物理学の役割」で企画しています．つまり，表層付近の土壌物理現象を他の研究分野も取り込んで議論を深めようというものです．東京近辺で開催するメリットも考えています．日本は北海道から沖縄まで南北に長細いので，ほぼ中央に位置する東京はどの地方からも交通の便が良いことで多くの参加者が期待されます．そこで，2009 年度土壌物理学会大会（第 51 回シンポジウムとポスターセッション）では学会員の相互の情報交換を深めたいと思います．ちなみに，学会の正会員数の動向に注目すると，2001 年 9 月に 450 名，2005 年 6 月に 386 名，2009 年

2 月に 362 名と若干減少傾向にあります．しかしながら，シンポジウムの参加者は，100 名程度で若い研究者のポス
ター発表が盛会であることは明るいニュースです．最近はどこでも若手研究者の育成が真剣に議論されています．やりがいのある仕事，興味のある研究テーマが求められ，夢のある研究生活の環境づくりが重要であると考えています．
学会の発展のためには若いマンパワーが必要で，多くの投稿を期待しています．
学会誌は年に 3 回刊行される定期刊行物です．会員の皆さんが読んで役に立つと思える刊行物にすることが肝要です．一般の読み物であれば楽しかったとか，感動したという回答があるでしょう．しかし，学術刊行物である「土壌の物理性」には，ある程度の学術レベルと，学会員の情報交換の場が必要です．例えば，米国土壌科学学会 2009 年
次大会（SSSA, 2009 International Annual Meetings）の研究発表の情報があれば，世界の土壌物理の研究動向が把握できます．もちろん，最近はインターネットで見れば関連した国際学会がどこであるかは明確です．しかし，大学や
1 鳥取大学乾燥地研究センター

2

土壌の物理性第 112 号

(2009)

研究機関などの独立法人化後，ますます忙しくなった日常生活の中で，どこまで情報を集めることができるでしょうか？長谷川周一元会長時代から開始された講座：古典を読む（第 101 号から）や特集：水分・溶質モデル（第 104 号から）などは，読者に役に立つシリーズとして定着し，大学院の講義資料としても使用されています．学会誌には，論文のほかに，現在の研究紹介，土粒子，資料などの投稿区分があり，速報性のある「技術研究レター」や「Ｑ＆Ａコーナー」など，土壌物理学と関連した情報サービスを強化することが，学会誌の充実になります．具体的には，地盤工学や環境工学の技術者などにも興味がある土壌環境問題について，シリーズ特集を考えるなどのさらなる工夫が必要と思います．
タイトルに「学会活動の現状と展望」と題していますが，内容は「土壌物理学会への思い」になるでしょうか．最近の世の中の動きが速く，学会の運営についても，的確に状況判断をして対処しないと取り残されていく可能性があります．学会活動としては，従来のように総会を含めた学会の年次大会です．シンポジウムやポスターセッションで，多くの興味がある方々の熱いディスカッションがあります．その中から新しいアイデアが生まれる場合や，情報交換によって今後の研究展望が開ける場合が多いからです．その次に大きな学会活動は，学会誌の発行です．学会大会に参加できなかった方も学会誌を読むことで，シンポジウムやポスターセッションのホットな話題に触れることができます．そして，前述したように会員の方が何か学会誌の中に残る記事があることが大切であると考えています．学会
を支えているのは人です．会員数が減少すれば学会活動も低下するので，会員数を増やすためには魅力ある学会にすることが肝要で，そのひとつがホームページの充実です．そして，会員の皆さんが，アカデミックで暖かい学会であると認識されるような学会にしたいと考えています．昔から新しいアイデアは若いときに，ふと湧き出ると言います．
つまり，ポスターセッションに集う若い研究者たちの活躍の場が，学会活動の中に存在することが重要です．良いア
イデアの評価は，学会の優秀ポスター賞の受賞であったり，学会に参加した科学研究補助金のようなプロジェクト審
査員の耳に入ったりして，結果的に研究内容が認められていく場合もあります．何度も強調していますが，学会は人です．それぞれの学会に対する愛情が今後の学会の発展に不可欠です．研究の世界は絶え間ないチャレンジ精神と柔
軟な思考力と体力が必要です．創造性豊かな科学技術の発展のためには基礎的知識と情報交換が必要で，学会が萌芽研究などの出発点になることを願っています．

阿保花崗岩起源のマサにおける膨張相澤泰造 1 · 酒井俊典 2 · 成岡 市 2

The expand in a decomposed granite, and its cause
Taizo AIZAWA1 · Toshinori SAKAI2 · Hajime NARIOKA2

Abstract: The considered section where was between two
faults of the decomposed granite expanded upward. The
section was the dark gray decomposed granite that mainly
consisted of biotite. The outer side of two faults was thewhite decomposed granite that mainly composed of quartz
and feldspar. The direction of a relative expansion of the
portion pinched between two faults was about 51-degreeslant upper part, and the amount of displacement was a
maximum of about 26 mm. For the predictions, the elastoplastic FE analysis based displacement control was conducted. The relative displacement obtained by FE analysis
was almost agree with the actual relative displacement. Xray diffraction was performed on two kinds of decomposed
granites. The kaolinite and mica were contained rich in
the dark gray decomposed granite. The quartz, potassium
feldspar and plagioclase were contained rich in the white
decomposed granite.
The kaolinite and mica in the dark gray decomposed
granite were a weak combination of minerals. For this reason, it was found that the larger expansion may be caused
by cutting. On the other hand, as the quartz was a stablemineral, no expansion may be appeared, and the white decomposed granite was a less amount of expansion inducedby cutting.
Key Words : expansion, clay minerals, decomposed granite, X-ray diffraction

1. はじめに
応力開放による岩盤の膨張は，土質工学会（1974）によ究は現在まで十分に行われていない．本研究では，三重県伊賀市で発生した，切土に伴う応力開放を誘因としたマサの膨張現象について検討を行った．

2. 法面の状況
対象地は三重県伊賀市の切土法面で，断層により暗色
部（以下，黒マサと呼ぶ）と白色細粒部（以下，白マサと呼ぶ）に分けられた．この内，黒マサは 2 つの断層にはさまれた法面の中央部に分布し，白マサは法面の両翼部に分布していた．なお，黒マサと白マサでは花崗岩（マサ）の岩相が大きく異なるため，かつてこの面を境に岩盤が変位したものと判断し，両者の境界を「断層」と判断した．本地点では，切土直後，Fig. 1 に示す 2 つの断層に挟まれた中央部分の黒マサが Photo. 1 に示したように，斜め上方に向けて押し出し，1 段目小段に段差が生じ

Fig. 1 法面ブロックダイアグラム．
The block diagram of a slope.

り，蛇紋岩や泥質片岩 · 第三系泥岩に対する研究が行われている．花崗岩は，北海道から沖縄まで日本各地に広く分布しており，その風化残積土である風化花崗岩（以下，マサと呼ぶ）は，深層風化が進み同一地点であっても風化程度が異なるため，土質工学的に特殊土に位置づけられている．風化花崗岩地帯の切土による応力解放にA

伴う膨張の影響は泥岩ほどではないものの，マサの膨張現象を研究することは法面の安定性を評価する上で有効であると考えられる．しかし，マサの膨張についての研1 Faculty of Bioresources, Mie University, 1577 Kurimamachiya-cho Tsu,

Mie 514-8507, Japan. Corresponding author: 相澤泰造, 三重大学生物資源学部
2 Graduate school of Bioresources Mie University, 1577 Kurimamachiya-

cho Tsu, Mie 514-8507, Japan
2008 年 9 月 5 日受稿 2009 年 3 月 24 日受理
土壌の物理性 112 号, 3–7 (2009)

Photo. 1 膨張状況．
Situation of expansion.

4

土壌の物理性第 112 号

(2009)

kN m−2 とし，σ3 ＝ 120 kN m−2 における弾性係数（変形係数）を求めた結果，黒マサ（DL2）では 13,850 kN
m−2 ，白マサ（DL2）では 33,660 kN m−2 であった．また，Fig. 3，Fig. 4 の結果をもとに黒マサ，白マサのせん断強度を求めると，粘着力（C′ ）は，黒マサでは 5.7
kN m−2 ，白マサでは 135.2 kN m−2 ，内部摩擦角（ϕ ′ ）は
黒マサでは 25.49◦ ，白マサでは 25.48◦ であった．Table
1 に黒マサ，白マサの土質試験結果を示す．不かく乱試料の初期間隙比は黒マサでは 1.020，白マサでは 0.505と白マサの方が小さく，湿潤単位体積重量は黒マサでは17.26 kN m−3 ，白マサでは 19.38 kN m−3 と白マサの方が大きかった．

Fig. 2 に示す DL2 黒マサ箇所で実施したボーリング調査の結果，法表面から深度 7 m までの N 値は 20 前後とほぼ一定で，深度 7.5 m（孔底）まで地下水は確認されなかった．また，ボーリング孔に設置したパイプひず
Fig. 2 法面断面図．
The section of a slope.

み計の約 1 ヶ月後の累積孔内変位量は，Fig. 5 に示すように孔底から変位し地表面で 1.33 mm の変位であった．

た．本地区は，領家帯に属し，Fig. 2 に示すように中生代白亜紀後期に貫入した白雲母含有黒雲母花崗岩からなる阿保花崗岩を基盤とし，その上位を，第三紀鮮新世の湖沼堆積物である古琵琶湖層群上野累層が覆い，最上位が表土となっている．古琵琶湖層群上野累層は，花崗岩
礫とマサ起源の砂を主体とする砂礫からなっている．対象の切土法面は，阿保花崗岩の原位置風化物である DL
級岩盤のマサが厚く分布し，さらに風化の進行度により DL1 と DL2 の 2 つに区分できる．このうち，上位のDL1 は，20 mm 程度の土壌硬度指数（山中式土壌硬度計）を示し，岩組織をやや残す構造性レゴリスとなっていた．下位の DL2 の内，黒マサは見かけ上，黒雲母をFig. 3 黒マサの応力−ひずみ曲線．
Stress-strain curve of a dark gray decomposed granite.

多く含み土壌硬度指数は平均 22 mm，白マサはほとん
ど黒雲母を含まず土壌硬度指数は平均 26 mm であった．

DL2 の黒マサ · 白マサとも岩組織の明瞭な構造性サプロ
ライトとなっていた．なお，ここでのマサの風化区分はOllier· 松尾（1971）の区分に準じた．
Photo. 1，Fig. 1，Fig. 2 に示すように，切土に伴う黒マサと白マサの境界部の変形差は，最大箇所の 1 段目小段法肩（A 地点）で，黒マサが相対的に約 50◦ 斜め上方
へ向けて約 26 mm であった．なお，法面には湧水や地下水の染み出しは認めらなかった．

3. 試験 · 調査
切土面の黒マサ箇所と白マサ箇所の 2 箇所でブロック
サンプリングにより不かく乱試料を採取し，土質試験に供した．土質試験は湿潤密度などの物理試験と三軸圧縮

Fig. 4 白マサの応力−ひずみ曲線．
Stress- strain curve of a white decomposed granite.
Table 1 土質試験結果．
Result of soil test.

試験（CU）の力学試験を実施した．

Fig. 3，Fig. 4 に主応力差–ひずみ関係を示す．主応力
差–ひずみ関係において，黒マサではひずみ軟化が認め

試料られなかったのに対し，白マサではピーク後軟化が認め

内部摩擦抗角 ϕ ′ （度）間隙比
湿潤単位体積重量 γt （kN m−3 ）弾性係数 E （kN m−2 ）られた．同一の σ3 における，主応力差は黒マサにくらべ白マサが 5 倍程度大きい値を示した．A 地点における切土量が 7 m 程度であったことから，上載荷重を約 120

粘着力 C′ （kN m−2 ）

黒マサ

白マサ

DL2
5.7
25.49
1.020
17.26
13,850

DL2
135.2
25.48
0.505
19.38
33,6605

論文：阿保花崗岩起源のマサにおける膨張

Fig. 6 FEM 分割図．
FEM mesh.

4. FEM 解析
関連流れ則を用いた Drucker-Prager 弾塑性モデルによる FEM 解析（ソフトウェア名 ·「 土留丸」五大開発（株））
により，法面切土後の膨張変形の解析を行った．

FEM 弾塑性変形解析に用いた各々の土質強度定数をTable 2 に示す．DL2 の黒マサおよび白マサの土質強度
定数（C′ · ϕ ′ · E · γt ）は実施した土質試験結果を採用した．DL1 より上位の層である古琵琶湖層群は，マサ化した花崗岩（「クサレ礫」）を主体とし，マサ起源の砂をマ

Fig. 5 孔内変位量と深度関係図．
Relationship of movement and a depth.

トリックスとする砂礫層であり，その上位の表土も古琵
琶湖層群起源の残積土を主体としているため，土質強度定数を統一して設定した．伊東ら（1988）は，風化の進

Table 2 設定土質強度定数．
The soil properties.
土質定数

C′ （kN m−2 ）ϕ ′ （◦ ）E （kN m−2 ）νγt （kN m−3 ）表土 ·古琵琶湖層群

1.0
23.0
9,800
0.15
16.7

行したマサの工学的性質について明らかにしており，粘着力は 1.0∼1.5 kN m−2 ，内部摩擦角は 23∼27◦ ，変形係
DL 級風化花崗岩（マサ）

数は 9,800∼46,100 kN m−2 ，湿潤密度は 16.7∼19.6 kN

黒マサ

白マサ

DL2

DL2

m−3 と述べている．これらの結果をもとに，DL1 より上位の軟質で土化している表土 · 古琵琶湖層群の土質強度
定数は上記値の最低値を用いた．また，DL1 は，表土 ·古琵琶湖層群と黒マサ DL2 の中間的性状を示すと考え，両者の中間値を採用した．平井（2001）は，ポアソン比ν について通常 0.3 程度，間隙比が大きく強度が低下し

DL1

3.4
5.7
135.2
24.3
25.5
25.5
11,825
13,85033,660
0.15
0.30
0.30
17.0
17.3
19.4

Fig. 7 FEM 解析結果（黒マサ）．
FEM result (dark gray decomposed granite).

6

土壌の物理性第 112 号

(2009)た場合は 0.15 程度と述べている．この結果を基に，緩大部分がカオリナイトに変質したことによるものと考えみの著しい表土 · 風化上野累層および DL1 は 0.15 を，られる．また，石英に対応するピーク強度は比較的大き

DL2 の黒マサと白マサはともに 0.30 を採用した．なお，な値を示しているものの，その強度は白マサに比較する

塑性体積変化を規定するダイレタンシー角については，と小さかった．これは原岩が石英の少ない岩石であった

関連流れ則を用いているため内部摩擦角と同値である．

ことが原因と考えられる．なお，黒マサ，白マサとも吸Fig. 6 に解析に用いた有限要素メッシュ及び境界条件を示す．解析では，黒マサ · 白マサ境界部にある断層をFig. 1，Fig. 2 の点Ａを通り，斜面に対し直行するものに

水膨張の著しい粘土鉱物であるスメクタイトに対応する近似した．また，黒マサと白マサは十分な幅があり，そナイトへと変化し，斜長石は風化するとカオリナイトにの接触部（断層）でスムーズに沈下 · 隆起すると仮定し変化する．以上より，X 線回析結果から黒マサと白マサ

た．解析による検討は，DL2 部分の物性値をそれぞれ黒について下記が明らかとなった．

マサ · 白マサに変え，平面ひずみ条件で両者の変位差を求めた．解析結果を Fig. 7，Fig. 8 に示す．切土を行う
ことで，黒マサ · 白マサともほぼ鉛直上方に膨張し，小段法肩の A 地点での変位量は，黒マサで約 50 mm（水平変位 −4 mm, 垂直変位 +50 mm），白マサで約 22 mm

ピークは認められなかった．花崗岩の造岩鉱物である黒雲母は風化すると，緑泥石，バーミキュライト，カオリ

1) 黒マサは斜長石のすべてと黒雲母の一部がカオリナ
イトに変質している．

2) 白マサは石英が非常に多く，斜長石の一部がカオリナイトに変質している．
黒マサ，白マサの分析結果を比較すると，黒マサでは（水平変位 −1 mm，垂直変位 +22 mm）と，黒マサの方

風化変成鉱物であるカオリナイトに対応する X 線強度がが大きかった．解析による黒マサと白マサの膨張ベクトより大きく，白マサより風化が進行していると考えられル量の差は約 28 mm であり，現地での実測値 26 mm とた．このため，黒マサは，鉱物間の結合が弱いことや，間ほぼ一致した．

隙比，単位体積重量にみられるように切土以前からゆる5. X 線回折結果

い状態にあり，弾性係数も小さかったと考えられる．これに対し，白マサは安定した鉱物である石英が非常に多膨張量差の原因を明らかにするため，黒マサと白マサ

く，黒マサに比較し風化しても石英粒子間の結合が保たの鉱物組成について X 線回析を実施した．その結果をFig. 9，Table 3 に示す．黒マサは粘土鉱物のカオリナイれていたため，密な状態が保たれ，弾性係数が大きかったと考えられる．これらのことから，風化が進み強度がトと雲母類に対応するピーク強度が大きく，カリ長石に低下した黒マサの方が，切土にともない応力開放による対応するピーク強度は非常に小さく，斜長石に対応する膨張量が大きくなったものと考えられる．

ピークは認められなかった．これは斜長石とカリ長石のFig. 8 FEM 解析結果（白マサ）．
FEM result (white decomposed granite).

7

論文：阿保花崗岩起源のマサにおける膨張
Table 3 マサの造岩鉱物分析結果．
Analytical results of rock-forming minerals in decomposed granite.
石英 カリ長石 斜長石 雲母類
黒マサ + + +白マサ + + +

△
++

−
+

++
+

カオリ
ナイト

緑泥石

バーミキ
ュライト

+++
++

−
−

−
−

ピーク強度 : + + + 大，++ 中，+ 小，△ 微小，− なし.

明らかとなった．特に，粘土鉱物を多く含み石英の少な
いマサは切土などの応力開放により，大きく膨張することが明らかとなった．法面 · 斜面でのマサの膨張は緩みを促進し崩壊に至る可能性も考えられる．今後は，さらにマサの膨張について事例を収集し，応力解放を誘引とした切土法面の膨張から崩壊に至る機構を研究することが必要である．

謝辞
本研究を進めるにあたり，京都大学防災研究所の山崎新太郎氏に X 線回析を行っていただいた．また，日本
工営株式会社の守随治雄氏，五大開発株式会社の佐藤裕
司氏から多くの適切な助言をいただいた．感謝いたします．

引用文献
平井利一（2001）: 土質工学をかじる．p.126，理工図書，東京．

Fig. 9 X 線回折結果．
X ray diffraction result.

伊東徳次郎，久次米旭，新長修二（1988） : 風化残積土に関するシンポジウム発表論文集 · まさ土の分類と工学的性質，

95–100，土質工学会.

6. まとめOllier, C.D., 松尾新一郎監訳（1971) : 風化—その理論と実態．

現在まで，マサの膨張については知られていなかった

土質工学会（1974）: 岩の工学的性質と設計施工への応用，

pp.170–178，ラテイス，東京.

が，領家帯の風化阿保花崗岩起源のマサを対象に検討を

pp.385–387，地盤工学会，東京.

行った結果，切土などの応力開放により膨張することが要

旨

マサの切土法面で 2 つの断層に挟まれた区間が斜め上に向かって膨張した．膨張した区間は黒雲母を多く含む黒マサで，2 つの断層の外側は石英 · 長石を主体とする白マサであった．2 つの断層に挟まれた部分の相対的な膨張の方向は 51◦ 斜め上方で，変位量は最大約 26 mm であった．FEM 解析により弾塑性変形解析した結果も実際の相対変位量とほぼ一致した．2 種類のマサについて X 線回析を行った結果，黒マサはカオリナイトと雲母類に対応するピーク強度が大きかったのに対し，白マサは石英とカリ
長石 · 斜長石に対応するピーク強度が大きかった．このことから，黒マサのカオリナイトおよび雲母類
が鉱物同士の結合を弱めていたことにより，応力開放に伴い大きく膨張した可能性があると推測した．
また，白マサに多く含有されていた石英は安定した鉱物であり，石英粒子間の結合も大きいため，膨張量も少なかったと推測した．
キーワード：膨張，粘土鉱物，マサ，X 線回析熱水土壌消毒時及びその後の土壌中における溶質動態
落合博之 1 · 登尾浩助 1 · 北宜裕 2 · 加藤高寛 1

Solutes dynamics in soil during and after sterilization using hot water
Hiroyuki OCHIAI1 , Kosuke NOBORIO1 , Nobuhiro KITA2 and Takahiro KATO1

Abstract: It is very important to develop new techniques
for soil sterilization because the use of methyl bromide,
which had been widely used all over the world, was bannedin 2005 in Japan. Using hot water for soil sterilization has
become popular in Japan as an alternative for methyl bromide. However, because using hot water is relatively new,few studies have been conducted. In this study, we investigated solute dynamics by measuring temporal changes in
the concentration of chloride, nitrate, nitrite, and ammonium ions in soil. Hot water with the temperature of 90 ◦ C
was applied to the soil surface at the rate of 204 L m−2 during the experiment. Soil samples were manually collected
for analyzing solute concentration in triplicates between
the soil surface and 40 cm deep with a 5 cm interval justbefore starting, 9 days after, and 3 months after the hotwater application. As the result of the experiment, leaching with high temperature was found to be more hastened
than that with normal temperature. We found that soluteconcentrations increased between 30 cm and 40 cm deepby solute diffusion from a deeper portion in 3 months after
the hot-water application. On the other hand, applying hot
water suppressed the form change at first because nitrifying bacteria was killed by the hot water in soil. However,ammonium nitrate decreased with time in deep layers by
nitrifying bacteria restored from a deeper layer.
Key Words : leaching, hot water sterilization, nitrate nitrogen, ammonium nitrogen

1. はじめにオゾン層を破壊する恐れがあることから，我が国では土壌消毒の中心であった臭化メチルの使用が 2005 年に全面禁止された．それにより熱水を使った土壌消毒法が環境への負荷を軽減できる土壌消毒法として脚光を浴び始めた．この熱水消毒法は，70 ◦ C から 95 ◦ C の熱水を土壌に投入することによって細菌や線虫を死滅させる消毒法である．さらに熱水消毒には，殺菌や殺虫作用以外にも施肥によって過剰に蓄積された肥料分の溶脱を促進する作用があると報告されている（北，2006）．ところ
1 Meiji University, School of Agriculture, 1-1-1 Higashimita, Tama,

Kawasaki, Kanagawa 214-8571, Japan. Corresponding author: 落合博之,
明治大学農学部
2 Kanagawa Agricultural Technology Center, 1617 Kamiyosizawa, Hirat-

suka, Kanagawa 259-1204, Japan
2008 年 10 月 27 日受稿 2009 年 3 月 24 日受理
土壌の物理性 112 号, 9–12 (2009)

が，熱水土壌消毒法は，國安 · 竹内によって 1985 年に農作物生産圃場で初めて実用化された消毒法のため研究例が少なく，とりわけ肥料成分の生化学的反応と物質移動に関しては，ほとんど研究事例がない．温室などの施設
土壌では，施肥によって土壌中に大量の肥料成分が蓄積している場合が多い．このような土壌で熱水消毒法を行うと，土壌内の硝酸態窒素や塩素の溶脱を促して地下水汚染を引き起こす恐れがある．
土壌中の溶質移動に関するこれまでの研究では，佐久間ら（1975，1979）による常温の水を用いた塩化物イオ
ンと硝酸態窒素の溶質移動に関する室内実験がある．また，圃場においては，Bauder and Schneider（1979）が，塩化物イオンと硝酸態窒素の溶質移動について述べている．
特に硝酸態窒素やアンモニウム態窒素は，地下水汚染や温室効果ガスの発生といった環境への影響があるため広く研究されている．例えば，Misra et al.（1974）は，カ
ラム実験による常温水の浸透に伴う硝酸態窒素とアンモニウム態窒素の溶質移動を調べた．また，小川ら（2000）
は，畑地土壌を使ったカラム実験で，常温水の浸透に伴う硝酸態窒素と塩化物イオンの土壌中での溶質移動を調べた．落合 · 登尾（2003）は，糞尿灌漑を行っている圃場
において降雨による水分浸透に伴う硝酸態窒素の地下浸透を研究し，降雨による突発的な水移動が溶質移動を引き起こすことを報告した．温室内における土壌中の硝酸態窒素の動態に関して，永井ら（1968）は，鉱質火山灰
土と黒ボク土でのアンモニウム態窒素の揮散と硝化作用による土壌中の硝酸態窒素の関係を示した．大村 · 坂本
（2000）は，暗渠排水中の硝酸態窒素の流出量を測ることによって，浸透に伴う硝酸態窒素の溶脱量の実態を示した．このように多くの土壌中の溶質移動に関する研究が行われてきたが，常温水を用いた研究が主で，熱水による溶質の溶脱に関する研究はあまり行われていない．溶質の水への溶解度は温度に依存するので（飯泉，1975），

95 ◦ C の熱水を土壌に散水する熱水消毒では，KNO3 やKCl のような吸熱反応を示す溶質は，溶解度が増大して常温の水より多量の溶脱が起こると考えられる．熱水を投入した際の溶質の溶脱に関するこれまでの研究は，永井ら（2006）によるポット実験のみである．
本報では，施設内で熱水消毒を実施した際の溶質の動態と肥料成分の生化学的反応について報告する．

10

土壌の物理性第 112 号

2. 実験材料と実験方法
実験は神奈川県農業技術センター内のガラス温室で(2009)

3. 結果と考察
3.1 土壌溶質の溶脱行った．50 m × 25 m の温室内に，11 m × 4 m の試験区

熱水の散水 3 時間前の深さ 40 cm までの耕耘土層を設定した．試験区内の土壌は実験前に深さ 50 cm まで

は，乾燥密度（Mg m−3 ）が 0.614 ∼ 0.713 の範囲で平均

耕起して土壌の理化学性を均一にし，土壌中の溶質濃度
さ 50 cm までは関東ロームの単一層である．試験区の地0.668，標準偏差 0.037 とほぼ均質であった．それぞれの測定時における深さごとの土壌水分量を Fig. 1 に示した．熱水の散水 9 日後は，地表面を覆った耐熱性ビニー

表面に耐熱性散水チューブ 13 本を 30 cm 間隔で平行にルシートが水の蒸発を防いだので，上向きの水分フラッをできるだけ一様となるようにした．最大測定深度の深設置した．耕起直後の土壌に熱水が浸透すると，土壌がクスが抑制されて地表面から深さ 40 cm までほぼ一定の圧密され，乾燥密度が変化する．この圧密を防ぐ目的で，

土壌水分量となった．熱水の散水から 3 ヶ月が経つと熱熱水の散水 7 日前に常温の水を散水チューブから 204 L

水消毒前とほぼ同じような土壌水分分布になった．このm−2 散水した．2007 年 8 月 24 日に，重油ボイラーで加熱した熱水を給水ポンプを用いて 3,000 L h−1 で送水ことは，耐熱性ビニールシートの影響で上向きの水分移し，散水チューブから地表面に一様に散水した．散水量らずあったためと考えられた．

動はかなり抑えられたが，水の移動は側面方向へ少なかは 204 L m−2 で，3 時間かけて地表流出しないように散水した（散水強度 68 mm h−1 に相当）．なお，一般的な
熱水の散水量は 200 ∼ 300 L m−2 である（北，2006）．
熱水散水直前に，散水チューブの上から試験区全体を耐熱性ビニールシートで覆い，熱水を試験区に散水した．
熱水消毒後は散水チューブだけ取り除き，地表面を耐熱性ビニールシートで 3 ヶ月間覆うことにより地表面からの水分蒸発を抑えた．

100 cm3 定容積サンプラーを用いて試験区内の 3 地点
で地表面から深さ 40 cm まで 5 cm 間隔で 8 深度，計24 点で土壌試料を採取した．土壌採取は熱水の散水 3
時間前，熱水の散水 9 日後，熱水の散水 3 ヶ月後の計 3回行った．採取した土壌試料は，遠心機（コクサン社製

H140 pF）を用いて（9600 min−1 ，1 時間）土壌溶液を抽出した．抽出した土壌溶液のイオン濃度を，イオン分析
計（TOA-DKK 社製 IA-300）で測定した．

Fig. 1 熱水投入前後における深さごとの土壌水分量（エラー
バーは ±1 標準偏差を表す）．
Water contents in each depth by before and after hot water sterilization. (Bars indicate ± one S.D.)

Fig. 2(a) 熱水消毒に伴った深さごとの NO3 − 濃度（エラーバーは ±1 標準偏差を表す）．
NO3 − concentration in each depth with the hot water sterilization. (Bars indicate ± one S.D.)

Fig. 2(b) 熱水消毒に伴った深さごとの Cl− 濃度（エラーバー
は ±1 標準偏差を表す）．
Cl− concentration in each depth with the hot water sterilization.
(Bars indicate ± one S.D.)論文：熱水土壌消毒時及びその後の土壌中における溶質動態

11

熱水の散水前にイオン濃度の高かった硝酸イオン

溶脱が認められた．特に，深さ 40 cm までの土壌におけ（NO3 − ）濃度と塩化物イオン（Cl− ）濃度の分布を，そる溶質濃度が熱水消毒により急激に減少したことから，

れぞれ Fig. 2（a），（b）に示した．熱水の散水前，熱水

熱水消毒による極めて強度な溶質の溶脱が確認された．

の散水 9 日後，熱水の散水 3 ヶ月後と全測定時期においアンモニウム態窒素の濃度は，地表面から深さ 7.5 cmて，両イオン濃度は，ほぼ同じように変化した．

まで，熱水の散水から 3 ヶ月後まで，耐熱性ビニール

両イオン濃度は，共に熱水の消毒前では地表面からシートに結露したアンモニウム態窒素の溶解による表層12.5 cm までは，深くなるほど上昇し，12.5 cm から 22.5
cm まではほぼ一定となり，22.5 cm 以深では深くなるでのアンモニウム態窒素の上昇が見られ，12.5 cm 以深

ほど減少した．土壌を耕起したことにより，熱水の散水とは，過去の研究から深さ 7.5 cm までの硝酸化成菌が死前のイオン濃度が深さ 50 cm までほぼ一定であったと仮滅し硝化作用が起きず，その後，硝酸化成菌の回復に伴定すると，熱水消毒の 1 週間前に常温水を散水したこと

い土壌の下層部で消化が進んだことにより，アンモニウ

により，溶質移動が起き，地表面から深さ 12.5 cm まで

ム態窒素が減少したことが要因と考えられる．

では熱水投入 3 ヶ月後に検出限界以下になった．このこは両イオン濃度が低くなり，そして，深さ 12.5 cm から

22.5cm には上層から移動してきた溶質が蓄積したと考えられた．
熱水消毒 9 日後には，熱水の散水前に多量に存在した
溶質が，40 cm までのすべての深さにおいて劇的に減少した．熱水消毒により，永井ら（2006）がポット実験における極めて大きい溶質の溶脱や北（2006）と同様に圃場における溶質の溶脱促進が確認された．
熱水消毒 3 ヵ月後では深さ 32.5 cm と 37.5 cm でイオ
ン濃度が上昇し，さらに 37.5 cm のイオン濃度が 32.5

cm より高くなった．地表面を耐熱性ビニールシートで覆っていることで，熱水散水 9 日後の土壌水分量は高い状態で保たれていることから，上向きの水分フラックス
は小さいながらもかなりゆっくりした水移動があるものと推察できる．それに伴って深さ 40 cm 以深の土層に移動した溶質が上昇したものと考えられた．

3.2 土壌溶質の生化学的反応
熱水消毒前に濃度の低かった亜硝酸イオン（NO2 − ）濃度とアンモニウムイオン（NH4 + ）濃度の分布を，それぞれ Fig. 3（a），（b）に示した．両イオン共に，熱水によFig. 3(a) 熱水消毒に伴った深さごとの NO2 − 濃度（エラーバーは ±1 標準偏差を表す）．
NO2 − concentration in each depth with the hot water sterilization. (Bars indicate ± one S.D.)

る溶脱は少なかった．NO2 − 濃度は，3 ヶ月後に 37.5 cm
深さで上がった．一方，NH4 + 濃度は，地表面から 7.5

cm までの深さでは，熱水の散水 9 日と熱水の散水 3 ヶ月を比較すると約 0.25 mg L−1 上昇した．これは，耐熱性ビニールシート内部の結露によるアンモニア補足が原因だと考えられる．西（2004）と北（2006）は，熱水消毒によって地表面から 10 cm 付近までのほとんどの菌類が死滅すると報告している．加えて，森国ら（1999）の行った表層土壌を使った培養実験では，熱水消毒した直後の土壌における硝化活性が顕著に低下した．このことから地表面付近では硝化がほとんど起きなかったと考えられる．そのため 7.5 cm 深さまでの NH4 + 濃度はほとんど変化しなかったと考えられる．一方 12.5 cm 以深では，9 日後に存在していた NH4 + が 3 ヶ月後にほとん
ど存在しなくなった．さらに深層部からの硝酸化成菌の復活で 3 ヵ月後には硝化作用が深さ 10 cm 以深で起き，

NH4 + が検出限界以下に減少したと考えられる．

4. まとめ
温室における熱水消毒では，熱水の散水による溶質のFig. 3(b) 熱水消毒に伴った深さごとの NH4 + 濃度（エラーバーは ±1 標準偏差を表す）．
NH4 + concentration in each depth with the hot water sterilization. (Bars indicate ± one S.D.)

12

土壌の物理性第 112 号

引用文献

(2009)

永井恭三，久保田正亜，小松鋭太郎（1968）: ビニールハウス

Bauder, J.W., and Schneider R.P. (1979): Nitrate-nitrogen leaching following urea fertilization and irrigation. Soil Sci. Soc.

土壌における硝化作用に基づく窒素の揮散について. 日土肥誌，39: 199–203.
西 和文（2004）: 熱水土壌消毒—ポスト臭化メチル時代の注目

Am. J., 43: 348–352.
飯泉新吾（1975）: 科学便覧基礎編 II. pp.777–797，日本化学会，

技術—. 季刊肥料，97: 58–62.
落合博之，登尾浩助（2003）: 牧草地へのふん尿散布が地下水

東京.
北 宜裕（2006）: 物理的消毒法の効果と普及. 野菜茶業研究集の水質に与える影響. 農土論集，288: 1–8.
小川吉雄，加藤英孝，陽 捷行（2000）: 地下水面直上部におけ

報，3: 7–15.
國安克人，竹内昭士郎（1986）: 熱水注入による土壌消毒のト
マト萎ちょう病に対する防除効果. 野菜試報 A14: 141–148.
森国博全，新妻成一，嶋田永生（1999）：トマトの隔離床栽培における蒸気消毒後の硝酸化成菌の復活対策ならびに窒素施る降下浸透水中の硝酸態窒素の消長と土壌の脱窒能. 日土肥誌，71: 494–501.
大村邦男，坂本宣崇（2000）: 施設栽培における硝酸態窒素の流出と環境負荷の軽減対策. 北海道立農試集報. 79: 59–66.
佐久間敏雄，飯塚文男，岡島秀夫（1975）: 畑土壌における水分

肥，日土肥誌，70：542–549

Misra, C., Nielsen, D.R. and Biggar, J.W. (1974): Nitrogen transformations in soils during leaching: II. Steady state nitrification and nitrate reduction. Soil Sci. Soc. Am. J., 38: 294–299.

と無機塩類の挙動. 日土肥誌，46: 126–132.
佐久間敏雄，老松博行，飯塚文男，岡島秀夫（1979）: 粗大粒団を含むカラムからの NO3 − . 日土肥誌，50: 17–24.

永井耕介，牧 浩之，小河 甲，竹川昌宏（2006）: 熱水消毒における熱水の温度と量が土壌の化学性に及ぼす影響. 近畿中国
四国農研，8: 12–15.

要旨土壌消毒の中心であった臭化メチルの使用が全面禁止され，それにより低負荷消毒法として熱水土壌消毒法が脚光を浴び始めた．しかし，熱水土壌消毒法は，新しい消毒法のため研究例が少ない．そこで本
研究では，硝酸態窒素と塩素，亜硝酸態窒素，アンモニウム態窒素の濃度変化を調べた．実験は，温度90 ◦ C の熱水を土壌に 204 L m−2 供給し，熱水消毒前と熱水投入 9 日後，熱水投入 3 ヶ月後の溶質濃度を，地表面から深さ 40 cm まで 5 cm 毎に採土後，土壌溶液を抽出し，土壌溶液中の溶質濃度変化について調べた．その結果，熱水消毒により溶脱が促進された．また，熱水投下から 3 ヶ月後に，硝酸態窒
素，塩素，亜硝酸態窒素は，30 cm 以深で溶質濃度の増加が見られた．一方アンモニウム態窒素は，熱水により硝酸化成菌が死滅したためにはじめはほとんど変化がなく，時間経過と共に硝酸化成菌の復活
により深層で減少したと考えられた．
キーワード：溶脱，熱水消毒，硝酸態窒素，アンモニウム態窒素

水田農業の普及によるアフリカの緑の革命実現と土壌物理学的問題点
若月利之 1

Soil physical constraints for materialization of the green revolution in Africa by dissemination of
Sawah based rice farming
Toshiyuki WAKATSUKI1

1. はじめにの収量の増加は明確でなく，現在，その限界も明らかになっている（AGRA, 2009; CARD, 2008; Orr et al., 2008;

後の今日，サブサハラアフリカで実現していない．コメ

Wopereis et al., 2008）．アジアにおける緑の革命を実現した高収量品種，施肥，灌漑の 3 要素技術，とりわけ，やトウモロコシの収量は過去 40 年間 1.5 t ha−1 程度に高収量品種開発と普及の努力は，ネリカ以外にもサブサ留まっている．このため食糧危機と砂漠化 · 環境悪化がハラアフリカでも行われてきた．このためサブサハラの進行し，社会 · 政治不安の背景になっており，21 世紀のアフリカでも過去数十年，農民が望めば各種の優良品種

地球社会の大きな不安定要因になっている．

は入手可能であった．しかし，40 年後の 2008 年現在，

熱帯アジアで 1970 年代に実現した緑の革命は，40 年

しかしこの停滞の背景には 1500 年代から始まる欧米

緑の革命は実現していない．

のグローバリゼ−ション（奴隷貿易による新大陸開発と

本稿では，ガーナとナイジェリア等における筆者らの植民地化）の 500 年の長い前史があると考えられる（若水田稲作研究に基づき，アフリカにおける緑の革命が実月, 2003; Thomas, 1997; 藤永, 2006）．

現されない要因について論述するとともに，緑の革命の

アフリカの緑の革命実現は，国連の MDGs（Millen-実現を可能にするための 2 つの仮説（水田仮説 I と II）

nium Development Goals）の中心課題であり，アフリカ諸国の悲願である．ビル · メリンダゲイツ財団がサポー
トし，前国連事務総長アナン氏を議長とする Alliancefor Green Revolution in Africa（アフリカ緑の革命連合
AGRA, 2009），FAO（国連食料農業機構），世界銀行等，
国際研究機関の悲願でもある．2008 年 5 月の第 4 回東京
アフリカ開発会議（TICAT-IV）でも，日本のアフリカの稲作支援が表明され，JICA（国際協力機構）は Coalition
for African Rice Development（アフリカ稲作振興のための共同体 CARD, 2008）を結成して，アフリカの緑の革について提案する．次いで，アフリカにおける水田稲作

命実現に向け，支援を本格化した．
これらの世界の潮流は，品種改良が緑の革命の中心技術であることを前提としてきたし，している．熱帯アジ
アやラテンアメリカの麦 · コメ · トウモロコシの緑の革命は，品種改良–バイオテクノロジーが牽引したからである．アフリカ稲センター（WARDA: West Africa Rice

Development Association）でも 1990 年代初頭にアジア
稲（Oryza Sativa）とアフリカ稲（Oryza Glaberrima）の雑種系統，ネリカ米（NERICA: New Rice for Africa）の開発に成功し，アフリカの緑の革命実現への期待が高まったが，それから 10 年以上経過したが農民の圃場での現地実証研究の事例を紹介する．最後に，アフリカにおける水田適地選定に関わる，土壌物理学的な問題点について言及する．

2. サブサハラアフリカにおけるコメやその他の穀物生産性の動向及び生態環境と土壌理化学性の特徴
Fig. 1 に熱帯アジアとサブサハラのアフリカにおける各種穀物収量の過去 40 年の動向を示した（FAOSTAT,

2006）．1960 年代には両者の差は殆どなかったが，2006
年時点ではアジアではコメやメイズを中心に 2 倍以上の生産性の向上が見られるのに対し，サブサハラのアフ
リカでは目だった生産性の向上は認められない．このことが人口増を凌駕した熱帯アジアの食料増産と人口増に打ち勝てないサブサハラのアフリカの食料生産の原因となっている．なお，Fig. 1 ではキャッサバとヤムの生産性の計算に FAO の全生産量の各々 8 分の 1 と 5 分の 1のデータを使用して穀物当量として計算したのは，これらの根塊茎作物の水分含量はヤムが 60 % 程度，キャッ
サバが 70 % で，穀類の 15 % 前後に比べて 4 ∼ 5 倍で1 School of Agriculture, Kinki University, 3327-204 Nakamachi, Nara

あること，又，タンパク質含量はヤムが 3 ∼ 4 分の 1，

631-8505, Japan. Corresponding author: 若月利之, 近畿大学農学部
2009 年 1 月 13 日受稿 2009 年 5 月 29 日受理
土壌の物理性 112 号, 13–25 (2009)く．

キャッサバが 7 ∼ 8 分の 1 程度（Sanchez, 1976）に基づ

14

土壌の物理性第 112 号

(2009)

Fig. 1 熱帯アジアとサブサハラのアフリカにおける 1961–2005 年の間の穀物収量の動向 (FAOSTAT, 2006)．
Table 1 過去 20 年の西アフリカにおける生態環境別の稲作生産の動向 ∗ と今後 10 年の予想 ∗∗ ．
面積（百万 ha）
陸稲栽培

1984
1.5

1999/03
1.8
2.2
1.8
0.76
0.56
0.34
4.7
3.6

WARDA の予想
内陸小低地天水

0.53

WARDA の予想
灌漑水稲

0.23

WARDA の予想
全体

2.6

WARDA の予想

生産量

2018∗∗
2.0

1984
1.5

4.0

0.75

1.2

0.64

7.0

3.4

(百万トン/年間)
1999/032018∗∗
1.8
2.0
2.8
3.4
11.0
1.5
1.9
5.0
1.2
7.7
18.0
6.5

収量

1984
1.0
1.4
2.8
1.3

(t ha−1 )1999/03
1.0
1.3
2.0
2.5
3.4
3.5
1.6
1.8

2018∗∗
1.0
2.7
4.2
2.6

* 出典は以下による．WARDA(1988), ARI(2002), 櫻井 (2003), WARDA (2004), FAOSTAT (2006).
** 今後 10 年の予想は本著者による．

Table 2 西アフリカ内陸小低地および氾らん原土壌表土と熱帯アジアおよび日本の水田土壌表土の平均理化学性の比較．
Location西アフリカ内陸小低地
西アフリカ氾らん原
熱帯アジア水田 ∗日本の水田 ∗

Total
C (%)
1.3
1.1
1.4
3.3

* Kawaguchi and Kyuma（1977）.

Total
N (%)
0.11
0.10
0.13
0.29

Available∗∗P (ppm)9
7
18
57

Exchangeable Cation (cmol kg−1 )
Ca
K
Mg
eCEC
1.9
0.3
0.9
4.2
5.6
0.5
2.7
10.3
10.4
0.4
5.5
17.8
9.3
0.4
2.8
12.9

Sand
(%)
60
48
34
49

Clay
(%)
17
29
38
21

CEC
/Clay
25
36
47
61

** ブレイ 2 法．

Table 1 に西アフリカにおけるコメ生産の動向を示す．

西と中央アフリカ 16 ヶ国の主な稲作地を現地踏査し西アフリカはサブサハラアフリカの稲作ポテンシャルのた．又，10 年後の 1998 年にも同様の広域調査を実施し8 割を占める中核地域である．Table 1 には陸稲ネリカのた．調査の一環として，水田開発ポテンシャルの高い内ブレークスルーの原動力となった 1988 年の WARDA の陸小低地 185 地点と氾濫原 62 地点より土壌を採取し，陸稲に特化した研究戦略設定時（WARDA, 1988）の高位

Kawaguchi and Kyuma（1977）による熱帯アジアや日本

予想（収量も面積も高水準で増加）と 1999/2003 年時点の水田土壌の肥沃度と比較した結果を Table 2 に示すの実際の結果も示した．明らかなことは WARDA の予（廣瀬 · 若月,1997; Kawaguchi and Kyuma, 1977; Kyuma,

想以上にコメ生産は増加したこと，予想とは全く異なり

2004）．表より，西アフリカでは古い地質と長期にわた陸稲生産の割合は 44 % から 20 % 程度まで顕著に減少る風化作用によって，リン酸や各種塩基の含有量が低く，したこと，天水湿地（内陸小低地）稲作が顕著に増加し砂質でかつ粘土の活性も低い，極めて劣悪な土壌が分布たことである．表から分かるように，過去 15 年の西ア

しており，イオウや亜鉛等，必須微量元素の欠乏土壌もフリカの陸稲研究は実際の稲生産へのインパクトはほと広範に見られることが明らかになった．西アフリカにおんどなかったことになる．

ける伝統的稲作は焼畑での陸稲栽培を中心としており，

筆者は 1986 ∼ 1988 年の 2 年間 IITA（国際熱帯農業

これら陸稲栽培や低地での非水田的稲作は，アジアにお研究所）の JICA 派遣稲作専門家として，引き続く 1989

ける水田稲作と異なり，土壌の劣化 · 沙漠化を促進して年には短期派遣調査により，セネガルからコンゴまで，きたと考えられた．

シンポジウム特集

解説：水田農業の普及によるアフリカの緑の革命実現と土壌物理学的問題点

15

Fig. 2 アジアにおける 1960–2005 年の収量向上に貢献した技術の相対的寄与の推定と今後 50 年の予測をサブサハラのアフリカと比較．

Table 3 水田 (Suiden）概念を適切に表す言葉が，アフリカのブサハラのアフリカでは Paddy fields で陸稲畑も灌漑水

現地語はもとより英語や仏語に存在しない．

田も意味するので，Paddy という言葉を使う限り，稲作

水田（Suiden）=Sawah（インドネシア語）

English/French Indonesian Chinese（漢字）
Plant
Rice
Nasi
米，飯，稲
Paddy
Padi
稲，籾
Environment ? (Paddy/Paddi)
Sawah
水田
Paddy soil science ＝稲土壌学≠水田土壌学
Paddy yield: 籾収量における水田の重要性を理解してもらうことは不可能となる．

Tsunami（津波）のように日本語の Suiden（水田）でも良いが，Table 3 に示すように英語や仏語にはすでにインドネシア語由来の Paddy（籾）が使われているので，同じく水田を意味する Sawah（サワ）という言葉を使うことを提案したい．ガーナやナイジェリアの稲作関係者の中では普及し始めている．最近は WARDA, IITA, IRRI
でも一部で使われ始めた（IITA, 2008）．

3. アフリカにおいて緑の革命の実現を可能にするための仮説
本章では，アフリカにおいて緑の革命の実現を可能にするため 2 つの仮説（水田（Sawah，サワ）仮説）について説明する．説明に先立ち，アフリカにおける「水田」を表す用語の問題について述べる．

3.1 アフリカ地域における水田概念と言葉の不在という問題

Table 3 に示すように，英語や仏語ではインドネシア語由来の Paddy や Paddi で籾や稲という意味に使われた
り，Paddy field で水田を示すように使われており，籾や稲植物そのものと，人為的に改良された稲の生産基盤である水田が一つの言葉，Paddy，で済まされている．英，仏語には稲作と水田文化が存在しないからである．これまでの ODA 等による大小規模の灌漑水田稲作の持続性が低いのも，水田コンセプトの不在が関わっている．農民に水田概念と言葉と技術がなければ，灌漑水田システ
ムの持続可能な管理はできないからである．
アジアの稲作国ではそれぞれ固有の水田を示す言葉と概念が存在するので，実際上の問題はない．しかし，サ

3.2 水田（Sawah，サワ）仮説（I）
Fig. 2 にサブサハラアフリカの稲作における緑の革命についての水田仮説（I）を示した．図に示すように，水田（Sawah，サワ）仮説（I）は，「アフリカに緑の革命をもたらす技術は，バイオテクノロジーのような品種改
良だけでは不十分であり，農民の穀物栽培生態環境の改良を行う「水田作り」のようなエコテクノロジー（生態工学技術）が必要」というものである（Wakatsuki et al.,

1998; Wakatsuki and Masunaga, 2005）．
アジアの緑の革命は主として品種改良技術が牽引し，土壌肥料や病害虫管理や灌漑技術という緑の革命の 3 要
素技術が組み合わさって成功した．アジアの稲作農民の圃場には水田基盤が長年の努力により存在していたからである．一方，アフリカにはこのような水田基盤（Sawah）は存在していない．CG センターの品種改良を中心とする緑の革命戦略は，40 年前のアジアと同じく品
種改良 = 育種 = バイオテクノロジーがアフリカにおいても「緑の革命の中心技術であるとの仮定」に立っている．
しかし，この仮定が正しくないことは，過去 40 年の活動経験で明らかではなかろうか．水田仮説（I）は，この歴史の反省点に立って提案するものである．

16

土壌の物理性第 112 号

(2009)

Fig. 3 拡張水田仮説（I）: 緑の革命の 3 要素技術を適用するための前提条件は，生態環境が区画され分類され，品種改良のように，生態環境も改良できる水田的な圃場が存在することである．

Table 4 集約的持続生産性に関する水田仮説（II）：低地水田稲作地と焼畑の陸稲栽培畑地との持続的生産性の比較．

1 ha の水田（Sawah）＝ 10 – 15 ha の陸稲（upland）栽培地
アップランドと低地の面積比の概略の範囲（%）
収量（t ha−1 ）生産の持続性**
持続的生産性の比較***

焼畑の陸稲

水稲（Sawah）

80 – 99
1 – 3（1 以下）∗
1
1

20 – 1
3 – 6（2 程度）∗
5
10 以上

:
:

* 括弧内の数値は無肥料の場合．**生産の持続性は，水稲は連作可能であるが，焼畑の陸稲栽培は 2 年の稲作後 8 年の休閑が必要であると仮定して計算した.
*** 収量と生産の持続性を総合すると低地水田は畑作地の 10 倍以上の持続的生産性がある．これにより 1 ha の水田開発により 10 ha の森林地を確保できる．

水田仮説（I）は稲作のみではなくて，Fig. 3 のように言えば，新車つくりとその商品化による実際の使用によ

拡張し，小麦やトウモロコシにも適応可能である．即ち，りさらにバージョンアップした新型車を作り続けるよう

アジアやラテンアメリカの農民圃場と異なり，アフリカな物づくりにも比較できるような研究スタイルを目指し

農民の大部分の圃場には，緑の革命の 3 要素技術である，ている．新車モデルの 1 台が 1 集水域に対応することに灌漑，肥料，高収量品種を受け入れる前提となる，区画なる．水田も畑も森林も全部含むものになり，必然的に化された農地基盤が存在しない．このため圃場面の水や大型研究になる．林学，水文，農学，育種，土壌肥料，機

土壌条件が多様すぎて，標準化された施肥や灌漑水の管

械，土木，社会経済，全部含むものになり文理融合型の理が不可能で，土と水の保全もできないため高収量品種

学際研究でもある．又，長期の生態学的なモニタリングも必要になり，かつ，大規模な生態操作研究になる．

の特性を生かすことができない．道路やダムや灌漑水路
等，線としてのインフラ整備以前に，農民圃場の整備が3.3 水田（Sawah，サワ）仮説（II）

必要．国作りの基盤は農民の圃場作りにある．農民圃場

水田（Sawah，サワ）仮説（II）は，「水および物質のの基本的な整備ができず，土地区画のない農業システム

循環量の少ないアフリカにおいては水田の開発適地の選が，現在まで残された理由は，過去 500 年にわたる欧米別が重要であること，適地に開発された水田は適切に管による奴隷貿易と植民地支配の傷跡の深さであろう．

理されれば，畑作の 10 倍以上の持続可能な生産性をもこのような水田（サワ）仮説（I）そして次に述べるサ

たらすこと」である．

ワ仮説（II）の検証のためには，極度に専門分化した現

Table 4 は経験的な事実として知られている低地水田

代の農業研究とは性格が異なる，新しいスタイルの総合システムの集約的な持続性の高さを示している．低地水的な研究が必要である．例えば，1000 ∼ 10000 ha 規模田システムは化学肥料なしで約 2 t ha−1 の収量を持続での集水域全体を農民の経済社会生活と生態環境の両面かきることが知られている．日本では明治期に化学肥料技ら生産性と持続可能性あるいは環境保全性等の視点でよ術が欧米から導入される以前の過去 1000 年間，全国平り高機能なモデルとして作り，それを性能評価して，常均の籾収量は約 2 t ha−1 を持続した．又，低地水田稲作にバージョンアップし続けるような研究である（例えばは休閑なしで連作が可能であり，水田地帯は数百年ある

Fig. 4 に示すような集水域アグロフォレストリー研究）．

いは千年のオーダーで稲作を続けても土壌劣化は起こら筆者らが現在実施しているアクションリサーチはそのよず収量も低下しない（若月, 2008a, b）．

うな研究を目指している（Wakatsuki, 2009）．比喩的にシンポジウム特集

解説：水田農業の普及によるアフリカの緑の革命実現と土壌物理学的問題点

17

Fig. 4 アフリカの内陸小低地集水域生態系における水田システムの機能．上図は水田仮説 (II) を定性的に説明する地質学的施肥等のマクロの機構を，下図は低地水田システムの集約的な生産性を持続可能にするミクロの機構を示す．

低地水田稲作における持続的な農業生産は，集水域を（Wakatsuki et al., 1993）．雨が多く，気温が高く，火山活含めた物質循環によって支えられている．また，この物

動が活発で，火山灰のような新鮮な土壌母材の供給力の質循環はアフリカにおいては水田の開発適地の選別と高いインドネシアのジャワ島のような地域では，土壌生

深い関係がある．以下，このことについてやや詳しく述

成速度が大きく 10 t ha−1 以上に達する．一般に，アジア

べる．

では侵食速度も大きく，低地土壌生成作用も大きい．一

Fig. 4 上図に集水域における地質学的施肥の模式図を方，4 で述べるように，西アフリカでは土壌生成速度も示す．このプロセスは定性的には自明のものであるが，侵食速度も，又，堆積速度もアジアの 5 ∼ 10 分の 1 程度

定量的なデータを得ることは簡単ではない．水循環は集と推定される．しかし前述したように集水域の低地には水域の母岩を風化して土壌を生成して，無機養分を溶か水が集まる．Fig. 4 に例示するように，5000 ha の集水域

し出し森をはぐくむ．無機養分に富むこの水は低地に集の平均的な降雨を 1000 mm，降雨の流出率を 20 %，土

まる．森で生成した肥沃な表土は低地に流れ落ちて肥沃壌生成速度を 0.2 t ha−1 ，低地の面積を 100 ha（集水域のな低地水田土壌の母材となる．集水域における土壌生成や土壌侵食と崩積や堆積，水の表面流去や地下浸透等の2 %），年間の土壌侵食速度を 0.2 t ha−1 と仮定すると，低地に到達する水は 1000 × 0.2/0.02 = 10000 mm 相当

プロセスが低地における地質学的施肥をもたらす．適切量になる．又，侵食流下したアップランドの肥沃な表土

な灌漑システムや土地利用パターンと管理法はケイ素やも 2 % の低地に集まる．集水域への堆積率を 30 % 程度

カルシウムやマグネシウムあるいはカリウム等の無機養と仮定すると，低地土壌の生成速度は 0.2 × 0.3/0.02 = 3分の供給性を向上させる．これらの地質学的施肥プロセ

t ha−1 となる．低地に水田のように均平化して畦で囲ん

スが集水域の低地における水田システムの長期的な持続だ水田システムが存在すれば，このような侵食土壌を捕性を支える生態工学的基盤プロセスになる．
地球平均の土壌生成速度は 1 t ha−1 程度と推定される集できるので，地球平均の 3 倍程度の土壌生成速度をベースにした生物生産性を持続することが可能になる．

18

土壌の物理性第 112 号

(2009)

Fig. 5 ナイジェリアとガーナのサワプロジェクトサイト．農民の自力を中心とする低コストの谷地田水田開発アクションリサー
チサイト（西アフリカの国々の国境線と民族分布は一致しないこと注意）．

貧栄養で水循環の少ない西アフリカでは低地の持続可能

理性の管理による水管理と養分管理が，藻類や微生物のな利用が如何に重要か理解できる．

活性を制御し，窒素固定能も制御できる．アフリカに新

教科書的な事項であるが，Fig. 4 下図に低地水田シス規開田した水田土壌の物理性と化学性の制御による生テムの集約的な生産性を持続可能にするミクロの機構

物性の制御技術の開発は，将来，重要な研究テーマとなを示す．サブサハラのアフリカにおける水田システム開ろう．

発は多機能性の湿地創造による集水域の管理システムのアフリカは乾季が厳しく，その間に低地の表土は硬化構築と捉えることも可能である．湛水下では 3 価鉄が 2し容積重は 1.3 ∼ 1.5 Mg m−3 以上になることは普通で価鉄に還元される．このため，酸化鉄による強い固定のある（Annan-Afful et al., 2004）．水田を造成して植え付ため植物が吸収できないリン酸の可給性が顕著に増大す

け前に代掻きを行うことにより，表土の硬度と容積重る．リン酸肥沃度の低さは西アフリカの低い土壌肥沃度を顕著に下げることが重要である．これが分げつを促進の第一の原因であるので，これは大きな利点となる．さし，収量が増加する要因の一つと思われる．アフリカ低らに，鉄の還元にともない酸性土壌は中性に，又，アル地の適地に造成した水田の高収性はこのような表土の物

カリ土壌は湛水による炭酸ガスの溶け込みによりやはり理性の改善による部分も大きいと考えられる．この点は中和される．かくして水田システムでは，西アフリカで今後の研究課題となる．

問題になる微量要素の欠乏もかなり緩和される．
良く知られているように，水田システムは窒素を固定する生態系としても機能する．リン酸の可給性の増大はチッソ固定量も増加させる。水田システムにおける窒素固定能は，日本では 20 ∼ 100 kg ha−1 年 −1 ，熱帯圏では 20 ∼ 200 kg ha−1 年 −1 程度と推定される．水田シス4. アフリカ農民による自力開田と水田稲作の実施に関する長期実証研究の紹介
Fig. 5 に，これまで中心的に実施してきたナイジェリ
アとガーナのプロジェクトサイトを，西アフリカ諸国と主要な民族分布とともに示す．民族と国家の分布がほとテムにおける窒素固定量は気温に加え，水田の水と土，んど一致しておらず，欧米による植民地支配の悪影響をとりわけ施肥管理が大きく影響することが知られてい見る事ができる．

る（De Datta and Buresh, 1986; Kyuma, 2004; Greenland,1997）．西アフリカの土壌肥沃度は一般に極めて低いので，このようなミクロの肥沃度強化及び持続機構が存在することは水田システムの大きな利点となる．土壌の物

4.1 ナイジェリアサイト
ナイジェリアでは首都のアブジャから西約 200 km，車で約 3 時間のビダ市近郊のエミクパタ川集水域をベンチ

シンポジウム特集

解説：水田農業の普及によるアフリカの緑の革命実現と土壌物理学的問題点

19

Photo. 1 ナイジェリア実証サイト．Bida 市付近の Ejiti 水田の Quick Bird 衛星画像写真．
マークサイトとして選び，1986 年以来の長期アクション

理由の一つかもしれない（廣瀬 · 若月, 1997）．

リサーチを継続しており，2001 年までの結果は 2 冊のモ

ナイジェリアのビダ付近のアクションリサーチは 1986

ノグラフとして公表した（廣瀬 · 若月, 1997; Hirose and

年に開始したが，当初 10 年間は失敗の連続であった（廣Wakatsuki, 2002）．

瀬 · 若月, 1997）．ようやくナイジェリア人のみで自力

ナイジェリアサイトはギニアサバンナ帯に位置し，年開田と自力の水田稲作が軌道に乗ったのは 2001 年以降

間降水量は 1000–1300 mm の範囲にあるが変動は大きであった．以下に述べるガーナサイトでの成果を取り入い．地質はヌペ砂岩であり，土壌は極めて貧栄養であるれたからである。現在ではアクションリサーチとは言えが，砂質土壌は厚い帯水層を作る．雨季は 6 ∼ 10 月でより湧水が流れはじめ，雨季の終わった 10 月以降も流

15 ケ村以上で水田農民グループが組織化され，農民の自力による開田面積も 50 ha 規模になった（2008 年末）．
Photo. 1 は高解像度衛星画像である Quick Bird イメージ

あるが，地下水が上昇する雨季の中期から後半 8 月ころ
出は止まらず 1 月ころまで村の周辺に流れ続ける．周年である．我々のアクションリサーチが行われている村の流出の続く湧水もまれではない．ヌペ人はこの湧水を利一つである Ejiti 水田村周辺の内陸小低地（エミクパタ川

用して古くから準水田稲作（廣瀬 · 若月, 1997）を行ってが写真の右上から左下に流れている）に農民が自力で開きた．日本の縄文期から弥生期初期の水田や，スマトラ

田した約 10 ha の水田が見える．矢印の範囲に水田区画の焼畑民が作る小区画水田の形態に類似している点もあが見えている．Ejiti 村は人口約 300 人でビダ市近郊の村

る．一方，水不足時の水争いを避けるために，堰を作らで最初にサワ方式の水田開発を受容した村で，サワ（水ず本流からある割合で取水できるように，分水路を引く田）による増収により村人は家の改築やバイク等も購入方式もあり，バリ島のスバック（Seuwak）システムほどできるようになっており，＜サワ＞が村人の標語になっ洗練されていないが，スバックと同様なるべく水争いをている．

避けるような灌漑分水システムも作っている．しかし，ヌペの伝統的な首長（王様）である Emir も 2006 年以

ヌペ人は遊牧民のフルベの人々と「共存」しているにも降，我々の開田方式を取り入れている．又，2008 年から関わらず，牛耕農業システムを作ることができず，伝統は北のカドナ州にある国連の Millennium Village との連的なアフリカ鍬のみによる低地稲作であるため，本格的携，南のオンド州政府との協力も始った．今後はこれまなアジア型の水田まで進化することはできなかったもの

でのアクションリサーチの成果を踏まえた，本格的な普と思われる．遊牧民であるフルベがこの地域の征服民であることも，ヌペの稲作に牛耕が取り入れられなかった及に向けての活動が必要な時期に入っている．

20

第 112 号

土壌の物理性(2009)

Table 5 西アフリカにおける大規模，小規模，在来の焼畑稲作技術及びエコテクノロジー型水田開発（谷地田農法）に関わる造成
費，経済性，維持管理，農民の参加意欲，持続性等の比較（Wakatsuki et al., 2001）．
大規模灌漑方式
ヘクタール当たりの開発費
ヘクタ−ル当たりの売上と収量（t ha-1）
運営費（含む機械）
農民参加度

小規模灌漑方式

エコテクノロジー型
サワ開発方式20,000–30,000
20,000–30,000
1,000–4,000
US$ ha−1
US$ ha−1
US$ ha−1
1,000–2,000
1,000–2,000
1,000–2,000
US$ ha−1 （4 t ha−1 ）US$ ha−1 （4 t ha−1 ） US$ ha−1 （4 t ha−1 ）
中∼高
中∼高
中
（300–600 US$ ha−1 ） （300–600 US$ ha−1 ） （200–300 US$ ha−1 ）
低
中∼高
高

従来の
焼畑稲作技術20–30
US$ ha−1
100–300
US$ ha−1 （4 t ha−1 ）低（10–20 US$ ha−1 ）高開田のオーナーシップ

政府

政府

農民

農民

技術の適応性の難易度

長期間を要す，定着困難

短 ∼ 中期間で定着し比較的困難

短 ∼ 中期間で可能，
デモンストレーションと OJT（実地訓練）
による技術移転

若干の
技術移転のみ

技術の持続性

低

低∼中

高

中

環境への影響高中

低中

Table 6 ビエムソ村 O, B, Z とアドギャマ村の水田農民グループの水田稲作と周辺の伝統的非水田低地稲作地の経済収支の比較（2006 年度の結果）．

Farmer-group

Paddy Grain yield（kg ha−1 ）Gross Revenue（US$ ha−1 ）Production∗ Cost
（US$ ha−1 ）（US$ ha−1 ）

4334
4675
4736
4675
900

1712
1847
1871
1847
355

428
350
324
349
150

1284
1497
1547
1498
205

Adugyama
Biemso – O
Biemso – B
Biemso – Z
Traditional

Net Revenue* 新規開田のための土壌移動や均平化を行う耕運機費用（1000 US$ ha−1 ）は除く．ただし，開田後の水田稲作のための耕耘機費用（150 US$ ha−1 ）は含む．

4.2 ガーナサイト

までのアクションリサーチにより，ベンチマークサイト

ガーナでは Fig. 5 に示すように年間降雨量約 1500

では，最も条件に恵まれてかつ技術レベルと意欲の高い

mm の森林移行帯に分布する，各種サイズの内陸小低地
集水域をベンチマークサイトとして，1994 ∼ 96 年の基礎調査を受けて，1997–2001 まで JICA の研究協力プロ
式と管理方式を見出すための実証調査を行った．これま2 つの農民グループがこの 6000 ドルのローンを受けて，水田開発を実施して稲作を行い 4 t ha−1 以上の収量を持続的に実現できるレベルに達している（Table 6）．Table
6 に示すように 5 ha 以上の水田が自力で開発されれば，耕耘機費用（約 5000 ドル）のローンの償還は可能にな

で台湾（若月 · 謝, 2003）や日本の ODA 等による水田

るからである．

ジェクトにより，低地水田システムの持続可能な開発方

稲作技術協力は種々実施されてきたが，現在ではこれま4.3 最新の取り組み

でのような方式による水田開発は頓挫している．Table 52008 年に日本で開催された第 4 回東京アフリカ開発に示すように，ODA ベースの過去の大規模灌漑水田開会議を受けて JICA や AGRA による CARD（2008）の発はもちろんのこと，現在の主流である小規模灌漑方式

枠組みの中で，アフリカの稲作振興に農民の自助努力

でも，1 ha 当たりの開発費用は 2 ∼ 3 万ドルに達しておをサポートして，低コストで持続性の高い，サワ方式のり，仮に 4 ∼ 5 t ha−1 の籾収量を実現できても，米の販売価格は 1000 ∼ 1500 ドル ha −1 程度にすぎないので，ような水田稲作の振興が試みられられ始めている．草の根レベルでは 10 年以上前から始まったサブサハラ

2 ∼ 3 万ドルの開発費用を償還できず，持続可能な開発方式ではないからである．水田の開発コストを 5 分の 1
∼ 10 分の 1 まで削減してかつ 3 ∼ 5 t ha−1 の収量を実のアフリカにおける低地水田稲作への展開をサポート

現する新しい開発方式と農法が必要になる．この研究協年度より開始された JIRCAS—農村開発部チームによ力により，Table 5 に示すように種々の試行錯誤の中からる，ガーナとエチオピアにおける水田稲作基盤の整備

谷地田農法（農民の自助努力を中心とするエコテクノロ

事業，2009 年度より本格的に始まろうとしている JICA

ジー型の水田＜サワ＞開発方式）を生み出すことができのガーナにおける稲作振興プロジェクト，WARDA とた（Wakatsuki et al., 2001）．

農水省による SMART-IVs（Sawah, Market Access and10 人程度のメンバーからなる農民グループへの 6000
ドル程度のローンを基本とする方式は，全く新しい方式であり今後も試行錯誤のプロセスが必要と思われる．今するものであり，ようやく水田稲作の振興によるアフ
リカの緑の革命への道筋が見えてきたといえる．2008

Rice Technologies for Inland Valleys）の成果が期待される（Warda, 2009）．

シンポジウム特集

解説：水田農業の普及によるアフリカの緑の革命実現と土壌物理学的問題点

21

Fig. 6 世界における土壌侵食速度の分布 (Walling, 1983)．

5. サブサハラのアフリカにおける水田農業のポテンシャルと水田適地選定に関わる
土壌物理学的問題点
Table 7 に示すようにサブサハラのアフリカに分布する
低地面積は極めて大きく約 2.4 億 ha もある（Windmajier

and Andriesse, 1993）．しかしながら太平洋とユーラシ
アとりわけヒマラヤ山脈のもたらすアジアモンスーンに比べ，アフリカのモンスーンのスケールは約 5 分の 1程度しかない（Trenberth et al., 2000; Qian et al., 2002;

Levinson, 2005）．すなわち，降雨が少なく，安定地塊であるため，アフリカ集水域の土壌生成速度や養分供給速度は日本やアジアに比べて 5 分の 1∼ 10 分の 1 程度である．そのため，数億ヘクタールと推定されるアフリカの低地のうち，水田開発適地は限られる（Table 7）．
筆者らのこれまでのこの地域の内陸小低地における水田開発の経験によると，降雨が 2000 mm 以上のシエラレ
オーネ等では低地の約半分が水田化可能，1500 mm のク
マシ周辺では低地の 10 ∼ 20 %，1200 mm のギニアサバ
ンナ帯では低地の 5 ∼ 10 %，それ以北のスーダンサバン
ナやサヘル帯では低地の 5 % 以下しか灌漑水田は持続可能ではないと推定される．アジアの降雨量との単純な比較で推定すると 1.3 億 ha の 5 分の 1 の 2000 ∼ 3000 万

ha が灌漑水田ポテンシャル面積になる．アフリカの主な低地のタイプ毎の推定値の合計は 1800 ∼ 3400 万 ha である（Table 7：若月，1995；廣瀬 · 若月， 1997；Hirose
and Wakatsuki， 2002）．およそ 2000 万 ha の灌漑水田ポ
テンシャルと考えて大きな間違いはないと思われる．

Table 7 サブサハラアフリカにおける各種低地の分布面積（Windmeijer and Addressee, 1993）
．
低地の種類

面積

（百万 ha） Percentage（%）

沿岸低地
内陸大低地
氾濫原
小低地（里山低地）

16.5
107.5
30.0
85.0

（ 3?)
（ 2?）
（ 5?）
（10?）

7
45
12
36

(18%)
( 2%)
(17%)
(12%)

カッコ内の数値は若月による水田（Sawah）開発可能面積の推定値 (単位：百万ha）．世界のモンスーン降雨の 75% はアジアに分布し，1.3 億 ha の灌漑水田を支えている．アフリカのモンスーン降雨はアジアの約 5 分の 1，15 % であるので最大 2000 万 ha の灌漑水田開発ポテンシャルが推定される．

Fig. 6 に示すように水循環量の少ないサブサハラのアフリカでは単位面積当たりの土壌侵食速度はアジアの 10
分の 1 程度に過ぎない．すでに述べてきたこれまでの
我々の西アフリカにおける水田開発のアクションリサー
チの経験とも整合するが，このことが，全低地面積約 2.5
億 ha の 10 分の 1 程度しか灌漑水田稲作ポテンシャルがないと推定される要因である．土壌侵食速度が小さい
ことは水田土壌のもととなる低地土壌生成や堆積速度が小さいことになり，低地土壌の新陳代謝が小さいことを意味する．Fig. 7 に示すようにサブサハラのアフリカの低地，とりわけ内陸小低地が極めて多様な地形と土壌と水文環境を有するのはこのためである．適地適田開発のための適地選定と適切な灌漑システムの選定が重要となる．Table 7 に示すように，サブサハラのアフリカの低地
面積は約 2.5 億 ha と推定されるが，低地土壌生成作用がアジアの 5 ∼ 10 分の 1 と小さいため，アジアの低地に比べてアップランド的な特性を持つ低地が多く，多様な生態環境となる．この結果，全低地面積の 10 % 程度しか灌漑水田は開発可能でないと推定される．集水域低地

22

土壌の物理性第 112 号

(2009)

Fig. 7 サブサハラアフリカの内陸小低地の地形と水条件の多様性．
Table 8 アフリカで農民が自力で水田を開発し，水田農業を持続的に実施するために必要な技術の内容と農村社会の経済及び土地制度等の条件．
（1）新規開田のためのコスト（$ ha−1 ）耕運機費用
同スペアーパーツ代
燃料代
ヤブの開墾
畦作り, 水路切削, 均平化
雇用労働
農具と資材費研究者の謝金日当宿泊費
普及員の謝金日当宿泊費
訓練農民の日当宿泊費
合計
勾配 %
表面の凸凹
平均の１筆水田面積（ha）
土壌移動量（t ha−1 ）（2）農民グループの評価
リーダーの資質
グループの結束度
耕運機の運転技能（耕作, 代掻き, 土壌移動, 均平化）
耕運機の維持管理技能水田システム開発の技能
水田稲作の技能
参加農民数
民族・男女比（3）水田システムのデザインと質と量
総合評価
取水源（総合評価）
小河川の堰と水路
中河川の堰と水路
泉
湧き水とインターセプト水路
ため池養魚
ポンプ
氾濫取水
洪水対策
干ばつ対策
分水システムと方法
水消費量（t 作 −1 ）減水深（mm day−1 ）
水質と水量
土壌肥沃度
土性
水田のレイアウト水田の均平度畦の質の地形や土壌の微小な差と水がかりの差により，きめ細（4）水田稲作技術
水田の水管理技術（総合）
水源管理
水の分配
植え付け時の均平化
畦の管理
代掻き
雑草管理
施肥（N-P2 O5 -K2 O kg ha−1 ）品種
推定収量（t ha−1 ）（5）土地制度
水田の持続性と土地制度（総合）
所有者
借地条件
1–2 年
5–6 年
10 年以上
99 年
半所有
分益小作
開発面積の 33% の分益
開発面積の 50% の分益
開発面積の 66% の分益

かな線引きが必要である．全低地の 10% 程度と推定さ

会科学的な視点もまた重要である．アフリカでは，土地所有や利用権が重層的かつ多様な共有型であり，個々のれる水田の適地判定が重要となる (藤井，2009)．

農民の圃場環境基盤を改良するためのインセンテブがFig. 7 および Fig. 8 に示すように，多様な地形，土壌乏しいので，水田の飛躍的な多収性を広範にデモンスト

および水文環境を科学的に解明することにより，水田適

レーションし，新しい土地管理 · 所有システムを可能に地の選定 · 線引きを行う必要がある．このような作業にし，水田開発のモチベーションを高めることが重要であ

は，水 · 物質循環を扱う水文学や土壌物理学などの分野

る（Fig. 8）．加えて，Table 8 に示すような，総合的な水の研究協力，例えば，基礎データの提供，モデルによる田開発技能の訓練も必要になる．即ち，新規開田のため

物質循環の試算，モニタリング手法に係る技術的支援がのコスト．ここでは重機を使わず，小型耕耘機による開不可欠である．

田技術の取得がカギとなる．幸い，アジアと異なり平均

水田適地の選定に関わる自然科学的な視点に加え，社勾配が 1 % 以下の，極めて平坦な低地が大部分であるシンポジウム特集

解説：水田農業の普及によるアフリカの緑の革命実現と土壌物理学的問題点

23

Fig. 8 科研，特別推進研究（2007–2011 年度）の基本コンセプト：「水田エコテクノロジーによる西アフリカ緑の革命実現とアフリカ型里山集水域の創造」．

Fig. 9 現在の地球社会危機の背景にある過去 500 年の欧米によるグローバリゼーションの構図．
* TICAD ：東京アフリカ開発会議（これまで，1993，1998，2003，2008 の 4 回開催された）

24

土壌の物理性第 112 号

(2009)

謝辞

ので，代掻きと同時に土を耕耘機により移動させることが可能になる．ただし，グループによる共同作業が重要であるので，水田農民グループの協力関係の質やグループの農民の資質や技能レベルが極めて重要になる．とりわけ耕耘機のハンドリングや維持管理は重要である．
又，低地の土壌や地形水条件は多様であるので，適地に適切な水田システムをデザインして開発することがポイ

本 研 究 の 実 施 に は 科 学 研 究 費 補 助 金（ 基 盤 研 究 Ｓ

15101002：西アフリカの食料増産と劣化環境修復のための集水域生態工学，及び，特別推進研究 19002001：水田エコテクノロジーによる西アフリカの緑の革命実現と
アフリカ型里山集水域の創造）の支援を受けた．

ントとなる．このためには研究者や技術者が農民の水文

引用文献

条件に関する長期の経験を取り入れて低地生態環境の評
価と適切なシステムの設計研究が必要になる．このようAGRA (2009): http://www.agra-alliance.org/にして開田された水田における持続可能な水田稲作技術

Annan-Afful, E., Iwashima, N., Otoo, E., Asubonteng, K.O.,の農民への教育 · 訓練も重要である．

Kubota, D., Kamidouzono, A., Masunaga, T., and Wakatsuki,
T. (2004): Nutrient and bulk density characteristics of soil pro-

6. 終わりに

files in six land use systems along topo-sequences in inland—アフリカ水田開発と日本の役割—

valleys Watersheds of Ahantei region, Ghana. Soil Sci. Plant

9．11 同時多発テロ以降ますますはっきりしてきたこ

ARI (2002): The African Rice Initiative (ARI): NERICA con-とは，地球環境問題の解決と南北問題の解決は不可分で

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あり，それが 21 世紀の最大の課題であることである．

Fig. 9 は過去 500 年の欧米によるグローバリゼーションを俯瞰したものである．この 500 年の欧米による世界制

Cotonou.
CARD (2008): http://www.jica.go.jp/activities/issues/agricul/pdf/card，アフリカ稲作振興のための共同体—アフリカのコ

覇と新世界の開発は欧米への富の蓄積と，それをベース

メ生産倍増に向けたイニシアテイブについて，JICA，農村にした欧米科学技術の発展，そしてその恩恵による豊か開発部, 20.

な社会の実現をもたらした．日本は欧米科学技術の恩恵を最大限に受けて現在の豊かさを実現したが，現在の地

De Datta, S.K. and Buresh, R. J. (1986): Integrated nitrogen management in irrigated rice. Adv. Soil Sci., 10: 143–169.

球社会の中で日本の存在哲学（アイデンティティー）の

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なさ故の「精神文化的危機」も顕在化している．

藤永茂（2006）:「闇の奥」の奥—コンラッド／植民地主義者／

欧米諸国の開発や発展のために，1500 ∼ 1800 年の間

アフリカの重荷. pp.237, 三交出版，東京.

に奴隷として新大陸に移送され，奴隷狩り戦争で犠牲に

藤井秀人（2009）：西アフリカ内陸小低地における水田適地の選なったアフリカ人の数は 2000 万人程度と推定されてい定手法．http://www.jiid.or.jp/files/04public/02ardec/ardec40/

る．数 100 年にわたって毎年全人口の 1 % 程度の若者が失われた．このインパクトの大きさは第二次世界大戦における日本人の戦死者が毎年全人口の 1 % 程度であった「に過ぎない」ことからも想像される．その後さらに150 年間，欧米諸国による植民地支配が続いた．サブサ
ハラアフリカの環境と南北問題にはこのような背景があると思われる．明治維新期の脱亜入欧以来，欧米中心主義の虜になり，アフリカとは別の意味の危機の中にある
日本こそ，このアフリカの危機を解決するための国際貢献が求められている．アフリカにおけるこのような実践的な水田研究は日本からのオリジナルな貢献が可能で，土壌物理学分野の貢献が期待される分野でもあり，世界をリードできる分野である．サブサハラアフリカの中核地域である西アフリカでは，人口増に追いつけない食料
生産，砂漠化等の食料環境危機が深刻化し，慢性的な社会 · 政治不安の背景になっており，21 世紀の地球社会の大きな不安定要因になりつつある．緑の革命の実現は

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米による過去 500 年のグローバリゼーションを乗り越え

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農業は中心的な貢献ができる．

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シンポジウム特集

解説：水田農業の普及によるアフリカの緑の革命実現と土壌物理学的問題点

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要旨ガーナ，ナイジェリア等における筆者らの水田稲作研究に基づき，アフリカの水田農業において緑の革命が成功していない自然科学 · 社会科学的要因を述べ，緑の革命の実現を可能にするための二つの仮説（水田（Sawah，サワ）仮説）について解説した．第一の仮説は，「アフリカに緑の革命をもたらす技術
は，バイオテクノロジーのような品種改良だけでは不十分であり，農民の穀物栽培生態環境の改良を行うエコテクノロジー（生態工学技術）が必要」であり，第二の仮説は，「水および物質の循環量の少ない
アフリカにおいては水田の開発適地の選別が重要であることを前提に，適地に開発された水田は適切に管理されれば，畑作の 10 倍以上の持続可能な生産性をもたらすこと」である． 後者において，水田の開発適地の選別のためには，集水域における物質循環の把握が重要であり，土壌物理学分野の研究協力が不可欠であることを述べた．
キーワード：水田（サワ）仮説 (I)，水田（サワ）仮説 (II)，アフリカ緑の革命，低地土壌生成速度，集水域生態工学

古典を読む岩田 進午 著
「土壌水に関する熱力学的考察」
石黒宗秀 1 · 溝口勝2

Reviewing classical studies in soil physics“Thermodynamics of Soil Water”
By S. Iwata
Bulletin of the National Institute of Agricultural Sciences, B No. 24, 101-126 (1973)
Soil Science, 113(3) : 162–166 (1972), 113(5) : 313–316 (1972),
114(2) : 88–92 (1972), 117(2) : 87–93 (1974), 117(3) : 135–139 (1974)
Munehide ISHIGURO1 and Masaru MIZOGUCHI2

1. はじめににおいて，土壌水の化学ポテンシャルが全ての位置で等しいため，当時の理解では，土壌水を均一な相と捉えて本誌の「古典を読む」シリーズが始まったころ，編集いた．著者は，不均一な場における平衡条件を一般的な委員会は，この原稿執筆を古典論文の著者本人に依頼し形で表し，土粒子近傍の具体的な場に適用して土壌水のていた．残念ながら，岩田進午さんはその直後から体をエネルギー状態とそれに影響する諸要因を明らかにし悪くされ，2006 年 3 月 12 日に亡くなられた．お元気でた．そして，土壌水の熱力学量として化学ポテンシャル，

あれば，本人から躍動的で含蓄のある内容の原稿をいた

エントロピー，内部エネルギーの測定法を理論的に示しだけたに違いない．岩田さんの書かれたであろう内容にた．これらの不均一場の理論を用いて，モンモリロナイは及ぶべくもないが，岩田さんと身近に接し，熱力学をトに対する水分子の吸着モデルを提案し，イオンの大き学んでいた石黒と溝口が，その当時の対話を回想しつつさを考慮した粘土粒子近傍のイオン分布を示した．そし概略を解説したい．

て，吸着水分子の化学ポテンシャルを理論的に求め，実著者岩田進午（以後，論文に関連した箇所では著者と測値と良く一致することを示した．著者はしばしば，研記す）は，一連の Soil Science 誌への投稿論文（Iwata,究の発展段階を見る上で，測定技術と理論が重要であり，

1972a, 1972b, 1972c, 1974a, 1974b）を，農業技術研究所
報告の岩田（1973）に体系的にまとめている．これら論

測定技術の限界が研究の発展を阻害している段階と，理文には，当時の土壌科学の最先端を走る著者の熱気が感していた．一連の論文は，理論の新展開に留まらず，測じられる．その当時，著者が記しているように「土粒子定法にまで記述が及んでいるところは，理論と測定技術

近傍の水のエネルギーを低下させている主要な要因はなの両者を重視した著者の主張が反映されている 注 1 ．

論の不備が研究の発展を阻害している段階があると主張にか，そして，そのとき水の物理状態はどうなっている

また，1963 年に国際土壌学会が提起した，水の全ポテのか，などについての知見は非常に少なく，あるとしてンシャルの定義に対して誤りを理論的に指摘した．国際も想像の段階をでていない．これは，これらの点を明ら

土壌学会大会の場でも，著者と他の土壌科学者の間でこかにするために必要とされている測定が，技術上困難なの論争が行われた．多くの土壌科学者には，著者の主張ことに加えて，解析のための理論の弱さがこれを助長しは理解不能のようであったが，DLVO 理論の提案者であている．
」状況であった．

る Overveek の学派に近いオランダの Bolt 博士は，著者

土粒子近傍の水分子は，種々の相互作用を受け，不均
一な電場および保存力場に存在する．しかし，平衡状態の主張をすぐに理解したそうである．
一連の論文は，読者に熱力学の基本的知識があることを前提に書かれている．そこで，熱力学を修得していな

1 Environmental Management Center, Okayama Univ., Okayama, 700-

8530, Japan. Corresponding author: 石黒 宗秀, 岡山大学環境管理セン
ター，大学院環境学研究科
2 Graduate School of Interdisciplinary Information Studies, The Univ. ofTokyo, 1-1-1 Yayoi, Bunkyo, Tokyo, 113-8657, Japan
2009 年 5 月 16 日受稿 2009 年 6 月 8 日受理
土壌の物理性 112 号, 27–35 (2009)

い読者用に，この論文に関連する熱力学的なイメージを始めに紹介し，導入としたい．そして、岩田論文のごく概略を紹介することにする．
注 1：具体的な測定法では，遠心法が述べられているが，ここでは省略
する．

28

土壌の物理性第 111 号

(2009)

2. 熱力学的な力と化学ポテンシャル
古典力学が，物体の運動と力の関係のように，日常の感覚でも捉えやすい内容を対象としてわかりやすいのに対し，熱力学は，系の内部エネルギー，自由エネルギー，
エントロピー，エンタルピー，化学ポテンシャル等，馴
染みのない物理量を扱い，初学者にはすんなりと溶け込
みにくい学問である．しかし，「およそ物理的理論で，その基礎的概念がけっしてくつがえされることはない，と確信できるものは，熱力学だけである．
」とアインシュタインが述べている（有光，1989）ように，熱力学は確固として美しい学問体系を持っている．熱力学は，現象の平衡状態や，化学反応の変化の方向，移動現象等を対象とする，非常に重要な理工学の基礎学であるため，ほとvp =(ρs − ρw )a2(ρs − ρw )a2 dΨ
g=−
18η
18η
dx

(2)

と表せる．ここで， ρs は粒子の密度，ρw は水の密度，aは粒子直径，η は水の粘性係数である．沈降流速は，ポテンシャルの勾配，つまり重力場の駆動力に比例する．
次に，重力場以外の場も重要になる圧密粘土層，細胞膜，人工膜等を通過するイオン i のフラックス Ji を考える．重力ポテンシャルを加えたイオン i の化学ポテン
シャル（J mol−1 ）は次式で示される．

µi = µi 0 + vi P + vi gx + zi F φ + RT ln ci − Si T

(3)

ここで，µi0 は標準化学ポテンシャル，vi は部分モル体積

んどの工学諸分野や物理学・化学の分野では大学学部の（= ∂ V /∂ ni ; V は溶液の体積，ni はイオン i のモル数），

必修科目になっている．しかし，土壌関係の大学教育課

P は圧力，zi は電荷数，F はファラデー定数，φ は電位，
R は気体定数，ci は濃度，Si は部分モルエントロピー（= ∂ S/∂ ni ; S は溶液のエントロピー），T は絶対温度である．膜を通過するイオン i のフラックス Ji は，次式で程では，必修でないことも多く，研究者の中でも十分に理解されていない部分である．
本論文に登場する土壌水の化学ポテンシャルは，土壌
水分ポテンシャル，土壌水ポテンシャル，吸引圧，負圧，
水頭等の呼び方で頻繁に土壌分野に登場する．これは，簡略に言えば，その物質が単位量あたりに持つポテン
シャルエネルギーのことである．その単位は，単位質量あたりで表すと J kg−1 ，1 モルあたりだと J mol−1 ，単位
体積あたりだと J m−3 ＝ Nm m−3 ＝ N m−2 ＝ Pa とな

表せる．

d µi
Ji = −ci ui
dx
(
ci Di
dP
dϕ
=
vi
+ vi g + zi F
RT
dx
dx
+RT

り圧力の単位になる．化学ポテンシャル等を用いた土壌

dT
d ln ci
− Si
dx
dx

(4)
)

水の熱力学的考察は，論文に記されているように，「養分の溶脱の問題や水分の少ないときの水の運動法則」等のここで，ui は移動度，Di は拡散係数（Di = RTui；Einstein

移動現象を理解する上でも重要である．これは，化学ポの関係）である（妹尾，1981）．水中の沈降粒子速度が，テンシャルの勾配が移動現象を規定するからである．ポ重力による駆動力である重力ポテンシャルの勾配に比例

テンシャルやエネルギーは，慣れないと具体的なイメーするのと同様（（1）（2）式参照），イオンのフラックス

ジを捉えにくいので，感覚的に捉えやすいように，移動は熱力学的な駆動力である化学ポテンシャルの勾配に比現象と化学ポテンシャルの関係を見てみよう．

例する．（4）式第 1 項は圧力勾配，第 2 項は重力ポテン

る．例えば，川の水は高い位置から低い位置へ移動する．

シャル勾配，第 3 項は電位勾配，第 4 項は濃度勾配，第5 項は温度勾配による移動を表す．つまり，これらの物

これは，低い位置の重力ポテンシャルが高い位置のそれ

理量が移動現象を規定する．電位勾配が影響するのは，より小さいためである．力を用いてこの現象を説明する

粘土や膜が電荷を持つためである．膜厚が薄い場合，一と，高い位置の水は，重力の作用で低い位置に移動する

般に第 2 項の重力ポテンシャル項は無視できる．粒度試と言える．外力が場に作用するということは，言い換え験における沈降粒子の場合は，重力ポテンシャルの寄与れば，そこにポテンシャル勾配が存在するということにが卓越し，他は無視できる．しかし，土壌水の状態を対なる．外力 f とポテンシャル Ψ の関係は，従って，次の象にする場合，膜の場合と同様に種々のポテンシャルを式で表せる．

考慮せねばならない．これは，土が電荷を持ち，土粒子

水はポテンシャルの高い位置から低い位置へ移動す

近傍のイオン濃度や土壌水の圧力が高いためである．

dΨ
f =−
dx

(1)

ここで，x は，距離を表す．地球表面近傍での重力場に

3. 土壌中の水の化学ポテンシャル−不均一系への展開

おける単位質量の物体の場合は， f = −g，Ψ = gx であ

土壌中における水の全化学ポテンシャルがどの位置でる．ここで，g は重力加速度を表す．外力が働けば加速も等しい場合，平衡状態となり，水は静止している．ま度が働くが，摩擦抵抗力が働いて全外力が 0 となる場合

ず，最も単純なビーカーの中の水を例に取ってみよう．

は，等速運動になる．土の粒度試験の沈降分析のように，Fig. 1 の A 点の全化学ポテンシャル µA は，重力ポテ

粘性抵抗力と重力が釣り合った場合の粒子の沈降速度 vp
は，ストークスの法則を用いて，ンシャルの基準をビーカー底面に取ると，次式で表せる（Iwata, 1995a）．

29

講座：岩田 進午 著「土壌水に関する熱力学的考察」

場合である．水圧を内部圧と外部圧に分けるのは，前者
が土粒子から水分子が受ける力に起因し土粒子近傍のみに働くのに対し，後者が外部要因により働き，両者の発生要因が異なるためである．
重力の寄与分 µg は，µg = gx(8)

ここで，x は基準位置からの高さである．
溶質の寄与分 µO は，µO = −

Fig. 1 ビーカーの中の水．（Iwata 1995a，Figure 1.6）
Water in a beaker.

π RT
Ni1000 ∑(9)

ここで，R は気体定数，T は絶対温度，π は浸透係数，

Ni は溶質 i の重量モル濃度である．この項は浸透ポテンµA = gH(5)

シャルとも呼ぶ．土粒子表面が荷電を持ち，拡散二重層が存在する場合，土粒子表面に近づく程濃度が高くなり，

ここで H は，ビーカーの底面から水面までの高さである．なお，著者は化学ポテンシャルを単位質量あたりの化学ポテンシャル µO は小さくなる．
表面張力の寄与分 µS は，

化学ポテンシャルとして表しているので，ここではそれµS = −に従う．B 点では，重力ポテンシャルに加えて，水圧による圧力ポテンシャルが加わる．

µB = gzB + g(H − zB ) = gH

(6)

ここで zB はビーカー底面から B 点までの高さ．重力ポ
テンシャルは B 点の方が小さいが，圧力ポテンシャルが加わって，A 点の全化学ポテンシャルと等しくなる．位

水の部分比容積（= ∂ V /∂ m；V は溶液の容積，m は水の質量）である．含水率が小さくなる程，曲率半径 R が小さくなり，化学ポテンシャル µS は小さくなる．
ファンデルワールス力の寄与分 µV は，AµV = − nhなるが，全化学ポテンシャルは等しい．
ンシャルだけを考えたが，土壌中では，重力ポテンシャ
ルと圧力ポテンシャルの他にも，種々の要因を考慮に入れなければならない．著者は，土壌水が不均一系の中にあることを熱力学的に示した．ある位置における土壌
水の全化学ポテンシャルμは，次のように示すことができる．

µ = µg + µO + µS + µC + µI + µE

(7)

(10)

ここで，γ は水の表面張力，R は水表面の曲率半径，v は置によって，重力ポテンシャルと圧力ポテンシャルは異ビーカーの中の水では，重力ポテンシャルと圧力ポテ

2γ
v
R

(11)

ここで，h は土粒子表面からの距離，A と n は定数である．ファンデルワールス力は近距離力なので，土粒子表面近傍でのみ働く．土粒子に近い程，化学ポテンシャルµV は小さくなる．
静電場の寄与分 µC は，µc = −∫ D
0∫ D

Pt dD =

0

Dv
4π

(

)
1
− 1 dDε(12)

ここで，µg は重力の寄与分，µO は溶質の寄与分，µS は表

ここで，D は電気変位（電束密度），Pt は水の部分全分

面張力の寄与分，µV はファンデルワールス力の寄与分，極，ε は水の誘電率．電気変位 D は土粒子表面からの距µC は静電場の寄与分，µI は内部圧の寄与分，µE は外部

離 h の関数．水は極性物質なので，荷電を持つ土粒子の圧の寄与分である．それぞれの項の寄与は，位置によっ近傍の静電場中で引力を受ける．土粒子に近い程，化学て異なるが，水が静止している状態では，全化学ポテン

ポテンシャル µC は小さくなる．

シャル µ は全ての位置で等しい．ここで，内部圧は，水内部圧の寄与分 µI は，分子が土粒子からファンデルワールス力と静電力で引っ張られて水の層が積み重なることにより受ける圧力である．これは，ファンデルワールス力と静電力が影響する

µI =

∫ PI

vdP

(13)

0

土粒子近傍のみにかかる．先述のビーカーの例では，重ここで，PI はその点の内部圧，v は水の部分比容積，P は力によって水分子に引力がかかり，その結果水圧が生じ

圧力．Fig. 1 のビーカーの例からもわかるように，位置

たが，土粒子近傍では，重力の代わりにファンデルワー

によって覆い被さる水の圧力は異なる．内部圧に関して

ルス力と静電力の引力がかかり，内部圧が発生する．外も，土粒子表面から離れた点では，ファンデルワールス

部圧は，文字通り外部からかかるときの圧力である．例

引力や静電引力が及ばないので，その点では，それらにえば，土の上に湛水したり，圧力を大気圧以上にかけた

起因する内部圧は発生しない．土粒子表面が十分な水分30

土壌の物理性第 111 号

(2009)子層で覆われている場合，土粒子表面に近い程内部圧が4. 土壌水の全化学ポテンシャルの大きくなる．内部圧が大きくなると，（13）式からわかる

定義をめぐって様に化学ポテンシャル µI は大きくなる．土粒子表面では，ファンデルワールス引力や静電引力の作用により非1964 年，国際土壌学会土壌物理部門は，土壌水に関連する諸述語を規定した委員会報告を発表した．そのなか常な高圧となる．

で，土壌水の全化学ポテンシャルは，「着目する土壌水の外部圧の寄与分 µE は，µE =

単位質量を，自由水面まで可逆的に運ぶに要する仕事」

∫ PE

vdP

(14)

0

として定義された．著者は，この定義が誤りであることを指摘した．
全化学ポテンシャルは，仕事として取り出せる部分とここで，PE はその点の外部圧．外部圧は，土壌水面に大そうで無い部分があり，化学ポテンシャルそのもので定気圧以上の圧力がかけられた場合に加わる．土壌水分特義しなければならないことを，具体例を示して説明した．

性曲線を測定する際に使用する加圧板法は，外部圧を与（7）式で示した全化学ポテンシャルの中で，重力（（8）

える一例である．

式），ファンデルワールス力（（11）式），静電気力（（12）

電荷を持つ土粒子の近傍では，溶質濃度が大きいため式）による引力作用に起因する化学ポテンシャルは仕事µO が小さくなり，ファンデルワールス力により µV が小さくなり，静電引力により µC は小さくなる．これらとして定義可能だが，他の化学ポテンシャル項は仕事でが乾燥状態における全化学ポテンシャル低下の原因であ

例えば，Fig. 2 に示すように，体積が A から B に微小変る．土粒子が十分に水で覆われている場合，内部圧が高化する必要がある．

定義できない．圧力によって微小仕事 dW をするには，いため µI は大きくなり，全化学ポテンシャルは，自由水
中の純水に近くなる．一方，乾燥状態で土粒子表面に水∫

dW = pdV = pd α dn(17)が数分子程度しかない場合は，圧力の原因となる水膜が薄いため内部圧は小さい．Fig. 1 のビーカーに，数 mm
程度しか水が貯まっていなければ，重力に起因する水圧が小さいのと同じである．
なお，各化学ポテンシャルは，次の関係から導かれる（Iwata, 1995a）．水の化学ポテンシャルの増分 d µ は，それぞれの成分の増分の和である全微分で表せる．

)
(
)
(
)
∂µ
∂µ
∂µ
dµ =
dT +
dPI +
dPE
∂T
∂ PI
∂ PE
(
)
(
)
(
)
∂µ
∂µ
∂µ
+
dD +
dx +
dh
∂D
∂x
∂h
)
(
)
(
∂µ
∂µ
+Σ
dNi +
dM
∂ Ni
∂M

ここで， p は系内の圧力，d α は微小表面積，dn は表面∫の法線方向に変位する微小距離，dV = d α dn である．
∫
p d α は圧力が表面に及ぼす力で，dn はその力で動く距∫離だから，力（ p d α ）× 移動距離（dn）= 仕事となる．

p を変化量として一般化すると，仕事 W は次式となる（フェルミ，1973）．
∫

W=

(

pdV

(18)

一方，内部圧，外部圧の化学ポテンシャルは，（13）式，∫∫（14）式のように pdV ではなく vd p で示される．こ(15)

れは，化学ポテンシャルだが仕事ではない．また，溶質の寄与項（（9）式）は混合のエントロピー効果による化
学ポテンシャル低下，表面張力の寄与項（（10）式）は面力による圧力低下に起因し，何れも仕事ではない．土壌
水の全化学ポテンシャルは，仕事としてではなく，同一

ここで，M は水の質量である．右辺第 2 項は内部圧，第温度の自由水を基準とした化学ポテンシャルとして定義

3 項は外部圧，第 4 項が静電場，第 5 項が重力場，第 6
項がファンデルワールス力場，第 7 項が浸透圧，第 8 項せねばならない．

が表面張力に関する項である．化学ポテンシャルは，第2 項を例に取ると，次のようになる．
∫ PI ()()]∫ PI [
∂µ
∂
∂G
µPI =
dPI =
dPI
∂ PI
∂ PI ∂ M
00()]∫ PI [∂∂G=
dPI∂ M ∂ PI
0)
∫ PI
∫ PI (
∂V
dPI =
vdPI
=
∂M
0
0
ここで，G はギブスの自由エネルギーである．

(16)
Fig. 2 体積の微小増加．A：増加前，B：増加後，d α ：微小面積，dn：微小変位距離．
Infinitesimal increase of volume. A: before increase, B: after increase, d α : infinitesimal area, dn: infinitesimal increase of distance.

31

講座：岩田 進午 著「土壌水に関する熱力学的考察」

Fig. 3 粘土表面へのイオン吸着モデル.（論文の原図を改変．Iwata 1995b, Figure 2.23;
岩田 1973, 第 IV-2 図; Iwata 1974a, Figure 2）
Ion adsorption model on a clay surface.

5. 粘土粒子に吸着された水分子に対するE=

熱力学の適用粘土粒子近傍の吸着水量とその化学ポテンシャルの関係などを理論的に解明するためには，粘土粒子近傍の電位とイオン分布を知る必要がある．つまり，µO ，µC ，

σ
ε

(19)

と，微小幅 ∆x 内の電荷密度 ρ とその間の電場増加量 ∆Eの関係式（近藤ら，1992）µI と関係する．まず，粘土粒子近傍の電位とイオン分布∆E =を計算し，ついでその値を用いて吸着水分子層数とその

ρ ∆x
ε

(20)

化学ポテンシャルの関係を求め，その値と測定値を比較を用いて（SI 単位系），各層毎の電場と電位の式を立て，した．

各層の電荷密度 ρi に次の Boltzman 分布を適用する．

( ezφ )iρi = ρn exp −kT

5.1 粘土粒子近傍のイオンの分布
モンモリロナイトの負電荷面を想定して Fig. 3 の層状吸着モデルを設定し，単純化のため拡散二重層内のイ
オンは 1 価の Na のみとする．他のモデルが点電荷を仮定した連続体モデルであるのに対し，このモデルの特徴
は，水分子の大きさを単位とした層状モデルである点にある．平板の表面電荷密度 σ と電場 E の関係式

Fig. 4 粘土表面吸着水中のイオン分布．図中 n は，吸着水膜層数を表す．（岩田 1973，第 IV-4 図; Iwata 1974a, Figure 4 を
改変）

Ion distribution in adsorbed water on a clay surface. n in the
figure denotes number of water film.

(21)

ここで，ρn は，最表層の電荷密度，e は電気素量．電荷
密度は Na イオン濃度と同じ．これらの連立式を解いて，イオン分布と電位分布を求めた．なお，論文では静電単位系が用いられているため，（19）式と（20）式に関連する式には係数が乗じられている．

Fig. 5 粘土表面吸着水中の電位分布．図中 n は，吸着水膜層数を表す．（岩田 1973，第 IV-5 図; Iwata 1974a, Figure 6 を改
変）Electric potential distribution in adsorbed water on a clay surface.
n in the figure denotes number of water film.

32

土壌の物理性第 111 号

(2009)

粘土の表面電荷密度を 1.15 × 10−7 meq cm−2 と仮定
したイオンおよび電位の分布を Fig. 4，Fig. 5 に示す．
吸着水膜の厚さが 2 分子層から 9 分子層までの結果である．粘土表面に最も近い層のイオン濃度は，水膜が厚くなるにつれて一定の値に近づく．また，その層の電位は，水膜の厚さの増加とともに増大して行く．
外液濃度を 0 にしたときの拡散二重層内カチオン濃度
分布の計算結果を Fig. 6 に示す．比較のためにのせた

Bolt らの結果とほぼ似た結果を得ている．著者が Fig. 3に示すように，イオンと水分子の大きさを考慮したモデ
ルを用いている 注 2 のに対し，Bolt らはイオンの大きさを無視した Gouy 理論を用いて計算した．10 Å 以下の距離においては，明らかに Bolt らの濃度が大きくなっている．1 分子層目の Bolt らの値は，モンモリロナイトの電荷密度を 1 分子層内の濃度に換算した値の 3 倍以上大きく，不合理である．これは，Bolt らが，イオンの大きさを考慮しないために生じている．著者らの計算によれ
ば，カウンターイオンの 45% が粘土表面にあることになる．

Fig. 6 外液濃度を 0 としたときの拡散二重層中カチオンの濃度分布計算値.（岩田 1973，第 IV-6 図）Calculated cation concentration distribution in diffuse double
layer at 0 outer solution concentration.

Fig. 7 粘土表面吸着水の化学ポテンシャル．理論値の層数は，計算条件の水吸着層数を表す.（岩田 1973，第 IV-7 図; Iwata
1974b, Figure 1）
Chemical potential of adsorbed water on a clay surface. Numberof layer for theoretical value denotes number of water molecule
layer in calculation.

Fig. 8 粘土表面吸着水の化学ポテンシャルとその低下要因．
水分子層数は，計算条件の層数を表す．µ は全ポテンシャル，µV はファンデルワールス場のポテンシャル，µC は静電場のポテンシャル，µO は溶質によるポテンシャル低下量.（岩田1973，第 IV-13 図; Iwata 1974b, Figure 7 を改変）
Chemical potential of adsorbed water on a clay surface and factor
of its decrease. Number of water molecule layer denotes numberof water molecule layer in calculation.

講座：岩田 進午 著「土壌水に関する熱力学的考察」

33

無視しうる程小さい．

2）ファンデルワールス引力場による化学ポテンシャ
ルの低下量は，水膜の厚さがきわめて小さな時には，電場による低下量より大きい．しかし，その差は，水膜の厚さが増大するにつれて急激に小さくなる．
十分に水で覆われて全化学ポテンシャルが 0 に近くなった場合，粘土表面近傍にはこれらの化学ポテンシャ
ルによる低下量を補う大きな内部圧が発生 注 4 していることになる．Fig. 8 の低下量を圧力に換算すると，数百〜数千気圧（109 erg g−1 = 約 1000 気圧）であるから，表面は非常な高圧であることが伺える．

5.3 粘土表面近傍における電場の不均一性
Fig. 9 平面上の電子あるいはイオンの格子状分布.（Iwata
1974b，Figure 3; 岩田 1973，第 IV-13 図を改変）
Lattice distribution of electron or ion in a plane.
注 2：イオンや分子の大きさを考慮することは，当たり前の様でもあり，それほど意味の無いことの様にも感じられるかも知れないが，その大きさを具体的に取り入れることにより，今日のナノサイエンス，
ナノテクノロジーの発展がある．著者は，その重要性を感じていたものと思われる．

表面電荷密度 σ の平面上の空間では，（19）式で示したように，電場の大きさは一様に σ /ε であり，その方向も一様に平面に垂直となる．しかし，粘土表面上の電荷密度は均一ではないので，ミクロな立場では必ずしも一様にならない．平面上に Fig. 9 のように距離 a 離れた格子状に電子もしくはイオンが分布している場合，平面から垂直距離 a 程度までの空間における電場の大きさと方向は不均一となる．この不均一性により，粘土表面近傍

5.2 土壌水の化学ポテンシャルの計算の電場を模式的に描くと，Fig. 10 のようになる．この

粘土表面吸着水の化学ポテンシャルを初めて理論的に空間における電場の大きさは 100kV cm−1 のオーダー

計算し，Fig. 7 に示すように，実測値と良い一致を得てであり，このような電場の向きの乱雑さは，吸着水分子

いる．実測値は，硫酸デシケータ法を用いた．理論計算の水素結合の形成，破壊，変形に影響すると考えられるにおいては，吸着水の全化学ポテンシャルがどの位置で（Iwata, 1995b）．なお，Fig. 10 は，Iwata らの「Soil-Water

も等しいことから，最外層の水の化学ポテンシャルを計Interactions」（Iwata, 1995a, 1995b）の表紙絵にも用いら算した．ファンデルワールス力による化学ポテンシャルれている．土粒子表面近傍の現象を研究する上で，著者を（11）式で，溶質の化学ポテンシャルを吸着モデルでが力説したかった重要な結論である．

求めたイオン濃度と（9）式で，静電場による化学ポテン

注 3：Fig. 8 中で µO の水膜の厚さ 1 の値が記されていない．これは，この計算においてカチオンは K＋ を用いて，粘土表面に近接した K＋イオンは，全て六角状の穴にはまりこみ，第 1 層には存在し得ないと仮定したためと考えられる．
注 4：十分な水膜厚さがあると，内部圧が高圧になるメカニズムの説明は先述したが，この部分は，著者が「説明しても皆わかってくれない」と良く嘆いていた点でかつ，重要視していた点である．ビーカーの中の水と比較するとわかりやすい．

シャルを（12）式で求めた．最外層なので，内部圧は 0である．それぞれの化学ポテンシャルを Fig. 8注 3 に示す．この結果から，次の事実を結論している．

1）溶質による化学ポテンシャルの低下量は，電場およびファンデルワールス引力場による低下量と比較して，Fig. 10 粘土表面吸着水中における乱雑な電場の向き.（Iwata 1995b，Figure 2.40）
Disordered direction of electric intensity in water adsorbed on a clay surface.

34

土壌の物理性第 111 号

(2009)

6. おわりに

引用文献

著 者 は そ の 後 ，凍 結 土 層 中 の 水 移 動 に 関 す る 研 究

足立泰久・岩田進午（2003）：土のコロイド現象．pp. 444, 学会（Iwata, 1980）や，粘土表面への水吸着の研究（Iwata,1989）を展開した．また，土壌水の熱力学と水移動・溶質移動に関して，著書「Soil-Water Interactions」（Iwata,
1995a, 1995b）にまとめている．また，「土のコロイド現象」（足立・岩田，2003）の編者として書籍を監修し，その後の土壌科学・コロイド科学分野へと研究が引き継がれている．これらの著書は，関連研究の展開も数多く紹介されている．
著者が指摘したように，ミクロな領域では，水分子やイオンの大きさの考慮が必要である．Horn and Is-

raelachvili（1981）は，分子間力の測定をし，2 つの表面または粒子が液体を隔てて 2–3 nm（水分子 10 層くらい）以内に接近すると，分子配列に起因する溶媒和力が生じることを示した（イスラエルアチビリ，1996）．また，著者の指摘した粘土表面における高圧の発生は，1990 年代
以降，ナノ細孔を扱う科学および工学分野でも独自に注目を集め，細孔中における凝固点上昇，密度上昇，化学反応の進行などの現象が明らかにされてきた（Miyahara

and Gubbins, 1997; Miyahara et al., 2000; 金子，2000；
Kaneko, 2000）．これらの成果は，環境技術への応用展
開にも大いに期待されている．
岩田さんは，熱力学を用いて，土壌水の不均一なエネルギー状態をそれまでに無い方法で明らかにした．今出版センター，東京.
有光敏彦（1989）：エネルギーと熱．pp. 262, 培風館，東京.
フェルミ E. （1973）：フェルミ熱力学．pp. 152, 三省堂，東京.

Horn, R.G. and J.N. Israelachvili (1981): Direct measurement ofstructural forces between 2 surfaces in a non-polar liquid. J.
Chem. Phys. 75: 1400–1411.
イスラエルアチビリ，J.N.（1996）：分子間力と表面力．pp. 427,
朝倉書店，東京．

Iwata, S. (1972a) : Thermodynamics of soil water: I. The energy
concept of soil water. Soil Science 113(3): 162–166.
Iwata, S. (1972b) : Thermodynamics of soil water: II. The internalenergy and entropy of soil water. Soil Science 113(5): 313–
316.
Iwata, S. (1972c) : On the definition of soil water potentials as
proposed by the I.S.S.S. in 1963. Soil Science 114(2): 88–92.
岩田進午（1973）：土壌水に関する熱力学的考察．農技研報 B24,

101–126.
Iwata, S. (1974a) : Thermodynamics of soil water: III. The distribution of cations in a solution in contact with a charged surface
of clay. Soil Science 117(2): 87–93.
Iwata, S. (1974b) : Thermodynamics of soil water: IV. Chemical
potential of soil water. Soil Science 117(3): 135–139.
Iwata, S. (1980) :Driving force for water migration in frozen
clayey soil. Soil Sci. Plant Nutr. 26: 215–227.

日では，他分野においても重要視される基本的な点を，

Iwata, S. (1989) : Differential heat of water adsorption for mont-1970 年代に発表していたのである．このような先鞭をmorillonite, kaolinite and allophane. Clay Minerals 24: 505–

つける研究は，自然に対する素朴な問いかけから始まる

512.

（岸本，2008）．比表面積が大きくて電荷を持つ土の中

Iwata, S. (1995a) : Chapter 1. Energy concept and thermodynam-の世界で，水はいったいどうなっているのだろうと不思

ics of water in soil, p.1–68. in Soil-water interactions. Iwata,

議に思い，じっくりと思索したに違いない．科学する楽S., T. Tabuchi and B. P. Warkentin, Marcel Dekker, New York.

しさが原動力となっている．そうした岩田さんの思いの

Iwata, S. (1995b) : Chapter 2. Interaction between soil particles

詰まった一連の論文を今一度読み返すことを是非薦めたand soil solutions, p.69–153. in Soil-water interactions. Iwata,い．なお，岩田（1973）の研究所報告は，やや入手が困

S., T. Tabuchi and B. P. Warkentin, Marcel Dekker, New York.

難であるので，必要な方は土壌物理学会編集委員会まで

金子克美（2000）：ナノ細孔空間に制約された原子分子系の科連絡頂きたい．
一方で岩田さんは国立大学の法人化後の行く末を亡く

学．表面科学 21(1)：2-9.

Kaneko, K. (2000): Specific intermolecular structures of gases

なる直前まで憂えていた．その憂いどおり，この 5 年

confined in carbon nanospace. Carbon 38(2): 287–303.

間で大学における研究環境も大きく変わってきてしまっ岸本忠三（2008）：流行追うだけでは勝てぬ．朝日新聞 11 月 21

た．変化する社会情勢の中で研究のありかたを研究者仲間で話し合いながら，自ら良好な研究環境を作り続ける
ことの大切さも岩田さんはよく語っていた．我々は岩田さんの研究に対する姿勢を忘れずに主体性を持って良好な研究環境を作りつつ、素朴に「土を科学する」態度を大切にしていきたいものだ．

日：36.
近藤保，大島広行，村松延弘，牧野公子（1992）：生物物理化学．
三共出版.

Miyahara, M. and K. E. Gubbins (1997)：Freezing/melting phenomena for Lennard-Jones methane in slit pores: A Monte
Carlo study. J. Chem. Phys., 106(7): 2865–2880.
Miyahara M., H. Kanda, T. Yoshioka and M. Okazaki (2000):Modeling capillary condensation in cylindrical nanopores: amolecular dynamics study. Langmuir 16: 4293–4299.
妹尾学（1981）：荷電膜．星猛，木村尚史，丹沢宏編，化学増刊

92 人工膜．p.49–64，化学同人, 京都.

講座：岩田 進午 著「土壌水に関する熱力学的考察」

要

旨

それまで不明瞭であった土壌水の化学ポテンシャルを理論的に明らかにし，そのエネルギー状態を示した岩田論文を紹介した．まず，理解の手助けのため，関連する熱力学的知識について述べた．土壌水の化学ポテンシャルは，重力，静電気力，ファンデルワールス力，溶質濃度，表面張力，内部圧，外部圧によって決まり，それぞれの寄与分を加算して与えられる．平衡状態においては，化学ポテンシャルはすべての位置で等しいが，それらの寄与分は，土粒子表面からの位置によって大きく異なる．また，1963
年に国際土壌学会が提起した，土壌水ポテンシャルの定義に対して誤りを理論的に指摘している．モン
モリロナイトに対する水分子の吸着モデルを提案し，粘土粒子近傍のイオン分布を示した．そして，吸着水分子の化学ポテンシャルの理論値を計算し，実測値と良く一致することを示した．
キーワード：土壌水，熱力学，化学ポテンシャル，電場，内部圧35

土 粒 子現地調査はいつも悪戦苦闘齊藤 忠臣 1

「土粒子の執筆をお願いしたい」とのメールを頂いたの対策として，全てのロガーとケーブルを地中に埋設し，は 2009 年 5 月初旬．私はその時中国陝西省の黄土高原

囮として多少価値のありそうなガラクタを地上に置いてで現地調査の真最中であった．本来であれば「さて何をみることとした．2006 年の春にデータ回収のために現書こうか？」と悩み始めるところであったろうが，その地を訪れると，囮は無事で家畜による攪乱もなく，掘り時の私の頭の中は大混乱状態，それどころではない大事

出したロガーから回収したデータも無問題と，万事順調件が起こっていたためである．気象や土壌水分をモニタ

な滑り出しであった．

リングしている観測機器からのデータ回収のために，山

しかし，この年の夏に再度調査区を訪れると状況が一の斜面を登り調査区にたどり着いてビックリ，あるべき変していた．人為的なトラブルは皆無であったが，機器はずのロガーボックスがなくなっていた．いや，正確にのトラブルが相次いだのである．かなりの数の土壌水分は何やらワイヤーのようなものが飛び出た，黒くただれ

センサーから応答が途絶えており，またセンサーの異常

たプラスチックの塊が転がっていた．これが，完全に焼に伴ってロガーの電池消耗が激しく，ロガー自体も記録

け落ちたロガーやセンサーケーブルだと理解するまでにを停止しているものがあった．「完璧なデータ」が取れる

は少し時間を要した．そして，いったい何が起こったのものと期待していた私はボロボロのデータを見て非常にかの状況確認のため，取るものもとりあえず下山し，ど落ち込んだが，とりあえずは地面を掘り起こして予備のうにかネットが繋がる水土保持研究所の現地ステーショ

センサーやロガーを投入し，復旧を試みた．帰国後に機ンまで戻ったところで「土粒子執筆依頼」のメールを受器の納入元の業者とも話し合ったが，業者としては「乾け取ったのである．

燥地の過酷な環境下での観測とはいえそんなに早く壊れステーションの管理人の話によれば，春先に農民の火るはずはない」との一点張りで，故障の根本的な原因はの不始末から山火事が発生したとのことで，どうやら調

分からなかった．しかし，何らかの対策を取らねばまた査区がこの火災に巻き込まれたらしいことが分かった．

同じことが起こりうる．そこで，埋設時にセンサーを可

機材はもちろん，貴重なデータを失ったことが何よりも能な限り丁重に扱う，既に防水加工となっている場所も痛い．幸い，何台かのロガーは生き延びており，また昨含めあらゆる場所に防水加工を施す，といった対策を講

年 10 月にもデータを回収したため失ったデータは半年

じた．また，データ回収の際にロガーやケーブルを掘り分で済んだ．しかし，この壊滅的大惨事をどうするか，出す行為が，多少なりともケーブルやその接続部分にダ

何とか復旧するべきか？それとも観測の継続をあきらめ

メージを与える可能性があるため，ロガーを地上部へのて残った機材を撤収すべきか？回収出来た分のデータを据え置きとすることにし，これについてもプラスチック

眺めながら一晩悩んだ．

やビニール製のケースで厳重に防水した．これらが功をセンサーやロガーに関するトラブルは今回だけでは奏したのか，センサーの故障は少しずつ減り，どうにかない．同地で観測を始めたのは 2005 年の夏からである

継続的なモニタリングが可能となったが，故障を完全にが，全てのセンサーから欠損なくデータが回収できたの無くすことはできず，故障を発見するたびに地面を掘りは，最初の半年程だけである．もちろん，私としても少返しては新しいセンサーを投入してきた．

しでも良いデータが取れるよう，対策をしてきたつもり

こうした状況の中で発生したのが冒頭で紹介した火であった．観測当初に警戒したのは，人為的なトラブル，災である．ある意味人為的なトラブルではあるが，火災

つまり盗難や家畜の放牧による被害である．調査区はたは完全に想定外であった．結果としては，当初のままロだでさえ田舎の村の中でも，民家から離れた山肌の斜面

ガーを地中に埋没していれば被害は防げたかもしれなに位置している．したがって，人や家畜の出入りは激しい．悩んでいた観測の継続については，最終的には継続

くはないものの，その分監視の目も行き届かない．とりを選び，ありったけの予備のセンサーとロガーを投入しあえず調査区の周囲に低い鉄条網の柵を作り，家畜によた上で，アルミ板等を用いてガチガチの防火対策をして，る食害（以前オーストラリアでカンガルーにケーブルを今回の調査を終了した．「現場での観測とはこういうもかじられたことがある）を防ぐこととした．そして盗難のだ」と諦めてしまえばそれまでだが，あちこちで線が途切れたグラフを見る度に，「ああすれば良かった」「こ1 鳥取大学農学部

2009 年 6 月 16 日受稿 2009 年 6 月 17 日受理
土壌の物理性 112 号, 37–38 (2009)

うすれば防げたのでは」と悔やまれる．そして何より思うことは，「データはお金で買えない．買えるものは買って備えるべき」ということである．今回の火災のケース

38

土壌の物理性第 112 号

(2009)

では，通常の故障を想定して用意していた機器の数では散らさず，深さ毎に細かくビニール袋につめていき，埋完全復旧に足りず，一部の地温データにおいて，また新め戻す際には，元の深さに同じ土を戻していくという方

たなデータの空白地帯が次回の調査時まで作られること法である．こうすれば，土壌層位，充填密度，土壌水分等となってしまった．予想外の惨事とはいえ，ケチらずにを以前の状態と比較的近くに保つことが出来る．また，

もっとセンサーとロガーを用意していれば…．

土壌をまき散らさない分，周囲の土壌表層の攪乱も防げ

以上，愚痴のオンパレードのような内容となってしる．既に同じような方法を用いられている方もおられる

まったが，転んでもただでは起きないぞ，と今回はこのかもしれないが，今後新たにセンサー類を地中に設置すトラブルを「土粒子のネタ」とさせて頂いた．そして読る方の参考にして頂ければ幸いである．最後に，この文者の方々には「このようなトラブルがあるのか」と少しを読んで下さった皆様の中で，今後の学会発表や論文ででも糧にして頂ければ幸いである．ついでに，多少有益

線がブツ切れになったモニタリングデータを見かけた際と思われる情報として，毎度のように試行錯誤しながらに，以前より温かい眼差しで見て頂ける人が少しでも増センサーを埋設するうちに定着した，私なりの土壌へのえたなら，私としては嬉しい限りである．燃えたデータ

攪乱の少ないセンサーの設置の方法をご紹介したいと思ロガーにとっても最高の供養となるだろう．

う．これは，穴を掘る際に，掘り出した土を周囲にまき土 粒 子JPGU Meeting に参加して
森

也寸志 1

している．加盟学会として総会に出席することが要請されているため，2009 年 5 月 16∼21 日まで開催された大会に研究成果の発表として参加すると共に，併せて学会として総会にも出席した．JPGU の大会についてご報告すると共に，その際に感じたことをいくつかご報告させて頂く．
大会は毎年この 5 月中 · 下旬に，千葉の幕張メッセで開催されており，だいたい場所と期間が固定されている．
今年は，インフルエンザの影響もあり，昨年より多少人数が減った感があるが，それでも近年の地球全体を取り巻く環境変動の関心の高まりから多数の参加者があった．昨年は国際惑星地球年として温暖化をテーマとしたセッションがいくつかあり，IPCC（気候変動に関する政府間パネル）がノーベル平和賞を受賞したことも相まって，多数の参加者があり，温暖化を議論するシンポジウ
ムでは政治家やマスコミがパネラーとして招待されていた．扱う分野の広さと規模で言うならば，ちょうど米国の American Geophysical Union (AGU) が一番近い印象であろうか．もちろん土壌科学の本家である Agronomy

Meeting は米国におけるなじみの深い大会であるが，多くの土壌の物理性に関わる研究者が同時に AGU にも参加しているように，日本において我々が JPGU の中で発Photo. 1 ポスター会場の様子．

表できる課題は多い．
地球表層プロセスと土壌物理のかかわり．

JPGU とはそうはいいながら，地球惑星科学連合というとなにや

今年，土壌物理学会は日本地球惑星科学連合（Japanら非常に大きい話で，全く無関係に見える方々もいらっGeoscience Union, JPGU）に加盟した．JPGU とは地球

しゃるかもしれない．実はより広い分野から見たとき科学を中心として，気象，海洋，地質，惑星科学など幅広に，土 · 水 · 大気は環境資源と呼ばれ，土壌とは立派ない学問分野を扱う連合組織である．また，その年次大会

環境資源として捉えられている．学会員の中にも訪問者たる JPGU Meeting では，地球内部から宇宙空間に広がが多いであろうカリフォルニア大学デービス校では土壌る自然環境，生物の変遷と自然環境の関係，人間圏と自を扱う分野は，Faculty of Land, Air, and Water Resources

然環境の相互作用，そして自然環境の中での人間活動そをその学科名としており，学科内に農地，灌漑，水文学，のものまで，地球惑星科学の全ての科学的トピックスが地下水学を扱う分野を包含している．

取り上げられるとされている．2005 年に設立され，2006

近年は地球観測衛星 ALOS が打ち上げられ全地球観

年 10 月 3 日時点で加盟 46 学会，総会員数約 5 万 3 千人

測時代である．また，数年前には地球シミュレータが登である．JPGU 自体は 1990 年からその大会を行ってき場し，数々の将来予測を発表している．しかしながら衛たが，2005 年に大きな改変を行い，また，2008 年に一星万能の時代に見えてもやはり地面の上における計測の般社団法人化した．我々になじみの深い水文 · 水資源学会や，日本地下水学会，日本沙漠学会なども同様に加盟
1 島根大学生物資源科学部

2009 年 6 月 24 日受稿 2009 年 6 月 29 日受理
土壌の物理性 112 号, 39–40 (2009)

重要性は変わることがなく，土壌を通じた，水 · 物質循
環，大気とのかかわり，すなわち物理的なプロセスは大切な情報を持っている．また，これは全く個人的な意見であるが，地球規模で種々の課題が議論される中にあって，陸域の最表層における土壌について教育 · 研究をし

40

土壌の物理性第 112 号

(2009)ている我々が，その課題にどのように関わることが出来

業ブースもところせましと並んでいた．また，大学の中るのか常に考えておくことは大切な視点だと考えていでも地球科学分野で COE を獲得しているような大学は，る．我々はどの点において他の学会と違い，どこがより活動のアピールと学生獲得のためにチラシや年報を配布

優れ，他分野とどう関わることが出来るのか，と．もちする姿が見られた．土壌物理学会は加盟が 3 月頃であっろんこれは，農業技術及び環境科学の発展に貢献するとたため，今回はブースを設けることが出来なかったが，いう本学会の目的と何ら違うところはない．

来年は机の一部を借りて，大会の宣伝やバックナンバー

今回はその学会において，コンビーナー（convener，をおくことを考えたい．参加して感じたのは，各学会が会議を招集する人．議長）を仰せつかっており，筆者

自分たちの分野を少しでも知ってもらおうと努力していの個人的活動として，埼玉大の川本さん，農工大の斎る姿勢である．今年，幹事となり自らが学会運営に関わ

藤さん，また産総研の先生などと共にセッションを開るようになって感じたのは，果たして自分は学会の宣伝催した．Subsurface Mass Transport, Material Cycle, andや学会員の獲得にどれほど関わってきただろうかと言う

Environmental Assessment. というセッションで，土壌や岩石からなる地質媒体における物質移動 · 物質循環について，室内実験，現位置試験，フィールド調査，解析 ·疑問だった．

評価モデル及び関連応用分野への適用など，広い視点かる憂慮に由来すると考えられる．つまり地学教育が軽視ら議論し，国内外における最新成果の交流を図ることをされるとそれはそのまま地球科学教育の低下につなが目的として開催した．本セッションは今年で 3 回目であるとの認識だろう．翻って我々は土壌研究を志す人間とり，これまで土壌物理学，地盤環境工学，資源 · エネル

して，世間の人々にその重要性を伝えるための努力をど

ギー工学を中心とする研究発表が行われ，今年度は口頭れくらいしているだろうか，と考えた．分野的な難しさ

発表 6 件，ポスター 26 件の発表数があった．土壌構造や程度の問題があると思うが，世間の人たちにもう少しを考慮するとガス拡散が適切に説明できたり，山火事に土という物の大切さを知ってもらう必要が有りはしない

よる土壌の撥水性の発現を物理的なアプローチから説明

か．社会科や理科で大気や水質の汚染やその浄化についしたり，はたまた水分計測技術の構築があったりと，なて習うことはあっても土壌について習うことは比率としじみが深く，かつ，広い分野から見てもそのかかわりがて低い．また，我々すら，ではよい土壌とは一体どうい認識できる発表がいくつもあった．

う物ですか，という問いにすぐに答えることはできない

私は個人的関心から生物地球化学や水文学，気候変動

また，高校生の参加の場があり斬新に映った．これは恐らく高校における地学教育の位置づけの低下に対すように思う．

のセッションも見て回った．どの分野もその分野の専門

前述したように地球陸域の最表層に存在する土壌は，のツールを持ち，それでもって地球科学という分野にど植物の培地であり，水を蓄え，負荷物質を濾過し，我々のように関わっているのかを探り，発表しているように人間に安定した生活を与えてくれている．水や大気に並見えた．母体である地球規模の科学から見れば，それら

ぶ環境資源の一つで，炭素貯留量は植物バイオマスよりの細かなツールがあって，より魅力的な学術分野になっ多く陸域最大で，農業，工業，環境科学など様々な分野ていく．寄せ集めではなく，相互に補完しながら総合科

にとって欠かすことの出来ない存在である．世間は今や学的な学会になるという点において，なるほどユニオン

環境熱また資源問題もあって，様々な自然環境分野をアとはそういうことかと妙に納得した．

ピールしやすい時期だと思う．その学問的重要性は我々が一番よく分かっているのであれば，広く一般の人々に，

地学教育と土壌教育

また広い学問分野に，その大切さを具体的にアピールし，

会場には加盟団体が自らの活動を宣伝するブースがあ活動を示していくことが今後につながると感じた．来年り，応用地質，地球化学，物理探査など各種学会が宣伝は土壌物理分野からの発表者がさらに増えると良いなと

パンフと共にその活動をアピールしていた．もちろん企希望的観測を持ちつつ報告を終わることにする．

書

評

水文科学
杉田倫明 · 田中正

編著

筑波大学水文科学研究室

著

共立出版 2009 年 2 月 25 日発行

A5 版 275 頁 ISBN 978-4-320-04704-4 定価本体 4000 円 + 税
田中正氏と初めてお会いしたのは，1987 年，ハワイの水蒸気の状態を理論的に述べる．第 3 章「降水」では，ホノルルである．東工大の日野幹雄教授と MIT の Bras

雪と降水の発生から降水量の測定，地球規模の降水量変教授が中心となり，「水文学の新たな十年に向けての物理動などに触れる．第 4 章「蒸発散」では蒸発散のメカニ

水文学研究の総合化」という 5 日間の日米科学協力事業

ズム，観測法，推定法とモデルを紹介し，数式の展開過セミナーがその地で開催され，日本側参加者の中に田中程も示す．第 5 章「地表面を介した降雨の分配」は，地正氏と筆者（宮崎）が含まれていた．セミナー参加研究

表面の森林が降雨を遮断したり通過させたり樹幹を流下者は日本側 16 名，アメリカ側 17 名でバランスが保たれ，させたりする「分配」に始まり，土壌中の降下浸透に至濃密で熱くかつ高度な議論が戦わされた．それもそのはるまでを追う．第 6 章「地中水」は，第５章の続きであず，参加者には（敬称略にて）竹内邦良，虫明功臣，榧根勇，り，土壌水の運動と地下水流動・地下水涵養を理論的に

塚本良則，高棹琢馬，池淵周一，宝薫，木下武雄，村岡浩爾，

提示する．第 7 章「地表水の循環」では，1960 年代まW.H.Brutsaert, V.K.Gupta, S.P.Neuman, D.A.Woolhiser,
H.J.Morel-Seytoux, P.K.Kitanidis, T.Dunne, A.Freeze,
M.J.Kirkby, C.H.Kim など，ビッグネームが勢ぞろいしで水文学の中核であった流出解析が，1970 年台以降，マていたのである．

る．第 8 章「水・物質循環」では，水質の形成と進化，水

クロポアや亀裂流，地質構造と流出の関係など，流域シ
ステムの実態解明へと急速な進歩を遂げたことを強調す

爾来 20 数年，田中正氏の水文科学における広範なご活質汚染機構など，これまでの水文学では視野に入りきれ躍に注目してきた．特に，森林からの降雨流出で土壌中なかった環境科学領域を，水文科学の対象として包含すのマクロポアが果たす役割を可視化した研究が，この分る．第 9 章「流域を基本単位とした水循環」では，水文

野において強烈なインパクトを与えたことを記憶してい科学が国内の環境行政や地球規模の水問題とどのようにる．その田中正氏が AGU の Water Resources Research

関わるかを説明し，森林，水田，都市といった土地利用

誌 Associate Editor も勤められた杉田倫明氏と共編著でと水循環という枠組みでの水循環の捉え方を述べ，統合「水文科学」を出版されたと聞いては，黙っていることは的流域管理の展望を示す．

出来ない．早速，インクの匂い醒めやらぬこの書をワク
ワクしながら紐解くに至った．

以上の章構成の狙いは，本書の前書きにある．すなわ
ち，「科学としての水文学は始まったばかりである．本書

まず目についたのは，本書が W.Brutsaert 著，杉田倫はおそらく，日本語で書かれた最初の 水文科学 に関す

明訳，筑波大学水文科学研究室監訳「水文学」（共立出る体系化された教科書になるはずである．
」これは，カー

版 2008 年）の姉妹編だということである．本書「水文クビーの著書 Hillslope Hydrology（1978）と同様，より科学」が入門編，「水文学」が上級編に位置するという．

詳細な流域システム内の水の流れを追跡することが世界

しかし，本音を言うと，本書が入門編とはとても思えな的な潮流である，と認識して本書を位置づけたことに他

い．杉田，田中両氏編著の下で，8 人の共著者が全 9 章

ならない．

をカバーしているということは，各章において，その章

この出版意図は基本的に成功している．従来の「水文に最も精通した著者が，渾身の書下ろしをしているので学」が，水循環の現象論と数学モデルに偏りすぎていた

あり，そんなに簡単に読み下せるとはとても思えない．

とすると，本書「水文科学」は，水循環のメカニズムに早速，各章を紹介しよう．

深く立ち入った．同時に，物質循環との関連性にも広く

第 1 章「水文科学とは」では，水循環の概念から解き視野を広げ，水文学をより普遍化・体系化した．しかし，明かし，地球上の水の総量と水資源，世界における水需

その目論見はまだ完成したとは言えない．むしろ新し

要の将来予測など，大きな視野で水文科学を俯瞰する．

い知の体系化を開始した，と見るほうが的確ではないだ

第 2 章「エネルギーと水循環」は，エネルギー収支の観

ろうか．そうであるとすれば，「水文科学」の真の体系

点から水循環の駆動力を述べ，大気の安定条件や大気中化は，本書を更に乗り越えたものであろう．本書は，そのような学の体系をこれから作っていこう，という強い2009 年 3 月 25 日受稿 2009 年 4 月 1 日受理
土壌の物理性 112 号, 41–42 (2009)

メッセージ性が備わっている．その意味では，いくつかの細かい疑問点を差し引いても読み応えがあり，また，

42

土壌の物理性第 112 号

(2009)

研究意欲を掻き立てられる書，ということが出来よう．

ことに留めていること，第 9 章で流域を基本単位とする

細かい疑問点としては，第 4 章で，蒸発過程が第 1 段とあるが，従来の水文学や流出解析との違いが判然とし

階と第 2 段階で整理されていること（土壌物理では 3 段
階で整理している），第 5 章，第 6 章で浸透流の様々な特性（フィンガー流など）について引用文献を紹介する

ないこと，などが挙げられる．
宮崎毅（東京大学）

会 務 報 告I. 新旧引継ぎ事務局会議
日時：2009 年 3 月 19 日（木）IV. 2009（H21）年度第 1 回編集委員会

場

所：鳥取大学日

出席：旧事務局（3 名）／筑紫（会長）、長（庶務幹

乾燥地研究センター事）、近藤（会計幹事）

議

開催形式：電子会議
時：質疑応答 · 討論2009 年 4 月 22 日 ∼4 月 29 日
出席委員：諸泉利嗣，江口定夫，川本 健，北川 厳，小新事務局（5 名）／井上（新会長）、諸泉（新杉賢一朗，斉藤広隆，鈴木伸治，近森秀高，取編集委員長）、木原（新庶務幹事）、猪迫（新出伸夫，中村公人，中矢哲郎，原口暢朗，藤川

庶務幹事）、森（新会計幹事）

智紀，望月秀俊（委員 14 名中 14 名参加：

題：

成立）

1. 新体制の確認
2. 全体および個別の引継ぎ
3. 意見交換(1) 学会ロゴマークについて(2) 学会賞の見直しについて◦ 議事内容：1. 編集委員の役割と実務について報告がなされた．
2. 編集委員会関係メールアドレスについて確認がな
された．

3. Tex 導入に伴う最終原稿のファイル形式と体裁確認について，確認がなされた．

4. 次回編集委員会についての連絡と「特集，講座」

II. 2009（H21）年度第 1 回事務局会議
日時：2009 年 4 月 23 日（木）場

所：鳥取大学出席：井上会長、木原庶務幹事、猪迫庶務幹事、農学部

森会計幹事、諸泉編集委員長
議

題：V. 2009（H21）年度第 2 回編集委員会
開催形式：電子会議
日

1. 年間事業計画の検討(1) 2009 年度土壌物理学会大会(2) 学会ホームページの強化に係る意見交換(3) 事務局業務の軽減に係る意見交換(4) 印刷原稿の完全版下化の状況
2. 2008 年度会計決算状況について(1) 2008 年度決算と会計状況に係る意見交換
3. 編集委員会報告(1) 112 号掲載予定原稿および投稿原稿の状況に関する意見交換

III. 2009（H21）年度第 2 回事務局会議
日時：2009 年 5 月 28 日（木）場

所：鳥取大学出席：井上会長、木原庶務幹事、猪迫庶務幹事、農学部

森会計幹事、諸泉編集委員長
議への協力依頼がなされた．

時：質疑応答 · 討論2009 年 6 月 2 日 ∼6 月 8 日
採決2009 年 6 月 9 日 ∼15 日
出席委員：諸泉利嗣，江口定夫，川本 健，北川 厳，小杉賢一朗，斉藤広隆，鈴木伸治，近森秀高，取出伸夫，中村公人，中矢哲郎，原口暢朗，藤川智紀，望月秀俊（委員 14 名中 14 名参加：
成立）

◦ 議事内容：1. 編集委員会事務局より提案のあった「土壌の物理性 112 号」発行計画が全会一致で承認された．
2. 事務局より提案のあった新企画「技術研究レター」
及び「Q&A コーナー」の開始について，賛成多数（賛成 10 名，保留 4 名）で承認された．
3. 投稿者がすべて非会員の場合の投稿原稿の受付について，意見交換がなされた．

題：

1. 2009 年度土壌物理学会大会について(1) テーマ、講演者、開催場所に関する意見交換
2. 学会賞選考委員会について
3. 出版体制に係る意見交換
4. 編集委員会報告
5. その他(1) JPGU 総会について

VI. 会員消息（2009 年 6 月 25 日まで）
入会 正 会 員

飯田

訓久

正 会 員

井手

淳一郎

正 会 員

浦川

梨恵子

正 会 員

南川

和則

正 会 員

森本

聡

学生会員

森澤

太平

学生会員

渡部

慧子

学生会員

Shakil Uddin Ahmed44

土壌の物理性第 112 号

(2009)

退会 正 会 員

青木

正雄

正 会 員

松田

豊

正 会 員

赤司

和隆

正 会 員

山田

一郎

正 会 員

有村

玄洋

正 会 員

山本

太平

正 会 員

梅田

安治

正 会 員

駒塚

富男

正 会 員

川地

武

学生会員

鈴木

満智子

正 会 員

神田

健一

学生会員

Dewpure A. L. Leelamanie

正 会 員

菊地

晃二

学生会員

平井

優也

正 会 員

木村

清

学生会員

星

透

正 会 員

小林

伸行

学生会員

Meldi T.M. Sinolungan

正 会 員

小前

隆美

購読会員

岐阜県農業技術センター環境部

正 会 員

小山

修平

正 会 員

佐久間

敏雄

正 会 員

高橋

正州

正 会 員

田熊

勝利

正 会 員

中野

俊郎

正 会 員

橋本

岩夫

正 会 員

長谷川

徹

正 会 員

浜崎

忠雄

正 会 員

藤原

耕治

正 会 員

本田

純一

現在会員数（2009 年 6 月 25 日現在）
正会員数（国内）

：338

5
学生会員数
： 25
賛助会員数
： 10
—————————————小 計
：378
購読会員数
： 48
—————————————合 計：426
同 （海外）：

45— 編 集 後 記—
温暖化対策の中期目標に関する議論がメディア上で活一つ言えることは，pdf ファイルをモニターで読んで発に交わされています．首相は 10 年間で温室効果ガス

いても CO2 は発生する，ということです．100 W のノーの排出を 15 % 減らす目標を掲げ，環境 NGO や野党やト PC を 1 時間稼働させるとおよそ 37 g 排出されます．

大新聞の半数ほどは不十分だと批判しています．声高に

1 時間で 5 頁以上読めるのであれば PC の方が，それ以下

温暖化対策を訴える大新聞が決して伝えない事実が一つであれば紙の方が低負荷ということになります．ですのあります．それは，新聞（特に製紙，印刷，配送）に要す

で，せめて本書を読んでおられる間は PC の電源を切っる排出の大きさです．私の推算では，本体の製紙だけでてはいかがでしょう．

総排出量の約 1 % を占めます．折り込み広告や印刷や配

さて，前号より，TeX による版下作業を SoilWater 社

送に要する排出量を加えればその倍くらいになるでしょに委託しておりますが，TeX の雛形作成や細々としたう．にもかかわらず，新聞業界は文字の大型化を進めてノウハウの収集にあたっては三重大学の渡辺氏に多大ないます．A4 紙 1 枚の製紙で 8 g の CO2 が発生します．

るご献身を頂きました．この場を借りて感謝申し上げま

印刷や配送でその倍になると仮定して，1 日 63 枚で「1す．私はエジプトに長期出張中でありまして，編集委員

人 1 日 1 kg」運動は帳消しです．インターネットと PC

長にご負担をかけた上，前編集幹事の宮本輝仁氏に引きで情報を伝えられる今日，紙媒体の存在意義は何だろう，

続き印刷会社との調整役をお願いしました．快諾して下と考えてしまいます．

さった宮本氏に深謝いたします．
藤巻晴行（編集幹事）

土壌物理学会
事務局構成

会
長
副 会 長
庶務幹事
庶務幹事 （会長付き）
会計幹事
編集幹事
会計監査

編集委員会

委 員 長
委
員

井上
加藤
木原
猪迫
森
藤巻
石黒
増永
諸泉
江口
川本
北川
小杉
斉藤
鈴木
近森
取出
中村
中矢
原口
藤川
望月

光弘
英孝
康孝
耕二
也寸志
晴行
宗秀
二之
利嗣
定夫
健
厳
賢一朗
広隆
伸治
秀高
伸夫
公人
哲郎
暢朗
智紀
秀俊

（鳥取大学）（（独）農業環境技術研究所）（島根大学）（鳥取大学）（島根大学）（筑波大学）（岡山大学）（島根大学）（岡山大学）（（独）農業環境技術研究所）（埼玉大学）（（独）農業 · 食品産業技術総合研究機構）（京都大学）（東京農工大学）（東京農業大学）（岡山大学）（三重大学）（京都大学）（（独）農業 · 食品産業技術総合研究機構）（（独）農業 · 食品産業技術総合研究機構）（東京農業大学）（（独）農業 · 食品産業技術総合研究機構）

土壌物理学会会則「土壌の物理性」投稿規定

第 1 条 本 学 会 は 土 壌 物 理 学 会 (Japanese Society of Soil
1. 筆頭著者は本学会会員であること．
Physics) と称する．
2. 投稿原稿の区分と規定ページは下記による．
第 2 条 本学会は土壌物理に関する研究の進歩と普及を図1) 「論文」(Original papers)：独創性があり，土壌り，農業技術及び環境科学の発展に貢献することをの物理性に関する研究および技術の進歩に寄与目的とする．
すると見なされるもの．一編ごとに論文として第 3 条 本学会はその目的を達成するために次の事業を行う.
の構成を整えていて，他誌に未発表のものに限(1) 研究発表会，討論会および見学会などの開催
る．規定ページを刷り上がり 6 ページ以内と(2) 学会誌「土壌の物理性 (Journal of the Japanese Sociする．
ety of Soil Physics)」並びにその他の印刷物の発行
2) 「研究ノート」(Notes)：土壌の物理性に関する新(3) 内外の研究，技術の交流及び他の学会，諸団体とのしい事実や研究方法の改良などの短い報告で，協力
独創性があり他誌に未発表のもの．規定ページ(4) 優れた論文に対する表彰を刷り上がり 4 ページ以内とする．
(5) その他，本学会の目的を達成するために必要な事業
3) 「総説」(Reviews)：土壌の物理性に関する主題
第 4 条 本学会の会員は，正会員，学生会員及び賛助会員，について，それまでの研究を総括し，今後の発購読会員の 4 種類とする．会員となるには，評議員
展方向を展望するもの．規定ページを刷り上が会の承認を受けなければならない．退会するには，り 6 ページ以内とする．
その旨を本学会に書面により届け出なければなら
4) 「解説」(Lectures)：土壌の物理性に関する諸事ない．
項の理解を計るための平易な解説，ならびに研第 5 条 会員は次の会費を所定の期日までに納めるものとす
究技術の普及交換を進めるための紹介など．規る．
定ページを刷り上がり 6 ページ以内とする．
5) 「研究紹介」(My research)：現在行っている研
正会員
年額
5,500 円究，他の学会誌等に掲載された論文，研究上の学生会員
年額
3,000 円工夫などについての平易な紹介．規定ページを（大学院生を含む）
刷り上がり 6 ページ以内とする．
賛助会員
一口年額 22,500 円
6) 「資料」(Miscellaneous)：広く会員の参考とな
購読会員
会誌年額
7,500 円る報告や情報．規定ページを刷り上がり 6 ペー
広告料賛助会員 15,000 円
ジ以内とする．
賛助会員以外22,500 円
7) 「土粒子」(Readers’ column)：「土壌の物理性」
周辺のことについての随想や意見など．規定
第 6 条 本学会に次の役員をおく．任期は 2 年とする．た
ページを刷り上がり 2 ページ以内とする．
だし，3 期連続の重任は認めない．選出方法は次に
8) 「講座」(Lecture series)：「解説」と本質的な違よる．
いはないが，特に編集委員会が企画して複数回(1) 会長 1 名，副会長 1 名，編集委員長 1 名
にわたって行うものを指す．規定ページを刷り
正会員の中から評議員会によって選出される．
上がり 6 ページ以内とする．
(2) 評議員
9) 「特集」(Topics)：「解説」，「総説」，「論文」がイ 15 名 正会員の中から選挙によって選出される．
混在したもので，特に編集委員会が企画して複ロ 3 名以内を会長が正会員の中から委嘱する．
数回にわたって行うものを指す．規定ページを(3) 会計監査 2 名
刷り上がり 6 ページ以内とする．
正会員の中から評議員会によって選出せれる．
10) 「書評」(Book reviews)：規定ページを刷り上が(4) 幹事若干名
り 2 ページ以内とする．
若干名の庶務，会計，編集の幹事を会長が委嘱する．
11) 「巻頭言」(Foreword)：規定ページを刷り上が第 7 条 会長は毎年 1 回以上総会並びに評議員会を招集
り 2 ページ以内とする．
する．
なお，上記区分において，編集委員会が会員ま(1) 総会は本学会の最高議決機関であって，事業計画，
たは会員以外に投稿依頼することがある．
予算 · 決算，会則の変更等を決定する．総会は正会
3. 原稿の採否は編集委員会が決定する．編集委員会
員及び学生会員で構成される．
は，「論文」および「研究ノート」については 2 名，
(2) 評議員会は，会員の選挙によらない役員の選出，総その他の投稿原稿には 1 名の閲読者を選んで閲読を会議案，その他の重要事項を検討する．評議員会の依頼する．ただし，
「土粒子」
，
「書評」
，
「巻頭言」に
議長は会長がこれにあたる．
ついては，この限りでない．
(3) 総会及び評議員会の議決は委任状を含む多数決とす
4. 投稿原稿が 2．に記す規定ページを越える場合には，る．ただし，会則の変更は，総会出席者の 3 分の 2
1 ページあたり 15,000 円を著者負担とする．また，以上の賛成を要する．
カラー印刷の場合は実費を著者負担とする．
第 8 条 本学会の会務は，評議員会及び総会の議を経て，会長，副会長，編集委員長及び幹事がこれを執行する． 5. 投稿する場合は，正原稿 1 部，コピー 2 部の計 3 部に原稿送り状（別紙書式）をつけて編集委員会宛に
会務執行に必要な規程は別に定める．
提出する．ただし，編集委員会が別途指示した場合
第 9 条 本学会に次の委員会をおく．
はこの限りではない．
(1) 選挙管理委員会
6. 投稿原稿を受け付けた場合，編集委員会は速やかに
正会員の中から評議員会によって選出され，本学会
受付番号と受付日付を明示した電子メールまたは書の評議員選挙を管理する．
状を投稿者に送る．また，投稿原稿の掲載を決定し(2) 編集委員会
た場合，最終原稿を受領したのちに受理日付を明示
正会員の中から評議員会によって選出される委員にした書状を著者に送付する．
よって構成され，学会誌その他の印刷物の編集に当
7. 著者に対して修正を求めた原稿が，特別な事情なたる．
く 6 ヶ月以内に再提出されないときは取り下げと見(3) 学会賞選考委員会 正会員の中から評議員会によっなす．
て選出される委員によって構成され，学会賞を選考
8. 著者校正は初校のみとする．また，特に申し出がな
する．
い限り印刷ずみの原稿は返さない．
第 10 条 本学会の経費は会費その他の収入を持ってあてる．
9. 掲載された原稿の PDF ファイルを著者に贈呈する．
本学会の会計年度は毎年 4 月 1 日に始まり翌年 3 月
また，著者は別刷りを印刷業者から購入することが31 日に終わる．
できる．
附則
10. 本誌に掲載された原稿の著作権は土壌物理学会に帰(1) 本学会の連絡先は，これを当分の間次に置く．
属する．
〒690-8504 島根県松江市西川津町 1060
(2007.12. 1 改正)
島根大学生物資源科学部 内(2) 本会則は，2009 年 4 月 1 日より施行する．
(2008.10.18 改正)

「土壌の物理性」原稿執筆要領

1. 原稿は，日本語または英語で執筆する．
2. 日本語の原稿は，A4 判，25 字，23 行とし，上下左右に 30 mm 以上の余白をとる（4 枚で 1 ページになる）．

3. 日本語の投稿原稿（ただし，書評は除く）は，はじ(Nakamura and Suzuki, 1981)）．著者が 3 名以上の場合は第 1 著者名のあとに—ら，または et al. をつける（例：山田ら (1978)，(Tayler et al., 1945)）．
26. 引用文献は，本文のあとに著者名の ABC 順に書く．
未発表，私信は引用文献として記載しない．
27. 引用文献の書き方は以下のようにする．

Bouma, J. and Dekker, L. W. (1978): A case study on
めに日本語で表題，著者名を書き，そのあとに英語
infiltration into dry clay soil, I. Morphological obserで表題と著者名（フルネーム），所属機関，所在地をvations. Geoderma, 20: 27–40.
書いてから本文を書き始める．また，第 1 ページ下
FAO (1988): Revised legend of the FAO-UNESCOの脚注に，日本語で所属機関と所在地，5 個以内のSoil Map of the World. p.119, FAO, Roma.
キーワードを書く．
（雑誌のページには
p. や pp. をつけない．本の単数
4. 日本語の論文および研究ノートは，英語による所属ページを示す場合には p.，複数ページを示す場合に機関・所在地表記と本文の間に英語で 175 words 程は pp. をつける）
度の Abstract と 5 個以内の Key words を入れる．
5. 日本語の投稿原稿（ただし，資料と土粒子，書評を 28. 本要項のほか，科学技術情報流通技術基準 (SIST) に準拠する．
除く）は，本文の後に日本語で 350 字程度の要旨を(2004. 6.29 改正)
つける．
6. 英語の原稿は，A4 判，ダブルスペースで作成する[土壌物理分野の SI 使用例]
（約 600 words で 1 ページになる）．
国際単位系（SI）については多くの出版物で解説さ
7. 英語の投稿原稿（ただし，書評は除く）は，はじめれているので，ここには，土壌物理に特に関連の深いに Manuscript title，Full names of authors，Address
単位の使用例を示す．
of institutions of authors を書いてから本文を書き始推奨される単位認められる単位
める．
−1
含水比
kg
kg
*
8. 英語の投稿原稿（ただし，資料と土粒子，書評を除
体積含水率
m3 m−3く）は，Address of institutions of authors と本文の体積
m3
L, cm3 , mL
間に 175 words 程度の英文 Abstract と 5 個以内の英密度kg m−3 , Mg m−3
語の Key words を入れる．
濃度kg m−3 , Mg m−3
g L−1 , mg L−1
9. 英語の投稿原稿（ただし，書評は除く）は，本文のモル濃度
mol m−3
mol L−1
後に日本語で表題と著者名，所属機関，所在地，350
力N
字程度の要旨，5 個以内のキーワードをつける．な
水分ポテンシャル J kg−1
kPa, m, cm, **
透水係数
m s−1
cm s−1
お，著者が外国人のみのために日本語部分の作成がイオン交換容量 molc kg−1, cmolc kg−1
困難な場合，英語部分からの和訳により，編集委員
回転数
s−1
min−1
会の責任でこれらを作成する．
−2
収量
kg
m
kg ha−1, Mg ha−1, t ha−1
10. 原稿には，閲読作業の効率化を図るため，本文に行
番号を 5 行毎に書き入れる．
* % 表示は，原則として分母と分子の内容が同じものの場
11. 英語の適正化はすべて著者の責任において行うこ
合にだけ用いる．
と．自然科学論文の執筆や校正に経験のある英語の** cm H2 O は使わない．
ネイティブスピーカーによってチェックされている
その他，疑問のあるものについては意見を聞いて編集委事が望ましい．
員会で検討する．
12. 閲読終了後に最終原稿を提出するときには，編集委(2000. 3.10 改正)員会が指示する形式・媒体の文書ファイルを同時に送付する．
「土壌の物理性」投稿案内
13. 本文は，章の見出しを 1.，2.，3.，節の見出しを 1.1，
1. 投稿原稿に対する基本方針
1.2，1.3，項の見出しを 1.1.1，1.1.2，1.1.3 のように
編集委員会は常に会員からの自主投稿を歓迎する
する．
と共に，投稿された原稿をなるべく早く，できるだ14. ゴシック，イタリック等の字体や上付き，下付き文
け掲載する方向で処理したいと考えています．ただ字など，まぎらわしい文字は，誤植防止のため鉛筆
し，「土壌の物理性」に掲載する原稿は読者にとってで指定する．
有益かつ完成したものであることが必要です．編集
15. 略語，略号を使うときには，はじめにそれが出たと委員会は，投稿原稿が「土壌の物理性」に掲載する
きに正式名称とともに示す（例：陽イオン交換容量
のにふさわしい内容を持つ原稿であるかどうかを基(CEC)）．
準として，掲載の可否を判断します．なお，他誌と16. 単位の使い方は，国際単位系 (SI) による．の二重投稿は認められません．
17. 日本語の原稿では，図，表，写真の番号は図 1，表「投
2，写真 3 のように書く．英語を並記する場合は， 2. 投稿原稿に求められるもの 投稿に当たっては，稿案内」と共に「投稿規定」「原稿執筆要領」をよくFig. 1，Table 2，Photo. 3 のように書く．英語の原読んでそれに従うと共に，閲読者が多忙な中で時間
稿では，図・写真とも Fig. 1，表は Table 2 のようにを割くことをよく理解して最大限に努力して完成し書く．
た原稿としてから投稿して下さい．投稿原稿に求め
18. 日本語の論文，研究ノートの場合，図，表，写真のられるものは下の通りです．
題名には英語を併記する．
(1) 内容について
19. 図，表，写真は必要最小限度とし，同一事項を表と1) オリジナリティーがあること（論文，研究ノー
図に重複して表示する事は避ける．
トの場合）．
20. 図，表，写真は 1 枚毎に A4 判で作成するか，また
2) 本誌の読者にとって有益であること．
は A4 判の紙に貼り付ける．余白に著者名と図表等
3) 導入，研究手法から結論に至る過程に論理性がの番号を鉛筆で記す．
あること．
21. 図と写真はそのまま製版されるので，鮮明なものを(2) 表現について提出する．
1) 原稿全体の構成が整っていること．
22. 図は 1/2 倍などとおよその縮小率を指定し，2 倍く2) 表題が適切であること．
らいに大きく書く．図の線の太さや文字の大きさ
3) 文章表現が適切であること．
は，刷り上がりの大きさを考慮して決める．
4) 英文アブストラクトや和文要旨が適切である
23. 地図や顕微鏡写真には定尺をつけ，縮尺や倍率はつこと．
けない．
5) SI 単位や記号の使い方が適切であること．
24. 図，表，写真の番号と題名は，別紙にまとめて一覧
表とする．
6) キーワードが適切であること．
25. 本文中で文献を引用する場合は，著者名（西暦），ま7) 英語の表現が適切であること．
たは（著者名，西暦）とする（例：Tanaka (1994),

3. 投稿原稿の受付
編集委員会は投稿原稿が体裁上最小限必要とする
条件を満たしていることを確認した後，原稿を受け付けます．条件を満たしていない場合には，著者への問い合わせ，もしくは原稿を受け付けずそのまま返稿する場合があります．
4. 閲読の目的と姿勢
編集委員会は受け付けた投稿原稿が「土壌の物理性」へ掲載するのにふさわしいかどうかを判定する
資料を得るために閲読を行います．編集委員会は適任の閲読者を選定し，閲読を依頼します． 編集委
員会は閲読者に対して特に次の点について注意をお願いしています．
1) 原稿の内容に対する責任は著者にあること．また，原稿の価値は読者が判断するものである
こと．
2) 閲読は内容の批判や討議を行うものではないこと．従って，見解の相違は掲載不適の理由にならないこと．
3) 閲読者は投稿者に対して研究指導する立場にないこと．従って，新たな実験や計算の追加要求などは極力避けること．
4) 閲読依頼期限を厳守すること．
閲読者から出された問題点について，編集委
員会は原稿が投稿原稿に求められるものを満たすために必要に応じて著者に修正を求めます．
ただし，これは著者に対する指導や助言ではありません．原稿の内容に対する責任はあくまで著者にあります．
5. 閲読の手順と投稿原稿の採否(1) 編集委員会は論文，研究ノートについては 2 人，
その他の区分の投稿原稿については 1 人の適任者へ閲読を依頼します．
(2) 閲読者は「2」の投稿原稿に求められる各項目について投稿原稿を評価し，閲読結果を全体意見および個別指摘事項と共に編集委員会へ報告します．
(3) 編集委員会は閲読結果を審議し，投稿原稿の採否を決定します．この際，論文・研究ノートについては原則として下のように取り扱います．
1) 閲読者 2 名とも総合判定が A（このまま掲載可）の場合には，閲読結果を受け取った日付で原稿を受理（掲載決定）します．
2) 1 名の総合判定は A ，もう 1 名は B（指摘の点が修正されれば掲載可）の場合，または 2 名
とも B の場合には，指摘事項について著者に比較的小さな修正を求めます．修正原稿が提出され，編集委員会が修正内容を確認した時点で受理します．
3) 1 名の総合判定は B ，もう 1 名は C（指摘の点が修正された後，再閲読する必要あり）の場合，または 2 名とも C の場合には，指摘事項について著者にやや大きな修正を求めます．提出された修正原稿は再び閲読を行います．
4) 1 名の総合判定が D（掲載不適）の場合には，第3 の閲読者に判定を依頼することを含め，編集委員会が対応を判断します．
5) 2 名の総合判定とも D の場合には，その理由を付けて著者へ返稿します．
6) 閲読は 2 回までとし，再閲読においても C または D の判定がある場合には，編集委員会が対応を判断します．
(4) 閲読結果の総合判定を D とする理由は次のようなものです．
1) 既発表とみなされるもの．
2) 重要な部分に根本的な誤りがあるもの．
3) 事実に基づいた内容ではなく，単なる主観が述べられているに過ぎないもの（論文，研究ノー
トの場合）．
4) 通説が述べられているだけで，新しい知見が全くないもの（論文，研究ノートの場合）．
5) 修正を要する根本的な指摘事項を多く含んでいるもの．
6) 連載形式で構成されており，1 編ごとに独立したものと認めがたいもの．
7) 全体構成や文章が粗雑で，内容の判定ができな
いもの．

8) 内容が本誌の趣旨に合わないもの．
9) その他，本誌に掲載する原稿としてふさわしくないもの．

6. その他
1) 共著者は全員が原稿に責任を負って下さい．共著者がいるにもかかわらず，その共著者が原稿を読んでないと判断されるような基本的なミスがある場合には，閲読を中止して返稿することがあります．
2) 修正原稿を返送する場合には，修正結果がすぐに分かるような回答書（指摘事項に対応した修正箇所・内容一覧）を作成し，添付して下さい．
3) 原稿は一度印刷公表されると末永く評価と批判の対象になります．閲読意見に対しては極力冷静かつ慎重に対処して下さい．誤解があった
場合には，その誤解を解くだけでなく，誤解を受けないような書き方に改める努力が求められます．
4) 「掲載不適」で返稿された原稿を再投稿する場
合は新規投稿扱いとなります．「掲載不適」とした理由を十分に確認・検討の上，再投稿して下さい．
(2004. 6.29 改正)「土壌の物理性」閲読の手引き

1. 閲読依頼期限の厳守をお願い致します．万一，期限内に閲読が困難な場合には，速やかに編集委員会事務局へ連絡して下さい．
2. 「投稿案内」において，下のものを投稿原稿に求めています．閲読においても，これらをその基準とします．
(1) 内容について
1) オリジナリティーがあること（論文，研究ノー
トの場合）．
2) 本誌の読者にとって有益であること．
3) 導入，研究手法から結論に至る過程に論理性があること．
(2) 表現について
1) 原稿全体の構成が整っていること．
2) 文章表現が適切であること．
3) 表題が適切であること．
4) 英文アブストラクトや和文要旨が適切である
こと．
5) SI 単位や記号の使い方が適切であること．
6) キーワードが適切であること．
7) 英語の表現が適切であること．
3. 「掲載不適」とする理由としては，下のようなものが挙げられます．
1) 既発表とみなされるもの．
2) 重要な部分に根本的な誤りがあるもの．
3) 事実に基づいた内容ではなく，単なる主観が述べられているに過ぎないもの（論文，研究ノー
トの場合）．
4) 通説が述べられているだけで，新しい知見が全くないもの（論文，研究ノートの場合）．
5) 修正を要する根本的な指摘事項を多く含んでいるもの．
6) 連載形式で構成されており，1 編ごとに独立したものと認めがたいもの．
7) 全体構成や文章が粗雑で，内容の判定ができな
いもの．
8) 内容が本誌の趣旨に合わないもの．
9) その他，本誌に掲載する原稿としてふさわしくないもの．
4. 原稿の内容に対する責任はあくまで著者にあります．また，原稿の価値は読者が判断するものです．
5. 閲読は内容の批判や討議を行うものではありません．従って，見解の相違は掲載不適の理由にはなりません．
6. 閲読者は投稿者に対して研究指導する立場にありません．よって，新たな実験や計算の追加要求などは極力避けて下さい．
7. 閲読者は著者と直接折衝をしないで下さい．著者との交渉はすべて編集委員会の責任で行います．

8. 閲読者として知り得た印刷前の原稿の内容はいかなる形でも利用・引用等出来ません．厳にご注意下
さい．
9. 著者に修正を求めた後に再閲読で総合判定を D（掲載不適）とすることは，閲読者にとっても著者にとっても非生産的です．完成度の低い原稿などにおいては，修正を求め再閲読を行うよりも「掲載不適」
として練り直してから新たに投稿するよう促した方がよい場合があります．その場合には，「掲載不適」の理由（「3」参照）を明示して下さい．個別指摘事
項への意見は不要です．
10. 閲読者から編集委員会へ意見等がある場合は，必ず「編集委員会への意見」として別紙への記入をお願いします．
（2003. 5.28 改訂）
土壌物理学会学会賞規定

1. 種類 学会賞に論文賞と優秀ポスター賞をおく．
2. 募集 論文賞の募集は年 1 回行い，学会誌「土壌の物理性」に公示する．

3. 推薦(1) 論文賞は正会員 1 名以上により推薦されたものを候補とする．

(2) 推薦は所定の書類を必要部数揃え，学会事務局へ提出する．

(3) 優秀ポスター賞については推薦を必要としない．
4. 選考 学会賞の審査並びに選考は，選考委員会において行う．

5. 表彰 論文賞は通常総会において表彰を行う．

6. その他(1) 論文賞の推薦がない場合も，選考委員会が適格論文の中から選考することができる．

(2) 論文賞に該当する論文は，「土壌の物理性」に，原則として受賞の前年 4 月 1 日から受賞年の 3 月
31 日までに掲載された原著「論文」を対象とする．
(3) 優秀ポスター賞の対象者は，土壌物理学会シンポ
ジウムのポスター発表者（本人）とする．なお学
生に限り会員外であっても対象に含める．
（2002.11.23 制定 2003.11.22 改正）
土壌物理学会学会賞選考委員会規定

1. 目的 学会賞選考委員会（以下委員会という）は，論文賞及び優秀ポスター賞の選考を行うことを目的とする．
2. 業務 委員会はつぎの業務を行う．
(1) 学会賞規定に基づく論文賞及び優秀ポスター賞の選考．
(2) 土壌物理学会学会賞選考に関するその他の事項．
3. 構成 委員会は委員長 1 名および委員 5 程度を持って構成する．
(1) 委員会は正会員より構成される．
(2) 委員は評議員会の推薦に基づき総会で決定する．
(3) 任期は 2 年とする．ただし，再任はさまたげない．
(4) 委員長は委員の互選により選出する．
(5) 若干名の専門委員をおくことを認める．
4. 開催 委員会は年 3 回程度開催する．
（2002.11.23 制定 2003.11.22 改正）

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資料

年

研究紹介

土粒子

月

日

書評

表題（和文）

表題（英文）

キーワード（日本語：５語以内）

キーワード（英語：５語以内）

著者名 1
ローマ字
著者名 2
ローマ字
著者名 3
ローマ字

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会員 · 非会員

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枚）

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図

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枚）

写真

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付記：投稿の宛先は土壌物理学会ホームページを参照のこと（http://wwwsoc.nii.ac.jp/jssp3/）

土壌物理学会会員登録用紙 [入会 · 退会 · 登録事項変更]
必要事項をご記入の上，このまま下記宛先に（郵便，FAX，E-mail の添付ファイルなどで）お送
りください。
届出内容

入会

申込年月日

西暦

会員種別

正

· 退会 · 登録事項変更
年· 学生 ·

月

日

購読

· 賛助

氏名
同上ローマ字読み性別

男

生年月（西暦年 · 月）

· 女

西暦

年

勤務先

· 自宅

勤務先
勤務先所在地〒

勤務先電話番号 / FAX 番号
勤務先 e-mail自宅住所〒

自宅電話番号 / FAX 番号
自宅 e-mail
会誌の送付先本学会以外の主な所属学会

本会記入
受付年月日：
承認年月日：
送付先・問い合わせ先
土壌物理学会事務局（庶務幹事）〒 690-8504 島根県松江市西川津町 1060
島根大学生物資源科学部 木原 康孝 宛
Tel.: 0852-32-6557, Fax.: 0852-32-6499
E-mail kihara@life.shimane-u.ac.jp

月複写される方に本誌に掲載された著作物を複写したい方は，（社）日本複写権センターと包括複写許諾契約を締結されている企業の従業員以外は，著作権者から複写権等の行使の委託を受けている次の団体から許諾を受けて下さい．著作物の転載 · 翻訳のような複写以外の許諾は，直接本会へご連絡下さい．

〒 107-0052

東京都港区赤坂 9-6-41

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土壌の物理性 第 112 号（会員配布）
発行 土 壌 物 理 学 会

2009 年 7 月 20 日発行〒 690-8504

島根県松江市西川津町 1060
島根大学生物資源科学部内

電0852-32-6557
kihara@life.shimane-u.ac.jp
http://wwwsoc.nii.ac.jp/jssp3/

話

E-mailURL

山陰合同銀行 島大前支店（店番 100）
普通 3732697 土壌物理学会 会計 森 也寸志
郵便振替
口座番号：01350-2-40943
加入者名：土壌物理学会
編集委員会事務局（投稿原稿送付先）
所在地はホームページ（http://wwwsoc.nii.ac.jp/jssp3）で最新の物を確認して下さい．
銀行口座E-mail印

kibyoshi@ml.affrc.go.jp
刷

創文印刷工業株式会社〒 116-0011 東京都荒川区西尾久 7-12-16

ISSN 0387-6012

Journal of the Japanese Society of Soil Physics
No. 112

July, 2009

Contents
Foreword.............................................................................

M. INOUE...

1

T. AIZAWA, T. SAKAI and H. NARIOKA...

3

H. OCHIAI, K. NOBORIO, N. KITA and T. KATO...

9

Original Papers
The expand in a decomposed granite, and its cause................................................
Solutes dynamics in soil during and after sterilization using hot water........................................
Special Reports
Role of Soil Physics in Research Projects on Water Cycle Processes
Soil physical constraints for materialization of the green revolution in Africa by dissemination of Sawah based rice farming.......................................................................

T. WAKATSUKI

...

13

M. ISHIGURO and M. MIZOGUCHI

...

27

Lectures
Reading of Classical Study Series
Thermodynamics of Soil Water by S. Iwata....................................................
Readers’ column..............................................................................

T. SAITO...

37..............................................................................

Y. MORI...

39

T. MIYAZAKI

Book review.........................................................................

...

41

Announcements................................................................................................

43

Editor’s Postscript................................................................................................

45

Published by

Japanese Society of Soil Physics
Department of Regional Development
Faculty of Life and Environmental Science, Shimane University
1060 Nishikawatsu-cho, Matsue-shi, Shimane 690-8504 Japan

http://wwwsoc.nii.ac.jp/jssp3/