シンポジウム特集
研究紹介
My25Research., March 2013, Vol. 123, 25 ‒ 30

十勝地域の多湿黒ボク土における土壌有機物動態
関谷長昭 1
Soil carbon storage and its dynamics in Wet Andosols in the Tokachi district of Hokkaido
Nagaaki SEKIYA1

1. はじめに用いて 395 地点の表層 1 m の炭素量を算出した．まず，土壌群の下位カテゴリーである土壌統ごとに，その層厚，産業革命以降の 150 年間，大気中の二酸化炭素（CO2）

容積重，炭素濃度から，1 ha あたり表層 1 m の炭素賦濃度を上昇させてきた原因の 3 分の１は食糧生産のため存量を求めた．各土壌統の 1 ha あたり炭素賦存量は，の土地利用転換によると見積もられている（Lal,2004）．

式（1）によって算出した．

なかでも，耕起をともなう畑土壌で土壌炭素の減耗が大‒きいこと（Murty et al.,2002），および，炭素濃度の高1 ha あたり土壌炭素賦存量（Mg C ha 1）=

い土壌の CO2 放出速度が速い（Bellamy et al.,2005）とΣ（ × × ）× 10,000の指摘がなされている．したがって，地球温暖化防止の

＝1

（1）

観点から，畑地における炭素濃度の高い土壌の炭素動態に注目する必要がある．土壌炭素の動態は，土壌へ還元

ただし， ：i 番目の層の層厚（m）， ：i 番目の層の容される有機物量と土壌有機物分解量の収支に左右される

積 重（Mg m ３）， ：i 番 目 の 層 の 炭 素 濃 度（Mgが，その実態はよくわかっていない．また多湿黒ボク土

Mg 1）， ：当該土壌統の炭素を含む層の数である．

‒‒

は自然状態では排水不良地であるため，作物生産性向上

次に，炭素賦存量を算出した各土壌統を，全国土壌統

のために歴史的に排水改良工事が施工されてきた．近年の設定基準（農林省農業技術研究所化学部土壌第 3 科，

その効果が発現し，作物の生産性が排水良好地に劣らな

1977）に従い，農耕地土壌分類（農林省農業技術研究所

い程度まで向上してきた圃場があるとの報告がなされた化学部土壌第 3 科，1977）の 16 土壌群のうち十勝管内（丹羽ら，1999）．この多湿黒ボク土の畑作圃場におけるに分布する 10 の土壌群に分類し集計した．

排水改良が土壌炭素の動態に与える影響は十分解明され各土壌群の炭素賦存量と分布面積からその土壌炭素濃度を算出した．

ていない．
本報告では，十勝管内の畑作地帯において炭素濃度の高い多湿黒ボク土を，炭素濃度のより低い黒ボク土と比較しその土壌炭素動態の特徴を明らかにする．

2. 2 多湿黒ボク土の CO2 フラックスの特徴
多湿黒ボク土の CO2 フラックスの特徴を明らかにし，
土壌有機物分解量を見積もるため，多湿黒ボク土（帯広なお，本稿は「北農」第 77 巻第 3 号から第 78 巻第 4

市）と黒ボク土（芽室町）の畑圃場において，土壌から号まで 6 回にわたり掲載された論文「畑作地帯におけるの CO2 フラックスと理化学性及び地温，気温を測定した．

多湿黒ボク土の有機物動態」を要約，加筆したものであ

測定圃場は裸地（約 1. 2 ｍ× 3. 6 ｍ）を供試して有機物る（関谷，2010a, 2010b, 2011a, 2011b, 2011c, 2011d）．

分解由来の CO2 フラックス（Shimizu et al., 2009）を測

2. 方 法定した．
有機物分解由来の CO2 フラックスの測定は，2007 年

十勝管内の耕地面積は 26 万 ha で，日本有数の畑作

6 月 9 日，8 月 7 日，9 月 25 日，10 月 15 日の計 4 日行っ地帯である．本報告で対象とした多湿黒ボク土の分布面

た．1 日の測定ごとに午前 9 時と午後 1 時の 2 回（ほぼ積割合は管内耕地面積の 17 ％，黒ボク土は 32 ％で，両4 時間間隔）測定し幅広い温度条件の測定値を得るよう土壌群で耕地の約半分を占める主要土壌である．

にした．ただし，9 月の測定は，降雨のため朝のみの測2. 1 十勝管内における耕地土壌の土壌炭素賦存量定であったので，1 箇所延べ 7 回，各地点において 3 反十勝管内の耕地土壌の土壌群ごとの炭素賦存量を見積

復で測定を行った．

もるため，地力保全基本調査成績書（1965 〜 1988）を

CO2 フ ラ ッ ク ス の 測 定 は ク ロ ー ズ ド チ ャ ン バ ー 法（Toma and Hatano, 2007）を用いた．現地では測定の1
Rakuno Gakuen University,
33‒4 Minamimachi, Bunkyodai, Ebetsu, Hokkaido, 069 ‒ 0835 Japan.
Corresponding author ： 関谷長昭，1 酪農学園大学
2012 年 12 月 28 日受稿，2013 年 1 月 30 日受理
土壌の物理性 123 号，25 ‒ 30（2013）

前日にチャンバーを土壌に 3 cm 押し込んで設置した．
各測定地点で 3 個のチャンバーを設置し，反復とした．
採取したガスの CO2 濃度は，赤外線 CO2 分析機（ZFP ５；
富士電機製）でサンプルガスを採取した当日に分析した．

26

土壌の物理性 第 123 号（2013）

CO2 発生速度は Toma and Hatano（ 2007）の式で計算した．

1984）を乗じて炭素量とした．
茎葉の用途別利用率は北海道農政部（2005）および資CO2 フラックス測定時に，測定地点の深度 5 cm の土料「十勝畑作地帯における施肥の実態」（十勝管内土壌

壌温度を 3 反復で測定した．また，CO2 フラックス測定

診断事業推進協議会ら，2002）によった．小麦の茎葉に地点近傍の裸地において，地表下 5 cm に温度ロガー（TandD 社製 TR‒52）を埋設し，地温を 128 日間（6 月

ついては，産出量の 70 ％が畜産農家へ敷料として搬出

9 日〜 10 月 14 日）にわたり 1 時間間隔で連続測定した．

30 ％が畑作農家の圃場へ還元されるものとした．小豆さ れ る（ 北 海 道 農 政 部，2005） と 見 積 も り， 残 り の2007 年の多湿黒ボク土と黒ボク土についてそれぞれ 1の茎葉は，落葉病，葉枯病などの病害防除のために焼却

時間ピッチで記録した地温のデータを用いて，128 日間処分が奨励されている（北海道植物防疫協会，2004）のの積算 CO2 フラックスを求めた．まず，CO2 フラック

で，全量焼却処分されるものとした．

スと測定時の地温との相関をとり，指数関数的回帰式を土壌に還元する有機物は，茎葉，刈株，根として，生作成した．CO2 フラックスと測定時の地温との間の回帰

育期間中に圃場に落下する落ち葉，枝などは算入してい式に地温の連続データを代入し，1 時間ごとの CO2 フ

ない．刈株と根の量は，小川ら（1988）の，収穫部位にラックスの連続データを算出した．この CO2 フラック

対する各部位の乾物比を用いて算出した．

ス連続データを積算することにより，地温を連続測定した 128 日間の積算 CO2 フラックスを得た．
有機物還元量との収支を算出するために年間の土壌有機物分解量を算出する必要がある．

土壌へ還元される有機物として，
上記以外に堆肥がある．
畑作農家による自給堆肥は残渣に算入されているが，外部から搬入した堆肥については別に見積もる必要がある．
畜産農家から搬入される堆肥を「十勝畑作地帯におけOhkubo et al（2010）の報告に従い非積雪期間の積算

る施肥の実態」により見積もった．この資料を基にてんCO2 フラックスを年間有機物分解量とすることが可能で菜への堆肥施用についてのみを見積もった．てん菜へのあると判断した．芽室町の 2007 年 4 月 8 日から 11 月

堆 肥 施 用 量（3. 83 Mg C ha 1 y 1）の 20 ％（0. 85 Mg C

‒

‒1

‒

‒1

19 日までの 226 日間は非積雪期間であり，この期間のha

積算 CO2 フラックスを年間の有機物分解量とした．

堆肥施用量の 80 ％（3. 06 Mg C ha 1 y 1）が畜産農家か2007 年 6 月 9 日から同年 10 月 14 日までの 128 日間（以降「積算中期」）は CO2 フラックスを地温で回帰した指数回帰式から求めたこの間の積算 CO2 フラックスの値を用い，4 月 8 日から 6 月 8 日の 62 日間（以降「積算前期」），および 10 月 15 日から 11 月 19 日までの 36 日間（以降「積算後期」）は，多湿黒ボク土と黒ボク土のy ）が畑作農家の自給堆肥と見積もり，てん菜への‒‒ら供給されたものとして計算した．てん菜以外の作物へ
は，畑作農家の自給堆肥を施用すると仮定した．
ここで求めた圃場への有機物還元量と前項で求めた土壌有機物分解量の収支を算出した．
2. 4 排水改良が多湿黒ボク土の CO2 フラックスに及ぼす影響

それぞれについて，Fig. 2 に示す CO2 フラックスを地温

1969 年から 1971 年の間に黒ボク土と多湿黒ボク土ので回帰した指数回帰式を用いて，CO2 フラックスの測定

裸地において CO2 フラックスが測定されていた（北海日ごとの日積算 CO2 フラックスを求めた．この日積算

道立十勝農業試験場土壌肥料科，1969，1970，1971）．

CO2 フラックスをアメダス日平均気温で回帰して得た指この CO2 フラックス測定は田辺（1975）の方法を用いた．

数回帰式 f（ti）（Fig. 3）によって，地温データのない

CO2 フラックス測定値の両土壌間の差の有意性を検定し積算前期と積算後期の日ごとの土壌有機物分解量を算出た．また，この CO2 フラックス測定と同時に，供試両

し積算前期及び積算後期の日数分の積算値を算出した．

土壌の裸地の作土の含水率が測定されていたのでこれら

2. 3 圃場への還元有機物量と土壌有機物分解量とのの結果の両土壌間の差の有意性を検定した．同様に炭素収支本報告が対象とする有機物は，作物収穫部位，
残渣（収2007 年の CO2 フラックス測定地点の両土壌の作土含水率を測定し両土壌の差の有意性を検定した．

穫残渣），堆肥，土壌有機物が主体である．このうち残3. 結果と考察

渣は，茎葉，刈株，および根の総称であり，その一部を指す場合は，茎葉，刈株，根とそれぞれを明記する．畜3. 1 十勝管内における耕地の土壌炭素賦存量

産農家が産出する堆肥類は，本報告ではそれらを総称し各土壌群の 1 ha あたり炭素賦存量と当該土壌群の管て堆肥という．

内分布面積および表層 1 m の炭素賦存量を Table 1 に示2007 年の農林統計数値を用いて，十勝管内の主要畑

す．十勝管内の地力保全基本調査による 395 土壌統の総

作物の茎葉類，刈株，および根の産出量，これら残渣の面積は，226, 673 ha であった．主な土壌群の分布面積と畑作農家圃場への還元量を見積もる．なお，刈株と根は，炭素賦存量は，黒ボク土が 73, 161 ha，7. 7 Tg C，多湿

茎葉と異なり全量が土壌へ残るものであるが，便宜上，

黒ボク土が 39, 162 ha，11. 6 Tg C，全土壌群合計炭素賦

これも「圃場へ還元する」という表現を用いた．

存量は 37 Tg C であった．

茎葉の算出は，主要畑作物生産量（北海道十勝総合振十勝管内の耕地土壌の表層 1 m の平均炭素濃度は 16. 3

興局，2010）から茎葉量を係数（北海道農政部，2005）

kg C m 3 であった．全球的な表層 1 m の土壌炭素賦存により算出し，乾物重に換算後，0. 45 の炭素率（高橋，量の見積もり（Post et al.,1982；Paustian et al.,2000）と，‒

シンポジウム特集 研究紹介：十勝地域の多湿黒ボク土における土壌有機物動態
Table 1

27

十勝管内耕地土壌表層 1 m の炭素賦存量．

The current amount of soil carbon in the top 1m of cropland in the Tokachi district.
各土壌群の各土壌群 単位面積当り
炭素濃度- **
分布面積
炭素賦
炭素賦存量
土壌統数
分布面積割
の炭素賦
土壌群
（kgCm 3）
（A）
存量（B）
（B/A）*
存量割合
合
（SD）
（ha）
（Tg C）（Mg C ha 1）
（％）
（%）
黒ボク土
72
73, 161（32. 3）
7. 695（20. 8）105
10. 5（8. 0）
多湿黒ボク土60
39, 162（17. 3）
11. 614（31. 4）297
29. 7（15. 5）
黒ボクグライ土
6763（ 0. 3）
0. 122（ 0. 3）160
16. 0（8. 4）
褐色森林土
39
16, 819（ 7. 4）2. 006（ 5. 4）119
11. 9（6. 3）
灰色台地土28
11, 370（ 5. 0）1. 590（ 4. 3）140
14. 0（10. 9）
グライ台地土1
1, 011（ 0. 4）
0. 246（ 0. 7）243
24. 3（ ‒ ）
褐色低地土
115
54, 739（24. 1）
5. 528（15. 0）101
10. 1（8. 3）
灰色低地土47
17, 340（ 7. 6）
2. 857（ 7. 7）165
16. 5（10. 9）
グライ土
113, 279（ 1. 4）0. 300（ 0. 8）91
9. 1（3. 9）
泥炭土
169, 029（ 4. 0）5. 012（13. 6）555
55. 5（36. 4）
合計
395
226, 673（100. 0）36. 970（100. 0）163
16. 3***（ 北海道立中央農業試験場，1978 ）*：土壌統数は，地力保全基本調査により設定した市町村別の土壌統数である．
**：炭素濃度は，各土壌群に属する土壌統の平均値（SD）である．グライ台地土は 1 土壌統のみであり，
SD は算出できない．
***：全土壌統の平均炭素濃度は，合計炭素賦存量を合計面積で除して算出した．

その面積から算出した全球的な土壌の平均炭素濃度は，‒10 〜 11. 7 kg C m 3 である．わが国の表層 1 m の土壌の‒さらに Bellamy et al（2005）は現在，農地であれ非農地であれ，炭素濃度の高い土壌は温暖化のために炭素平均炭素濃度は 16. 0 kg C m 3 と見積もられている（杉を失っていると述べている．このことからも十勝管内の原ら，2004）．すなわち，十勝の平均炭素濃度は，全球多湿黒ボク土の土壌炭素動態に注目すべきことの重要性

的な平均炭素濃度より大きいが，日本の平均値と変わらが理解できる．

ない．

3. 2 多湿黒ボク土の CO2 フラックスの特徴‒3

しかし，多湿黒ボク土の炭素濃度は 29. 7 kg C m で２土壌の CO2 フラックスの平均値を土壌別，時期別

あり，面積割合は 17 ％（39, 000ha）であるが，深さ 1 mに Fig. 1 に示す．黒ボク土では調査時期の違いによる大までの炭素賦存量は 31 ％（12 Tg）を占めている．多湿

きな変動は見られず，31. 3〜61. 8 mg C m 2 h 1 の範囲で

黒ボク土は沖積低地，谷底地や台地，丘陵地内の凹地な推移した．多湿黒ボク土はこれよりやや大きな変動でどのほぼ平坦ないし緩傾斜面に分布し，その土壌生成過44. 7〜113. 3 mg C m 2 h 1 であった．CO2 フラックス測程では排水不良のために多量の有機物を集積させてき定 7 回の平均値（SD）は，黒ボク土が 43. 2（16. 9）mg C

た．しかし，作土の潜在地力は高く（西宗，1984），排水m 2 h 1，多湿黒ボク土は 76. 7（31. 6）mg C m 2 h 1 で，多改良を進めることで，現在では作土は好気的な環境とな

湿黒ボク土が黒ボク土より 5 ％水準で有意に高かった．

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

‒

り畑作に支障のない農地となっている．すなわち，農地

2007 年における地温，気温，作土の含水率と CO2 フ

利用されている多湿黒ボク土は，かつて集積した腐植がラックスとの相関関係は，全土壌込みにして 5 ％水準で特徴として残されているのであり，湿潤で腐植を集積さ有意であったが，土壌別には地温と気温のみが CO2 フせるというものではない可能性が高い．

ラックスとの間に有意な相関関係が見られた．また，地温 と 気 温 は，r = 0. 9790（n = 14，P < 0. 001）と い う 高 い
正の相関関係があったので以降，CO2 フラックスと地温との関係を論議の対象とする．
CO2 フラックスと地温の相関図を Fig. 2 に示す．
黒ボク土と多湿黒ボク土の両土壌とも CO2 フラック
スと地温の間には 0. 1 ％水準で有意な指数回帰式が得られた．この回帰式から両土壌のを求めると黒ボク土は 1. 3，多湿黒ボク土は 1. 8 であった．このことから，
多湿黒ボク土は黒ボク土より温度依存性が大きいことが分かる．得られた多湿黒ボク土および黒ボク土の指数回
帰式に 128 日間の地温の連続データを代入して期間中の積算 CO2 フラックスを算出したところ，多湿黒ボク土‒

Fig. 1 2 土壌の時期別 CO2 フラックス．
Seasonal variations of CO2 ﬂux on the two soils.

‒

が 2. 37 Mg C ha 1，黒ボク土が 1. 19 Mg C ha 1 であった
（Table 2）．

土壌の物理性 第 123 号（2013）28

量還元すると土壌有機物は蓄積傾向となることを報告しているが，本報告の試算結果と一致する．これに対して‒‒多湿黒ボク土では，− 0. 94 Mg C ha 1 y 1 となり，土壌炭素が減耗する傾向であった（Table 3）．
3. 4 排水改良が多湿黒ボク土の CO2 フラックスに及ぼす影響
前述のとおり，2007 年における多湿黒ボク土の CO2
フラックスは，黒ボク土より有意に高かった．
1969 年に十勝農業試験場で測定された黒ボク土と多湿黒ボク土の 9 回の CO2 フラックス測定値の平均値‒‒（SD）は，黒ボク土は 89. 0（74. 0）mg C m 2 h 1，多湿黒‒Fig. 2 CO2 フラックスと地温との関係．
The relationships between CO2 ﬂux and soil temperature on
the two soils.

‒

ボク土は 61. 0（33. 0）mg C m 2 h 1 で，両土壌間の CO2
フラックス測定値間の差は有意ではなかった（p > 0. 862）
．また，吉田・坂井（1963）は，十勝で行った研究で，火山灰土の乾燥統（黒ボク土），湿地統（多湿黒ボク土）における耕地土壌の CO2 発生量には，ほとん

日積算 CO2 フラックスとアメダス日平均気温の相関図を Fig. 3 に示す．4 回の CO2 フラックス測定日の日積ど差がないことを報告している．
このように，1969 年には黒ボク土と多湿黒ボク土の算 CO2 フラックスを測定日のアメダス日平均気温で回CO2 フラックスの測定値の差が見られなかったが，2007

帰したところ，いずれの土壌も有意な指数回帰式が得ら

年には多湿黒ボク土の CO2 フラックスの測定値が有意れた．この式を用いて積算前期，積算後期の土壌有機物に黒ボク土のそれより高くなっていた．この理由として分解量を算出し Table 2 に示す．

考えられるのがの違いに加えて土壌の乾燥化があ‒

積算全期の土壌有機物分解量は黒ボク土が 1. 95 Mg C

る．2007 年の作土の含水率は黒ボク土の 0. 29 kg kg 1 と

ha 1 y 1，多湿黒ボク土が 3. 43 Mg C ha 1 y 1 となった．

‒

多湿黒ボク土の 0. 278 kg kg 1 との間に有意差が見られ以降，この非積雪期間有機物分解量を年間有機物分解量なかった（Fig. 4）
．

‒

‒

‒

とする．

‒

一方，1969 年（n = 8），1970 年（n = 12），1971 年（n = 7）

3. 3 圃場への還元有機物量と土壌有機物分解量とのの作土の含水率の 3 年間の各土壌型平均値（SD）は，乾‒性型火山性土（黒ボク土）が 0.279（0.003）kg kg 1，湿性

炭素収支

‒1

十勝管内の主要畑作物（小麦，大豆，小豆，菜豆，馬型火山性土（多湿黒ボク土）
が 0. 361（0. 003）kg kg であっ鈴薯，てん菜，ながいも，スイートコーン）の 2007 年

た．1969 年からの 3 年間の年次間に有意差はなく，土壌における残渣（茎葉＋刈株＋根）の炭素量は平均 2. 87‒‒

Mg C ha 1 y 1 であった．このうち小麦茎葉（1. 00 Mg C
‒

‒

‒

‒

間では 5 ％水準で湿性型火山性土が高かった（Fig. 4）．
同時に 2007 年の多湿黒ボク土の値は 1969 〜 1971 年の多ha 1 y 1）の 70 ％（0. 70 Mg C ha 1 y 1）が畜産農家へ敷料

湿黒ボク土の値より 5 ％水準で有意に低かった．このことして搬出されたが，畜産農家から畑作農家への堆肥のとから，過去 40 年弱の間に，黒ボク土に比べて多湿黒ボ‒1‒1

推定供給量はその約 1/2（0. 38 Mg C ha y ）にとどまっ‒‒

ク土で特に土壌の乾燥化が進んでいたと判断できる．

た．したがって合計 2. 49 Mg C ha 1 y 1 の炭素が畑作農

これは，2007 年には多湿黒ボク土に対する排水改良

家の圃場へ還元された．2007 年の年間土壌有機物分解の効果が現れた（北海道開発局帯広開発建設部，2006）

量と還元有機物量の炭素収支は，黒ボク土では，+0. 54

結果，土壌の乾燥化により微生物活性が高まったため土‒1

Mg C ha‒1y となり土壌炭素が蓄積傾向を示した．十勝農試において黒ボク土畑圃場を供試した長期有機物連用試験の解析の結果（中津・田村，2007），収穫残渣を全

Table 2

壌有機物分解が促進され CO2 フラックスが高まったと考えられる．
CO2 フラックスと土壌水分との関係については，関連

黒ボク土および多湿黒ボク土の年間土壌有機物分解量．

The annual amount of soil carbon decomposition on Andosols and Wet Andosols.
積算前期
積算中期
積算後期
土壌群
CO2 フラックス
4/8 〜 6/8
6/9 〜 10/14
10/15 〜 11/19（62 日間）（128 日間）（36 日間）
‒
1. 19
0. 26
0. 50
積算（Mg C ha‒ 1） ‒日量平均（mg C m 2 day 1）
886 a
739 a
803 a
黒ボク土
（ 89 ）（ 122 ）
（ 60 ）（日量平均の SD）‒

多湿黒ボク土積算全期
4/8 〜 11/19（226 日間）
1. 95
‒
‒

2. 37
0. 34
0. 72
積算（Mg C ha‒ 1） ‒日量平均（mg C m 2 day 1）
1, 474 b
961 b
1, 153 b（ 260 ）
（ 456 ）
（ 162 ）
（日量平均の SD）
右肩の a, b は，列方向の異文字間に 0. 1 ％水準で有意差があることを示す．

3. 43
‒
‒

シンポジウム特集 研究紹介：十勝地域の多湿黒ボク土における土壌有機物動態

29

Table 3 年間有機物分解量と還元有機物量の収支．

The annual balance of input and output of carbon on Wet Andosols.
収支
年間有機物
畜産農家か
合計有機物
−（A）
（B）
分解量（A） 茎葉産出量
茎葉還元量
刈株還元量
根還元量
らの堆肥供
‒
‒
‒
‒
還元量（B）‒1 （± Mg C
（Mg‒ C （Mg C ha 1）（Mg C ha 1）（Mg C ha 1）（Mg C ha 1）
給 ‒‒11 （Mg C ha ）
ha 1）
ha ）
（Mg C ha ）多湿黒ボク土
3. 43
2. 34
1. 57
0. 24
0. 30
0. 38
2. 49
− 0. 94
黒ボク土
1. 95
2. 34
1. 57
0. 24
0. 30
0. 38
2. 49
＋ 0. 54があるとする報告（吉田・坂井，1963）と，関係はないとする報告（瀬戸ら，1978）があるが，間接的には排水4. 結論

改良の効果発現による土壌水分の低下は，CO2 フラック

1970 年当時の多湿黒ボク土は排水不良地であるため

ス，すなわち土壌有機物分解速度に影響を及ぼしているに栽培作物の生産性が低かった．1950 年以降，排水不との報告例が多い（Ding et al., 2007；Fang and Mon-良圃場の生産性向上を目的とした組織的な排水改良工事

crieﬀ,2001；が施工された（北海道開発局帯広開発建設部，2006）結瀬戸ら，1978；吉田・坂井，1963）．

東田ら（1996）は，本報告とほぼ同じ 2 土壌を含む十果，2007 年には多湿黒ボク土においてその効果が発現

勝の代表的３土壌を供試して，土壌微生物活性の阻害要し，排水の良い土壌と同等の収量水準となった例が報告

因について，多湿黒ボク土は水分が多く気相率が低いこされた（丹羽ら，1999）．反面，排水効果が発現した多とであることを報告している．このことから，排水効果

湿黒ボク土は土壌の乾燥化により土壌有機物分解が促進が現れ，過剰な水分が排除され，気相率が多くなれば多されてきたと推察される．さらに，農業構造の変革から

湿黒ボク土は，微生物活性が高まり有機物分解が促進さ畑作地帯における土壌への有機物還元量が減少傾向であれると推測できる．

る．多湿黒ボク土の有機物の減耗を抑制するための対策

1963, 1969 年当時は，多湿黒ボク土の土壌水分が多く，過剰な土壌水分を排除するための排水改良の効果が出ていなかったために作物生産性が低かった（山田・菊地，
1971）．このような土壌環境であったために微生物の基として，少なくとも残渣の生産量全量を圃場へ還元するなどの対策の必要性が示唆される．

5. おわりに質が多いにもかかわらず CO2 フラックスは黒ボク土と

これまで，多湿黒ボク土に関しては生成要因，その土同等か（吉田・坂井，1963），両土壌間の CO2 フラック

壌理化学的特性と分布，改良法，生産性に関しての研究

スの大きさに有意差が見られなかった（北海道立十勝農は非常に多く，実用面に多大な貢献をしてきた．

業試験場土壌肥料科，1969）のであろう．

しかし，排水改良後の土壌の乾燥化による有機物の減以上から，十勝管内の排水不良地のうち，多湿黒ボク

耗とその対策に関しては研究が開始されたばかりといっ

土は，根圏土層の過剰水分が排除されるなど，排水効果ても良い．この領域の研究の進展とその成果の現場におが表れてきたために生産性を向上させてきたとみられける貢献を今後に期待したい．

る．同時に，土壌有機物分解速度が促進されてきていることが推察できる．

土壌生成過程で集積した貴重な資源である多湿黒ボク
土の有機物を少しでも長く保持してゆかねばならない．
これは地球温暖化防止対策としても重要であるが，同時Fig. 3 2007 年における CO2 フラックスとアメダス気温の関係．
The relationships between CO2 ﬂux and air temperature on
the two soils．

Fig. 4 作土の含水率の土壌間，年次間比較．
The topsoil moisture content of the two soils in 1969, 1970,
1971, and 2007.

土壌の物理性 第 123 号（2013）30に長期的に見た土壌の生産力の維持のためにも重要であることを強調しておきたい．

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旨

地球温暖化の視点から，耕起を伴う畑土壌で特に炭素濃度の高い土壌の炭素減耗がより早いとの指摘がなされている．このことから，我が国有数の畑作地帯である十勝地域において特に炭素濃度の高い多湿
黒ボク土の炭素動態に注目する必要がある．十勝管内耕地における排水不良土壌に対して，生産性向上を目的とした排水改良工事が組織的に行われてきた．排水不良土壌の代表的土壌である多湿黒ボク土の排水効果が十分発現したと思われる 2007 年にはこの土壌の乾燥化により土壌有機物の分解が促進されていると考えられる．この土壌の有機物の減耗を抑制するための対策が必要であることが示唆される．
キーワード：土壌炭素賦存量（Soil carbon storage），二酸化炭素発生速度（CO2 ﬂux），多湿黒ボク土（Gleic
Andosols），土壌水分（Soil water），排水改良（Drainage）