I
は　じ　め　に
旧畑給換とはローテーションの年数の違いはあるが主に水田を利用して，田→畑→田→畑と水稲および畑作物を交互に栽培する農地の利用技術，形態（栽培，水の利用技術）の一つであり，土壌の澄元・煩作に伴う酸化のくり返しとみなしうる。これら栽培様式の差達，逃水の有無，還元酸化が土壌に及ぼす影響について，主に烟土壤の現地調査，試験に従事してきた者の視点に基づき,著者が関係した転換畑¹¹および田畑給換の調査を中心にして検討した結果ならびに考えを述べる。
II
畑転換が土壌の物理性，地下水位，根群
分布に及ぼす影響
1　調査試験の方法
千葉県の代表的な５土壌型別水出とそれに隣接する水田を転換した畑（以下転換畑）を選び両者の地下水位の周年変化を測定した。そして隣接水田の港水ならびに降南が転換畑の地下水位に及ぼす影響について調査検討した。さらに水田の入水期と落水期に転換畑において試坑断面調査，根群分布調査を行い，作物根の分布状況と土嬢のち密度，三相分布，孔擦径分布，地下水位の関係について調査検討した。なお調査方法および測定法は下記のとおりである。地下水位の湧定：内径2.5cmの塩ビ管を深さ100cmに埋設し，管内の水面を地下水位とみたし，４～８月は街週9 ～ 3月は2週間ごとに測定した。降水量：調査地点に疲る近い測候所および観測所のデーターを使用した。根群分布調査：モノリス数で試料を採取し，幅50cm,深さ50cm，厚さ５cmに整理統一し，水道水で洗浄後105じで乾燥し根量とした。三相分布，孔隙径分布：200ccおよび100ccの採土管を併用し，実容積法，砂柱法，吸引法で測定した。
２　結果および考察
（1）地下水位の周年変化について調査地点および転換後1年目の落水時における転換畑の特徴を表一１，図一１に示す。泥炭土壌から乾田型の
2) ①.①.①.①.①の６地点で根群分布調査を実施した。灰褐色土壌までの5土壌型，土性は砂質から強粘質に及び，千葉県の代表的な土壌型がほぼ含まれる。試坑断面調査結果から，グライ層の出現位置，構造の発達程度などの土壌断面形態には，転換による大きな変化はみとめられなかった。また半級田型のグライ土壌より乾田翔の土壌では，ち密度15～20mnのすき床層が存在し，各地点とも転換後1年目では水田土壌の本質的な性質は失われていなかった。各地点において水田および転換畑の地下水位の周年変化と降水震の関係を調査した結果，その変化の状態からおおよそ図ー 2の三つの型に大別された。年間を通して変動が少なく地下水位が常時高い。 a
収穫期前後を境にして急激に地下水位が低下し, b以後再び上昇しない。………风色土壌砂土型土壌⑦ c降雨の影響を受けやすく，時期的な変動が大きいの20以外のすべての地点でこの傾向が観察され,本県の大部分の土壤型がこのタイプに属する周年化
化を示すものと思われる。
転換畑と水田の地下水位の差は土壌型によって異なるが、周年変化の状態にはほとんど違いはみとめられない。すなわち泥炭土壌☽②および砂質土壌⑦では水田と転換畑の地下水位の間に差がなく10cm内外である。しかし,グライ土壌より地下水位の低い乾田型の粘質な土壌では稲作期間に差がみとめられ，転換烟の地下水位社水田のそれに比べて20〜40㎝程低く推移する。降雨と地下水位の関係についてみると，図一２のように，おおよそ40mm/日以上の降雨が地下水位に影響を与えるものと思われる。その影響は時期および土壌型によって異なるが入水期間中は比較的少ない。水稲栽培後の落水期もしくは用水不足期になると地下水位は急激に低下する。この時期以後に立ると降雨が地下水位に及ぼす影響は極めて大きくなる。 40m/日以上の降雨によって砂質以外の土壌型の水田および転換畑の地下水位は上昇し，その影響は10〜20日間持続している。しかし，砂質土ではその影響は殆んどない。 SPCPG Apr. 1979図ー２　代表的な土壌型における地下水位の周年変化と降水量〈泥炭土壌粘土型①，吹色土壌砂土型⑦，厌褐色土壌強粘土型⑧，降水量は①の束金観測所）隣接水田の港水が転換畑の地下水位に及ぼす影響について，前記地下水位調査と並行して①，①，⑧地点において検討した。その結果，グライ土壌粘土型④および陝色土壌砂土型のでは60～20mの範囲まで影響がみとめられた。また構造が発達した亀刻の多い厌褐色土壌強粘土構造型では約60mの範囲に影響がみとめられた。以上の結果から，転換畑では隣接水田の遊水の影響はかなり広範囲に及び，1年目では転換畑土嬢の状態は水田土壌に近いことが判明した。また作物の生育，根群の発達伸長は試坑断面調査等から、必ずしも地下水位の高低によってのみ規制されるだけでなく，耕耘の状態。栽皆様式（平時，高時）などの孔陵径分布を含めた物理性によって、異なることが観察された。 〈２〉土壌の孔隙径分布，三相分布，地下水位，ち密度と根群分布について前記の調査から作物の生育および根干の伸長発達は第一には地下水位によって規制されるが、土壌の物理性によってもかなり異なることが観察された。そこで作物根の仲長発達に及ぼす影響について，主として土類の孔際径分布，三相分布等の物理性，地下水位との関連について検討を行なった。調査士譲型，作物の種類は表一１および脚注のとおりであり，空気要求量の高いキャベツから低いヒエの６級類に及んでいる。泥陝土壌における深さ別の孔險径分布，地下水位と岡場状態における三相分布の状態は表一２のとおりであ
注＊：孔隙中水分の占める割合，地下水位40cm，高距25cm SPCPG Apr. 1979る。深さにともなう三相分布の変化についてみると、水分率は0 ～ 5cmの深さで47％であるが，その下層は63～64 ％でほとんど地下水位面まで変化はない。空気率はごく装層で28％と非常に高く，15cmまでは５％以上あるが,それより下層では2 %前後に低下しほとんど変化はなくその三相分布の状態は特異的である。孔際に関しては，全孔際は0 ～ 5 cmの深さで約75％, 30〜35cmで約65％存在し，両者の差は約10％であり，次気率の20％および飽水度の30％に比べて全孔際の変化量は非常に小さい。一方孔源径分布 （吸引圧H₂O₂m－水分率cc）は表のように，深さ10cm以下では0 ～ 5 cmの深さに比して土壌水分吸引圧（以下吸引圧）100cmH 2 OLL下に相当する比較的大きな孔際の占める割合が少なく,特に32H 2 O (pF1.5)以下の粗孔險が減少する傾向がみとめられる。深さ別の孔豫径分布と三相分布の関係については表で明らかなように，現地開場における撰さ別の水分率は吸引圧32cmHzO (pF1.5)時の水分率とはば一致している。すなわち土壌の水分率，空気率は孔際径分布によって規削され空気率は吸引圧32cmHzO (pF1.5)以下に相当する粗孔隙の量と密接な関係があることを示唆している。また同様な現象は，グライ土壌粘土型④，灰色土壌砂土型⑦および厌褐色土壌強粘土構造型⑨でもみとめられた。即ち転換組における孔陳径分布は土壌の秘類に関係なく，耕耘の影響を受けることがない深さ20cm以下では吸引圧32～100cm H 2 0 （pF1.5～2.0）間の孔際量は2 ～ 1 ％と極めて少なく，相孔喉量も少ないのが特徴である。そして深さにともなう変化もみとめられない。土壌の通気性および透水性は粗孔際の最と密接な関係があるとされており9,101 (図一9参照),その分割点は32 ～63cmH2O (pF1.5～1.8)とする報告が多い。,ロ。したがって，以後は吸引圧32cmHzO (pF1.5)以下を粗孔際とみなし，その分布状態を主体にして検討した。灰色土壌砂土型のの転換畑と隣接する普通畑（島畑）における根群分布の状態を粗孔陵量，三相分布，地下水位の観点から調査した結果は図一３に示すとおりであタッラッカセイの生育初期は水田の入水期に相当し，普通畑においては深さ30cmまで根群はほぼ均等に分布している。しかし，転換煽ではその大部分は深さ10㎝に限定され，根群の伸長は地下水位の影響を強く受け空気率の不足によって規制されている。また，収穫直前の落水期の根群の状況についてみると，普通知では50cmまではぼ均等に分布している。しかし，転換知では地下水位が90cmに低下してもその大部分は深さ20cmまでであり，相孔際SPCPG Apr. 1979が少ない20cm以下にはほとんど分布しない。これらの事实より根の伸長発達に対して相孔際の多少が閲与しているものと思われる。孔豫分布と三相分布の関係については，転換畑では地下水位が低下した時期においても，深さ別の空気率は粗孔瞭最とかなり近似し，特に地下水位の高い７月でこの傾向が強い。これと同様な傾向がグライ土壌黏土型，灰褐色土壌強結土型でもみとめられた。なお構造の発達した厌褐色土環強粘土構造型では落水もしくは作物根の伸長によって粗孔際量が増大する傾向がみとめられた。以上の結果から、転換煩のように地下水位が比較的高く粗孔喉の少ない土壌では，土壌の空気率および根酢の発達は相孔際の多少により規制される。そして，根部分布が良好な相孔際撮の下限は５～１０％の間に存在する(図ー 4 )。土壌のち密度と根群分布の状態について，根群分布調査時のち密度と根群分布の関係を調査検討した結果，グライ土壌より地下水位の低い乾田型の土壌ではち密なすき床層において根群分布が明らかに不良になることが判明した。そのち密度は17〜20mであった。しかし，転換畑のすぎ床層は粗孔際量も少なく空気率も低いため、必らずしも土壌のち密度が棋群分布を不良にした直接的な要因であるか否かは明確にし行なかった。
田畑輪換にともなう土壌の断面形態，物理
II
性，化学性の変化一粘質土における一例一
千葉県でも比較的乾田率が高く且つ騎農が盛んな安房郡三芳村の三紀系重結土水田において，飼料作物を導入する田畑輪換が試みられた。当地区で1972年から４年間にわたり現地調査を実施する機会を得たので，土壌調査を中心にして，田畑輪換にともなう土壌の断面形態。物理性，化学性の変化について検討した。その結果は以下のとおりである。 1　調査地区および調査園場の特徴調査地区の土壌は図一５に示す加く全て強粘質の強グライ土壌、陝色土壌および陝褐色土壌に区分された。調査開場の作付体系および土壌の特徴をそれぞれ表一3，表一4，図一6に示す。調査面場は，粘土合量65％前後塩盐筐換容量約45me/100 gで乾燥収縮率が著しく固相率が小さく且つセンモリロナイトを主要粘土鉱物とする湿田型の強グライ土壌④，⑤および粘土含量35～45％，塩英麗換容量25me/1009前後で乾燥収縮率が小さく固相率の大きい乾田型の灰色土壌①，②ならびに普通畑⑧からなる。なお現地調査の性格上開場間差や前述の粘土鉱物が異なることにより，面場条件による影響を無視し得ないと考えられるので，ここでは主に同一土壌型における変化を中心にして検討した。 2 土壌の断面形態の変化強グライ土獲④，⑤では転換短として利用すると，地下水位の低下にともないグライ層は低下し,酸化沈積物はより下層まで降下し(図ー 7 B),亀裂の発生もみられた。一方表上では耕耘，乾燥作物根の作用により発達組度弱の小粒状構造および小塊状構造の生成がみとめられた。この傾向は1年目よりも２年目において明らかであった。しかしながら，乾田化への迷度は遅く，これは主要粘土鉱物がモンモリロナイトであるた
1 ）1971年度画場整備施工,地区平均収量水稲：420kg,ソルゴー：10000kg社2）施肥最kg/10a稲：普通田N:P²O5:K²O=7:7:7   愛元田5:5:5水ソルゴー：N:P ε O 5 :K ε O = 20:20+牛尿5000kg ３）収量調査は千葉県耕地第一課による。
SPCPG Apr. 1979

H 1 ）粘土鉱物の同定および考察は北川箔夫氏による。 24めと考えられた。い３年目に再び逃水して水田（以下還元田）にもどすとグライ層の出現位置はほぼ元の位置まで上昇し（図一７ A）、表土の構造も陸伏構造になるが、一旦生成された酸化沈積物は消失しないことが観察された。暗渠の効果についてみると図一７に示す如く，グライ居および酸化沈積物の分布状態から強粘質土壌における賠償の効果が直接及ぶ範囲は２〜４ｍ程度である。強グライ土壌の田畑輸換にともなう断面形態および作物根の分布状況の変化について以下のことが観察された。水稲根は寄灰色のグライ層でも酸化沈嶽物が存在する探さまで分布する。しかし畑作物のソルゴーの主根群域は耕耘された土層に限られ，背灰色のグライ層では魚製に沿ってのみわずか分布するが土塊中には全くみとめられなかった。そして両作物の根群城はグライ層の低下にともない拡大された。 —方灰色土壌②，③では，強グライ土壌④，③に比較すると断面形態に変化は少なく，下層の酸化沈積物がや
や増加したにすぎない。
以上の如く所面形態の変化について調査検討したところ，前述のように粘土含量が複めて高い重粘な④，⑤画場では乾田化の遠度が極めて活いこと，また同一地区内(約35ha)で強グライ土壌，灰土壌及び灰褐色土壌が大部分を占めグライ土壌はほとんど存在しない現象がみとめられた。その理由としては地形条件の他に基整整備にともなう排水の結果，三土やの指摘する地下水グライ土強から停滞水型駆地水田土壌へ移行する場合に起る現象が考えられる。即も重粘で且つ透水性が極めて不良なものは依然として強グライ土壌として残り，その他のものは排水により区色もしくは区褐色土壌に変化したものと考えられれる。
３　土壌の物理性の変化
1975年における各調査圖場のも密度，粗孔膀量，三相分布および測定結果は図— 8に示すとおりである。これら土壌の物理性に大きな変化がみとめられる範囲は耕耘および作物根の影響を受ける深さ25cm位までであり，前
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沈の転換畑における傾向とほぼ同様である。転換畑では土壌の通気性，透水性は粗孔療量の増加にともない増加するが，粗孔際量５～10％を境にして急増する(图— 9 )。湿元田では逃水にともなう土壌のグライ化がおよび代かき等により粗孔鏡量は減少し透水性も低下した。愛元田の落水期に表土から採取した未機乱試料の透水係数は各価制とも1年目で10~4~10~6, 2年目で10~7cm • Sec-¹のナーダーとなり当地区における痕跡で回復した。なお本調査と並行して千葉県耕地第一課が調査された阿一團場における水稲作付時の綾水深および降下浸透置はそれぞれ約10mm，３mm/日であり普通田①，還元田②〜⑤による違いはみとめられなかった。 SPCPG Apr. 1979
4 土壌の化学性の変化
土擬中のCaO合量は知処理により明らかに減少するが選元田および普通由では変化は少ない（図一10）。 MgO合量およびpHも同様に推移する。この要因として，土壌の落水酸化にともなう交換座におけるFe¹², Ca¹²の変化¹,¹¹,作物による吸収,溶脱流亡およびかんがい水による塩盐の補給が指摘されているり。本調査の場合にはソルゴーの栽培に際して, Nとして45～65kg/10 aの多量な施肥が立されているため,生生成された硝酸燃窒素（NO 8 -）の随伴イオンとして塩蒸特にCa**が流亡したことがCaOを漢少させた主要な原因と考えられる。また普通田および還元田における傾向はかんがい水の塩基の補給による（塩基の再編成作用"）ものと考えられる。その他の成分には２年毎の田畑輪換では明確な復向はみられないが，有効態生酸含量はやや減少する。土壌の室茅供給力は水稲の生育収量・施肥量（表一３）および板崎畑における乾土効果の個から１年目でやや高く推移した。
IV
まとめおよび問題点
まとめ
1
千葉県の代表的な5土壌類型における1年目転換畑において，地下水位の周年変化および土壌の物理性と作物根の分布状況について検討した。さらに三杞矛強粘質水田において畑状態２年の田畑翰換の現地調査を行い，土壤の断面形態，物理性および化学性の変化について調査検討した。その結果は以下に要約される。 (！)通常の管理がなされる条件下では畑転換および田畑輸換による土壌の変化は耕土層に限定される。 〈２〉転換畑の地下水位は一般に周囲の水田の漢水および降雨の影響を受けやすく変動向も大きく水位も高い。 （３）転換畑は普通畑に比較して粗孔瞭量（土壌水分吸引圧32cmH 2 O (pF1.5)以下）が少ないのが特徴であり，転換後２年程度では水田土壌の本質的な性格は失われない。 ( 4 )転換畑における根群分布は土壌の通気性の変曲点に相当する粗孔際量５～10％を境にして不良になる。また現地慶場における空気率と粗孔陵量はかなり良く近似する。 (5)転換畑では土鍍中のCaO,   MgO含量が減少してpHは低下する。しかし普通田および還元田では変動は少ない。 SPCPG Apr. 1979 ( 6 )愛元田の透水性は強粘質土壌では1 ～ 2年ではぼ元の水田状態となる。これらの調査結果および既往の田畑輪換ならびに水田土壌に関する研究などから「田畑輪換にともなう土壌の変化」はおおむね下記に要約されると考えられる。
しかし上記の方向性はあくまでも原則的なものであり，水田化<-->畑地化の間には港水・落水，還元・酸化などにともなうヒステリシス現象が本来的に内在する。そしてある一定以上の条件……例えばすき床層の破暖,極度な乾燥など……を境にして両者間の可逆性が断ち切られる危険性が大きい。したがって，田畑輪換を実施するに際してはこれらの点を充分考慮する必要がある。 2問題点長期にわたって田畑編換を行う場合の方向性，位置づけおよび問題点は以下に要約される。 ( 1 )水の問題転換畑においては混著の回避および耕耘，砕土など農作業にともなう機械導入上の排水，還元田では用水の確保と水の問題が最大の課題である。 （2）土壌管理上の問題転換抑の土壌管理対策についてみると，物理性に関しては砕土性，ち苦層の有無および形成など土壌情造に関漢する湿害，干害の問題ならびに構造確保と有機物の問類がある。また化学性に関しては烟地化(酸化や15′)および多肥にともなう漢分の集積，流亡による酸性声，環境汚染の問題。さらに派生する問題としてはMn過剰²」,特英酸性1つなどの問題がある。還元田（再び水田に戻す）においては水稲の悪元障害が心配される。 （3）水田土壌の現状からみた問題点一千葉県の例, 1965年頭と比較して一1 ）既施工の基盤整備ではいわゆる転換畑利用の乾田化は望めない。千葉県の開場整備施工率は約65％であるが一般に用水に恵まれないために，水稲作上グライ土壌程度の排水（乾田化）が安定多収につながっている。それ故，転換畑の利用を推進して行くには，この現実に，許容される範囲内で対応することが要求される。 ２）作士の理化学性は変化している… SPCPG Apr. 1979
注 1）調査は全て同一農家の同一園場で行なった。 2） ＊はプラウ耕からロータリー耕に変った場合①物理性：プラウ特からロータリー胡の変化にともなう作土深の減少は表一５のとおりである。有効根群成の減少，粗孔院の漢少にともなう土質の湿元性が栽培管理上問題となる。 ②化学性：一般にSiO 2 ,  CaOは減少し， T一Cは乾田で減少している。今後転換作物として導入される作物は建酸植物であるイネ科の支題。創科作物および石灰植物であるマメ科の大豆，飼料作物が子想されるので，特にこの点に留意した土壌管理を行う必要がある。なお①、②は全国的に行われた土壌保全調査事業にもとづく地力実態調査の千葉県の調査結果による。 ( 4 )技術上,研究上の問題点既在の水田土壌および田畑輪換に関する研究は「田畑輸換土壌の特性位置づけ」を明確化もしくは一定の方向性を定める程集積されていないように思われる。また田畑輪換に関する調査試験は長くて数年と比較的短期間に少面積で実施された例が多く，各部門内で実施されたものが多い。換言すると，それは点であり，点と点を結ぶ線もしくは面的な広がりに欠けるきらいがある。今後田畑輪換を成功させるためには各部門間の情報交換ならびに境界領域を越えた共同研究が望まれる。 (5)位置づけ現場に立瞬した標地土壌の調査試験に従事してきた者の立場からは，田畑輸換導入のメリットを理解しながらも農家の心の動揺，第一次演反時の熱地の荒廃，技術者の現地対応の困難さなどを考えると，現時点で早急に取り入れることは無理な感がある。一歩譲って実施するならば、地力維持および土壌管理の観点からはクリーニングッロップおよび有機物の供給源として紹作を４～５年に1回とり入れた田畑給換が望ましく，食報問題および耕地の確保の面からは永久転換は望ましくない。
Vおわりに
シンポジウムでは水田土獲の生成分類に若干言及したが，この点に関しては文献”および各県発行，農林水産省発行の地力保全基本調査総合成績書を参照して頂きたい本報告の一部は千葉県農業試験場地力保全研究室前室長三好洋氏，現空長松本直治氏と共同で実施したものであり，報告とりまとめに際し両氏より適切な助言を頂いた。粘土鉱物の同定，考察は農業技術研究所北川清夫氏の領好意によるものである。また調査および試料の採取に際し，千葉県赫地第一課，安房農業改良普及所，三芳村役場の関係各位に多大の領協力を頂いた。なお本研究費の一部は関東農政局により実施された「田畑輪換モデル地区調査」によるものである。ここに御世話になりました各位に心から感謝致します。
引用へぶ
1）阿部和雄・荒明正倫：農技研報Ｂ27, 61〜127 (1975) 2）深津量栄・山本公昭・山本穀：高知農試研報４，１～27 (1964) 3） 本谷耕一・高和和吉・田代秀臣：東北農試研報31, 45〜 72 (1965) 4） 川口桂三郎・川地武：土肥越40, 177～183 (1969) 5）木下約：北農37, 1 ~ 4 (1970) 6) KOHNKE. H : Soil physics p. 136 Mc Graw Hill Inc (1968) 7） 三土正則：農技研報B25,  29-115  (1974) 8）本村悟：農技研報Ｂ21, 1 ~114 (1969) 9） 大晦茨佐雄：米近農試依頼研究員報告9， 1 ～51 (1970) 10) レプート著(松田宏訳)：土壌物理, p. 72〜92, 應林技術会議資料54号(1968) 11） 志賀一一：北農試所報105, 31〜47 (1973) 12）白鳥孝治：千葉農試特別報告4 ,  1 ～48 (1972) 13）田中明・漢辺紀元・石塚喜明：土肥誌40, 406～414 (1969) 14） 渡辺巻朗・松本直治・三好洋：千葉農試研報14, 87〜93 (1974) 15） 古田稔・伊藤信義：土肥誌45, 525〜528 (1974)
質疑 む 答
高橋〈四国農試〉地下水位の測定方法について。渡辺（千葉県農試）  1インチのバイプを使っていたが、今はピエゾメータを使っている。高橋〈同上〉   隣接田への地下水の影響が20～60cmとあるが，その距離が違うのは，土層断面によって変化があるし。渡辺（同上） グライ土壌粘土型では余りない。構造の発達した亜粘土ではある。高橋土性との関係は。渡辺 思ったより強粘貨（乾田型の）なところの方が影響されるようだ。石井（東北農試）地下水は昔はフラットだったのない。渡辺千葉県は用水に恵まれない為平坦地形の大部分は湿田である。乾田型のこの土壌では実際にはフラットではない。石井　その間に農道はないのか。渡辺 たい。石井　作物は何か。渡辺 塩皮干拓地における圖易整備直後の転換畑の落花生です。