保水性
保水性
出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2022/05/31 21:33 UTC 版)
詳細は「水分保持曲線」を参照 水分子の水素原子が土粒子の酸素原子と結合する力(分子間力)が、他の水分子の酸素原子と結合する力よりも強い時に、水は土壌に保持される。フィールドが水浸しになると、土壌の間隙は完全に水で満たされる。フィールドでは圃場容水量まで重力による排水が進み、小さな間隙は水で満たされ大きな間隙は水とガスで満たされるようになる。圃場容水量は土粒子の比表面積に依存する。そのため、重粘土や高有機質土壌では圃場容水量が大きい。純粋な水を基準としたときの水の単位体積あたりのポテンシャルエネルギーの相対値を水ポテンシャルと言う。総水ポテンシャルは、毛管力(土粒子と水との間の表面張力)によって生じるマトリックポテンシャル、塩性土壌では浸透圧による浸透ポテンシャル、垂直方向の水移動を扱う時には位置エネルギーによる重力ポテンシャルの合計である。土壌の水ポテンシャルは通常、負の値であるため、水ポテンシャルのマイナスで定義されるサクション(吸引圧)でも表される。サクションは正の値であり、土壌から水を追い出すために必要な力であるとみなすことができる。水ポテンシャルとサクションの単位は、 kPa (103 Pa)、bar (100 kPa)、cm H2O (およそ 0.098 kPa) である。サクション (cm H2O) の常用対数は pF と呼ばれる。したがって pF 3 = 1000 cm = 98 kPa = 0.98 bar である。 水が土壌に結合する力が植物にとっての利用しやすさを決める。吸着力が水を鉱物や腐植の表面に強く結合させ、水同士の結合力はそれよりも小さい。植物の根は土壌に吸着しているとても体積が小さい水があるところに侵入することがある。最初は弱い結合力によって保持されている水を吸い込むことができるが、そのような水滴が吸い込まれてなくなってしまうにつれて、土壌に水が吸着する力の強さは表面張力によって徐々に大きなサクションを生じるようになり、やがて 1500 kPa (pF = 4.2) に到達する。サクション 1500 kPa における土壌水の量を永久しおれ点と言う。植物は蒸散によって水が失われ続けるため、永久しおれ点では必要な水を得ることができなくなり、植物の膨圧が失われてしおれる。ただし、特に乾燥に対する適応や順応があると、気孔が閉じて蒸散が減り、永久しおれ点からしおれるまでの時間を遅らせることがある。さらに乾燥が進むと、サクション 100 MPa (pF = 6) で風乾となり、1000 MPa (pF = 7) で炉乾となる。永久しおれ点で残っている水を無効水分量という。 植物の成長にとって適している土壌水分量では、大から中サイズの間隙の水が土壌中を移動して植物にとって利用しやすい状態にある。圃場容水量と有効水分量は土壌の種類によって異なる。砂質土は保水量が少なく、粘土は保水量が最も大きい。この表のように、シルトロームの有効水分量は体積で 20% 程度であり、砂の有効水分量は 6% 程度である。 様々な土性の土壌の永久しおれ点、圃場容水量、有効水分量 (単位: 体積 %)土性永久しおれ点圃場容水量有効水分量砂 3.3 9.1 5.8 砂質ローム 9.5 20.7 11.2 ローム 11.7 27.0 15.3 シルト質ローム 13.3 33.0 19.7 粘土質ローム 19.7 31.8 12.1 粘土 27.2 39.6 12.4 上の表は土性ごとの平均値である。
※この「保水性」の解説は、「土壌」の解説の一部です。
「保水性」を含む「土壌」の記事については、「土壌」の概要を参照ください。
- 保水性のページへのリンク