冬期に施肥した米ぬか量が異なる水田土中の窒素動態について
The fate of Nitrogen in paddy soil applied with different amounts of rice bran in winter.
土壌圏システム学研究分野

520M216 永源
主査：渡辺

1.はじめに入手や施用の簡便性から、米ぬかを奨晋生

3.試料と方法 学内圃場を作土混合後に 2.25 m2水田へ有機肥料として施用する事がある。米ぬか の 8 区画に分け裸地で管理した。2020 年 2/7 には無機化を経て、作物が吸収できる無機態窒素を C/N 比 18.7 の米ぬかを窒素換算で 0, 4, 8, 16 g土中に供給する。しかし、実際の圃場では様々なN/m²になるよう 2 区画毎施肥した（N0, N4, N8,損失要因により、無機化量を知ることは困難である。 N16 区とする）。4/24 にイネ（ナツヒカリ）を移
これにより、施肥量や時期の決定が難しくなってい植した（1 回目）。同日に圃場へ気象計、土中 15、る。土中の窒素動態に影響を与える要因の内、取 30 cm 深に水圧計を設置し、気温・土中水圧の測得が容易な気温を用いて、ある年の窒素動態から定を開始した。5/15 にイネを全て採取し圃場を任意年の無機化量を推定できれば、施肥管理に裸地に戻した。6/3 に再度イネを移植した（2 回役立てると考えられる。そこで、本研究では有機肥 目）。2021 年度も同様の施肥を 8 区画に行った。
料の施肥管理の簡易化を目指し、施肥から収穫ま対象区として同様の施肥を行い、イネを栽培での無機化による窒素量変化の推定を行った。

しない区画を各施肥量で設けた。6/2 まで裸地で2.土中の窒素動態 全窒素量は有機態窒素量と無管理した。6/3 に移植を行い、8/24 に収穫した。

機態窒素量の和で表される。無機態窒素量は全窒

土中水圧力と有効飽和透水係数、20-25cm 深の素量の一割以下と少ない。そのため、全窒素では 溶存態 NH4-N と NO3-N から窒素の下方浸透量なくイネの栽培に直接影響する無機態窒素の収支 を求めた。生育段階毎に各区画からイネを 2 株を用いて、水田土中の窒素動態を考えた。無機態 採取し生育調査を行った。イネの窒素含有率と地上部乾物重から窒素吸収量を求めた。全区画

窒素の収支は以下の式で示す。
（米ぬか + 土壌有機物）による無機化量 =で、米ぬか施肥前日から収穫まで約 7 日毎に 0-下方浸透量+窒素吸収量+土中の貯留量:式（1）25 cm 間で 4 深度から土を採取した。採取した

水田土中では、窒素の態変化が生じる。この態変 土の溶存態と吸着態を含む NH4-N 全量と NO3化は主に有機態窒素（Org-N）がアンモニア態窒素N を測定した。土中無機態窒素量は NH4-N と（NH4-N）に変化する無機化と、アンモニア態窒素 NO3-N の和とした。下方浸透量・イネの窒素吸（NH4-N）が硝酸態窒素（NO3-N）に変化する硝収量・土中窒素量の和を総無機化量とした。N0化で表される。この 2 つの反応は一次分解反応 区の総無機化量が全て土壌有機物の無機化であ式で表される。そこで、無機化を式（2）、硝化 ると仮定した。そして、各施肥区と N0 区の総を式（3）で表した。

𝑘

無機化量の差を米ぬかの無機化量とした。

d𝐶d𝑡=𝑘𝐶

d𝐶d𝑡=𝑘𝐶（d-1 ）は無機化速度定数、𝐶の易分解性窒素量、𝑘た。𝐶式（2）4.結果と考察 Fig.1（a）に 2020 年、（b）に 2021の N16 区での総無機化量を示す。（a）,（b）の式（3）両図で窒素の下方浸透量(灰色)、米ぬか由来のイネの窒素吸収量(濃斜線)、土壌有機物由来のは有機物中 窒素吸収量(斜線)、米ぬか由来の土中窒素量(濃（d-1）は硝化速度定数とし 網掛)、土壌有機物由来の土中窒素量(網掛)の積は米ぬかのみを有機物として考慮した。

上図で示す。下方浸透量は両年とも、総無機化量に対して極めて小さかった。イネの窒素吸収16は、イネの分げつ活性期から出穂期までの、6 月

12窒素吸収量(米ぬか)下旬から 8 月上旬まで窒素吸収量が多かった。

8土中窒素量(米ぬか)
土中窒素量(土壌有機物)

2021 年では 7 月下旬以降の出穂後に吸収量が大きくなった。土中窒素量は 2020 年では米ぬか施肥(2/6)から一回目の移植前(4/24)まで緩やかに増加した。一回目の移植から 2 回目の移植(6/3)
ではより窒素増加量が大きくなったが、移植時に減少した。土中窒素量は 6//3 以降に増加、6 月

Amount of Nitrogen (g/m2)

量は吸収した時期が両年で異なった。2020 年で下方浸透量
窒素吸収量(土壌有機物)

402/6

3/7

164/6

無栽培区（N16区）

02/11た。平均気温は 2 月から 4 月までは約 10℃、6403/13

4/12 5/12 6/11 7/11 8/10 8/29

2020
202130201002/6

3/74/6

5/6

6/5

7/5

8/4 8/29

0306090120150180 210

月から 7 月は 25℃、7 月から 8 月は 30℃で概ね一定となった。気温が概ね一定と見なせた 3 期

Elapsed time （d）

間を湛水・非湛水に分け、それぞれの米ぬかのFig. 2 2020,2021年の日平均気温T

無機化量に式（2）を適合し無機化速度定数𝑘と日平均気温 T の関係を示す。非湛水・25℃の𝑘は文献より 0.0045（d-1）とした。𝑘は 20℃以下ではほぼ変化がな

0.1= 0.0001

𝑒kmin（非湛水） = 0.0001

𝑒.

式（4）
式（5）

式（2）,（4）,（5）と 2021 年の日平均気温から、2021 年の米ぬかの無機化量を推定した。その結果を Fig.4 に示す。マーカーで測定値、点線で無機化のみの推定値、実線で硝化を考慮した推定値を示す。無機化のみでは実測を過大評価した。
そこで、4/19 から 6/3 は𝑘は𝑘0010と T の関係式を示す。
.

kmin（湛水）

0.04は大きくなった。湛=0.13、6/3 から 6/29=0.026 の硝化を考慮した推定を行うと、推定は実測をよく表した。

203040Air temperature (℃)
Fig. 3 日平均気温Tと無機化速度定数k min の関係
Amount of Nitrogen (g/m2)

水・非湛水時の𝑘0.06

0.02

く、20℃以上から指数関数的に増加した。同温でも、非湛水時の方が𝑘kmin （湛水）kmin と気温（湛水）kmin （非湛水）
kmin と気温（非湛水）0.08

k (d-1)（d-1）を求めた。Fig.3 に𝑘（b）

Fig. 1 2020,2021年のN16区の総無機化量
Air temperature (℃)

2021 年の気温が上回り、8 月は 2020 年が上回っ

8/4 8/29Dateで、その後 7 月中旬から 8 月下旬にかけて窒素温を示す。3 月下旬から 5 月上旬と、7 月中では7/54り小さくなった。移植後の窒素の増加も緩やか

2020、2021 年度の 2/6 から 8/29 までの日平均気6/58

では 4 月から 6 月まで土中窒素量が 2020 年よ栽培区の総無機化量と良く一致した。Fig.2 に5/612下旬から減少、7 月以降一定となった。2021 年

量の増減が見られた。無栽培区の総無機化量は、

（a）

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無機化量（測定）
無機化量（硝化有）無機化量（硝化無）N16202/113/13

4/12 5/12 6/11 7/11 8/10 8/29
Date

Fig. 4 2021年への無機化モデルの推定結果