ハードパン

土壌科学、農業、園芸において、ハードパンまたは土壌盤は、通常、最上層の表土の下にある密な土壌層である。^[1]ハードパンにはさまざまな種類があり、すべて、水をほとんど通さない明確な土壌層であるという一般的な特徴を共有している。一部のハードパンは、土壌粒子を融合して結合する土壌内の堆積物によって形成される。これらの堆積物は、溶解したシリカから、酸化鉄と炭酸カルシウムから形成されたマトリックスまで多岐にわたる。その他は、特にモールドボードプラウによる繰り返しの耕作による圧縮、または交通量の増加や汚染によって形成されたハードパンのように、人為的なものである。

土壌構造は、ハードパンの形成傾向に大きく影響します。ハードパンに関連する一般的な土壌条件の 1 つに、土壌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、影響を受けることが最も多いです。

もう一つの大きな決定要因は、土壌粒子のサイズです。粘土粒子は、土壌中によく見られる粒子の中で最も小さいものです。その構造上、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ているため、浸透^[2]が減少し、したがって排水が減少します。粘土含有量が多い土壌は圧縮されやすく、人為的な排出の影響を受けます。粘土粒子は強い負の静電気を帯びており、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する傾向があります。廃水に含まれるナトリウムイオンなどの一般的な塩がこの役割を果たし、一部の土壌タイプで局所的な硬盤を引き起こす可能性があります。これは、圃場での適切な排水を妨げるため、 浄化槽システムが機能しなくなる一般的な原因です。

^硬盤は、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。このような状況では、掘削や耕作などの機械的な手段、または土壌改良剤の使用によって硬盤を分解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。ディギングフォークやスペードも使用できます。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。

土壌改良剤の使用は、土壌構造を変え、硬盤の溶解を促進するためにも利用できます。堆肥、堆肥、泥炭を混ぜて土壌有機物の量を増やすと、局所的な排水が改善され、時間が経つにつれて比較的薄い硬盤層を破壊できるミミズの繁殖が促進されることが観察されています。

より扱いにくい硬盤は、土壌が酸性の場合は石灰で土壌 pH を調整し、石膏を加えることでさらに改善できる場合があります。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い塩の作用によって硬盤に結合した粘土粒子を緩めるのに役立ちます。これは、より高い pH を通じて粘土粒子の移動を促進すると同時に、適切なミネラル交換源 (石膏) を提供することによって行われます。これが機能するのは、石膏塩が「柔らかい」わけではないものの、依然として水を透過し、より大きく、より開いた構造を持っているためであり、その結果、交換されたマトリックスほど硬いマトリックスは促進されません。ただし、機械的手段を使用する場合とは異なり、改良剤を使用して硬盤を破壊するには何年もかかる可能性があり、それでも決して成功が保証されているわけではありません。結果は主に、硬盤がどれだけ広範囲であるか、および/または扱いにくいかによって決まります。

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