直播と地下点滴潅がいによる水稲－コムギ輪作体系の生産力と環境負荷低減効果の検証

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21H02173
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Kagawa University
• Principal Investigator: 豊田 正範 香川大学, 農学部, 教授 (30284350)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 当真 要 北海道大学, 農学研究院, 教授 (10514359) ; 諸隈 正裕 香川大学, 農学部, 准教授 (50284352) ; 水田 圭祐 香川大学, 農学部, 助教 (50910056)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 水稲 / 直播 / 輪作体系 / 生産性 / 温室効果ガス

Outline of Annual Research Achievements

本研究は直播と地下点滴潅がい栽培による水稲－コムギの輪作体系における生産性と温室効果ガス排出量削減による環境負荷低減効果の検証が目的である．本年度は香川大学農学部内の畑地と水田の両試験圃場にて，水稲－コムギ輪作の栽培試験を実施した．
水稲栽培では，畑地圃場の点滴潅がい区に点滴チューブを地表面からの深さ20cmに埋設した．6月15日に種子間隔3cmのシードテープを条間30cmで1畝につき6条を播種した．水田の湛水栽培区には6月17日に株間15cm，条間30cmで移植した．点滴潅がい区の日々の潅水量は推定蒸発散量と作物係数により決定し，降雨の際は適宜潅水を控えた．湛水栽培区は代かきから成熟期の収穫直前まで常時湛水状態とした．生育期間中には地上部乾物重，葉面積，積算吸収日射量，葉齢，茎数，SPAD値などの調査を定期的に実施した．点滴潅がい区の全乾物重，全籾数，穂数は湛水栽培区を上回っていたが，登熟歩合，玄米千粒重，収穫指数は湛水栽培区より低かったため，結果的に収量は湛水栽培区と同水準となった．
生育期間中は毎週1回，圃場から排出される二酸化炭素（CO2），亜酸化窒素（N2O），メタン（CH4）フラックスをチャンバー法により測定した．
水稲の収穫後にコムギ品種さぬきの夢の栽培を実施した．畑地圃場と水田の前作跡に裁断した前作の稲わらを散布して耕運機で浅く耕起し，種子間隔2.5cmのシードテープを条間25cmで播種した．播種日は畑地圃場が11月16日，水田が11月18日である．畑地圃場では播種作業は順調で，発芽，苗立は良好であった．一方，水田では播種時に土壌が過湿状態で発芽，苗立も不良であった．このため，水田では比較的発芽が揃っている一部区画のみを調査対象としている．成熟と収穫時調査は5月下旬の見込みであり，その後，できるだけ速やかに水稲栽培を開始する予定である．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

香川大学農学部内の畑地と水田の両試験圃場にて，水稲－コムギ輪作の栽培試験を実施した．初年度であり，点滴潅がい設備や測定機器の設置や納入に時間を要するため，2年目以降の本試験に向けた予備試験と位置付けていたが，予定していた調査はおおむね実施することができた．
水稲栽培では，畑地圃場の点滴潅がい区に長さ21mの点滴チューブを6本埋設するのに時間を要したため，播種が予定の2週間程度遅れた．点滴チューブの埋設作業は初年度のみであり，次年度以降は計画どおり5月下旬から6月上旬に播種可能である．直播の問題として，おそらく土壌病虫害による発芽，苗立ちの不良個所が多少みられ，均一な苗立ちのための土壌病虫害対策が必要と感じた．施肥と潅がいは特に問題なく計画どおりに実施できた．生育期間中における地上部乾物重，葉面積，積算吸収日射量，葉齢，茎数，SPAD値などの調査，および収量調査は計画どおり実施できた．
生育期間中は毎週1回，圃場から排出される二酸化炭素（CO2），亜酸化窒素（N2O），メタン（CH4）フラックスをチャンバー法により測定した．湛水栽培区のCH4の経時変化は比較的高い直線性を有しているのに対して，点滴潅がい区のCH4 と両区のN2Oは変動があり個々のフラックスを注意深く確認する作業を行っている．
水稲の収穫後にコムギ品種さぬきの夢の栽培を実施した．畑地圃場の播種作業は順調で，発芽，苗立は良好であったが，水田では播種時に排水が十分ではなく，土壌が過湿状態で播種作業も困難であり，発芽，苗立も不良であった．このため，水田では比較的発芽が揃っている一部区画のみを調査対象としている．成長と生育の調査や温室効果ガスの採取・分析は予定どおり進めており，成熟と収穫時調査は5月下旬の見込みである．その後，できるだけ速やかに水稲栽培を開始する予定である．

Strategy for Future Research Activity

予備試験としての位置づけであった2021年度の栽培試験がおおむね順調であり，特に計画の変更や修正を要することなく2022年度，2023年度の本試験を実施する予定である．
水稲は畑地圃場の点滴潅がい区と水田の湛水栽培区で6月上旬～10月にかけて栽培試験を行い，点滴潅がい区ではさらに硝化抑制剤の処理区を設ける．調査項目は2021年度と同様に地上部乾物重，葉面積，積算吸収日射量，葉齢，茎数，SPAD値などを定期的に調査し，光合成関連の生理学的調査も実施する．収量および収量構成要素，玄米（玄麦）の食味・品質・成分分析，栽培環境（気象，蒸発散量，土壌水分・酸素，酸化還元電位，土壌アンモニア態窒素・硝酸態窒素含有量，土壌の全窒素・炭素含有量），温室効果ガス（毎週1回，温室効果ガスの採取・分析）を計画どおり実施する予定である．
コムギは畑地圃場と水田の水稲栽培跡に11月上旬～5月下旬にかけて栽培試験を行う．いずれも天水栽培とし，調査項目は水稲の栽培試験とほぼ同様に実施する．
今後の栽培試験の実施にあたり，2021年作での点滴潅がい区の苗立ち不良の原因と推察される土壌病虫害，湛水栽培区より点滴潅がい区で多発したカメムシといもち病，チャンバー法により測定した温室効果ガスの濃度の経時変化が直線性に劣る場合の処理方法，水稲作後の水田の排水不良によるコムギ播種作業の困難や苗立ち不良などについて有効な対策を早めに講じていく予定である．