土壌の健全性と診断の理解：グローバルな視点

土壌の健全性は、世界の食料安全保障、環境の持続可能性、そして生態系全体の健康にとって不可欠です。健全な土壌は、豊かな植物の生育を支え、水の流れを調整し、汚染物質をろ過し、炭素を貯蔵します。土壌の健全性を理解し、適切な診断方法を導入することは、世界中の農家、園芸家、そして政策立案者にとって極めて重要です。このガイドでは、土壌健全性の原則と土壌診断に関する実践的なガイダンスを包括的に提供します。

土壌の健全性とは何か？

土壌の健全性（土壌の質とも呼ばれる）は、植物、動物、そして人間を支える重要な生態系として土壌が機能し続ける能力と定義されます。それは単に栄養素の存在を測定するだけにとどまりません。健全な土壌は、いくつかの主要な特徴を示します：

良好な土壌構造： 十分な水の浸透、排水、通気を可能にします。土壌の圧密や侵食を防ぎます。
十分な保水能力： 乾燥期に植物が水を利用できるようにします。
栄養素の利用可能性： 植物が利用可能な形態で必須栄養素（窒素、リン、カリウム、微量栄養素）を供給します。
豊富で多様な土壌生物相： 細菌、菌類、線虫、ミミズなど、有益な生物の豊かなコミュニティを支えます。
低レベルの汚染物質： 重金属、農薬、塩類などの過剰な汚染物質が含まれていません。
適切なpH： 栽培されている特定の植物に適したpHレベルです。

世界のさまざまな地域は、それぞれ固有の土壌健全性の課題に直面しています。例えば：

サハラ以南のアフリカ： 森林伐採や持続不可能な農法によって悪化し、有機物含有量が低く栄養分が枯渇した土壌が特徴です。
東南アジア： 豪雨や森林伐採による土壌侵食を受けやすく、表土の喪失や農業生産性の低下につながっています。
ラテンアメリカ： 過放牧や集約農業による土壌劣化が起こりやすく、土壌の圧密や生物多様性の喪失を招いています。
ヨーロッパ： 産業活動や集約農業による土壌汚染、特に重金属の蓄積や農薬残留といった課題に直面しています。
北米： 風や水による土壌侵食、さらには重機による土壌の圧密を経験しています。

なぜ土壌の健全性は重要なのか？

土壌の健全性を維持し、改善することは、いくつかの理由で不可欠です：

食料安全保障： 健全な土壌はより高い作物収量と栄養価の高い食料を生産し、世界の食料安全保障に貢献し、飢餓を減らします。
環境の持続可能性： 健全な土壌は水循環の調整、土壌侵食の削減、炭素の隔離、気候変動の緩和において重要な役割を果たします。
水質： 健全な土壌は汚染物質をろ過し、それらが水路に入るのを防ぎ、水質と水生生態系を保護します。
生物多様性： 健全な土壌は多様な土壌生物のコミュニティを支え、これらは栄養循環、病害抑制、そして生態系全体の健康に不可欠です。
気候変動の緩和： 土壌は主要な炭素吸収源であり、健全な土壌は大気中からより多くの炭素を隔離し、気候変動の緩和に貢献します。不耕起栽培や被覆作物の栽培などの実践は、世界中の土壌における炭素隔離を強化することができます。
経済的利益： 土壌の健全性の向上は、作物収量の増加、投入コスト（例：肥料や農薬）の削減、そして農業経営の収益性向上につながります。

土壌の健全性に影響を与える要因

土壌の健全性は、さまざまな要因に影響されます。これには以下が含まれます：

気候： 気温、降雨量、湿度は土壌の生成、栄養循環、微生物活動に影響を与えます。
母材： 土壌が形成される元となる岩石は、その鉱物組成と質感を決定します。
地形： 傾斜や標高は、排水、侵食、土壌の深さに影響します。
植生： 植物は土壌の有機物含有量、栄養循環、侵食防止に影響を与えます。異なるバイオーム（例：森林、草原、砂漠）は、著しく異なる土壌特性をもたらします。
人間の活動： 農業実践、森林伐採、都市化、産業活動は、土壌の健全性に大きな影響を与える可能性があります。

土壌診断の理解

土壌診断は、土壌の健全性を評価し、栄養素の欠乏や不均衡を特定するための貴重なツールです。土壌サンプルを収集し、研究所で物理的、化学的、生物学的特性を分析します。土壌診断の結果は、施肥、石灰施用、有機物改良などの土壌管理実践について、情報に基づいた意思決定を行うために使用できます。土壌診断の方法論は国によって若干異なりますが、基本的な原則は同じです。

なぜ土壌診断を行うのか？

土壌診断は、以下のための貴重な情報を提供します：

栄養素レベルの決定： 窒素、リン、カリウム、微量栄養素などの必須植物栄養素の欠乏または過剰を特定します。
土壌pHの測定： 栄養素の利用可能性と植物の成長に影響を与える土壌の酸性度またはアルカリ度を評価します。
有機物含有量の評価： 保水能力、栄養保持力、微生物活動に影響を与える土壌中の有機物の量を決定します。
土壌汚染物質の特定： 土壌中の重金属、農薬、その他の汚染物質の存在を検出します。
植物の問題の診断： 植物の病気や成長不良の土壌関連の原因を特定します。
施肥の最適化： 最適な植物の成長と環境保護のために、適用する肥料の種類と量を決定します。
土壌健全性の傾向の監視： 時間の経過とともに土壌の健全性の変化を追跡し、管理実践の有効性を評価します。

いつ土壌診断を行うか

土壌診断のタイミングは、作物、土壌の種類、気候によって異なります。しかし、いくつかの一般的なガイドラインがあります：

植え付け前： 新しい作物を植える前に土壌診断を行い、栄養素の要求量を決定し、潜在的な土壌の問題を特定します。
毎年または隔年： 定期的な土壌診断を実施して土壌健全性の傾向を監視し、必要に応じて管理実践を調整します。頻度は土地利用の強度によって異なります。
大規模な土壌攪乱後： 建設や開墾などの大規模な土壌攪乱後に土壌診断を実施し、土壌健全性への影響を評価します。
植物に問題が発生したとき： 植物が栄養欠乏の兆候やその他の土壌関連の問題を示したときに土壌診断を行います。

土壌サンプルの採取方法

正確で代表的な土壌診断結果を得るためには、適切な土壌サンプリングが不可欠です。以下の手順に従って、正しく土壌サンプルを採取してください：

道具を準備する： 土壌採取器またはオーガー、清潔なプラスチックバケツ、サンプル袋または容器を準備します。金属製の道具はサンプルを汚染する可能性があるため、使用を避けてください。
エリアを分割する： 圃場や庭を、土壌の種類、地形、作付け履歴に基づいて代表的なエリアに分割します。
複数のコアを採取する： 各代表エリアから複数の土壌コア（10〜20個）を、一定の深さ（通常6〜8インチまたは15〜20 cm）で採取します。
サンプルを混合する： 各エリアの土壌コアをプラスチックバケツで十分に混合し、混合サンプルを作成します。
袋にラベルを付ける： サンプル袋または容器に混合サンプルを入れ、日付、場所、サンプルIDを明確にラベル付けします。
研究所に提出する： 分析のために、信頼できる土壌診断研究所にサンプルを提出します。

主要な土壌診断とその測定項目

いくつかの主要な土壌診断は、土壌の健全性に関する貴重な情報を提供します。以下は最も一般的な診断の一部です：

土壌pH： 0から14のスケールで土壌の酸性度またはアルカリ度を測定し、7が中性です。ほとんどの植物は弱酸性から中性のpH範囲（6.0-7.0）で最もよく育ちます。土壌pHは栄養素の利用可能性、微生物活動、植物の成長に影響します。
栄養素分析（NPK）： 窒素（N）、リン（P）、カリウム（K）を含む必須植物栄養素のレベルを測定します。これらの栄養素は植物の成長と発達に不可欠です。結果は通常、ppm（百万分率）またはポンド/エーカー（lbs/acre）で表されます。
微量栄養素分析： 鉄（Fe）、マンガン（Mn）、亜鉛（Zn）、銅（Cu）、ホウ素（B）、モリブデン（Mo）などの必須微量栄養素のレベルを測定します。少量しか必要ありませんが、微量栄養素はさまざまな植物機能にとって重要です。
有機物含有量： 土壌中の有機物の割合を測定します。有機物は土壌構造、保水能力、栄養保持力、微生物活動を改善します。
土性分析： 土壌中の砂、シルト、粘土の割合を決定します。土性は排水、通気、栄養素の利用可能性に影響します。
陽イオン交換容量（CEC）： カルシウム、マグネシウム、カリウムなどの陽イオン（正に帯電した栄養素）を保持する土壌の能力を測定します。CECが高いほど、栄養素を保持する能力が高いことを示します。
電気伝導度（EC）： 土壌中の塩類の量を測定します。ECレベルが高いと、植物の成長を阻害する可能性のある塩類集積の問題を示すことがあります。
土壌微生物活動： 土壌微生物の活動と多様性を測定します。これは、土壌呼吸の測定や微生物DNAの分析など、さまざまな方法で評価できます。

土壌診断結果の解釈

土壌診断結果の解釈には、土壌科学の原則と栽培されている植物の特定の栄養要求量についての理解が必要です。土壌診断研究所は通常、診断結果と栽培作物に基づいて、施肥やその他の土壌改良に関する推奨事項を提供します。土壌診断結果を解釈する際には、土壌の種類、気候、管理履歴など、その場所の特定の文脈を考慮することが重要です。

以下は、土壌診断結果を解釈するための一般的なガイドラインです：

土壌pH： ほとんどの植物でpH 6.0〜7.0の範囲を目指します。pHが低すぎる（酸性）場合は、石灰を施用して上げます。pHが高すぎる（アルカリ性）場合は、硫黄や有機物を施用して下げます。
栄養素レベル： 栽培している特定の作物の推奨範囲と栄養素レベルを比較します。栄養素レベルが不足している場合は、植物のニーズを満たすために適切な肥料を施用します。
有機物含有量： 高い有機物含有量（3〜5%以上）を目指します。堆肥、厩肥、またはその他の有機質改良材を加えて有機物レベルを上げます。
土性： 砂質土は排水が速いですが、保水能力は低いです。粘土質土は水を保持しますが、排水性が悪いことがあります。壌土（砂、シルト、粘土の混合物）は一般的に理想的と見なされます。

世界中の土壌診断：事例のバリエーション

土壌診断の基本原則は普遍的ですが、特定の方法論、報告単位、解釈ガイドラインは国や地域によって異なる場合があります。以下にいくつかの例を挙げます：

アメリカ合衆国： 土壌診断は大学の普及サービスや民間研究所を通じて広く利用可能です。推奨事項は、多くの場合、Tri-State Fertilizer Recommendationsに基づいています。
ヨーロッパ： 土壌診断は欧州連合によって規制されており、加盟国は独自の国内基準とガイドラインを持っています。
オーストラリア： 土壌診断は農業で一般的に使用されており、推奨事項は多くの場合、コルウェルリン酸試験に基づいています。
インド： 土壌診断は政府によって土壌健全性カードを通じて推進されており、農家に土壌の栄養素レベルと施肥の推奨事項に関する情報を提供しています。
ブラジル： 土壌診断は、特に土壌が自然に酸性で不毛なセラード地域において、効率的な肥料使用のために不可欠です。

土壌の健全性を改善する：実践的な戦略

土壌診断を通じて土壌の健全性を理解したら、それを改善するための戦略を実行できます。以下にいくつかの実践的なアプローチを示します：

有機物を増やす： 堆肥、厩肥、被覆作物、その他の有機質改良材を土壌に加え、その構造、保水能力、栄養含有量を改善します。
耕うんを減らす： 土壌侵食、圧密、有機物の損失を減らすために耕うんを最小限に抑えます。不耕起栽培は土壌の健全性を大幅に改善できます。
被覆作物の利用： 土壌を侵食から保護し、雑草を抑制し、有機物を加えるために被覆作物を植えます。マメ科の被覆作物は土壌に窒素を固定することもできます。
輪作： 作物を輪作することで、病害虫のサイクルを断ち切り、土壌構造を改善し、栄養循環を促進します。
石灰または硫黄の施用： 石灰（pHを上げるため）または硫黄（pHを下げるため）を施用して、栽培する特定の植物に最適な範囲に土壌pHを調整します。
肥料を賢く使う： 土壌診断結果と植物のニーズに基づいて肥料を施用し、環境に害を及ぼす可能性のある過剰施肥を避けます。
土壌の生物多様性を促進する： 有益な微生物に害を及ぼす可能性のある農薬やその他の化学物質を避け、多様な土壌生物のコミュニティを奨励します。
水の保全を実践する： 効率的な灌漑技術を使用して水を節約し、土壌侵食を防ぎます。
放牧の管理： 過放牧を防ぐために持続可能な放牧慣行を実施します。過放牧は土壌の圧密や侵食につながる可能性があります。

土壌の健全性に関するグローバルな取り組み

土壌の健全性の重要性を認識し、持続可能な土壌管理の実践を促進するために、数多くのグローバルな取り組みが進行中です：

グローバル土壌パートナーシップ（GSP）： 持続可能な土壌管理を促進し、土壌劣化と戦うための国連のイニシアチブ。
4パーミル・イニシアチブ： 気候変動を緩和するために、土壌の炭素ストックを年間0.4%増加させることを目指す国際的なイニシアチブ。
持続可能な開発目標（SDGs）： SDG 2（飢餓をゼロに）やSDG 15（陸の豊かさも守ろう）を含むいくつかのSDGsは、持続可能な開発における土壌健全性の重要性を認識しています。
国の土壌健全性プログラム： 多くの国が、持続可能な土壌管理の実践を促進し、農家への技術支援を提供するために、国の土壌健全性プログラムを実施しています。

結論

土壌の健全性は、世界の食料安全保障、環境の持続可能性、そして人間の幸福にとって重要な基盤です。土壌健全性の原則を理解し、適切な土壌診断方法を導入することは、土壌を持続的に管理するために不可欠です。最良の管理慣行を採用することで、私たちは土壌の健全性を改善し、農業生産性を高め、環境を保護し、気候変動を緩和することができます。これには、世界中の農家、研究者、政策立案者、消費者が関与する協力的な取り組みが必要です。土壌の健全性に投資することは、すべての人にとってより持続可能で強靭な未来に投資することです。

追加資料

FAO グローバル土壌パートナーシップ: http://www.fao.org/global-soil-partnership/en/
USDA 天然資源保全局（NRCS）: https://www.nrcs.usda.gov/wps/portal/nrcs/main/soils/health/
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