異常気象時代の管理（芝生の管理に必要な土壌学・肥料学）
2022年1月27日北海道大学学術交流会館

北海道グリーン研究会研修会

株式会社ヒューエンタープライズ異常気象による芝生への影響

温度（気温）

湿度（水分）

高温

寒地型芝生の生育条件を超える

低温

凍害、低成長での障害

多雨

土壌水分飽和、日照不足、土壌流出崩壊

干ばつ

乾燥害、水源の枯渇

基本の確認植物の成長に必要なもの？

• 太陽光
• 空気
•水
• 養分

植物成長に必要なもの

空気
窒素

N278.08%

酸素

O2

20.94%

アルゴン

Ar

0.934%

二酸化炭素

CO20.032%

陽イオンと陰イオン
養分

元素記号

窒素
リン
カリウム
カルシウム
マグネシウム
硫黄

N
P
K
Ca
Mg
S

通常植物によって吸収されるイオン形
態
NO3-,NH4+
H2PO4-,HPO42K+
Ca2+
Mg2+
SO42－

芝生の能力を最大限に利用する

対策
解決！
現状分析

あるべき姿
問題点

草種の選択高温下の問題高温下の弱点（寒地型芝・C3）• 強光下（高温）になるとルビスコが働かなくなり二酸化炭素を取り込めなくなる【光呼吸】• 土壌温度が上がると根の生育が制限される

高温下の問題
問題

発生理由or問題

対策

病害・虫害・こけ・藻過剰な土壌表面の水分、有機物

土壌有機物と土壌水分の管理

土壌有機物の分解

脱窒、過剰な養分、硝酸化

土壌の有機物の管理

ドライスポット

疎水性土壌

適正な浸透剤の使用、土壌有機物の管理

土壌温度の上昇

根の衰退、蒸散作用の減少、 土壌孔隙の維持
水分・養分吸収の障害

散水方法

過剰散水による土壌中の空気減少、根の生長障害、養分流亡

土壌水分計による適正な水分の維持、施肥管理

硝酸化、脱窒、流亡、揮散

適正適量な肥料の施肥

芝生の成長と温度
（℃）

寒地型

暖地型

芝の状態

気温

高温枯死

55>60

茎葉生育限界3249

栽培適温24～27

茎葉成長適温15～25

15～2127～32

土壌温度21～2727～38
10～18

根部成長適温

最低根部成長気温21～24

根部成長限界最低茎葉成長

土壌温度

4.4

24～29
130.6

1.7～10土壌温度の維持• 夏場の土壌表面は50℃を超える• 裸地の方が地表面の温度は高い• 水は空気の20倍温度を伝えやすい• 水の温度は下がりにくい• 土壌の空気は大気と入れ替わる蒸散作用
葉からの蒸散作用で3～10℃温度を下げられる
そのためには十分な水分を吸い上げられる十分な根量が不可欠

赤外線・土壌温度計

サマーデクライン
Summer Decline

地上部の成長Topgrowth

根部
冬

春

夏

Roots

秋

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 turfgrass24

７月と8月の呼吸が光合成を超える（刈高3.1mm）
In July and August respiration exceeds photosynthesis in turf grass mowed at 1/8 inch

8765呼吸Respiration

4光合成Photosynthesis

3210月

9月

8月

7月

6月

05月

125

刈高４mmの光合成と呼吸
8765呼吸Respiration

4光合成Photosynthesis

32１０月

9月

8月

7月

06月

15月

u mol CO2 / m2 s

Photosynthesis and respiration in turf grass mowed at 5/32 inch

26

90
25
50-75200-250深くて広い根圏を維持するためには

根の成長に最も重要な物は・・
根の成長に最も必要な物は土壌の孔隙＝空間＝空気
発根促進剤、酸素供給剤、リン肥料・・・などなど・・・【疑問】
それらに効果があるかどうかわかりませんが・・・あったとしても土壌に空間が十分になければ地表面に撒いた資材が根圏全体（地下10ｃｍ）に行き渡るでしょうか？

長雨で土壌が飽和してしまったとき・・• 土壌の孔隙が水で飽和して土壌の空気がなくなり根が生育できなくなる• 養分が過剰に流亡している• 水分が熱を維持してしまっている• 速やかにムク刃で穴を開ける• 速やかに適正な液肥を散布する• 土壌に有機物が多い場合は春の段階で更新作業（12mm以上）をできるだけ数多くする

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

土壌粒子の総表面積

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

90,260,853,0008,000,000（800㎡）

粘土0.002以下

1g当たり表面積(cm2)土性区分仮比重仮比重• 孔隙率を求める• 砂自体の比重＝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

撒いた物はどうなる？

砂粒子の顕微鏡写真
Electron Micrographs of Sand Particles

有機被覆のない砂粒子

有機被覆された砂粒子

Electron Micrograph of sand particle with no organic coating

Electron Micrograph of sand particle with organic coatingサンプル名： 鹿島 焼砂５号

篩い目(mm)

g

%

2.000

00.0

1.000

20.10.500

1047

60.1

0.250

613

35.20.150

70

4.00.053

80.50.020

20.1

以下

00.0

合計

1742

100

CEC（陽イオン交換容量）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CEC（陽イオン交換容量）• 土壌コロイドの総量• 肥料養分の保持力• 土壌の種類• 土壌の浸透性• 単位 ミリモー

CEC（陽イオン交換容量）CEC（陽イオン交換容量）
CEC＝有機物％ｘ2.5＋粘土鉱物％ｘ0.57

低いCEC値（サンドグリーン）のジレンマ• 排水性良い• 孔隙が多い• 踏圧がかかっても孔隙が減らない• 根が良く張る• 土壌温度を維持しやすい• 土壌表面が乾きやすい• 肥料の効果が短い• 土壌水分の調整（散水）が必要

重要なことは・・• 肥料の選択が重要• 散水の方法が重要

施肥のポイント（低ＣＥＣ）• 液肥の寿命は大変短い（数日）• 粒状肥料も速効性の寿命は短い（数日＋）• 多雨期の流亡が多い• 緩効性粒状肥料の選択が無駄がない施肥した窒素はどうなるか？

葉身中の養分量と成長最適条件範囲
1 0 ％成長低
養分欠乏範囲成長

必要十分

危機的養分量葉身中の養分量

贅沢
消費

生
育
障
害
毒性養分量

窒素必要量Nitrogen Fertility Response Range

成長月１ヶ月

窒素必要レベル大変低い

g/㎡
0.0 – 1.8

低い

1-3

中程度

1.8- 4.5高い

2.5-6.7

芝種バッファローグラス
バヒアグラスセンチピードグラス
チューイングフェスク
レッドフェスク日本芝
ペレニアルライグラス
トールフェスク
ケンタッキーブルーグラス
クリーピングベントグラス
バミューダグラス寒地型芝の年間の成長変化

貯蔵養分• 貯蔵養分はクラウン（茎部分）、ランナー内に蓄えられる• 春秋の成長期に十分な養分を与えることによりその後の夏冬のストレス期に備える・・・耐暑性、耐寒性の増大• 環境ストレス、管理ストレス、気候ストレスによる障害から速やかに回復するために重要な役割をする

施肥を考えるときのポイント• 即効性窒素肥料の芝生の吸収効率は50％程度（脱窒・流亡）• 即効性窒素肥料の残効は数日から数週間• CECが低い場合はそれ以下になる・・流亡するため• 土壌温度が上がると微生物の活動が上がり肥料の効果は早く・短くなる• 土壌有機物が多いときは微生物の活動は上がる• 土壌有機物中の窒素は土壌分析には出てこない• 緩効性肥料も微生物分解の物は微生物の活動に影響を受ける• 散水は調節できても雨は調節できない・・長雨は流亡が大• 雨や微生物の影響を受けない緩効性肥料は樹脂被覆だけである

窒素の年間施肥量の計算
1. 土壌分析による窒素量の結果は窒素施肥量の計算根拠にならない
2. 芝生の種類
3. 管理レベル
4. 気候条件
5. 肥料成分の種類（即効性窒素・緩効性窒素）
6. 土壌中の有機物量【札幌の平均気温とN要求量試算】
月/℃

1

日最高

8.6 11.1 13.2 18.7 19.9 26.0 27.3 29.0 28.3 20.3 16.2 14.7

日最低

-1.1

1.4

5.2

日平均

3.4

6.1

9.2 14.2 16.1 22.0 23.5 25.4 24.2 16.0 10.8 9.3

N/g/㎡(Hi)00244666642040000223333200

18N/g/㎡(Lo)234567891011

9.7 12.1 18.4 20.0 22.8 20.8 12.3 6.2

12

計

4.6

シンプルで効率の良い施肥設計

使用場所

肥料名

成分

N緩効性

年間施肥量(g/㎡)

N

PK㎡

単価/㎡
2021年

総費用

ベントグリーン

グリーンズキン
グ１８

18-2-24メチレン70%

120

21.6

1.0

23.9

12,000¥39.4¥472,000

洋芝FW

カスケードK

21-2-21

樹脂被覆70%

60

12.6

0.5

10.4

120,000¥13.5¥1,620,000

植物体内の元素の量

養分単位

乾燥植物体含有量

葉身中養分の十分量レベル
クリーピングベントグ
ラス

ペレニアルライグラ
ス

芝生一般

C

炭素%

45H

水素%

6O

酸素%

45N

チッソ%

2.0-6.0

4.50-6.00

3.34-5.102.75-3.50

Pリン%

0.10-1.0

0.30-0.60

0.35-0.55

0.30-0.55

K

カリ%

1.0-3.0

2.20-2.60

2.00-3.42

1.00-2.50

Ca

カルシウム%

0.30-1.25

0.50-0.75

0.25-0.51

0.50-1.25

Mg

マグネシウム

%0.15-0.50

0.25-0.30

0.16-0.32

0.20-0.60

S

硫黄

%

0.15-0.60-

0.27-0.56

0.20-0.45

Fe

鉄ppm

100-500

100-300

97-93435-100

Mn

マンガン

ppm

20-50050-10030-73

25-150

Cu

銅ppm

10-50

8-30

6-38

5-20

Zn

亜鉛ppm

20-70

25-75

14-64

20-55

Bホウ素ppm

5-50

8-20

5-1710-60

Mo

モリブデンppm

1-8-0.5-1.00-

窒素と葉緑素

ＮＤＶＩ葉色度計• 葉緑素の推定量がわかり植物の強度がわかる• スペクトラム社のはＮＤＶＩ値だけでなくＧＩ値（グラスインデックス）がわかり使いやすい（7以上推奨）• 葉緑素の推定量だけでなく、細胞壁の強度も推定できる• 葉身分析をしなくても現場で肥料の効果が判定できる

凍害の起こるシステム
 細胞内凍結 細胞外凍結凍害の起こるシステム

凍害に対する生理学的抵抗性のメカニズム• 加里（K）（無機水溶液）も細胞の凍結を防ぐ役目をする• 細胞内の自由水量を減らす• それ自身も凍結温度を下げ凍結防止する

寒地型芝の凍害• 暖地型芝に比べると多くの問題は無い• 枯死温度（冬季中旬）– 一般ライグラス －５℃– クリーピングベント －３５℃

寒地型芝の凍害• 最も弱い品種– カタビラ– ペレニアルライグラス– トールフェスク• カタビラ亜種 －31℃

寒地型の凍害芝種

評価品種数

凍害枯死温度

ペレニアルライグラス

11-15～-5

ハードフェスク

1-21

クリーピングレッドフェスク

2-24

ウィーピングアルカリグラス

1-27

ケンタッキーブルーグラス

7-30～-21

クリーピングベントグラス

3-35

寒地型芝の凍害• カタビラは最も凍害に弱い• 春先に雪が解けて地表面の水分が増える• カタビラの茎部の水分量が増える

寒地型芝の凍害• ペレニアルライグラスも凍害に弱い• 品種間の相違がある• ＬＤ50-10.3
vs-6.9

寒地型地域の凍害対策• 凍害に強い品種を選ぶ• 秋の寒さ順応期間の管理の重要性• 排水性の確保

耐寒性能を高める• タンパク質・アミノ酸・炭水化物・でんぷ
ん・ショ糖• 無機養分（カリ・K）

散水方法のポイント• 土壌水分計を活用して適正な土壌水分を維持する• しおれ点 8％、最大20％• 多量小回数が基本（空間を多く維持するため）• 約1％の土壌水分が約1mm散水になる• 多雨のため飽和した場合下がるのを待つ• ターフロッド（3.5cm）が使えない場合は土壌表面に問題あり• 土壌表面に有機物が多い場合は管理が難しい

土壌水分計土壌の構成物質（三相組成）

無機物
有機物
空気
水空気Air25%

孔隙

鉱物質Mineral Matter
45%

土壌固相

水Water 25%

有機物質Organic Matter5%

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

張力（バール）Tension (bar)

カラカラの乾燥Oven Dry (-10,000)
弱る部分Wilting Point (-15)

利用不可NOT AVAILABLE
利用不可NOT AVAILABLE

利用可能水湿りやすい共同因子Hygroscopic Coefficient (-31)
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)

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グリーンの構造

土壌ｐH問題

ｐH• 水素イオン濃度指数• pH＝－log[H]• 水素濃度 高い＝酸性、低い＝アルカリ性• pH1酸性、ｐＨ１０アルカリ性• 塩基性＝OH＋• 土壌のｐHは土壌中の水素イオン＝H

ｐＨ
Ｈ+ + ＯＨ- ＝Ｈ2Ｏ
• 水酸化カルシウム Ca(OH) 消石灰(slaked lime)ｐHによる利用可能養分大局的な問題
好循環
刈り込
み早期回
復

ストレ
ス抵抗性

施肥成長養分大局的な問題
刈り込
低刈り
み込み（小）

回復

裸地化

不可

ストレストレス障害ス障害低肥料
低肥料

低養分低養分低刈込（低管理）の肥料•••••

一日に必要な成分程度
天候、土壌にかかわらず肥効を維持
低散布回数
エロージョン防止
雑草、病害

ギャラクシー42【樹脂被覆リニア型溶出尿素】

天然有機質とは・生命活動（動植物）の過程で生成された物質
・生命活動には炭素が不可欠
・植物⇒呼吸により二酸化炭素を吸収・動物⇒食べ物により吸収
・炭素元素を骨格としてさまざまな物質が含まれる
・炭素を中心とする“高分子”
・ほとんどの製品は“産業廃棄物”、“浄水場の汚泥”

有機物とは何か
・炭素（C）を中心にした化合物
・天然有機と合成有機
・反対語＝無機有機とは？
• 炭素の酸化物や金属の炭酸塩など少数の簡単なもの以外のすべての炭素化合物の総称．ただし，有機化合物から除く炭素化合物の範囲は必ずしも一定していない．元来は有機体を構成する化合物および有機体によって生産される化合物という意味で名づけられたもので，生物の生活力によらなければ生成されないと考えられたが，ウェーラー(1828)が無機物質から尿素を合成することに成功して以来，そのような考えは否定された．
• 【岩波書店 理化学辞典第5版】

土壌の有機物質
土壌の有機物質

生きている有機組成態

土壌有機物質（土壌微生物）
分解しない物質

非腐食物質

分解物質（腐食）腐食物質

天然有機質を“芝生用の”肥料として利用した場合の功罪良い点・・・・・・・
・微生物の活性が上がり土壌中の養分分解が促進される・有機物中に含まれる植物養分が肥料養分として吸収される・土壌の保水性、保肥性を上げる（CECは上がる）
・土壌中の必要量は3～5％天然有機質を“芝生用の”肥料として利用した場合の功罪
悪い点・・・・
・土壌の排水が悪くなる
・多少の雨で長期間膿んでしまう＝刈り込めなくなる・原料によって植物の成長に害のある成分が混入する場合がある（重金属）・悪臭がする
・植物に必要な養分が十分に入っていない
・養分がいつ分解するかわからない＝水溶性が低い＝夏場だけ・ミミズの発生を助長する・病原菌を運び込む可能性がある・雑草の種子を運び込む可能性がある・ドライスポットを発生させてしまう
・養分、水分の均一な拡散や浸透を妨げてしまう・土壌微生物の過剰な活性・コンパクションが下がる腐植酸の構造式

有機肥料のタイプ
・鶏糞、牛糞、豚糞、人糞・骨粉、血粉、・レザー粕（レザーミール）・バーク堆肥
・活性汚泥
・腐植酸
・フミン酸
・アミノ酸
・たんぱく質・糖・炭水化物・お茶粕
・コーヒー豆粕
・・・・・・・・・・・・・・・・・などなど

合成有機●尿素（炭酸+アンモニア）
人類初の合成有機

炭素-窒素比（C/N比）• 有機物の炭素含有量は40-50％• 炭素が多いと微生物が窒素を利用してしまい植物に窒素が供給されない• １５以下が望ましい• 土壌有機 10• ワラ 80• おがくず 400

最初の３要素The First 3 Elements

炭素Carbon
水素
酸素OxygenHydrogen主要要素The Macro Nutrients
窒素NITROGEN (N)リン酸PHOSPHORUS(P)カリPOTASSIUM (K)他の重要な要素硫黄(S)
カルシウムSULFURCALCIUM(Ca)

マグネシウム【苦土】
MAGNESIUM (Mg)

The Other Major
Nutrients

第一要素
Ｎ Ｐ Ｋ
• 主要栄養素• 最も大量に必要

窒素（N）• 植物の維持、成長に不可欠な要素• 自然界の土壌にはほとんど含まれない• 土壌中の窒素は大気に放出される• 植物が吸収するのはNH3+、NO3-

窒素のサイクル

窒素の事実• 大気中の８０％は窒素（N)• １万㎡に77000トンの窒素（N)• これはどこから来たのか？

土壌中の窒素• アンモニア態窒素（NH４+）• 硝酸態窒素（NO3-)• 有機体窒素• 基本的に土壌分析結果から施肥計画を計算しない唯一の成分

窒素の役割• 植物の速やかな成長を（茎、葉）促し、芝生の刈り込み後の回復や活性をあげる。
• 緑色を維持するための鍵になる葉緑素の機能と組成に関わる重要な成分• アミノ酸、たんぱく質を合成するのに必要• 他の養分の吸収バランスを調整する• 生命維持に必要な核酸、酵素の組成に関わる基本成分

窒素のサイクル

窒素固定がどのように働くか
How Does StabilizedNitrogen Work?

アンモニア蒸散
Volatilization Loss NH3

脱窒Denitrification(Loss of N2)

アンモニアAmmonia
NH3

アンモニアとして吸収(Plant Uptake)Ammonium

NH4+
硝酸Nitrate NO3-

亜硝酸Nitrite NO2-

亜硝酸化菌・硝酸化菌

溶脱Leachingアンモニア態窒素と硝酸態窒素の特性比較《アンモニア態窒素、NH4+》•プラスのイオンなので土壌中で安定•植物が必要な量の窒素量しか吸収されない•植物に取り込まれて1回の酵素反応でアミノ酸などのエネルギーに変換される

アンモニア態窒素と硝酸態窒素の特性比較《硝酸態窒素、NO3-》•マイナスのイオンなので土壌から簡単に流れ亡•植物が必要必要としていなくても強制的に吸収•植物に取り込まれて２回の酵素反応でアミノ酸などのエネルギーに変換される•酸素との化合物なので土壌中の微生物に酸素がとられて窒素ガスとして大気中に放出される

葉面散布（葉面吸収）・葉は養分を吸収する器官ではない・クチクラ（毛穴）からの染み込み
・㎡当たり20cc以下の散布量
・吸収量は物質による・微量要素には有効よくある問題• リン酸過剰の土壌– 並びの無機肥料の連用– 活性汚泥の連用– 養分バランスの崩壊• 有機物過剰の土壌– 有機肥料の連用– 排水不良・みみず・乾燥

ppm

•
•
•
•
•
•
•

100万分の１100cmx100cm x深さ10cm
100L
土の比重1.5として150kg
150kg=150,000g
1ppm=0.15g/㎡

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