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飼料イネ連作水田における土壌カリウム肥沃度の長期持続性の評価と改善策の提示

研究課題

研究課題/領域番号 20K05766
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分38010:植物栄養学および土壌学関連
研究機関高知大学

研究代表者

森塚 直樹  高知大学, 教育研究部総合科学系生命環境医学部門, 准教授 (10554975)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード飼料イネ / カリウム / 水田生態系 / 土壌診断 / 長期持続性評価 / 下層土 / 土壌肥沃度 / 栽培試験 / 施肥試験 / 水田 / 水田土壌 / 難溶性画分
研究開始時の研究の概要

圃場に稲わらが還元される食用米とは異なり圃場から地上部全体が持ち出される飼料イネ栽培において地力を維持するためには持ち出された養分量に応じた施肥が求められるが、飼料イネ栽培では、コスト削減を優先した結果、食用米よりもむしろ粗放的な施肥管理が行われてきた。本研究では、熊本県における全国に先駆けて飼料イネ栽培を導入した農家圃場を対象として、地上部の収穫に伴う持ち出し量が最も大きい養分であるカリウムに注目しながら、土壌の形態別カリウム含量の時空間変動を評価し、水稲によって利用されたカリウムの給源を推定するとともに、それを補充するための適正なカリウム施用量を予測し、その施用効果を圃場レベルで検証する。

研究成果の概要

熊本県上益城郡御船町の同一農家が管理する8筆の水田の39地点を調査定点として、飼料イネから食用米に作付を戻した時に土壌のK肥沃度がどのように回復するのかを評価した。飼料イネから食用米に作付を戻すと、表層土(0-15 cm)の交換態Kは速やかに回復し、熱硝酸可溶性非交換態Kは逆に減少する傾向を示した。飼料イネ水田では下層土(15-30 cm)の交換態Kと非交換態Kも食用米水田より低い値を示した。そして食用米に作付を戻すと下層土の交換態Kも回復し、K溶脱が示唆された。また、国内の水田作土(6圃場群、190試料)を供試して、テトラフェニルホウ酸ナトリウム法を利用した土壌難溶性K簡易評価法を考案した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、全国に先駆けて飼料イネ栽培を導入した圃場を用いて、長期間の飼料イネ栽培を止めて食用米に作付を戻した時に土壌のK肥沃度が回復するのかどうかを評価した。飼料イネ連作で粗放的な管理を続けると、土壌中のK含量が低下し、その後の食用米の収量を制限しうると予想していたが、土壌の交換態K含量は速やかに回復し、逆に非交換態K含量は減少するという予想外の結果が得られた。さらに下層土も表層土と同様に、飼料イネ連作水田の交換態Kと非交換態Kが食用米水田より低い値を示した。そのため土壌のK肥沃度診断では交換態Kだけでなく非交換態Kの評価、また作土だけでなく下層土の評価も重要であることが明らかとなった。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] 発酵粗飼料用稲の連作が水田土壌肥沃度に及ぼす影響—熊本県御船町の農家圃場の事例—2022

    • 著者名/発表者名
      森塚 直樹、松岡 かおり
    • 雑誌名

      日本土壌肥料学雑誌

      巻: 93 号: 6 ページ: 384-391

    • DOI

      10.20710/dojo.93.6_384

    • ISSN
      0029-0610, 2424-0583
    • 年月日
      2022-12-05
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Laboratory and field measurement of magnetic susceptibility of Japanese agricultural soils for rapid soil assessment2021

    • 著者名/発表者名
      Naoki Moritsuka, Kaori Matsuoka, Keisuke Katsura, Shuji Sano, Junta Yanai
    • 雑誌名

      Geoderma

      巻: 393 ページ: 115013-115013

    • DOI

      10.1016/j.geoderma.2021.115013

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Simple method for estimating the content of nonexchangeable potassium in paddy soil using extraction with sodium tetraphenylborate2022

    • 著者名/発表者名
      Naoki Moritsuka, Kosuke Baba, Hiroomi Horiuchi, Hiroki Saito, Ryosuke Tajima, Yukitsugu Takahashi, Hideaki Hirai, Kaori Matsuoka, Daisei Ueno
    • 学会等名
      The 22nd World Congress of Soil Science, Glasgow, Scotland.
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 飼料イネ連作停止に伴う水田土壌のカリウム肥沃度の回復2022

    • 著者名/発表者名
      馬場梢吾、森塚直樹、松岡かおり、馬場康輔
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会 第118回 関西支部講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] テトラフェニルホウ酸ナトリウム抽出法を用いた土壌難溶性カリウム簡易評価法2021

    • 著者名/発表者名
      森塚直樹、馬場康輔、堀内浩臣、齊藤大樹、田島亮介、高橋行継、平井英明、松岡かおり、上野大勢
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会第117回関西支部講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 水田表層土壌の土色の測定による遊離酸化鉄含量の推定:農場スケールでの推定精度に及ぼす土壌有機物の影響2021

    • 著者名/発表者名
      森塚直樹、堀内浩臣、齊藤大樹、田島亮介、高橋行継、平井英明、松岡かおり、上野大勢
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2021年度北海道大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Soil Fertility Decline by Repeated Cropping of Rice for Whole Crop Silage; A Case of Mifune Town in Kumamoto Prefecture, Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Naoki Moritsuka, Kaori Matsuoka, Kosuke Baba
    • 学会等名
      10th Asian Crop Science Association Conference
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Soil fertility decline by repeated cropping of rice for whole crop silage; A case of Mifune Town in Kumamoto Prefecture, Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Naoki Moritsuka, Kaori Matsuoka, Kosuke Baba
    • 学会等名
      The 10th Asian Crop Science Association Conference
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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