大津波（2011 年）に被災した農地土壌の概況	 
Properties	 of	 farmland	 soils	 damaged	 by	 huge	 tsunami	 (2011)	 
南條正巳 1
1 東北大学大学院農学研究科

要旨(Abstract)	  2011 年 3 月 11 日の大津波に被災した宮城県沿岸部の農地土壌の概況を同年 5 月 11~19 日に調査し、試料採取した。土壌侵食は津波が道路や畦などの微高地から落下する地点に認められた。
津波の運んだ砂は沿岸部に多く、泥質堆積物は津波の到達した中間的位置に多かった。塩濃度は泥質堆積物で高く、残存土壌で低下した。泥質堆積物の表面には塩化ナトリウムの他に石コウの結晶も認められた。炭素含量の水平分布から泥質堆積物の主な由来は農地の作土と見られた。
キーワー ド： 東日本大震災、津波，農地, 土壌
Key words: The great east Japan earthquake, tsunami, farmland, soil	 
1.はじめに	 

素処理後の pH（pH(H2O2)）,1M	 塩酸可溶 Cd,	 Cu,	 	  2011 年 3 月 11 日午後、巨大地震が発生した。

As 含量（宮城県）、全試料について、EC（1:5）,	 その数十分後巨大津波が太平洋沿岸を襲い、多水溶性 Cl-,SO42-（栽培植物環境科学分野）、水くの人命と資産が失われた。沿岸農地にも海水溶性の Na+,	 K+,	 Ca2+,	 Mg2+,	 交換性の Na+,	 K+,	 が流入し、建築物の破片や倒木などの瓦礫と砂、

Ca2+,	 Mg2+ ，可給態リン含量（トルオーグ法）泥などの津波堆積物に覆われた。以下の多くは、（土壌立地学分野），全炭素,	 全窒素,	 全イオ

2011 年 5 月中旬に行われた宮城県沿岸部の農ウ	 含量（（株）朝日工業・（株）環境科学コ

地における広域調査での状況とそのときに得ーポレーション）を分析した。	 

られた土壌試料を主とする分析結果である。	 	  pH(H2O2)は硫化物含量を簡易判定するため

２．宮城県沿岸部における広域土壌調査	 に測定した。硫化物は水没した還元堆積物中で(1)	 調査の方法	 沈殿し、地上で空気に触れると酸化されて、そ	 この広域調査は 1	 km2 メッシュにおける農地の含量が多いと強酸性土壌となる。現在は山地の面積に応じて最大 3 圃場とし、合計 344 圃場にあっても地質時代に海底または湖底で堆積を調査した。一つの圃場内では２カ所で採取ししたものの中には硫化物に富むものがある。	 

た同じ層どうしを同量ずつ混合してその圃場	  水溶性の陰イオンと陽イオン含量は海水のの試料とした。多くの場合、津波堆積物は砂に影響を検討するため、交換性陽イオンは海水をよりその下の土壌と区別でき、1	 cm 以上の厚かぶったために土壌に吸着されている交換性さで分かれていれば、泥質堆積物と砂質堆積物イオンの量がどのように変化したかを検討すを分離して採取した。その下の土壌は一律にるために測定した。それらのイオンは Na+,	 K+,	 

0-10、10-20	 cm を採取し、それぞれ第 I 層、Ca2+,	 Mg2+である。	 

第 II 層とした。3 月 11 日からこの調査が終わ	  土壌には純粋な水にほとんど溶出しないが、る 5 月中旬までの約 2 ヶ月間の降水量は合計約他のイオンとは交換可能な交換性イオン（上150	 mm であった。	 

記）が保持されている。通常、これらの交換性	  これらの土壌から風乾細土を調製し、堆積層

イオン含量は風乾細土を前処理なしで、1	 mol	 についての電気伝導度（EC(1:5)）,	 過酸化水

L-1、pH7 の酢酸アンモニウムで抽出して測定する。土壌の水溶性イオン含量は、普通、交換性堆積物は海岸側で厚く、泥質堆積物は津波浸入イオン含量の数パーセント以下だからである。

地域の中程で厚く、陸側の端では両者とも薄く+-

しかし、海水の Na 、Cl の濃度は表１のようになる傾向であった。	 

河川水の千倍以上である。海水をかぶった土壌

３．土壌の分析結果	 の水溶性イオンは大幅に増加する。このような(1)EC(1:5)、水溶性イオン、交換性イオン	 

土壌の交換性イオン含量を通常の方法で測定	  泥 質堆 積 物な ど海 水を か ぶっ た土 壌 では

すると、交換性イオン含量として表示される数NaCl 濃度が高まり、交換性 Na 含量もある程度値は土壌のイオン交換基に保持されうる量を増加した。しかし、海水は NaCl が極端に高い

大 幅 に 超 え る こ と が あ る （ 菅 野 他 ,2012; 南

ことを除けば、他の主な溶存イオンである K+,	 

條,2014）。	 

Ca2+,	 Mg2+,	 SO42-は植物の養分となる。Cl- も濃(2)農地土壌の状況	 すぎなければ、必須微量元素の一つである。泥	  今回の津波の建築物に対する破壊力は甚大質堆積物の窒素やリンなどの含量も高めであであった。これに対して、農地土壌に対する物ることが少なくない。これらは農地の養分状態

理的被害は建築物に対するほど壊滅的ではなを高める方向に働く。その一方、負の影響としかった。多くの場合津波は農地と衝突せず、農て泥質堆積物には有害元素や硫化物が過剰に地の上を進むことが多かったためと考えられ含まれることも懸念された。宮城県の発表では、る。	 

土壌汚染防止法の定める特定有害元素につい	  農地における比較的大きな侵食域は海岸かて、ヒ素 1 カ所を除いて、Cd,	 Cu とも基準を

ら約 1km 弱のところを海岸と平行して走る道超えないと見られた。	 

路の陸側にあった。津波がこの道路を超えて農(2)	 C,	 N,	 S 他	 

地に落下するときに強く侵食したと推察され	  泥質堆積物には硫化物含量過剰の指標となる。その深さは水田の鋤床層よりさらに下までる pH(H2O2)が 3 以下を示す試料もあった。そし及んだ。同様の侵食は、規模が小さくなっていて、全 S 含量には土層ごとに特徴が認められた。

たが、さらに陸側で畦を超えた位置にも認めら元の土壌では全 S 含量は全 C,	 全 N 含量と相関れた。この畦を超えた位置では鋤床が深く削らが強く、これらの土層の S は有機態が主であるれるほどではなかった。この他、海岸に近く、と見られた。これに対して、泥質堆積物では耕起済みの水田では作土が津波に削られた。一様々な割合で全 S 含量が高まり、無機態 S の存方、耕起されていなかった水田では稲の刈り株在が示唆された。その無機態 S の一つとして全が立っており、作土の削剥は限定的であった。	 

S 含量の高い泥質堆積物中にはフランボイダ	  津波が退いた跡には堆積物が残された。それ

ルパイライトが認められた。これは浅海堆積物は大まかに砂質堆積物と泥質堆積物に区分さまたは水田下層に含まれていたものと推察される。多くの場合は砂質堆積物の上に泥質堆積れる。宮城県では津波堆積物の除去と一緒に硫物が積層するという順であった。砂質堆積物は、化物の多くも除去されたと思われる。その他の海岸や農地土壌に含まれていた粗砂であると無機態 S として泥質堆積物表面の NaCl を主と考えられる。泥質堆積物は、浅海底あるいは農する析出物の中に石コウ[CaHPO4・2H2O]が確認

地の作土の細粒部分が粗砂よりゆっくり沈降された。石コウは海水そのものが濃縮されてもして粗砂の上に堆積した。泥質堆積物の粒径組沈殿しうるが、農地土壌から Na+と交換して溶成は細砂、シルト、粘土から成ると推測される。

出された Ca2+と海水中に多く含まれる SO42-とこれらの堆積物はほぼ全面に分布するが、砂質の沈殿反応も関与した可能性が考えられる(南條,2013)。	 	  2011 年においても津波被災地の一部で除塩４．その後の経過と今後の課題	 と水稲栽培が行われ、生育が向上する例も報告	  海水の入った土壌での作物栽培における主された。NaCl が除去されれば、各種養分元素な問題点は水溶性塩濃度が高いことと交換性の添加効果の発現もありうる。初期に沈降しにNa の過剰に起因する。上記広域土壌調査の時

くい泥水が認められたとの観察もある。	 

点では特に泥質堆積物の塩濃度が高かったが、	  謝辞：支援と協力を頂いた宮城県、仙台市、	 下層土の塩濃度上昇はそれほどでなかった。こ(独)科学技術振興機構、（株）朝日工業、（株）のような中で、大麦は津波堆積物の上に伸びて環境科学コーポレーション、(株)クレハ、大林穂を付け、その耐塩性が目を引いた。	 

組技術研究所、被災地農業者、内藤記念科学振	  アブラナ科作物は稲より耐塩性が強めで、津興財団、東北大学大学院農学研究科他の方々に波被災地での栽培を試みた。津波堆積物が少な厚く謝意を表する。	 	 

く排水のよい畑地では降水による除塩が進み、引用文献	 

６月中旬には塩濃度が低下し、菜種は順調に生菅野均志,伊藤豊彰,高橋	 正,南條正巳,島秀之,育した。これに対して、泥質堆積物中の塩濃度

小野寺和英,金澤由紀恵,稲生栄子,森谷和幸,

は低下しにくく、試験に用いた水田では泥質堆今野知佐子(2012)：平成 23 年(2011 年)東北地積物を除去して菜種を栽培した。セイヨウナタ

方太平洋沖地震津波の宮城県沿岸部農地へのネは冬期に鳥の食害を受けたが、茎と葉柄は残影響−広域土壌調査による農地 344 地点の被害り、2012 年 6 月末に収穫に至った。	 

状況−、日本ペドロジー学会 2012 年度大会講演	  交換性 Na の過剰は、土壌粒子の単粒化によ

要旨集、p.54.	 

る物理性の悪化と植物体における陽イオンバ

南條正巳(2013)：農地における塩害の概況とそ

2+

ランスの悪化、特に Ca の不足を引き起こす。の修復．シリーズ21世紀の農学、日本農学会編、

海外では数種の果樹において交換性 Na の過剰

東日本大震災からの農林水産業と地域社会のに対する感受性が高いとされる。交換性 Na は復興、p.1-19. 養賢堂、東京．

雨水だけではあまり減少しにくい。畑作物でも南條正巳(2014)：津波被災土壌の分析、東北大

2+

Ca 不足を引き起こす可能性はあり得る。河川

学菜の花プロジェクト編菜の花サイエンス	 津

水は電荷濃度としてみれば Ca2+が Na+より高く、

波塩害農地の復興,	 pp.66-78.	 東北大学出版

河川水のかんがいにより交換性 Na 含量は次第会、仙台．	 に低下すると期待される。交換性 Mg,K は津波	 により増加傾向であった。	 	 	 	 	  除塩の過程では土壌 pH も上昇傾向にある。
塩濃度が低下するにつれて土壌固相表面の-Oが-OH に変わり、液相中に OH-が残るためである。水田における Cd 汚染対策の一つとして行われた石灰資材を施与して土壌 pH を上げる試
験によれば、pH7.5（風乾土での値）程度では稲の生育に大きな問題はなかった。Ca2+は土壌固相表面の-O- と親和性が強く、交換性 Ca2+の含量が増す過程で pH も低下に向かうと考えられる。