プリンキピア

第31章土壌と植物の栄養

31.2 The Soil31.2 土壌

Learning Objectives学習目標

By the end of this section, you will be able to do the following:
この節を学ぶと、次のことができるようになる。
  • Describe how soils are formed
    土壌が形成される仕組みを述べる。
  • Explain soil composition
    土壌の組成を説明する。
  • Describe a soil profile
    土壌断面を説明する。
Plants obtain inorganic elements from the soil, which serves as a natural medium for land plants. Soil is the outer loose layer that covers the surface of Earth. Soil quality is a major determinant, along with climate, of plant distribution and growth. Soil quality depends not only on the chemical composition of the soil, but also the topography (regional surface features) and the presence of living organisms. In agriculture, the history of the soil, such as the cultivating practices and previous crops, modify the characteristics and fertility of that soil.
英語のヒント
植物は、陸上植物にとって自然の生育基盤となる土壌から無機元素を得る。土壌は、地球の表面を覆う、外側の崩れやすい層である。土壌の質は、気候とともに植物の分布と成長を決める主な要因となる。土壌の質は、化学組成だけでなく、地形(地域の地表の特徴)や生物の存在にも左右される。農業では、耕作の方法や以前に育てた作物など、土壌の履歴が、その性質と肥沃度を変える。
Soil develops very slowly over long periods of time, and its formation results from natural and environmental forces acting on mineral, rock, and organic compounds. Soils can be divided into two groups: organic soils are those that are formed from sedimentation and primarily composed of organic matter, while those that are formed from the weathering of rocks and are primarily composed of inorganic material are called mineral soils. Mineral soils are predominant in terrestrial ecosystems, where soils may be covered by water for part of the year or exposed to the atmosphere.
土壌は長い時間をかけて非常にゆっくり発達する。鉱物、岩石、有機化合物に自然や環境の力が作用することによって形成される。土壌は二つの群に分けられる。有機質土壌は、堆積によって形成され、主に有機物からなる。一方、岩石の風化によって形成され、主に無機物からなるものを鉱質土壌という。陸上生態系では鉱質土壌が優勢であり、土壌は一年の一部で水に覆われることも、大気にさらされることもある。

Soil Composition土壌の組成

Soil consists of these major components (Figure 31.6):
土壌は、次の主要な成分からなる(図31.6)。
  • inorganic mineral matter, about 40 to 45 percent of the soil volume
    無機鉱物質:土壌体積の約40~45%
  • organic matter, about 5 percent of the soil volume
    有機物:土壌体積の約5%
  • water and air, about 50 percent of the soil volume
    水と空気:土壌体積の約50%
The amount of each of the four major components of soil depends on the amount of vegetation, soil compaction, and water present in the soil. A good healthy soil has sufficient air, water, minerals, and organic material to promote and sustain plant life.
土壌の四つの主要成分それぞれの量は、植生の量、土壌の圧密、土壌中の水分量によって決まる。健全で良好な土壌には、植物の生命活動を促し維持するのに十分な空気、水、無機栄養分、有機物がある。
The organic material of soil, called humus, is made up of microorganisms (dead and alive), and dead animals and plants in varying stages of decay. Humus improves soil structure and provides plants with water and minerals. The inorganic material of soil consists of rock, slowly broken down into smaller particles that vary in size. Soil particles that are 0.1 to 2 mm in diameter are sand. Soil particles between 0.002 and 0.1 mm are called silt, and even smaller particles, less than 0.002 mm in diameter, are called clay. Some soils have no dominant particle size and contain a mixture of sand, silt, and humus; these soils are called loams.
腐植と呼ばれる土壌の有機物は、生きた微生物や死んだ微生物、および腐敗のさまざまな段階にある動植物の遺骸からなる。腐植は土壌構造を改善し、植物に水と無機栄養分を供給する。土壌の無機物は岩石からなり、岩石はゆっくり砕かれて、大きさの異なる小さな粒子になる。直径0.1~2 mmの土壌粒子を砂という。0.002~0.1 mmの粒子をシルト、それよりさらに小さい直径0.002 mm未満の粒子を粘土という。特定の粒径が優勢ではなく、砂、シルト、腐植が混ざった土壌もあり、これをロームという。

Soil Formation土壌の形成

Soil formation is the consequence of a combination of biological, physical, and chemical processes. Soil should ideally contain 50 percent solid material and 50 percent pore space. About one-half of the pore space should contain water, and the other half should contain air. The organic component of soil serves as a cementing agent, returns nutrients to the plant, allows soil to store moisture, makes soil tillable for farming, and provides energy for soil microorganisms. Most soil microorganisms—bacteria, algae, or fungi—are dormant in dry soil, but become active once moisture is available.
英語のヒント
土壌形成は、生物的、物理的、化学的な過程が組み合わさった結果である。理想的な土壌は、50%の固体成分と50%の孔隙からなる。孔隙の約半分には水が、残りの半分には空気が入っているのが望ましい。土壌の有機成分は、粒子を結びつける物質として働き、植物へ栄養分を還元し、土壌の保水を可能にし、農耕のために耕しやすい土にし、土壌微生物へエネルギーを供給する。細菌、藻類、菌類などの土壌微生物の多くは、乾いた土壌では休眠しているが、水分が得られると活動を始める。
Soil distribution is not homogenous because its formation results in the production of layers; together, the vertical section of a soil is called the soil profile. Within the soil profile, soil scientists define zones called horizons. A horizon is a soil layer with distinct physical and chemical properties that differ from those of other layers. Five factors account for soil formation: parent material, climate, topography, biological factors, and time.
土壌が均質に分布していないのは、その形成過程で層が生じるからである。こうした層を合わせた土壌の鉛直断面を、土壌断面という。土壌学者は、その中に土壌層位と呼ばれる区域を定める。層位とは、ほかの層とは異なる、特徴的な物理的・化学的性質をもつ土壌の層である。土壌形成を説明する要因は五つあり、母材、気候、地形、生物的要因、時間である。

Parent Material母材

The organic and inorganic material in which soils form is the parent material. Mineral soils form directly from the weathering of bedrock, the solid rock that lies beneath the soil, and therefore, they have a similar composition to the original rock. Other soils form in materials that came from elsewhere, such as sand and glacial drift. Materials located in the depth of the soil are relatively unchanged compared with the deposited material. Sediments in rivers may have different characteristics, depending on whether the stream moves quickly or slowly. A fast-moving river could have sediments of rocks and sand, whereas a slow-moving river could have fine-textured material, such as clay.
英語のヒント
土壌が形成されるもととなる有機物と無機物を母材という。鉱質土壌は、土壌の下にある硬い岩石である基盤岩が風化して直接形成されるため、もとの岩石に似た組成をもつ。一方、砂や氷河堆積物のように、別の場所から運ばれてきた物質の中で形成される土壌もある。土壌の深部にある物質は、堆積した物質と比べて変化が比較的小さい。河川の堆積物の性質は、流れが速いか遅いかによって異なることがある。流れの速い川には岩石や砂が堆積し、遅い川には粘土のような粒の細かい物質が堆積する場合がある。