課題の分類 研究課題名:畑作物の輪作様式が収量の長期変動に及ぼす影響とその要因 (畑作物の輪作体系確立に関する試験−長期連輪作試験) 予算区分:道費 担当科:北見農試 生産研究部 栽培環境科 研究期間:昭和34年〜平成12年 協力・分担関係: |
1.目的
持続的畑輪作体系確立のために、連作および輪作を長期継続したときの各種畑作物の収量変動および土壌理化学性、土壌病害虫などの推移を調査し、収量変動要因を明らかにする。
2.方法
1)試験地:北見農試圃場、表層多腐植質多湿黒ボク土
2)供試作物:てん菜(導入2号直播→モノホマレ移植)、ばれいしょ(紅丸)、秋播小麦(ホクエイ)、えん麦(前進)、大豆(北見白)、菜豆(大正金時)
3)輪作様式:①各作物の連作、②てん菜−えん麦(2年輪作区)、③てん菜−えん麦−大豆(3年輪作区)、④てん菜−えん麦−大豆−ばれいしょ(4年輪作区)、⑤てん菜−えん麦−秋播小麦−赤クロ−バ−ばれいしょ(5年輪作区)、⑥てん菜−えん麦−菜豆−秋播小麦−赤クロ−バ−ばれいしょ(6年輪作区)
3.結果の概要
1)連作区の収量変動とその要因
(1)全期間の平均収量は、4年輪作区(秋播小麦、菜豆は6年輪作区)を基準とした指数でみると、ばれいしょ91、えん麦84、てん菜82、大豆80、秋播小麦67、菜豆59であった
(2)42年間を6年単位でⅠ期〜Ⅶ期に区分し、4年輪作区(秋播小麦、菜豆は6年輪作区)との対比 で連作区の収量推移をみると、①Ⅰ期に最も大きく減収し、その後は緩やかに回復して一定水準で安定(てん菜、えん麦)、②Ⅰ期からⅢ期にかけて急激に減収するが、その後は速やかに回復し、ほぼ一定水準に達する(秋播小麦)、③一時的な回復もみられるが、全体としてみると長期にわたり低落傾向を示す(大豆、菜豆)、④僅かな収量低下が長期間続き、Ⅶ期になって大きく減収する(ばれいしょ)、の4タイプに区分された。
(3)連作障害の要因としては、既往の成績と同様に土壌病害虫の影響が大きかった。とくに、ばれいしょの場合は半身萎ちょう病や粉状そうか病、そうか病の被害も認めた。一方、土壌理化学性との関係でみると、酸性障害の可能性がてん菜で認められ、またてん菜、秋播小麦などで微量要素の過不足も懸念されたが、これらはいずれも施肥対応で解決可能な事項とみなされた。
(4)以上のことから、連作障害の主要因は土壌病害とみなされた。また、収量低下の長期変動パタ−ンは作物によって異なり、秋播小麦のように一旦激減した収量がある程度回復する事例もみられるが、いずれの作物も4年以上の輪作区並に回復することはなかった。
2)輪作区の収量変動とその要因
(1)2、3年の短期輪作区は、全期間の平均収量でみると各作物とも4年輪作区に劣った。2年輪作区の場合は、てん菜、えん麦ともⅠ期の減収が最も大きく、その後ゆるやかに回復し、ほぼ一定水準に達した。3年輪作区の場合は、①最初のⅠ〜Ⅱ期の減収が最も大きく、その後はやや回復傾向を示す(てん菜)、②Ⅰ期ではほとんど減収が認められず、Ⅱ期以降になって減収傾向を示す(えん麦、大豆)、の2タイプに区分された。いずれの作物も短期輪作を長期継続して障害が激化することはなかったが、4年以上の輪作区並に回復することも認められなかった。
(2) 短期輪作区の減収要因についは、てん菜の2、3年輪作区とえん麦の2年輪作区の場合土壌病害の関与を認めた。ただし、施肥対応である程度の減収をカバ−できる可能性もあることから、連作区ほど土壌病害の影響は大きくないものとみなされた。
(3) 輪作年限が4年以上の輪作様式は、各作物とも長期間にわたって土壌病害の発生が少なく、収量 は輪作年限の長短よりも前後作の組み合わせや養分の過不足などの影響をより強く受けた。したがって、これらについては前後作の組み合わせに注意をはらい、適切な土壌診断を行うことにより持続可能な輪作様式とみなされた。
表1 全期間における各作物の平均収量(指数)
区 名 | てん菜 | ばれいしょ | 秋小麦 | えん麦 | 大豆 | 菜豆 |
連作 | 82 | 91 | 67 | 84 | 80 | 59 |
2年輪作 | 81 | - | - | 93 | - | - |
3年輪作 | 90 | - | - | 97 | 96 | - |
4年輪作 | 100 | 100 | - | 100 | 100 | - |
5年輪作 | 95 | 94 | 94 | 96 | - | - |
6年輪作 | 99 | 92 | 100 | 97 | - | 100 |
表2 連作区土壌の化学性(1999年)
区名 | pH (H2O) |
y1 |
交換性塩基* | 微量要素** | ||
CaO | MgO | Cu | B | |||
てん菜 | 5.1 | 5.0 | 261 | 14 | 0.35 | 2.4 |
ばれいしょ | 5.2 | 2.8 | 389 | 35 | 0.40 | 0.7 |
秋小麦 | 5.4 | 2.4 | 339 | 31 | 0.20 | 0.7 |
えん麦 | 5.5 | 2.6 | 354 | 28 | 0.20 | 0.6 |
大豆 | 5.5 | 2.3 | 385 | 33 | 0.20 | 0.5 |
菜豆 | 5.5 | 2.0 | 372 | 37 | 0.35 | 0.5 |
4年輪作 | 5.3 | 3.1 | 342 | 22 | 0.24 | 1.2 |
表3 土壌病害の被害程度
区 名 | 根褐変程度* | 乾物重(無殺菌区/殺菌区×100) | ばれいしょ(病いも率、発病株率%) | |||||||
てん菜 | 大豆 | 菜豆 | てん菜 | えん麦 | 大豆 | 大豆 | そうか病 | 粉状そうか | 半身萎ちょう | |
連作 | 2.5 | 2.0 | 2.0 | 29 | 91 | 56 | 56 | 12.3 | 18.3 | 94 |
2年輪作 | 2.3 | - | - | 38 | 98 | - | - | - | - | - |
3年輪作 | 1.9 | 1.4 | - | 43 | 104 | 71 | - | - | - | - |
4年輪作 | 1.8 | 1.7 | - | 82 | 105 | 79 | - | 2.9 | 3.6 | 0 |
5年輪作 | 1.7 | - | - | 94 | 105 | - | - | 0.7 | 8.7 | 0 |
6年輪作 | 1.5 | - | 0.7 | 86 | 102 | - | 95 | 2.8 | 9.0 | 0 |