7.目的
　畑輪作の重要性は論を待たないが、各種の作付様式と作物の生産性評価ならびに生産性に関与する要因の実験的データの蓄積は十分でない。そこで輪作年限、前作物が異なる輪作、前後作様式が４畑作物の収量・品質におよぼす影響を評価し、次に生産性と関連する重要な一要因と考えられる土壌の微生物特性を長期的に継続観測し、各種作付様式における変動ならびに収量性との関連を考察した。これらの結果からより多様な輪作体系への指針を示した。

8.試験研究方法
　十勝農試圃場(淡色黒ボク土)において昭和60年より10年間、各種作付様式の連作・短期輪作試験を行った。
　①供試作物：てんさい（Ｂ）、ばれいしょ（Ｐ）、菜豆（Ｋ）、秋播小麦（Ｗ）
　②作付様式：4年輪作2系列B-P-K-W、B-K-P-W、3年輪作3系列B-P-K、B-K-P、K-W-B、2年輪作5系列
　　B-P、W-P、P-K、B-K、W-K、および各作物の連作区
　③調査項目：収量、品質、土壌微生物特性（微生物相、バイオマス、土壌呼吸量、酵素活性）、主な土壌病
　　害、養分収支、土壌化学性。

9.結果の概要・要約
１）連作における収量反応と短期輪作年限
　輪作年限の短縮による収量・品質の反応を各々の４年輪作（Ｂ−Ｐ−Ｋ−Ｗ）と比較すると、
　ア）てんさいは３年輪作から根重、根中糖分ともに減少（低下）し、連作区では５年目以降漸減し、根重最大
　　２２％（平均９，以下同）、糖分同１５ポイント（１０）減少した。連作区では根腐病、褐斑病が増加した。
　イ）ばれいしょは２年輪作から減収したがでんぷん価は低下せず、連作区では上イモ重同３５％（２２）減収し
　　た。そうか病は連作および２年輪作のてんさい跡で多発生し、３年輪作のてんさい跡でもやや増加した。
　ウ）菜豆は３年輪作から減収程度が激しく、百粒重も大きく低下し、連作区では子実重同７３％（４７）、
　　百粒重同２５％（１２）減少し、根腐病が当初から著しく発生したが連作５年目以降やや回復した。
　エ）小麦は２年輪作から減収し、千粒重もやや低下し、連作区では子実重同５５％（２５）、千粒重同14％
　　（５）減少し、雪腐病が多発生する年次は大幅に減収した（表１、図１）。

２）前作物の違いと収量変動
　ア）同一輪作年限で前作物の異なる後作物の収量性は、てんさいでは前作物による影響が小さい。ばれい
　　　しょはてんさい跡で高く、菜豆跡で低く、小麦跡は後期に高まった。菜豆はてんさい跡で高く、ばれいしょ
　　　跡で後期に低下し、小麦跡では後期にやや高まった。小麦はばれいしょ跡で低く、菜豆跡で高かった。
　イ）前作物が後作物におよぼす影響は輪作年限の差よりも小さいが、ばれいしょでは輪作年限の影響よりも
　　　前作物のほうが大きかった（図１）。

３）輪作体系下における畑作物栽培土壌の微生物特性
　ア）連作および輪作年限の短縮にともない４年輪作に比べ、てんさいでは経年的に土壌呼吸量、バイオマス
　　　がやや増加し、細菌、放線菌、糸状菌などの土壌微生物数が増加した。ばれいしょでは当初は呼吸量の
　　　減少はないが経年的に減少し、細菌は減少し、糸状菌が増加した。バイオマス、酵素活性も大きく減少し
　　　た。菜豆ではばれいしょに類似し当初から・呼吸量が減少し、糸状菌が増加し、バイオマス、酵素活性が
　　　大きく減少した。小麦では当初呼吸量は変わらないが、糸状菌が増加した。経年的に呼吸量、バイオマ
　　　ス、酵素活性が増加した（表２）。
　イ）土壌微生物持性の変動には、微生物基質の還元量および質が大きく関与すると考えられた。
　ウ）上記の微生物特性と収量変動の関係を類推する手がかりとしては、菜豆連作土壌におけるバイオマス、
　　　酵素活性の減少と土壌微生物相の形成がインゲン根腐病の発病を助長することが推察された（表３）。

４）短期輪作における収量性
　輪作における収量性は年限短縮による反応と前作物の両方よって変動するが、てんさいおよび小麦を含む輪作は、長期的には収量性が高く、これらの作物の輪作への導入は土壌微生物特性の面からも重要であることが認められた。輪作年限と作付順序の決定にあたっては、てんさいおよび小麦を効果的に配置することが重要であり、前後作関係を十分考慮にいれる必要がある。

10.成果の具体的数字

表2　　輪作年限の短縮にともなう微生物特性の変動¹⁾

作物名	細菌	放線菌	糸状菌	土壌呼吸量	バイオマス	酵素活性(C)
てんさい	後期増加 (連>2年)	後期増加	増加	同等(2年) やや増(連)	やや増加	同等
ばれいしょ	減少	増加(2年) 同等(連)	後期増加	後期減少	減少	減少
葉豆	減少	前期増加 後期同等	前期増加 後期やや増	減少	減少	減少
小麦	前期減少 後期同等	同等	増加	後期増加	増加 (連>2年)	増加 (連>2年)

4年輪作との比較。バイオマス。酵素活性は9,10年目の傾向。
酵素活性はセルラーぜ活性。
連作区と2年輪作の傾向がやや異なるところは(　)に記した。

表3　　土壌微生物活性の異なる土壌におけるインゲン根腐病の発生

供試土壌	原土の土壌微生物特性1)				土壌浸出液接種後の 病原菌接種試験2)
	土壌 呼吸量	バイオマス	P活性	C活性	根褐変指数	茎葉＋根重
①菜豆4b(B)土	29.2	11.8	19.3	3.3	0.46a	428c
②てんさい連作土	21.6	11.4	19.9	3.3	0.83b	360b
③菜豆連作4年目土	16.1	8.8	16.6	2.8	1.28c	274a
④同連作10年目土	14.4	7.3	16.3	2.2	1.37c	285a

1)平成6年5月中旬に連輪作試験圃場より採取した生土。単位:呼吸且、バイオマス(㎎C・100g-1)
　酵素(P:フォスファターゼ,C:セルラーゼ)活性(nmol・g-1・min-1)
2)原土を減菌し、同一の休閑土壌の浸出液を接種し10日間培養俊、病原菌(約104・g-1土)を接種し、菜豆を
　ガラス室内で30日間栽培した。根褐変指数(0〜4)、生育量(㎎乾物/本)異なる文字間で有意差(5%)あり。

11.成果の活用面と留意点
　1)本試験は淡色黒ボク土で行われたものである。
　2)本試験は、輪作年限の検討のほか、同一輪作年限の中に異なる作物を組み合わせており、畑作物の作付
　　順序決定の指針となる。
　3)連作障害回避の見地から4年以上の輪作を基本とする。

12.残された問題点とその対応
　1)短期輪作における病害等の収量低下要因と土壌微生物特性の詳細な関連把握。
　2)新作物導入など作付体系改善による土壌病害軽減対策の確立。