米ぬかを施用した水田土中の窒素収支
516377 永源 奨 （土壌圏システム学研究分野）
１．はじめに学内圃場に 2.25 m2 の区画を 2 つ選定し、1 区画収穫残渣の分解を行うために水田に米ぬか には 12 月に窒素量が 571.4 mmol-N/m2 相当のを施用する事がある。しかし、12 月に米ぬかを 米ぬかを施用し、これを米ぬか有区とした。
多量に施用した水田の収量は、米ぬかを施用 もう一区画を米ぬか無区とした。両区画では、しなかった水田に比べ減少した事例がある。

2019 年 4 月 22 日にナツヒカリを移植し、8 月

図 1 にこの水田での稲の分げつ数と、生育過程 16 日に収穫した。両区画で肥料として硫安をを示す。米ぬかを施肥した水田では分げつ数が 用いた。基肥は 4 月 19 日に 457.1 mmol-N/m2、少なく、これが減収の原因と思われる。分げつ 穂肥は 6 月 17 日に 114.3 mmol-N/m2 施用した。の発達は土中からの窒素供給に依存する。そこ 圃場に気象ステーションを設置し、日射量、で本研究では、水田土中の窒素収支に米ぬかが 風速、大気圧、気温、相対湿度を測定した。
与えた影響を明らかにすることを目的とした。

水圧計を 10 cm 深、23 cm 深に設置して土中水２．水田の水・窒素収支圧力を測定した。土壌センサを 3 cm 深、10 cm

水田作土中の窒素収支は式（1）で表せる。

深、17 cm 深に設置して地温、EC、体積含水率

供給 = 損失 + 貯留（1） を測定した。ペンマン式にて蒸発散量 ET を求式（1）の供給項は施用した化成肥料の窒素量と、 めた。米ぬか有区と米ぬか無区で 4 深度（0 - 5、米ぬかや植物残渣の無機化量、損失項は稲や 5 - 10、10 - 15、20 - 25 cm）の土をおよそ 7 日
藻類などその他の植物の吸収量と、作土層より おきに採土した。土抽出液を用いてアンモニア下方への浸透量である。側方への窒素流出は 態窒素（溶存および全量）と硝酸態窒素（全量）無視できると見なした。貯留項は作土層の窒素 を吸光光度計で測定した。また、乾土を用いての変化量である。下方浸透量は作土層より下方 全窒素量と全炭素量を元素分析機で、全有機物への浸透水量 D と作土層下端の溶存無機態窒素 量を強熱減量で測定した。稲については生育濃度と体積含水率の積で求められる。飽和土中 調査・収量調査を米ぬか有区と米ぬか無区での浸透水量はダルシー則に基づき、2 深度間の 行った。稲の吸収量を草丈、SPAD 値、分げつ
全水頭勾配と有効透水係数から算出する。その 数、地上部乾物重、収量構成要素から求めた。
妥当性は水収支式（2）で検討できる。
(𝑃 + 𝐼) − (𝐷 + 𝐸𝑇 + 𝑅) = 𝑊

４．結果
（2）

図 2（a）に降水量 P と、田面水の水深を示す。

ここで、P は降水量、I は灌漑水量、D は下方 水深は降水と灌漑時に増加した。6 月下旬から
浸透水量、ET は蒸発散量、R は漏水量、W は は降水が続き、7 月下旬まで高い水位が維持
水田作土層と田面水の貯水量である。田面水が された。図 2（b）に蒸発散量 ET を示す。期間減少する期間は降水量 P と灌漑水量 I が無視 内の平均蒸発散量は 0.35 cm/day であった。6 月できると見なした。また、本圃場では漏水 R は 下旬には日射量の減少により、7 月 1 日以降は6 月下旬まで見られなかった。そこで、田面水の 防鳥ネットの設置に伴う風速の減少により、水位減少量を減水深とすると、式（2）は式（3） 蒸発散量が減少した。図 2（c）に下方浸透水量となる。

D を示す。4 月から 6 月中旬までの浸透水量は(𝐷 + 𝐸𝑇) = 減水深３．調査圃場と方法（3） 平均で 0.6 cm/day であった。その後、全水頭勾配が 1 に近づき、下方への浸透量は重力流れした。よって、本研究の手法で下方浸透水量 Dを妥当に評価できたと考えられる。なお、7 月以降に減水深が損失項を上回った理由として、

図14 月 22 日までに 199 mmol/m2 増加し、5 月 6 日まで減少した後に一定を保った。一方、米ぬか無区では 4 月 19 日から 4 月 29 日までに 333mmol/m2 増加した。5 月 6 日まで減少した後は、米ぬか有区と同様に一定になった。米ぬか有区と米ぬか無区での土中窒素量の差は、分げつ活性前の 4 月 29 日に最大に達し、161 mmol/m2

D （cm/day） ET （cm/day）

無機態窒素量は、基肥を施肥した 4 月 19 日からP （cm）る。図 4（a）に米ぬか有区、図 4（b）に米ぬかの施用量を点線で示した。米ぬか有区の土中のとなった。窒素の下方浸透量は、作土層下方のに大きく、収穫時には 555 mmol/m2 に達した。
収量は異なったが、米ぬか無区の稲の吸収量は積算水量 （cm）

窒素吸収量は稲の茎や葉が成長する栄養成長期地上部乾物重に差が無かったため、米ぬか有区（図 4（a）網かけ部）とすると、米ぬか有区では図中黒塗り部の窒素量が不足する。この不足分は土壌微生物の増殖による有機化が原因と思われる。12 月に多量に施用した米ぬかは、4 月の基肥施用時に土中の有機化を促し、有機化によって生じた土中の窒素量不足が稲の分げつ生育を抑制したと考えられる。

蒸発散量ET基肥

水田内の無機態窒素量 （mmol/m²）

か有区でも等量の窒素が藻類により吸収された

下方浸透水量D

穂肥800800に藻類の繁茂が確認された。そこで、米ぬか無（b）網かけ部）と考えた。繁茂の様子から米ぬ減水深4/195/196/187/188/17
図3 下方浸透水量、蒸発散量、減水深下旬まで米ぬか有区と米ぬか無区では、田面水窒素吸収量の差を藻類による窒素吸収量（図 4120120100100808060604040202000

4/194/295/95/195/296/86/186/28
7/87/18
7/288/78/17とほとんど差がなかったと考えられる。5 月

区の基肥量と土中の無機態窒素量および稲の生育過程と分げつ数

10101010
水深88降水量P88 (a)66664444222200001.24/295/296/86/186/287蒸発散量ET/87/187/288/78/171.014/19(b)5/95/19
0.8
0.6
0.6
0.4
0.2
0.200
1.2
4/29
5/19
5/296/86/18
6/28
7/87/18
7/288/78/17
1.014/19
下方浸透水量D(c) 5/9
0.8
0.6
0.6
0.4
0.2
0.200
4/19
5/19
6/18
7/18
8/17
4/19
4/295/95/19
5/296/86/18
6/287/87/18
7/288/78/17

図2 降水と水深、蒸発散量、下方浸透水量

溶存窒素量が微量であったため、両区とも図中では殆ど確認できなかった。米ぬか有区の稲の生殖成長期 登熟期

200
20000
4/19
4/19
4/295/955/19/19
5/296/866/18/18
6/287/877/18/18
7/288/788/17/17

降水量の増加による漏水が発生したと考えられ無区の土中の窒素収支を示す。図中に化成肥料

400400水深 （cm）積算水量を示す。D と ET の和は減水深と一致

600600

米ぬか有区

(a)

稲の吸収

400400藻類

200200

土中窒素

00
800
800
600
600
400
400200200

米ぬか無区(b)

稲の吸収藻類

土中窒素

004/194/29
5/9
5/19
5/29
6/86/18
6/28
7/87/18
7/28
8/78/17

図 3 に減水深、下方浸透水量 D、蒸発散量 ET の基肥
穂肥
栄養成長期〇:米ぬか無区□:米ぬか有区
800
800
分げつ
活性期
600
600

1000
1000

分げつ数 （本/m²）へ移行し、浸透水量は約 0.2 cm/day となった。

4/195/196/187/18
図4 水田の窒素収支

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