土壌の塩分濃度

土壌塩分濃度は土壌中の塩分含有量です。塩分含有量が増加するプロセスは塩性化として知られています。^{[1]塩は土壌と水中に自然に存在します。塩性化は}鉱物の風化などの自然現象や、海水の段階的な減少によって引き起こされます。また、灌漑や道路の塩などの人工的なプロセスによっても起こることがあります。

塩は土壌や水中の天然成分です。塩分濃度を高めるイオンは、 Na ⁺、K ⁺、Ca ²⁺、Mg ²⁺、Cl ⁻です。

長い年月をかけて土壌鉱物が風化して塩分を放出すると、十分な降水量がある地域では、これらの塩分は排水によって土壌から洗い流されるか、浸出されます。鉱物の風化に加えて、塩分は塵や降水によっても堆積します。乾燥した地域では塩分が蓄積し、自然に塩分を含んだ土壌になることがあります。これは、たとえばオーストラリアの大部分に当てはまります。

人間の活動により、灌漑用水に塩分が加わり、土壌の塩分濃度が上昇することがある。適切な灌漑管理により、土壌から塩分を浸出させるのに十分な排水量を確保し、塩分の蓄積を防ぐことができる。浸出を促す排水パターンを乱すことも、塩分の蓄積につながる可能性がある。この例として、1970 年にエジプトでアスワン ハイ ダムが建設されたときのことが挙げられる。建設前の地下水位の変化により土壌浸食が起こり、地下水位の塩分濃度が上昇した。建設後、地下水位が継続的に高かったため、耕作地の塩分濃度が上昇した。^[要出典]

Na ^{+ (ナトリウム) が優勢になると、土壌は}ナトリウム性になります。ナトリウム性土壌のpH は、酸性、中性、またはアルカリ性になります。

ナトリウム土壌は、水の浸透と排水を制限または妨げる非常に劣悪な構造を持つ傾向があるため、特に問題があります。根域にホウ素やモリブデンなどの特定の元素が蓄積する傾向があり、そのレベルは植物にとって有毒である可能性があります。^[2]ナトリウム土壌の再生に使用される最も一般的な化合物は石膏であり、塩分やイオン毒性に耐性のある植物の中には、改善のための戦略を提示するものもあります。^{[3] [検証に失敗した]}

「ナトリウム土壌」という用語は、学術的には不正確に使用されることがあります。これはアルカリ土壌という用語と互換的に使用されてきました。アルカリ土壌は、1) pH が 8.2 を超える土壌、2) 交換容量の 15% を超える交換性ナトリウム含有量を持つ土壌という 2 つの意味で使用されています。「アルカリ土壌」という用語は、これらの両方の特性を満たす土壌に対してよく使用されますが、常に使用されるわけではありません。^[4]

乾燥地の塩分濃度は、地下水位が土壌表面から 2 ～ 3 メートルのときに発生します。地下水の塩分は毛細管現象によって土壌表面に引き上げられます。これは、地下水が塩分を多く含む場合 (多くの地域で当てはまります) に発生し、土地利用方法によって帯水層に雨水が流入して収容能力を超えてしまう場合に発生します。たとえば、一部の地域では、農業のために樹木を伐採することが乾燥地の塩分濃度の主な原因です。樹木の深い根が、一年生作物の浅い根に置き換わったためです。

灌漑が行われる場所であればどこでも、時間の経過とともに灌漑による塩分濃度が発生する可能性があります。これは、ほぼすべての水（自然の降雨量でさえ）に溶解した塩分が含まれているためです。 ^[5]植物が水を使用すると、塩分は土壌に残り、最終的に蓄積し始めます。植物が必要とする量を超えたこの水は、浸出分と呼ばれます。灌漑用水からの塩分濃度は、排水不良や農作物の灌漑に塩水を使用することによっても大幅に増加します。

都市部の塩分濃度は、多くの場合、灌漑と地下水利用の組み合わせによって生じます。灌漑は、現在では都市部（庭園やレクリエーションエリア）でも一般的になっています。

塩分濃度の影響は

• 植物の成長と収穫量への悪影響
• インフラへの被害（道路、レンガ、パイプやケーブルの腐食）
• 利用者にとっての水質の低下、沈殿の問題、金属の浸出の増加^[6]、特に銅、カドミウム、マンガン、亜鉛。
• 作物が塩分量の影響を強く受けると、最終的には土壌浸食が起こります。
• 淡水化にはより多くのエネルギーが必要

塩分は土地の劣化の重要な問題である。土壌の塩分は、過剰な灌漑水で土壌から可溶性塩を 浸出させることで減らすことができる。土壌の塩分制御には、地下水位の制御と、排水管または他の形態の地下排水と組み合わせたフラッシングが含まれる。^{[7] [8]}土壌の塩分に関する包括的な取り扱いは、国連食糧農業機関から入手可能である。^[9]

塩分に耐性のある植物を育てれば、土壌の塩分濃度が高くても耐えられます。塩分に弱い作物は、わずかに塩分を含んだ土壌でも活力を失い、ほとんどの作物は（中程度の）塩分を含んだ土壌によって悪影響を受け、塩分に耐性のある作物だけが極度の塩分を含んだ土壌で育ちます。ワイオミング大学^[10]とアルバータ州政府^[11]は、植物の塩分耐性に関するデータを報告しています。

^{灌漑地における農民の環境下でのフィールドデータは、特に発展途上国では不足しています。しかし、エジプト、 [12]、}インド、^[13]、パキスタン^[14]では、いくつかの農場調査が行われています。いくつかの例を次のギャラリーに示します。作物は、敏感なものから非常に耐性のあるものまで並べられています。^{[15] [16]}

• 農家の畑における作物の収穫量と土壌の塩分濃度を、耐塩性の上昇順に並べたグラフ。
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  図 1. エジプトのナイル川デルタで栽培されているベルシーム (クローバー) は塩分に敏感な作物で、ECe 値が 2.4 dS/m まで耐えられますが、それを超えると収穫量が減少し始めます。
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  図 2. インドのハリヤナ州サンプラで栽培された小麦はわずかに敏感で、ECe 値 4.9 dS/m まで許容します。
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  図 3. インド、ハリヤナ州ゴハナの小麦畑でのフィールド測定では、ECe = 7.1 dS/m というより高い許容レベルが示されました。
  (ここには示されていないエジプトの小麦は、7.8 dS/m の許容点を示しました)。
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  図 4. ナイル川デルタで栽培される綿花は、臨界 ECe 値が 8.0 dS/m であるため、耐塩性があると言えます。ただし、8 dS/m を超えるデータが不足しているため、最大許容レベルを正確に決定することはできず、実際にはそれよりも高い可能性があります。
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  図 5. パキスタンのカイルプル産のソルガムは耐性が非常に強く、ECe = 10.5 dS/m までよく生育します。
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  図 6. パキスタンのカイルプル産の綿花は耐性が非常に強く、ECe = 15.5 dS/m までよく生育します。

カルシウムは土壌の塩分濃度を抑える効果があることがわかっています。植物の水使用量の減少など、塩分濃度がもたらす悪影響を軽減することが示されています。^[17]

土壌の塩分濃度は、植物のストレス条件に関連する遺伝子を活性化します。 ^{[18]これらの遺伝子は、}スーパーオキシドディスムターゼ、L-アスコルビン酸オキシダーゼ、デルタ1 DNAポリメラーゼなどの植物ストレス酵素の産生を開始します。このプロセスを制限するには、植物に外因性グルタミンを投与します。スーパーオキシドディスムターゼの合成を担う遺伝子の発現レベルの低下は、グルタミン濃度の上昇とともに増加します。^[18]

FAO/ユネスコの世界土壌地図から、以下の塩性化地域を導き出すことができます。^[19]

• アルカリ土壌 – pH > 8.5の土壌タイプ
• シロイヌナズナの塩分に対する反応
• 塩分農業 – 塩分を多く含む条件での作物の生産
• バイオサリニティー – 灌漑用塩水の利用
• 海水に対する作物の耐性 – 海水に対する作物の耐性とは、海水による灌漑によって引き起こされる高塩分濃度に耐える農作物の能力です。フォールバックとしてウィキデータの説明を表示するページ
• 淡水化 – 水から塩分を除去する
• 除氷塩の環境への影響 – 表面から氷、雪、霜を取り除くプロセスリダイレクト先の簡単な説明を表示するページ
• 塩生 植物 – 耐塩性植物
• 耐塩性 – 高塩分への適応
• オーストラリアの塩分濃度
• 作物の耐塩性
• 生物学におけるナトリウム – 生物によるナトリウムの利用
• 軟水化 – 硬水から陽イオンを除去する
• 米国塩分研究所 – 塩害土壌の研究を行う国立研究所

• 土壌中の水分と塩分のバランスに関する記事
• 塩性土壌の浸出モデルをダウンロード
• ソルト・オブ・ザ・アースプレーリー・パブリック・テレビジョン制作のドキュメンタリー