緩衝液pH一覧と調整の作り方！農業の種類と範囲

緩衝液のpH一覧と農業での調整

農業現場において「pH」は作物の生育を左右する生命線ですが、単に酸やアルカリを加えて調整するだけでは、すぐに数値が戻ってしまったり、逆に変動しすぎてしまったりすることがあります。ここで重要になるのが「緩衝液（バッファー）」の考え方です。緩衝液とは、少量の酸やアルカリが入ってもpHを一定に保つ働きを持つ溶液のことです。

 

土壌診断や養液栽培、さらには農薬散布の水質管理において、この緩衝作用を理解して活用することは、ワンランク上の農業技術と言えるでしょう。特に日本の水は軟水が多く緩衝能が低いため、人為的な調整が不可欠な場面が多く存在します。この記事では、農業で使える緩衝液の種類や作り方、そして現場で役立つ実践的なテクニックを深掘りします。

 

種類と範囲で選ぶ！緩衝液のpH一覧と特性

 

農業で使用される緩衝液やpH調整剤には、主にリン酸系、有機酸系、そして重炭酸系などがあります。それぞれの物質には「緩衝範囲」と呼ばれる、pHを強力に安定させることのできる特定の領域があります。目的に合わない緩衝液を選んでしまうと、いくら添加してもpHが安定しないという事態に陥ります。

 

以下に、農業でよく利用される主な成分と、その緩衝範囲および特徴をまとめました。

 

成分（緩衝系）	主な緩衝pH範囲	農業での主な用途・特徴
リン酸緩衝液	pH 5.8 ～ 8.0	最も一般的。肥料成分（P）でもあるため作物に無駄がない。養液栽培や培養液のベースとして優秀。中性付近で強力な緩衝能を持つ。
酢酸緩衝液	pH 3.6 ～ 5.6	酸性領域での調整に利用。比較的安価だが、高濃度では根に影響が出る場合があるため注意が必要。
クエン酸緩衝液	pH 3.0 ～ 6.2	広範囲をカバーできる有機酸。キレート作用（金属イオンを挟み込む働き）があり、養分の沈殿を防ぐ効果も期待できる。
重炭酸塩(重曹・炭酸水素K)	pH 6.0 ～ 8.5	養液栽培の要。原水の重炭酸イオン濃度を調整し、pHの急激な低下（酸性化）を防ぐ「アルカリ側のバッファー」として機能する。
フタル酸緩衝液	pH 2.2 ～ 4.0	主にpH計の校正用標準液（pH4.01）として使われる。栽培用としてはあまり一般的ではない。

リン酸緩衝液の圧倒的な優位性
農業、特に植物を扱う場面では「リン酸緩衝液」が非常に使い勝手が良いです。理由は2つあります。

 

1. pH範囲が最適: 植物の多くが好む弱酸性から中性（pH 5.5～7.0）をカバーしていること。
2. 肥料としての価値: リン酸（H₂PO₄⁻など）は植物の必須多量要素であり、施用しても無駄になりません。

一方で、養液栽培の現場では「重炭酸イオン（HCO₃⁻）」の濃度管理が極めて重要視されます。これは、植物が硝酸態窒素を吸収する際に根からOH⁻やHCO₃⁻を放出したり、逆にアンモニア態窒素を吸収してH⁺を放出したりすることで起きる、根圏pHの激しい変動を抑えるためです。オランダの養液管理基準などでは、この重炭酸イオンを一定量（例えば20～50ppm程度）残すように酸添加量を調整することが推奨されています 。

 

参考）https://www.farc.pref.fukuoka.jp/farc/kenpo/kenpo-28/28-20.pdf
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注意点：緩衝範囲外では意味がない
例えば、pH3.0にしたいのにリン酸緩衝液を使おうとしても、リン酸の緩衝能が効くのはpH5.8付近からなので、上手く調整できません。目標とするpHが、その物質の「pKa（酸解離定数）」付近にあるかどうかを確認することが、プロの選び方です。

 

OATアグリオ株式会社 - PH調整剤の特長と使い方（養液栽培でのpH安定化の基礎）
養液栽培におけるpH調整剤の役割と、肥料成分を主体とした調整のメリットについて解説されています。

 

レシピで実践！農業用緩衝液の作り方と手順

実験室で使うような「特級試薬」を使って緩衝液を作ると、コストが非常に高くなります。農業現場では、肥料グレードの原料（第一リン酸カリウムなど）をうまく組み合わせることで、実用的かつ安価に緩衝液を自作することが可能です。

 

ここでは、最も汎用性が高い「pH 6.0～7.0付近を目指すリン酸緩衝液」の簡易的な作り方を紹介します。厳密なモル濃度計算よりも、現場で調整しやすい重量比の目安です。

 

用意するもの（肥料グレードでOK）

• 第一リン酸カリウム（KH₂PO₄）：酸性を示す肥料（水溶液はpH4.5付近）。「MKP」とも呼ばれます。
• 第二リン酸カリウム（K₂HPO₄）または リン酸二アンモニウム：アルカリ性を示す肥料（水溶液はpH8～9付近）。
• pH計：必ず校正済みのものを用意してください。

作り方の手順（例：養液タンクのpHを安定させたい場合）

1. A液（酸性側）を作る:

   バケツに水を張り、第一リン酸カリウムを溶かします。これがベースとなります。

    

2. B液（アルカリ側）を作る:

   別の容器で、第二リン酸カリウム（または水酸化カリウム溶液）を溶かした濃厚液を作ります。

    

3. 混合して調整する:

   A液に対して、pH計を見ながら少しずつB液を加えていきます。

    

   • リン酸同士の混合液になるため、緩衝作用が働き、ある一点でpHがピタリと止まりやすくなります。
   • 目標pH（例: 6.5）になったら完成です。

現場での裏技：ダウン剤とアップ剤の正体
市販されている養液栽培用の「pHダウン剤」の主成分は、多くの場合「リン酸」や「硝酸」です。逆に「pHアップ剤」は「炭酸カリウム」や「水酸化カリウム」が使われています 。

 

参考）養液栽培やるなら、まず最初に読むやつ【EC/pH・基礎】
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これらを単独で入れるとpHは急変しますが、両方をバランスよく培養液中に存在させる（例えば、ダウン剤で下げすぎたものをアップ剤で戻す、あるいはその逆）ことで、結果的に培養液中にリン酸イオンやカリウムイオンが増え、緩衝能を持つようになります。

 

※ただし、原水にカルシウムが多い場合、リン酸濃度を高めすぎると「リン酸カルシウム」の不溶性沈殿が起きて配管が詰まる原因になるため、養液中のリン酸濃度には上限（通常は15～20ppm程度、高濃度でも100ppm以下など処方による）がある点に注意してください 。

 

参考）作物の収量や品質に影響あり！「pHとは？ 」 
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農家web - 自分で作る、リン酸肥料の作り方と基礎知識
リン酸肥料の特性や、有機質肥料との組み合わせ方についての基礎知識が網羅されています。

 

土壌と養液の緩衝能！pH変動を抑える仕組み

なぜ土壌や養液のpHが変わってしまうのか、そして緩衝液がどう働くのか、そのメカニズムを「スポンジ」に例えると分かりやすくなります。

 

土壌の緩衝能（pHBC）とは
土壌は巨大な緩衝体です。土壌粒子（粘土や腐植）は、表面にマイナスの電気を帯びており、そこにプラスの電気を持つ水素イオン（H⁺）やカルシウムイオン（Ca²⁺）、マグネシウムイオン（Mg²⁺）などを吸着しています。これを「塩基置換容量（CEC）」と呼びます。

 

• CECが大きい土（黒ぼく土など）: スポンジが大きい状態。酸（H⁺）が入ってきても、スポンジが吸着している他の成分と交換して吸収してしまうため、pHはなかなか下がりません。これを「緩衝能が高い」と言います 。

  参考）土壌の緩衝作用について、土壌コロイドとの関係とは？ ｜ コラ…
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• CECが小さい土（砂土など）: スポンジが小さい状態。少量の酸が入るだけであふれ出し、pHが急激に下がります。

養液栽培における「重炭酸」の重要性
水耕栽培やロックウール栽培では、土壌のような強力なCECがありません。そのため、培養液自体の化学的な緩衝作用が全てです。ここで主役になるのが「重炭酸イオン（HCO₃⁻）」です。

 

重炭酸イオンは、酸（H⁺）が入ってくると即座に反応して、水（H₂O）と二酸化炭素（CO₂）になります。

 

$\text{HCO}_3^- + \text{H}^+ \rightarrow \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \uparrow$HCO3−+H+→H2O+CO2↑
この反応により、入ってきた酸（H⁺）を無効化してしまうのです。原水（井戸水など）に含まれる重炭酸濃度が低い場合、植物が肥料を吸収して根から酸を出すと、すぐに培養液のpHが低下してしまいます。そのため、プロの生産者は重炭酸カリウムなどを添加して、常にバッファー成分を補充しています 。

参考）https://youeki.jp/hydro_backNO/pdf/7-1_035.pdf
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ポイント

• 土壌栽培では「腐植（堆肥）」を増やすことでCECを高め、緩衝能を上げることができます。
• 養液栽培では「重炭酸濃度」を定期的に分析し、30～50ppm程度を維持することが安定栽培のコツです。

農薬の効果が変わる？希釈水のpH緩衝作用と重要性

「農薬が効かない」と感じた時、それは薬剤の耐性菌のせいではなく、希釈に使った「水」のpHが原因かもしれません。これは意外と見落とされがちな盲点です。

 

アルカリ加水分解の恐怖
日本の水道水や井戸水は、地域によってはpH7.5～8.0程度の弱アルカリ性を示すことがあります。多くの農薬、特に有機リン系（マラソン、スミチオンなど）やカーバメート系、ピレスロイド系（除虫菊由来など）の殺虫剤は、アルカリ性条件下で「加水分解」を起こし、急速に成分が分解されてしまいます。

 

例えば、ある種の殺虫剤はpH9の水に溶かすと、わずか数分～数十分で半減してしまうことが知られています 。これでは、散布する頃にはただの水になっている可能性さえあります。

 

参考）ピレスリンとスピノサド：農作物保護におけるそれぞれの選択のタ…
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緩衝作用のある展着剤や調整剤の活用
この問題を解決するために、タンクの水に「緩衝作用」を持たせる以下の対策が有効です。

 

1. pH調整機能付き展着剤を使う:

   一部の機能性展着剤（例：マイリノ、アプローチBIなど）には、希釈水のpHを薬剤が最も安定する弱酸性（pH5.0～6.0付近）に固定する緩衝能が含まれています。これらを入れるだけで、アルカリ性の水を使っても自動的にpHが補正され、農薬の効果が安定します。

    

2. 木酢液や食酢の利用:

   これらも酸性の緩衝作用を持ちます。農薬と混用可能か確認が必要ですが、微量を添加して水を弱酸性にしてから農薬を溶かすのは、昔からの農家の知恵です。

    

注意：銅剤などは逆効果
ボルドー液などの無機銅剤は、逆にアルカリ性で安定し、酸性になると薬害（銅イオンの過剰溶出）が出ます。使用する農薬が「酸性を好むか、アルカリ性を好むか」をラベルで確認することは基本中の基本です。

 

ピレトリンとスピノサド：農作物保護における選択基準
pH管理が殺虫効果に直結するピレトリン（除虫菊成分）の特性と、加水分解を防ぐための緩衝水の重要性について詳しく記述されています。

 

コストと手間のバランス！自作vs市販調整剤の比較

最後に、経営的な視点から「自作緩衝液」と「市販のpH調整剤」のどちらを選ぶべきかを比較検討します。コスト削減は重要ですが、手間やリスクとのバランスを考える必要があります。

 

項目	自作緩衝液（肥料原料使用）	市販pH調整剤（専用品）	備考
材料コスト	◎ 非常に安い(1/10以下になることも)	△ 高め(開発費や容器代が含まれる)	大規模農家ほど自作のメリット大。
入手性	○ 肥料店やJAで購入可能	◎ ネットや資材店で即納	自作には複数の単肥が必要。
安全性・純度	△ 不純物が含まれる可能性あり	◎ 保証されている	養液栽培の配管詰まりリスクは専用品が低い。
手間	× 計算と調合が必要	◎ そのまま添加するだけ	忙しい収穫期には自作の手間がボトルネックに。
緩衝性能	○ 配合次第で調整可能	◎ 最適化されている	専用品は腐敗防止剤なども入っている場合がある。

独自視点：食品添加物グレードの活用
意外な選択肢として「食品添加物グレード」のクエン酸や炭酸水素ナトリウム（重曹）を使用する方法があります。これらはドラッグストアやネット通販でキロ単位で安く購入でき、肥料登録はありませんが成分は明確で安全性が高いです。特に小規模な栽培や、試験的にpH調整を行いたい場合には、高価な専用液肥を買うよりも手軽で、かつ実験用試薬より遥かに安価です。

 

ただし、肥料としての成分保証がないため、あくまで「水質調整材」として自己責任で使用することになります。

 

結論：ハイブリッド運用がおすすめ
毎日の基本管理（養液タンクへの自動添加など）には、沈殿リスクが少なく品質が安定している「市販の専用調整剤」を使い、機械トラブル時の緊急対応や、葉面散布・農薬希釈用の大量の水を作る際（使い捨て用途）には、コストの安い「自作バッファー（第一リン酸カリなど）」を使うという使い分けが、最も賢い運用方法と言えるでしょう。

 

たまごや商店 - 第一リン酸カリの希釈率のハナシ
肥料としての第一リン酸カリウムの使い方や希釈倍率について、実践的な視点で解説されています。

 

 

日本人には二種類いる: 1960年の断層 (新潮新書 540)