奥村裕之・北野日出男

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論文士壌動物のはたらきの教材化に関する素材研究
一ミミズとダンゴムシが土壌に与える影響を中心として－奥村裕之＊・北野日出男＊＊＊大阪教育大学大学院教育学研究科＊＊東京学芸大学教育学部理科教育

ExperimentaIStudiesontheFunctionofSoilAnimalswithSpeciaIReferenceto
theDevelopmentofTeachingMateriaIsforEnvironmentaIEducation．

ＨｉｒｏｙｕｋｉＯＫＵＭＵＲＡ＊ａｎｄＨｉｄｅｏＫＩＴＡＮＯ＊ ＊＊DepartmcmofScienceEducation，Facultyo「Education,Osaka KyouikuUniversity，＊＊、epaTtmentofScicnceEducationandBioIogMFacuItyofEducatio､， TokyoGakugeiUniversity，(受付日1994年７月12日・受理日1994年８月９日）

AsimplccxpcTin疋ntalmethodisdcscribedwhichaIIowssecondaryschoolpupiIstoObServehowsoilanimalssuchascarthwoTm，Ejse"mjbeTi“，andpill-bug，Armα⑪lliai"ｍｗｕｌｇｑ'℃，fUnctionas]itterfbedeTsandalsotoumderｓｔａｎｄｈｏｗｔｈｃｙａｒｅｇｏｏｄＩｂｒｓｏｉｌａmendmenLTheresuItofthis

experiｍｅｎｔｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｔｈｃｓｏｉＩａｎｉｍａＩｓｍａｙｓｃTveasonccffCctiveteachingmateTiaIfbr
environrT肥ntaleducationasrcgardsthcfimctｉｏｎｏ「soiIanimals．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：caTthwoTm，environmentalcducation，matcria］development，pill-bug，soilamimal．
1゜はじめに生態系概念の理解を通して，自分の行為が生態系にどのような影響を与えるかを常に考えて行動することの出来る人々の育成が期待きれるという

鈴木(1990)の指摘は，環境教育の重要な指針の一つに挙げられる。生態系概念の理解は環境教育を行っていくうえでその科学的基礎として重要であり，学校教育においては主に理科教育の場を通じて理解の形成がはかられている。

生態系概念は1935年にTanslcyが初めて提唱した概念であり，生物的要素だけでなく，非生物的な要素も含めた環境要因の総体を－つのシステムとして捉える考え方である。生態系概念は様々な低次概念から成り立っているが，それらの低次慨念の理解なしには，最高次概念である生態系概念の理解には到達できない。土壌概念はその中でも重要な低次概念の一つに挙げられ，物質循環という視点からも児童・生徒には理解してほしい概念の一つである。

しかし，土壌概念に対する小・中学生の理解度は低く，児童・生徒が土に対する直接経験の機会をあまりもたず，表面的な理解しかしていないという葉(1993)や，太陽・水・空気といった他の環境要因と比較しての理解度が低いという菅原(1992）の報告にその一端をうかがうことが出来る。その原因の一つには，初等・中等学校理科教育における学習内容の不十分さが挙げられるが，教育現場では，土壌に関する教育が学習指導要領に指導された内容よりも工夫きれ教えられている(木内，[問い合わせ先］〒582大阪府柏原市法善寺3-2-4
環境教育ＶＯＬ４－Ｉ

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土壌動物のはたらきの教材化に関する素材研究1987)。

Ⅱ、材料及び方法

土壌概念の理解を深化させるための副次的な教材として，土壌動物が用いられることは多い。自然界における土壌動物のはたらきは多様であり

１．土壌概念に関する小・中学校理科の教科書調査(渡辺，1990)，その活動を通して土壌や他の生物はじめに，現行学習指導要領に基づいた理科教に様々な影響を与える存在である。そうした土壌育カリキュラム上における土壌に関する学習内容

動物の中でも，児童・生徒に身近であり，採集・の位置付けを明らかにするために，現在使用され飼育及び観察の容易なミミズやダンゴムシを土壌ている小・中学校理科の教科書(５社)について調に関する学習教材として取り上げた先行研究例は査を行った(表１)。調査項目として各教科書で取多い。

り扱われている土壌に関わる単元，土壌動物の種ミミズの飼育を通した教材としては，小学校低類及び実験・観察を取り上げ，その調査を行った。

・中学年を対象とした池井(1982)，五十嵐(1981）

なお，土壌動物には無脊椎動物だけを取り上げた。

や，中学校第３学年を対象とした田中(1984)等の２．土壌動物が土壌や他の生物に与える影響に関先行実践例がみられる。これらの例においては，ミミズを教室内の透明な容器内で２～４週間程度の期間飼育し，児童・生徒にその生態を観察させている。

ダンゴムシは児童・生徒が親しみやすい素材であり，特に小学校低・中学年においては必ずしも土壌に関わりのある生物としてではないが教材化されることが多い。その飼育を通した教材としては，小学校低学年対象の池井(1982)，河端(1986）や，中学校レベル対象の沢柿(1983)，小泉・水野(1988)，末永(1990)等がある。
以上挙げてきた先行例などによって，土壌動物する実験
表１；土壌に関する学習内容を調査するために使用した小学校及び中学校理科教科瞥
中学校＊＊

出版社
教育出版
東京替籍
学校図書
大日本図瞥
啓林館

新版理科

新しい理科
小学校理科
たのしい理科
理科

新版中学理科
新しい科学
中学校理科
中学校理科
理科

＊平成３年度文部省検定済＊＊平成４年度文部省検定済のはたらきを教材化する上でのミミズとダンゴム
シの有効性はすでに論じられてきた。しかし，これらの実践では，飼育の期間は１カ月程度であり，l)材料材料の収集及び採集は1993年３月下旬からそうした短期間ではミミズやダンゴムシが土壌や４月上旬にかけて行った。実験で使用した土

他の生物に与える影響は明確ではなく，それを量壌試料には有機物含量の低い黒ぼ<土壌の下的変化として報告した研究例はみられない。

層土(乾土１ｋｇあたり有機炭素含有量及び全窒素含有週それぞれ14.669,1.389)を，落葉には落葉広葉樹のものを選び，ミミズ・ダン

本研究では，土壌動物のはたらきの教材化に関する素材研究として，同定の容易なシマミミズ
E応c"ｉａｊｂｅｌｍ(以下ミミズと略記)とオカダンゴムシＡｒ〃｡〃llidiⅣｍｗＵｌｇｑｒｅ(以下ダンゴムシと略記)を素材に，その飼育を通して土壌や他の生物への影響を実験的に検証し，その測定結果を基に，ゴムシとともに東京学芸大学栂内より採集した。

飼育用の容器には市販飲料用のペヅトポトル（２１容量，角型)を青梅市リサイクルセン

小・中学校理科教育での実践を念頭に置き，土壌ターより入手し使用した。ペットポトルは概念の理解を深化きせる上での土壌動物の教材性

蓋底より５cmの部分を切り取り，半田ごてについて検討したのでここに報告する。

で各側面に３箇所と底面に１箇所の穴を開け，それぞれにネットをかけて通気孔として飼育

環境教育ＶＯＬ４－Ｉ

奥村裕之・北野日出男

表２；土壌動物及び落葉の有無が土壌試料の呼吸逓、保水性、有機物含鼠に与える影輕を検証するための実験群の柧類
実験群土壌動物落葉＋十＋

＊

群群群群群
１２３４外
第第第第野＋＋十2１

況が，ミミズは第１群のみ18個体，ダンゴム
シは両群合わせて雄９個体・雌１個体になったしまったので，８月７日に設定条件と同じく，土壌動物の再供給を行った。
3)土壊試料の分析

土壊動物の飼育は10月13日に終了し，落葉と土塊動物を容器内から取り出して，土塊試料の分析を開始した。分析項目とその測定方法は以下のとおりである。
ａ､土壌呼吸iｉｔ＋；容器内に存在する－；容器内に存在しない

土壌呼吸とは，土壌中の生物による酸素の吸収と炭酸ガスの放出(稲松，1991)を意＊容器に蓋をしていない味し，好気的な微生物の呼吸によるものが用容器に用いた。

主であり．土の有機物分解力を評価する手段(稲松，1991)の一つである。土壌動物は，

2)実験系の設置と管理摂食，排出，土中の移動などの活動を通し

本実験では，５条件３Ｍ5サンプルの実験群て，微生物の繁殖を助ける(渡辺，1990)。

を設定した(表２)。室内実験群は４月10日に

土壊呼吸量の測定には密閉吸収法がよく用

黒の模造紙で光を遮断したプランターボックいられ，長谷川(1984)やそのＩＮＩ便法であるス内に設置し，野外実験群は４月25日に東京

櫨紙法を考案した福田(1987)等によってそ

学芸大学野外教育実習施設内の雑木林林床下の教材化が試みられている。しかし，土壌に，容器の最上部が地表面と同じ高きになる動物と微生物の相互作用を意識させた例はようにして設置した。

みられない。本実験では，高校での課題研

飼育用容器には４mm画のふるいで分画した究における使用も視野に入れ，プロダクト土壌試料を1.2kg投入した。室内実験群には条件別に落葉・土塊動物を入れ，飼育期間メーターによる測定を行った。

中は水分状態の管理と土塊動物の観察を続け測定は片山・横浜・古谷(1986)によって試た。落葉は室内でlOB11H風乾させたもの９９みられている。測定は10月20日から24日にプロダクトメーターによる生物の呼吸且（風乾重)を，蒸留水中で十分に湿らせて投入かけて行った。供試試料は。２５℃，全暗期し，厚さ２cmほどの落葉層をつくった。土壌動物はミミズを５個体ずつ，ダンゴムシを雌の恒温器内に水分を毎日５ｍl霧吹きで供給しながら１週間静置した飼育用容器の土雄各２個体ずつを絶食条件下で24時間糞を排塊試料表面から，薬さじで湿迩５９を採取出させ，それぞれに投入した。水分の供給には，透明で５ｍIごとに印をつけた霧吹き（Richcll社製，ジヨイススプレーＢ型）を使した。測定は５分間の予備振とう後に５分m隅で1時間行った。
ｂ・土塊保水性用して，３日に１回，５ｍIずつ行った。野

土塊保水力とは，土壊が水分を保持する

外実験群は，はじめに容器内に落葉，土壌動物は入れずに，蓋の部分にネットをかけずに力を意味し，土壌の持つ養分の溶媒として落葉や土壌動物の出入りが自由な状態にして，して土壌中に孔隙や団粒榊造を形成し，そ飼育期間の終了まで放置した。７月下旬の時の結果として土壌の保水性を高めている

点で，室内実験群における土壌動物の生存状（渡辺，1990)。の能力を表す。土壌動物は，その活動を通環境教育ＶＯＬ４－Ｉ

土塊動物のはたらきの教材化に関する素材研究2２

土壊の保水性は，小学校理科(第３学年）で取り上げられており，福田(1987)等の先行教材例がみられるが，土塊動物との関連用い，その測定を行った。実験は11月４日を意識させた例はみられない。

上にして採土管(直径５ｃｍ，高さ５cm)をから12月11日にかけて行った。実験方法を図１に示す。土壌試料表面に蓋をした面を静かに挿入し，土壌の櫛造を壊苔ないよう土壌の保水性を示す恒数のひとつとして

圃場容水fitがある。圃場容水趾とは，「野に取り出す。

外で下層に不浸透層などが存在していない試料の重量を測定後，採土管の開口面を場合に多赴の降雨ないし潅水によって土壌ガーゼとビニールテープでふさぐ。管を反がⅢ力水を有する状態に達した後に，重力転させて蓋を取り，ガーゼ面を下にしてア水の下方移動がほぼ終わった時の含水状態」

イスクリームカップに入れて静かに水に浸(河田，1989)を示す。圃場容水には，土壌す。２４時間後，開口面に蓋をして管を反転

水のうち土壌粒子に強く付藩した吸着水及きせ，ガーゼとピニールテープを取り除きび膨洞水と，植物が利用可能な状態の毛管Ⅲ量を測定する。その後は，採土管を25℃水が含まれている。本研究では，毛管水保全暗期の恒温器内に放置し，風乾させなが有量を土壊試料の保水性を示す指標としてら１日１回の重量測定を行った。測定は，（１）試料の採取
採土缶

ＵｆＤｌｌ

２４ｃｍ

トー5ｃｍ－１

飼育用容器一一

トーIOC､ヨ採二Ｍ斤を上壌の榊避が鯛れないように１mかに取り出し、まわりの土を取り除く（２）試料を木に浸す
アイスクリームカップ

脱脂綿一に肺かに水を入れ、２４。

ビニールテープーー

ＩＪｈ時'１M麟隅すら--10ｃｍ一１－ｱｲｽｸﾘｰﾑｶｯﾌﾟ（３）水分蒸発賦肚の測定

脱耐綿を除去し、、１ftをiU定する

Ｃ図025℃、全UiYlIjlの恒温器内に入れる

DFI6I1m1、毎Ｈ１向の攻1両測定を行う

図１；土壌の保水性に関する実験方法

環境教育ＶＯＬ4-1

奥村裕之・北野日出男

2３

土壌試料からの水分蒸薬竃蔚が十分に少なである。その内容としては，粒径の違いや水くなった時点での累積重量を土壌試料の毛のしみ込み方の違いといった土の特性，大地管水保有量とみなし，全ての試料においての構成物としての土が扱われている。

水分蒸発重量が0.58以下となった16日後まで行った。
c・土壌有機物含量

生物学的なＡ領域においては，主に植物との関連で取り扱いうると考えられる。しかし今回の改訂において，内容の関連性や発展性

土壌有機物とは，土壌表面あるいは土壌の乏しいもの，取り扱いが抽象的になりがち中の植物，動物，微生物などの遺体が土壌なものとして旧学習指導要領・第５学年の微生物などによって分解きれたもの(鍬塚，「発芽の条件・土」という単元が削除され，1984)を意味する。土壌動物はその活動を土という言葉は姿を消してしまった。その代通して地表や土中の有機物や無機物を垂直，わりに，第５学年(1)で植物の成長条件とし水平方向に「耕転」させる(渡辺，1990)。ての「肥料」が扱われるが，土壌との関わりでの取り扱いではない。第４学年(1)(2)や第土壌動物と土壌有機物の関係を意識させた教材例としては，小学校中学年を対象と６学年(3)などでは，生物と環境の関連といして赤土をミミズの飼育用の土壌として用う意味から土壌を取り扱うことは可能であろいて，その黒土化を観察きせた試み(池井，う。

1982)や，中学校第３学年を対象として，中学校においては，主に第２分野で取り扱ミミズの飼育を行った土壌とコマツナの生いうる。実際に土壌に関する事柄が出てくる育状態について比較実験を行わせる例(小のは，第２分野(5)ウの(イト(6)ウの(ア)や

泉・水野，1988)などがみられる。しかし，その内容の取り扱いの部分と(6)イのけ)の土壌の有機物含量の変化を実際に測定した３単元である。これらの単元では，生物界における分解者や土壌動物の役割，風化作用，例はみられない。

本研究では，本学野外教育実習施設所有

地球という惑星における生物の重要な生存条のＮＣアナライザー(住化分析センター製，件としての土，等を内容としている。

ＮＣ90-A)を使用して，１２月14日に土壌試

2)小・中学校理科に関する教科書調査

料中の有機炭素含量及び全窒素含趾の測定

ａ・小学校についてを行った。供試試料は，土壌表面より薬き

小学校理科の教科書を通して土壌に関わじで採取し，105℃の乾燥機内で24時間乾る単元は，Ａ及びＣ領域に限られ，Ｃ領域燥させた後に,粉砕機(ITOH社製，ＬＡＰＯ１）を中心として扱われているのが特徴的であで粒径0.05mm以下にして測定を行った。

る。Ａ領域では，植物との関わりで扱われⅢ、結果及び考察
1．教科書調査

１)平成元年度改訂版学習指導要領についてることが多く，土は「種をまく場所」「根を通して水とそれに溶けた養分を吸収する場所」として取り上げられている。第５学

年「植物の成長」単元では「肥料」が取り平成元年度に改訂された学習指導要領を調扱われているが，自然界における肥料の由査した結果，土壌に関する学習内容を直接教来や土壌との関わりに言及した教科書はみ材として取り扱う単元は小・中学校ともわずられなかった。

かであった。

土壌生物は，教科書中に扱われていない

小学校においては，主にＡ及びＣ領域で取といえる。ダンゴムシが１社で取り上げらり扱いうるが，土という言葉が出てくるのはれているが，土壌との関わりではない。他

第３学年Ｃ領域(1)と第６学年Ｃ領域(2)だけには，幼虫が育つ場所であることからカブ

環境教育ＶＯＬ４－Ｉ

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土壌動物のはたらきの教材化に関する素材研究

トムシなどの昆虫が４社で扱われている。

土壌に関する実験・観察は，Ｃ領域に限げる教科瞥もみられた。

５社の教科書を通して描かれる土壌の姿られ，地温や粒径，透水性などの土の特性は，次の４パターンに大別できる。

を調べるものなどがほぼ全ての教科轡に取①生物が生活する場としての土り上げられている。Ａ領域には，植物の成②有機物が生物のはたらきで分解きれる場

長と肥料の関係を調べる実験が全社で取りとしての土上げられているが，土との関わりではない。

③風化・堆積など時空間的に大きなスケー

ｌ社で「落葉や石の下の虫の様子の観察」

ルで自然から作用をうけ生成する土がある程度である。

④生物圏において生物の生存条件として重５社の教科轡を通して描かれる土壌の姿は，次の３パターンに大別できる。
①生物が生活する場としての土要な要因である土

3)教科書調査に関する考察
以上の調査から，小・中学校理科教育カリ②保水性(透水性)などの特性を有する土③風化，堆積など時空間的に大きなスケー

科書において，土壌が科学的に明確な形で取ルで自然から作用をうけ生成する土り扱われていないことが示唆きれた。小・中

b・中学校についてキュラムを規定した現行学習指導要領及び教学生の持つ土に対する固定的・静的な認識は中学校理科の教科轡を通して，土壌に関根強い(素，1993)。土が静的ではなく，日々わる単元は第２分野に限られていて，各社生成されているダイナミックな存在であることも学習指導要領に準拠した単元を提示しとを理解させるためには，土壌生成のプロセている。

小学校理科との最も大きな違いは，分解スが認識きれなければならない。しかし，現行カリキュラム上では機械的風化作用につい者概念が扱われるようになることであり，ての学習は行われるが，土壌生成作用が明確それに伴い分解者の補助的な役割を担う存には提示きれていない。

在としての土壌動物が数多く取り上げられ小学校第５学年の「植物の成長」単元で取ている。無脊椎動物に限定すると，土壌動り上げられている肥料は，自然界でどのよう物は５社あわせて２３種類が取り上げられにして供給きれているかに言及することで，ている。取り上げる種類は社によって差が生物と非生物との循環的なつながりを通した

大きく，共通に取り上げられているのは教

土壌のダイナミクスを意識きせるのに適した育出版の教科轡を除くと，ミミズ，昆虫素材である。しかし，理科教育カリキュラム（幼虫)，トビムシ，ダニカニムシ，セン上における肥料の位置付けは，「植物が発芽チュウの６種類であった。これらのほとん後成長するために必要な養分」であり，肥料どは「生物界のつながり」単元に出てきたと土壌の関連についてはほとんど触れられてものであるが，ｌ社で「動物の仲間」単元いない。

においてミミズの耕転作用についての言及がみられる。

生物的作用は，土壌生成において必須の作用である。土が生物的作用無しには生成きれ土壌に関する実験・観察は，「生物界のないことをより明確に扱うことで，児童・生つながり」単元で主に取り扱われていて，徒に土壌のダイナミクスをわかりやすく意識

全て土壌生物に関わりのあるものである。

させることができるのではないだろうか。

その多くは，分解者としての微生物のはたこうした問題の根源には，理科教育カリキュらきを調べることを目的としているが，ツラムにおける土壌の扱いにくさがあると考えルグレン装置やダンゴムシの飼育を取り上られる。土壌を学習対象とするには，生物学

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奥村補之・北野日出男

2５や地学などの内容を包含する学際的な学習内野外実験群からは，呼吸量実験及び保水性実験に容に必然的に発展していく。しかし，従来の理科教育カリキュラムでは，土壌にＩＮＩして領おいて室内実験群に近い平均値が，有機物含量実

験において室内実験群よりも明らかに高い平均値

域的・系統的な関連性はほとんど意識されてが得られた。

おらず，生物学的領域，地学的領域で別々な土塊呼吸通実験では，図２に示されているよう観点で扱われている。この学習内容としてのに室内実験群において，第１群と他の実験群との暖昧さが，土壌の取り扱いを難しくしている。

差が他の実験と比らべ最も顕著であり，第１群の平均値は土埋呼吸について他の実験群よりも有意現行理科教育カリキュラムに従って土壌を学習内容として扱うためには，教育現場においてカリキュラムに捉われない学際的な教材のに高く，明らかな土壌微生物の活性の高まりを観察することができた。第２群の平均値は第３．４使用が求められよう。

群よりも高いが，これは微生物を付鞍したまま容２．土壌試料の分析

約６カ月'111の飼育を通して，土塊動物の生息状況は落葉の有無により異なる様相を呈した。ミミ

器内に入れられた落葉の影響が大きいと考えられる。野外実験群からは．第１群に近い平均値が得られた。

ズは，第１群では繁殖が２例観察されるなど落葉

土壌保水性実験では，図３に示されているよう層に定着し，その多くが飼育終了まで生存していに室内実験群において，第１群の平均値が他の実た。第３群では土壌中を縦横に動き回っている様

験群との111に有意差が検出きれるほどではなかっ子が盛んに観察されたが，６月上旬には全滅してたが，保水性について最も高いという結果が得られた。呼吸趾実験と同じく落葉のある実験群の平しまい．８月の再投入後も乾燥の進んだ土壌に定着できずに３日以内に全滅してしまった。ダンゴ

均値が高かったが，これも土壌表層を綴っていた

ムシは，繁殖が両群で数例ずつ観察されるなど生落葉の影靭が大きく，落葉層が土壊の乾燥を和ら

息状況はミミズと比べて両群の間に大差はなく，げる結果として土壌の構造が保持されたため差が落葉を供給しなかった第３群においても飼育終了生じたと考えられる。土壌表層で団粒化が観察された第３群と，観察きれなかった第４群との間にまで生存していた個体がみられた。繁殖個体は，第３群では３～４週ＩＭＩで全滅してしてしまい，第１群では４匹が飼育終了まで生存していた。

野外実験群では，容器内に落葉や土壌動物が入差があまりみられないこともそのあらわれと考えられる。野外実験群からは第１群に近い平均値が得られた。

りこみ，土塊試料は室内実験群と比べて明らかに

土壌有機物含量実験では，図４及び５に示され団粒化が進んでいる様子が観察された。土中からているように室内実験群において，第１群の平均値が有機炭素含有量及び全窒素含最について他の実験群よりも高い結果となり，もとの土壌試料と取り出した容器の側面にはミミズの適い跡が縦横に付着し，容器を取り出した時点でミミズ以外にはワラジムシ，クモ，ムカデ，トビムシ，ダニ，団粒化，細片化など，土壌動物の影癖を受けてい比べて有機物含jliが増加した様子が観察きれた。
落葉の有無で考えると，土壌動物の存在する第１群及び第３群の平均値がそれぞれ第２群及び第４群よりも高く,有機物含量の増加には土壌動物のる様子が観察された。これらの現象が実験的に検死体なども関与していることが示唆きれた。

証できたであろうか。図２から図５に土塊分析実増加の割合は窒素と比べ炭素の方が大きく，全窒素含量では第１群と第２群との間に有意差が検出されるに留まった。野外実験群は，室内実験群に比べ増加趾が多く，平均値は両項目とも第２～４群よI)も有意に高く，第１群と比べても明らかに巻貝などの土塊動物が容器内に入りこんでいた。

こうした生息状況の中，第１群の土塊や落葉は験の結果について，実験群毎の平均値とその９５％信頼限界を示した。室内実験群では土塊呼吸戯，保水性，有機炭素含量及び全窒素含逓について第１群のサンプルから最も高い平均値が得られた。

環境教育ＶＯＬ4-1

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土壌動物のはたらきの教材化に関する素材研究

実験群
第１群

第２群
第３群
第４群

野外群

０１０２０３０土壊呼吸鼠（０２α/／乾土，ｈｇ）

図２；各実験群における土壌呼吸風の平均値の比較（●平均値±９５％信頼限界）
実験群
第１群

－→－

第２群

第３群
第４群

－－－●－－－

野外群－●－－

０５００６００７００

水分蒸発璽鼠．（ｇ／乾土，Ａ２）

図３；各実験群における保水性の平均値の比校（●平均値±９５％信頼限界）＊土壌試料の保水性は、実験開始１６ｐ後における．試料からの水分蒸発累綱重量（毛管水保有鬮）で示した。

環境教育VOL,ｲｰＩ

奥村裕之・北野日出男

2７

実験群
－●－－

第１群
第２群
第３群
第４群

-●－
－←
－←

野外群

－－Ｃ－

202５

有機炭素含有量（Ｃｇ／乾土，②

図４；各実験群における有機炭素含有量の平均値の比較（●平均値±９５％信頼限界）

実験群
第１群
第２群

第３群

第４群
野外群

－－－－●－－－－－●－－Ｃ－_●－－－－－－●－－－－－

０１．０２．０２．５（Ｎｇ／乾土，妙図５；各実験群における全窒素含有量の平均債の比較（●平均値±９５％信頼限界）

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土壌動物のはたらきの教材化に関する素材研究

高い値が得られた。

先行教材を実験的に検証できたといえる。河端以上の実験から，ミミズとダンゴムシを半年間(1986)は，黒土を燃やし土の色を赤く変化させる飼育することにより，黒ぼ<土壌下層土の土壌呼ことで土塊中の有機物を児童に意識させる試みを吸，保水性。有機物含有戯が高まることが示唆さ行っているが，そのの際に土の重量の変化を測定れた。これらの結果から。飼育を通した非自然的すれば有機物の墹減は容易に測定できる。この取環境下においても，土壌動物が土壌や微生物に好り上げ方ならば，小学校第６学年Ｂ領域「物の燃影騨を与えることが示唆され，土壌動物の教材化え方」単元に「学際的」に土塊に関する学習内容に際して先行教材を支援するとともに，いくつかを導入することも可能であろう。の新たな提案を行いうるデータが得られたといえ全ての実験を通して，野外実験群から得られたる。次に，これらの実験結果を基に，各実験におデータからは，室内実験群よりも強く生物の影響いて用いた素材の教材性について検討する。

を受けている様子が認められ，観察を実証する結土壌呼吸fft実験では，土壌動物の影響により土果となった。この結来から，容器を野外に設置す塊微生物が活性化されるという結果が得られた。

ることの利点として，飼育の手Ｍ１をかけずに明確

土填呼吸に関しては先行教材例もあり，理科教育に土壊の変化を観察できることが挙げられる。こカリキュラム上も中学校教科替(２社)でＢＴＢ溶の実験を室内と野外で並行して行えば，飼育活動液や石灰水を用いて教材化されている。本実験のを通して土塊動物のはたらきを学びながら，飼育データからは，それらの教材を発展させ，土壌動を通した人工的環境下と比べより効率的に機能し物と土壊微生物の相互作用を，土壌呼吸という現ている，自然環境下における生物的分解作用を理象を用いて比較的容易に扱いうることが示唆され解させることも可能であろう。

る。自然界における分解という現象は，土壌微生以上論じてきたデータは土塊動物の飼育開始後物と土壌動物の相互作用を通して進行していく。

６カ月の時点で得られたものである。土壌動物のそれは，土壊動物の教材化を考える上で欠かせな飼育を取り上げた先行教材のほとんと,において，い視点であるといえよう。

その飼育期間は1カ月以内であり，本実験をそう

土壊保水性実験では，土壌動物の土壌の保水性した短期1111の飼育後に行ったとしても同様の傾向へ影響は明らかではなかった。しかし本実験でをもったデータが得られるとは限らない。実際に取り上げた素材は，土壌という学習内容を理科教飼育開始後３カ月目の７月中旬に行った土壌呼吸育カリキュラム内に「学際的」に取り入れるため量実験の予備実験では，第３群が第４群よりも土の一つの視点を示唆する。その一例を挙げれば，

壌呼吸趾について商い平均値を示すことがわかり，小学校第３学年の地学的内容を含むＣ領域に「土落葉がなくても土塊動物が土壌呼吸に影響を与えと石」単元があり，土への水のしみ込み方が学習ていることが示唆されるなど，１０月下旬に行った内容として提示されているが，この単元に，本実実験とは異なる傾向が翅められた゜このように，験で行った土塊動物の影響による土壌の保水性の本研究で行った実験はその実施時期により異なる向上という生物学的内容を導入させることも可能

傾向のデータが得られる可能性があり，土壌呼吸であろう。そうした試みを通して「学際的」な土量実験に関しては飼育開始後３カ月の時点(７月

塊概念の理解をより深化させることができるので中旬)でのデータの方が土塊動物と土壌呼吸とのはないだろうか。なお，本実験で用いた採土管は，関係をよく反映していた。しかし，他の２つの実市販飲料用のスチール缶から作製することが可能

験項目については自然界においても長い年月を経であり，スチール缶を用いれば小・中学校において顕現化する現象であり，飼育の容易な土壌動物てもその実践は可能である。

土塊有機物含量実験では，土壌動物の影響による土壊中の有機物含鼠の増加という結果が得られ，環境教育ＶＯＬ４－ｌを６ヵ月程度飼育した後に，または野外実験を併用しながら行うことが望ましい。

土壌動物の生息状況と実験結果の関連を考える奥村裕之・北野日出男と，土塊動物が長く生存していた第１群において，各実験項目ともその高まりは明らかであった。第３群では，測定を行った時点での変化は少なかったが，これはミミズが全滅してから測定までの期1111が長期にわたったことに起因すると考えられる。
両群間に土壌動物の生息状況の差が生じた最大の2９

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原因は落葉層の存在にある。落葉層は土壌動物の片山好康・横浜康継・古谷庫造(1986)プロダクト

餌として，その飼育を水分以外は供給せず閉鎖的メーターによる海藻の光合成測定．遺伝，４０に行うために設定したものであるが，土壌からの(3):22-26．

水分の蒸発を和らげ，それ自体に水分を保持するという意義もある。しかし，土壌動物の生態を観河田弘(1989)森林土塊学概論，399pp，博友社，
東京．

察するには落葉層のない方が容易であることから，教材化に際しては土壌からの水分の蒸発が著しく

河端尚子(1986)黒い土は生物によってつくられる，ならないよう，土塊表面に落葉を一層敷きつめる

木内知美(1987)小・中学校における土壌に関する程度の供給趾で飼育を行うことが望ましい。

本研究で用いた飼育用容器は，土壌動物に着目したミニ生態系として教室内などで容易に作製し扱われることを意図したものである。本実験を通して得られたデータが，土壌動物のはたらきを教材化する上での基礎データとして利用されることを期待している。そして，ミミズやダンゴムシといった普段は軽視きれがちな生物の，自然界で果理科教室，２９(13兆28-33．

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である「循環」という発想が児童・生徒に育まれ末永幹夫(1990)生物界における分解者，理科の教ることを期待している。
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６０．

環境教育ＶＯＬ４－Ｉ