石灰窒素とリン酸肥料を使って麦稈を稲作に役立てる
全農 福岡肥料農薬事業所 技術主管

脇 本 賢 三導入しやすい稲麦二毛作
九州は麦作の盛んなところであり、特に北部地帯では水田の裏作として麦を栽培するところが多い。 稲・麦二毛作体系は、水田を有効利用するうえで導入しやすい体系であり、自給率向上の一環としても麦栽培は今後ますますの推進が望まれるところである。 麦栽培は水稲栽培のように機械化による省力が可能であり、また冬季に栽培されるため水稲作に比べ病害虫の被害が少なく、そのため農薬による防除が少なくてすむという利点がある。
一方で出穂期～成熟期の降雨による麦の品質低下や水稲との作期競合など問題点も多いが、早播き栽培や育種技術を駆使した出穂の早期化など上記問題点もある程度回避されつつあるのが現状である。

麦稈すき込みの問題点
これらのほかに、麦収穫後の麦稈の処理が水稲生育との関連で問題点となっている。 麦稈の処理は、①圃場からの搬出、②圃場内での焼却、③切断後圃場へのすき込み、がある。 圃場からの搬出には多くの労力がかかり、また搬出した麦稈の利用が少ないことや、圃場へのすき込みは簡便な方法ではあるが水稲への生育障害の発生を惹起させることなどから、現状では圃場内で焼却されることが多い。 しかし、焼却にともなう大気汚染や煙害などを引き起こすことから地力増強を兼ねた圃場へのすき込みが奨励されているところである。
麦稈の圃場へのすき込みは、地力増強の点で推奨すべきものであるが、すき込みにともない浮遊わらの苗の押し倒しや、土壌中でのわらの分解にともなう有害成分による生育障害の発生など解決すべき問題もいくつかある。 ここでは、わらなど粗大有機物の腐熟促進に効果の高い石灰窒素を用いた水稲の施肥技術について検討した結果を報告する。

窒素とリン酸、２つの試験試験は1977～1980年に九州農業試験場(現九州沖縄農業研究センター)筑後場内圃場で実施したものである。 土壌は細粒灰色低地土、品種は「アソミノリ」を供試した。 栽植密度は、条間30㎝、株間約15㎝の機械移植栽培とした。 苗はミノル式箱苗(35日苗)である。 以下のような２種類の試験をおこなった。
試験 Ⅰ： 窒素施肥法試験(1980年)○麦稈400㎏に石灰窒素＋高度化成
麦稈施用量を乾物換算で400㎏/10a施用した。 この施用量は現地での平年作の小麦麦稈量にほぼ匹敵すると考えた。
麦稈は約10㎝に切断後、移植の２週間前にすき込んだ。 すき込み時には石灰窒素処理区に石灰窒素を窒素養分で5㎏/l0a、また、ようりんと塩化カリを用いてリン酸およびカリを成分で各5㎏/10a施用した。 植え代かき時の石灰窒素区では高度化成48号を用い、窒素を0、2㎏/10a、3㎏/l0a、対照区では高度化成48号を用い、窒素を5㎏/10a、6kg/10a、7 kg/10a施用した。 追肥窒素は、麦稈施用と無施用のいずれも高度化成48号を用い、7月20日に2㎏/10a、7月30日に2㎏/10a、8月6日に3kg/10a（穂肥Ⅰ）、8月20日に3 kg/10a（穂肥Ⅱ）を施用した。 6月23日に移植し、10月20日に収穫した。
試験 Ⅱ ： リン酸施肥法試験(1977～1980年)○麦稈に石灰窒素＋ようりん＋塩化カリ
麦稈施用量を乾物換算で10a当たり 0、150㎏、375㎏、750㎏を施用した。 すき込み時に石灰窒素を成分で5㎏/10a また、ようりんと塩化カリを用いてリン酸およびカリを成分で各5㎏/10a施用した。 品種は試験Ⅰと同様である。 植え代かき時には、いずれの区も窒素を施用しなかった。 追肥条件は試験Ⅰと同様である。 リン酸多量処理には過リン酸石灰を用い、成分で70㎏/10aを植え代かき時に施用した。
麦稈施用は、毎年同一場所を使用したため、それぞれ４年の連用試験となっている。 リン酸多量処理区は1997年と1998年の２ヵ年のみリン酸多量施用をおこない、あとの２ヵ年は施用せず、残効試験とした。 耕種条件は試験Ⅰと同じである。

リン酸や硫酸石灰の併用が効果的
試験 Ⅰ○化成窒素の効果で茎数が回復
7月18日の茎数をみると(表－1)、麦稈無施用の化成区では窒素施用量を5㎏より多くすると茎数も増加した。 石窒５・化成区でも化成窒素の増加により茎数も増加する傾向がみられた。 麦稈無施用では化成５区に比べ石窒５・化成０区はやや茎数が少なかった。 麦稈400㎏施用の化成区では、化成５区に此べ化成６区の茎数は増加したが、化成７区では同等、石窒５・化成区でも、化成０区に比べ化成２区で茎数は増加したが、化成３区ではほぼ同等であった。
麦稈400㎏施用では化成５区に比べ石室５・化成O区は約10％茎数が少なかった。 このように麦稈施用の有無にかかわらず、化成５区に比べ石窒５・化成O区は茎数が少なく、麦稈400㎏施用条件ではその低下率が大きかった。
石窒５・化成O区の茎数は、基肥として化成窒素を施用すれば、ほぼ同等にまで回復した。 7月18日の茎数は穂数にまで反映され、麦稈無施用の化成５区に比べ石窒５・化成O区ぱ５％減となった。 一方、麦稈400㎏施用では化成５区が約20％減となったのに対し石窒５・化成O区はほぼ同等となった。 石窒５・化成O区は化成５区に比べ有効茎歩合が高かった。

表－1 茎数の推移 ( 試験 Ⅰ )麦稈施用量（kg/10a）
400
400
400
400
400
400
000000(区名

化成５
化成６
化成７
平 均
石窒５・化成０
石窒５・化成２
石窒５・化成３
平 均
化成５
化成６
化成７
平 均
石窒５・化成０
石窒５・化成２
石窒５・化成３平 均

7月18日
180（ 94）
194（101）180（ 94）185
160（ 83）
198（103）166（ 86）
175
192（100）
264（138）
282（147）246
186（ 97）248（129）240（105）225

茎 数 ・ 穂 数(本/㎡)
7月31日
8月8日
446（ 71）402（ 83）498（ 79）474（ 98）
552（ 88）508（105）
499
461
398（ 63）420（ 87）512（ 82）510（106）
536（ 85）514（107）482
481
628（100）
482（100）
652（104）
548（114）640（102）560（116）640530
514（ 82）438（ 91）602（ 96）510（106）
590（ 94）586（122）569
511

10月20日321（ 81）364（ 92）403（102）363
394（ 99）
401（101）415（105）403
396（100）
398（101）420（106）405
377（ 95）
371（ 94）408（103）385

有効茎歩合（％）
72.0
73.1
73.0
72.7
93.8
78.3
77.4
83.163.161.065.663.273.361.669.268.1)内の数字は指数を表す。 表－２、４、５も同じ。

○腐熟促進でわら重が増加
精玄米重をみると麦稈無施用の場合、化成区では化成窒素を1～2㎏/10a増加させても、ほぼ同等であった。 石窒５・化成区では化成窒素を増加させても精玄米重は変わらず化成区よりやや低い傾向がみられた。 麦稈400㎏施用の場合も麦稈無施用の場合と同様の傾向であった。
一方、わら重をみると麦稈の有無にかかわらず化成窒素の増加によってわら重は増加した。 麦稈400㎏施用では化成窒素の単独施用よりも石灰窒素併用でわら重の増加率が大きかった(表－2)。
以上のことから麦稈施用時に腐熟促進を目的として石灰窒素を施用し、植え代かき時に化成窒素を施用しない場合は、茎数、穂数は少なくなるものの化成窒素施用区に比べ精玄米重の差はほとんどないことがわかる。
石灰窒素のわら腐熟促進の影響については、成熟期のわら重が石灰窒素施用で大きい傾向がみられたことから促進効果があったものと推察される。 ただし8月8日の時点の乾物重の結果(データ省略)をみると石灰窒素施用の有無の差はみられなかったことから、8月8日以降に石灰窒素施用にともなう窒素肥効が現れたものと考えられる。
表－2 収量調査 （ 試験 Ⅰ )麦稈施用量（kg/10a）
400400400400400
400000000

区

名

化成５
化成６
化成７
平 均
石窒５・化成０
石窒５・化成２
石窒５・化成３
平 均化成５化成６
化成７
平 均
石窒５・化成０
石窒５・化成２
石窒５・化成３
平 均○金属の過剰吸収を抑制した

わ ら 重（kg/10a）567（ 91）687（110）663（106）639
572（ 92）818（131）781（125）724
625（100）
815（130）977（156）806
672（108）702（112）655（105）676

精玄米重（kg/10a）603（100）
601（100）
591（ 98）
598
601（100）
610（101）580（ 97）597
601（100）
625（104）
599（100）
608
583（ 97）591（ 98）
591（ 98）588

総籾数（×10３/ｍ２）
27.6（ 97）27.9（ 98）
26.9（ 95）
27.5
26.8（ 94）
28.4（100）27.3（ 96）27.5
28.4（100）28.9（102）27.5（ 97）28.3
25.7（ 90）26.7（ 94）27.3（ 96）
26.6

１穂籾数
86（119）77（107）67（ 93）77
68（ 94）71（ 99）66（ 92）68
72（100）73（101）65（ 90）70
68（ 94）72（100）67（ 93）69

登熟歩合（％）
94.2
91.8
96.5
94.2
95.1
91.2
91.2
92.5
91.2
93.4
92.792.4
95.3
94.4
93.094.2

また、茎葉中の鉄、マンガンの含有率をみると(表－3)麦稈施用で両養分の含有率が高まること、石灰窒素をわら施用時に施用しておくと、これら養分の含有率低下が大きいこと、その影響は7月18日でより大きいことなどがわかった。 これは、施用された麦稈が分解され土壌の還元化が進み、鉄、マンガンの溶解度が低下し吸収量が増加したものと考えられる。
これら養分の含有率増加が水稲の生育抑制に影響をあたえたかどうかは不明であるが、麦稈量が400㎏/10a以上の多量施用をおこなう場合を考えると、還元化の程度がさらに高まり、これらの養分の含有率がよリ増加することが予測され、そのような条件ではこれら金属の高濃度集積にともなう生育への害作用の可能性も高まってくることが考えられる。
したがって、麦稈施用時に石灰窒素を施用しておくことは単にわらの腐熟を促進する効果だけでなく土壌の異常還元による鉄、マンガンの過剰吸収を抑制する点でも有効な手段と考えられる。
表－3 茎葉中の鉄、マンガン含有率 （ 試験 Ⅰ )麦稈施用量（kg/10a）
400
400
400
400400400
000000区

名

化成５
化成６
化成７
平 均
石窒５・化成０
石窒５・化成２
石窒５・化成３
平 均
化成５
化成６
化成７
平 均
石窒５・化成０
石窒５・化成２
石窒５・化成３
平 均

7月18日
鉄
1,319（165）
1,700（213）
1,527（191）1,515
902（113）659（ 83）902（113）821
798（100）625（ 78）521（ 65）648
625（ 78）625（ 78）625（ 78）625

マンガン1,652（193）
2,448（285）
1,867（218）
1,996
1,285（150）673（ 79）581（ 68）846
857（100）643（ 75）581（ 68）694
459（ 54）459（ 54）520（ 61）
476

7月31日
鉄
625（139）694（154）729（162）683
486（108）347（ 77）416（ 92）416451（100）
555（123）347（ 77）451
416（ 92）347（ 77）
243（ 54）335

マンガン1,040（189）
1,346（244）918（167）1,101
979（178）673（122）551（100）734
551（100）
520（ 94）459（ 83）510459（ 83）428（ 77）428（ 78）438

注） 単位は乾物当たりのppm数。

試験 Ⅱ○リン酸＋硫酸石灰か効果的
茎数の推移をみると(表－4) リン酸無処理の場合、7月18日では麦稈O区に比べ麦稈施用量が増加するとともに茎数は少なくなった。 750㎏区では16％減となった。 リン酸70㎏処理では、麦稈施用量が375㎏以上で茎数が大幅に増加した。
処理区の平均で比べるとリン酸70㎏施用はリン酸無施用より茎数が約30％増加した。
7月28日では、リン酸無処理の場合、麦稈O区に比べ麦稈施用区で茎数は少なくなった。 リン酸70㎏処理では麦稈O区に比べ麦稈施用区で茎数は10％以上少なかった。 処理区の平均で比べるとリン酸70㎏処理はリン酸無処理よりやや茎数が少なかった。
10月19日では、リン酸無処理の場合、麦稈O区に比べ麦稈施用区で穂数が15％前後多くなった。 リン酸70㎏処理では麦稈０区より麦稈施用区が穂数は多くなったが、麦稈施用との間に差がなかった。 処理の平均で比べるとリン酸70㎏処理はリン酸無処理より約10％穂数が少なかった。
このようにリン酸70㎏処理をするとリン酸無処理に比べ7月18日（有効分けつ期頃）までは茎数を増加させる効果がみられ、特に麦稈施用量が375㎏のときにもっとも効果が高かった。
○10％増収、無リン酸区のみ同等
精玄米重をみると(表-5)、リン酸無処理の場合、麦稈375㎏区がやや高く、その他の区では差がみられなかった。 すなわち、麦稈施用により茎数は少なくなるものの、穂数は増加し、精玄米重は同等かそれ以上となることがわかる。
一方、リン酸70㎏処理では、麦稈施用量が 0～150kgではリン酸無処理とほぼ同等であったが、375㎏以上の麦稈施用で10％以上増加した。 収量構成要素からみると、リン酸70㎏処理では、リン酸無処理に比べ穂数は少ないが、１穂籾数が多く総籾数が増加して増収となった。 １穂籾数の増加要因は、わら重/穂数、すなわち1本の茎の重量が大きくなり茎の充実度が向上したためと考えられる。
このような結果を生じさせた要因は、①麦稈を施用したこと ②麦稈施用時に石灰窒素を施用したこと ③植え代かき時に化成窒素の施用を控えたこと ④植え代かき時に過リン酸石灰を用いてリン酸70㎏/10aを施用したこと、の4つがあげられる。

表－4 茎数の推移 （ 試験 Ⅱ )麦稈施用量（kg/10a）
0150
375
750
0150
375
750

リン酸施用量（kg/10a）0000
平 均70707070
平 均

数 ・ 穂 数
7月28日
579（100）
552（ 95）
570（ 98）
511（ 88）553
463（ 80）513（ 89）555（ 96）530（ 92）
515

(本/㎡)

7月18日
310（100）
312（101）284（ 92）259（ 84）291
334（108）
313（103）468（148）407（131）382

茎わ ら 重（kg/10a）670（100）
660（ 99）
689（103）646（ 96）666
657（ 98）
698（104）

精玄米重（kg/10a）598（100）
597（100）
626（105）591（ 99）603
576（ 96）602（101）

総籾数（×10３/ｍ２）
26.9（100）28.8（100）30.4（113）
28.1（104）28.6
26.7（ 99）28.7（107）

有効茎歩合（％）
61.0
72.1
72.8
79.5
71.4
71.1
68.6
62.7
68.9
67.8

10月19日353（100）
398（113）415（118）406（115）393
239（ 93）352（100）
348（ 99）
365（103）349

表－5 収量調査 （ 試験 Ⅱ )麦稈施用量（kg/10a）
0150
375
750
0150

リン酸施用量（kg/10a）
0000
平 均
70
70

１穂籾数76（100）72（ 95）73（ 96）69（ 91）73
81（107）82（108）

わら重/穂数（ｇ/本）
1.90(100)
1.66( 87)
1.66( 87)
1.59( 84)
1.70
2.00(105)
1.98(104)375

70775（116）686（115）33.1（123）

95（125）2.23(117)75070

767（114）724659（110）631

32.9（122）
30.4

90（118）87

2.10(111)
2.08

平均注） ()内の数字は指数を表す。

○リン酸70㎏区に現れた２現象
根の養分含有率測定結果からみると(表－6)、7月28日までリン酸70㎏処理ではリン酸含有率が高くなっており、これが根の活性向上に働いたのではないかと推察される。 また、茎葉中の鉄、マンガン含有率の測定結果をみると(表－7)、麦稈施用量が増加するにしたがって鉄、マンガンの含有率は高まるが、リン酸70㎏処理ではこれらの含有率が低い状態に抑えられている。この理由としては、ひとつはリン酸が鉄、マンガンと結合することで鉄、マンガンの溶解度が減少したこと、もうひとつは過リン酸石灰の中に副成分として含まれている硫酸石灰が還元条件下で硫化水素を発生させ、その硫化水素が鉄、マンガンと反応し、溶解度が減少したことの２つの要因が関与していると思われる。 有効分けつ期頃のリン酸70㎏処理土壌では、土壌の色が黒色が強く、硫化物が多く生成していることがうかがわれた。 リン酸70㎏処理は、リン酸無処理より２日程度出穂期が早かった。この理由として、リン酸吸収量が多くなった結果、生育が促進され、乾物重が増加して茎葉の窒素含有率が低くなったことが考えられる。 データは省略したが、8月5日までリン酸70㎏処理は、リン酸無処理より茎葉の窒素含有率が低かった。 すなわち、リン酸70㎏処理では、このような窒素栄養状態により栄養生長から生殖生長への転換が早まったものと考えられる。
表－6 根の窒素、リン酸、カリ含有率 （ 試験 Ⅱ )麦稈施用量（kg/10a）

リン酸施用量（kg/10a）015037575000
0
0
平

0150
375
750

均
70
70
70
70

平均

含
窒素
0.72
0.70
0.66
0.68
0.69
0.65
0.62
0.66
0.62
0.64

7月18日
リン酸
0.22
0.25
0.24
0.25
0.24
0.24
0.36
0.33
0.32
0.31

有率 （乾物当たり％）

カリ
1.07
1.05
0.96
1.10
1.05
1.15
1.07
1.03
1.03
1.07

窒素
1.15
1.13
1.23
1.09
1.15
1.12
1.10
1.07
1.09
1.10

7月28日
リン酸
0.22
0.21
0.24
0.25
0.23
0.27
0.32
0.28
0.31
0.28

カリ
0.97
1.15
1.15
1.19
1.12
1.07
0.99
0.97
0.98
1.20

表－7 茎葉の鉄、マンガン含有率 （ 試験 Ⅱ )麦稈施用量（kg/10a）

リン酸施用量（kg/10a）0150
3757500000
平0150
375750均
70707070

平均

茎 葉 中 の 含 有 率 （乾物当たりｐｐｍ）
7月18日
7月28日
8月5日
鉄
マンガン
鉄
マンガン
鉄
マンガン
920
560
1、460
420
450
380
1、290
590
1、190
420
380
430
1、520
950
1、370
420
540
430
2、050
1、210
1、460
540
450
500
1、448
828
1、370
450
455
425
610
520
900
440
770
440
700
430
1、050
370
600
360
1、220
430
1、050
400
600
390
1、390
570
1、530
550
600
470
980
488
1、133
316643415

リン酸質肥料の多量施用
以上、試験Ⅰと試験Ⅱの結果からいえるのは、①麦稈を400㎏/10a程度すき込むと、水稲の収量向上に寄与すること、②また、その寄与率を向上させるには、麦稈施用時(移植の2週間前)に石灰窒素を窒素成分で5㎏程度施用すること、③植え代かき時には化成窒素の施用量を抑えること、④さらにリン酸質肥料を多量施用し、根のリン酸吸収を促進させること、⑤リン酸質肥料は副成分として硫酸石灰を含むものが効果的であること、などがあげられる。 ただし、過リン酸石灰の多量施用を同一
圃場で毎年適用することは、跡作の麦の生育・収量を考えると必ずしも好ましい技術とはいえない。 連用年数やリン酸施用量などの検討が必要である。
したがって、ここで述べた事実は、あくまでも麦稈施用によって10％程度の大幅な増収を得るための条件として、リン酸や硫酸石灰の併用が効果的であったというひとつの例として理解すべきである。 その増収のメカニズムは不明な点が多い。 おそらく多の要因が関与しているものと推察される。

秘められた大幅増収の可能性
ここでいえるのは、移植直前の麦稈すき込みは、障害発生が起こりやすいため、これまで農家で敬遠されてきたが、麦稈施用には、すき込みによる物理的障害を回避すれば、あとは肥培管理により大幅増収の可能性も秘められているということである。
なお、リン酸70㎏処理を2年連続しておこなったが、結果は初年度とほぼ同様であり、麦稈375㎏区で増収した。
また、残効初年目も増収効果が持続したが、残効２年目では効果がなくなった。
最後に、ここで用いた窒素施肥法は基肥5㎏＋中追Ⅰ、2㎏＋中追Ⅱ、2㎏＋穂肥Ⅰ、3㎏＋穂肥Ⅱ、3㎏の窒素総施用量15㎏を基本にしたときの試験結果であることを付記する。 すなわち、窒素の分施回数や窒素量が多い条件での結果である。
品種や窒素の施用法・施用量が異なれば、ここで述べた技術の適用方法を検討しなおすことも必要になるものと思われる。