7.目的
連輪作試験を行い、主要畑作物に特異的な根圏微生物性を解明する。その結果を踏まえ、輪作体系下における生産性向上のための、根圏微生物性からみた、作付体系、施肥管理の一指針を得ようとする。

8.試験研究方法
連輪作試験　@試験地:農試圃場(褐色火山性土)、A供試作物:てんさい「モノエース」、ばれいしょ「ワセシロ」、菜豆「大正金時」、小麦「チホクコムギ」、B試験区の構成、4年輪作区、各作物の連作区、菜豆と各作物の2年輪作区。
〔調査項目〕
(1)主要畑作物の根圏微生物性の差異(昭60〜63)
(2)根圏微生物におよぼす前作・後作の影響(昭60〜63):根圏微生物相、土壌微生物活性調査
(3)菜豆の根褐変を指標とした根圏微生物の把握(昭61〜63):菜豆根褐変状況、根圏微生物相におよぼす前作物の影響調査
(4)土壌化学性の菜豆根褐変への影響(昭61〜63):pH、りん酸、カリが根圏微生物相へおよぼす影響調査、現地調査(十勝管内14カ所)。

9.成果の概要・要約
1)連輪作試験の結果,4年輪作区と比べ、連作区における収量減少割合の大きさは、菜豆が70%減と著しく、以下小麦＞ばれいしょ＞てんさいの順であった(図-1)
2)根圏微生物性を微生物活性と微生物相(菌数、種類)に分けて考え、連輪作間で比較すると、土壌微生物バイオマスの呼吸で表わす土壌微生物活性は、一般に輪作＞連作であり、作物間でみると、てんさい作付土壌、てんさい跡地土壌が高く、菜豆の連作区が最も低かった。
3)根圏微生物相のうち、土壌細菌数は全般に、輪作＞連作であり、やはりてんさいが多く、逆に土壌糸状菌数は輪作＜連作であり、菜豆の連作区がとりわけ多かった。また、作物の根の微生物相はてんさいで細菌数が多く、菜豆・小麦では糸状菌が多いようであった。なお、土壌微生物活性は土壌細菌数の方に対応するようであった(図-2)。
4)根圏微生物相を形成する要因としては、微生物基質である前作物残渣の成分構成の違いとそれに伴う微生物的な分解特性の差異も大きく影響すると思われた(図-3)。
5)連輪作土壌における根圏微生物性を作物反応として把握するため、菜豆を指標作物として、根褐変と根圏微生物相との関係を調査した。著しい根褐変の主要因はFusarium solaniによるものと考えられ、褐変指数と土壌および根のFusarium菌数とは正の相関が認められた(表-1)。
6)根褐変におよぼす前作物の影響は、連作が最も激しく、次いで小麦跡＞ばれいしょ跡≧てんさい跡であった。根褐変におよぼす根圏微生物相の形成には、やはり前作物の影響が大きいと考えられ、菜豆跡(連作)、小麦跡は、Fusarium菌等の糸状菌が生息しやすい土壌環境にあると推測された。すなわち、微生物活性が低下し、B/F値で表わされるように、相対的に糸状菌の占める割合が増加していると考えられた。(図-4)。
これらのことから、褐色火山性において、菜豆の根褐変程度によって、ある程度根圏微生物性を類推することが可能と考えられた。
7)菜豆連作土壌において、土壌化学性と根褐変との関係を検討した結果、pHが6を超えると褐変が激しくなるようであり生育も減少した。また、有効態りん酸が少ない、交換性カリ含量が多いなどの条件でも根褐変が激しくなり、現地調査においても同様の傾向が認められ、このような圃場では、土壌診断に基づいた適切な土壌・施肥管理が必要と考えられた(図-5)。

10.主要成果の具体的数字

図-1　主要作物の連作による減収程度

図-2　土壌微生物相の運輸作間比較
注)後作物土壌を測定(63年7月下旬)

図-3　前作残渣状の微生物相(63年6月上旬)
注)2年輪作の菜豆作付土壌より採取

表-1　菜豆根圏Fusarium菌数と根褐変の相関(63年)

図-4　菜豆作付前土壌の微生物相におよぼす前作物の影響(63年4月下旬)

図-5　根褐変におよぼす有効態りん酸の影響
注)褐色火山性土壌、連作3回目

表-2　連・輪作間の相違

表-3　主要作物間の相違

11.成果の活用面と留意点
1.本成績は、褐色火山性土での連輪作試験4年目における土壌微生物性および主要作物の根圏微生物性の相違を明らかにしたもので、作付体系、あるいは連作障害軽減対策参考になる。
2.連作障害軽減には、適切な輪作体系をとることが当然であるが、土壌の化学性にも充分留意する必要がある。すなわち、土壌診断に基づいた、適切な土壌・施肥管理が重要である。

12.残された問題点とその対応
1.有機物管理および窒素施肥が根圏微生物性におよぼす影響の検討
2.連輪作条件下における根圏微生物性推移の長期観測と変動要因の解析
3.根圏微生物性の土壌間差異の解明と微生物診断法の確立