結論から言うと、土の保水性が季節や環境によって変化するのは、土壌水分そのものが雨・蒸発・植物の吸水で日々変わるうえ、土の団粒構造、有機物量、締め固まり、塩類濃度、根が利用できる深さなども環境や管理によって変化するからです。ただし、砂・シルト・粘土の割合のような基本的な土性は一季節で大きく変わらないため、土そのものの「水を保持できる基本能力」は、現在の土壌水分ほど急激には変化しません。
つまり、「今日は土が乾いている」「梅雨で水分が多い」という変化と、「この土はどれくらい水を保持できるか」という保水特性は分けて考える必要があります。季節で最も大きく動くのは土壌水分量であり、保水性そのものは、土壌構造や有機物、締め固まりなどが変わることで、よりゆっくり変化します。
そもそも土の保水性とは何を表すのか
土へ雨や灌水で水が入ると、大きな孔隙にある水は重力によって下へ抜けていきます。その後、細かな孔隙や粒子表面には水が残ります。
重力水がある程度抜けた後の状態を圃場容水量と呼び、さらに土が乾いて植物が水を吸えなくなる目安を永久しおれ点と呼びます。
この二つの間にある水が、植物が利用できる水の目安です。農研機構は、土壌の保水性を表す指標として最大容水量、圃場容水量、永久しおれ点、有効水分容量などを整理しています。
USDA Natural Resources Conservation Service（NRCS）も、Available Water Capacityを圃場容水量と永久しおれ点の間に保持される水として定義しています。
季節で大きく変わるのは「保水性」より「現在の水分量」
雨が降れば土壌水分は増え、晴天が続けば蒸発と植物の蒸散によって減ります。この変化は数時間から数日の単位でも起こります。
一方、砂質土が数日で粘土質土へ変わることはありません。そのため、同じ土層の圃場容水量や永久しおれ点は、通常の天候変化だけで毎日のように大幅変動する性質ではありません。
FAOは、土を水の貯水槽にたとえ、圃場容水量から永久しおれ点までの範囲が植物利用可能水であると説明しています。雨や吸水で変化するのは、その貯水槽に今どれだけ水が残っているかです。
したがって、「夏は保水性が低い」と感じる場合でも、実際には高温・蒸散で土壌水分が速く減っているだけで、土の基本的な保水特性自体はほとんど変わっていないことがあります。
土性は保水性の土台になる
保水性を最も強く左右する基本条件の一つが、砂・シルト・粘土の割合です。
砂質土では大きな孔隙が多く、水は重力で抜けやすいため、保持できる水は少なくなりやすい傾向があります。
粘土質土では細かな孔隙と大きな粒子表面積によって多くの水を保持できますが、その一部は強く保持され、植物が利用できない水になります。
農研機構の全国農耕地土壌の物理特性値マップでも、圃場容水量や永久しおれ点、有効水分容量は、粘土含量や有機物含量、土壌グループによって大きく異なります。
この土性は通常の季節変化では大きく動かないため、保水性の「基本値」をつくる部分は比較的安定しています。
有機物が増えると保水性が変化することがある
土壌有機物は、水を保持する性質を持つだけでなく、土粒子をまとめて団粒構造の形成を助けます。
団粒が発達すると、団粒内部には細かな孔隙、団粒間には大きな孔隙ができます。その結果、余分な水を排水しながら、植物が使える水を保持しやすい構造になります。
NRCSは、Available Water Capacityに影響する動的要因として有機物を挙げ、有機物が直接水を保持するとともに、土壌構造や団粒安定性を改善すると説明しています。
ただし、有機物の効果は一度の落葉や一回の堆肥施用ですぐ大幅に現れるとは限りません。土性や投入量、分解の速さによって効果は異なり、長期的な管理の積み重ねとして表れることが多くなります。
緑肥や作付けによって保水性は変わるのか
植物を育てると、根が土をほぐし、枯死後の根やすき込まれた植物体が有機物として加わります。そのため、作付け体系によって土壌構造や保水性が変化する可能性があります。
農研機構が沖縄の国頭マージで行った試験では、緑肥のすき込み量が多いほど保水性が改善する傾向が見られました。一方で、緑肥の種類や輪作体系による差は小さく、大幅な改善は難しいともされています。
これは、保水性が一つの管理だけで決まる性質ではないことを示しています。土性という大きな土台の上に、有機物や団粒構造による変化が重なるからです。
締め固まりで保水性が変わるのはなぜか
農業機械の走行、踏圧、造成などで土が締め固まると、孔隙の総量と大きさの分布が変わります。
大きな孔隙がつぶれて細かな孔隙が増えると、水が抜けにくくなる一方、植物が使える水が増えるとは限りません。
NRCSは、締め固まりが圃場容水量と永久しおれ点の両方へ影響し、Available Water Capacityを低下させる場合があるとしています。締め固まりによって根が伸びにくくなれば、植物が利用できる土層の体積そのものも小さくなります。
特に湿った土に重い機械が入ると締め固まりが起こりやすいため、作業時期によってその後の保水性と根域が変わることがあります。
根が深くなると「植物が利用できる水の総量」が増える
植物にとって重要なのは、土1センチメートルあたりの保水性だけではありません。根がどの深さまで伸びているかも重要です。
FAOは、根域全体で植物が利用できる総水量を、土の保水特性と根の深さの両方から考えます。
春に根が浅い時期と、夏までに根が深く発達した時期では、同じ土でも植物がアクセスできる水の総量が異なります。
つまり季節によって「土そのものの保水性」が変わらなくても、根域が広がることで、植物から見た利用可能な水の貯蔵量は増えることがあります。
逆に硬盤や締め固まりは根域を狭くする
作土の下に硬い耕盤や締め固まった層があると、根が深く伸びられません。
その場合、下層に水が残っていても、植物が十分利用できないことがあります。
NRCSは、Available Water Capacityを評価するときに土層の深さや硬い制限層を重要な条件としています。
このため「土に水があるのに植物が乾燥ストレスを受ける」という状態は、保水性だけでなく根域の深さが原因の場合があります。
乾燥期には塩類濃度も水利用へ影響する
乾燥地域や施設栽培などでは、土壌水中の塩類濃度も重要です。
水が蒸発すると塩類は土に残るため、乾燥するほど土壌溶液の塩濃度が高くなることがあります。
塩類濃度が高いと、土に水が残っていても植物が水を吸いにくくなります。NRCSは、塩類濃度をAvailable Water Capacityに影響する動的要因の一つとして挙げています。
つまり、見かけ上の含水量が同じでも、塩類条件によって植物が利用できる水の量は違う場合があります。
雨季と乾季で「水持ち」が違って感じられる理由
雨季には土壌水分が高く、圃場容水量に近い状態が続きやすくなります。そのため土は「水持ちがよい」ように見えます。
乾季には蒸発と蒸散が大きくなり、土壌水分が短時間で減ります。そのため「保水性が悪くなった」と感じることがあります。
しかし、この違いの多くは、土が保持できる最大量の変化ではなく、水の補給量と消費量の違いです。
本当の保水特性の変化かどうかを判断するには、単に雨後の湿り具合を見るだけでなく、圃場容水量や永久しおれ点、土壌構造、有機物量などを比較する必要があります。
季節的な乾湿の繰り返しは土壌構造を変えることがある
粘土を含む土では、乾燥による収縮と再湿潤による膨潤が繰り返されます。
この変化によって亀裂や団粒境界が発達し、孔隙の分布が変わることがあります。植物根や有機物、微生物の作用も加われば、長期的には土壌構造が変化します。
構造が変われば、圃場容水量や永久しおれ点に対応する水分量も少しずつ変化する可能性があります。
ただし、こうした変化は日々の降雨による土壌水分変化より緩やかです。短期変化と長期的な構造変化を区別することが重要です。
侵食で表土が失われると保水性が変わることがある
表土は、下層土より腐植や根が多く、団粒構造が発達していることがあります。
強い雨や風で表土が失われると、保水性の高い層が薄くなり、より保水性の低い下層土が地表へ現れる場合があります。
逆に、斜面下部では細粒や有機物を含む土が堆積し、保水特性が変化することがあります。
このような侵食・堆積は、季節の一時的な乾湿より大きく、土そのものの水分保持特性を変える環境要因です。
保水性が高ければ高いほどよいわけではない
水を多く保持する土が、必ず植物にとって最も良い土とは限りません。
粘土質土では総水分量が多くても、水が強く保持されて植物が利用できない割合も増えます。また、大きな孔隙が少なければ、雨後に酸素不足になりやすくなります。
一方、砂質土では空気は入りやすいものの、水が速く抜けるため乾燥しやすくなります。
重要なのは、余分な水が抜ける大きな孔隙と、植物が使える水を保持する細かな孔隙がバランスよく存在することです。
季節や環境による保水性の変化をまとめると
- 季節で最も大きく変わるのは、現在の土壌水分量である
- 圃場容水量や永久しおれ点などの基本的な保水特性は、土性に強く支配される
- 砂・シルト・粘土の割合は通常の一季節では大きく変わらない
- 有機物や団粒構造が増えると、有効水分容量が変化することがある
- 緑肥や作物残さなどの管理は、長期的に保水性へ影響する
- 締め固まりは孔隙を減らし、植物利用可能水を低下させる場合がある
- 根が深くなると、植物が利用できる水の総量は増える
- 硬盤があると根域が狭まり、下層の水を利用できなくなる
- 塩類濃度が高いと、土に水があっても植物が吸いにくくなる
- 侵食・堆積や長期的な構造変化は、保水特性そのものを変えることがある
つまり、土の保水性が季節や環境によって変化する理由を理解するには、「今どれだけ水が入っているか」と「その土がどれだけ水を保持できるか」を分けて考える必要があります。前者は雨、蒸発、植物の吸水によって日々大きく変化します。後者は土性を土台としながら、有機物、団粒構造、締め固まり、塩類、根域、侵食などによってよりゆっくり変化します。だからこそ、同じ土でも季節によって水持ちが違って感じられ、長期的な環境や管理の変化によって実際の保水特性も変わっていくのです。
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