石灰類(アルカリ資材)

1999/08/16-2011/10/20

概要

　カルシウムやマグネシウムを含む資材は、必須元素の補給に他に、土壌酸度の調整に用いられる。
　主として酸性土壌の改良に用いられる資材は、安価な石灰類が多用されてきた。資材の評価にはアルカリ度が用いられる。

• アルカリ度：生石灰(酸化カルシウム)の純品に対する中和力の比で現し、単位は無名数または％。（CaO を 100 としたときの中和力の指数で、MgO の場合は質量比の違いによって 5割り増しの値となる。）　
• 石灰岩を砕いた炭酸石灰と、これを高温で処理した生石灰、生石灰に水を加えた消石灰、それぞれに苦土が配合(または混入)した炭酸苦土石灰、苦土生石灰、苦土消石灰を併せて、石灰類と呼ぶ。
  　※ '炭酸'の入る位置がまちまちなのは慣例によるもの
  　※ 生石灰(苦土生石灰)や消石灰(苦土消石灰)を畑に散いたり、暴露して放置すると、二酸化炭素と反応して炭酸石灰(苦土炭酸石灰)に戻る。
  　このとき、土壌粒子を抱き込んで固い塊になったものを「水硬性セメント」と呼ぶ。コンクリートと異なり、耕耘などによって容易に破壊される。
  　この性質を利用して、細い縦穴を掘って石灰類を投入したものは、極めて長期間(数10年)溶脱せずに残るので、土壌改良効果が持続する。
• 単に「石灰」「苦土石灰」という場合、一般には「炭酸石灰」「苦土炭酸石灰」の略語だが、農家や家庭菜園向けの書籍・雑誌類では[炭酸-][消-][生-]を区別せずに省略した場合が多く、１冊の中でもページによってあきらかに異なる資材を指している事もあるので注意が必要。
• 「炭酸石灰」は「炭カル」と呼ばれる事もある。
• マグネシウムの単味肥料にも同様の系列がある。
  「酸化マグネシウム」
  →「水酸化マグネシウム(水マグ、水酸化苦土)」
  →「炭酸マグネシウム(炭酸マグ、炭酸苦土)」
• 単に「石灰類」と云う場合、カルシウムの酸化物・水酸化物・炭酸塩を指し、「アルカリ資材」と同義に用いられるため、硫酸塩(硫酸カルシウム＝石膏)などは石灰類とは呼ばない。

　石灰類は、酸性の環境で溶けやすく、アルカリ性では溶けにくいため、強酸性土壌の改良では中途半端な投入量だとすぐに溶脱して酸性土壌に戻り易いが、いったんアルカリ性になると溶脱しにくいため、土壌 pH は高い状態が続く。
　どんな資材もたくさん与えた方が多く吸収するような誤解を受けやすいが、石灰類を過剰投入して溶脱しにくい(＝溶けにくい)状態になると、カルシウム肥料としての欠乏を起こし易く、アルカリ性化によって他の成分の欠乏・過剰障害も出易くなるなど、被害が著しい。

　土中に過剰残留している石灰類は殆どが炭酸石灰で、これよりも溶解度の高い生石灰や消石灰の追肥を行うと肥効が期待できる。
　しかし、投入された消石灰などは二酸化炭素を吸収して短期間で炭酸石灰に変化するので、土壌状態はさらに石灰が溶けにくい土壌へと悪化する。

　炭酸石灰の溶解度は、消石灰や石膏(硫酸カルシウム)の 1/2000〜3000 程度で極めて溶けにくいが、土の中など炭酸イオンが過剰に存在する場所では重炭酸カルシウムになって、消石灰や石膏と同程度の溶解度になる。（教訓→耕耘して、見た目だけふかふかになった土は炭酸ガスが逃げるので、石灰は溶けにくくなる）

　石灰を入れると土が固くなるという言い伝えは、主に酸性環境下で抑制されていた分解微生物が活性化して、土中の有機物が消耗するためと考えられる。
　ただし、有機物の消耗は有機物に閉じ込められていた成分が放出される事なので、耕作不適地を肥沃な土地に変える魔法の薬として扱われた。
　この他、生石灰や消石灰として投入した場合は、炭酸石灰に変わる際に「水硬性セメント」と呼ばれる構造を作り土壌硬度が増すが、耕耘により容易に破壊される。

硬度(hardness of water：水の硬度)

　単に "hardness" といった場合は、鉱物などの硬さを意味するので注意。

　水に溶けているＣａ・Ｍｇなどの塩がせっけんの泡立ちを妨げたり(→洗浄力の低下)、ボイラー内でスケール(缶石)として析出する(→熱効率低下・爆発)原因となるため、水質の重要な指標となる。
　近年では、栄養分としても注目されている(ミネラル・ウォーター)が、この場合は Ca⁺⁺：SO₄ やアルカリ度などの指標も重視される。

　表示には、米式と独式があり、日本では主に独式が用いられている。
　・米式・・・ＣａＣＯ₃として、1ppm＝1(硬度・無名数)
　・独式・・・ＣａＯとして、1mg/100ml水＝1(硬度・無名数)
　※ Ca⁺⁺ と Mg⁺⁺ の合量を Ca⁺⁺ に換算して表わす

　煮沸すると不可逆的に低下する「一時硬度」と、変化しない永久硬度がある。
　一時硬度は主に「炭酸水素カルシウム」によるもので、煮沸後の低下分がボイラー内で発生するスケールとなる。

【対策１：追肥】
　基肥として大量に与えたら効かず、少量では不足するというのであれば、分肥するのが確実な施肥法となりうる。
　農文協発行の雑誌「現代農業」では２０年ほど前から石灰類の追肥によって厄介な病気を防いだり、日持ちが良くなる事例を紹介している。
　当初は畦間への石灰乳流し込みであったが、最近の号では炭酸石灰(炭酸苦土灰)を直接作物の葉に振り掛けても害が無いことを紹介しており、顕著な治療効果も認められる。

【対策２：条状施用】
　１条植えの野菜類で追肥使用とすると必ず条散きになる。
　果樹類は全面散布が一般的だが、汁液中濃度が上昇するのは１箇月程度なのに対して、運動会のように白線を引くようにして条散きすると、汁液中濃度が３-４箇月程度延長される事がわかった。
　条散きされた石灰は、除草や降雨で徐々に飛び散って拡がる。

　校庭で使うラインカー(白線引き器)はタンク容量が少ないので意外に面倒であった。今の所、バケツに入れて玉杓子で散くのが一番楽。
　粒状の生石灰・苦土生石灰を使用すると降雨後に固結して土表面での残留性が増す。(〜消石灰でも同様の効果があるが、成分当りの重量が増すので仕事量としては損)
　全面散布と同じ量を投入するので、間隔は投入量に応じて変わり、100kg／10aのとき3m程度。継続試験中）

各論

ジャガイモ

• 種いもの切り口に石灰や草木灰を塗るのは、止むを得ず切った直後に植付る場合の便方として紹介されたもの。十分に浴光させると共に切り口を乾かして硬い膜が張ってから植えつけるのが本来の方法(日陰で１週間以上必要)。
• ある種の病害に対して、入門書の類には石灰を多量投入して土壌をアルカリ性にすると被害を受けないと書かれている事がある。
  　これらは、火山灰土壌地帯(関東地方がモデル)で石灰の使用が一般化する以前にはアルカリ性に弱い病原菌類が多かったためで、現代では「そうか病」に代表される石灰の過剰投入で多発する病害の方が多いため、適正使用量に留めること。
  　同じ理由により、種いもの切り口に石灰や草木灰を塗ると腐敗しやすく、失敗しやすい。
• 欠乏症ではないが、エキ病の発生初期に炭酸石灰(炭カル)または炭酸苦土石灰(苦土炭カル)を葉に直接振り掛けると、病気の進行が止まる。
  　元ネタは現代農業(発行：農文協。毎年10月号で特集しているらしい)で、半信半疑で実行したところ、顕著な効果があった。
  　効率的に振り掛けるには鑑賞魚用で水槽を掃除する時に金魚などを移すために使う小型の網が使い勝手がよい。煮物料理のアク取りに使う網杓子や茶漉しも転用可能だが網目の大きさによっては難儀する。 　

ホウレンソウ

• 土壌pH が低いと発芽し難くなるため、家庭菜園では「ホウレンソウには石灰が必須」といわれている。
• あくまでも発芽環境なので、正常に発芽するのならそれ以上の石灰投入は不用で、生育期に起こる葉の黄化や枯込みは石灰の過剰施用によって拮抗するマンガンなどの欠乏症の事が多いのだが、石灰の不足と誤診して追加投入する事例が多い。

果樹類

• 土壌がアルカリ性化すると、紫紋羽病がはびこり易くなる

主な資材のアルカリ度

	主な成分	アルカリ度	必要資材量の比（％）
炭酸苦土石灰(苦土炭カル)	CaCO3、MgCO3	55%	(100)
生石灰	CaO	85	65
苦土生石灰	CaO、MgO	100	55
消石灰	Ca(OH)2	65	85
苦土消石灰	Ca(OH)2、Mg(OH)2	60	92
炭カル	CaCO3	50	110
貝化石	CaCO3	＞35	＞157
アヅミン苦土石灰	MgCO3＋腐植	50	110
カルミン石灰	MgCO3＋リグニン、糖	50	110
ゴールデンライム	(苦土生石灰)	100	55
サンライム	カキ殻	48	115
セルカ45	カキ殻	48	115
粒状混合石灰	(消石灰＋生石灰)	72	76

1. 貝化石の"＞35" は、"35%以上で不定"と云う意味。
2. 投入量を苦土石灰の量として指示された場合、各資材の「必要資材量の比」を乗じて100で割ると、資材ごとの換算量になる。
3. 粒状混合石灰は、消石灰や炭酸石灰をを造粒する際、生石灰を加えることで、散布後に吸湿して膨張し、粉状になって広がる機能を与えたもの、
4. 石灰：苦土の質量比により、[生石灰含有率＋（苦土含有率×1.5）＝アルカリ度]　の関係になる。

　石灰類の農業利用は元来、白壁などの建築材料で、混じり物などによる低品位のものは廃棄され続けていたが、これを換金できないものかと考案されたのが始まりらしい。
　童話作家として知られる宮沢賢治の伝記で、死の前日に農家がやってきて肥料の相談を受けているように描かれるシーンは、ボランティアではなく、晩年に白壁材料の業者から廃棄物の有効利用(換金)を持ちかけられて起業した石灰商人(宮沢)が、注文を受けている場面なのだとか。

　カルシウムやマグネシウムが施肥の必要な肥料成分として認知されたのは、ずっと遅れてからなので、資材としての石灰類の必要性を論じたものには新刊書であっても書き写したネタ元の年代によって大きく異なり、未だに混乱が見られる。
　こうした歴史から、石灰の投入を指示してある場合でも、土壌酸性の改良なのか、カルシウムの補給なのかの区別がつきにくく、効果があった事例であっても安易に真似るのは危険。

　貝化石やカキ殻は、炭酸カルシウムとして沈降した石灰岩(←純度が高い)と異なり、海水に由来する各種の微量要素を含むが、砒素や鉛など有害要素も含まれるため、連年・大量の投入には注意が必要。

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