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生物と気象（Clim. Bios.） 9:A-3, 2009http://wwwsoc.nii.ac.jp/agrmet/sk/2009/A-3.pdf

2009 年 8 月 25 日掲載

http://www.agrmet.jp/sk/2009/A-3.pdf

大規模土地利用型農業で実現したパッシブ制御‐土壌凍結を活用した野良イモ防除―
広田

知良（独）農業・食品産業技術総合研究機構

北海道農業研究センター

北海道・十勝地方は我が国を代表する畑作地帯である。全農地面積は 25 万 1 千 ha，我が国の畑地の総面積の 10%以上を占める。その内，飼料作物を除いた畑作面積は 13 万 3 千 ha と全農地面積の半分以上である。主要畑作物は小麦，豆類，テンサイ，ジャガイモで，この４品目を主体に輪作体系を組む畑作経営である。ジャガイモは北海道を代表する畑作物であり，その中でも十勝地方は，生産量が全国の 30%以上を占める我が国を代表する大生産地帯である。農家 1 戸当たりの平均作付面積は約 27 ha，ジャガイモの作付面積平均は 5 ha と大規模土地利用型農業を展開している（前塚, 2008）。一方で，気候は冬，少雪厳寒であるため，土が凍る“土壌凍結地帯”として知られている。しかし，近年，土壌凍結深が顕著な減少傾向にあり(Hirota et al., 2006)，農業へも影響が現れ始めた（広田, 2008）。本報告では，十勝地方の土壌凍結深の長期変動の実態を解析した結果，および土壌凍結深の変動による農業への影響について，特に農業現場で顕在化している問題を取り上げる。さらに農業への影響が顕在化しているばかりでなく、その影響に対する適応対策事例もみられるようになった。この適応対策技術の内容を良くみてみると，本研究会で提唱されているパッシブ制御を“自然に”いつのまにか実現しているとみなせる。しかも，これは，大規模土地利用型農業において実現しているのである。そこで，この視点からのパッシブ制御を合わせて考える。

1.

十勝地方の土壌凍結深の減少傾向と要因

十勝地方にある北海道農業研究センターの芽室研究拠点の過去 20 年間以上(1986-2008 年)の観測値によると前半の 1986-1997 年では，凍結深が 40-50 cm を超えることもあり，年最大土壌凍結深の平均値はこの期間で 34 cm であった。ところが後半の 1998-2008 年では，土がほとんど凍らないことも珍しくなく，この後半の期間の平均値は 16 cm と前半と比べて半減となった。さらに，アメダス等の気象データからの解析から土壌凍結深の減少傾向を調べたところ，十勝地方平野部全体に及んでいた。土壌凍結深の減少の要因は，気温ではなく，初冬の時期に，断熱作用のある積雪深の増加時期が早まっていることであることがわかった(Hirota et al., 2006)。

2.

土壌凍結深減少が農業に及ぼす影響について
土壌凍結深の減少に伴い，現在，十勝で顕在化しているのは，ジャガイモ収穫跡畑において，前年度の収穫時にこぼれた小イモが翌年に芽を出し雑草化する，「野良イモ」の多発である。これは，かつては厳しい冬の環境で凍死したイモが，土壌凍結深が浅くなることで越冬可能になり雑草化する現象である。野良イモは，1) 雑草化し後作の生育を阻害する。2) アブラムシを誘引し，Copyright 2009, The Society of Agricultural Meteorology of Japan

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ウィルスを媒介させる。また，ジャガイモシストセンチュウの発生源になる等病害虫発生要因となる。3) 後作物の畑で別品種のジャガイモを植えた場合には異品種混入の危険で流通上のリスクを生じる等の問題がある。そのため，除草が不可欠であるが，現状では農薬処理も効果的ではな
く，人力処理が主な対策であるため，数十時間/ha の除草時間を要し，1 戸当たり平均 5 ha のジャガイモ栽培面積を有する当地では，数週間以上に及ぶ作業を必要とする場合もあり, 新たな深刻な労働負担となった。さらに，農作業従事者が少ない生産者は期間雇用で対応していることもあるが，i) 野良イモの萌芽のタイミングは種芋の位置により時間差があり，抜き取り作業を繰り返す必要がある。また，ii) 手取り除草を実施しても，塊茎が土中に残れば再び野良イモとなる危険性があり，重労働の割には改善効果が上がらないこともある（前塚, 2008）。

3.

土壌凍結促進による野良イモ防除
ところで，一部の農家ではこの問題を克服するため野良イモ処理の省力化のため，冬期間に断熱作用のある雪を地表から除去する除雪（雪割り）を作業機械で行う土壌凍結促進による野良イモの凍死処理の試行をはじめ，実際，効果を上げだした。
この畑での除雪や圧雪は，土壌凍結深の減少傾向がかなり明瞭になってきた 1990 年代後半から十勝の一部の地域で取り組まれはじめ，さらに 2003/04 年と 2004/05 年の土が凍らなかった冬を契機に広がりはじめている。つまり，土が凍らなくなる新たな事態により，土壌凍結の正の効果（例えば，イモの野良生え防除効果）に気が付いた農家がでてきたのである。雪と氷で閉ざされた農閑期の冬に農地管理をすることで，1) 除草による作業時間が手取りの人力の場合は，1 人当たり，数十時間/ha，合計で数週間から 1 ヶ月要していたのが，作業競合の生じない冬の農閑期に作業機械による農地の除雪で，わずか 1-2 時間/ha，合計でも数時間程度の作業になり，大幅な効率化と省力化を実現した。2) しかも寒さの資源である土壌凍結の活用により，無農薬による雑草（野良イモ）防除技術を実現した。このように生産性の向上，さらには人にも環境にも優しく，しかも大面積処理が可能である点でも，雪割りによる土壌凍結促進は特筆される(広田, 2008)。

4.

大規模土地利用型農業において実現する環境制御
ただし，この土壌凍結促進による野良イモ凍死処理の効果は認められるもの，現状では農家の勘と経験の作業のため，1) 凍結促進の行き過ぎで農地への悪影響を与える例（播種期の遅延や春先以降の作物の生育抑制など）や，逆に 2) 凍結促進不足により野良イモ防除効果を十分に発揮しない例も見られる。そこで，私達はこの現場の問題にも対応し，土壌凍結深推定モデル(Hirota et al.,2002)を基に，積雪管理により凍結深を制御することにより，科学的に野良イモ防除に有効でかつ，土壌凍結促進が作物や農地に悪影響を残さないことを両立できる最適な土壌凍結深にコントロールできる土壌凍結深制御を開発しつつある。これにより，農家の勘と経験に頼った現在の試行技術が，科学的な方法に基づく野良イモの発生予察，除雪や圧雪の作業必要性の判断，あるいは必要な場合に，実施時期や期間を判定できる技術となる。
改めて言うまでもなく，農業と気象は密接に関わっている。しかし，大規模土地利用型農業では天気任せにするしかなく，人為的な環境制御は極めて困難とされてきた。けれども，ここで取り組まれている現場技術と私達の研究・技術開発は，大面積処理が可能な作業機械による除雪や圧雪等の雪の管理による土壌凍結深制御を通して，大規模土地利用型農業での環境制御が実現可能になることを意味する。これは野良イモ対策技術だけに留まらない。私達はこの技術の可能性を様々な面からの研究に取り組んでいるところである。この技術は北国特有の氷点下の寒さと，断熱材の性質を持ちかつ春以降には跡形もなく消えてなくなる雪という天然の素材で実現し，し‐2‐生物と気象（Clim. Bios.） 9, 2009

かも大規模土地利用型農業においても実行できるパッシブ制御と考える。しかも，これはパッシブ制御という言葉を全く知らない集団によって開発されつつある技術であることを記しておきた
い。

図１

図２

野良イモの例（トウモロコシ畑，十勝地方）(広田, 2008)．

野良イモ退治のために雪割りをしている畑の風景（十勝地方）(広田, 2008)．

引用文献
Hirota, T., Pomeroy J.W., Granger R.J., Maule C.P., 2002: An extension of the force-restore method toestimating soil temperature at depth and evaluation for frozen soils under snow. J. Geophys. Res., 107,
D24,4767, 10.1029/2001JD001280.
Hirota, T., Iwata, Y., Hayashi, M., Suzuki, S., Hamasaki, T., Sameshima, R. and Takayabu, I., 2006:
Decreasing soil-frost depth and its relation to climate change in Tokachi, Hokkaido, Japan. J. Meteorol.

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Soc. Jpn., 84, 821−833.
広田知良, 2008: 北海道・道東地方の土壌凍結深の減少と農業への影響. 天気, 55, 548-551.
前塚研二, 2008: 十勝の野良イモ発生の実態と除雪による野良イモ処理, 北海道の農業気象. 60,39-43.

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