J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性No. 125, p.17 ∼ 27 (2013)

播種時の過湿 · 過乾燥リスクを伴う粘土質転換畑におけるダイズの適切な播種条件の解析
吉田修一郎 1 · 細川

寿 2 · 足立一日出 3

Analysis of suitable condition for soybean planting in rotational clayey paddy fields
under risk of excessive dry or wet condition
Shuichiro YOSHIDA1 , Hisashi HOSOKAWA2 and Kazuhide ADACHI3

Abstract: Stabilization of soybean cultivation in rotational
paddy fields is important issue for efficient utilization ofJapanese arable land. The present study aimed to clarify
the suitable condition of soybean planting for stable establishment in clayey paddy fields by taking account theparticularity of physical properties of clayey paddy soils.
The effects of four experimental factors: intensity of compression, days after tillage, seeding depth, and tilth on thegermination and growth of soybean, were investigated byfield experiments following the randomized block design.
The seeding depth and the timing of seeding after tillage
were revealed to be the most influential factor while compression had supplementary role. Mean dimension of aggregates did not affect the germination and growth under
the poor tilth condition. The results suggest that seeding should be conducted soon after tillage but the optimal
depth depends on the expected weather in the following
days. However if drainage efficiency of the field can be
improved, seeding deeply supposed to be less risky unlessenough rain is surely expected.
Key Words : clayey paddy, soybean, soil aggregates, germination, establishment

2000）などが明らかになっている．このような播種期の湿害は，出芽 · 苗立数の不良による栽植密度の低下のみ
ならず，その後の生育不良にもつながる（有原, 1998）た1. はじめに記の播種深度の他に，鎮圧（Hummel et al., 1981; 高橋ら,

ダイズの出芽 · 苗立ちの安定化は，転換畑におけるダ（孫ら, 2004; Rathore et al., 1983）等が挙げられる．これイズ作での単収向上において重要な要素である．出芽らは，個別に主要因として影響を及ぼすと考えられるが，· 苗立ちを不安定にする要因としては，播種後の土壌の特定の組み合わせが相乗効果や相殺効果（交互作用）を

過湿，過乾燥が挙げられる．土壌の過湿の影響について持つことも考えられる．しかし，播種条件に関する多くは，発芽に不可欠な酸素の不足，乾燥種子が急激に吸水の研究では，特定の要因のみに着目したものが多く，組することによる組織の損傷とそれに続く栄養成分の浸出

み合わせによる効果の評価が十分に行われていると言えによる種子活力の低下（例えば，浜口ら, 1985; 鄭 · 細部，ない．また，同一のほ場において，過乾燥条件の場合とめ，様々な角度から研究がなされてきた．特に，本州の日本海側においては，過湿の原因となる排水不良が問題となる重粘土転換畑が多く存在し，湿害回避はダイズ作
において重要な課題となっている．一方で，この地域ではダイズ播種時期に当たる 5 月下旬から 6 月上旬には連
続晴天となる年が多く，播種後の過乾燥のリスクも同時に存在する．水分不足により，発芽が数日遅れる程度であれば，致命的な問題にはならない．しかし，播種直後に残存していた利用可能な土壌水分が，播種後に急速に減少する場合，種子が 途中まで吸水したのち再び乾燥したり，根が十分に発達する前に乾燥した環境におかれた
りすると，発芽能力やその後の生育に致命的な影響を及ぼすことが指摘されている（Helms et al., 1996a）．このような種子周囲の土壌の過乾燥は，深部に播種することで回避できる（Stucky, 1976）が，大きな降雨が一旦あれば，逆に湿害リスクが高まる．
ダイズの出芽 · 発芽を左右する播種条件としては，上1 Graduate School of Agricultural and life sciences, The University ofTokyo, 1-1-1, Yayoi, Bunkyo-ku, Tokyo, 113-8657, Japan. Corresponding author：吉田修一郎，東京大学大学院農学生命科学研究科
2 National Agricultural Research Center, NARO, 3-1-1, Kannondai,
Tsukuba, Ibaraki, 305-8666, JAPAN.
3 Kubota Corporation, 1-1-1, Hama, Amagasaki, Hyogo, 661-8567,
JAPAN.
2012 年 6 月 26 日受稿 2013 年 11 月 8 日受理

2008）, 耕うん後播種までの日数（細川, 2005），砕土率

過湿条件の場合の特徴を実証的に比較した研究は見られない．
本研究では，過湿や過乾燥，さらに砕土不良により，ダイズの出芽が問題となりやすい重粘土転換畑ほ場において，ダイズの播種条件の組み合わせが，乾燥傾向にある年と過湿傾向にある年の出芽 · 苗立ちに及ぼす影響を

土壌の物理性

18

第 125 号(2013)

ほ場試験により統計的に解析し，そのメカニズムについる．砕土状態の細粗は，トラクターの走行速度とロータて考察を行った．

リーの回転速度の調整によって発生させた．Zone A に

2. 実験方法

おいては，播種後所定の経過日数に応じて，一回に 4 粒ずつを掘り返し，種子水分や発芽状況，食害の有無を調

中央農業総合研究センター北陸研究センター（新潟県上越市）内の転換畑ほ場を用いて，2006 年と 2007 年の

2 ヶ年にわたりダイズの出芽試験を行った．当該ほ場のべた．Zone B においては，出芽率および出芽後の生育経過を追跡した．
播種後の土壌のマトリックポテンシャルの変化につい土壌は，スメクタイト質の粘土を主に含む沖積土で，ほ場の平均粘土含量，シルト含量はそれぞれ 44 %，38 %と細粒分に富み，陽イオン交換容量は 26 cmolc kg−1 である．ほ場の耕作履歴は，試験前年まで 5 年間は水稲，
さらにその前は 3 年以上畑作物が栽培されていた．
砕土目標を細と粗の 2 水準，播種日を砕土直後と 3 日後（2006）もしくは 5 日後（2007）の 2 水準，播種深度
を 3 cm と 7 cm の 2 水準，鎮圧強度を 0 kPa，3 kPa，6

kPa，12 kPa の 4 水準，以上 4 要因をほ場内の南北 2 ブ
ロックに分けて全 32 区に割り付けた．この実験計画のもとでは，2 水準の要因は 16 反復，4 水準の要因は 8 反復の試験となる．なお，鎮圧強度については，慣用の機械播種時の実測値である 6 kPa（高橋ら, 2008）を基準として，その大小の値を設定した．試験区の割付は，L32
直交表を用いた乱塊法によった．砕土処理の結果を評価するため，細 · 粗両区からそれぞれ 4 点を選び，耕うん
直後の土壌をふるい分けすることにより土塊径分布を測定した．

Fig. 1 パイプを用いた播種方法．
Method of seeding using a plastic pipe.

各試験区内には，播種後の日数に応じて種子を掘り出してその水分や根の伸張を測定するための部分（Zone

A）と，そのまま出芽させて各日の出芽数やその後の成長を記録するための部分（Zone B）の 2 ゾーンをそれぞれ設けた．所定の深さに確実に種子を播種できるように，Fig. 1 に示したような筒を播種床の所定の深さまで挿入し，種子を筒の中に落とし込んで上から軽く覆土した．すなわち，種子の下端が所定の深さとなるようにした．用いた種子は，選別を行った後にキヒゲン（米澤化学社）を塗布したもので，品種はエンレイ，種子水分は11 % であった．
Zone A においては，9 cm × 75 cm 間隔で 2 粒ずつ播種した．Zone B においては，同じく 9 cm × 75 cm の間隔をあけて 1 粒ずつ播種した．2006 年の播種は 5 月 29日および 6 月 1 日，2007 年の播種は，5 月 29 日および

6 月 3 日に行った．播種後，鎮圧処理を行う試験区においては，Fig. 2 に示した自作の鎮圧器具に所定の重量の錘を載せ，その自重によって播種した部分を静かに鎮圧した．この装置の接地面積は，機械作業で広く用いられている鎮圧輪が土壌と接触している面積を考慮して定めた．耕うん砕土作業は，トラクター（F475D，ヤンマー（株））にアップカットロータリー（ニプロ CU-1600）を装着し実施した．アップカットロータリーを用いると，
比較的乾燥した上層の砕けやすい土が砕土後に表層近Fig. 2 定応力での鎮圧装置．試験区の設定に応じた鎮圧応力傍に集まりやすい．そのため，この試験ほ場のような砕を，おもりの個数で調整して静的に与える．

土が困難な粘質な転換畑土壌においても，播種床となる
地表に近い層の砕土率に十分な差異を与えることができ

Equipment for compression of seed-bed at designed stresses.
Compression stresses following to the experimental design were
imposed to seed-beds by adjusting the number of weights.

論文：播種時の過湿 · 過乾燥リスクを伴う粘土質転換畑におけるダイズの適切な播種条件の解析

19

Table 1 砕土率および耕うん直後の作土層の平均含水比.
Tilth and mean water content of tilled layer after the tillage.
Year

Layer

2006

0–10 cmTreatment
CoarseFine
Coarse0–5 cmFine
Coarse5 cm ∼
2007

Fine
CoarseWhole Layer
Fine

Percentage of< 20 mm
37.3
*
60.1
51.8
*
69.6
40.2
*
60.2
42.8
*
62.4

±

6.9

±
±

2.6
12.6

±
±

9.3
10.2

±
±

12.7
4.4

±

7.4

Percentage of< 10 mm
13.2
*
21.4
24.1
ns
32.1
21.6
*
30.0
22.2
*
30.6

±

2.2

±
±

6.1
3.6

±
±

6.1
2.4

±
±

4.6
2.6

±

4.9

Water content
at the tillage
gravimetric %
42.1
ns
41.7

±

0.5

±

1.3

35.7
ns
37.0

±

1.0

±

1.4

1）各 4 区平均 ± 標準偏差．
2）* は 5 % の危険率で有意差あり，ns は有意差なしを示す．

ては，テンシオメータを用いて測定した．いずれの年も播種時期の設定は，各日の土壌水分の推移に影響しな

内径 13 mm の塩化ビニルパイプの先端に感知部の長さいことを考慮すると，両年各深度での播種後の土壌の水50 mm のポーラスカップを接着したものを用いた．ただし，2006 年はこれらを地表面から鉛直に挿入し，感知部の深さを 2.5 ∼ 7.5 cm，7.5 ∼ 12.5 cm とした．パイ

分条件については以下のように要約できる．2006 年は，

プ内の圧力は，圧力変換器を用いて連続観測を行った．

2 回目（耕うん 3 日後）に浅層（3 cm）に播種された種子が，特に乾燥した条件下に置かれることとなった．2007年については，1 回目（耕うん直後）に深層（7 cm）に

テンシオメータは，試験ほ場内の細砕土区のうち，鎮圧播種された種子は，長期間過湿な条件下に置かれた．一

12 kPa 区と無鎮圧区の 2 点に設置した．一方，2007 年
は塩ビ管を途中で L 字に曲げ，感知部を土層に水平に埋方で，2 回目（耕うん 5 日後）に浅層（3 cm）に播種さ設し，反対側の端は地表に出るようにした．埋設深は，が，その後降雨により土壌水分は回復した．

れた種子は，播種後乾燥した条件下に 4 日程度置かれた播種深度を考慮して 3 cm と 7 cm とした．地表に出て3.2 砕土率 · 耕うん直後含水比

いる端は，シリコン栓で密閉し，そこにマノメータと接耕うん直後にふるいを用いて測定した砕土率（2 cm 目

続された注射針を定期的に挿して，負圧を計測した．設のふるい通過率）を Table 1 に示した．砕土処理は，目置個所は，耕うん直後に播種した試験区のうち，鎮圧 12

標通りに粗砕土区と細砕土区の間で有意な違いを与える

kPa 区と無鎮圧区の計 8 点とした．気温と降水量についことができた．2007 年の結果が示すように，逆転ロータては，中央農業総合研究センター北陸研究センターの気リーを用いたため，表層 5 cm の方がそれ以下より，10

象観測露場で測定されたデータを用いた．

% 程度良い砕土率となった．ただし，細砕土区においても，2 cm 以下の土塊が重量比で 70 % 以上とする一般的な砕土率の目標（例えば，新潟県農林水産部，2013）は

3. 実験結果
3.1 播種前後の天候 · 土壌水分の変化試験を実施した 2 カ年の播種時期の降雨条件は，Fig.

3 に示す通り対照的であった．2006 年は 1 回目の播種の前 7 日間の降水量が 16 mm と少なく，播種後も 10 日間
無降雨日が続いた．ダイズの播種深度に相当する 2.5 ∼7.5 cm 深の土壌の水ポテンシャルは，耕うんから 11 日
目の最初の降雨の直前で −60 kPa に達した．一方，2007
年は，1 回目の播種前 7 日間の降水量は 7 mm であったが，その翌日から翌々日に 25.5 mm の降雨があった．そのため，2 回目の播種は 1 回目の播種（耕うん）の 5 日後とした．3 cm 深の全測点平均の土壌の水ポテンシャ
ルは，2 回目の播種後に −45 kPa まで急速に乾いたが，7 cm 深では −2 kPa からゆっくりと −12 kPa まで乾燥が進んだ程度で，過湿傾向で推移した．

両年とも達成できなかった．なお，耕うん直後の層平均
含水比には，砕土の細粗による差はなかった．

3.3 種子の水分吸収
種子の水分吸収状況を年および播種日毎に Fig. 4 に示した．土壌水分の深さによる差異を反映して，7 cm 深の方がいずれの条件でも種子の水分吸収速度は高いが，播種直後に降雨があった 2007 年の 1 回目（耕うん同日）では，播種深度による違いは見られなかった．2006 年の播種日の違いによる影響は，7 cm 深では見られないが，3cm 深では 2 回目（耕うん 3 日後）の播種で明らかに吸水が遅滞し，3 日後にはむしろ乾燥する傾向すら見られた．このように一旦吸水した後乾燥するような水分吸収パターンは，発芽の遅れのみならず種子の発芽能力を大幅に低下させるため，特に回避されるべきである．

20

土壌の物理性第 125 号(2013)

Fig. 3 播種前後の気温，降水量および土壌水ポテンシャルの推移．（a）2006 年の気温，（b）2006 年の降水量および土壌水ポテ
ンシャル，（c）2007 年の気温，（d） 2007 年の降水量および土壌水ポテンシャル．図下端の矢印は播種日を示す．
Change in air temperature, precipitation and soil water potential during the experiment. (a) Air temperature in 2006, (b) Precipitationand soil water potential in 2006, (c) Air temperature in 2007, (d) Precipitation and soil water potential in 2007. The arrows below thehorizontal axes represent the planting dates.

論文：播種時の過湿 · 過乾燥リスクを伴う粘土質転換畑におけるダイズの適切な播種条件の解析
16021(a) 2006 ⪔䛖䜣ྠ᪥᧛✀

140
120

3cm
7cm

100
80
60
40
20
0
Seeding

1day

2days

3days

Fig. 4 播種後の種子水分の変化．（a）2006 年耕うん同日播種，（b）2006 年耕うん 3 日後播種，（c）2007 年耕うん同日播種，（d）
2007 年耕うん 5 日後播種．播種日の効果のみをこの図では比較しており，各水準 16 区の結果の平均と標準偏差（他の要因による変動を含む）を示したものである．

Change in water content of seeds after planting. (a) Planted soon after the tillage in 2006, (b) Planted three days after the tillage in2006, (c) Planted soon after the tillage in 2007, (d) Planted five days after the tillage in 2007. Data variation caused by the factors
except planting day is represented by error bars: The figure compares the effect due to planting dates alone.

3.4 発芽後の成長なったが，5 日後には処理によらず高い発芽率になった．

実験処理が種子の水分吸収およびその後の成長に与え2006 年については発芽率に対する播種日による有意なた影響（効果）に関して，分散分析の結果とともに Fig. 5

効果は認められなかった．また発芽率に対する鎮圧の効∼ Fig. 7 に示した．それぞれのグラフの縦軸は，横軸の果は，2006 年の播種 3 日後のみに認められた．

要因のみを変動させたときの「水準平均」を示したもの

播種 2 週間後の出芽率に対しては，両年とも播種深度であり，技術効果の比較のための分散分析において「効と播種日に有意な効果が現れた．ただし，播種深度の効果」と（奥野，1994）呼ばれる量である．処理の組み合果は，両年で正反対であった．すなわち，過乾燥傾向がわせにより期待される値は，有意な要因（主要因および強かった 2006 年には，7 cm の方が 3 cm よりも出芽率交互作用）によりもたらされる偏差，すなわち各縦軸のは高かった．一方過湿傾向にあった 2007 年には，3 cm

値と全体の平均値（一点破線，二点破線）との差の線形の方が 7 cm よりも出芽率は高かった．播種日について

和に全体の平均を加えた値として推定される．Fig. 5 及は，両年とも耕うん直後の方が高い出芽率となった．まび Fig. 6 の図中 × のプロットで示した 2007 年の播種 2た，2006 年には無鎮圧と鎮圧との間に差が認められた日後の発芽率および両年の播種 5 日後の発芽率についてが，2007 年には全く認められなかった．最適な処理をは，データがそれぞれ飽和種子水分および発芽率 100 %行った場合に期待される出芽率は，2006 年は 0.83（6に偏って分布していたため，分散分析は行っていない．

kPa，7 cm，0 日），2007 では 0.87（3 cm，0 日）であっ

種子の水分吸収に対しては，前項で述べたように，播た．なお，括弧内は最適な処理（水準）の組み合わせを示種深度と播種日の影響が非常に大きい．また，2007 年でしたものである．これらの期待値は，全体の平均値（図は，播種日により，深く播種することの効果に違いがみ中破線）に最適水準の出芽率と平均値の差（処理効果）られた．すなわち，播種深度 × 播種日に有意な交互作用を加算することで得られる．有意ではない要因についてが認められた．2007 年においては，鎮圧が水分吸収に及は，加算しない．

ぼす影響が認められたが，その効果は小さかった．
水分吸収の差異を反映し，発芽率は，両年とも播種深2007 年には，タネバエによる食害が認められたため，播種 7 日後におけるタネバエの幼虫による種子の食害率

度 7 cm が 3 cm よりも高くなった．また，2007 年には，を調査した．なお，2006 年はタネバエによる食害は見ら

耕うん直後の播種により，2 日後の発芽率は有意に高くれなかった．Fig. 8 に示すとおり，タネバエによる種子

土壌の物理性

22

第 125 号(2013)

Fig. 5 各要因が種子の水分吸収に及ぼす影響．（a）2006，（b）2007．
1）∗∗ および ∗ は，それぞれ 1 %, 5 % の危険率で有意な要因であることを示す．
2）アルファベットは，Tukey の法による多重比較の結果を示す．異なるアルファベットが付された処理間では 5 % の危険率で有意差があることを意味する．
3）塗りつぶされた記号は，有意差が認められた要因，白抜きは有意差が認められなかった要因，× はデータの特性から分散分析を行うのが不適当と判断されたものを表す．

Effects of factors on water absorption by seeds.
1) ∗∗ and ∗ denote statistical significance level of ∗∗ P > 0.99 and ∗ P > 0.95, respectively.
2) Different letters denote statistically significant (P > 0.95) differences between the series of sampling dates from the summer to thefollowing spring according to Tukey’s multiple comparison.
3) The filled and open symbols represents statistically significant and non-significant factors, respectively. Crosses denote data sets
inadequate for statistical analysis due to the nature of them.

の食害は，2007 年の 2 回目（耕うん 5 日後）に播種されな間隙では，風による空気の流入や乱れにより，水蒸気

た種子のうち細かく砕土された試験区に集中して発生しのマスフローが起こる．その結果，地表近傍の土層のみた．食害は，28 日後の出芽率（2 葉到達率）に明らかにが極度に乾燥する．鎮圧は，上記の土塊間間隙を圧縮し，影響を与えていた．

土塊同士の密着を高める働きをするため，下層からの水分供給の促進と地表近傍での粗間隙を通じた水蒸気のマ

4. 考察

スフローの抑制に寄与すると考えられる．
本研究では，乾燥傾向にあった 2006 年において，鎮

4.1 鎮圧の効果

圧が種子水分や発芽 · 出芽率に影響を及ぼした（Fig. 5 ∼播種後の土壌鎮圧は，土壌と種子の接触を向上させる

Fig. 7）．特に Fig. 6 に示された 3 日後の発芽率については，無鎮圧と 3 kPa での鎮圧の間に大きな有意な差が生じた．さらに，発芽率の交互作用を参照すると，3 cm
深では鎮圧の効果が現れていないのに対し，7 cm 深では作用と，下層からの液状水の移動を促進する作用の二つの効果が期待されることが古くから知られている（John-son and Buchele, 1961; Johnson and Henry, 1964; Hummel et al., 1981）．Collis-George et al.（1966）や Hadas etal.（1974a, 1974b）は，土壌のマトリックポテンシャル

無鎮圧とその他の鎮圧処理に著しい違いが現れた．このことから，2006 年の乾燥した条件下では，鎮圧は 3 cm

が種子の吸水に影響を及ぼすのは，種子と土壌の水ポテ（鎮圧前地表面基準）よりさらに深い層でより大きい効

ンシャル差によるものではなく，種子と土壌の間の液相果を発揮したことになる．2006 年の播種後の 2.5 ∼ 7.5の接触面積に影響するためであると結論づけ，土壌と種
また，高橋ら（2008）は粘土質転換畑土壌において，土cm 層の平均水分ポテンシャルは −70 kPa までしか低下しておらず（Fig. 3），粘土質土壌で出芽率を低下させないことが確認されている範囲内（Heatherly et al., 1979）

壌鎮圧により下層から上層への水移動が促進され，土壌にあった．しかし，地表近傍の土塊表面は，著しく乾燥

水分は表層から下層に向けて緩やかに増加する分布となが進んでいたと考えられ，深さ 3 cm 付近では，土塊がることを認めた．逆に無鎮圧の場合には 4 cm 深以下と種子に密着をしていても十分に水を供給できなかったもそれ以浅とで大きな水分の差異が生じ，表層に乾燥層がのと考えられる．高橋ら（2008）は室内実験で，土壌の発達することを確認している．

水分ポテンシャルを一定にコントロールしたときの，土子の密着を向上させる土壌鎮圧の効果を指摘している．

砕土が不十分となりやすい粘土質土壌の作土表層で塊径および鎮圧強度の違いによる種子の水分吸収速度のは，土塊間に数ミリ以上の大きさの粗大な間隙が多く存差異を調べている．水ポテンシャルが −10 kPa の高水分在する一方で，土塊同士の接触が悪く，液状水の毛管移

では，いずれの土塊径でも鎮圧により種子の水分吸収速動に寄与する間隙の連続性が悪い．また，土塊間の粗大度が高まる傾向を示したが，−0.1 MPa や −3.2 MPa で論文：播種時の過湿 · 過乾燥リスクを伴う粘土質転換畑におけるダイズの適切な播種条件の解析

23

Fig. 6 各要因が種子の発芽率に及ぼす影響．（a）2006,（b）2007．
1）図中の日数は播種後の日数を示す．
2）∗∗ および ∗ は，それぞれ 1 %, 5 % の危険率で有意な要因であることを示す．
3）アルファベットは，Tukey の法による多重比較の結果を示す．異なるアルファベットが付された処理間では 5 % の危険率で有意差があることを意味する．
4）塗りつぶされた記号は，有意差が認められた要因，白抜きは有意差が認められなかった要因，× はデータの特性から分散分析を行うのが不適当と判断されたものを表す．

Effects of factors on germination rate of seeds.
1) Days in the figure show the days after the planting2) ∗∗ and ∗ denote statistical significance level of ∗∗ P > 0.99 and ∗ P > 0.95, respectively.
3) Different letters denote statistically significant (P > 0.95) differences between the series of sampling dates from the summer to thefollowing spring according to Tukey’s multiple comparison.
4) The filled and open symbols represents statistically significant and non-significant factors, respectively. Crosses denote data sets
inadequate for statistical analysis due to the nature of them.

は，鎮圧による明確な効果は認められなかった．この結定すると，3 ∼ 12 kPa 程度の鎮圧が現実的であり，鎮圧

果から，鎮圧による種子の水分吸収速度の向上は，主に強度が大きな影響を及ぼす状況は考えにくい．

鎮圧により播種床の水分を高く維持できることによるも

4.2 耕うんから播種までの時間のであると結論づけている．本実験の結果から，このよ

播種期が乾燥傾向であった 2006 年と，逆に湿潤傾向

うな水分分布に対する鎮圧の効果について言及することであった 2007 年の結果（Fig. 5 ∼ Fig. 7）から，耕うん

はできないが，高水分で鎮圧の効果が発現する点につい同日播種と，数日後の播種との差異を比較すると，乾燥 ·ては，本研究で得られた結果と整合する．

湿潤どちらの条件においても，耕うんと同時に播種する鎮圧強度の影響については 3，6，12 kPa の設定で，乾ことは，出芽にプラスに働くことが確認された．2006 年

湿どちらの年においても有意な違いは見られなかったには，水分吸収から出芽に至る全ステージにおいて，耕（Fig. 5 ∼ Fig. 7）．すなわち，鎮圧の有効性は明らかで

うん同日播種が良い成績であった．一方，2007 年には，あるが，その強度や方法については，鎮圧輪により与え

播種後の降雨のタイミングが絡み，耕うん 5 日後播種区られる一般的な荷重範囲内（6 kPa 前後）であれば注意の方が良好となる時期も一時は見られた．しかし，最終を要する問題ではないと考えられる．

的な出芽率は同日播種が勝った．

鎮圧をしない場合には，耕うんされた土壌は自重のみ
により圧縮される．耕うんされた土壌の湿潤密度は，砕土率の試験結果の際に定容積を採取した土塊の重量から2007 年の 5 日後播種で出芽率が悪化した原因としては，タネバエの発生が，5 日後播種区にのみ見られたことが挙げられる（Fig. 8）．タネバエの成虫は耕起直後の

1.3 ∼ 1.8 Mgm−3 であったことがわかっている．この場
合，深さ z cm 深での自重は，0.13z ∼ 0.18z kPa と見積もられる．例えば 3 cm 深での鎮圧を行わない場合の荷重は，0.4 ∼ 0.6 kPa となり，最小の荷重値 3 kPa の 1/5∼ 1/8 である．地盤の圧縮量は，おおよそ圧縮荷重の対数値に比例するので，無鎮圧から 3 kPa まで荷重したときの圧縮効果は，3 kPa から 12 kPa まで 4 倍に荷重を増湿った畑に集まり，土塊の間などに点々と産卵する．卵大させたときの効果より大きいはずである．このことかる．なお，砕土性の悪いほ場でタネバエの被害は発生しら，鎮圧強度を大幅に高めれば，結果に違いが生じる可やすい（農文協，1987）とされるが，本試験においてタ能性はある．しかし，出芽を阻害しない程度の圧縮を想

ネバエの発生は細砕土区に集中していた．上記の砕土性が孵化するまでに要する日数は 2 ∼ 8 日とされる（農文協，1987）．耕うん直後に産卵されると，ダイズの生育速度が幼虫の成長速度より勝り，食害を受けずに出芽できる．しかし，2007 年の 5 日後播種区のように，湿潤な条件下にもかかわらず耕起後時間をあけて播種すると，幼虫の成長が先行し食害の発生を助長したものと考えられ

24

土壌の物理性第 125 号(2013)

Fig. 7 各要因が播種 14 日後の出芽率および 28 日後の苗立ち率に及ぼす影響．（a）2006,（b）2007．
1）∗∗ および ∗ は，それぞれ 1 %, 5% の危険率で有意な要因であることを示す．
2）アルファベットは，Tukey の法による多重比較の結果を示す．異なるアルファベットが付された処理間では 5 % の危険率で有意差があることを意味する．

Effects of factors on emergence and establishment rate.
1) ∗∗ and ∗ denote statistical significance level of ∗∗ P > 0.99 and ∗ P > 0.95, respectively.
2) Different letters denote statistically significant (P > 0.95) differences between the series of sampling dates from the summer to thefollowing spring according to Tukey’s multiple comparison.

との関係についての指摘は，劣悪な砕土によりダイズの出芽が遅れることによる食害リスクを問題にしているも（Heatherly et al., 1979）によれば，粘質土では 2 週間で80 % 以上の出芽率となる水ポテンシャルの範囲は，全処のとも考えられる．土塊径と産卵や孵化，そして幼虫の理域であったのに対し，砂質土では −40 ∼ −60 kPa に

成長速度との関係，さらには，砕土率による地表面のわ限られた．すなわち，粘質土では，−70 kPa 以上の水ポ

ずかな乾燥度合いの影響についての複雑な因果関係につテンシャルであれば，発芽や出芽に問題は起こらないといては，本試験データから言及することはできない．な考えられるが，水ポテンシャルの低下により飽和度が低

お，タネバエの被害が予測される場合にはキヒゲンより下する砂質土では，上記のような水ポテンシャル領域で強い効果をもつ薬剤による防除が可能であることを付記

も，種子への水の移動が抑制されうることを示している．

する．

乾燥年である 2006 年においても 2.5 cm ∼ 7.5 cm 層

4.3 播種深度

平均の水ポテンシャルは，テンシオメータによる計測がダイズの最適な播種深度については，推奨される値に可能な −70 kPa 以内であった（Fig. 3b）．土壌が粘質土

幅があるが，多くは 3 ∼ 4 cm とされている．ただし，いであることを考慮すれば，播種深度 7 cm では，その年ずれの地域でも，気象条件や土性に応じて，より深めやの天候条件にかかわらず水分不足の問題は生じないと考浅めにすることを推奨している．本研究では，鎮圧前のえられる．一方，播種深度 3 cm では，天候条件によっ

平均地表面を基準にし，種子の底面までの高さが 3 cmて土壌が過乾燥状態となることを播種後の種子水分変化

もしくは 7 cm となるように播種を行っているが，鎮圧（Fig. 4）が示唆している．適当な間隔の降雨がみられた

cm に対し，気象条件や土性による調整分の数センチを2007 年では，3 cm での水ポテンシャルが −45 kPa を超えた日はなく（Fig. 3d），出芽率は 7 cm よりも 3 cm の方が高くなった．一方，乾燥傾向が強かった 2006 年では，3 cm 深での水ポテンシャルの実測値が無いため，出加除した深度と理解できる．

芽に対して影響を及ぼす土壌の水ポテンシャルの下限値

後にはこれより浅い深度に種子が存在していたことになる．この意味で，本試験で採用した 3 cm および 7 cm という播種深度は，一般に適当な播種深度とされる 3 ∼ 4

Fig. 5 ∼ 7 に示されている通り，乾燥条件と湿潤条件を示すことはできない．しかし，Fig. 4（a）（b）が示す

で，明らかに出芽率に対する播種深度の効果は逆転してように，3 cm 層での種子水分増加が，播種 1 日後以降でおり，播種後の天候を考えて播種深度を決めることの重停滞しているのは，乾燥層が播種後数日で 3 cm 以深に要性を示している．

達したためであると考えられる．

浅い側の限界は，種子が必要な水分を吸収し胚軸を土播種深度が深いときの問題の一つは通気性である．通中に伸ばすまでの間に種子と接する土壌が乾燥しすぎな

気性は，土壌構造の安定性や降雨による停滞水の排除にいという条件を満たす深さである．深さ 4 cm に播種さ要する時間などが影響する．粘土質転換畑での播種床のれたダイズの種子の出芽率を，土壌の水ポテンシャルを

排水 · 通気条件の改善方法としては，畦立て栽培が挙げ−10 ∼ −70 kPa の範囲で 7 段階に制御して調べた実験られる．細川（2005）は，アップカットロータリーによる
耕うん · 畦立てと播種を同時に行う機械作業システムを

論文：播種時の過湿 · 過乾燥リスクを伴う粘土質転換畑におけるダイズの適切な播種条件の解析

25以上では，土塊径が大きくなるにつれて出芽率は低下し，

10 ∼ 20 mm の土塊では約 60 % ，20 ∼ 40 mm の土塊
では 20 % 以下であった．すなわち，20 mm 以上の土塊の水分は，ダイズの出芽にあまり寄与しないことが示されている．これは 20 mm 以下の土塊の割合が砕土性の指標として広く利用されていることの合理性を示している．さらに細かい粒径レンジでラッカセイの発芽を比較した実験（Khan and Datta, 1983）でも，土塊径と発芽に要する時間との間には明確な関係が示されている．この実験では，土塊径のレンジ 0.25 ∼ 0.50 mm，1 ∼ 2 mm，
2 ∼ 4 mm に対して，発芽に要した時間は 69，81，120hFig. 8 各要因がタネバエによる食害に及ぼす影響．
1）∗∗ および ∗ は，それぞれ 1 %, 5 % の危険率で有意な要因でであった．以上から，センチメートルオーダーの土塊径の差異は，出芽の可否に，数ミリのオーダーの土塊径のあることを示す．
2）アルファベットは，Tukey の法による多重比較の結果を示す．異なるアルファベットが付された処理間では 5 % の危険率で有意差があることを意味する．

差異は，発芽に至る速度に影響すると考えられる．

Effects of factors on damage of seeds by seed-corn flies.
1) ∗∗ and ∗ denote statistical significance level of ∗∗ P > 0.99 and∗ P > 0.95, respectively.
2) Different letters denote statistically significant (P > 0.95) differences between the series of sampling dates from the summer tothe following spring according to Tukey’s multiple comparison.

耕起砕土後にツースハローとカルチパッカで均平を行っ開発し，排水性 · 通気性の改善効果を確認している．ま機械播種では，砕土率が悪いと播種深度が不安定となるため，砕土率は播種深度にも関係すると考えられる．
て播種すれば，砕土率が播種精度に影響を及ぼさないとする報告（西入ら，1976）もみられるが，ロータリーによる砕土だけでは，砕土率が悪い粘質土において安定した播種深度を確保するのは困難である．この影響は数セ
ンチのオーダーの土塊が多いときに問題となると考えられる．

性の改善に与える効果についても複数の報告がある（例

砕土性は，土壌水分の移動にも影響を及ぼす．Ojeniyi
and Dexter（1984）は，土塊径を 4 ∼ 8 mm，8 ∼ 16 mm

えば，原口, 1994; 足立ら, 2002）．

に調整した土層において，土塊径と土壌水分との間に負た，硬盤破砕や暗渠排水システムの強化が出芽時の排水

深播きのもう一つの問題は，出芽までに日数を要するの相関があったことを示している．すなわち，土塊径がために，途中で病害に感染したり，出芽後の生育が悪く

大きいと，下層からの毛管水の上昇は起こりにくくなる

なったりするリスクを抱えることである．

とともに，土塊間間隙を通じた水蒸気のマスフローが促

本試験は 3 cm と 7 cm の 2 水準のみ行っているため，進され，地表面近傍の土壌水分の減少が著しくなる．種

この間の播種深度で結果がどのような傾向になりうるか

子が乾燥層より下にあれば，必ずしもこの特徴は悪い影

は言及できない．しかし，砕土性や排水性が不良な本試

響を及ぼさないが，浅い層に播種されると水分吸収は大験ほ場においては，乾燥 · 過湿，どちらのリスクもある

幅に遅延する．

程度回避できるいわば「無難な」深度は，鎮圧前の地表以上のように，既往の研究では，砕土性と発芽 · 出芽面を基準として，3 cm と 7 cm の間に存在すると推察さ率の間には明確な関係が提示されてきた．しかし，本実

れる．

4.4 砕土率
砕土率については，ダイズの栽培において重要視されている項目である．2 cm 以下の土塊の重量割合が 70 %
以上，あるいは平均土塊直径 1.5 cm 以下が，一般に広く採用されている目標である．本実験ではアップカット
ローターを用いたため，砕土率は，表層の方が高くなった（Table 1 の 2007 年のデータ）．相対的に砕土が良好
な 0 ∼ 5 cm 層においては辛うじて約 70 % （2007 年）となったが，全層平均の砕土率のレンジは，37 % ∼ 62%（両年）であり，細砕土区でも十分な砕土とは言えない．

験では，明確な違いは確認されなかった（Fig. 5 ∼ Fig.

7）．その原因として，一つは手播きを行ったことにより播種深度が安定したこと，二つ目は砕土率のレンジが推奨される水準より悪く，発芽の促進に寄与する細かい土
塊画分の差の絶対量が十分ではなかったためと考えられる．さらなる砕土率の向上が可能であれば，全体的に高位の発芽条件となることが推察されるが，一方で，重粘土転換畑において，砕土性を向上させることは容易ではなく，転換直後の畑や粘土含量が著しく高いほ場においては，播種深度や播種のタイミングを慎重に検討することで砕土性の悪さをカバーすることも必要と言える．

土塊の大きさと出芽率の関係については，孫ら（2004）

4.5 播種深度と排水性がポット試験により示した結果が明確な特徴を提示して播種床層の土壌水分分布が，予測される天候条件のもいる．この実験では，覆土は 20 mm で，潅水は播種後一とで正確に推定できるようになったとしても，天候の予回であるが，蒸発を抑制するために播種後はシートで地測に不確実性があれば，依然として大きなリスクが付き

表面は被覆された．播種 7 日後のダイズの出芽率は，土まとう．Fig. 4 ∼ Fig. 7 が示す通り，播種深度が，発芽，塊径 10 mm 以下では約 80 % となった．しかし，10 mm

出芽に及ぼす影響は決定的であり，降雨条件に応じた播土壌の物理性

26

第 125 号(2013)

種深度の設定が，非常に重要であることは明らかである．

Collis-George, N. and Hector, J.B. (1966): Germination of seeds

しかし，播種後の降雨を正確に予測することは年によっ

as influenced by matric potential and by area of contact be-ては難しく，乾燥，過湿による大きなリスクを回避でき

tween seed and soil water. Australian Journal of Soil Research,

る条件設定が必要である．本試験結果が示すように，過4:145–164.

乾燥リスクは地表 3 cm では非常に高いが，7 cm では連

Khan, A.R. and Datta, B. (1983): Effect of aggregate size on water

続干天下でも問題とならない．一方，湿害リスクは深い

uptake by peanut seeds. Soil and Tillage Research, 3: 171–
184.

位置で高まるが，その影響の程度は排水性の良否に左右されると考えられる．よって，湿害リスクを意識しすぎ

Hadas, A. and Russo, D. (1974a): Water uptake by seeds as af-て日常的に浅く播種するより，排水性の確保に努めつつ，

fected by water stress, capillary conductivity, and seed-soil

深い層に播種することが，リスクの少ない播種方法と考

water contact. I. Experimental study. Agronomy Journal, 66:
643–647.

えられる．

Hadas, A. and Russo, D. (1974b): Water uptake by seeds as af-

5. まとめfected by water stress, capillary conductivity, and seed-soilwater contact. II. Analysis of experimental data. Agronomy

砕土性が不良な重粘土転換畑におけるダイズの出芽 ·苗立ちを安定化させる播種条件を明らかにするために，播種時期に乾燥傾向の強かった 2006 年と，標準的な降雨が見られた 2007 年にほ場試験を行った．その結果，
以下の結果を得た．

Journal, 66: 647–653.
浜口秀生, 石本政男, 吉田 堯 (1985): 土壌水分と出芽. 農業技術
体系作物編, 6, 技 92.
原口暢朗 (1994): 輪換畑における麦あと大豆出芽時の湿害回避に及ぼす硬盤破砕効果の評価法. 農業土木学会論文集, 172:1）ダイズの出芽 · 苗立ちに対しては，播種深度および29–38.

耕うんから播種までの期間が最も影響の強い要因であっ

Heatherly, L.G. and Russell, W.J. (1979): Effect of soil water po-

た．播種後の降雨の有無によらず，耕うん後は速やかに

tential of two soils on soybean emergence. Agronomy Journal,

播種することで出芽 · 苗立ちは安定化した．

71: 980–982.

2） 最適な播種深度は，播種後無降雨が続く場合にはHelms, T.C., Deckard, E.L., Goos, R.J. and Enz, J.W. (1996a):

深い方が有利であるが，すぐに降雨がある場合には浅いSoil moisture, temperature, and drying influence on soybean

方が出芽後の生育は良好であった．降雨の見通しによる播種深度の調整は特に重要な要素である．

emergence. Agronomy Journal, 88: 662–667.
細川寿 (2005): 湿害回避のための大豆耕うん同時畦立て作業

技術. 農業技術, 60 (6): 254–257.

3）鎮圧は，乾燥条件下において，播種深度にかかわらず発芽を促進する効果（直接効果）を示したが，特に土Hummel, J.W., Gray, L.E. and Nave, W.R. (1981): Soybean emer-

壌の水ポテンシャルが −70 kPa を下回らなかった 7 cm

gence from field seedbed environments. Transactions of the
ASAE, 24: 872–879.

層では，相乗効果（交互作用）をもたらした．しかし，水ポテンシャルがこれより低い 3 cm 層では，相乗効果はJohnson, W.H. and Buchele, W.F. (1961): Influence of soil granule

発揮されなかった．また，鎮圧強度の違い（3, 6, 12 kPa）

size and compaction on rate of soil drying and emergence ofcorn. Transactions of the ASAE, 4 (2): 170-174.

は，発芽や生育に影響を及ぼさなかった．

4）2 cm 以下の土塊の割合が 40 ∼ 60 % 程度の不良なJohnson, W.H. and Henry, J.E. (1964): Influence of simulated
row compaction on seedling emergence and soil drying tates.

砕土条件下では，手播きにより播種深度を揃えると，砕土率の良否はダイズの発芽，苗立ちに有意な影響を及ぼさなかった．

Transactions of the ASAE, 7 (3): 252–255.
新 潟 県 農 林 水 産 部 (2013):

平 成 25 年 度 水 稲, 大 麦,

大 豆, そ ば の 技 術 対 策 情 報. 5 月 の 技 術 対 策. http://

謝辞

www.pref.niigata.lg.jp/HTML Simple/171/972/gitai5,0.pdf
農文協 (1987): 作物病害虫百科 診断と防除 2

実験は，中央農業総合研究センター北陸研究センター
業務科各位の全面的な支援により行われました．ここにムギ，マメ類，

飼料作物. 農文協編, pp. 259–264, 農山漁村文化協会, 東京.
西入恵二, 川村五郎 (1976): 水田転換畑におけるダイズの機械化

感謝の意を記します．

栽培について. 第 1 報 作土の土塊分布とダイズの生育. 東北農業試験場研究速報, 20: 7–13.

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寿, 松崎守夫 (2008): 重粘質転換畑における土壌鎮圧によるダイズ種子の吸水抑制効果. 日本土壌肥料学雑

要

27

旨

粘質土壌の低い砕土性を考慮しつつ，ダイズの安定的な出芽 · 苗立ちのための適切な播種条件を明らかにすることを目的として，ほ場における要因試験を行った．4 つの要因，すなわち播種深度，耕うん後の播種日，播種後の鎮圧の有無 · 強度，砕土率が，播種後の種子水分，発芽率，出芽率，苗立ち率に及ぼす影響を解析した．重粘土転換畑におけるダイズの出芽 · 苗立ちに対しては，1）播種深度および耕うんから播種までの期間が，影響の強い要因であり，耕うん後の速やかな播種が重要であること，2）播種
深度は，無降雨が続く場合には深い方が有利であるが，すぐに降雨がある場合には浅い方が出芽後の生育は良好であること，3）鎮圧は，十分な土壌水分のもとでは発芽の促進に相補的に働き，また，強度の違いはほとんど影響を及ぼさないこと，4）不十分な砕土条件下においては，播種深度を揃えた場合，砕土率に差があっても（全層平均の砕土率 37 % ∼ 62 % ），ダイズの出芽 · 苗立ちに有意な違いが生じな
いこと，が明らかになった．
キーワード：粘土質水田，ダイズ，播種，土塊，発芽，苗立ち