平成 12
年 3月 1日

農 業 と 科 学

第三種郵便物認可(5)

崎川川 10 ，..司 1111" 1. 1.- ，. .....1 ，，..町四川 11 ，，'"噂司 lul 川，".‘.， 11111川，. ...'1川"・ M ・-_Hdlllll'l 司 4 川 1"11" ー‘川川l川園...， 1 11 11・川 ...."'11"" ， ..."11'''10'... 困刊V・a・ "I..~II 川川1 ，...，川 '101111 圃噂川・・ II ，tI ~"'llt.，l(hll ，，，. 'IIII)・ 11'''' 四 11111. ， 1 1 '"

水田における各種成分濃度の変動
一水稲育苗箱内三要素全量施肥・農薬施用技術と慣行栽培の比較‑
農林水産省
水田利用部

北陸農業試験場

土壌管理研究室

主任研究官中1.はじめに「環境保全型農業J1) について論じる時，欧米では生産性犠牲型農業が取り上げられているが，日本国内においては 生産性を下げることや品質を劣化させることは論外になっている。慣行農法を乗り越えて，生産性や品質を向上させ，省力化をはかり，且つ環境にやさしくというのが日本の環境保全型農業としての位置付けである。
今回検討し確立した手法(本手法) 2) は，慣行栽培で本田に施用する肥料三要素の全量を水稲育苗箱に施用することにより 本田での基肥及び追肥を省略している。また 田植え時に長期持続型の殺虫殺菌混合剤も育苗箱に施用しているので，中間管理作業は超省力的となっている。本手法では，田植え機によって苗の根と抱き合わせて株元に施肥及び農薬散布を行うことで利用効率の向上を計っている。これは 減肥と減農薬を同時に行うことが可能であるので 日本の環境保全型農業の考え方に基づく技術になりうると考えられる。
ところで，水稲栽培に於いて，田面水や農業用水の成分濃度の変動は

島秀治

本田ヘ施用された肥料に大きく依存すると推察 3)される。自然環境に於ける水質保全の観点から環境保全型農業として本手法を位置付けるには本手法及び慣行栽培に於ける図面水や農業用水中の成分濃度の比較が重要で、あると考えられる。
上越にある山間地の桑取地区では，農村活性化と共に「食」を通じて村氏の健康作りを目指した「上越リフレッシュビレッジ事業Jが展開されている。その一環として上越市からの委託研究で農家圃場(上越市西谷内)に於いて本手法の実証試
験を行い，水稲栽培期間中の農業用水及び田面水を採取し，水質の理化学定量分析を行ったので紹介する。

2. 実証試験
1)水稲の育苗及び施肥図 1に示したように，本手法では，層状に下から培土(床土)，肥料(苗箱まかせ⑧ NK301‑100，チッソ旭肥料(械製)，発芽籾，培土(覆土)，及び砂状熔成燐肥を水稲育苗箱に施用した(窒素 6kg，

図 1.水稲育苗箱の模式図/会‑‑育苗箱殺虫殺菌粒剤 (50g/箱移植時)オ』
熔成燐肥 CO.
6L.
約 1kg)
0.4cm
I音土 (0.6し 約0.5kg)
0.4cm

発芽玄米および籾 (120g. 中苗用〉
苗箱全量施肥専用肥料 (1.
3L. 約 1kg) O.8cm
培土 (2.4L. 約2kg) あるいは籾殻マット 1.4cm‑不透根紙(水は通すちの〉 箱数約 2 0枚 /10a
*苗箱全量施肥専用肥料:苗箱まかせ (NK‑301) を使用。
:6Kg. P
205:4Kg.K20:2Kg/10aとなる。
*施肥量は、 2 0箱/10aと計算すると、 N.
+町 I.^(6)農 業 と 科 学

第三種郵便物認可

平成 12年 3月 1日~I叫川1 ，，"司・ 1111・I・"...."，.， 1..11問問・・ .11. ， 11' 噂司 11111111 1 ...・ .1....川，. ...1川 1"11 ・.....'， 11 111 1'...... 川 11111" ー‘“ 11"'11. 回 ""'''11 ・1t .......IIIU.IIII..Ø川4・ 11'11'" 困 "1 11 .， 11...."1 川， 11 ， .....'''''.110'.....''.'1・ II~...II'・ d1Ihll-"'IIIIIIIII ..，田川， 111"'.

・・現地園場場所/ V}

図2. 現地採水地点の略図﹂
一リン酸 4kg，加里 2kg/
10a)。

一新潟県上越市西谷内服部彦二家の水田一電熱育苗器(芽出し作業場用0C以下であった為)をが3用い，棚積みして芽出し作
0戸業をした後に水槽育苗を行った(約 30日間，中苗)。
また，慣行区の施肥は市販の化成肥料を用いた(窒素 6kg，リン酸 10kg，加里12kg/10a)。

"IäÂ~;12)試験圃場及び耕種概要
実証試験は，上越市の桑取川上流に位置(上杉謙信の居城である春日山の近隣地帯)した西谷内集落の農家圃場で、行った。尚，土壌種は褐色森林低地土である。図 2に示したように

水口+水口Ija)
4一一一4一一一用水
また，図 3に耕種概要を示した。試験年度(平利用されている水口付近，田面水は試験区，慣行0年度)，この地域は 4月中旬から 5月中旬迄
成1
は平年より晴天の日が続き気温が高かったが， 8区各圃場の排水口付近とした。

月下旬より収穫期までは雨天の日が続いていた。

採水場所としては

農業用水は試験区と慣行区に

業

平成 12
年 3月 1日

農と学科

第三種郵便物認可(7)-司刊 '1011".. 司・"， "111'''''''1011川a 同 ""."n".. ，司司 1111 ・ fllll.....IIII.III ，.. ~I'川 'I'U.... 岨 \11 ， 11 1'・・・II1II 11 ， "'11"ー・， 11川1 ・ '1.... ，- .1 ' '1・・・・ ....'''11 川川・ ""11・ 11川 ...."1・ 1...11......."1 ・・，，"......川 '101111園町"'11.11・，'~..・a・，.~， h ，，~'"・H ・I・，....，阿川， 1"..'.
11取し，栽培期間中は冷蔵庫(5OC)に

図3. 耕種概要

順次に保存し，収穫後に一括して定量分析を行った。

更に 1日冷蔵庫内で下によく撹枠し
農 薬 全 面 散 布 lv

出穂￨止

7/14

静置した後に，上澄み液を定量分析に用いた。に慣行区農薬散布←‑落水￨山﹄

6/
14

慣 行 区 穂 肥 145/
15ック容器)を冷蔵庫から取り出し，上慣行区農薬散布￨ぬ4/15

試験区除草剤散布￨立

慣 行 区 除 草 剤 散 布 14
諒験区田植え￨弘慣 行 区 纏 え 付 け14一代 か き ( 慣 行 区 基 肥 施 肥 )11一

保存したサンプル (100mlフ。ラスチ②手動分析
水素イオン濃度，各種形態窒素，リ
9/
128/
13

ン酸は土壌環境基礎調査における土月/日

壌，水質および作物体分析法 4)，肥料

3)定量分析

分析法 5)，及び水質分析法 6)に従った。

①サンプル水の調整③発光誘導結合プラズマ発光分光分析

サンプル水は， 100mlのプラスチック容器に採カリウム，カルシウム

表 1.発光誘導結合プラズマ発光分光分析

測定条件

マンガ

ン，鉄，アルミニウム，ホウ素，銅，亜鉛，珪酸，塩酸，及びバリウムは，表 1の測定条件によっての測定条件

SP
ECfROFLAMEMODUIAS

使用装置

マグ不シウム

周波数;27.12MHz
出力;1200W
プラズマガス流量;14.
0 l/min
補助ガス流量;1.0 l/min
ネブライザーガス流量;1.0 l/min
酸素ガス流量;なし
シールドガス流量;なし
サンプル導入量;2.
0ml/min
加湿器;なしネブライザー;同軸型
チャンパー;スコット型
ide‑on (横方向測光)
測光方式;S

いが，施肥時期に若干低下し，落水時期に若干上昇した。慣行区は施肥の影響を受け，栽培期間中低下したままであった。
図4. 水素イオン濃度

1一回

臼目

日

百E

包回目

B

本装置搭載マルチチャンネルの 41元素。
5元索。
定界限界以上は 1

濃度差異は小さ回

測定元素

試験区は農業用水と比較して百積分時間 10秒，測定回数;検量線測定時のブランクは 10回，その他は 3回測定を行った。
(パックグランド補正実施(1点補正) )3. 試験結果
1)水素イオン濃度(図 4)

工且

測定方法

各元素の発光強度を測定した。

検量線

ブランク及び希釈溶液は超純水。
検量線用標準溶液は以下の通り。
ハロゲン元素;0.10μg/ml
上記以外元素;0.1μg/ml

試料処理 上澄液を直接プラズマ発光分光装置に導入した。
測定日

測定担当者

5/
158/
139/
12月/日

￨+試験区 ‑D 慣行区 t

用水￨2)電気伝導率(図 5)
試験区は農業用水と比較して田植え時期は低いが，図面水温の上昇と共に上昇した。慣行区は基肥施肥直後は農業用水の約 2.
5倍であったが，

1999
年 7月14日
株式会社 リガク
光分光プロジェクト
分析センター担当

54/
15

1週間後には農業用水よりも低い値となった。
3)アンモニア態窒素(図 6)
試験区と農業用水は濃度差異は小さく， N10~
畠迫

剛信

1，OOOng/mlの範囲で、変動した。慣行区は基肥施肥と農 業

(8) 第 三 種 郵 便 物 認 可

平成 12年 3月 1日科 学・明 111111111 圃司川川"".""，・ d・，"司問 11. 1\ 1111 1 噂司 III It・ 111 1 ...."11..'1' ，....叫 III'"U''' 叫 \41')"'" ・・..，川町1"." 川川1'"国10."“H・H ・....，"11 川1I.""Il''''"~''‘'1" 'hfl""''''''l'''，，， n ， '''''''hll' ，'圃噂川・ ..1..1." ‘ 1".'llhll"'''川B ・E・ 111~開N・ 1111"' '9

図 5岡電気伝導率

物の死骸が多数あり

これらの腐敗により，亜硝酸態窒素が田面水中に溶出してきたことが推察された。

8200、、、5)硝酸態窒素(図 8)
農業用水は N100~1 ， 000ng/ml の範囲内で、あっ(j)=えコにた。試験区は田面水の上昇と共に上昇したが，落100はJ水と共に低下した。しかし，慣行区は落水直後に回上昇した。

04/
156/
145/
157/
148/
13. 硝酸態窒素
図89/
12月/日

￨+試験区 ‑D 慣行区 t用水￨」

E、、、

図6. アンモニア態窒素。
c31o0O
き6叩
∞
∞

田町.

Z

貝
百同ド

回ー
日，ーョ
ー・・・ ・・

包回

百目.
回ぎ 1000

百、、、0>

cz、‑10000oz

一ー・ ーー】.
‑‑
日

1001004/
15Z

可.

z5/
156/14

10z4/
156/
145/
157/
148/
13月/日
￨+試験区ー日慣行区 t9/
12用水￨6)水溶性窒素全量(図 9)

8/
137/
149/
12月/日
￨+試験区但慣行区士用水￨

水溶性窒素全量は，アンモニア態窒素，亜硝酸態窒素，及び硝酸態室素の合計量を求めた。試験後に約 10，000ng/ml弱で，その後は常時 1，000ng/ml程度で、変動した。また 農薬の散布によって濃態に依存する結果となった。施肥により田面水の度が上昇する傾向が見られた。

濃度は農業用水より上昇するが，慣行区より試験区は硝酸態に大きく依存し4) ~硝酸態窒素(図 7 )試験区と農業用水は N1~10ng/ml の範囲で、変慣行区はアンモニア区が常に低濃度で変動した。
図9. 水溶性窒素全量動したが，慣行区は施肥の影響を強く受け田植え前から上昇が見られた。アンモニア態窒素と同様に農薬の施用や落水により濃度は上昇した。また，
現地圃場を観察すると水田内に生活している小動百 100 I
CIZ

10 Ii:
Iz

旦c

Z1000

ト三m

戸 、0>

Ec、、刃Z. 亜硝酸態窒素
図71000̲̲̲
J

1004/
15:
1':5/
156/147/
148/
139/
12月/日

￨+試験区 ‑D 慣 行 区 士 用 水 ￨7) リン酸(図 10)oz

慣行区は農業用水と比較して，施肥直後は約100倍の濃度にまで上昇した。また，除草剤散布

0.
14/
155/
156/
147/
148/
139/
12月/日

￨+試験区 ‑D 慣行区 t 用水￨の時期も上昇した。施肥の影響は特に著しく，農業用水中の濃度上昇に対しでも影響を与えている農 業 と 科 学

平成 12
年 3月 1日

・自司1，
11"司‑
・"
11.
.
1・"""
"
10.
111"四回"， 111111'

噂咽川

(9)

第三種郵便物認可'・，，""，....'1.
，1・111111ことが推察された。また

川'9)カルシウム(図 12)

試験区は慣行区よりも基肥施肥期で濃度が 1/200となり，その後も低い試験区は施肥直後は農業用水より低濃度であっ慣行区では営農指針にた。しかし，肥料の溶解と共に上昇し，農業用水より土壌改良効果(リン酸吸収係数P
2051，000mg/と同程度の濃度で変動した。慣行区は施肥直後以100g) を考え，水溶性リン酸を含む化成肥料を本手法の 2.
5倍も基肥に施用していることが影響して外は低濃度で変動した。

濃度で変動した。これは

10) マグネシウム(図 13)
試験区は施肥直後は農業用水より低濃度であっいると考えられる。
図10. リン酸

たが，肥料の溶解と共に上昇した。慣行区は施肥直後以外は低濃度で変動した。
図13. マグネシウム」

急100Co"'a.

103:5/156/
148/
139/127/14月/日￨+試験区 .D慣 行 区 士 用 水 ￨(﹂E¥白ミ02)002 ﹃﹀﹀

a.
.

2‑)

08)カリウム(図 11)
試験区及び慣行区は

44/
155/
156/147/
148/
139/
12月/日

農業用水より高濃度で￨+試験区 G 慣行区 t用水￨変動した。特に慣行区の施肥直後の濃度上昇は著

11)ナトリウム(図 14)しかった。
図11. カリウム試験区及び慣行区は農業用水より低濃度で変図14. ナトリウム
100.
14/
155/
156/
149/
124 ー・

2309/
12一水一一周一図12. カルシウム8/
13一区
一同月5/
15一試
一日一+一4/
15一一区一﹂用水￨6ν8/137/
14月/日￨+試験区 .D慣行区 tE¥回ミ ωZ)ONmZi﹀﹀(﹂(﹂E¥ 白ミ￥)ONVLI﹀﹀

動した。

12) マンガン(図 15)

JE

試験区及び慣行区は，農業用水と比較して高濃0>。

ミ 20 )<<1度で変動した。耕起及び除草剤散布により上昇すo<<1る傾向が見られた。

q 1013) 鉄(図 16)3:濃度変動の傾向はマンガンと類似していた。慣04/
15行区は試験区より高濃度であった。
5/
156/
147/
148/
139/
12月/日

￨+試験区 .D 慣 行 区 士 用 水 ￨14) アルミニウム(図 17)
試験区及び慣行区は農業用水と比較して高濃

4T
京吋沖E

農

第三種郵便物認可業(10)とι

主主平成 12年 3月 1日

子

司 1'11 ，， 11 ，，"喝 I."llh.....'I.. tI....周回・・， 11"" ，.司 1111 川川 ..."1""" ，，...， 1 川 '"''....1 ，'''・・ 1" 司d 川仰 11・・h ・ .111"1111..... ， 11111・・ ".....'''11 川u ・ a川1・，，，，，.....・ '1 ・ 111.'I...~ulllhnl .， ..'.111 ・ 11"...'''''.." ，....川・，1'lhll_..III.IIIII"'''IIIII.IIII.

図15. マンガンで変動した。濃度の上昇は施肥及び除草剤散布作業との関係が推察される。

1000ぎ 100

図18. ホウ素、、、c>
C6010CEOC2:
s 0.10.
014/
155/
156/
149/
128/
137/14月/日￨+試験区ー臼慣行区士用水￨
104/
155/
156/
14

図16.鉄8/137/
149/12月/日￨+試験区 ‑D 慣 行 区 + 用 水 ￨100J

図19.銅Eる 10C5OLL百4Q)

、¥

。
』

LL9/
12。

.
4
山8/
13巳.
07/
14月/日

同時'・6/
14・・.
.句

5/
15︑
目0.
14/
15c 3
コuo2
コ

11c>

:
s田・・δ玄￨+試験区 G ・ 慣 行 区 士 用 水 ￨04/15

図17. アルミニウム

5/
156/
147/
148/
139/
12月/日

1000

￨+試験区 ‑D 慣 行 区 士 用 水 ￨王 100

17) ~鉛(図 20)
慣行区は農業用水と比較して施肥直後に上昇したが，その後は試験区，慣行区共に農業用水と同程度の濃度で変動した。

」

c>

c〈δ〈

:
s0.
14/
15

図20. E鉛
5/156/147/148/
139/12100月/日

i+試 験 区 ・ 包 慣 行 区 士 用 水 ￨ー」

E‑; 10‑1度であったが，落水後は低下し，その後再び上昇した。

15) ホウ素(図 18)
試験区は農業用水と比較して高濃度であったが，落水後は同程度で変動した。
16) 銅(図 19)
試験区及び慣行区は農業用水と比較して高濃度

cc

Noc
ト」

:
s0.
14/
155/
156/147/
148/
139/
12月/日

￨+試験区 ‑D 慣 行 区 士 用 水 ￨農 業 と 科 学

平成 12年 3月 1日
司 """.1".. 司川 '111111-"1111111111 岡田川 11 ，，，，，，，司 11111111".... ・，( 111. 111 ，.. ..11 ， 11 1 川 ''''叫 \1111 1(11)

第三種郵便物認可・ ，.，同""， "'11" ー‘川川1' 11......'1 川1 ・ 11....... ， "1 1' 1 川‘園川""，，， ~"'II"""''''''II 川""，....，ド川，""..司・1I 1 1t1.......何 hfl'lh. ，".川 ..l lII l lI'IIII四 ""1". ，，，，

18) 珪酸(図 21)
試験区及び慣行区は農業用水と比較して，常にでは農業用水と比較して高濃度であったが，落水と共に低下した。施肥に塩酸塩肥料が使用されているのが原因と考えられる。

低濃度で変動した。

図23. 塩酸

図21. 珪酸10(﹂E bミ)NOω一ω一 ︐﹀﹀

回ー」

E、、、安 10 I0.
10。

0.
010.
0014/
155/
156/
147/
148/
134/
159/
125/
15

慣行区は施肥直後は高濃度であったが， 5月下低濃度で変動したがくなると上昇した。

9/12

収穫期になって水量が少な

4. バリウム
図2O岡山中﹀﹀(﹂Ebc 何回)20目̲̲ 15̲JE

ミ8/1321) バリウム(図 24)
試験区及び慣行区は農業用水と比較して，若干

19) 硫酸(図 22)

、、、
ol

7/
14￨+試験区ー匂慣行区士用水￨￨+試験区 .D 慣行区 t 用水￨

旬から 8月下旬までは試験区及び慣行区は農業用水と比較して低濃度で変動した。慣行区の基肥に硫酸塩肥料が使用されているのが原因と考えられる。
図22. 硫酸6/
14月/日月/日

10日

100 I日百10(J)
(J)

05・4/
15(J)

5/
156/
147/
148/
139/
12月/日
04/
155/
156/
147/
148/
13￨+試験区ー弓慣行区 t9/
12用水￨

月/日

￨+試験区ー日慣行区 t 用水￨20) 塩酸(図 23)

慣行区は農業用水と比較して 基肥施肥直後は高濃度であったが，その後は低下し，追肥により再び上昇した。試験区は 5月下旬から 6月中旬ま22) 精玄米重と食味(表 2)
試験区の穂数2
7
3本 1m2は，慣行区385本 1m2と比較して少なくなったが，精玄米重は慣行区410g1m2に対して試験区 450g/m2と増収した。これは本手法で用いた育苗箱内施肥専用肥料(苗箱まかせN
K301‑100) が，初期の溶出は抑制されており，あ食昧試験表2. 収量と食味
収量調査

収量構成要素) 登索渉合(%) 粘り 硬 さ 評 価)f頴花数 (X1伽 f

穂数(本;rri)精玄米重(ダ'rr1

試験区273

4
50295

720.
45‑
0.
30 0.
45

慣行区385410278

660.
40‑0.
150.
65

注

試験場所:新潟県上越市桑取地区
食昧試験:穀物検定協会中央研究所

日本 n
青:0.
00

る時期から本溶出を始める
シグモイド型の溶出パターンとなっている為であると考えられる。すなわち，育苗から田植え初期にはほと(12)農 業 と 科

第三種郵便物認可

学

平成 12
年 3月 l日~I・・・川 1"....・川“ 1"...."..11..・・四回・・， 111 ， 11'司司川h 川"....，11 ，・o・"'，. ....1川 I"U........II..・ 1"..... 川 '''11''ー・ ..1'・ "'11 ー.."..，.川・....'，・ 11 11 111 ・ a川1 ・・h ・・ """'11"・11.1....." ・・・ ..11 ，.....仰"， 11"....川・・・1..'....'1...-・ .hl'.....・， ..111， ''''''11111..11・，

写真.現地圃場風景 1

写真.現地圃場風景 2んど肥料成分が溶出しない為穂数が慣行区よりょうとすると，現在市販され ている育苗箱内施肥確保できなかったのであるが専 用 型 の 被 覆 NK
化成肥料は，本試験に用いたも出しきたことで，その後時限的に溶1穂籾数が多くなり，結果的には増収となった 。 また食昧試験に於いても本手法の米は粘り，堅さでは優れ ていた 。

4. まとめ
1)慣行栽培では(30‑0‑10) の 1銘柄しかないので，成分調整 が必要となる 。 したがって様々な土壌診断に対応した本手法に用いることので きる多くの銘柄が市販されることが望まれる 。

施肥時に多くの肥料成分が田面水に溶出していた 。 これらは，排水や漏水等と共に農業用水中へと混入し農業用水中の各種成分濃度の上昇に影響を与え ていると推察された 。

2)化成肥料の基肥及び追肥に よる慣行栽培では，施肥に由来する各種成分 濃度の上昇が著しいの に 対 し ， 被 覆 NK
化成肥料及び砂状熔成燐肥による育苗箱内全量基肥による 本手法では，各種成分濃度は慣行栽培と比較して 大幅に抑制された 。

3)山間部の保水性の良くない 漏水の激しい水田に於いては，慣行栽培での 施肥効率は極めて悪く，施肥された肥料成分の大 部分は水稲に利用さ︒

たれることなく，水田外へ流亡 していると考えられ

参考文献

1)三輪審太郎:生産性を高め ながら環境へも配慮、したい
肥料農薬レポートび殺虫殺菌混合剤を施用する ので，慣行栽培と比さらに農薬の防除効果も良好であった 。山間部の漏水の激しい水田 に於いても本手法は，精玄米を増収 させ，食昧も向上させた 。

5)水稲収穫期に倒伏するよう な水田を調査す

J A全農肥料農薬部

No146， P.7‑10 (1996.5)2)中島秀治:山間水田の肥培 管理は楽になる
北陸農業試験場ニュース

No.63 P.5(1998.12)
3)中島秀治:高齢営農者でも 可能な省力的稲作の確立をめざして
農 業 お よ び 園 芸 第74
巻12号(1999)

4)農林水産省農蚕園芸局農産 課編:土壌環境基礎調査における土壌析法

4)本手法は，水稲の株元に局 所的に施肥，及較して施肥効率を高めの水質および作物体分

土壌保全調査事業全国協議会(1979)

5)農林水産省農業技術研究所 :肥料分析法(1982年版) (1982)
6)日本分析科学会北海道支部 編:水の分析
化学同人社(1981)

7) 久 保 田 正 明 : 測 定 条 件 の 最 適 化 と 分 析 値 の評価「基礎から学ぶプラズマ分光分析法の新展開」，95筑波セミナー

ると，土壌中の可給態窒素が 多く，加里成分が低プラズマ分光分析研究会t)事例が多 t)0 このような水田に本手法を活 用しテキスト P.
21‑29(1995.7)