⽔⽥⼟壌のカリ収⽀を踏まえた
⽔稲のカリ適正施⽤指針

農研機構農業環境研究部⾨久保寺秀夫「⼟と肥料」の講演会
2023年5⽉20⽇

本講演は農林⽔産省委託プロジェクト研究「適正施肥技術」の成果です。

カリウムという元素■語源︓Potassium → pot + ash、 Kalium → qali（灰、ラテン語）、kalijan（灰、アラビア語）■原⼦番号19、原⼦量39.0983。K39とK41が主要同位体。地殻中の存在⽐は2.6％（O,Si,Al,Fe,Ca,Naに次ぐ）。
■産業的に主な供給源は塩化カリ鉱⽯などの鉱床資源。主産国はカナダ、ロシア、ベラルーシ等。⽇本では全量輸⼊である。国際情勢等により、令和4肥料年度春
肥の塩化加⾥価格は前秋肥から31%値上げ（2022.11.1 JA全農）■環境中や⽣物体内では⼀価のK+イオンとして挙動する。（化学形態は単純）

1

作物⽣育とカリウム■カリウムの主な植物⽣理作⽤︓
1) 細胞pHと浸透圧調節、2)酵素の活性化、3)タンパク質合成、4)光合成、5)気孔開閉等々■カリウムが⽋乏すると葉縁より⻩化（斑点を⽣じる場合もあり）、カリウムの体内での移⾏性が⼤きいため、症状は下位葉から⽣じる。
■カリウム過剰症は、⼟耕では実験レベルでも出しにくい。 ⽔耕でカリウム過剰にするとマグネシウム⽋乏の症状が出る。
■飼料作物中のK/(Ca+Mg)が⾼い場合、摂⾷した家畜のグラステタニー発症につながる。
■⽔⽥での⼟壌診断基準値は概ね 20〜50 mg/100g（飽和度1〜5 %）⽔稲での施肥基準値は概ね 8〜11 kg/10a2

ポット試験で⽣じた⽔稲のカリ⽋乏※ 珪砂と混合して交換態カリを低下させた⼟壌で、脱塩⽔を灌⽔してカリ無施肥で栽培葉に⽣じた褐⾊斑
0.6

4.86.6

交換態カリ(mg/100 g)

コシヒカリの⽣育（カリ無施肥）

葉先から⽣じる⻩化

ただし、圃場での栽培ではカリの⼤幅減肥や無施肥栽培でも⽣育に問題が起きないことも多い

3農林⽔産省委託プロジェクト「適正施肥技術」 （2015〜2019）
⽔稲のカリ減肥に関する既往の知⾒と課題
共通調査項⽬︓■ カリ施⽤半減〜ゼロを数年継続しても多くの場合減収なし。
■ 施肥以外の要因によるカリ収⽀の影響の調査が不⾜。
■ ⽤⽔のカリウム供給などを踏まえ、減肥可能性や継続性の明確化、技術現場適⽤性の評価が必要。

⽬標

参画機関と研究課題

1)標準量〜無カリの栽培試
験（収量、カリ吸収、⼟壌のカリ増減等把握）
2)⽤⽔からのカリ供給調査
3)県内の主要⽶作地帯の河川⽔カリウム濃度把握

新潟県
北陸地域のグライ低地⼟⽔⽥（⼟壌のカリ供給⼒が異なる現地圃場試験を設定）

⼭形県
積雪寒冷地⽔⽥（品種等を考慮した指針を検討）

農研機構
中央農研

⿅児島県
シラス⺟材の中粗粒質⼟壌を中⼼とした暖地低地⼟（稲わら、堆肥からの供給効果を評価）

宮崎県
暖地低地⼟⽔⽥（稲体カリ濃度の現場簡易診断技術を検討）

三重県
東海地域の低地
⼟⽔⽥全体総括、⼟壌のカリ供給能を評価◎ 減カリ栽培試験の継続により、減肥の可能性や継続性を明確化する◎ 試験圃場ならびに県内の主要な⽶作地帯の⽤⽔のカリ供給能や、各種⼟壌のカリの保持能・供給能を踏まえた減肥指針を提⽰する（⽤⽔のカリ供給⼒が異なる圃場
試験を設定）

4

「適正施肥技術」 4系の試験内容

⽔⽥のカリ収⽀把握

栽培試験■標準施肥〜無施肥での栽培■県によってはカリ肥沃度の異なる⼟壌間の⽐較■県によっては有機物（わら、堆肥）の有無の⽐較■投⼊量（施肥、有機物、⽤⽔）、持ち出し量（籾、稲体、溶脱）の調査■各県の河川⽔のカリ濃度の調査

付随的な研究課題■⽔稲のカリ栄養状態をリアルタイムで解明する搾汁液診断技術■⼟壌のカリ供給能の評価

⽔稲に対するカリの適正施肥指針の策定へ
5減肥の継続と⽔稲の収量の関係
プロジェクト参画の各県の試験結果（4作または3作の平均値）

カリの半量施⽤〜無施⽤を3年〜4年続けても⽬⽴った減収は⽣じない。

6

減肥の継続と⽔稲の収量および整粒歩合の関係
新潟県の試験結果（2015-2018）

K0、K3、K6はそれぞれ0、3、6 kg/10aのカリを施肥
カリ施肥量と、収量および整粒歩合の間に有意な関係は認められない。

7

カリの適正施肥指針の考え⽅
1) ⽔稲のカリ⽋乏による⽣育不良の回避を最重視
 本指針が低地⼟の⽔⽥で広く活⽤されることを想定
 カリ⽋乏による減収の危険の回避を最重視
 最⼤限の減肥を⾏うような指針とはしない

2) ⽔⽥のカリ収⽀をマイナスにしない ⽔⽥からのカリの収奪を避け、持続性のある減肥指針を策定
 そのため、⽔⽥のカリ収⽀を⽤⽔からの供給も含めて詳しく調査
 カリ収⽀には稲わら還元の有無が決定的な影響、稲わらが持ち出される場合は⼤幅な収奪となるため、本指針による減肥は稲わら還元が前提

3) 交換態カリ量 20 mg/100g が減肥の要件
 ⽔⽥の交換態カリ適正域は15〜20 mg/100 g以上
 本プロジェクトでも交換態カリが 13 mg/100 gと低い
圃場では減肥による収量低下の傾向
 収量確保の観点から、堆肥無施⽤の⽔⽥では交換態カリが20 mg/100 g以上の場合のみ減肥する

4) 粗粒質でCECが低い⼟壌は減肥の対象外
 扇状地の粗粒質⼟壌などではカリの溶脱により交換態カリレベルが低く、減肥への懸念あり
 粗粒質（S（砂⼟）、LS（壌質砂⼟）、SL（砂壌⼟））でCECが12 me/100 g以下の⼟壌は減肥の対象外

8⽤⽔から供給されるカリ
⿅児島県の調査結果
⽤⽔のカリ濃度には地域間差が明瞭で、⼤隅地域で⾼い。

⽤⽔制御枠試験装置（三重県考案）

⽇降⾬量
⽤⽔カリ濃度⽤⽔のカリ濃度に若⼲の季節変動はあるが、地域間差の⽅が⼤きい。

施肥 移植

出穂収穫5091006

⾼濃度地域

150200６月７月

８月

3９月

0

畦畔流出等を除いた正味の下⽅浸透量や、⽤⽔中のカリの利⽤率を評価（K+ mgL-1）(mm)

⼤隅地域 (n=8)
2015 3.92 mg/L
2016 5.22 mg/L
2017 4.39 mg/L

12

施肥 移植

出穂

収穫01250

9100

低濃度地域

150
200
６月

630

７月

８月

９月

かんがい水中カリウム濃度

南薩地域 (n=2)
2015 2.53 mg/L
2016 3.38 mg/L
2017 3.95 mg/L

伊佐・姶良地域 (n=8)
2015 4.00 mg/L
2016 3.18 mg/L
2017 3.30 mg/L

日降雨量

北薩地域 (n=8)
2015 2.60 mg/L
2016 2.70 mg/L
2017 3.35 mg/L

日降雨量

0

かんがい水中カリウム濃度（K+ mgL-1）(mm)

 下⽅浸透⽔量と⽤⽔のカリ濃度から低めに試算したカリ供給量は⼀作あたり1.5 kg/10a。
 ⽤⽔中のカリの利⽤率は⾼い（7割以上）。
 粗粒質の⼟壌以外では溶脱は少ない（1割以下）。

9⽔⽥のカリ収⽀各県の調査結果を総合した模式図

稲わら還元 ④+10～20
牛ふん堆肥
1 t/10a

半量施肥+ 3⑥①+10以上②⑦
用水籾持ち出し- 4
稲わら持ち出し-10～20⑤+ 1.5

③

溶脱
- 0.5

①〜⑥のように、稲わら還元を前提にするとカリの半量施肥（ここでは3 kg/10a）で収⽀が±0となる。
⑦の堆肥施⽤が⾏われれば⑥の施肥をゼロにしても10 kg/10a以上のプラスとなる。

※ 1作あたりの値、単位は kg K2O/10a10

適正施肥指針のフローチャート
Start︕

No

低地⼟の⽔⽥であるか︖
デジタル⼟壌図が参考になります

YES

これらの⼟性は指でこねた時に砂ばかりで粘りを感じません

⼟性が砂⼟(S)、壌質砂⼟(LS)、砂壌⼟(SL)以外、または⼟壌のCEC（陽イオン交換容量）が12 me/100 g以上であるか︖

YES
稲わら還元がされているか︖

YES
⽜ふん堆肥が1 t/10a以上施⽤されているか︖

YES
当作のカリ施肥を省略できる

No

No
No

⼟壌診断値があり、施肥前の交換態カリが20 mg K2O/100g以上であるか︖

他種の堆肥でも10 kg/10a以上のカリが投⼊されればOKです

No

YES

カリ施肥を基準の半量にできる

通常の施肥基準に従う

11

適正施肥指針が適⽤できる⽔⽥
低地⼟の⽔⽥の半数近くは交換態カリが20 mg/100 g以上で、本指針による半量減肥の対象となる。

A県、B県における⽔⽥⼟壌の交換態カリのヒストグラム※ 2015〜2018年の調査

12カリ施肥の適正化による肥料コスト削減
施肥成分投⼊量

肥料現物量

慣⾏P

肥料費計

(kg/10a) (円/10a)(kg/10a)
N価格(円/10a)（円/10a） 慣⾏⽐(%)

K⾼度化成
14‐14‐1466642.9

3,150 3,150

⾼度化成
14‐14‐1433321.4

1,575

カリ半減

2,094
尿素

3

削減額

6.5−−

66

1,056

2018年の肥料価格による試算値。2023年現在では肥料価格⾼騰により、減肥によるコスト削減効果は増⼤している。

519※ 基肥として⾼度化成で3-3-3を施⽤、窒素補給のため尿素で3-0-0を基肥または追肥で施⽤。
※ カリ減肥に伴ってリン酸施⽤量も半減するためリン酸減肥可能な⽔⽥が対象となる。新良・伊藤（2016）、⼩原・中井 (2004）から、国内の⽔⽥の6割以上がこれに該当すると考えられる。
※ ⾼度化成を低PK型の化成に替えてリン酸、カリを半減した場合も同程度のコスト減が可能。

13付随的な成果︓搾汁液診断による追肥の判定
宮崎県によって開発された技術

穂肥時期（幼穂⻑1㎝）において、搾汁液を直接ポータブルイオンメーターに取り、カリウムイオン濃度及びナトリウムイオン濃度を測定

14付随的な成果︓搾汁液診断による追肥の判定※ 宮崎県の灰⾊低地⼟における普通期⽔稲ヒノヒカリの事例
搾汁液のナトリウム濃度と⽔⽥のカリ収⽀の関係

搾汁液のカリウム/ナトリウム⽐と⽔⽥のカリ収⽀の関係

 搾汁液のナトリウムイオン濃度及びカリウム／ナトリウム⽐とカリ収⽀との間に関係がみられる。
 カリ収⽀が0となる場合を合理的施肥と判断すると、概ねナトリウム150ppm以下またはカリウム／ナトリウム⽐で30で、カリ収⽀がプラスとなることから、カリの穂肥は不要と考えられる。

15

付随的な成果︓⼟壌の潜在的なカリ供給能の評価
農研機構の調査結果
1500
抽出カリ量（K2Omg/kg）

⼟壌の⾮交換態カリ（熱硝酸等で抽出、⼟壌の潜在的なカリ供給能の指標）は地質（花崗岩）、⼀次鉱物（雲⺟）と関係する

非交換態II
非交換態I
交換態

1000500010080

粒数％

604020⻑崎

宮崎

堆積岩︑⽕⼭砕屑物

表層地質

三重堆積岩

新潟
(現地)

花崗岩︑堆積岩︑段丘堆積物︑珪⻑質⽕⼭岩

新潟
(所内)

堆積岩︑段丘堆積物

⼭形
(現地)

段丘堆積物
︵直上 ⼭ 花崗岩︶

流域

堆積岩

⼭形
(所内)

堆積岩︑花崗岩

0雲⺟⻑⽯等
不透明鉱物
⾵化粒⼦
カンラン⽯
シソ輝⽯
普通輝⽯

※ ⾮交換態カリは⽔稲に対する当作のカリ源ではなく、⻑期的な供給源と位置づける。

16

付随的な成果︓⼟壌のカリ供給能は地質と関係する農研機構の調査結果

新潟県では新発⽥地域（花崗岩地質）で、地⽬によらず⾮交換態カリが⻑岡地域（堆積岩地質）に⽐べて顕著に多い（産総研 シームレス地質図）

K2 O (mg/kg)
2500
2000

⾮交換態II
⾮交換態I
交換態

1500
1000
2km

⻑岡地域の地質（薄緑の堆積岩が主体）

2km

新発⽥地域の地質（ピンクの花崗岩が主体）

⽔⽥

畑・施設未耕地
畑・施設
⽔⽥

未耕地

500
0⻑岡

新発⽥

17技術マニュアル等（農研機構のWebサイトからダウンロードできます）
SOP

ご清聴ありがとうございました。

18