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土壌科学、農業、園芸において、硬盤または土壌盤は、通常、最上層の表土の下に存在する、密度の高い土壌層です。 [ 1 ]硬盤にはさまざまな種類があり、いずれも水をほとんど通さない明確な土壌層であるという共通の特徴を持っています。一部の硬盤は、土壌粒子を融合および結合する土壌中の堆積物によって形成されます。これらの堆積物は、溶解シリカから酸化鉄と炭酸カルシウムから形成されるマトリックスまで多岐にわたります。その他は、繰り返しの耕作、特にプラウによる耕作、または重交通や汚染によって形成される硬盤など、人為的に作られたものです。
土壌構造は、硬盤層の形成傾向に大きく影響します。硬盤層の形成に関連する一般的な土壌条件の一つに、土壌のpHがあります。酸性土壌は、鉄やカルシウムなどの特定のミネラル塩が酸性条件下で土壌粒子と硬い複合体を形成する傾向があるため、硬盤層の形成に最も影響を受けやすいです。
もう1つの主要な決定要因は、土壌粒子の大きさです。粘土粒子は、土壌によく見られる最小の粒子の1つです。その構造により、個々の粘土粒子間の空間は小さく、すでに水の通過を制限し、浸透を減少させ[ 2 ]、したがって排水を減少させます。粘土含有量の高い土壌は、圧縮されやすく、人為的な排水の影響を受けやすいです。粘土粒子は強い負の静電荷を持ち、土壌水マトリックスに溶解した正に帯電したイオンと容易に結合します。廃水に含まれるナトリウムイオンなどの一般的な塩類がこの役割を果たし、一部の土壌タイプでは局所的な硬盤層の形成につながります。これは、現場での適切な排水が妨げられるため、浄化槽システムの故障の一般的な原因です。
硬盤層は、排水を妨げ、植物の根の成長を制限するため、農業や園芸において問題となることがあります。このような場合、硬盤層は、掘削や耕起などの機械的な手段[ 3 ]、または土壌改良剤の使用によって破壊することができます。ブロードフォークは、この作業のために特別に設計された手動ツールです。掘削フォークやシャベルも使用できます。チゼルプラウは、トラクターの助けを借りて同様の作業を行います。
土壌改良材の使用は、土壌構造を変化させ、硬盤層の溶解を促進するためにも有効です。堆肥、腐葉土、泥炭などを土壌に混ぜ込むことで土壌有機物の量を増やすと、局所的な排水性が向上し、ミミズの繁殖が促進され、それが時間をかけて硬盤層を分解していくことが観察されています。
より硬い硬盤層は、土壌が酸性であれば石灰で土壌pHを調整し、さらに石膏を添加することで、さらに改善できる可能性があります。この組み合わせは、鉄、炭酸カルシウム、ナトリウムなどの硬質塩の作用によって硬盤層に結合した粘土粒子を緩めるのに役立ちます。これは、pHを高くすることで粘土粒子の移動性を高め、同時に交換鉱物（石膏）の適切な供給源となるためです。石膏塩は「軟らかく」はないものの、透水性があり、より大きく開放的な構造を持つため、置き換えられたマトリックスほど硬いマトリックスを形成しないという利点があります。しかし、機械的な手段を用いる場合とは異なり、改良材を用いて硬盤層を破砕するには、数年にわたる作業が必要となる場合があり、それでも必ずしも成功するとは限りません。結果は主に、硬盤層の広がりや難しさによって決まります。