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第三種郵便物認可

農 業 と 科 学

平成 5年 6月 1日，岡，・川 111 ・ 11_. 1 1111 1\ 111 四 F 川目 1111 1'司 "'UI Il1l 11P 回 1111 ，， 1 川，. ...lhtllll~I......hlll"ll'...... 川 1 (l1I 11....III (l lllll.....IIIIPIIII~ )ioIII I"lllI111 ‘ ....H jI川 1111~ "， lllnlllll 回...1' 11111111..... 司 "11111111--"1 1 1111111 ， ."11111111 11 "" 同'"・ 1........... 川 101 1 ， 1\ ，..圃 I tJ"fÍ ~U ・水田にむける土壌窒素の評価と今後の研究展開
石川県農業総合試験場
農業研究専門員北1. はじめに環境保全および持続型農業を前提にした高品質生産が求められている。このような背景の下で，稲作では次の点が土壌肥料分野に要請されるようになった 9 第 1は，耐倒伏性の弱い良質米品種および高品質・良食味の志向に対応した養水分管理技術を確立する。第 2は，有機物施用に伴う土壌の養分動態、を定量的に把握するとともに，土壌肥

田 敬宇

度の適用範囲が広く，また無機化過程の特性がパラメータにより明らかであり，有効な方法と考えられる。

2) 速度論的解析法による土壌窒素無機化予測
土壌窒素の無機化は，微生物により同化される有機化反応と同時に進行している。土壌中の窒素はこのように複雑な動態を示すが，土壌から作物への土壌窒素の移行を考えるとき，土壌窒素の無沃度の長期変動予測に基づく適正な有機物管理指機化がとくに温度変動によりどのようなノぐターン針を策定する。第 3は，土中施肥，緩効性肥料のを示すかが重要な点であり，この意味において土施用および不耕起栽培などにかかわる，土壌一作

壌窒素の解析を行うには常に土壌環境要因の影響物系における養分動態を解明し，効率的な肥培管評価を行う必要がある。したがって，圃場におけ理技術を確立する。

る土壌窒素の動態の解析を行う場合 p できるだけ水田においては上記の解決に向けて，土壌生態系の物質循環，とくに窒素の動態解明が最も重要な課題となっている。ここでは，土壌窒素の評価圃場の土壌環境条件に近似させて行うことが重要となる。
速度論的解析法では長期の湛水培養が必要となにつふて，これまでの成果を概観し，今後の研究るが，その状態は闘場における土壌の湛水条件に展開について論じたい。

近似させたものであり，適当な方法と考えられ

2. 土壌窒素の無機化予測

る。ただ，閉鎖系である試験管内での無機・有機1) 土壌窒素供給パターンの把握
コシヒカリに代表される良質米品種は一般に耐化反応に関与する微生物とその活性は，透水性が倒伏性が弱く，良質米品種の移行に伴い，窒素をくるものと考えられる。そこで，筆者は水稲の土中心としたきめ細かな肥培管理が求められるよう壌窒素吸収量を予測するにあたり，生育期間中のになった。また，近年の気象変動に起因する作柄いずれの時期の土壌を用いれば精度よく予測できの変動が大きく，水稲の生育状況や気象条件の推るかを検討した。結果を第 1図に示すように，水移などの情報に基づいた肥培管理対策が要請され稲の窒素吸収量は春先の土壌での予測によりおおるようになった。このような肥培管理技術を解決

よその推定ができるが，窒素無機化過程は採土時するには，土壌別に土壌窒素の無機化予測を行期により異なることがわかる。また，上野らは，

い，これに基づいた合理的な窒素施肥体系を確立

春先の圃場乾燥状態に対応した土壌窒素無機化量を推定する方法を提案している。すなわち，第 2する必要がある。
さて，圃場においては土壌環境要因の，とくに付与された圃場でのそれとは培養に伴い異なって図に示すとおり土壌水分別の土壌窒素無機化パタ

温度が時々刻々と変動するため，土壌窒素の無機ーンを求め，当該年の水分状態の窒素無機化量化量を時間・温度の関数として表わす必要があは，比例計算より培養データより求めるものである。金野，杉原らの速度論的方法においては，温る。

農 業 と 科 学

平成 5年 6月 1日(7)，.
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第 1図

このように，速度論的解析法は，時々刻々と温圃場における土壌窒素の無機化推定曲990年)
線(北田， 1・.
"
1

度が変化する圃場において，作物への土壌窒素供給パターンを求めるのに有効な方法と考えられ

細粒灰色低地土水田12る。そして，なによりも，得られた無機化特性値により土壌窒素の無機化特性が明らかとなり，現8地園場への適用が一般化できる。

3. 土壌窒素無機化予測に基づいた窒素施肥体
4系の確立に向けて
1) 施肥量策定のための土壌窒素無機化予測て)
Cお(
36O
【，伺当

適正な施肥量は，目標とする水稲の窒素吸収量
細粒グライ土水田と土壌窒素吸収量との差を，生育時期を追って補足していく方法が基本になる。このシステム施肥側軍
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華ム属
械

第 3図

多収水準(収量 650kg/l0a以上〉における水稲の窒素吸収パターン(北田，81990年)

4t

1505月1日•6月1日

7月1日 7月20日

玉 I1111細粒灰色低地土水田

9月1日

~

10同
副

一一一湛水直前採取土の特性値による無機化推定曲線
一‑一採土時期別の特性値による無機化推定曲線

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さ長 5無機化曲線の結合時期
水稲の窒素吸収量・
十細粒グライ土水目t
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移植

第 2図

最高分幼穂形穂揃期成熟期
げつ期成期

土壌水分別土壌窒素無機化パターン(圃場埋設法) (上野ら， 1990年〉
風乾土

30黒ボク土壌

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(8)農 業 と 科 学

第三種郵便物認可

平成 5年 6月 1日

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法 を 確 立 す る た め ， 筆 者 は 数 量 化 I類 の 統 計 解 析第 5図

湿潤土アンモニア化成量と適正な基肥か ら 第 3図に示すように，土壌の種類別に，コシ窒素量水との関係(北田ら， 1991年〉

ヒカリの多収水準(収量 650kg/10a) における窒水稲による利用率を明らかにした。利用率は，土どの要因により変動するため，窒素無機化推定量ないことが報告されている。
鳥山は，水稲の窒素吸収パターンと土壌の窒素。•
0""i
守と窒素吸収量とは，生育初期ではそれほど一致し

y=ー 0.
968***(n=10)︐h壌管理要因や，水稲根の活力，根系の拡大速度な

y=‑6.41logX+7.
47且

種類別に，土壌窒素無機化量および施肥窒素量の¥aτ q δ ηな窒素施肥量を判定するため，施肥時期や土壌の5(SH¥2)酬桝棚田町榊

素吸収パターンを明らかにした。さらに，合理的。
。

510

無 機 化 パ タ ー ン の 関 係 を 第 4図 の よ う に 模 式 化

湿潤土アンモニア化成量 (mg/100g乾土)

し，窒素吸収の律速段階の違いによって phaseを*最高分げつ期に、多収水準を維持するに必要な窒素保有量を得たときの量を示す。
0，グライ士水田;・，灰色低地土水田

tha‑
分ける考え方を示している。これによると， pse‑
1では，窒素吸収の律速要因が稲体要因(生育速度〉であるのに対し，phase‑2で は 土 壌 要 因る。このような観点から，筆者は，適正な基肥窒(窒素の無機化速度〉である。

素量は平年的な気象年次において，多収水準を維

第 4図持するに必要な最高分げつ期の窒素吸収量が得ら水稲の窒素吸収パターンと土壌窒素無機化パターンの関係の模式図(鳥山，れた時の量とした。この方法に従って求めた土壌ごとの適正な基肥窒素量と，湿潤土アンモニア化1990年)•成量 (
30C， 4週 間 湛 水 培 養 〉 と の 聞 に は 第 5図0酬︺骨密 Z寝 vT 酬以ヤ雌特集Z 附聴け明に示すとおり，土壌の種類を問わず曲線回帰関係

phase1が認められ，湿潤土アンモニア化成量を指標とした基肥窒素の施肥基準を策定した。
(2) 適正な追肥窒素量の判定

phase‑2では，土壌窒素の無機化反応が安定であり，窒素無機化推定量と窒素吸収量とはほぼ一致するという報告が多い。
適正な追肥窒素量 (kg/10a) は 以 下 の 式 で 求められる。

有効積算温度(1) 適正な基肥窒素量の判定
phase‑1では，間二[{(時間自保有量)‑(諒韓日 ωの)}‑x(右君主の)7100}]/(開基の )7100{(白昼間選化量)
筆者は，組み立てたシステム施肥法に基づいて春先の湛水前土壌の乾燥程度な施肥管理を行い，目標とする窒素吸収パターンにどの環境要因の変化により，土壌窒素の無機化反誘導できるか，さらに安定多収が得られるかにつ応が不安定となる。また，土壌窒素無機化予測法

いて検討を行った。幼穂、形成期次いで穂揃期に窒により基肥窒素量を判定する場合，当年の気象情

素栄養診断を行い，それぞれ次期の穂揃期，成熟報が乏しいため予測精度は低下することがある。

期における目標とする窒素保有量と土壌窒素吸収

このため，生産現場では，肥培管理技術のより簡量との差から追肥窒素量を判定し，生育時期を追便で，って補足した。現地圃場におけるシステム施肥法

しかも現場に適合した方法が求められてい，JIl

第三種郵便物認可C.9)';
農 業 と 科 学
平成 5年 6月 1日
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第 1表

同Kg/10a

システム施肥法による追肥窒素量の判定(北田ら， 1991年〉
穂 肥

実 肥

土壌の種類目標日(符診断日(幼子ク断日 目炉市追肥目炉一日(成診断日(穂診断日 目炉市追肥揃期)の N 穂形成期) 日間の土壌 N
量.***執…期)の N f前期)の N 日間の土壌 N量*村
保有量
保有量*
無機化量付保有量のN保有量*無機化量**NN

グライ土水田11.54.
3
71.75

8.28

15.
511.611.83

3.18

灰色低地土水田

10.
54.19

1.50

7.40

13.
59.80

1.43

3.49

* 葉 緑 素 計 値 × 草 丈 × 茎 数 の 値 を 変 数 と し た N保有量の推定式から算出した。

** 利 用 率 を 考 慮 し た 数 値 を 示 す 。 利 用 率 は 、 幼 穂 形 成 期 穂f前期、穂揃期 成熟期をグライご:
1水 田 が 100%、 100%、 灰色 低 地 土 水 田 が 80%、 60%とした。
:
1二および、灰色低地土水田とも幼穂形成期***利用率を考慮した数値を示す。利用率は、グライ .
を65%、 65%とした。

第 2表

穂揃期、穂揃期

成熟期

システム施肥法による水稲の窒素吸収パターンおよび収量・収量構成要素(北田ら， 1991年〉
窯素吸収量 (kg/10a)

収量(kg/10a)

土壌の種類

収量構成要素最高分げつ期幼穂形
成期

穂揃期

成熟期

グライ土水田

3.
55.
012.
817.
9643

47069.487.822.3

灰色低地土水田

3.
04.4.51115.
867644564.986.524.3

第 6図

水稲の窒素吸収に及ぼすシロカキの影

穂数
登熟歩合千粒重(本/m2) 一穂着粒数(%)(g)

1989年の調査結果を示す。に基づく追肥窒素量の判定結果と，それによる水稲の窒素吸収パターンおよび収量調査結果を第響(有機物連用 4年目)(大山， 1975年〉

1， 2表に示す。システム施肥法により，土壌の+ー収量 (kg/a)

種類を問わず理想的な窒素吸収パターンが得らυ)穂揃期から成熟期までの吸収量(数字は吸収割合)

れ， 640‑‑670kg/10aの目標収量が達成された。

幽)幼穂形成期から穂揃期までの吸収量 (IIll}幼穂形成期までの吸収量 (

本試験は，毎年同じ土壌管理が行われている連作

1/I!

)

)

水田で実施したものであるが，田畑輪換体系や新0.8

たな土壌管理が行われている状況下では，環境要因の変化にも対応したシステム施肥法を構築していくことが必要であろう。
2) 新たな土壌管理技術に対応したシステム施肥法の構築
長野間らは，低湿重粘土の汎用化のため，輸換田における部分耕移植栽培の作業技術を検討し，その有効性を認めている。これによると，代かきによる土壌の亀裂の粘閉がなく，またわらが田面にあるため土壌還元が進行せず，このため土壌窒‑""'0.
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素無機化過程が連作田と異なるものと推察され¥一一‑v‑一一J、』ー‑‑v一一J¥一一‑v‑‑‑‑‑'

る。また，環境保全や省力化を目指し，緩効性肥会
用医施副巴品わ区ら百月
巴区;料による施肥法や側条施肥および二段施肥などの堆)01(農 業 と 科 学

第三種郵便物認可(毎月 1日発行〉平成 5年 6月 1日

第 428号....，~ .， 11 ・ l' ‘ ......1 ， 11 11 .，...川・ l j1l1.‘ 1 "11 ・'"・rtI....，"\l 11 1I 1. "， I'IJIII1 11 ....11 1t 111111~ 同1' 11111111.... .，'川 '"11 ，.."川 1 ，./，.，....，. '111 ， 11..' 司 ....'1111 ，， 1".. 司 1111111'11" ・ Ilhl""1 同 h 占，.
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1

局所施肥法が検討されている。これらの施肥法で上記の報告は，土壌管理と土壌の不均一性およは〉土壌の種類や土壌肥沃度により施肥効果が大び環境変化との関係を明らかにしながら，土壌窒き‑く異なるので，これら土壌条件を考慮する必要素の動態を調査する必要があることを物語ってい。
るがある。

. おわりに
4

不耕起土壌における窒素無機化過程について，大山は水稲の窒素吸収に及ぼす代かきの影響につ

環境保全，生産持続性を前提にした，高品質生いて検討し，結果を第 6図に示す。粒状構造(代産のための土壌管理・栽培技術が種々提案されてかき省略〉の土壌は泥状構造(代かき)に比べ窒いる。この技術に対応した研究は土壌肥料分野に素無機化が遅れ，水稲の窒素吸収が生育後半に旺も求められており，とくに土壌窒素の動態につい盛になると報告している。これは，耕起砕土の程ては，圃場で起こっている現象機構の理論的解明

度が土壌有機物を分解する土壌微生物の活動の場が急務である。今後，圃場における土壌環境要因を規制し，窒素無機化に影響を及ほすためと思わを組み込んだモデルの開発が必要であろう。

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