図１ 石礫破砕処理作業深さ
（1993.10 美瑛町 B圃場）
成績概要書【指導参考事項】(作成平成6年.1月)
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1.課題の分類 北海道 物理 農業土木 2.研究課題名 溶結凝灰岩を母材とした石礫の低コスト破砕処理工法の確立試験 (石碑地帯の低コスト石礫処理工法の確立試験) 3.予算区分 道単 4.研究期間 (平成3年〜6年) 5.担 当 中央農試農業土木部生産基盤科 中央農試農業機械部機械科 上川農試研究部土壌肥料科 6.協力・分担関係 なし |
7.目的
多礫地帯の石礫特性を把握し、石礫破砕処理作業体系の確立を図るとともに施工機械の走行性調査と破砕礫が作物及ぴ土壌の理化学性に与える影響を明らかにする。
8.試験研究方法
| 1)試験地 及ぴ土壌条件 |
：①芦別市黄金(参考試験) ②美瑛町厚生 ③美瑛町新生 礫質褐色森林土 |
| 2)作業方法及び工法 | ：基本作業方法として、ホイルトラクタ(155PS4WD)牽引による下記作業処理 |
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3)調査項目及び作物
①土壌調査:三相分布、粒径組成、化学性
②石礫調査:含礫率、残礫率、岩質、圧縮強度
③機械走行調査:処理深、作業能率
④作物調査:収量、品質(馬鈴しょ、ニンジン)
9.結果の要約と概要
1)石礫破砕処理に関する美瑛町生産者の意向は、農作業機械の作業性の改善が第一であり施工後にビート、馬鈴しょなどの根菜類の作付け希望が多かった。(アンケート調査)
2)石礫破砕処理工法に適する石礫の種類は、地力保全マシヒングシステムによる石礫分布検索と石礫の圧縮強度から、主として美瑛町に分布する溶結凝灰岩を母材とする石礫であり、圧縮強度は33と63(㎏f/㎝2)で小さかった。(表1)
3)土壌の化学性ては、石礫破砕処理によりCEC、塩基がやや低下する傾向を示し、施肥による養肥分の補給の必要性がみられた。これは、粗砂の増加に伴い腐植含量が低下したり心土が混入したものと考えられる。(表2)
4)A圃場では傾斜6°、含水比19%で作業能率は9.6a/hであった。2回掛をした場合の作業能率は11.6a/hに向上した。また，B圃場で傾斜12°、含水比25%の時には能率は4.7a/hであった。(表3)
5)未処理区及ぴ各処理区における損傷イモの割合をみると、未処理区が損傷の大きいもの小さいもの合わせて9.9%と最も多かった。また、イモ表面のはく皮については、未処理区、中礫区及び多礫区ともに14%程度であったが、少礫区では、10.9%とやや少なかった。(表4)
6)石礫破砕による施工作業深は、1回掛施工では15㎝前後、2回掛施工では20㎝程度の処理が可能であった。(図1,2)
7)馬鈴しょの全体収量の差異は少ないものの，品質では，合礫率が高く写ると、規格外の比率が多くなる傾向がみられた。これは、石礫が根圏域をせばめ塊茎の伸長肥大の障害要因となっていると考えられた。(図3)
8)以上のことから、石碑破砕処理により作物の品質向上と規格内収量増が認められた。
10.主要成果の具体的数字
表１試験圃場の石礫特性
| 試験圃場 区分 |
試験施工年次 | 岩石の母材 | 礫の圧縮強度 σc(㎏l/cm2) |
弾性波速度 Vc(㎞/sec) |
岩分類 判定 |
| A | 平成4年6月 | 溶結凝灰岩 | 33 | 1.1 | 軟石 |
| B | 平成5年10月 | 溶結凝灰岩 | 63 | 1.1 | 軟石 |
| (参考試験) 芦別市黄金 |
平成3年8月 | 揮緑凝灰岩 | 368 | 3.5 | 軟石Ⅰ |
表2石礫破砕処理区別土壌化学性の変化
| 処理区分 | pH | EC mS/cm |
CEC me/100g |
置換性塩基(mg/100g) | Zn (ppm) |
Cu (ppm) |
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| (H20) | (Kcl) | CaO | MgO | K2O | |||||
| 施工前 | 5.7 | 4.7 | 0.18 | 11 | 173 | 14 | 43 | 1.37 | 0.66 |
| １回施工後 | 5.8 | 4.8 | 0.09 | 1O.0 | 103 | 12 | 40 | 1.03 | 0.74 |
| ２回施工後 | 5.8 | 4.7 | 0.09 | 9.4 | 107 | 13 | 38 | 1.34 | 0.84 |
表3石礫作業機械の作業能率と施工条件
| 試験圃場 | 処理回数 | 作業能率 (a/h) |
施工条件 | ||
| 傾斜度(°) | 含水比(%) | 含礫率(%) | |||
| A圃場 | 1 | 9.6 | 6 | 19 | 19.6 |
| A圃場 | 2 | 11.6 | 6 | 19 | 0.3 |
| B圃場 | 1 | 4.7 | 12 | 25 | 13.5 |
表4ディガ掘りとりによる馬鈴しょの損傷
| 処理区 | 作業速度 (m/s) |
無傷 (%) |
損傷(%) | はく皮 (%) |
||
| 大 | 少 | 計 | ||||
| 多礫区 | 0.26 | 80 | 0.7 | 5.7 | 6.4 | 13.7 |
| 中礫区 | 0.24 | 82.4 | 0.5 | 5.5 | 6 | 11.6 |
| 少礫区 | 0.24 | 85.1 | 0.9 | 3.1 | 4 | 10.9 |
| 未処理区 | 0.24 | 76.2 | 2.8 | 7.1 | 9.9 | 13.9 |
１回掛破砕処理後
図１ 石礫破砕処理作業深さ
（1993.10 美瑛町 B圃場）
２回掛破砕処理後
図２ 石礫破砕処理作業深さ
（1993.10 美瑛町 B圃場）
図３ 石礫処理区毎規格収量(個数)
（1993.8 美瑛町 A圃場）
11.成果の活用面と留意点
1)上川郡美瑛町の火砕流台地に多くみられる溶結凝灰岩を母材とした浅礫地帯で、ストーンクラッシャを用いた石礫破砕処理工法に適用する。
2)芦別試験地のような圧縮強度の大きい石礫には、この工法は適用できない。
12.残された問題点とその対応
1)作土全層を対象とした目標施工処理深30㎝までの施工機械の改良。