農業と科学〒101-0041 東京都千代田区神田須田町2−6−6
平成29年７月１日（毎月1日発行）第692号

発行所

ジェイカムアグリ株式会社

編集兼発行人：川 上 俊 武

2017

J C A MA G R I.

C O.,

L T D.

平成29年７月１日

農

業

と

科

学

(1)

メタン発酵消化液の大木町の水稲栽培への応用−ポット試験での評価−
九州大学大学院農学研究院

山

川

武

夫

窒素が揮散したと推察した。しかし，揮散量を測

１）はじめに
大木町はバイオマスの有効利用のための事業計定するための実験では，その量は施用量の1%以画の一つに，畜産廃棄物や生ゴミのメタン発酵消下であった。従って，表面施用での無機化窒素量

化液の液肥としての有効利用を行なっている。

の低下に対して揮散が重要なファクターではな

2005年度にメタン発酵消化液（液肥）の特性を知り，水稲栽培における液肥の効果を適切に評

く，液肥に含まれる有機態窒素の分解（無機化)が遅れたと考えた。

価する目的で以下の３つの試験を大木町と九州大また，水稲の生育と収量に関する実験では，液学農学部の植物栄養学研究室とで共同研究を行肥の全層施肥区で化学肥料区と同等の分げつ数をなった。試験１：水稲の生育と窒素集積に及ぼす示したが，表面施用区では分げつ数が一割程度低液肥と化学肥料との比較及び施肥法（表面施用と下した。草丈，葉色値（SPAD値）は生育初期か

全層施用）の違いが液肥の窒素利用に及ぼす影ら中期にかけて化学肥料区と液肥区で大きな違い

響，試験２：液肥に含まれる窒素の土壌中での変は見られなかった。液肥区では両施用区とも化学

化（無機化・有機化・揮散) ，試験３：土壌に施肥料区に比べ穂重が低下し，特に液肥の表面施用用した液肥中の窒素の揮散，の３試験に焦点を絞

は茎葉重の大きな低下を示した。しかし，収穫指り，ポット試験を含む室内実験を行なった。この数並びに窒素収穫指数は，液肥の表面施用区で最試験には，本研究室で長年水稲栽培を行ってきたも高い値（各々，0.38と0.60）を示した。

諫早灰色低地土を用いた。その結果，湛水静置培以上の結果に基づくと，液肥の表面施用は，液養法（30℃，４週間）で液肥の全層施用は，化学

肥中の有機態窒素の無機化を遅らせ，水稲の栄養肥料区と同程度の無機化窒素量を示したが，表面生長期間に窒素の供給が律速になり，初期生育が施用は65%程度の無機化窒素量しか回収できな抑制されて分げつ数に低下が起こったと推察しかった。このことから，液肥の表面施用では，液た。また，収穫指数の増加は生育後半に液肥中の肥自身の高pH（pH8）のために，アンモニア態

有機態窒素が遅れて無機化し，登熟期の光合成活

本 号 の 内 容
§ メタン発酵消化液の大木町の水稲栽培への応用−ポット試験での評価−…………………………………１
九州大学大学院農学研究院

山

川

武

夫

§ 土 壌 肥 料 の 窓 か ら の 一 風 景 ………………………………………………………８
元 ＪＡ全農

肥料農薬部

技術主管

山

技術対策課

田

一

郎

(2)

農

業

と

科

学

平成29年７月１日性の低下を遅延させたか，あるいは増加させた結インドフェノール法，アスコルビン酸法，原子吸果と判断した。

光光度法で測定した。液肥のpHは，pHメーター

このようにメタン発酵消化液の液肥としての利で測定した。

用では，液肥に含まれる有機物の分解過程を施肥

ｂ栽培方法

法との関連性から的確に把握することが重要であ処理区として，無肥料区（NF区) ，化学肥料−ると考えた。すなわち，液肥の元肥としての施用

化学肥料区（CC区) ，化学肥料−液肥区（CL区) ,方法は，全層施肥が適当であり，液肥の窒素の肥液肥−化学肥料区（LC区) ，液肥−液肥区（LL

効から考えて，含有されるアンモニア態窒素の施区）を設けた（表１) 。前者が元肥，後者が穂肥

肥量と化学肥料として施肥される窒素量を同等とを示す。各区６ポットを用意し，穂ばらみ期と収する必要があると判断した。

穫期にそれぞれ３ポットをサンプリングした。

そこで，2006年度は，稲作−麦作体系での消施肥量（表１）は，大木町の化学肥料の「標準｣化液の液肥としての可能性と問題点をさらに整理

施肥量（N，P2O5，K2Oを10a当たり，それぞれするための基礎研究を行うことを目的に試験を10.2，9.0，8.4kg）を基準として，面積比で決定行った。元肥または穂肥として施用した液肥の三した。Nは，硫酸アンモニウム〔(NH4)2SO4〕溶

要素成分（窒素，リン酸，カリ）の利用率と残存液，P2O5とK2Oは，リン酸カリウム（KH2PO4性，並びに地力窒素の動向に関して明らかにするとK2HPO4）の混合液を用いた。液肥は，液肥のためポット試験を行った。ただし，大木町のメタ

NH 4-N量を化学肥料の窒素量に相当するように

ン発酵施設は建設中であったので，山鹿市のメタ施肥し，液肥のリン酸施用量は，化学肥料に比較

ン発酵消化液を用いた。

し微量ではあったが，リン酸施肥に関しては特に２）目的考慮せずに行った。10アール当たりに元肥として液肥に含まれるアンモニア態窒素量で化学肥料の窒素量に等しくなるように液肥を全層に施用し施用する液肥は，8,700L（NH4-N 10kg，P2O5
0.24kg，K2O 23kg）とした。

た時，収量，収穫指数，窒素収穫指数，窒素，リン酸，カリの利用率，窒素の乾物生産効率ならびに無機化窒素量に及ぼす影響を大木町の化学肥料の標準施用と比較し，特に液肥を穂肥として使用

表１．各処理区の施肥量（mg pot-1)
処理区

する場合の肥効特性を明らかにすることを目的と

元肥

穂肥

N

P2O5

K2O

N

P2O5

K2O

した。

NF

３）材料と方法

CC

204

180

168

4.8

−

4.8

ａ実験材料

CL

204

180

168

6.1

0.1

8.6

LC

255

5

460

4.8

−

4.8

LL

255

5

460

6.1

0.1

8.6

植物材料として水稲（Oryza sativa L.）品種ヒノ
ヒカリを用いた。栽培土壌として大木町の水田の作土土壌（20cm深）を6月6日に採取して用いた。
メタン発酵消化液（以下，液肥）は，大木町のメタン発酵施設が建設中のため，本研究の実験材

栽培管理は，大木町の栽培暦を参考に行った。

料として用いることができなかった。そこで，山栽培は，1/5,000aワグネルポットを用いて行い，

鹿市の施設で得られた液肥を用いた。

6月16日に元肥を施肥し，6月22日に３本を１株

液肥のアンモニア態窒素（NH4-N）の濃度は，コンウェイの微量拡散法でNH4-Nを回収してインとして１株を移植した。8月8日に穂肥を行い，10月10日に収穫した。

ドフェノール法で定量した。全窒素，全リン酸，

土壌の採取は，ポット作成時（6月16日) ，幼全カリの各濃度は，液肥をサリチル酸硫酸−過酸

穂形成期（8月8日) ，収穫後（10月10日）に行っ化水素法で分解し，その分解液についてそれぞれた。植物体の採取は，移植苗（6月22日) ，幼穂

農

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業

と

科

学

(3)

形成期（8月8日) ，収穫期（10月10日）に行っテック粉砕機で粉砕した粉末試料をサリチル酸硫

た。各処理区とも各時期毎に３連で行った。

酸−過酸化水素法で分解後，その分解液について

ｃ調査項目

土壌の分解液と同様に分析した。

液肥については，アンモニア態窒素，全窒素，
全リン酸，全カリの各濃度（mg L ）とpHを測定-1４）試験結果ａ水稲の生育状況した。その結果，それぞれの値は，1,152，1,468,

草丈は，葉身部分を手で上方に伸ばし，最も高28，2,643で特に全リン酸濃度が低く，含まれる

い位置を測定した。葉色（SPAD値）は最上位の窒素の８割近くがアンモニア態窒素であり，カリ

完全展開葉の先端から約1/3の位置を３回測定

濃度が相対的に高かった。pHは8.2で弱アルカリし，その平均値を測定値とした。測定した草丈，性であった。

SPAD値，分げつ数の結果を図１に示した。その栽培開始前の土壌については，アンモニア態窒

結果，草丈，葉色，分げつ数のいずれにおいても素，硝酸態窒素，全窒素，全リン酸，全カリ，無L区がC区よりも高く推移した。NF区はいずれの機化窒素量（土壌のみ，土壌＋液肥，土壌＋化学

調査項目も特に低く推移した。また，生育後半に肥料）について分析した。穂ばらみ期の土壌については，全窒素，無機化窒素量（土壌のみ）について分析した。収穫後の土壌
素，全窒素，全リン酸，全カリ，無機化窒
素量（土壌のみ）について分析した。
アンモニア態窒素，硝酸態窒素は，風乾

草丈(cm)

については，アンモニア態窒素，硝酸態窒細土（＜2mm）に1MKCl溶液を加えて無機態窒素を抽出し，コンウェイの微量拡散法でNH4-Nとして回収してインドフェノー

無機化窒素量は，ポット試験の1/300の査は，収穫指数，穂数，一穂籾数，粗千粒
重，玄米千粒重について行った。
茎葉及び籾の全窒素，全リン酸，全カリと玄米の全窒素含量を測定した。全窒素，
全リン酸，全カリは，植物体をサイクロ

NF

CC

CL

LC

LL

30
20

分げつ数
25
分げつ数

し，培養期間に無機化してきたNH 4 -Nを

数を１週間毎に行った。収量構成要素の調LL30

し，湛水状態で４週間，30℃で静置培養

水稲の生育調査は，草丈，葉色，分げつLC0なるように肥料（化学肥料，液肥）を施用

ノール法で定量した。

CL

10

土壌（11.7g）にポット試験と同じ比率と1MKCl溶液を加えて抽出してインドフェ

CC

40
SPAD値

コルビン酸法，原子吸光光度法で測定した。

NF

SPAD値

リは，風乾細土（＜2mm）をサリチル酸硫
ついてそれぞれインドフェノール法，アス

草丈

50

ル法で定量した。全窒素，全リン酸，全カ酸−過酸化水素法で分解後，その分解液に

90
80
70
60
50
40
30
20
10
0

20
15
10
5
0

4

11

18

NF

CC

25

32

CL

39

46

LC

LL

53

60

67

移植後経過日数

図１．栽培期間中の草丈，SPAD値，及び分げつ数
の推移

(4)

農

業

SPAD値の極端な減少が見られた。これ

と

科

学

平成29年７月１日

表２．穂ばらみ期および収穫期の乾物量（g pot-1)

は本年度の施肥量がポット試験としては処理区

低いために，後半に窒素が不足したことが理由の一つと考えた。また，福岡管区

NF

気象台のデータによると試験年度の平均

CC

気温は平年と変わらなかったが，最高気CL温が平年になく高く推移したことも原因

LC

かもしれない。

LL

ｂ植物体の乾物重および窒素，リン酸，

穂ばらみ期

6.63 c17.87 b22.42 a

収穫期
茎葉

穂

植物体

13.88 d8.68 b

22.56 d32.47 b13.45 a45.91 b27.09 c13.24 a40.34 c36.57 a14.74 a51.31 a36.69 a15.33 a52.02 a

表中の異なるアルファベットはFisherの最小有意差検定により５％水準で有意差があることを示す。

カリ集積量
穂ばらみ期では，乾物重（表２) ，NPK
集積量（表３〜５）のすべてでL区がC区

表３．穂ばらみ期の乾物重およびNPK集積量を有意に上回った。収穫期では，茎葉は
穂ばらみ期と同様にL区がC区を有意に集積量（mg pot-1)

処理区

乾物重
(g pot-1)

N

P2O5

K 2O

かったが，CC区とCL区ではCL区が有NF

6.63 c61.72 c17.54 c180.26 c

意に低くなった。これは，液肥の表面施C17.87 b147.46 b

43.38 b488.60 b

用が土壌表面に膜を作り酸素の供給が減

L

22.42 a197.49 a

54.49 a607.16 a上回った。LC区，LL区には有意差がな

少したためと考えられた。これらのこと

表中の異なるアルファベットはFisherの最小有意差検定により５％水準で有意差があることを示す。

から，穂肥としての液肥の施用は，施用
技術の困難さからも避けるべきである。
植物体当たりのNPK集積量は，乾物

表４．収穫期の乾物重およびNPK集積量重の傾向とほぼ一致した。しかし，穂の集積量（mg pot-1)

処理区

乾物重
(g pot-1)

N

かった（表５) 。

NF

22.56 dｃ施肥した窒素，リン酸，カリの利用率

CC45.91 b

窒素の利用率は，穂ばらみ期までに

CL

L区で53%とC区の42%より高く（表６) ，乾物重，NPK集積量ともにNF区を除く

P2O5

K2O

128.91 c

86.22 d282.62 c

238.37 b

165.85 b

559.88 b

40.34 c216.56 b

150.69 c493.25 bLC

51.31 a266.90 a

177.89 a

631.74 a

LL

52.02 a264.86 a

182.98 a

630.51 a

すべての処理区間で有意差が見られな

収穫期ではLC区が53%と最も高く，次表中の異なるアルファベットはFisherの最小有意差検定により５％水準で有意差があることを示す。

いでCC区, LL区の52%で，CL区で42%と最も低く（表７) ，乾物重と同様の傾向であった。カリの利用率は，穂ばらみ

期までにL区で93%とC区の182%より低く（表肥を施用したことで，土壌由来のリン酸の吸収が

６) ，収穫期ではCC区が160%と最も高く，次い促進されていた（表６) 。また収穫期ではCC区のでCL区の119%と高く，LC区の75%，LL区の79.6mg pot-1に比べLC区の88.4mg pot-1，LL区

74%と低かった（表７) 。このカリの利用率の低の91.9mg pot-1とリン酸の吸収量が増加していた

さは，稲わらを水田から持ち出さなければ，カリ(表７) 。このことは，液肥の作用で可給態のリンの集積が問題になると考えられる。

酸が増加したこと，すなわち液肥が固定態のリンリン酸は液肥ではほとんど施用されないが，穂酸を可溶化すると考えられた。

ばらみ期にはC区での利用量が25.8mg pot であｄ窒素収穫指数と窒素生産効率-1るのに対し，L区での利用量が37.0mg pot と液-1

窒素収穫指数は，NF区が他の処理区に比較し農

平成29年７月１日

業

表５．収穫期の植物体の部位別のNPK集積量
処理区

N集積量（mg pot-1)

と

科

学

(5)

表６．穂ばらみ期での施肥窒素，リン酸，カリの
利用率

茎葉

穂

植物体

NF

55.25 d73.66 b128.91 cCC

122.27 b

116.10 a

238.37 b

NF

処理区

N施用量
(mg pot-1)

集積量(mg 株-1)

N利用量(mg pot-1)

N利用率

204

147

86

0.420

62

CL

103.62 c

112.94 a

216.56 bCLC

139.48 a

127.42 a266.90 a

L

255

197

136

0.533

LL

135.15 a

129.71 a

264.86 a
処理区

P2O5施用量(mg pot-1)

P2O5集積量(mg 株-1)

P2O5利用量(mg pot-1)

P2O5利用率処理区
NF

P2O5集積量（mg pot-1)
茎葉

穂

植物体

NF

33.54 c52.68 b86.22 d

C

180.0

43.4

25.8

0.144

L

4.9

54.5

37.0

7.572

処理区

K2O施用量(mg pot-1)

N集積量(mg 株-1)

K2O利用量(mg pot-1)

K2O利用率CC82.32 a83.53 a165.85 b

CL70.50 b79.89 a150.69 cLC

91.08 a83.56 a177.89 a

LL

89.30 a88.83 a182.98 a

処理区

K2O集積量（mg pot-1)
茎葉

穂

植物体

NF

244.28 d

38.34 b282.62 cCC499.60 b

60.29 a559.88 b

CL434.80 c

58.45 a493.25 bLC

564.80 a

66.94 a631.74 aLL

566.59 a63.92 a630.51 a

表中の異なるアルファベットはFisherの最小有意差検定により５％水準で有意差があることを示す。

17.5

NF

180

C

168

489

308

1.835

L

460

607

427

0.928

数はL区がC区より有意に多くなった。登熟歩合はNF区が特に高く，C区がL区より高い傾向がみられた。玄米重はNF区を除くすべての処理区で有意差がなかった。これは，玄米千粒重には有意差がなく，全粒数はL区がC区より有意に多くなったにもかかわらず，L区の登熟歩合が低い傾有意に高く，次いで栄養生長が抑制されたLC区

向を示したためである。玄米の窒素含有率はNFで高かった（表８) 。このことは収穫期の茎葉の区を含むすべての処理区で有意差がなかった。

生育が抑制された割に登熟歩合がよかったことをｆ土壌の無機化窒素量示す。この原因に関しては現在のところ不明であ

無機化窒素量が多い土壌ほど，植物が利用可能

る。また，施肥窒素生産効率は，子実生産に関しな窒素が多いと考えることができる。栽培土壌のて有意な差はなく，乾物生産では液肥を与えるこ

無機化窒素量はNF区で特に小さく，L区がC区よとで低下していた（表９) 。液肥の施用は，窒素り大きかった（表11) 。

の利用の面で不利な点があるのかもしれない。
ｅ収量構成要素と玄米の窒素含有率

表11のデータに基づき，以下の式に従って液肥中の無機態窒素の分解率（%）を求めた。ただし，収穫指数は全般的に低く，NF区のみが有意に液肥中に含まれるアンモニア態窒素は，硝化を受高くなった（表10) 。穂数はNF区を除くすべて

けず1MKCl抽出によって100％回収されると考の処理区で有意差がなかった。粗千粒重，玄米千えた。その結果，液肥中の有機態窒素の分解率は

粒重はすべての処理区で有意差がなかった。全粒

48.8%であった。

［(土壌＋液肥) 無機化窒素量−土壌無機化窒素量−液肥のNH4-N窒素量］
分解率 (%) ＝×100
液肥の有機態窒素量

農

(6)

業

と

科

学

重には有意差がなかった。

表７．収穫期での施肥窒素，リン酸，カリの利用率
処理区

N施用量（mg)
元肥

穂肥

N集積量（mg)

合計

茎葉

籾

合計

55

74

129

NF

平成29年７月１日

N利用量
N利用率
(mg pot-1)

これはL区の登熟歩合の低さが一因と考えられる。全籾数はL区が有意に多かっ

CC

204

5

209

122

116

238

109

0.524

たため，登熟歩合がよけれ

CL

204

6

210

104

113

217

88

0.417

ば穂重，玄米重ともL区が

LC

255

5

260

139

127

267

138

0.531

大きくなっていたと考えら

LL

255

6

261

135

130

265

136

0.521

れる。C区とL区の登熟歩処理区

P2O5施用量（mg)
元肥

穂肥

植物体P2O5集積量（mg) P2O5利用量

合計

180.0

CL

180.0

LC

4.9

LL

4.9

処理区

0.1

合計

33.5

52.7

86.2

180.0

82.3

83.5

165.9

79.6

0.442

少 な か っ た め 登 熟 期 に窒

180.1

70.5

79.9

150.4

64.2

0.356

素が不足した可能性が考え

4.9

91.1

83.6

174.6

88.4

18.119られる。また，本試験で使

5.0

89.3

88.8

178.1

91.9

18.493用 し た 品 種 ヒ ノ ヒ カ リが植物体K2O集積量（mg) K2O利用量
K2O利用率-1
茎葉
籾
合計 (mg pot )2006年の気候（高温，特に

244

39

283

回る）の影響を強く受けた

0.1

穂肥

のポット試験にくらべ，本籾

K2O施用量（mg)
元肥

合の低さについては，通常P2O5利用率

茎葉

NF
CC(mg pot )
-1

合計

NF

試験の施肥量，特に穂肥が最高気温が平年を大きく上可能性もある。

CC

168

5

173

500

60

560

277

1.602

CL

168

9

177

435

58

493

210

1.190

山鹿市のメタン発酵液肥

LC

460

5

465

565

67

632

349

0.750

を用いた試験で，液肥の施

LL

460

9

469

567

64

631

347

0.742

肥量を液肥に含まれるアン
モニア態窒素量を基準に化学肥料の窒素肥料相当分を

表８．窒素含有率と窒素集積量
処理区

窒素集積量 (mg)

施肥した。その結果，有機
窒素集積量（mg)

窒素収穫指数態窒素の約半分が易分解性

茎葉

穂

茎葉

穂

合計

NF

0.40

0.85

55.25 d73.66 b128.91 c

0.572 aる 無 機 化 窒 素 量 の 測 定か

CC

0.38

0.86

122.27 b

116.10 a

238.37 b

0.487 c

ら明らかとなった。その結

CL

0.38

0.85

103.62 c

112.94 a

216.56 b

0.522 b

果，本研究で行った窒素施

LC

0.38

0.86

139.48 a

127.42 a266.90 a

0.477 c

肥は増肥につながり，それ

LL

0.37

0.85

135.15 a

129.71 a

264.86 a

0.489 cを反映して乾物生産や子実であることが，培養法によ

表中の異なるアルファベットはFisherの最小有意差検定により５％水準で有意差があることを示す。

生産が増加した。しかしながら，元肥に化学肥料，穂肥に液肥を表面施用した場

５）考察

合，乾物生産，子実生産が共に減少した。これは，生育調査および穂ばらみ期の乾物重，収穫期の液肥の施用によりポットの土壌表面に膜を作り酸

茎葉の乾物重から，液肥を施用したL区のほうが素の拡散が押さえられ，水稲の根の活性が低下し化学肥料のC区より生育が優れていることが伺えたと考えた。また，この減少が元肥に液肥を与える。これはL区のほうが施用した全窒素量が多く，た区より大きかった原因は，液肥の有機物を分解

また植物が利用可能な無機化窒素量も多かったた

する微生物活性が低かったためと考えた。さらめであると考えられる。しかし，穂の重量，玄米に，圃場ではこの時期の液肥の効率的な散布方法

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表９．集積窒素生産効率と施肥窒素生産効率および見かけの施肥窒素利用率

育はL区が優れていた。収穫期のり，LC区とLL区との間では有意茎葉重もL区がC区を有意に上回

子実

乾物

子実

乾物

見かけの
施肥窒素
利用率
(%)

CC

56.39 ab192.86 a

64.40 a219.89 a

0.524 a除く全ての処理区で有意差がな

CL

61.19 a186.33 a

63.02 a191.96 b

0.417 aかった。穂数，一穂粒数，玄米千LC

55.12 b192.42 a

56.78 a197.62 b

0.531 a

粒重はNF区を除く処理区で，玄LL

57.75 ab196.79 a58.74 a199.31 b

0.521 a

米の窒素含有率は全ての処理区で表中の異なるアルファベットはFisherの最小有意差検定により５％水準で有意差があることを示す。

有意差がなかった。液肥を施用し集積窒素生産効率(g/gN)

処理区

施肥窒素生産効率(g/gN)

差がなかったが，CL区はCC区より有意に小さく，穂重はNF区をた土壌には田面水に膜状の層が見られた。CL区の生育抑制は，こが不明である。したがって，穂肥としての液肥のの膜により土壌への酸素の供給が妨げられ根の活施用は断念せざるを得ない。

性が低下したためと考えた。LL区では土壌の微

６）要約

生物相が液肥による膜状の層を容易に分解し，生

本試験では栽培期間中の草丈，葉色，分げつ数

育抑制が見られなかったと判断した。従って，液は，LL，LC区がCC，CL区よりも高く推移し，穂肥の穂肥としての使用は，推奨できないと結論し

ばらみ期の乾物重もL区が有意に大きく，初期生

た。N，P 2O 5，K 2Oの穂ばらみ期までの集積量

表10．構成要素と玄米の窒素含有率
処理区

収穫指数

穂数

一穂
籾数

pot-1

粗千粒重

全籾数

登熟歩合

g

玄米
千粒重
g

g pot-1

玄米窒素
含有率
mg N g-1

玄米重NF

0.387 a6 b69 b19.71 a443 c0.517 a18.22 a4.13 b

11.17 aCC

0.293 bc

12 a

60 a

18.24 a738 b0.430 ab18.15 a5.80 a11.33 aCL

0.329 bc

12 a

57 a

18.72 a708 b0.442 ab18.26 a5.70 a11.19 aLC

0.287 c

15 a

57 a

17.64 a834 a0.341 b18.38 a5.22 ab11.44 aLL

0.294 bc

15 a

58 a

18.00 a850 a0.406 ab18.51 a6.35 a11.11 a

収穫指数は，子実重／全乾物重を示す。表中の異なるアルファベットはFisherの最小有意差検定により５％水準で有意差があることを示す。玄米重は，全粒数×登熟歩合× (玄米千粒重/1000）によって算出した。

表11．無機化窒素量（mg N 100g-1 dry soil)

は，L区がC区に比べ有意に高かった。植物体の窒素の集積量は，施肥窒素の差以上に多くの量が

処理区

栽培前

穂ばらみ期

収穫量

NF

8.43 c5.78 b

4.20 c8.22 a7.52 ab8.22 a7.27 bは，L区の施肥量はC区の約40分の1程度である

9.26 a8.23 aにも関わらずＬ区で集積量が多く，液肥の施用が9.26 a7.35 bリン酸の可溶化を促進したと考えた。カリの集積

CC
CL
LC
LL

27.53 b35.03 a

表中の異なるアルファベットはFisherの最小有意差検定
により５％水準で有意差があることを示す。化学肥料と液肥の全窒素，及び液肥のアンモニア態窒素の添加量は,それぞれ23.90, 29.89及び23.46mg N 100g-1dry soilであった。

L区で吸収されており，L区がC区より吸収されやすいことが明らかとなった。リン酸の集積量

量は，L区の施用量がC区の３倍程度であるにも関わらずL区の利用率は１より低く，施肥過多に注意する必要があり，穂肥での減肥を考える必要
がある。

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平成29年７月１日

土壌肥 料 の 窓 か ら の 一 風 景
元 ＪＡ全農
技術主管

肥料農薬部

山

技術対策課

田

一

郎

１．はじめにされている。低地土の生成にもっとも大きく影響

１）日本の土壌の多様性

する因子は地形である，低地であるので河川の影土壌の生成因子には，気候，地質，植生，時間，響が大きく，多くの河川が集まると平野ができ，地形そして人間活動などが挙げられている。日本

低地土は地下水位の影響の大きい土壌から小さいの気候は亜寒帯，温帯，亜熱帯であり，主な土壌

土壌に，すなわちグライ土，灰色低地土，褐色低の母材は火山噴出物，河成や海成の堆積物，火成

地土に分けられ，また，灌漑水の影響の強い場合岩や堆積岩である。植生は高山や亜寒帯では針葉は低地水田土に分けられる。これは水田土壌での樹，西南暖地の低山，丘陵では常緑広葉樹でその地下水位と灌漑水の影響バランスでできる土色と他では落葉広葉樹，台地ではススキ等の草本植

斑紋からの分け方あるが，これらの形態は，土木生，低地では湿地性植物であった。これらの植生工事での排水などにより比較的短時間で変化すは時間とともに変化してきた。日本で人間活動がる。一方，赤色土と黄色土の生成に最も大きく影活発になった10,000年以内の植生でもっとも変響する因子は時間であり，万年単位以上の時間がわったのは，火山噴出物地帯で森林からススキ草

経過し，火山灰や河川堆積物などの影響が少ない

原に変わったことと，低地で水稲が急激に増大し地形上で生成される。

たことであろう。土壌生成での時間単位は概ね，これらの土壌を世界の土壌と比較すると，世界

火山灰土壌では1,000年で，低地土壌では数十年の多くの土壌は数十万年よりも古い土壌が多い。

程度であろう。地形は，日本は急峻地形が多く，一方，日本の土壌では火山灰由来の土壌と河成やそのために森林が７割とされる。このような日本

海成の堆積物由来の土壌が多いことが特徴であり，での自然環境の多様性の結果，日本の主要な土壌

このことは，また，若い土壌が多い事も意味しては，(湿性）ポドゾル土，褐色森林土，黒ボク土，いる。火山灰由来の黒ボク土であるが，これは温赤色土，黄色土，低地土，泥炭土，未熟土など多帯での生成物である。他の気候帯での火山灰由来様となった。

土壌を日本の農耕地土壌分類でみると，寒帯では

２）日本の土壌生成の特殊性

主に（湿性）ポドゾル土，熱帯では生成環境によこれらの土壌を気候，地質，植生，時間，地形り（アロフェン質）黒ボク土，塩基飽和度が高い

そして人間活動から再度みると，主要な畑地土壌

ハロイサイト質の褐色森林土などになると思われである黒ボク土は火山灰を母材としてススキ草原

る。また，世界の多くの水田土壌は地下水の影響下で生成された。ススキ草原は人間活動の結果での強い土壌や天水の土壌である。国際的土壌分類

ある人為植生である。横道に逸れるが，暖地でのはFAOの土壌分類やアメリカのSoil Taxonomy

黒ボク土の生成は２万年前〜３万年前から始まっがあるが，それらとともに国内独自の土壌分類がたが，寒冷地では１万年前であった。日本に人類必要であり，日本がこの二つの土壌分類を使い分が渡ったのは約３万年前頃といわれており，暖地

けていることは重要である。

での黒ボク土の生成年代と一致するのは興味深

３）沖縄の土壌の普遍性い。黒ボク土は強酸性の非アロフェン質黒ボク土

沖縄県や鹿児島県の奄美大島以南の土壌は，国と弱酸性の（アロフェン質）黒ボク土などに細分

頭マージ，島尻マージ，ジャーガルと地元で呼ば平成29年７月１日

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れる土壌が多く，国頭マージは強酸性土壌である

本的な活用を重要視している場合を除き，土壌にが，島尻マージとジャーガルは，ともにpHと塩対する関心は薄れていくことになる。これからの基飽和度が高い土壌である。日本の農耕地土壌

新時代には新土壌生産力分級が必要になってくる

分類では，国頭マージは赤色土か黄色土に，島尻に違いない。

マージは暗赤色土に，ジャーガルは未熟土に分け

２）愛知の砂地農業

られるが，国頭マージ以外はこれらの地域以外に

平成元年からつくば市の農業環境技術研究所

は極めてその分布が少ない。これは，島尻マージ(当時）の土壌分類研究室（当時は三土室長）にの母材は石灰岩でありジャーガルは泥灰岩であお世話になった。入って間もなく，研究室でモノり，これらを母材とする土壌が少ないためである。

リス採取に知多半島を訪問した。その折，知多半

これらの沖縄県や鹿児島県の奄美大島以南の３

島の野菜農家と話す機会があった。その農家は，種の土壌，特に島尻マージとジャーガルは日本でここの土壌は砂地である。これまでは，粘土質のはその分布が限られる土壌のため特殊土壌扱いを土を客土していたが，今，それを剥いで砂地をま受けてきたが，世界規模でみると，これらの性質

た，出しているということであった。それは，客をもつ３土壌は広く分布している。ただし，沖縄

土した土壌では野菜の量は採れるが質が良くないの国頭マージ，島尻マージ，ジャーガルとも世界ということであった。つまり，窒素管理は砂地がの中ではかなり若い土壌である。別の見方をする

やり易いということであった。土壌の教科書でと，日本の黒ボク土や低地土壌の方が世界的にはは，砂地は客土や有機物投入でCECを高めなさ

分布の少ない土壌であり，沖縄の土壌を知ること

い，腐植含量を高めなさいと書いてあるが，農業

は，世界の土壌を知る窓である。

現場のある部分では，この時期から，少なくとも

２．土壌肥料の教科書と農業現場

野菜では量より質を重視する農業に代わっていた

１）土壌分類と土壌生産力分級のである。教科書はあくまで参考書だということ

日本の土壌学の教科書をみると土壌分類はかな
り詳しく記載があるが，土壌生産力分級についてを痛感した出張であった。
３）熊本への車窓からはそれ程多くはない。実は，かつての農業現場で

平成４年４月に熊本県にある九州農業試験場

は土壌分類と土壌生産力分級はセットで使われ(当時）に赴任した。その転勤には，鉄道を利用していた。昭和50年代頃までは，県の農業試験場

たが，福岡県から熊本県に入ると，農村地帯の風や普及員の方々も農耕地土壌の性質に精通して景が一変した。福岡県ではあまり見られなかったいる方々が多かったと思われる。これらの方々に

農業用ハウスが至る所で見られるようになったのとって農耕地の土壌改良を行い，作物の生産性向である。暖地の中でも暖かい九州でなぜハウス農上を行うには，土壌分類と土壌生産力分級は大い業なのかと不思議に思った。赴任して間もなく挨に助けになる資料であった。土壌分類も大きな分拶まわりで行った熊本県農業研究センターの土壌類部分は国関係の研究者が担ったが，細分類部分

肥料部門で，このことを尋ねたところ，今までよは各県の試験研究者が担うことが多かったと思りももっと早出しをして野菜産地の優位性を高めわれる。

るためだという答えであった。九州農業の現場や土壌分類は，基本的にその性質が変わり難い性試験研究者の作物生産の現場主義の洗礼を受け，質に因っており，基本的な土壌分類が変わること

これは以後の長い九州での試験研究の一つの考えは少ない。一方，土壌生産力分級の基本的区分も方に繋がっていった。このような最先端の各論は普遍的な区分が行われてはいるが，各地農耕地の土壌肥料の教科書に掲載されることが未だ少な

土壌生産力分級の分級ランクは土壌改良により変かった時代であった。

化する。そのため，土壌改良が終了すれば，農業

４）地域総合プロジェクト

現場では土壌生産力分級の役割は終了する。その

これは，今では当たり前になったが，国の農業ため，少なくとも農業現場では，土壌分類図の基

試験研究者はもっと地域密着型の試験研究を行う

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必要があるということで，新規性と現場性に極めの言うとおりであった。この「ニガ土」の評価は，て富む課題について，多くの専門分野が共同で取農業機械が普及する以前の評価であったと思われり組んで総合的技術開発にあたる全国的プロジェ

るが，自分自身が赴任して間もないとはいえ，そクトであった。これは赴任して間もなく提示されの評価を鵜呑みにしていた。農業現場を素直に観たプロジェクトであったが，なかなか課題が組め察するという，初歩的なことを研修生から学んだ

ず，当時の九州農業試験場の企画連絡室長は苦労

ことは，ショックでもあったが大事なことを再認なされていた。九州農業試験場（熊本）では，当識させられた瞬間であった。

試験場で開発した飼料作物を組み込んだ新飼料

６）黒ボク土の物理性体系での畜産・草地主体のプロジェクト課題を立今は，東京の武蔵野台地で生活している。このち上げ，近傍の飼料作地帯で試験を行うことにし地帯は，まさに黒ボク土地帯である，この黒ボクた。その第１回目の現地との打ち合わせ会議の折

土地帯にある農業体験農場で野菜を作っているり，その受け入れ先の町長が「ここの飼料作体系

が，この黒ボク土が，人が歩く程度で結構，硬くはトウモロコシ・イタリアンライグラス体系であなるのである。スコップで掘るのも苦労する位にる。この体系を確立するまでには多くの年月を要なることもある。これは，｢二ガ土」の場合と似たした。プロジェクトは受け入れるが，この体系を体験であるが，作土で人力の話である。黒ボク土

変えるつもりはない。
」と話された。変なことだ

は物理性には問題がないと習ったが，これは未耕が，妙に感心した記憶がある。多分，自分たちの地の話なのだろうか。耕地では異なるのだろうか

農業現場での技術に自信を持っているのだと当初という疑問が湧いたが，さらに「二ガ土」の話とは理解したが，その後，プロジェクトを進めてい重なり，有機物の劣化ということと結びついた。

くうちに，飼料作体系を変えることは牛の生産体｢二ガ土」は表土化により有機物の劣化あるいは系を変えることだということが段々に分かってき変質が急激に進み，黒ボク土の特徴である膨軟性て，極めて現場的な話だと悟った。これは，このを失わせしめたのではないのか。この武蔵野台地

プロジェクトにより創出される新技術が畜産農家でもやはり黒ボク土が本来持っていた有機物が長のメリットに貢献できる具体的な体系になるかど

年の畑地としての使用で消耗していったが，かつうかを疑問視されたということであった。教科書ては有機物施用で黒ボク土の物理性を保っていにはない，先端の農業行政の視点を勉強できたプた。しかし，有機物施用が少なくなったため，膨ロジェクトであった。

軟性を失い始めたのではないかと推定した。この

５）ニガ土

ことは，機械作業からは分からないことであっこれも赴任して間もなくのことであった。阿蘇た。やはり，人が自分の感触で感じることが大事

山周辺には「二ガ土」と呼ばれる埋没した黒ボクであることを再確認した。IT時代に対する注意

土があり，その生成年代は１万年よりも古いとさ喚起のようにも感じた次第である。

れていた。この「二ガ土」は埋没している間は，

３．土壌肥料技術の肥料営業活動への活用

黒ボク土的物理性を有しているが，これを作土と

１）営業土壌肥料という分野

して使うと物理性が一変して硬化し，ゴロゴロのJA全農を退職したあと，ある肥料メーカーで塊になり農作業に支障をきたすということであっ週１回，お世話になっている。この勤務の目的は，た。当時所属していた土壌特性研究室では，その肥料の営業の方に土壌肥料の知識を講習し，営業特性の研究を既に行っていた。研修生として来た活動の強化に役立ててもらうことである。JA全新規採用の方などと一緒にその農業現場に赴い

農の時は，肥料技術の普及に従事していた。肥料た。その農業現場では，農業機械で何の支障もな

は製造，製造物の評価，管理そして利用での技術

く作業をしていた。その研修生は，「このニガ土開発や普及という幅の広い分野をカバーする製品

は農作業に支障を及ぼさない。
」という判断を下である。肥料の利用分野でも，土壌，作物栄養，した。その後，多くの二ガ土の現場をみたが，彼

作物栽培，農業機械，農業経営などカバー範囲は

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広い。このように幅の広い分野をどのように講習

菜，果樹，施設別に主に化学性の状態適否がデー

して営業員の活動に役立てもらうかを試行錯誤しタとして示される。表１にはJA全農による比較ている日々である。

的最近の水田，露地野菜と施設野菜の土壌診断に

２）変わってきた風景〜土壌管理・施肥管理かよる全国状況を示した。このデータから明らかな不足と過剰をみると水田ではpH，苦土，石灰，ケら養分管理へ〜
日本の国や県の土壌肥料の行政や試験研究に携

イ酸が不足し，露地野菜では石灰が不足し，施設わっていた関係者により，農耕地土壌分類と土壌野菜ではリン酸と苦土が過剰である。これが現在の種類に応じた土壌の改良の方法（水田，普通の日本の耕地土壌の養分状況の実態である。

畑，樹園地別の地力増進基本指針）が取り纏めら

土壌生産力分級により評価された当時の畑土壌れ，特に昭和30年代から50年代の日本農業の発では（表２) ，問題があり改良を行わないと作物展や農家や地域の作物栽培管理の基本技
表１．水田，野菜，施設の各土壌診断値に基づく土壌養分状況（日高2010)

術として寄与してきたことは既に記し水田（％)

た。しかし，時代が

適

過剰

不足

適

過剰

不足

適

過剰

73

22

5

32

51

17

47

47

7

77

20

3

22

56

22

40

11

59

30

2

30

68

76

8

7

82

11

3

72

25

61

31

9

46

38

16

11

37

52

石灰

73

21

6

60

25

15

25

36

39

苦土/カリ

14

86

0

45

55

0

28

72

0

ケイ酸

58

42

0

pH

年では土地利用型農EC

業において省力・低

リン酸

22

38

カリ

16

苦土

く求められている。
この技術の基礎
データとなるのが土壌診断である。土壌診断は水田，畑，野

施設（％)

不足

平成に入り，特に近コスト農業技術が強野菜（％)

表２．土壌生産力分級が利用された当時の畑土壌の状況（JA全農肥料農薬部 H19年)
生産力阻害要因

面積割合
35 ％

Ⅰ，Ⅱ等級
せき薄土（保肥力，固定力，塩基状態)

42.6

カルシウム，リン酸，優良粘土，有機物

養分の欠乏（交換性Ca，Mg，K，

36.1

カルシウム，マグネシウム，カリウム，リン酸,
微量要素

有効態リン酸，微量要素)

畑

乾

27.7

畑地かんがい

侵食の危険

21.4

等高線栽培，土止作成

有効土層が浅い

14.3

客土，除れき，土層改良

急傾斜

12.9

排水路，グリーンベルト

過

湿

12.4

排水，客土

耕うん困難

11.3

砂客土，有機物施用

表土が浅い

8.7

深耕，客土，土層改良

障害性（盤層，ち密層，有害物質)

5.6

心土破砕，土層改良，有害物質除去

れきが多い

5.4

除れき

過

Ⅲ，Ⅳ等級
(不良土)

主な改良対策

計

65 ％

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（毎月１日発行）平成29年７月１日第692号

生産に支障をきたす恐れがある土壌が65%であであり，前記した新土壌生産力分級の開発と結びり，その多くはリン酸固定，低pH，必須養分のつける必要があると思われる。

不足であった。現在の露地野菜畑では，かつての４．おわりに多くの障害は修復されている。

農家や各地域では個別や地域の農家圃場で栽培

このような状況の変化は，農業現場のかつてのしている作物の収量，品質の安定化あるいは高度土壌管理と施肥管理からなる２階造りの管理が，化が最関心事であるので，技術もそれに対する対

作物養分管理としての平屋造りの管理に変化をも応が必要である。以上の様な状況を踏まえ，肥料

たらしていると思われる。この様な状況を受け，の営業担当者が農家などの現場に利益をもたら技術として農業現場の土壌養分の状態を的確に把す技術や知識を基にし，肥料を作物栽培に有効に握して，その状況に応じた養分管理を行い省力・使ってもらうことが重要である。そのための土壌

低コスト技術とすることが必要とされる時代に肥料の講義や営業担当者による現地圃場試験の指なったのではないだろうか。また，この土壌養分導などを試行錯誤しながら実施しており，勝手に管理は土壌の肥沃度の維持，土壌の多様な機能性

営業土壌肥料と名付けている。そして，｢学びての活用などによる農作物の持続的生産技術の一端使うこと，すなわち明るし。
」であることの大事さを伝えていこうと考えている。