芝生に必要な土壌学（土壌の水分管理編）

2016年６月
北海道グリーン研究会道南地区
株式会社ヒューエンタープライズ

植物の成長に必要なもの？
• 太陽光（赤外線）• 空気（CO２）• 水（H2O)• 肥料養分（N,P,K,Ca,Mg,S・・・）

植物成長に必要なもの

肥料

土壌

肥料の中身は？

土壌の物理性
化学性・微生物層は？
土壌温度は？

根の張り
芝種

芝生
養分吸収

植物の健康状態は？
気象条件は？

土壌とは何か？

土壌の構成要素
有機物・酸素・水分・養分・温度

微生物層

化学性

養分・イオン・塩・ｐH・CEC

物理性

粒度・透水・硬度・形状

土壌の構成物質（三相組成）

無機物
有機物
空気
水

空気Air
25%

孔隙

鉱物質Mineral Matter
45%

土壌固相

水Water 25%

有機物質Organic Matter5%

３つの鉱物質の部分

砂
シルト
粘土

土壌の粒径区分

土壌粒子の大きさ
土壌粒子

粒子の径比較類推

大変粗い砂

2.00-1.00

直径2.4ｍの玉

粗い砂

1.00-0.50

直径1.2ｍの玉中粗砂

0.50-0.25

直径0.6ｍの玉細かい砂0.25-0.10

バスケットボール

大変細かい砂0.10-0.05

ソフトボールシルト

0.05-0.002

ゴルフボール粘土

0.002

ポップコーンの種

土壌粒子
国際土壌学会法

粒径区分

直径(mm)

1g当たり粒子数

粗砂2.00-0.20

720

23

細砂

0.20-0.02

46,00091

シルト

0.02-0.002

5,776,000

454

90,260,853,000

8,000,000（800㎡）

粘土

0.002以下

1g当たり表面積(cm2)土壌粒子の総表面積

CEC（陽イオン交換容量）
CEC
0-8
8 - 1213 - 20
21 - 28
29 - 40> 40

土壌の種類砂砂壌土
シルト壌土
壌土粘土壌土
粘土

土性区分

仮比重

仮比重
• 孔隙率を求める• 砂の比重＝2.6～2.75ｇ/ｃｃ• 有機物の比重＝0.2～1.0ｇ/ｃｃ• 仮比重＝乾燥土壌（ｇ）÷土壌総容積（ｃｃ）• クレイ・クレイローム・シルト＝1.0～1.6g/cc• 砂・サンディローム＝1.2～1.8g/cc

仮比重・孔隙率• サンドグリーンの場合• 仮比重は1.25～1.55g/ｃｃ• 理想は1.40g/cc• 孔隙率（％）＝（仮比重/粒子比重）ｘ100

グリーンの砂
粒子サイズ

粘土
シルト
微細砂
細砂
中砂
荒砂
大荒砂
砂利

USGA方式mm<0.0020.002-0.05
0.05-0.15
0.15-0.25
0.25-0.5<3<5<5<20<35(75)0.5-1.0
1.0-2.0>2<45<7<3カルフォルニア
方式%<10 0-882-100<60<100-10

グリーンの構造

水分子
THE WATER MOLECULE

水分子は双極THE WATER MOLECULE ISDIPOLAR酸素側～マイナス極
水素側～プラス極
The Hydrogen End – Positive Potential

The Oxygen end – Negative
Potential利用可能な水
Water Availabilityからからの乾燥Oven Dry27

利用可能な水
Water Availability

湿りやすい共同因子
Hygroscopic Coefficient

28利用可能な水
Water Availability

弱る部分
Wilting Point29

利用可能な水
Water Availability

抱え込む領域
Field Capacity

重力作用水
Gravitational Water30

利用可能な水
Water Availability

張力（バール）Tension (bar)

カラカラの乾燥Oven Dry (-10,000)
湿りやすい共同因子Hygroscopic Coefficient (-31)
弱る部分Wilting Point (-15)

利用不可NOT AVAILABLE
利用不可NOT AVAILABLE

利用可能水
抱え込む領域Field Capacity (-0.3)

AVAILABLE WATER

利用不可NOT AVAILABLE
重力作用水Gravitational Water (>0.3)31抱え込む領域

土壌水分

利用可能な水

弱る部分
利用不可の水砂

粘土

きめ細かくなる土壌水分の重要性• 空気の層は根の成長に不可欠• 空気の層は土壌表面の温度を伝えにくい• 散水の基本は『多量・小回数』• しおれ点（８％）• 最大２５％• 長雨による飽和からの空気層の回復

土壌の構成物質（三相組成）

無機物
有機物
空気
水

空気Air
25%

孔隙

鉱物質Mineral Matter
45%

土壌固相

水Water 25%

有機物質Organic Matter5%土壌水分計赤外線・土壌温度計

水の必要性について考えてみましょう
Meeting the Water Requirements

良い根は燃料パイプのように働きます
Lateral fine roots act like fuel lines…

水の貯水池（燃料タンク）は土壌層です
To water reservoirs (fuel tanks) in the soil profile43水の必要性について考えてみましょう
Meeting the Water Requirements

このセミナーで重要なポイントは
A KEY POINT TO REMEMBER DURING THIS SEMINAR

水が根を捕まえなければいけないということ
WATER MUST INTERCEPT ROOTS

根は水を捕まえないということ
44
ROOTS DON’T INTERCEPT WATER撥水を考える
UNDERSTANDING WATER REPELLENCY

水のサッチと土壌層との関連
WATER’S’ RELATIONSHIP TO THATCH & SOIL PROFILE

水分子

サッチと土壌層WATER MOLECULESTHATCH & SOIL PROFILE

45

地上部の成長Topgrowth

根部Roots
WinterFallSpring
Summer
芝生の根部と地上部の成長の季節変化Seasonal patterns of root and shoot growth of turfgrass46

76呼吸Respiration

54光合成
Photosynthesis

32110月

9月

8月

7月

6月

05月

u mol CO2 / m2 s

8

刈高3.2mmの芝の７月と8月の呼吸が光合成を超えるIn July andAugust respiration exceeds photosynthesis in turf grass mowed at 1/8 inch47

76呼吸Respiration

54光合成
Photosynthesis

321１０月

9月

8月

7月

6月

05月

u mol CO2 / m2 s

8

刈高４mmの芝の光合成と呼吸
Photosynthesis and respiration in turf grass mowed at 5/32 inch48

水分子
THE WATER MOLECULE

49

水分子THE WATER MOLECULE

水分子＝双極WATER MOLECULE = DIPOLAR

50水分子の水素（プラス）側はマイナス側を引きつける（他の水分子の酸素側）
THE HYDROGEN (POSITIVE) END OF THE WATER MOLECULEIS ATTRACTED TO NEGATIVE SITES(INCLUDING THE OXYGEN END OF ANOTHER WATER MOLECULE)

水素結合
HYDROGEN BOND

51

水分子はお互いに引きつけあいます
WATER MOLECULES ATTRACTED TO EACH OTHER

凝集COHESION
52

凝集
COHESION

53ここで何が起こっているのでしょう？
WHAT’S HAPPENING HERE?

54

表面張力
SURFACE TENSION

55

マイナスの土壌やサッチに水が引きつけられますか？
ATTRACTION OF WATER MOLECULES NEGATIVE SITES ON SOIL & THATCH?

56

付着ADHESION

57

付着の反対現象は？
OPPOSITE OF ADHESION?

58撥水（疎水性）
WATER REPELLENCY(hydrophobicity)59土壌撥水の特徴
SWR Characterization

高い砂の比率High sand content

トップドレッシングTopdressing60

土壌撥水の特徴
SWR Characterization

高い有機物質/サッチ
High organic matter / thatch

61

単一土壌コア法
Intact Soil Core Method
 １５～２０cmの土壌コアを問題の土壌から採取するRemove a 6‐to‐8 inch intact soil core fromthe suspect area

 ３～４つのサンプルを取るTake 3‐to‐4 samples
 自然乾燥させる（オーブンなどで乾燥させない）Air Dry the samples (DO NOT Dry in anOven) １５mm間隔に水滴を落とすApply Droplets of water every ½ inch
 土壌に水滴が完全に浸透する時間を計るObserve the time it takes the drop tocompletely penetrate the soil

62

水滴浸透力Water Drop Penetration63水滴浸透テストの結果分析
Water Drop Penetration Test Classification for Soil Water Repellency

WDPT (秒）seconds

疎水度Degree of Repellency

0–5なしNone5 – 60

少々Slight

60 – 600

中から高Moderate to High

600 – 3,600

激しいSevere> 3,600

激甚Extreme64電子顕微鏡写真
Electron Micrographs of Sand Particles

有機コーティングのなり砂粒子

有機コーティングされた砂粒子

Electron Micrograph of sand particle with no organic
coating

Electron Micrograph of sand particle with organic
coating

65

浸透剤の事実SURFACTANT FACTS
非イオン系浸透剤

浸透剤は全て同じではありませんNOT ALL SURFACTANTS ARE THE SAME
浸透剤は水溶処理パターンを作りますSURFACTANTS PROVIDE HYDRATION SITES
浸透剤は“水和処理パターン”を作ります

親水（極性）

水和部分

SURFACTANTS CAN ESTABLISH A “PATTERN OF HYDRATION”

浸透剤の処理パターンは使用した浸透剤の種類によって決まります
SURFACTANT PATTERN DETERMINED BY TYPE OF SURFACTANT USED撥水（非極性）

浸透剤は撥水症状の原因物質の生成を予防したり、取り去ることはできません
URFACTANTS DON’T CURE OR PREVENT HYDROPHOBICITY

接続部分

浸透剤は芝生が使用できる水と水の動きに影響を与える撥水症状を予防し、処理することができる
SURFACTANTS TREAT OR PREVENT CONDITIONS OF HYDROPHOBICITY FROM IMPACTING WATER MOVEMENT AND AVAILABILITY TOTURF PLANT

66

フミン酸の単量体が固まりを作る

変化の過程

フミン酸の分子集合体67

もしフミン酸がマイナス側であれば水を引きつけることができます
IF HUMIC ACIDS HAVE NEGATIVE SITES AND CAN BE HYDRATED…

水和フミン酸ではなぜ撥水症状の原因になるのでしょうか？
WHY ARE THEY ATTRIBUTED TOWATER REPELLENCY?
68なぜなら低温/高湿から高温/低湿状況に変わると撥水状態に変わるのです
BECAUSE THEY ARE RENDERED HYDROPHOBIC WHEN CONDITIONS CHANGE FROM
COOL/WET TOHOT/DRY

フミン酸の物理的構造が壊れてしまうのです69
THE HUMIC ACID LOOSES ITS STRUCTURAL INTEGRITY

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Thank You