【指導参考事項】

水田における全層：表層施肥割合に関する一考察 道立上川農業試験場

Ⅰ　試験の目的
　表層養分濃度を高めて水稲の初期生育を促進するため、肥料の一部を表層に施用する方法は従来から極めて有効な栽培法として実用化されているが、現在のように施肥量の多くなってきた段階では当然その意義もかわってくるし、また一方、省力施肥という面からも問題となる。そこでこれらの諸条件を前提とした場合の全層、表層施肥割合について道立上川農業試験圃場(黄褐色土壌、土マンガン型、表層は腐植に頗る富む火山灰質沖積土、埴壌土)と富良野試験地(低位泥炭土壌、泥炭土壌、全層泥炭型)とで試験を行った。
　表層施肥の方法は植代時に施肥し、しかる後小型耕耘機で1回軽く攪拌した。

Ⅱ　試験設計
　1.　窒素施用量別の全層：表層施肥割合に関する試験(昭和40年)
　　(1)　試験地の概況
　ア　試験実施場所　　旭川市永山町　道立上川農試内圃場
　イ　土壌型　　　　　　 黄褐色土壌　壌土満俺型
　ウ　試験地土壌の一般理化学的性質

　土壌の理化学的性質

層位(cm)/ 項目		0～12	12～19	9～53	53以下
土　　　性		CL	CL	CL	砂礫層
湿土の色		3/(Br)	3/(Br)	10YR5/6(YBr)	(YBr)
密　　　度		18	24	21	－
粘　着　性		中	中	中	－
最大容水量(%)		92.0	80.7	85.1	－
粒径組成(%)	粗　砂	9.4	6.9	1.9	－
	細　砂	41.2	43.8	47.9	－
	砂合計	50.6	50.7	49.8	－
	シルト	26.1	26.6	32.4	－
	粘　土	23.3	22.8	17.8	－
養分吸収係数	N	537	564	555	－
	P2O5	1820	1742	1870	－
塩基置換容量(me)		27.4	28.8	18.2	－
置換性全塩基(me)		9.6	6.5	7.8	－
塩基飽和度　(%)		35.0	22.4	42.6	－
乾土効果　　(mg)		10.9	8.4	2.3	－
温度上昇効果(mg)		7.7	5.4	4.4	－
全窒素　　　　(%)		0.49	0.43	0.11	－
全炭素　　　　(%)		6.46	5.62	1.28	－
炭素率　　　　(%)		13	13	12	－
腐　食　　　　 (%)		11.1	9.7	2.2	－

　表層は腐植に頗る富んだ火山灰質沖積土壌で燐酸吸収係数高く、また、約50cm以下に砂礫層が出現し、排水は極めて良好である。

　　(2)　一区面積及び連数　　18m²　2連制
　　(3)　試験区名とその内容(kg/a)

項　　　目/ 試験区名		N		P2O5	K2O	備　考
		全層	表層 (30%)
N　少	全量全層施肥区	0.60	－	0.8	0.8	P．K：全層施肥 供試品種：シオカリ 畦巾、株間：3×15cm(20株/m2) 移植期：5月28日 落　 水：8月30日 収　 穫：10月4日
	一部表層　　〃	0.46	0.18	〃	〃
N　標	全量全層　　〃	0.80	－	〃	〃
	一部表層　　〃	0.56	0.24	〃	〃
N　多	全量全層　　〃	1.00	－	〃	〃
	一部表層　　〃	0.70	0.30	〃	〃
N極多	全量全層　　〃	1.20	－	〃	〃
	一部表層　　〃	0.84	0.36	〃	〃

　2.　深耕下の施肥方式に関する試験(昭和38年)
　　(1)　試験地の概況　　(1)試験に同じ
　　(2)　一区面積及び連数　　10.8m²　2連制
　　(3)　試験区名とその内容(kg/a)

項　　　目/ 試験区名		N		P2O5	K2O	備　考
		全層	表層 (30%)
N少、全量全層施肥区		0.6	－	0.8	0.8	耕深：24cm P．K：全層施肥 供試品種：シオカリ 畦巾株間：33×15cm(20株/m2) 移植期：5月24日 収　 穫：9月25日
N標、　　　　〃		0.8	－	〃	〃
N多	全量全層施肥区	1.0	－	〃	〃
	2割表層　　〃	0.8	0.2	〃	〃
	4割表層　　〃	0.6	0.4	〃	〃
	6割表層　　〃	0.4	0.6	〃	〃
N極多、全量全層施肥区		1.2	－	〃	〃

　3.　窒素及び燐酸の表層施用効果に関する試験(昭和39年)
　　(1)　試験地の概況　　(1)試験に同じ
　　(2)　一区面積及び連数　　20m²　2連制
　　(3)　試験区名とその内容(kg/a)

項　　　目/ 試験区名		N		P2O5	K2O	備　考
		全層	表層 (30%)
全量全層施肥区		0.8	－	0.8	－	K：全層施肥 供試品種：シオカリ 畦巾、株間：33×15cm(20株/m2) 移植期：5月26日
N一部表層施肥区		0.6	0.2	0.8	－
P一部表層施肥区		0.8	－	0.5	0.3
N．P一部表層施肥区		0.6	0.2	0.5	0.3

　4.　泥炭地水田における施肥法試験(昭和40年)
　　基盤整備水田の施肥対策　　Ⅰ表土処理の要否と施肥法に関する試験、富良野試験地の成績参照

Ⅲ　試験成績および考察
　1.　窒素施用量別全層：表層施肥割合に関する試験
　　(1)　生育状況ならびに収量
　生育初期における草丈、茎数は、N用量、全層：表層施肥割合の如何にかかわらず殆ど差異を認めないが、7月上旬の幼穂形成期頃から以降になると全量を全層施肥したものに比し、一部を表層施肥したものでは明らかに草丈、茎数の劣ることがうかがわれる。また、この試験の範囲よりみるとN用量の多い場合ほど生育は増進される方向にあるが、それと全層：表層施肥割合との間には特異的傾向がみられない。即ち、いずれのN施用段階においても、生育相から推定される一部表層施肥の効果は、すべてマイナス的であった。
　次ぎに収量についてみると、こうした生育上にみられた事柄が、ほぼそのまま反映し、N用量の多いほど増収しているが、一部表層施肥の場合はどのN水準でも明らかな収量低下が認められ、しかも、その程度は窒素施用量の少ない段階ほど大きい方向にある。かかる結果は、窒素が満足でないときこそ表層施肥の意義が大きいと考えた当初の予測とは可成りかけはなれたものであるが、窒素ロスがこの場合の支配的要因とすれば、むしろ当然の傾向といわれなければならない。
　いずれにしても表層養分濃度を高め、しいては生育を促進するための一部表層施肥法は、水稲の初期生育の良い条件下では窒素損失が大きく、生育、収量低下をまねくものと思考されるが、その影響度合いは全層0.6≒表層0.8、同様にして0.8≒1.0、1.0≒1.2で一部表層施肥は窒素損失を甚だしくする。
　数値に若干のブレはあるが、一応、N施用量の多いほど、また表層施肥の方が土壌中のNH₄-Nは高く経置していることが認められる。
　このように凡そ、施肥後4週間、移植後3週間経過以後のN濃度は、一部表層施肥のためつねに低いが、それまでの施肥移植後、表層施肥によって一時的な高濃度になるであろうと思われる。その際の効益を現実の問題として処理しておくとこが必要かもしれない。
　施用量の増加するにつれて一般に体内N濃度ならびに吸収量は高まるが、全量全層施肥に比較すると、一部表層施肥の場合におけるそれらは明らかに低いようであり、N吸収量では、それぞれ"0.2kg/a多量段階の一部表層施肥"に匹敵するか、それの方が少ないほどであって、よく、生育、収量傾向と一致している。

　生育調査成績(2区平均)

項　　目/ 区　　名		6.13		7. 9		7.22		8. 5		成熟期
		草丈 (cm)	茎数 (本)	草丈 (cm)	茎数 (本)	草丈 (cm)	茎数 (本)	草丈 (cm)	茎数 (本)	稈長 (cm)	穂長 (cm)	穂数 (本)
N　少	全量全層	33.5	6.7	48.9	15.3	60.2	21.1	74.3	21.9	67.0	15.1	19.2
	一部表層	33.3	6.8	45.3	13.3	57.0	20.1	68.9	20.3	64.4	14.1	17.9
N　標	全量全層	33.2	6.8	47.1	13.0	58.6	21.1	78.3	21.8	67.1	15.4	19.0
	一部表層	33.1	6.8	46.5	14.0	68.8	22.0	71.6	22.5	66.9	15.0	19.8
N　多	全量全層	34.1	6.8	47.2	14.9	58.3	23.5	73.9	25.1	69.0	15.4	21.1
	一部表層	31.6	5.8	43.5	12.0	58.5	20.7	73.3	22.4	68.6	15.7	20.3
N極多	全量全層	34.5	7.5	46.9	15.0	59.3	24.1	74.8	24.8	72.0	15.3	22.5
	一部表層	33.2	6.8	47.0	13.7	59.2	22.3	75.6	22.5	68.7	15.9	19.1

　収量調査成績(kg/a)

項　　目/ 区　　名		わら重	精籾重	粃重	籾摺歩合 (%)	玄米重	百分比 A	百分比 B	屑米重	玄米(g)		籾重
										L重	千粒重	総重 ×100
N　少	全量全層	48.0	50.8	0.6	81.1	41.2	100	100	0.8	822	19.2	54.0
	一部表層	37.4	45.8	0.5	80.9	37.0	91	90	0.7	824	19.1	53.4
N　標	全量全層	41.4	55.1	1.0	80.8	44.5	109	100	1.2	822	19.1	54.6
	一部表層	41.1	50.8	0.9	80.6	40.9	100	92	1.0	821	19.1	53.3
N　多	全量全層	45.7	58.3	1.5	80.1	46.7	114	100	1.5	820	18.9	54.1
	一部表層	41.0	55.3	1.4	79.6	44.1	108	94	1.4	823	19.2	55.4
N極多	全量全層	48.2	61.0	1.2	80.3	49.0	120	100	1.2	825	19.0	54.0
	一部表層	42.5	57.3	1.0	81.5	46.7	114	95	0.8	827	19.4	55.6

　　(2)　土中のNH₄-の消長(mg/乾土100g)

月　　日/ 区　　別		6月21日	7月7日	7月19日	8月6日	8月19日
N少量	全量全層	3.69	2.13	0.63	0.73	0.48
	一部表層	2.59	2.37	0.77	0.62	0.39
N標準	全量全層	3.84	2.84	－	-	0.46
	一部表層	3.92	2.55	1.03	0.50	0.31
N多量	全量全層	4.80	3.12	1.63	0.43	0.42
	一部表層	4.61	2.44	1.12	0.48	0.29
N極多量	全量全層	4.97	2.13	2.06	0.67	0.61
	一部表層	4.54	2.68	1.53	0.95	0.91

　　(3)　作物体内濃度とその吸収量

項　　目/ 区　　別		N含有率(%)			N吸収量(g/a)
		8月2日	成熟期		わら	穂	計
		茎葉	わら	穂
N少量	全量全層	1.70	0.66	1.11	221	468	689
	一部表層	1.49	0.61	1.06	187	403	590
N標準	全量全層	－	0.64	1.13	217	517	734
	一部表層	1.95	0.53	1.19	179	502	681
N多量	全量全層	1.95	0.63	1.25	236	605	841
	一部表層	1.88	0.57	1.06	192	487	679
N極多量	全量全層	2.25	0.77	1.19	304	602	906
	一部表層	1.80	0.61	1.17	213	556	769

　2.　深耕下の施肥方式に関する試験
　　(1)　成育、収量について
　生育調査成績(2区平均)

項　　目/ 区　　名	6月22日		7月11日		7月23日		成熟期			出穂期 (月日)	成熟期 (月日)
	草丈 (cm)	茎数 (本)	草丈 (cm)	茎数 (本)	草丈 (cm)	茎数 (本)	稈長 (cm)	穂長 (cm)	穂数 (本)
N少全量全層	25.1	3.4	52.0	14.3	65.9	15.6	69.5	15.5	16.4	8. 1	60
N標全量全層	24.2	3.8	53.3	15.9	67.6	17.9	74.5	16.0	19.2	8. 1	61
※N多全量全層	24.0	4.6	54.6	17.3	68.9	21.3	76.6	16.0	25.0	8. 2	61
N多2割表層	25.2	4.4	54.4	15.3	68.7	18.4	76.3	16.2	20.9	8. 1	62
N多4割表層	25.3	4.4	55.3	17.7	69.0	18.4	76.0	15.9	20.3	8. 1	60
N多6割表層	24.2	3.6	53.6	15.5	68.2	18.2	76.3	15.8	18.9	8. 1	61
N極多全量全層	24.7	4.5	53.9	17.3	69.0	20.9	77.0	16.5	24.2	8. 1	58

　　※　4区平均

　収量調査成績(kg/a)　(2区平均)

項　　目/ 区　　名	わら重	精籾重	粃重	粃摺歩合 (%)	玄米重	百分比	屑米重	玄米(g)		籾重
								L重	千粒重	総重 ×100
N少全量全層	35.3	51.9	0.1	80.7	41.9	74	0.9	844	21.1	60
N標全量全層	39.2	61.0	0.1	81.4	49.6	88	0.9	845	21.0	61
※N多全量全層	44.7	69.1	0.2	81.9	56.5	100	0.9	843	20.5	61
N多2割表層	40.5	64.5	0.2	81.9	52.8	94	0.7	843	20.9	62
N多4割表層	41.2	62.0	0.1	80.5	49.9	88	1.2	846	21.2	60
N多6割表層	37.9	58.7	0.1	81.6	47.9	85	0.8	845	20.7	61
N極多全量全層	50.6	68.3	0.3	80.8	55.1	98	1.4	840	20.6	58

　　※　4区平均

　一般に初期生育が緩慢でおそ出来傾向を示す深耕条件で実施された全層：表層施肥割合の試験結果によると、(1)試験とほぼ同様各期の生育状況及び収量とも全量全層施肥が最もよく、表層施肥割合を多くするにしたがって低下していることが認められる。しかし、(1)試験と対比しながら考察すれば、それが窒素地力の低い下層土壌の混入されたことに起因するのかどうかは明らかでないが、一部表層施肥によるマイナス程度は幾分少ないようである。
　なお、N用量をますにつれて生育は旺盛となり収量も増大するが、その限界は凡そ1kg/aである。

　全層：表層施肥割合と収量


　　(2)　養分吸収状況
　N．P．K．Si含有率(乾物%)

項　　目/ 区　　名	N			P2O5			K2O			SiO2
	幼形期	わら	穂	幼形期	わら	穂	幼形期	わら	穂	幼形期	わら	穂
N少全量全層	3.39	0.67	1.20	0.80	0.33	0.83	2.58	2.53	0.35	5.57	11.50	4.05
N標　　　〃	3.76	0.62	1.23	0.83	0.33	0.83	2.74	2.46	0.32	4.90	12.04	3.23
N多　　　〃	3.72	0.90	1.41	0.75	0.33	0.74	2.66	2.62	0.35	4.73	11.06	4.86
〃　2割表層	3.56	0.78	1.27	0.73	0.33	0.76	3.00	2.64	0.40	5.33	11.17	5.54
〃　4割表層	3.55	0.67	1.18	0.83	0.34	0.86	2.50	2.25	0.37	5.02	10.66	5.12
〃　6割表層	3.55	0.61	1.18	0.81	0.35	0.81	2.49	2.38	0.32	4.95	11.96	4.16
N極多全量全層	3.53	1.05	1.47	0.85	0.31	0.76	2.41	2.28	0.35	4.97	12.34	3.46

　全量を全層に施肥した場合よりも、その一部を表層に施用特にその割合の多いものの方が極く初期の体内N濃度は高いが、幼穂形成期頃から全く逆転し、且つ、生育の進むにしたがって一層その差は明らかになることが認められる。しかし、その他の成分については、一定の傾向がみられない。なお、養分吸収量も表層施肥割合をますにしたがって、明らかに低下しているようである。

　窒素含有率の成育時期別変化


　養分吸収量(g/a)

項　　目/ 区　　名	N			P2O5			K2O			SiO2
	わら	穂	計	わら	穂	計	わら	穂	計	わら	穂	計
N少全量全層	213	560	773	105	388	493	805	163	968	3.657	1.891	5.548
N標　　〃	219	675	894	116	456	572	762	176	938	4.250	1.773	6.023
N多　　〃	363	878	1.241	133	461	594	1.056	218	1.274	4.457	3.028	7.486
〃　2割表層	285	749	1.034	120	442	562	964	232	1.196	4.077	3.219	7.296
〃　4割表層	249	658	907	126	474	600	837	206	1.043	3.966	2.857	6.823
〃　6割表層	209	623	832	120	428	548	814	169	983	4.090	2.196	6.286
N極多全量全層	479	900	1.379	141	465	606	1.040	214	1.254	5.627	2.118	7.745

　3.　窒素及び燐酸の表層施用効果に関する試験
　　(1)　生育、収量調査(2区平均)

項　　目/ 区　　別	6月30日		7月22日		成熟期			出穂期 (月日)	成熟期 (月日)
	草丈 (cm)	茎数 (本)	草丈 (cm)	茎数 (本)	稈長 (cm)	穂長 (cm)	穂数 (本)
全量全層区	36.3	11.0	60.6	24.8	72.2	15.7	21.7	8. 8	9.30
N一部表層区	37.0	8.6	59.0	22.3	69.0	15.5	19.8	8. 8	9.30
P一部表層区	37.7	10.1	59.9	24.9	71.9	15.6	21.2	8. 8	9.30
N．P一部表層区	37.1	10.0	59.7	21.3	68.6	15.1	18.7	8. 7	9.29

　収量調査成績(kg/a)　(2区平均)

項　　目/ 区　　別	わら重	精籾重	粃重	籾摺歩合 (%)	玄米重	百分比 (%)	屑米重	玄米(g)		籾
								L重	千粒重	総重 ×100
全量全層区	44.6	61.3	2.0	77.5	47.5	100	2.5	840	19.4	57
N一部表層区	42.6	57.9	0.9	77.8	45.0	95	1.8	834	19.3	57
P一部表層区	45.2	60.8	1.6	78.6	47.8	101	1.7	833	19.2	57
N．P一部表層区	40.7	56.1	1.5	78.1	43.8	92	1.9	841	19.3	57

　　(2)　窒素吸収状況
　作物体内N濃度とその吸収量

項　　目／ 区　　別	8月10日	成熟期		N吸収量(g/a)
	茎葉	わら	穂	わら	穂	計
全量全層区	1.45	0.76	1.33	305	734	1.039
N一部表層区	1.05	0.65	1.15	247	572	819
P一部表層区	1.14	0.73	1.29	292	672	964

　　Nの一部表層施肥は、体内N濃度及びその吸収量を低下せしめているが、これらは恐らく表層に施用された窒素の損失によるものであろう。

　4.　泥炭地水田における施肥法試験
　基盤整備水田の施肥対策、Ⅰ表土処理の要否と施肥法に関する試験富良野試験地の成績参照

Ⅳ　総括
　(1)　水田における窒素の一部表層施用は、土壌中のアンモニア態窒素や作物体内窒素濃度の低下をまねいて、水稲の生育、収量を明らかに衰退させていることが認められ、その程度は表層施肥割合をますにつれてより甚だしかった。
　(2)　このことは試験年次、窒素用量、耕深まどの如何をとわずほぼ同様で、特に窒素施用量の少ない段階における表層施用のマイナス度合いが大きかった。
　(3)　燐酸の標準量内における一部表層施用は水稲の生育、収量に殆ど影響が見られなかった。
　(4)　しかし、泥炭地水田での施肥法としては、表層施肥効果が高く、且つ、その割合はむしろ多いことが望ましい。
　(5)　これらの諸傾向から、水稲の初期生育が良好で、しかも窒素施用効果の高い水田の場合では、肥料の全量を全層施肥としてもよい。
　一方、初期生育が一般に不振で、あと出来傾向を示すような泥炭地水田(重粘土壌水田も含まれよう)における表層施肥効果は極めて大きいもののようである。
　尚今後、施肥法と肥料の吸収される位置及び根との関係などについて検討されなければならない。