栃木県農試研報 No66：27～35(2011)
Bull Tochigi Agr.Exp.Stn.No66：27～35(2011)

黒ボク土水田に連用する有機物の違いが水稲の窒素吸収パターンと収量構成要素に違いをもたらす
吉澤比英子・高沢由美¹⁾・常見譲史²⁾・大島正捻³⁾

摘要：黒ボク土水田において，堆肥または稲わらを 25 年間連続施用し，水稲の生育収量および土壌理
化学性への影響を調査した．その結果，堆肥または稲わらを連用することで，窒素無機化量，土壌の可給態リン酸含量および交換性カリウムの増加がみられた．また，有機物連用により精玄米重は増収した．堆肥を連用した場合は穂数が，また稲わらを連用した場合は一穂籾数が増加した．この違いは，堆肥連用では主に幼穂形成期までの窒素供給量が増加し，稲わら連用では出穂期前の窒素供給量が増加し，体内のカリウム濃度が高くなる事によってもたらされたと考えられた．

キーワード：黒ボク土水田，有機物連用，堆肥，稲わら

Relationship between nitrogen nutrition and rice crops yieldunder long-term application of organic matter to Andosol paddy fields
Chieko YOSHIZAWA，Yumi TAKAZAWA，Jyozi TSUNEMI，and Masatoshi OSHIMA

Summary：we studied the effect of successive application of organic matter(rice straw compost , chaff
compost and rice straw) during 25 years in an Andosol paddy field on the growth and yield of rice andon the physical and chemical properties of the soil. Long-term application of compost resulted inavailable phosphoric acid and potassium. The rice yield increased in the compared plot that hadreceived successive application of organic matter. Equilateral correlation with the yield of rice in every
treatment was high in the number of grains per square meter. The number of grains per square meterincreased in the compared plot that had received successive application of organic matter. In the plot
where the compost application, the panicle number was increased byabsorption nitrogen into the

paddy after transplanting. In the plot where rice straw application, the number of grains per panicle
was increased by absorption nitrogen into the paddy in heading stage, and high potassium
concentration

in

rice.
.

Key words：Ando paddy field， longterm successive application，compost rice， straw1)現栃木県経営技術課 2)現栃木県生産振興課 3)現栃木県塩谷南那須農業振興事務所（2010.10.31 受理）

27

栃木県農業試験場研究報告第 66 号

しているとした．また黒ボク土水田における有機物連用

Ⅰ

緒

言

の効果として加藤ら５）は全窒素，有効態リン酸のわずかな減少，水稲の初期生育が堆肥により促進され，稲わら

従来農耕地土壌への有機物の施用は地力の維持増進に施用により抑制されたことを報告している．前田７）は堆効果があるとして，積極的に堆肥が施用されていた．近肥のみ連用しても好天候年で適期に窒素の供給が多くな

年では環境に配慮した環境保全型農業の推進，米の高品

れば収量増が期待できること，pHの上昇，有効態リン酸

質化，差別化を図るために堆肥の施用が強調されており，の増加，土壌三相の気相の増加を報告している．関矢ら１

有機物の施用による効果として土壌養分の維持・増強，

３）

物理性の改善等が報告されている．また，コンバインのした場合の水稲生育期間中の窒素吸収に及ぼす影響とし導入によって収穫時に稲わらが表面散布されるようになて炭素率の低いものは初期から分解して窒素を供給し，り，水田の稲わら施用に対する影響も検討されてきた．

高いものは施肥窒素の一部をいったん有機化して吸収を一方で農業労働力の減少，耕作者の高齢化により堆肥の遅くすることを報告している．以上のように堆肥施用と施用は減少しており，地力の低下が懸念されている．

土壌の変化、水稲の窒素の養分吸収と収量等に関し，多有機物施用による効果は土壌類型，気候，土地利用形

は沖積土壌，火山灰土壌を用いて土壌に有機物を添加くの研究がおこなわれている．

態に支配されて一様ではないため，長期間にわたる検討

試験継続にあたり，15作から処理内容を変更し，有機が必要である．本試験は水田での有機物の連用効果を明物施用量と堆肥の種類を変更した．有機物施用にあたっらかにすることを目的に土壌保全対策事業「土壌環境基ては有機物由来成分を考慮し，現物重換算から窒素換算

礎調査・基準点調査」の中で実施されたものであり，本に変更した．堆肥施用では稲わら堆肥からもみがら牛ふ

県の北中部に拡がる黒ボク土一毛作水田において行った．

ん堆肥に変更した．堆肥変更にあたっては，本県では畜

なお、県南部に多い灰色低地土の二毛作水田における有産が盛んであり，年間300万tもの家畜ふん尿が排出され，機物の長期連用試験の結果は既に小林ら⁶⁾が報告していこれらを堆肥化すると150万tの堆肥が生産されている現る．本県以外の都道府県でも同様の試験が実施され，と状を踏まえた．特に近年の畜産経営は，大規模化，地域

４，５，１１，１４，１５）

りまとめ報告されている．しかし，事業的偏在化が進み，排泄される家畜ふん尿量が増大し，処の廃止に伴い試験を終了している都道府県も多く，25年

理が難しくなっている．家畜ふん尿は，過剰に飼料畑や以上にわたる長期で堆肥等有機物を連用した場合の影響

耕作地へ還元され，地域環境への悪影響等も危惧されての報告は少ない．本試験は1984年に開始され，14作の終いる．堆肥は2008年以降の化学肥料の価格高騰もあり，了時に武田ら１８）が有機物連用の効果として，土壌の膨軟性の維持，腐植や塩基の集積，水稲の安定増収に寄与

化学肥料に代わる肥料的効果の面からも利用促進が求められている．

第1表 水稲（コシヒカリ）に対する有機物連用圃場の試験開始時(1983年)の土壌理化学性
細土無機物中％
層位
粗砂 細砂
砂合計
シルト
粘土
土性
1 (0～20cm）
23.0
29.1
52.1
38.8
9.2
L
2 (20～40cm)
29.7
27.6
27.3
30.1
12.7
L
3 (40～80cm)
39.5
21.4
60.9
28.7
10.5
L
層位
1
2
3

三相分布％
固相
液相
30.9
65.5
32.2
65.0
33.0
57.0

気相
3.6
2.8
10.0

層位
1
2
3

pH
(H₂O）
6.5
6.2
6.1

T-N
%
0.58
0.50
0.50

T-C
%
8.21
7.10
8.31

孔隙率
％
69.1
67.8
67.0

仮比重

C/N

CEC
可給態リン酸me/100g
mg/100g
44.3
2.4
41.5
1.0
41.7
0.7

14.2
14.2
16.6

0.75
0.78
0.79
交換性塩基(mg/100g)
CaO
MgO
K₂O
723
123
13
565
71
10
525
48
12

※ 可給態リン酸含量が低いため、試験開始時の1984年3月にようりん600kg/100aを施用した。
(1作目にあたる1984年の跡地土壌可給態リン酸量は4.4～5.9mg/100gであった）

28

りん酸
吸収係数
2240
2260
2330

黒ボク土水田に連用する有機物の違いが水稲の窒素吸収パターンと収量構成要素に違いをもたらす(kg/10a)
第2表 試験区の処理内容
1～14作
15～25作有機物施用量有機物施用量化学肥料由来成分量
有機物由来成分量
（現物）
(現物）
基 肥
追肥1
1～14作
15～25作堆肥 稲わら堆肥 稲わら
追肥2
処理区
N P₂O₅ K₂O
N K₂O
N
N
P₂O₅ K₂O CaO MgO
N P₂O₅ K₂O
CaO MgO
無窒素区
0 15 100
2
0
三要素区
4 15 10
2
2
2
堆肥区
1500
784
4 15 10
2
2
2
9.9
5.6
13.8
7.9
2.3
9.0 9.2
20.1 15.7 7.7
稲わら区
500
964
4 15 10
2
2
2
2.9
0.9
10.5
1.4
0.9
4.0 0.9
16.5
1.8
0.8
注1．1～14作まで堆肥は稲わら堆肥、15作からはもみがら牛ふん堆肥
注2．追肥1は出穂15日前、追肥2は出穂期におこなった
注3．有機物由来の成分投入量は平均値 ただし、もみがら牛ふん堆肥の値は欠損の15～17作は含まない

第３表 施用有機物成分含有率
有機物名
乾物率（％）N（％）
P₂O₅（％）
稲わら堆肥(1～14作)
33.5 (±9.32)
1.99 (±0.47)
2.98 (±0.49)
もみがら牛ふん堆肥（15～25作) 56.5 (±10.14)
1.78 (±0.36)
1.72 (±0.56)
稲わら
0.58 (±0.19)
0.13 (±0.05)
注１．乾物率は現物あたり，乾物率以外は乾物あたり
注2．もみがら牛ふん堆肥の値は15～17作含まない，T-Cの値は15～18作含まない
注3．数値は平均値（±標準偏差）を示す

K₂O（％）
2.98 (±1.70)
3.57 (±0.47)
1.89 (±0.24)

CaO（％）
1.57 (±0.81)
2.97 (±0.53)
0.24 (±0.04)

MgO（％）
0.47 (±0.19)
1.39 (±0.53)
0.13 (±0.05)

T-C（％）
29.3-

そこで，本報では前回の報告１８）からさらに 10 年以上
有機物を施用した結果を総括し，水稲の収量，収量構成

３．耕種概要要素に及ぼす時期別窒素吸収量の影響をについて検討し供試品種はコシヒカリであった．播種は 4 月中旬に実たのでその概要を報告する．なお，気象要因による影響施した．代かきは４月下旬から 5 月上旬に荒代，中代おが大きいので，有機物連用の効果を解析検討するにあた

よび植代の 3 回行い，移植は 5 月中旬に行った．栽植密って水稲の生育，収量，収量構成要素、土壌の物理性及度は 30cm×15cm(22.2 株/㎡)で，1 株 4 本を手植した．

び化学性については，第 21 から 25 作の値を平均して比基肥を植代時に，また追肥を出穂 15 日前及び穂揃期に第較した．

2 表のとおり施用した．化学肥料は塩化アンモニウム，
熔成リン肥，及び塩化加里を使用した．

Ⅱ

試験方法
４．試料採取及び分析法

１．土壌条件移植 1 か月後，最高分げつ期，幼穂形成期(出穂 18 日

試験は栃木県農業試験場(栃木県宇都宮市野沢町)内の前)，出穂期及び，成熟期に生育調査として草丈，茎数，

水田圃場で実施した．表層からおおよそ 80 ㎝まで腐植含

稈長，穂長，および穂数を測定した．また，各処理区内

量が極めて高く，その下部に七本桜浮石層，今市浮石層から茎数が平均に近い株を 5 株抜き取り，通風乾燥機にが存在し，厚層多腐植質多湿黒ボク土，猪倉統（第２次よって乾燥後乾物重を測定し，粉砕器によって粉砕し，案）に属する．試験開始時の主な土壌理化学性を第１表

養分吸収量（N，P，K），乾物重を測定した．また，成熟に示した．

期には，各処理区内から生育が中庸な 80 株を地際から刈作土の全炭素含量は 8.21%と高く、陽イオン交換容量は 44.3 me/100g と大きく，リン酸吸収係数は 2240 と高く，可給態リン酸含量は 2.4 mg/100g と低い土壌である．

り取り，わら重，玄米収量，穂数，総もみ数，千粒重および登熟歩合を測定した．
水稲収穫後に作土層を採取し，三層分布，仮比重，孔隙率，pH，全窒素(T-N),全炭素(T-C),可給態リン酸(ﾄﾙｵ

２．試験区の内容

ｰｸﾞ法)，CEC (陽イオン交換容量)，交換性カルシウム試験は 1984 年に開始し，無窒素区，三要素区，堆肥区(CaO)，交換性マグネシウム(MgO)，交換性カリウム(K2O)，

および稲わら区を設置した．各試験区の処理内容を第２

土壌窒素無機化量を測定した．堆肥は，N，P₂O₅，K₂O，

表に，各施用有機物の成分含有率を第 3 表に示した．堆CaO，MgO を測定した．

肥区は 14 作までは稲わら堆肥を現物で 1500kg/10a，第土壌，作物体，堆肥などの分析は「土壌環境基礎調査

15 作以降はもみがら牛ふん堆肥を窒素換算で 9kg/10a 相「堆肥等有機における土壌，水質及び作物体分析法」１），

当量を代かき前に施用した．稲わら区には第 14 作までは物分析法」１６）により実施した．

現物で 500kg/10a，15 作からは窒素換算で 4kg/10a 相当
量の稲わらを秋耕時に鋤き込んだ．試験規模は 40 ㎡(10m×4m)で 2 反復で実施した．

29

栃木県農業試験場研究報告も低かった．

第４表 有機物連用した水稲（コシヒカリ）の土壌物理性の変化(21～25作の平均値）
三相分布（％）

処理区

孔隙率

第 66 号

有機物連用 21 作から 25 作の水稲栽培跡地土壌の窒素

仮比重

無機化量および乾土効果の平均を第 6 表に示した．乾土

固相

液相

気相

（％）

無窒素区

30.6

65.1

4.3

69.4

0.73

での無機化量は，無窒素区 15.0mg/100g に対し三要素区

三要素区

31.7

65.2

3.1

69.5

0.74

16.5mg/100，堆肥区 20.9mg/100g，稲わら区 20.3mg/100g

堆肥区

31.4

65.5

3.3

69.6

0.72

稲わら区

30.6

64.6

4.8

70.1

0.71

と有機物施用区で無機化量が増加した．生土での無機化量は，1.8～1.9 mg /100g でいずれの区も同程度であった．乾土効果は無窒素区が 13.2mg/100g であったのに対第5表 有機物連用した水稲の土壌化学性の変化(21～25作)
pH

T-C

T-N

C/N

CEC

可給態リン酸(ﾄﾙｵｰｸ法）

me/100g

mg/100g

43.4

8.6

交換性塩基
(mg/100g)

(%)

(%)

無窒素区

6.7

8.3

0.55

三要素区

6.6

8.4

0.57

14.9

43.3

8.7

834

124

11.2

堆肥区

6.6

8.9

0.62

14.7

45.4

10.6

882

135

25.6

稲わら区

6.5

8.3

0.58

14.3

43.0

8.1

774

108

17.6

15.3

CaO MgO

K₂O

875

14.0

142

第6表 有機物連用した水稲の跡地土壌窒素無機化量及び乾土効果(mg/100g)
無機化量

処理区

乾土効果

し，三要素区 14.7mg/100g，堆肥区 18.9mg/100g，稲わら
区 18.6mg/100g と有機物施用により高まった．
２．水稲の生育
有機物連用後，各処理区 21～25 作の草丈の平均の推移
を第 1 図に示した．草丈は最高分げつ期において三要素
区 55.4cm に対して堆肥区 57.0cm と長く，幼穂形成期は三要素区 75.4cm に対して堆肥区 78.2cm，
稲わら区 78.0cm

乾土

生土

10.2

1.5

8.7

無窒素区

15.0

1.8

13.2

105.4cm と稲わら区 105.2cm と高かった．同様に 21～25

三要素区

16.5

1.8

14.7

作平均の茎数の推移を第 2 図に示した．茎数は移植 1 か

堆肥区

20.9

1.9

18.9

稲わら区

20.3

1.8

18.6

試験開始時

と長かった．出穂期も三要素区 99.8cm に対して堆肥区

月後および最高分げつ期に三要素区と比べて稲わら区が同程度，
堆肥区で多く，その後も堆肥区が最も多かった．

Ⅲ 試験結果幼穂形成期には稲わら区が三要素区より多かった．
21～25 作の乾物重の平均値の推移を第 3 図に示した．

１．土壌理化学性の変化

移植 1 カ月後～出穂期まで堆肥区が最も多かった．稲わ

有機物連用 21 から 25 作の跡地土壌の物理性の平均値

ら区は三要素区と比べて移植 1 か月後～幼穂形成期までを第４表に示した．試験開始時の作土層の固相率 30.9%

ほぼ変らなかったが出穂期に大きく増加し,堆肥区と同であったのに対し， 21－25 作後の無窒素区 30.6%，三要程度となった．

素区は 31.7%，堆肥区は 31.4%，稲わら区では固相率

有機物連用 21 作から 25 作の栽培後跡地土壌の化学性

出穂期果は認められなかった．

幼穂形成期とによる固相率の減少が見られず，土壌物理性の改善効

最高分げつ期

移植１か月後30.6％で，平野ら²⁾の報告とは異なり有機物施用するこの平均値を第 5 表に示した．pH は 6.5～6.7 で，稲わら区が最も低く無窒素区が最も高かった． T-C は堆肥区で8.9%と最も高く，無窒素区と稲わら連用区が 8.3%で相対的に低かった．T-N は堆肥区で 0.62%と最も高く，無窒素
区で 0.55%と最も低かった．CEC は堆肥区で 45.4 me/100gと最も高く，稲わら区で 43.0 me/100g と最も低かった．
可給態リン酸は堆肥区で 10.6mg/100g と最も高く、稲わら区が 8.1mg/100g と最も低かった．
交換性カルシウムは堆肥区で 882mg/100g と最も高く，稲わら区で 774mg/100g と最も低かった．交換性マグネシ
ウムは無窒素区で 142mg/100g で最も高く，稲わら区で108mg/100g と最も低かった．交換性カリウムは堆肥区で25.6mg/100g と最も高く，三要素区で 11.2mg/100g と最

30

第1図

有機物を連用した水稲(コシヒカリ)の草丈の推移(21～25 作)

注 1．エラーバーは標準偏差を表す(第 6 図まで同様)
注 2．見やすくするためにマーカーを処理区ごとに数日ずつずらしてある(第 6 図まで同様)

黒ボク土水田に連用する有機物の違いが水稲の窒素吸収パターンと収量構成要素に違いをもたらす

出穂期

幼穂形成期

最高分げつ期

移植１か月後３．水稲の各養分吸収量および含有率
有機物連用 21 作から 25 作の水稲の窒素吸収量の平均値の推移を第 4 図に示した．移植 1 か月後の吸収量は，三要素区が 2.4kg/10a，堆肥区が 2.7kg/10a と他の２処理区よりも高かった．最高分げつ期には三要素区が2.9kg/10a であったのに対し堆肥区は 3.7kg/10g，稲わら
区は 3.2kg/10a と高くなった．幼穂形成期の吸収量は，
三要素区 5.2kg/10a に対して堆肥区 5.8kg/10a，稲わら
区 5.6kg/10a で高くなった．出穂期の吸収量は三要素区が 7.3kg/10a であったのに対し堆肥区は 8.0kg/10g，稲わら区は 8.6kg/10a とこれらの区が高くなった．成熟期の吸収量は，三要素区が 11.1kg/10a であったのに対し堆肥区は 12.3kg/10g，稲わら区は 12.4kg/10a と高くなっ

第2図

有機物を連用した水稲(コシヒカリ)の茎数の推移(21～25 作)

た．
有機物連用 21 作から 25 作のリンの含有率の推移を第成熟期（わら ）

出穂期

幼穂形成期

最高分げつ期

移植１か月後5 図に示した．移植１か月後のリン含有率は 0.30%から
0.31％の範囲でほとんど差がなかった．最高分げつ期のリン酸含有率は各区とも 0.34%で移植 1 か月後に比べ高くなったが，処理区間の差は小さかった．各区の含有率はその後低下し，成熟期は堆肥区が 0.10%と最も低く、無窒素区が 0.13%と最も高かった．
有機物連用 21 作から 25 作の水稲のカリウム含有率の平均値を第 6 図に示した．移植１カ月後のカリウム含有率は，稲わら区が 3.5%で最も高かった．最高分げつ期は堆肥区 3.5%、稲わら区 3.5%で他の 2 区に比べ高くなった．
それ以後は各区ともに低下し，成熟期は稲わら区が2.3％，堆肥区が 2.3%，三要素区 1.9％，無窒素区 1.9%，
であった．

第3図

有機物を連用した水稲(コシヒカリ)の乾物重の推移(21～25 作)

４．水稲の収量および収量構成要素
水稲の収量および収量構成要素の 21～25 作平均値を

成熟期
もみ＋わら
(

出穂期

幼穂形成期

最高分げつ期
移植１か月後

第 7 表に示した．精玄米重は三要素区が 556kg/10a であったのに対し堆肥区は 588kg/10a，稲わら区は 584kg/10aと高かった．わら重は，三要素区が 604kg/10a であったのに対し堆肥区は 650kg/10a と最も高かった．穂数は三要素区が 326 本/㎡であったのに対し堆肥区は 355 本/㎡)と多かった．総もみ数は三要素区が 28200 粒/㎡であったのに対し堆肥区が 30500 粒/㎡，稲わら区が 30500/粒㎡と多かった．一穂籾数は，三要素区が 86 粒であったのに対し稲わら区が 93 粒で最も多かった．登熟歩合は，無窒素区が 89.0％で最も高く，堆肥区が 85.9％、稲わら区が86.8%と総もみ数が多い区ほど低い傾向であった．千粒重は，無窒素区が 21.7ｇで最も低く、三要素区が 22.6g で第4図

有機物を連用した水稲(コシヒカリ)の窒素吸収量の推移(21～25 作)

最も高かった．倒伏程度は有機物を連用した堆肥区および稲わら区で大きい傾向を示した．

31

栃木県農業試験場研究報告第 66 号

成熟期 わら

出穂期

幼穂形成期

分化期の良好な生育が 1 穂籾数の増加に影響を与えると(最高分げつ期

移植１か月後るとしている．一方，1 穂籾数は穂首分化期からえい花
している．第 7 表に示した収量構成要素の処理間差から，
本研究では，千粒重に加えて登熟歩合の処理間差も相対)的に小さいため，総籾数が収量を決定づけていると判断できる．さらに堆肥区では籾数に対する穂数の寄与が大きく一方稲わら区では一穂粒数の寄与が大きい．
そこで，生育に大きな影響を及ぼす窒素吸収量と穂数の関係を最高分げつ期，幼穂形成期および出穂期について第 7 図に示した．三時期ともに各プロットは右上がりの直線上に分布し，無窒素区は吸収量，穂数ともに相対的に小さく，一方堆肥区は吸収量，穂数共に大きい位置に分布した．相関係数は最高分げつ期が 0.91 と最も大き有機物を連用した水稲(コシヒカリ)のリン含有かった．最高分げつ期におけるこの傾向は，第 8 図に示

成熟期 わら

出穂期

幼穂形成期

したとおり本試験の全期間の結果についても同様で，こ出穂期の一穂あたりの窒素吸収量との関係を第 9 図に示れによれば，この時期の窒素吸収量がおおよそ 5kg/10a程度で穂数は頭打ちとなる．

(

最高分げつ期

移植１か月後率の推移(21～25 作))

第5図一方，一穂粒数は，影響が大きいとされる幼穂形成期、した．出穂期には，稲わら区で吸収量，1 穂籾数ともに大きい位置に分布したが，幼穂形成期には両者の関係は見られなかった.．
これらのことから，堆肥連用は，最高分げつ期までの水稲への窒素供給量を増加することによって穂数を増やし，稲わら施用は主に穂首分化期からえい花分化期、減数分裂期の窒素供給を増やすことによって一穂粒数を増

第6図

有機物を連用した水稲(コシヒカリ)のカリウム

加させ，それらが収量を高めているものと推察された．

含有率
２．養分吸収量の変化
第 8 表に見かけの由来，時期別の窒素吸収速度を示し

第7表 有機物を連用した水稲（コシヒカリ）収量構成要素平均値(21～25作平均)処理区

わら重 精玄米重 穂数
総籾数
登熟 千粒重 倒伏
1穂程度
kg/10a kg/10a 本/㎡ ×100/㎡ 籾数 歩合(%)
g

た． 土壌・灌漑水・雨水等由来窒素は全生育期間を通して吸収され，最高分げつ期から幼穂形成期に最も高まっ

無窒素区
三要素区

477

406

252

211

84

89.0

21.7

0.4

604

556

326

282

86

87.8

22.6

0.9

堆肥区

650

588

355

305

86

85.9

22.5

1.2

化学肥料由来窒素は全生育期間を通して吸収され，最

稲わら区

619

584

329

305

93

86.8

22.1

1.4

高分げつ期から幼穂形成期および出穂期から成熟期に最た．

も増加し，前半が主に基肥を，後半が主に追肥由来と推
測される．

Ⅳ 考察

堆肥由来窒素も全生育期間を通して吸収されたが，その中心は最高分げつ期から幼穂形成期で，出穂期から成

１．総もみ数および穂数に及ぼす窒素吸収量の影響

熟期は低下した．高橋ら１７）によると堆肥を連用した土

松島⁸⁾によると同一品種の場合には千粒重が収量に及

壌の水稲窒素吸収量は無窒素区に比べて初期から多く，7

ぼす影響は小さく，収量は単位面積あたりの籾数と登熟

月前後に最も多くなるとされており，本研究による結果

歩合で決まるとしており，その籾数は穂数と 1 穂籾数をもおおむね一致した．

乗じて求められる．また，穂数は生育初期である分げつ

稲わら由来窒素は，移植 1 か月後にはマイナスとなり，最盛期の生育に影響を受け、早期の茎数確保が重要であ

この時期には窒素が有機化していると考えられ，仲谷ら

32黒ボク土水田に連用する有機物の違いが水稲の窒素吸収パターンと収量構成要素に違いをもたらす

⁸⁾の報告と一致した．さらに本研究では，最高分げつ期
前と出穂期前の両時期で急激に高まり，幼穂形成期には低下するという傾向が示された．
中野１０）によると水稲生育と分けつ期のリン酸含有率の間には密接な関係が見られ，0.26%で分げつが劣るとしているが、本報における水稲の最高分げつ期リン含有率

r=0.91は一様に 0.34%と高かった．最高分げつ期の茎数は，堆肥区が 566 本/㎡で栃木県生育診断指標における最高分
げつ期の目標茎数 570～600 本/㎡に近かったが，三要素
区は 518 本/㎡，稲わら区は 515 本/㎡と目標茎数よりかなり少なかった．しかし，本研究での水稲のリン酸含有率は生育期間を通して区間差がほとんど見られず，本研究において茎数の処理間差がリン酸の供給力に影響されたとは考えにくい．
r=0.84

カリウム含有率は，全生育期間をとおして稲わら区で相対的に僅かに高かった．長谷川ら²⁾によると，水稲のカリウム吸収は，最高分げつ期までの要求強度は極めて強いが，乾物生産量が少なく吸収量は相対的に少なく，最高分げつ期から出穂期までは要求強度は急激に低下す
るが乾物生産量の増加が著しく，吸収量も最も多くなり，
出穂後ほとんど吸収量は増加しないとしている．必要な茎葉のカリウム濃度は最高分げつ期 3.1%，幼穂形成期
2.8%，出穂期 2.0%，成熟期 2.0%としており，第 6 図に示

r=0.84

したとおり幼穂形成期と成熟期（わら）において無窒素区と三要素区で 0.1%達していなかった以外は必要なカ
第7図

第8図

窒素吸収量と穂数(21～25 作)

最高分げつ期の窒素吸収量と穂数(1～25 作)

第8表 有機物連用した水稲見かけの由来，時期別窒素吸収速度(21～25作平均）
g/10a/day
移植
1か月後

最高
分げつ期

幼穂
形成期

出穂期

成熟期

土壌・灌漑水・雨水等由来※

30.2

58.9

113.3

86.7

38.1

肥料由来※※

22.7

19.4

37.7

28.4

46.6

堆肥由来※※※

7.7

9.4

14.0

2.3

1.6

稲わら由来※※※※

-1.5

40.3

-5.9

44.9

-4.5

※無窒素区窒素吸収量÷日数※※(三要素区ー無窒素区窒素吸収量)÷日数※※※(堆肥区ー三要素区窒素吸収量)÷日数※※※※(稲わら区ー三要素区窒素吸収量)÷日数

第9図

1 穂あたりの窒素吸収量と 1 穂籾数(21～25 作)

33

栃木県農業試験場研究報告第 66 号

リウム濃度に達していた．そこで，吸収量の多い幼穂形
成期，出穂期における 1 穂籾数とカリウム含有率の関係
を第 10 図に示した．稲わら区で幼穂形成期に 1 穂籾数，
カリウム含有率がともに大きい位置に分布した．また堆肥区および稲わら区で土壌のカリウム供給力が高かった
ことが両処理区の籾数の増加に関連した可能性も考えられた．土壌中交換性カリウムは第 5 表に示したとおり，
稲わら区よりも堆肥区で高い．連用された稲わらの分解過程で放出されるカリウムが，交換性画分よりも効率よく吸収された，または，稲わら分解過程で生成される有機酸により交換性画分の脱着が促進した可能性も考えられた．
以上のことから，黒ボク土水田に堆肥または稲わらを連用すると，堆肥は主に最高分げつ期から幼穂形成期の窒素供給力を高め，穂数や総籾数を増加させ，増収がもたらされると考えられた．一方，稲わらを連用すると，移植 1 か月後までの窒素吸収量は窒素の有機化により化
学肥料のみ施用するよりも減少するものの、最高分げつ
期と出穂期の窒素吸収量が増加し，一穂籾数が増加，これによって総籾数が増加し，増収するものと考えられた．
さらに，本試験圃場は頗る腐植に富む黒ボク土であり，
第 8 表に示したとおり，土壌からの窒素供給が成熟期まで高水準に継続する．このことによって生育後半の穂数
や一穂籾数が維持されたものと考えられる．そのため，第 10 図カリウム含有率と 1 穂籾数の関係(21～25 作)

各区毎にカリウム含有率および一穂籾数の値について
平均値±標準偏差を超える値を異常値として処理した

いずれの処理区も千粒重と登熟歩合が高水準に維持され，引用文献

高水準の収量に繋がったものと考えられた．
また第 8 図に示したとおり，本研究での窒素の供給増
加による穂数の増加は堆肥区で頭打ちとなっており，施1. 土壌環境基礎調査における土壌，水質及び作物体分
析法(2001)

日本土壌協会用量を半分程度に減らしても同水準の収量が得られるも

2. 長谷川栄一;斎藤公夫;安井孝臣(1987)水稲のカリのと考えられる．また，稲わら連用でも収量面では堆肥

ウム及びナトリウム吸収．宮城県農業センター研究連用に劣らず，土壌の理化学性への影響からも問題が小

報告 55:19-34

さいと考えられるが，窒素無機化時期が遅れるため収量構成要素として茎数の確保が不十分になる．従って，稲3. 平野繁・田辺猛（1996）堆肥施用による水稲吸収量の増加要因の解析．土壌の物理性 73:31-35

わら鋤込みに加えて，少量の堆肥を連用することにより

4. 神谷径明・大谷達明・島田昭史・水本順敏・堀兼明

生育前期の窒素無機化が少ないという問題が改善される（1994）中粗粒灰色低地土水田における有機物及び可能性がある．

珪カルの連用が土壌及び水稲に与える影響．静岡県
農業試験場研究報告 38: 1-10
5. 加藤弘道・茂垣慶一・本田宏一・石川実(1985)火山謝辞

研究を遂行するにあたり，高崎恭子技術員には分析，

灰水田における有機物の連用効果に関する研究．茨城県農業試験場研究報告

25:37-54

調査補助，大貫悟技術員には試験ほ場の管理並びに調査

6. 小林靖夫・鈴木聡・渡辺修孝・吉沢崇・植木与四郎・等の補助にご協力いただいた． また，25 年の長きにわ

鈴木智久・金田晋平（2007）栃木県の二毛作水田にたる研究課題を継続するにあたり参画あるいはご協力いおける有機物連用が土壌および作物生育に及ぼすただいた諸先輩方に多大なる感謝の意を表します．

影響．栃木県農業試験場研究報告34

59:11‐23

黒ボク土水田に連用する有機物の違いが水稲の窒素吸収パターンと収量構成要素に違いをもたらす

7. 前田忠信;平井英明(2002)堆肥連年施用水田と化学
肥料連年施用水田における土壌の理化学的特性の変化と低農薬栽培した水稲の根系，養分吸収，収量.
日本作物学会紀事 71:506-512
8. 松島省三

稲作診断と増収技術 農文協

9. 仲谷紀男・鬼鞍豊（1974）稲わら施用水田におけるアンモニア態窒素の消長の一例．日本土壌肥料化学
45:546-548
10. 中野政行・橋本俊一・土山豊(1970)開田地の生産力増強に関する研究燐酸施用量とその持続性．栃木県
農試栃木県農業試験場研究報告

12:19-31

11. 野地良久;藤谷信二;上野通宏(1993)有機物の長期連用が土壌の理化学性と水稲の生育に及ぼす影響．
大分県農業技術センター研究報告 23:1-12
12. 佐藤紀男・川島寛・菅野忠義（1983）土壌中における有機物と土壌改良資材の施用効果に関する研究．
福島県農業試験場研究報告 22:43-54
13. 関矢信一郎 本谷耕一(1968)水田土壌中の窒素の行動に関する研究．東北農業試験場研究報告 36:1-5
14. 柴原藤善;武久邦彦;小松茂雄;浪部恒昭(1999)水稲に対する有機物および土づくり肥料の連用効果（１）．滋賀県農業試験場研究報告 40:54-77
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田における有機物の長期連用効果．栃木県農業試験
場研究報告

49：15－23

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35栃木県農業試験場研究報告36

第 66 号