土のコロイド特性を基軸とした土壌保全技術の高度化：土壌の構造持続性と受食性の解明

土壌侵食（水食）は，肥沃な表層土壌を削り取ることで地力の低下や下流域の水質汚染などの原因となるため，対策が必要である．このとき，侵食シミュレーションモデルを用いて適切な対策を提案し，実施することが有効である．しかしながら，侵食シミュレーションモデルで用いられる土壌の侵食されやすさ（受食性）を表すパラメータは，土壌の構成要素から経験的な式を用いて決められることが多く，土壌の物理化学性を十分に表現できていない．そこで，高分子を添加することで土壌の物理化学性を制御しつつ受食性パラメータと結びつけることで，土壌の物理化学性と受食性の関係を評価し，侵食シミュレーションの予測精度の向上および簡便化に取り組んだ．採用2年目にあたる令和3年度の主な成果は以下の通りである．年度前半は，前年度に引き続き，流水による土壌の受食性と土粒子間の相互作用の関係を調べた．島尻マージにカチオン性高分子電解質であるポリジアリルジメチルアンモニウムクロリドを混和することで，土粒子間の引力を増加させながら受食性を評価した．これにより，高分子電解質の混和によるせん断強度の増加にともないリル受食係数が直線的に減少することを見出し，土壌侵食抑制対策の効果をせん断強度を用いて評価する方法を提案した．年度後半は，高分子を添加することで土粒子間の相互作用を制御しつつ降雨実験を行う方法を確立し，降雨による土壌の受食性と土粒子間の相互作用の関係を調べた．ここでは，ノニオン性高分子であるポリビニルアルコールの混和によって島尻マージのせん断強度が増加したものの，インターリル受食係数に顕著な変化は見られなかった．ただし，土壌の透水性が向上したことから，侵食量の抑制効果は期待できる．上記の研究の遂行に加えて，令和3年度以前の研究成果の取りまとめを行い，学会発表や国内部会誌への資料投稿，国際学術雑誌への論文投稿を行った．

土壌侵食（水食）は，肥沃な表層土壌を削り取ることで地力の低下や下流域の水質汚染などの原因となるため，対策が必要である．このとき，侵食シミュレーションモデルを用いて適切な対策を提案し，実施することが有効である．しかしながら，侵食シミュレーションモデルで用いられる土壌の侵食されやすさ（受食性）を表すパラメータは，土壌の構成要素から経験的な式を用いて決められることが多く，土壌の物理化学性を十分に表現できていない．そこで，高分子を添加することで土壌の物理化学性を制御しつつ受食性パラメータと結びつけることで，土壌の物理化学性と受食性の関係を評価し，侵食シミュレーションの予測精度の向上および簡便化に取り組んだ．採用2年目にあたる令和3年度の主な成果は以下の通りである．年度前半は，前年度に引き続き，流水による土壌の受食性と土粒子間の相互作用の関係を調べた．島尻マージにカチオン性高分子電解質であるポリジアリルジメチルアンモニウムクロリドを混和することで，土粒子間の引力を増加させながら受食性を評価した．これにより，高分子電解質の混和によるせん断強度の増加にともないリル受食係数が直線的に減少することを見出し，土壌侵食抑制対策の効果をせん断強度を用いて評価する方法を提案した．年度後半は，高分子を添加することで土粒子間の相互作用を制御しつつ降雨実験を行う方法を確立し，降雨による土壌の受食性と土粒子間の相互作用の関係を調べた．ここでは，ノニオン性高分子であるポリビニルアルコールの混和によって島尻マージのせん断強度が増加したものの，インターリル受食係数に顕著な変化は見られなかった．ただし，土壌の透水性が向上したことから，侵食量の抑制効果は期待できる．上記の研究の遂行に加えて，令和3年度以前の研究成果の取りまとめを行い，学会発表や国内部会誌への資料投稿，国際学術雑誌への論文投稿を行った．