Page 1 Page 2 20 土壌の物理性 第73号 (ー996) 図

S oil P h y s .C o n d .P la n t G ro w th ,J p m .
土壌 の 物 理 性
N o .7 3 ,p .19 ∼ 24 (1g 96 )
19 9 3 年 5 月 か ら 10 月 ま で の 中 国 溝 陽 地 区 の
大 豆 畑 の土 壌 水分 変 動 状 況 に つ い て
張
玉龍・ 郭
玉 文・ 加 藤
誠*
・ 安富六郎*
*
S o m e O b serv ation s on S o il W a ter P ro p erties o f
S o y b ean s F ield in S H E A N Y A N G A rea .
C h an g U R o N G・ K A KU U B u n・ M a k oto K A TO *an d R o k u ro Y A SUT OM I*
*
F a c u lty o f A g ric u ltu r e ,S h e n y a n g A g r ic u ltu ra l U n iv e rs ity
*F ac ulty of A g ricu ltu re,T ok y o U n iv ersity o f A g ricu ltu re a n d T ec hn o lo g y
*
*Y a m a z a k i R e s e a r c h In s titu te
A b stra ct
T h is rep ort d escribes the ch an ge of soil w a ter p rop erties of SH E N Y N A G A g ricultu ral U n iv ersi−
t y E x perim en tal F arm fo r 6 m o n ths,fro m M a y to O cto b er in 1993.
In o r d e r to s tu d y t h e p ro p e rties ,
S O il m o is tu re s u c tio n w a s m e a su r e d in t h e d e p t h o f l O c m ,
20 cm ,
3 0 cm ,50 cm an d 70 cm fro m g rou n d surface at 6 :00 P M
A fter the so il su ction in th e fa rm
ev ery d ay .
w a s m e a s u r e d , S O i l s a m p l e s w e r e o b t a i n d i n
f ro m g rou n d su rface.
S o il m o is tu r e c h a ra ct e ris tic c u r v es w e re d e te r m in e d b y s o il m o is tu re e x te r n a l m e th o d a n d t h e
S O il g ra v ity a n d th e so il g r a in s iz e d is trib u t io n w e re m e a s u r e d fr o m
t h e s a m p le s .
B y s c a lin g th e d a t a o f e a c h s o il m o is tu re c h a ra ct e ris tic c u r v es ,
S C a lin g fa c t o rs w e r e c a lc u la te d .
T h e fo llo w in g re s u lts w e re o b ta in e d :
(1 ) T h e
w a t e r
r e t e n t i v i t y
w a s i n l l u e n c e d
b y
n o t
o n l y
t h e
e x a m p le s ,t h e g ra in siz e d ist rib u tio n a n d th e d r y d e n s it y .
(2 ) R a in fa ll d u rin g s u m m e r in 19 9 3 w a s o rd in a ry le v e l. R a in fa ll o f s o m e m o n th s w e re v e r y
d iffe r e n t fro m t h e n o r m a l y e a r.
C on d itio ns in th e soil w ater w ere v ery g oo d fo r th e g row th of som e v eg eta b les in th e 凸eld .
(3) T h e soillay e r in th e d ep th o f 20cm an d 30cm w a s v ery im po rtan t fo r the v eg etab les g ro w th ,
W h ile it w a s fo u n d t h a t th e s o il w a te r s u p p ly la y e r u n d e r th e 3 0 c m
(4 ) S o il m o is tu re
e x t r a c t i o n
p a t t e r n i n
w a s a ls o im p o r ta n t.
t h e 丘 e l d
w a s
c l a s s i I i e d i
e x tr a c tio n p a tte r n .
Ⅹe y w o r d s
S o il m oistu re su ctio n ,S oy b ean s,S calin g ,S oil m oisu tu re C h aracteristics C ru v es,S oil
m oistu re ex traction p attern
1 .
は
東北 平 野 の,東 経 122025′
∼ 123048′
,北 緯 41012′
∼ 42017
じ め に
′に位 置 し, 湿潤 一半 湿 潤 温 暖 大 陸 性 気 候 型 に 属 し, モ ン
図−1 に示 す 中 国 藩 陽 地 区 は洛 陽 市 を 中JL、と し,中 国 の
ス ー ンに強 く影 響 さ れて い る。 藩 陽地 方 は 中 国 の 重要 な
中国 凍 陽 農 業 大 学 土 壌 農 業 イ
ヒ学 系 中 国 ,遼 寧 省 潅 腸市 東 陵 , *東 京 農 工 大 学 農 学 部
山崎 農 業 研 究 所 新 宿 区 四 谷 3 −5 不 動 産 ビル
キー ワー ド :土 壌 水 分 サ ク シ ョ ン, 大 豆
府 中 市 幸 町 3−5−8
ス ケ ー リ ン グ,土 壌 水 分 特 性 曲 線 , 土 壌 水 分 消 費 型
土壌 の 物 玉
野性 第 7 3 号 (1 9 9 6 )
20
で脱 水 過 程 の土 壌 水分 特 惟 曲線 を 求 め た。
サ ク シ ョ ンの 測 定範 囲 は 0∼ 100 K P a で あ る。 その 後 ,
サン プ ラ ー 中 の 土 壌 を 取 り 出 し , 乾 燥 密 度 や 粒 度 組 成 な
どの 基 本 的 物 理 性 を 測 定 した。 粒 度 組 成 の 測 定 に は ピ
ペッ ト法 を 使 用 し た 。
3. 実 験 結 果
東北 平 野
実 験 地 の土 壌 の主 な物 理 的性 質 を義 一1 に示 した 。表】1
酒場
日本 海
0
から分 か る よ う に , 各 層 か ら採 取 し た 十 五 個 の 試 料 の 粒
北京
度に 差 が み ら れ る。 10 c m ,2 0 c m
と 30 cm
の 深 さの 試料
唾身
は比 較 的 同 じ粒 度 組 成 を 示 し て い る。 5 0 c m
の 深 さの試
料は 他 の試 料 よ り粒 径 0 .
0 2 −0 .
2 5 m m の 細 砂 分 と そ れ以
下で は粘 土 分 が や や少 な くな り, 粒 径 0 .
0 2 −1 .
O m m
黄海
の砂
分が 多 く な っ て い る。
図 一1
F ig .1
一 方 , 70 cm
中 国 の藩 陽 地 区
L o ca tio n o f S h e a n y a n g a r e a .
の 深 さ の 試 料 ほ他 の 試 料 と比 べ る と, 粒
径>1.
O m m の 砂 分 は全 くな く, 粒 径 1.
0−0.
25 m m の砂
分はわ ず か で , 0 .
0 5 −0 .
25 m m
の細 砂 分 が 多 くな っ て い
農業 地 帯 と して , 苦 か ら良 く知 ら れ て い る 地 区 で あ る。
る。 7 0 c m
主な 作 物 は , トウ モ ロ コ シ , コ ウ リ ャ ン, 大 豆 や 水 稲 な
多く有 し, 全 部 の 試 料 の乾 燥 密 度 は最 大 が 1.
58 g /cm 3,
どが あ る。 近 年 来 , 中国 で は, 水 資 源 の緊 迫 に伴 っ て農
最小 が 1.
1 8 g /c m 3 と変 動 幅 が大 き い。各 層 の平 均 値 と深
業用 水 を さ らに有 効 的 に利 用 し, 農 地 の生 産 性 を一 段 と
度別 に 乾 燥 密 度 を比 較 す る と, 深 度 7 0 c m >深 度 3 0 c m
アッ プ す る よ う に 努 力 し て い る と こ ろ で あ る 。 こ の 要 求
>深 度 5 0 c m > 深 度 1 0 c m >深 度 2 0 c m
に応 じて , 19 9 3 年 5 月 か ら 10 月 の 間 , こ の 地 域 の 大 豆
る。
畑の土 壌 水 分 の変 動 状 況 を調 べ, そ の土 壌 の保 水 性 , 土
の 深 さの 試 料 の 内 , 十 四番 の試 料 は粘 土 分 を
土 壌 の有 機 物 含 有 量 は そ の含 有量 の 高 い層 と して 深度
壌水 分 特 性 曲線 の空 間 変 動 性 と, 圃 場 土 壌 の水 分 供 給 の
1 0 cm , 20 cm , 50 cm
特徴 に つ い て 検 討 し た 。 19 9 3 年 の 春 か ら秋 に か け て , 降
3 0 cm , 7 0 c m
雨の様 子 か ら, 異 常 気 象 と思 わ れ て い た が, 干 ばつ か ら
の 順 に な って い
の グ ル ー プ と, 低 い 層 と し て 深 度
の グ ル ー プ に 分 け られ る 。
こ こで述 べ た土 壌 の物 理 的性 質 の プ ロ フ ィー ル の 差 は
好運 な こ と に も免 れ る こ と が で き た 。 そ の 時 の 土 壌 水 分
沖積 母 材 に 関 係 し て も た ら さ れ た も の と 考 え て い る 。 例
変動 の デ ー タが 得 ら れ た の で こ こ に 紹 介 す る。 こ の 種 の
えば, 沖 積 の過 程 に お け る母 材 の粒 度 や乾 燥 密 度 な どは
研究 は 竹 中 ( 19 6 4 ) も お こ な っ て い る 1)。
水の 流 れ に 影 響 さ れ , 大 き く影 響 を も た ら す も の で あ る
から で あ る 。
2. 実 験 方 法
ま た, 測 定 期 間 中 の サ ク シ ョ ン と 日降 雨 量 の 測 定 結果
試 験 地 は落 陽 農 業 大 学 附 属 農 場 の畑 に設 け, 土 壌 は沖
を図 −2 に 示 し た 。
積土 で あ る 。 作 付 け 作 物 は 大 豆 で あ り, 5 月 10 日 に 種 を
4. 考
察
蒔き , 9 月 2 4 日 に 収 穫 し た 。 土 壌 水 分 の サ ク シ ョ ン の 変
化の 測 定 に は U 型 水 銀 柱 式 テ ン シ ョ ン メ ー タ ー を 使 用
し た 。
テ ン シ ョ ン メ ー タ ー の ポ ー ラ ス カ ッ プ を
2 0 cm , 30 cm , 50 cm , と 7 0 cm
10 c m ,
の 深 さ に 埋 設 し, そ れ
ぞれ の 深 度 に お け る L 壌 水 分 の サ ク シ ョ ン を 測 定 し た 。
測 定 は , 19 9 3 年 5 月 2 3 日 か ら 1 9 9 3 年 10 月 13 日 ま
で, 毎 日午 後 6 時 に水 銀 柱 の 読 み を 記 録 し た 。 ま た , 臼
降雨 量 を も あ わ せ て 測 定 し た 。 そ し て , 圃 場 に お け る土
壌水 分 サ ク シ ョ ン の 測 定 が 終 了 し た 後 , テ ン シ ョ ン メ ー
1.
ス ケ ー リ ング係 数 か ら 見 た土 壌 の 保 水 性
測 定 さ れ た 1二
壌 水 分 特 性 曲線 の デ ー タ はそ の 曲 線 を表
す各 種 の推 定 式 の 中 か ら式(1 )が 良 い近 似 を 示 す こ とを
。
松川 ら ( 19 8 3 ), 張 ら ( 1 9 9 3 ) は前 の 研 究 で 報 告 した3)
S = [1 +( a h )n ] ̄m … ・
… …・…(1)
こ こ に , S は 土壌 水 分 飽 和 度 ,
S = β/∂㍉
ぞれ 二
卜壌 水 分 含 量 (c m 3・ C m
Ⅳ
3) と 飽 和 土 壌 水 分 含 量
( c m 3・ C m
3) で あ り, h は 土 壌 水 分 サ ク シ ョ ン (M p a ),
ター の 素 焼 き カ ップ の近 傍 にお い て 100 c m 3 の コア サ ン
a ,n ,m
プラー で 同一 深 さ 毎 に 各 三 個 の L 壌 試 料 を 採 取 した 。 そ
や飽 和 体 積 含 水 率 を 蓑 −2 に示 した。
の土壌 試 料 を減 圧 脱気 飽 和 処 理 の 後 , 吸 引 法 と加 圧 板 法
β と βs は そ れ
は定数 で あ る。 こ こで 得 た十 五 個 の試 料 の定 数
義 一2 よ り各 試料 の 水 分 特 性 曲 線 の 土 壌 含 水 率 の 実 測
報文 :19 9 3 年 5 月か ら 1 0 月 まで の 中 国 旛 陽 地 区 の 大 豆 仰 の _
土壌 水 分 変動 状 況 につ い て
表 一1
T a b le l
上層 深
試
粒度
>1 .0
10
1 .0 −0 .2 5
土壌 試 料 の物 理 的 性 質
S o i l p h y s i c a l p r o p e r t i e s
乾燥 密 度
成 (m m , %)
0 .0 2 −0 .0 0 2
4 7 .
4
2 0 .5
17 ,2
4 4 .
4
2 0 .3
19 .7
4 6 .8
19 .7
4 6 .9
2 0 .5
4 3 .5
19 .8
4 6 .7
2 0 .4
42.
4
2 0 .5
4 3 .9
19 .2
4 0 .7
2 0 .4
4 0 .8
2 0 .4
3 8 .4
2 2 .0
4 3 .9
19 .4
5 7 .7
2 0 .6
4 2 .7
3 1 .3
5 7 .5
2 3 .0
0三
m m
< 0 .0 0 2
042 207 001 842
787 676 334 4
12
23
1
0 .2 5 −0 .02
15 .4
の 砂 の含 量 と定 数 m
75
14
47
12
64
03
21
82
99
3
50
58
5
30
58
53
111 111
111
料
776 564 233 577 963
213 222 4630
27
17
1 636
295 173 969 99 000
234 353 6383
584 000
123 456 789 012 345
0
0
0
0
2
3
5
7
( cm )
組
21
(g /c m 3)
有機 物
(% )
2 .1 7
2 .3 9
1 .6 8
2 .6 5
2 .3 7
2 .7 3
1 .3 6
1 .6 3
1 .4 8
2 .6 0
2 .15
1 .4 8
1 .6 1
1 .3 6
1 .5 6
と の 相 関 係 数 が そ れ ぞ れ 1%
20 ,
喜
□.朗
与q
ー10cm
・ ZO m
宅
また は 5 % 有 意 水 準 に達 し, す な わ ち 乾燥 密 度 , 飽 和 含
ニコ
6 0三
−▼−・−
3()
(州
一− − − −−
5 0
U
水 率 と >25 m m 砂 の 含 有 量 が 土壌 水 分 特 性 曲 線 の 形 状
8 □ 巴
c m
を 決 定 す る 要 因 で あ る と の 結 果 を 得 た 。定 数 a , n , m
−−・−・▲7(〕
m
0 ロ3
と
有機 物含 有 量 や他 の粒 度 分 との 相 関 性 を検 討 した 結 果 ,
0 .0 2
相関 係数 はす べ て 5 % の 有 意 水 準 に達 して い なか っ た。
この相 関分 析 の結 果 ,各 深度 毎 の 試 料 a,n ,m が 異 な
0 .0 1
る こ と よ り推 察 し て , 土 壌 水 分 特 性 曲 線 は , 深 度 の 間 の
み な らず 同 じ深 度 の 問 で も異 な っ て い る こ と よ り , 空 間
Z
127′
6/
B
/
1
1
8
/
3
1
9
/
2
0
1
D
/
1
0
D at e(M on th /D ay )
図 −2
変動 性 を 有 す る こ とが わ か る 。
19 93 年 の 5 月 か ら 1 0 月 ま で の 中 国 藩 陽 地 区
に お け るサ ク シ ョン と 日降 雨 量 の観 察 デ ー タ
F ig・ 2
S u c tio n
area from
a n d
そ の た め, 土 壌 水 分 特 性 曲 線 を潅 漑 計 画 な どに 持 ち込
も うとす る時 , 統 一 的 な手 法 で妥 当 性 の あ る土 壌 水 分特
t h e
r a i n f a l l 性曲
i n線 を 決
S 定
h す
e る必
a n 要y がa あn る。
g
M ay to O cto b er in 1993.
そ こで , 測 定 した各 深 度 毎 の土 壌 水 分 特 性 曲 線 に ス
ケ ー リ ン グ 技 法 を 適 用 し て , 各 深 度 毎 の ス ケ ー リ ン グ土
値と, 推 定 式 に よ る推 定 値 との 相 関係 数 がす べて 0 . 9 9
以上 に 達 し て い る こ と か ら , 式 (1)が 良 い 近 似 効 果 を
持っ て い る こ と が 分 か る 。
真 一4 に ス ケ ー リ ン グ 土 壌 水 分 曲 線 の 推 定 式 と ス ケ ー
リ ン グ 係 数 を 示 し た 3)
。 表 中 の α は各 深 度 毎 の 試 料 か ら
表 一2 に 示 した よ う に 土 壌 水 分 曲 線 の 推 定 式 の 定 数 は ,
試料 に よ り著 し く異 な り,定 数 a ,n ,m
壌水 分 特 性 曲 線 を 求 め た 。
と, 表 −1 の 土 壌
得ら れ た ス ケ ー リ ン グ 係 数 で あ る 。
表−
4 の 土 壌 水 分 特性 曲 線 の 推 定 式 を 使 用 して ,求 め た
の物 理 的 性 質 の デ ー タ と の関 係 に対 す る相 関 分 析 を 行 っ
各深 度 毎 の 土 層 の スケ ー リン グ土 壌 水 分 特 性 曲 線 を図 一3
た。 そ れ ら の 相 関 関 係 は 一 応 直 線 型 と 推 定 し , 得 ら れ た
( a ),( b ) に 示 し た 。 た だ し , 図 −3 (b ) は 横 軸 の 土 壌 含
結果 の一 例 を表 −3 に示 した 。 義 一3 よ り土 壌 の乾 燥 密度 ,
水率 は各 土 層 の ス ケ ー リング 土 壌 水 分 特 性 曲 線 の 推 定 式
飽和 土 壌 含 水 率 と定 数 a,n との 相 関 係数 が,粒 径 >0.
25
より計 算 さ れ た飽 和 度 とそ の三 個 の試 料 の 飽 和 土 壌 含 水
土 壌 の物 理 性 第 73 号 ( 1996)
2 2
義 一2
T a b le 2
供 試 土 壌 の水 分 特 性 曲線 の推 定 式 の係 数
C o e fB c ie n ts
o f
e s t i m a t e d
s o i l − m O i s t u r e
c h a r a c t e r i
te s t p le C e S
土層 深
試
推 定 式 の定 数
βs
( cm )
料
ハリ
456 7 8 9
0
2
3
1 0
a
n
r
a
)
m
0
5
0
7
2 708 .
6 93
6 .
4853
0.
0 18 9
0.
462 7
5 345 .
0 81
14 .
4877
0 .
0072
0.
4640
0.
994
0.
9 91
2 5 7 3 .2 97
7.
4 18 8
0 .
0 15 9
0 .4 3 8 8
0,
9 91
1 94 5 .
0 42
5 .17 5 9
0 .0 17 5
0 .
4 18 3
0.
9 99
5 496 .
3 65
14 .
4895
0 .
00 7 8
0 .
464 0
0.
9 94
2 64 7 .2 1 8
6.
2 53 2
0 .0 15 2
0.
44 90
0 .9 9 6
3 4 6 6 .2 0 2
10 .
3 1 24
0 .0 1 1 1
0.
43 05
0 .9 9 6
1 94 6 .4 0 6
5 .2 5 10
0 .0 2 0 6
0 .4 1 5 5
0 ,9 9 9
1 53 4 .9 9 9
4 .8 4 0 1
0 .0 1 7 9
0 .3 8 2 7
1 .0 0 0
1 2 9 5 .5 1 5
4 .8 4 1 2
0 .0 2 9 6
0 .4 5 1 3
0 .9 9 6
1 994 .
229
5.
8 3 74
0.
0248
0.
4385
0.
999
1 2 8 2 .5 9 1
4 .6 1 2 1
0 .0 2 7 4
0 .4 2 2 1
1 .0 0 0
1 7 7 5 .3 3 4
4 .9 4 1 9
0 .0 1 5 0
0 .4 0 3 1
1 .0 0 0
1 9 6 2 .2 6 7
5 .5 4 8 3
0 .0 1 2 2
0 .4 1 3 2
0 .9 9 7
2 8 7 9 .0 0 8
7 .5 1 2 7
0 .0 0 9 4
0 .3 8 6 3
0 .9 9 7
a )土 壌 含 水 率 の実 施 値 と推 定 式 に よ る推 定 値 と の相 関 係 数 で あ る (n = 1 1)。
表 −3
T 8 ble 3
a ,n ,m
ある。 す る と, その 他 の試 料 の土 壌 水 分 特 性 曲線 は, 深
と土 壌 の 物 理 性 との 相 関 係 数
度7 0 c m
C o e 庁i c i e n t s of correlation with para−
m e te rs “a ,n , m ” a n d
と 50 c m の 試 料 の土 壌 水 分 特 性 曲 線 の 間 に あ
p h y s i c a l pるが
r ,o そ−の 順 位 は 飽 和 度 を も と に し た 曲 線 と含 水 率 を も
p e r tie s
と に し た 曲 線 と異 な っ て い る 。 こ れ は飽 和 含 水 率 が 大 き
い試 料 は必 ず し も土 壌 水 分 特 性 曲線 の勾 配 が緩 くな い こ
m
乾燥 密 度
飽和 土 壌 含 水 率
−0 .
649** −0 .
6 24 事
0.
229
0.
542 *
0.
533 * 一0 .
006
>0 .
2 5 m m 砂分
−0 .
113
−0 .
0 21
0.
608♯
と を 示 し て い る。
一 方 , 試 料 の深 度 が異 な るば か りで はな く, 同 じ土 層
深さ の三 個 の試 料 の 土 壌水 分 特 性 曲 線 の ス ケ ー リン グ係
数が 異 な っ て い る こ と よ り , 土 壌 水 分 特 性 曲 線 は , か な
*
*は 1% 有 意 水 準 , 書は 5 %有 意 水 準 で あ る。
り異 な る形 状 と な る こ と が 予 測 さ れ る 。 三 個 の ス ケ ー リ
ン グ係 数 の 差 が 最 大 と な る試 料 は深 度 2 0 c m の 試 料 で
率の 平 均 値 と の 積 と して 得 られ た 図 で あ る 。
次 に ス ケ ー リン グ土 壌 水 分 特 性 曲 線 を 各 深 度 の 土 層 の
土壌 水 分 特 性 曲 線 と して そ の保 水 性 を考 察 す る。
図 −3 に よ る と , 深 度 が 7 0 c m
あ り,次 は, 深 度 3 0 c m
の試 料 で ,深 度 10 c m
の三 個 の
試料 の ス ケ ー リ ン グ 係 数 の 差 は 一 番 小 さ い こ と よ り,
の 土 層 か ら採 取 し た 試
料の 土 壌 水 分 特 性 曲 線 か ら は , サ ク シ ョ ン の 変 化 に 対
揃っ て い る 試 料 と 考 え て も 良 い 。 こ の よ う な こ と か ら,
土壌 水 分 特 性 曲線 を もと に土 壌 の保 水 性 を考 慮 した潅 漑
し, 他 の試 料 と比 較 して, 飽 和 度 や土 壌 水 分 の変 化 が少
計画 を行 う場 合 , 土 壌 の三 次 元 的 に 広 が る土壌 水 分特 性
ない こ と を 示 し て い る 。
の変 動 性 を考 慮 す る こ とが必 要 で あ る と考 え る。 こ よ う
同 一 の サ ク シ ョ ン に 対 す る 土 壌 の 飽 和 度 ま た は含 水 率
な 空 間 変 動 性 の処 理 に は, 通 常 , 多 く の デ ー タか ら ス
は,採 取 深 度 が 70 cm の 試 料 が 一 番 大 き く,採 取 深度 が
ケ ー リン グ係 数 の統 計 学 的 な 平 均 値 を 取 り出 し, 一 般 化
5 0 cm
す る方 法 が 取 られ る。 最 近 で は, コ ン ビュ ク ー のめ ざ ま
の試 料 は一 番 小 さ い。
サ ク シ ョ ン が 10 0 K P a に お い て 試 料 深 度 7 0 cm
c m
と 50
の飽 和 度 は, そ れ ぞ れ 68 .
2 % と 4 9.
2 % で, 平 均 飽 和
含水 率 で 換 算 して 得 た体 積 含 水 率 は, 2 7・3 % と 2 1・0 % で
しい 発 達 の た め , 土 壌 調 査 を 小 区 画 毎 に多 数 実 施 し, そ
の デ ー タを も と に ス ケ ー リ ング土 壌 水 分 曲線 を精 度 良 く
求 め られ る ので , 妥 当 性 の あ る小 区 画 毎 との潅 漑水 量 の
報文 :19 9 3 年 5 月 か ら 10 月 ま で の 中 国藩 陽 地 区 の大 豆 佃 の土 壌 水 分 変 動 状 況 につ い て
表 −4
T a b le 4
2 3
層 別 に求 め た ス ケ ー リン グ土壌 水 分 特 性 曲線
S c a lin g
s o i l − m O i s t u r e
c h a r a c t e r i s t i c
c u r v e s
w
S O il la y e rs
[1 +
(3
20
S
=
[1 +
( 4 .8 0 0
h ) 8・52 87 ]  ̄ 0・0 114
30
S
=
[1 + ( 2 .6 8 4
h )6・ 08 95 ]【 0・ 0 170
40
S
=
[1 十
( 1 .8 4 9
h )4 ・7 962 ]  ̄ 0・0 293
S
=
[1 +
( 2 .0 0 6
h )5 ・2 390 ]  ̄ 0・0 138
◆
h ) 10 ・3 019 ]【 0 ・0 108
40
08
=
50
.7 4 8
式
S
1
604 046
793
1
2
2
67
14
9
4
5
0
3
6
6
3
9
2
1
7
24
26
56
639
5
05
07
832
12
5 67600
98
7U6
2
1
110 020 1 0 nU 0 1 nU 0 n
定
10
料
推
123 456 789 O12 346
試
土層 (cm )
0
nU
t.
1
・−
・−
・1
・I・1・1 1 \
〇
︷八 ︶
八〓
U
0 .0 6
0 .D 4
義一5
−
・10cm
・ … −=・… 写8 叩
中 国 藩 陽 地 区 に お け る 5 ∼ 9 月 の 降 雨 量 (m m )
T 8 b le 5
−
・
・− −
・3 0 c m
R a in fall fro m
M a y
t o
S e p t e m b e r i
S hea n y an g a rea
−−−−−50m l
−
・−−
− 70cm
年度
5 月
1 9 61∼ 1984 年 平 均
1993 年
6 月
7 月
55 .
9
18 .
4
8 月
9 月
85 .
1 16 7 .
7 15 5 .
2 71 .
3
98 .
2 13 6 .
2 213 .
3 48 .
7
0 ,02
0 . 5
0 . 6
0
_ 7
0
, 昌
ロ . 9
1
. D
0 .ヱ 5
8 . 3 0
0 .3
5
ロ .壬0
0
.与5
De訂託 ロ
f Sat町 ation w舐打払ntent血,・m−う)
(a )
図−3
F ig . 3
(b )
a fte r sc a lin g .
で は, 0 .
7 5 1 ∼0 .
604, 20
C m で は ,0 .
837∼ 0.
5 7 3 ,3 0 c m
で は ,0 .
872∼ 0.
6 2 0 ,5 0 c m
では , 0 .
860 ∼ 0.
5 8 5 , 深 度 7 0 cm
で は, 0.
9 8 8 ∼ 0 て4 2 と
なっ て い る。
ス ケ ー リ ング後 の土 壌 水 分 特 性 曲 線
S o il −m O is tu re
算す れ ば, そ れ ぞ れ 深度 1 0 c m
中 国洛 陽地 区 は大 陸性 気 候 型 で, 四季 が量自
著 に現 れ ,
c h a r a c t e r i s t i c
c u r v e s
夏に 降 雨 が 集 中 し て い る 。 義 一5 に 19 9 3 年 5 月 か ら 9 月
まで の 降 雨 量 と 1 9 6 1 年 か ら 1 9 84 年 ま で の 24 年 間 の 同
見積 り が 容 易 と な る と 思 わ れ る 。
時期 の 降雨 量 を示 した。19 9 3 年 の 降雨 の状 況 に つ い て 地
2. 廊 場 の土 壌 水 分 の 変 化
元で は , 異 常 気 象 で あ る と 思 わ れ て い た が , 月 別 の 降 雨
土 壌 中 の水 分 の サ ク シ ョン は, 土 壌 表 面 蒸 発 と蒸 発 散
と降 雨 に影 響 さ れ る。観 測 期 間 中 に は深 度 1 0 c m
では , 4 ∼ 2 3 K P a に , 深 度 2 0 c m
深度 3 0 c m
で は, 3.
7∼30 K P a に ,
で は,3 .
8 ∼ 2 1.
5 ⅩP a に,深 度 5 0 c m
3 ∼2 1.
3 K P a に, 深 度 7 0 c m
の土層
で は,
で は, 0 .
7∼ 24.
5 K Pa の範囲
でに 変 化 し た 。
ス ケ ー リ ン グ 係 数 と表 −4 に 示 さ れ た 土 壌 水 分 特 性 曲
線の 式 よ り, こ れ ら の 土 壌 水 分 サ ク シ ョ ン を 飽 和 度 に 換
量は 表 −5 に 示 し た よ う に 5 月 は 明 ら か に 平 年 の 降 雨 量
より 少 な か っ た に 対 し て , 8 月 に は 多 か っ た こ と が 分
かっ た 。
この地 区 で は春 に は雨 が 少 な く, 土 壌 水 分 の不 足 の た
め,種 の発 芽 に影 響 が しば しば発 生 す る が, 19 9 3 年 に は
この よ うな異 常 現 象 は経 験 され て い な い。
一 般 的 に
p F l.
5 か ら 2.
0 (土 壌 水 分 サ ク シ ョ ン は 3
から 10 K P a に 相 当 す る ) に お い て の 圃 場 容 水 量 , p F 2 .
7
24
土 壌 の 物 理 性 第 73 号 (1996)
から 3.
0 (」二壌 水 分 サ ク シ ョ ン は 5 0 か ら 1 0 0 K P a に 相 当
する ) に お い て の 土 壌 含 水 量 を 作 物 生 長 が 容 易 と な る 土
壌水 分 亀
す な わ ち 毛 管 連 絡 切 断 含 水 量 とす れ ば , 卜壌
であ っ た 。
(3 ) 主 な 作 物 生 育 期 間 中 は , 深度 が 2 0 か ら 3 0 c m
の
上層 ほ ,作 物 に 対 し,重 要 な 水 分 の 供 給 層 と な っ て い る 。
水分 を観 測 した 期 間 で は, ∴ 週 間 程 度 降 雨 が な か った に
さら に , 7 0 c m
も係 わ ら ず 土 壌 水 分 サ ク シ ョ ン の 最 大 値 は , 3 0 K P a 程
なっ て い る こ と が 分 か っ た 。
の 深 さ の _L 層 の 水 ま で も重 要 な 給 水 源 と
度で あ り , こ の よ う な 雨 の 少 な い 異 常 気 象 と 思 わ れ た 年
6.
お わ
り に
にお い て も , 干 ば っ の 被 害 は 発 生 しな か っ た 。
こ れ は , 経 験 的 に も , こ の 地 域 に お い て は 古 くか ら畑
潅 漑 計 画 を 立 て る と き, 計 画水 分 量 を適 切 に 見積 も ら
地潅 漑 を 行 わ な く て も 農 業 を 行 う こ と が で き た と 言 わ れ
なけ れ ば な ら な い 。 す る と , そ の 地 区 の 土壌 供 試 体 の 持
てい る こ と か ら も 考 え ら れ る こ と で あ る 。
つ土壌 水 分 曲 線 を 測 定 し, 作 付 け さ れ る作 物 が 必要 とす
ま た , 図 一2 に 示 し た よ う に , 五 月 下 旬 と, 九 月 の 末 か
ら十 月 十 五 日 ま で , 深 度 10 c m
の 土 壌 水 分 サ ク シ ョ ンが
その  ̄
F 層 部 の サ ク シ ョ ン よ り大 き か っ た 。 そ れ 以 外 の 期
る水 分 環 境 と して の 土 壌 水 分 の関 係 か ら計 画 用 水量 が 見
積ら れ る 。
本 研 究 の 結 果 , 土 壌 水 分 特 性 曲線 の変 動 は, 水 平 方 向
間で は 下 の 上 層 よ り も 小 さ い 時 が 多 か っ た 。 こ れ は 六 月
のみ な らず , 深 度 方 向 に も変 動 す る こ と が デ ー タ で 示 す
の始 めか ら大 豆 の 葉 が 繁 り, 株 が 大 き く生 長 し, 地 表 面
こと が で き た 。
は葉 で 覆 わ れ て い た か ら で あ る 。 深 度 別 に
た濯 漑 計 画 を 立 て る た め に は, 七壌 水 分 曲線 の 土壌 中 の
五層 にわた
り土 壌 水 分 サ ク シ ョ ンを 測 定 した が , 深 度 2 0 c m
の土 壌
ま た , 作 物 の適 切 な 栽 培 条 件 を把 握 し
変動 の み な らず , 気 象 の 条 件 が 大 き く影 響 を も た ら す 。
水分 サ ク シ ョ ンの 変 動 が 、
一 番 激 し く, そ の 幅 も大 き か っ
しか し, 最 近 で は , 異 常 気 象 と い う 言 葉 が 頻 繁 に 聞 か れ
た。 そ の 次 に は 3 0 c m
る。1 9 9 3 年 の 藩 陽 地 区 に お い て も そ の よ う な 異 常 気 象 で
の深 度 で変 動 が大 きか った。 この
現象 は , 植 物 の 根 群 が 主 に 2 0 か ら 3 0 c m
の深 さ に集 中
あっ た と 思 わ れ て い た 。 し か し, 本 研 究 に お い て , 我 々
し, 作 物 の 吸 水 に よ り土 壌 水 分 を 消 費 し た も の と 思 わ れ
の実 験 開 場 で 大 豆 の生 育 と土 壌 水 分 に 関 す る研 究 を 始 め
る。 こ の 深 度 の 土 層 は 作 物 に と っ て , 主 要 な 給 水 層 で あ
たと ころ異 常 気 象 に も係 わ らず, 土壌 水 分 が作 物 の 根 城
る と見 な し て も良 い と考 え る 。
より下 層 か らの水 分 補 給 が 円 滑 に 行 わ れ , 干 ば つ の 被 害
ま た , 図 一2 か ら作 物 生 育 期 間 中 で は ,深 度 70 c m 程 度
を免 れ た こ と を 知 る こ と が で き た 。 農 業 に と て , 気 温 や
の深 さ ま で の 土 壌 水 分 サ ク シ ョ ン も周 期 的 に 大 き く変 動
降雨 量 な ど の 観 測 デ ー タ は 重 要 な デ ー タ に は 違 い 無 い
して い る こ とが分 か った。 これ は大 豆 の根 系 が 直接 に 吸
が, この様 な 土壌 水 分 の観 測 デ ー タ は, 作 物 栽 培 に と っ
水す る こ と と, 下 層 か ら の 上 層 へ の 毛 管 補 給 に よ っ て 作
て最 も 直 接 的 な デ ー タ で あ り , 潅 漑 計 画 に お い て は , そ
物根 か ら吸 水 さ れ た も の で , 深 度 7 0 c m 程 度 の 上 層 か ら
のデ 叩 夕の集 積 を お こな い , 土 壌 水 分 環 境 の 把 握 が 重 要
でも作 物 が 消 費 す る水 の 重 要 な 供 給 源 で あ る こ と を 示 し
なこ と と 考 え る 。
てい る と思 わ れ る。
参
考
文
献
こ の よ う な こ と か ら, こ の 試 験 圃 場 の 土 壌 水 分 消 費 型
は , 山 崎 ら ( 19 7 7 ) の 分 矯 に よ れ ば 全 層 消 費 型 に 属 す る
1 ) 竹中
撃 (1 9 64 ):畑 地 に お け る 土壌 水 分 張 力 と含
水 量 の 関 係 , 日本 土 壌 肥 料 学 雑 誌 , 第 3 5 巻 , 第 7
も の で あ る と 考 え る 5)
。
号 , 260∼ 264.
5. 結
論
19 9 3 年 5 月 か ら 10 月 に か け て 中 国 藩 陽 地 区 の 大 豆 畑
の 土 壌 水 分 の 変 化 の 動 態 を 観 察 し た 。 そ して , 次 の よ う
な こと が分 か っ た。
(1) 沖 積 土 の試 験 地 の土 壌 の保 水 性 は, 上 層 の深 度 だ
け で は な く, 同 一 深 度 の 土 層 に お い て も変 動 性 を 持 ち ,
試料 の粒 度 や乾 燥 密 度 な どの物 理 性 に よ って そ の土 壌 水
分特 性 曲線 が変 わ る。
(2 ) 1 9 9 3 年 の 真 の 降 雨 は例 年 に比 較 す れ ば ,総 雨量 は
あ ま り大 き な 差 は な っ か た が , 月 別 の 雨 量 は 著 し く異
な っ て い た 。 し か し, 観 測 期 間 中 に お け る , 土 壌 水 分 の
状 況 は, 大 豆 な どの 畑作 物 の生 育 に と って 十 分 な 降 雨 量
2 ) 松川
進・ 相 馬 恒 一( 19 83):土 壌 水 分 特 性 曲 線(脱
水 曲 線 ) を表 す 新 た な実 験 式 , 農 業 土木 学 会
論文
集 , N o .104, 3 1∼38.
3 ) 張
玉 龍・ 加 藤
誠・ 安 富 六 郎 (1993):土 壌 水 分
特 性 曲 線 の ス ケ ー リ ン グに お け る推 定式 の 評 価 , 農
業 土木 学 会 論 文 集 , N o.164, 11∼ 19.
4 ) 張忠
源 ら(1989):藩 陽 土壌 ,中 国 遼 寧 科 学 技 術 出
版 社 , 9 ∼ 18.
5) 山 崎 不 二 夫 (1977):農 地 工 学 (下 ), 東 京 大 学 出版
会 ,4 09 ∼ 415.
( 書 芸 冨 芸 呂 :…;喜芸
子 芸 二 呂)