土壌硬度計山中式で根の伸長を守る正しい測定と改良法

土壌硬度計山中式の使い方・読み方・土壌改良

硬度計を縦に刺せば正確な数値が出ると思っていたなら、測定角度がわずか5°ずれるだけで実測値が最大2〜3mm狂い、収量判断を誤るリスクがあります。

土壌硬度計山中式とは何か：農学博士が生んだ測定原理

山中式土壌硬度計は、農学博士・山中金次郎先生が考案した土壌硬度の測定器具です。 高さ40mm・底径18mm・頂角12°40′の円錐（コーン）部を平滑な土壌断面に垂直に押し込み、コーンの圧入深（mm）とバネの縮み（反力）の両方を同時に計測するという独特の二変数方式を採用しています。ureruzo+1
バネ強度は40mmの縮みに対して正確に8kgを示すよう設計されており、軟弱な土壌から軟質岩まで広範囲の硬度を数秒間で測定できます。 つまり「押し込んだ深さ」と「抵抗力」を一度に読み取れる合理的な構造です。

参考）土壌硬度計

目盛りは0〜40mmで1mm刻み、支持力目盛は0〜∞ kg/cm²まで対応しています。 本体はアルミニウムと外筒、ステンレス（SUS304）中筒で構成され、重量は約650gとフィールドでの取り回しも問題ありません。

参考）https://item.rakuten.co.jp/imachas/351/

• 📐 コーン寸法：直径18mm × 高さ40mm（頂角12°40′）
• ⚖️ バネ強度：8kg（対40mm縮小時）
• 📊 硬度指数目盛：0〜40mm（1mm単位）
• 🏗️ 素材：外筒アルミ・中筒ステンレス、全長230mm・重量650g

農林水産省が定める土壌診断の現場でも山中式は標準的な測定器具として採用されており、各種土壌改良の判断基準に数値が活用されています。 権威性が高い分、正確な操作を習得しておく意味は大きいです。

参考）https://www.maff.go.jp/j/syouan/keikaku/soukatu/attach/pdf/mugi_kanren-50.pdf

土壌硬度計山中式の正しい測定手順と注意点

測定手順を誤ると数値が大きくブレます。これが基本です。

まず測定箇所の土壌断面を、スコップや土削り板を使って地表面に対して垂直かつ平滑に整えることが前提です。 断面が凸凹していると、コーンが均一に入らず実際より軟らかい（または硬い）値が出てしまいます。

次に、硬度計を地表面に対して水平に持ち、断面に対して垂直になるよう角度を合わせます。 ゆっくりと一定の速度で、コーン根元の「突き当てツバ」が断面に密着するまで確実に圧入するのがポイントです。 勢いよく押し込む農家の方が多いですが、速度が不均一だと反力の読み取り誤差につながります。

参考）山中式土壌硬度計 S-117 取扱説明書｜レンタルサポート｜…

圧入したら、そのまま硬度計を抜き取り、針が示す目盛りを読み取ります。 抜く際に針がズレないよう注意が必要です。

NG操作	起きる誤差・リスク
断面が凸凹のまま測定	コーンが均一に入らず値がブレる
斜めに押し込む	実測値が2〜3mmずれ、判断ミスにつながる
勢いよく一気に圧入	バネの反力が安定せず過小・過大評価になる
1点のみで判断	局所的な石や有機物の影響を受けやすい

1点だけの測定で判断するのも危険です。 北海道立農業試験場の研究では、同一圃場でも測定点によって数値にバラつきがあるため、少なくとも3反復（同一深度での3点平均）を取ることが推奨されています。 3回測定して平均値を出す、という習慣が信頼性を高めます。

参考）https://www.hro.or.jp/upload/47916/2003304.pdf

土壌硬度計山中式の測定値と農作物への影響：20mmが分岐点

数値の「20mm」を知っているかどうかで、収量に数万円の差が出ます。

農林水産省の基準では、畑地の有効根群域での土壌硬度は山中式で20mm以下が目安です。 この数値を超えると根の伸長が徐々に阻害されはじめ、24mm以上では「根系発達に阻害あり」、27mm以上では「多くの根が侵入困難」な固結状態と判定されます。kakumaru7+1

山中式測定値（mm）	土壌状態の評価	根への影響
10mm以下	軟らかい	根系発達に問題なし
11〜20mm	普通〜やや締まった	ほぼ問題なし
20〜24mm	締まった	根系発達の阻害が始まる
24〜27mm	硬い	一部樹種・作物で阻害あり
27mm以上	固結	多くの根が侵入困難

野菜の葉菜類では、基準値がさらに厳しく18mm以下に設定されており、ほうれんそうやこまつなを育てる畑では特に注意が必要です。 結論は「作物によって許容される硬度の上限が違う」です。

参考）https://www.maff.go.jp/j/seisan/kankyo/hozen_type/h_sehi_kizyun/pdf/03090106chap04.pdf

実際の調査では、黒ボク土の畑で77%、低地土で84%の圃場に耕盤層（硬度20mm以上の層）が形成されていることが確認されています。 大多数の畑に「見えない壁」が潜んでいるということです。

参考）https://www.hro.or.jp/agricultural/center/result/kenkyuseika/gaiyosho/h15gaiyo/2003304.htm

参考：農林水産省「土壌の診断基準（畑地）」では、作物別の山中式硬度基準値が詳しく示されています。

農林水産省：土壌の診断基準（PDF）

土壌硬度計山中式で耕盤層を発見したあとの改良ステップ

耕盤層が見つかったとき、まず何をするかが問題です。

耕盤層の存在は土壌水分の停滞・根の浅根化・肥料の吸収効率低下につながります。 心土破砕（サブソイラー）や深耕プラウなどの機械的な対策が有効で、北海道の試験では広幅型心土破砕によりてんさいの根重が増加し糖収量が向上したことが報告されています。 施工翌年においても効果が持続したというのは心強いデータです。

対策の優先順位としては、まず山中式で深さ5〜10cmごとに測定し、どの深さに硬盤層があるかを特定するところから始めます。 硬盤層の位置が20〜40cmなのか40cm以深なのかによって、必要な機械・作業深度が変わります。

• 🔍 ステップ1：山中式で5〜10cm毎に測定し、硬盤層の深さを特定する
• 🚜 ステップ2：硬盤深度に応じてサブソイラーまたはプラウ深耕を選択する
• 💧 ステップ3：心土破砕後に透水性・通気性の改善を再測定で確認する
• 📅 ステップ4：数年後に再測定し、耕盤層の再形成をチェックする

心土破砕は費用もかかる作業です。だからこそ、山中式で事前に硬度データを取ってから施工計画を立てることで、無駄な深耕を防ぎコストを最小限にできます。これは使えそうです。

参考：北海道立農業試験場「貫入式土壌硬度計を用いた耕盤層の簡易判定法と広幅型心土破砕の効果」
北海道立農業試験場：耕盤層判定と心土破砕効果（PDF）

土壌硬度計山中式と貫入式の違い：現場で使い分ける視点

「山中式しか持っていない」という場合でも、測定値の換算式を知っていれば貫入式の基準値と比較できます。意外ですね。

群馬県農業技術センターの調査によると、山中式と貫入式の測定値には高い相関関係（r=0.783）があり、近似式「Y＝0.63X−0.04」で換算が可能です。 ここでYが山中式（kg/cm²）、Xが貫入式（kg/cm²）を指します。

参考）土壌の物理性の測定 ＆nbsp;

項目	山中式硬度計	貫入式硬度計
測定対象	土壌断面（掘削後）	表層〜深層（挿し込み式）
測定単位	mm（圧入深）・kg/cm²	MPa または kg/cm²
操作の手間	断面掘削が必要	地表から直接測定可能
精度	高精度（研究・診断向き）	簡易・スピーディ
適した用途	土壌断面調査・詳細診断	広域・多点の迅速調査

貫入式で1.5MPa以上の値が出た場合、ほぼ確実（形成率92%）に耕盤層が形成されていると推測されます。 一方、1.1MPa以下では耕盤層形成の可能性は低く（形成率21%）、安心できる数値です。 山中式が示す20mm超えは、貫入式では18.5 kg/cm²相当に対応します。daiki+1
現場では山中式を断面調査の精密診断に使い、広域の多点スクリーニングには貫入式を使うという「二刀流」がコスト効率と精度を両立させます。両方の基準値を頭に入れておくだけで、土壌診断の判断スピードが大幅に上がります。

参考：群馬県農業技術センター「土壌の物理性の測定」では山中式と貫入式の換算関係が詳しく解説されています。

群馬県農業技術センター：土壌の物理性の測定

土壌硬度計山中式のメンテナンスと保管：見落とされがちな精度管理

購入後に一度もメンテナンスをしていない山中式は、バネの劣化で実際より「柔らかく」測定してしまう可能性があります。

山中式のバネは40mmの縮小に対して正確に8kgの圧力を示すよう校正されています。 しかし繰り返しの使用や経年変化によってバネの弾性が低下すると、同じ土壌でも以前より低い数値（mm）が出てしまい、「硬度が改善した」と誤判断するリスクがあります。厳しいところですね。

• 🔧 使用後はコーン部や胴体に付着した土をしっかり除去する
• 💧 水洗い後は完全に乾燥させてから保管する（錆びの原因になる）
• 📦 保管は直射日光・高温多湿を避け、ケースに入れた状態で保管する
• ⚙️ バネの異常を感じたら製造元（藤原製作所など）にメンテナンスを依頼する

測定精度に不安がある場合は、レンタルで新品を借りて自社の山中式と比較測定する方法も有効です。 レンタル会社（例：レックスレンタル）では山中式を含む土壌測定器を取り扱っており、スポット利用であれば購入より低コストで精度確認ができます。まずレンタル会社のウェブサイトで確認するという1アクションで済みます。

日本農業の土台を支えるのは、正確に校正・管理された測定器具です。山中式土壌硬度計を正しく使い、数値に基づいた土壌改良を積み重ねることで、圃場の「見えないコスト」を着実に削減することができます。