地下水位制御技術を活用した暗渠排水もみ殻疎水材腐植化抑制方法の検討
Reducing the degradation of rice-husk filter used in subsurface drainage
with controlled levels of ground water○千田智幸 * ・岩佐郁夫 * ・冠秀昭 * ・小野寺恒雄 **○Tomoyuki Chida * ・Ikuo Iwasa * ・Hideaki Kanmuri * ・Tsuneo Onodera **１．はじめに近年，宮城県では，圃場整備等により水田の汎用化が進み，水稲，麦，大豆を中心とした水田輪作が本格化している。水田を畑地として利用する場合，排水性の優劣が作物生育に影響するため，粘質土水田地帯が多い県内では，暗渠排水は排水施設として重要な機能を担っている。しかし，水田の畑利用の進展により，暗渠排水直上に水稲単作時には見られなかった田面の陥没が見られるようになった。この現象は，圃場整備実施地区の約 60％の地区で発生しており，その多くが，水田輪作が本格化した過去 10 年以内に発生している。
その大きな要因として，暗渠排水疎水材であるもみ殻の腐植化ともみ殻上部耕盤の地耐力の低下が関与していることが現地調査で明らかになった。1)2) 私たちは，この問題の解決のため，もみ殻の腐植化抑制方法をいくつか検討している。今回は，その中のひとつである
地下水位制御技術を活用した試験結果について中間報告を行う。
２．試験方法
この試験は，輪換田において，圃場排水性や作物生育に与える悪影響を最小限に抑えなが（平面図）
暗渠排水（吸水渠）

用水供給施設水位調節施設らも，もみ殻の腐植化が抑制される常時地下水

田面下20cm区位を見出し，営農に反映することを目的に行っ田面下30cm区ている。

田面下40cm区

地下水位を制御する施設には，(独法)農業工
田面下50cm区

学 研 究 所 と 宮 城 県 の (株 )パ デ ィ 研 究 所 が 共 同

L=1.0m

開発した地下水位制御システム「FOEAS/フォア

慣行区（管理なし）

L=1.0mス」 3) の機能を利用した。また，圃場には，地ＳＳＤ工法による弾丸暗渠下水位をできるだけ均一に制御するため 1m 間水位調節施設

用水給水施設隔 で バ ッ ク ホ ー を 活 用 し た 弾 丸 暗 渠 (SSD 工

作土・ 耕盤用水給水上下で地下水位を調節します。

法)を施工した（図１）。
試験区の構成は，作物栽培期間中，地下水位

弾丸暗渠排水路へを田面下 20,30,40,及び 50cm に常時維持した４試験区と，比較対照として地下水位を制御し地下水位
暗渠排水疎水材(もみ殻）

暗渠排水管

図１

地下水位制御施設図ない慣行区の計５区とした。
主な試験項目は，もみ殻の状態(もみ殻腐植化度：NaOH 分解率，泥土混入率等)と圃場
排 水 性 (土 壌 水 分 張 力 測 定 ）， 及 び 作 物 (エ ン 麦 ， 大 麦 ， 大 豆 ， ス イ ー ト コ ー ン )の 生 育，収量とした。
*

宮 城 県 古 川 農 業 試 験 (Miyagi Pref Furukawa Agricultural Experiment Station)**

株 式 会 社 パ デ ィ 研 究 所 (Paddy Institute Co.Ltd)

キーワード：暗渠排水，地下水位，もみ殻腐植化傾向

３．試験結果慣行区（１）もみ殻の状態試験

田面下40
田面下30

試験区毎に田面下 60cm まで 10cm 毎に分割し施工時（新材）田面下20て３点採取し試験を行った（図２）。地下水位0が高い試験区ほど，NaOH 分解率が小さく，腐(%)
40353025201510503035(％)

変化量凡例
田面下30-40cm
田面下40-50cm
田面下50-60cm

田面下30-40cm
田面下40-50cm
田面下50-60cm

泥土混入率20,30cm は，埋設時と大きな変化はなかった。
また，もみ殻腐植化要因のひとつと考えられる泥土の混入については，地下水位が低い試
験区ほど，混入割合が大きくなる傾向が見ら

田面下20れた（図３）。

田面下30

田面下40

田面下50(%)
151050-5

慣行区

地下水位(cm)
図３ 地下水位ともみ殻泥土混入率（１２月調査）（２）圃場の排水性試験
圃場排水性については，各試験区の田面下後の測定結果では，田面下 30,40,50cm と慣行

田面下20cm
田面下30cm
田面下40cm
田面下50cm
慣行区

降雨量55mm（7/10～12)
観測日7/12～162.5
田面下10cmのpF定した。平成 15 年７月 10～12 日の 55mm 降雨

152025NaOH分解率

泥土混入率凡例

み殻疎水材の全体が水没状態にある田面下土壌水分張力(pF)の経時変化(排水速度)を測

10

図２ 地下水位ともみ殻腐植化度（NaOH分解率）－１２月調査

植化が抑制されていることが判った。特にも10cm に 設 置 し た テ ン シ オ メ ー タ で 降 雨 後 の5４月に対する変化量に埋設したものであり，平成 15 年 12 月に各

田面下50地下水位(cm)

もみ殻は平成 14 年９月に田面下 30cm 以深

田面下30-40cm
田面下40-50cm
田面下50-60cm

21.5
10.5
00区に大きな差が見られなかったが，田面下20406080100
降雨終了後経過時間
図４ 土壌水分張力測定による排水速度比較

120(hr)20cm は長時間に渡って pF0 の状態が続いた（図４）。この傾向は，これ以外の降雨時や試験区内の別の場所でも同様であった。
図５は，各試験区の収量を慣行区に対する比率で表した。この内，大麦は，田面下 20cmが最も高かった。これは，生育が旺盛となる４月上旬～６月上旬の降雨が平年よりかなり少なく，圃場の乾燥状態が続いたにもかかわH14エン麦乾物重H15コーン子実重（％）

150
慣行に対する比率（３）作物の生育・収量調査

H15大麦子実重
H15大豆子実重100500
田面下20

田面下30 田面下40 田面下50
地下水位(cm)
図５ 慣行区に対する作物収量比較

慣行区らず，土壌水分がほど良く供給されたためと考えられる。エン麦，大豆，スイートコーンは，田面下 30,40,50cm で慣行区と同等だったが，田面下 20cm では劣った。
４．まとめ
今回の試験結果から，輪換田において，地下水位を田面下 30cm に維持することにより，もみ殻の腐植化を抑制し，かつ圃場排水性や作物生育への悪影響も最小に抑えることが可能と考えられた。しかし，この結果は，もみ殻埋設後約１年間の試験結果であり，今後，気象や営農管理等の様々な条件下で試験を繰り返し，実用化に向けて取り組む予定である。
＜ 参 考 文 献 ＞ 1)千 田 ， 岩 佐 ： 暗 渠 排 水 モ ミ ガ ラ 疎 水 材 の 現 地 調 査 に つ い て 農 土 学 会 東 北 支 部 第 46 回 講 演 要 旨 集p51-52， 2)千 田 ， 岩 佐 他 ： 暗 渠 排 水 も み 殻 疎 水 材 の 腐 植 化 要 因 解 明 と 抑 制 方 法 の 検 討 （ そ の 1,2） 農 土 学 会 東 北 支部 第 47 回 講 演 要 旨 集 p49-52， 3)小 野 寺 ， 藤 森 他 ： 地 下 灌 漑 シ ス テ ム 「 FOEAS」 の 開 発 ， 農 土 学 会 東 北 支 部 第 47 回
講 演 要 旨 集 p33-36