吸引通気式堆肥化システムで回収された硫安液肥を用いた 飼料用イネ生産に関する研究 Effect of liquid ammonium sulfate fertilizer recovered by ammonia-collecting equipment on the growth and yiel

吸 引 通 気 式 堆 肥 化 シ ス テ ム で 回 収 さ れ た 硫 安 液 肥 を 用 い た

飼 料 用 イ ネ 生 産 に 関 す る 研 究

Effect of liquid ammonium sulfate fertilizer recovered by

ammonia-collecting equipment on the growth and yield of forage rice

2013

岩 手 大 学 大 学 院

連 合 農 学 研 究 科

生 物 生 産 科 学 専 攻

（ 山 形 大 学 ）

森 田 昌 孝

目 次

第

1 章 緒 論

1-1 本研 究 の 社 会的 背 景 1

1-2 本研 究 の 技 術的 背 景 4

1-3 本研 究 の 目 的と 構 成 5

第

2 章 吸 引 通気 式堆 肥 化 シス テ ム で回 収 し た硫 安 液 肥が 飼 料 用イ ネ

の 生 育 お よ び 収 量 に 与 え る 影 響

2-1 は じめ に 17

2-2 材 料お よ び 方法 18

2-3 結 果 20

2-4 考 察 23

2-5 要 約 32

第

3 章 吸 引 通気 式堆 肥 化 シス テ ム より 得 ら れた 回 収 硫安 の 基 肥施 用

が イ ネ の 生 育 と 収 量 に 与 え る 効 果

3-1 は じめ に 33

3-2 材 料お よ び 方法 34

3-3 結 果 36

3-4 考 察 38

3-5 要 約 51

第

4 章 吸 引 通 気 式堆 肥 化 シス テ ム から 回 収 され た 硫 安液 肥 の 水口 施

用 が 水 稲 の 生 育 お よ び 収 量 に 与 え る 影 響

4-1 は じめ に 52

4-2 材 料お よ び 方法 53

4-3 結 果 55

4-4 考 察 56

4-5 要 約 69

第

5 章 吸 引 通 気 式堆 肥 化 シス テ ム に使 用 す る未 利 用 反応 剤 の 活用 お

よ び そ の 反 応 試 験

第

1 節 吸 引 通気 式堆 肥 化 シス テ ム に天 然 由 来の 酸 を 用い た 場 合の 臭

気 低 減 お よ び 回 収 効 率 へ の 影 響

5-1-1 は じ め に 70

5-1-2 材 料お よ び 方 法 71

5-1-3 結果 73

5-1-4 考察 75

5-1-5 要 約 89

第

2 節 吸 引 通気 式堆 肥 化 シス テ ム に濃 縮 し た天 然 由 来の 酸 を 用い た

場 合 の 臭 気 低 減 お よ び 回 収 効 率 へ の 影 響

5-2-1 は じ め に 90

5-2-2 材 料お よ び 方 法 91

5-2-3 結果 93

5-2-4 考察 95

5-2-5 要 約 105

第

6 章 総 合 考 察

6-1 研 究背 景 の 整理 106

6-2 本 論文 の 到 達点 と 今 後の 課 題 107

6-3 総 括 110

Summary

-

114

本 論 文 の 要 約

-

120

謝 辞

-

124

引 用 文 献

-

127

第 1 章 緒 論 1-1 本 研 究 の 社 会 的 背 景 世 界 人 口 は 2050 年 に 100 億 人 を 超 え る と 予 測 さ れ て い る（ 石 川 ら 2011） （Fig1-1）（ 農 林 統 計 協 会 2011， FAOSAT2010）． 特 に 新 興 国 に お け る 人 口 増 加 は 目 覚 ま し く ，そ の 食 糧 需 要 か ら 国 際 的 な 穀 物 価 格 に つ い て も 高 ま り を み せ て い る ．そ れ に 伴 い ，穀 物 生 産 資 材 で あ る 化 学 肥 料 に つ い て も 価 格 上 昇 の 傾 向 が み ら れ ，硫 安 に お い て は 1993 年 か ら 約 2 倍 と な り（ 肥 料 経 済 研 究 所 2012）， そ の 国 内 価 格 は 上 昇 す る と 見 込 ま れ て い る （ Fig1-2）（ 農 林 統 計 協 会 2011a，農 林 水 産 省 2009）．こ の よ う な 国 際 的 な 穀 物 価 格 や 原 材 料 価 格 の 変 動 の 中 ，不 安 定 な が ら も 輸 入 に 依 存 し て き た 我 が 国 の 畜 産 は ，そ の 飼 料 自 給 率 が 26%と 極 め て 低 い 水 準 と な っ て い る （ Fig1-3）（ 中 野 2011）． 今 後 は 飼 料 原 料 と な る 穀 物 輸 入 を 安 定 的 か つ 低 コ ス ト に 継 続 で き る 確 証 が 期 待 で き な い も の と 考 え ら れ て い る ．そ の た め 地 域 資 源 を 活 用 し て い く こ と に よ っ て 飼 料 自 給 率 を 向 上 さ せ る こ と が 求 め ら れ て い る （ 農 林 水 産 省 2005）． 一 方 ， 消 費 者 の 食 生 活 の 変 化 や 多 様 な 趣 向 か ら 1975 年 で は 約 90kg/年 あ っ た 米 の 消 費 量 は ，2008 年 で は 約 60kg/年 と 減 少 し て い る（ Fig 1-4）（ 農 林 統 計 協 会 2011b，2011c）．そ れ に 伴 い ，水 田 面 積 に つ い て も 1975 年 に 280 万 ha で あ っ た も の が ，2009 年 で は 170 万 ha と 約 40%減 少 し ，農 業 所 得 の 減 少 に も つ な が っ て い る ．ま た ，基 幹 的 農 業 従 事 者 の 高 齢 化 に 伴 い ，遊 休 水 田 や 耕 作 放 棄 地 は 2010 年 で は 40 万 ha に 達 し（ 農 林 水 産 省 2010），国 土 の 新 た な 利 活 用 が 模 索 さ れ て い る （ 小 山 2009）． そ の 利 活 用 の 一 つ と し て 新 規 需 要 米 の 活 用 が 広 が り つ つ あ る ．2009 年 に 施 行 さ れ た「 米 穀 の 新 用 途 へ の 利 用 の 促 進 に 関 す る法 律 」に お い て も ，そ の 第 1 章 1

重 要 性 が 確 認 さ れ ，米 粉 や 飼 料 用 米 と し て 米 の 新 た な 活 用 の 追 い 風 と な り つ つ あ る ．新 規 需 要 米 の 畜 産 的 利 用 と し て は ，飼 料 用 米 な ど の 飼 料 用 イ ネ を あ げ る こ と が で き る ．飼 料 用 イ ネ は 水 田 機 能 や 生 産 技 術 を 活 用 し な が ら ，家 畜 の 飼 料 を 生 産 す る こ と が 可 能 で あ る こ と か ら ，飼 料 自 給 率 の 向 上 に 貢 献 す る も の と し て 期 待 さ れ て い る （ 吉 田 1999， 浦 川 1999， 千 葉 2002， 稲 発 酵 粗 飼 料 推 進 協 議 会 2002， 細 田 ら 2004， 金 谷 2007， 上 垣 ら 2010）． こ の よ う な 水 田 で の 飼 料 増 産 が 求 め ら れ る 中 （ 河 本 ら 2009） で ， 近 年 ， 急 激 な 伸 び を 示 す 飼 料 用 米 の 生 産 量 は 2008 年 に 0.9 万 t で あ っ た も の を（ Fig1-5）（ 農 林 水 産 省 2011）， 2010 年 3 月 に 閣 議 決 定 さ れ た 食 料 ・ 農 業 ・ 農 村 基 本 計 画 で は 2020 年 に 70 万 t を 目 標 （ 農 林 水 産 省 2010a） と し ， 今 後 は 積 極 的 な 生 産 が 見 込 ま れ る ．そ れ ら を 支 え る 技 術 と し て ，専 用 品 種 の 育 成 ，省 力 的 か つ 低 コ ス ト な 生 産 技 術 お よ び 新 し い 調 製・給 与 技 術 の 開 発 等 が 進 め ら れ て い る （ 蔡 ら 2003， 徐 ら 2007， 日 本 草 地 畜 産 種 子 協 会 2012）． 国 民 の 消 費 カ ロ リ ー は 1970 年 で は 米 穀 中 心 の 摂 取 形 態 か ら 近 年 で は 油 脂 類 や 肉 類 へ と 変 遷 し て き た（ 農 林 水 産 省 2012）．そ れ に 伴 い ，家 畜 飼 養 頭 数 が 増 加 し ，畜 産 公 害 と い う 新 た な 問 題 が 生 じ て き て い る ．畜 産 に 起 因 す る 環 境 問 題 に つ い て み る と ，そ の 苦 情 件 数 の 総 数 は い ず れ の 畜 種 に つ い て も 減 少 し ，1993 年 で は 2,861 件 ，2011 年 で は 1,260 件 と 報 告 さ れ て い る（ 農 林 水 産 省 2012a）． し か し ， 農 家 1 戸 当 た り の 発 生 件 数 は 年 々 増 加 し ， 苦 情 件 数 で は ブ タ ，乳 牛 ，ニ ワ ト リ の 順 に 多 く な っ て い る （Fig1-6）（ 農 林 統 計 協 会 2010）． 特 に ，悪 臭 に 関 係 す る 苦 情 件 数 は ，畜 産 に 対 す る 苦 情 全 体 の 57.4% を 占 め て 最 も 多 く ， 悪 臭 発 生 の 低 減 が 強 く 求 め ら れ て い る ． こ れ ら 悪 臭 発 生 の 原 因 と し て ，畜 産 業 の 大 規 模 化 に 伴 っ て ，狭 い 限 ら れ た 地 域 に 多 量 の ふ ん 尿 が 集 積 す る こ と に よ り ，適 切 な 処 理 が 困 難 と な り ，地 域 的 な 環 境 汚 染 が 進 む 傾 向 を 指 摘 す る こ と が で き る ．家 畜 排 せ つ 物 は 古 く は 有 第 1 章 2

機 質 肥 料 と し て 利 用 さ れ ，地 域 内 で の 資 源 循 環 が 維 持 さ れ て き た が（ 横 内 ら 2006），こ の よ う な 畜 産 経 営 の 規 模 拡 大 や 偏 在 化 に 伴 っ て 有 効 利 用 さ れ な い ば か り か ，不 適 切 な 処 理 が み ら れ る よ う に な っ て き た ．こ の よ う な 背 景 か ら 環 境 汚 染 防 止 と 利 用 拡 大 を 目 的 と し た「 家 畜 排 せ つ 物 の 管 理 の 適 正 化 お よ び 利 用 の 促 進 に 関 す る 法 律 」が 制 定 さ れ ，2004 年 11 月 か ら 完 全 施 行 さ れ て い る ． 1960 年 で の 家 畜 排 せ つ 物 の 総 量 は 4,600 万 t で あ り ， 現 在 は そ の 約 2 倍 の 9,000 万 t と 見 積 も ら れ る （ Fig1-7）（ 農 林 統 計 協 会 2010a， 農 林 水 産 省 2012a）． そ の う ち ， 家 畜 ふ ん 尿 中 の 窒 素 量 は 約 65.4 万 t と 推 定 さ れ る が ， そ の 15～ 20%で あ る 14 万 t 程 度 は 堆 肥 化 な ど の 過 程 で 大 気 中 に ア ン モ ニ ア と し て 揮 散 す る と 推 定 さ れ て い る （ 農 林 水 産 省 2012a）． こ れ は 2009 年 国 内 農 業 生 産 に お け る 硫 安 や 尿 素 な ど 窒 素 質 肥 料 の 消 費 量 で あ る 43.1 万 t （FAO SAT 2010）の 20%に 匹 敵 す る と 見 積 も る こ と が 可 能 で あ り ，資 源 の 流 失 と み な す こ と が で き る ． ま た ，ア ン モ ニ ア 揮 散 は ，悪 臭 苦 情 の み な ら ず ，大 気 汚 染 や 土 壌 の 酸 性 化 の 原 因 （Möller と Schieferdecker 1985） と な っ て お り ， EU に お い て は 国 別 排 出 上 限 指 令 に よ り ア ン モ ニ ア の 排 出 基 準 が 設 定 さ れ て い る （Hyde ら 2003）．特 に オ ラ ン ダ は「 ミ ネ ラ ル 会 計 制 度 ，MINAS」を 導 入 し ，系 外 に 放 出 さ れ ，過 剰 な 窒 素 損 失 と な っ た 場 合 に 課 徴 金 が 徴 収 さ れ る 制 度 も み ら れ る （ 渡 辺 2004）．こ れ ら ア ン モ ニ ア は 資 源 で あ り ，有 効 に 活 用 し て い く こ と が 重 要 で あ る ． こ の よ う な こ と か ら ，将 来 に わ た り 畜 産 物 を 安 定 的 に 生 産 し ，供 給 し 続 け る た め に は ，輸 入 に 頼 る こ と な く ，環 境 負 荷 を 抑 え ，地 域 内 の 生 態 系 と 調 和 し た 持 続 的 な 土 地 利 用 型 畜 産 へ と 転 換 し て い く こ と が 必 須 で あ る と 考 え ら れ（ 平 野 2008），家 畜 ふ ん 尿 を 利 用 し た 飼 料 用 イ ネ の 栽 培 は ，資 源 循 環 を 強 第 1 章 3

化 し う る 点 で ， そ の 拡 大 に 期 待 が 寄 せ ら れ て い る （ 勝 俣 ら 2009）． 1-2 本 研 究 の 技 術 的 背 景 家 畜 ふ ん 尿 の 有 効 活 用 は 資 源 循 環 の 推 進 や 肥 料 費 の 削 減 に 不 可 欠 で あ る が ，肥 料 成 分 利 用 を 目 的 と す る 場 合 ，生 ふ ん 尿 や 堆 肥 は 成 分 当 た り の 容 積 ，重 量 が 大 き く ，そ の ま ま で は 運 搬 し て 利 用 す る に は 効 率 が 悪 い ．堆 肥 化 過 程 で 発 生 す る ア ン モ ニ ア は 化 学 肥 料 の 重 要 な 窒 素 源 で あ り ， ア ン モ ニ ア を 堆 肥 化 過 程 で 回 収・資 源 化 す る こ と は ，環 境 汚 染 の 抑 制 ，処 理 コ ス ト の 低 減 化 や 循 環 型 農 業 の 観 点 か ら 好 ま し い と 考 え ら れ る ． 一 般 的 な 堆 肥 化 処 理 方 法 で あ る ホ イ ー ル ロ ー ダ ー な ど の 大 型 建 設 機 械 に よ る 切 返 し 式 お よ び フ ァ ン で 空 気 を 圧 送 す る 圧 送 通 気 式 で は ，そ の ま ま 堆 肥 表 面 を 開 放 す る た め ，両 方 式 と も に 堆 肥 中 に 含 ま れ て い る ア ン モ ニ ア が 大 気 中 に 揮 散 す る （ 阿 部 ら2007）． こ れ に 対 し ，堆 肥 の 底 部 か ら フ ァ ン で 空 気 を 吸 引 す る 吸 引 通 気 式 堆 肥 化 は 堆 肥 の 表 面 か ら 揮 散 す る ア ン モ ニ ア を 低 減 し ，堆 肥 底 部 の 吸 引 配 管 内 に ア ン モ ニ ア を 含 ん だ 空 気 を 収 集 で き る た め ， ア ン モ ニ ア 揮 散 抑 制 が 容 易 に な る ． そ の た め ，臭 気 対 策 と し て 今 ま で に 行 わ れ て き た 脱 臭 法 で あ る 土 壌 脱 臭 ，活 性 炭 ， 樹 木 残 渣 ， 戻 し 堆 肥 脱 臭 な ど に 比 べ ， 堆 肥 底 面 か ら 吸 引 さ れ た 発 酵 排 気 中 に 含 ま れ る 高 濃 度 ア ン モ ニ ア ガ ス を 効 率 的 に 低 減 可 能 で あ る（ 阿 部 ら 2003, 2003a） ．但 し ，こ の よ う な 高 濃 度 の ア ン モ ニ ア ガ ス は 薬 液 洗 浄 方 式 で な け れ ば 処 理・回 収 が 困 難 で あ る ．こ の 薬 液 洗 浄 方 式 に よ る ア ン モ ニ ア を 回 収 す る 原 理 は ，ア ル カ リ 性 の ア ン モ ニ ア ガ ス と 酸 性 の 薬 液（ リ ン 酸 や 希 硫 酸 溶 液 ）を 接 触 さ せ て ，化 学 反 応 に よ り リ ン 酸 ア ン モ ニ ウ ム や 硫 酸 ア ン モ ニ ウ ム（ 以 下 ，回 収 硫 安 ，Fig1-8）な ど の 安 定 し た 液 肥 と し て 回 収 す る と 同 時 第 1 章 4

に ， ア ン モ ニ ア の 系 外 放 出 を 抑 制 さ せ う る も の で あ る ． こ の 吸 引 通 気 式 堆 肥 化 方 法 を 臭 気 対 策 と し て 検 討 す る 場 合 ， 市 販 の 工 業 用 ス ク ラ バ を 活 用 す る 方 法 も あ る が ，畜 産 農 家 へ の 導 入 を 考 慮 す る と ，可 能 な 限 り 簡 易 で 低 コ ス ト と な る 装 置 に す る 必 要 が あ る ．そ こ で ，市 販 の 樹 脂 容 器 や 塩 ビ 製 の 配 管 材 料 ，薬 液 ポ ン プ ，ヒ ー タ ，断 熱 材 等 を 組 み 合 わ せ た 簡 易 ス ク ラ バ が 畜 産 草 地 研 究 所 （ 阿 部 ら 2006， 2006a） に よ っ て 開 発 さ れ た ． こ の 吸 引 通 気 式 堆 肥 化 方 法 の 簡 易 ス ク ラ バ 脱 臭 装 置（ 以 下 ，吸 引 通 気 式 堆 肥 化 シ ス テ ム ）（Fig1-9， 10） は ， 圧 送 通 気 式 に 比 べ 高 濃 度 の ア ン モ ニ ア ガ ス が 排 出 さ れ（ 福 重 ら 2004），そ れ を 効 率 よ く 回 収 す る 能 力 を 有 し て お り ，臭 気 対 策 に も 活 用 で き る ． し か し ，そ の 反 応 に よ り 作 り 出 さ れ る 回 収 硫 安 は 植 物 の 生 長 に 不 可 欠 な 窒 素 成 分 含 量 を 多 く 含 む 一 方 で ，回 収 硫 安 の 積 極 的 な 活 用 が な け れ ば 吸 引 通 気 式 堆 肥 化 シ ス テ ム の 安 定 的 な 稼 働 に お い て ，制 限 要 因 と な る 一 面 を 有 し て い る ．そ の 回 収 硫 安 の 利 用 を 円 滑 に 進 め る た め に は ，農 作 物 ，特 に 本 研 究 に お い て 注 目 し た 飼 料 用 イ ネ へ の 利 用 を 促 す 必 要 が あ る と 考 え ら れ る ．飼 料 用 イ ネ へ の 利 用 は ，堆 肥 か ら 発 生 す る ア ン モ ニ ア を 回 収 し ，そ れ を 飼 料 用 イ ネ の 肥 料 と し て 活 用 可 能 で あ り ，得 ら れ た 子 実 や 稲 わ ら を 飼 料 と し て 家 畜 に 給 与 す る こ と が 可 能 で あ る ．こ れ に よ り 未 利 用 窒 素 を 中 心 と し た 価 値 の あ る 資 源 循 環 に つ な が る と い え る ． 1-3 本 研 究 の 目 的 と 構 成 硫 酸 ア ン モ ニ ウ ム 溶 液 で あ る 回 収 硫 安 は ，窒 素 肥 料 と し て の 可 能 性 を 有 し て お り ， 堆 肥 の 成 分 調 整 や 液 肥 と し て の 活 用 が 期 待 で き る ． し か し ， 回 収 硫 安 の 用 途 は ，現 段 階 に お い て は 限 定 的 で あ る と と も に そ の 肥 料 と し て の 有 第 1 章 5

効 性 に つ い て は 未 解 明 な 部 分 が 多 く ， 栽 培 試 験 を 行 っ た 報 告 等（ 農 業・食 品 産 業 技 術 総 合 研 究 機 構 （ 編 ）2009a， 2010）は 多 く な い ． さ ら に ， 硫 酸 は 劇 薬 で あ る た め 労 働 安 全 衛 生 法 （ 施 行 令 別 表 3 特化物 ） や 毒 物 お よ び 劇 物 取 締 法 （ 第 2 条 劇 物 ）， 消 防 法 （ 第 9 条 の 3 届 出 を 要 す る 物 質 ）に よ っ て 制 限 さ れ る と と も に ，回 収 さ れ た 回 収 硫 安 の 一 時 貯 留 ，栽 培 地 へ の 搬 送 方 法 ， 施 用 方 法 な ど の 補 完 技 術 が 不 十 分 な た め ， 利 用 範 囲 ･規 模 が 限 ら れ て い る こ と が 課 題 で あ る と 考 え ら れ る ． こ の よ う な 課 題 を 受 け ，本 論 文 に お い て は 4 つ の 試 験 を 実 施 す る こ と に よ り 課 題 解 決 の 一 助 と な る こ と を 目 的 と し た ． ま ず ， 第 2 章 で は ， 吸 引 通 気 式 堆 肥 化 シ ス テ ム よ り 得 ら れ た 回 収 硫 安 を 飼 料 用 イ ネ と 食 用 イ ネ の 追 肥 と し て 用 い ，施 肥 水 準 を 変 え る こ と に よ り ，そ の 施 肥 効 果 を 明 ら か に し た ． 次 い で ，第 3 章 に お い て は ，回 収 硫 安 の 利 用 を 飼 料 用 イ ネ の 基 肥 に も 活 用 で き る か を 検 討 し た ．第 4 章 に お い て は ，回 収 硫 安 を 実 規 模 で 圃 場 に 散 布 し た 際 に ，問 題 と な る 均 一 散 布 の 手 法 に つ い て ，4 つ の 処 理 区 を 設 け て 比 較 検 討 し た ． 第 5 章 で は ， 吸 引 通 気 式 堆 肥 化 シ ス テ ム の 課 題 と な る 反 応 剤 を 硫 酸 や リ ン 酸 な ど の 工 業 製 品 由 来 の 酸 で は な く ，天 然 由 来 の 酸 の 活 用 を 検 討 し た ． 第 1 節 で は ，天 然 由 来 の 酸 と し て ，有 機 酸 ，強 酸 性 泉 水 を 用 い て ，第 2 節 で は ，反 応 効 果 の 改 善 と 減 容 化 を 目 的 と し ，天 然 由 来 の 酸 の 濃 縮 が 臭 気 低 減 効 果 な ら び に 窒 素 回 収 能 力 に 与 え る 影 響 を 明 ら か に す る こ と を 目 的 と し た ．最 終 章 に お い て は ，今 後 の 技 術 的 な 方 向 性 や 問 題 点 を 踏 ま え て ，総 合 的 な 考 察 を 行 っ た ． 第 1 章 6

Fig1-1． Prospect of World population and agricultural area per person. 0 5 10 15 20 25 0 2,000 4,000 6,000 8,000 10,000 1965 1975 1985 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2015 2025 2035 2045 Total population（per million）

The estimation of after 2011 Agricultural area（ha/person） The estimation of after 2011

第 1 章 （million） （ha/person） P op u la tio n A gr ic u lt u ra l a re a Year 7

Fig1-2．Changes in the price of ammonium sulfate and urea. 100 120 140 160 180 200 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 (Index) Ammonium Sulfate Urea 第 1 章 Year P ri ce i n de x 8

Fig1-3． Change of self-sufficiency rate of feed.

0

20

40

60

80

100

1965

1985

2001

2003

2005

2007

2009

(％）

Milk and Dairy Products 第 1 章 Year S el f-su ff ic ien cy r at e o f f eed 9

Fig1-4． Changes of the paddy field area and rice consumption. 0 20 40 60 80 100 0 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 1975 1979 1983 1987 1991 1995 1999 2003 2007

The paddy field area（1000ha）

The rice consumption（kg/year/person）

（ha） （_kg） 第 1 章 Year P ad dy f iel d ar ea R ic e c onsu m pt io n 10

Fig1-5．Planted area of rice for whole crop silage and feed rice. 0 15,000 30,000 45,000 60,000 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

Whole Crop Rice Silage Feed Rice

（ha）

第 1 章

Year

Fig1-6． Number of complaints about livestock management. 0 3,000 6,000 9,000 12,000 15,000 19 73 19 75 19 80 19 85 19 90 19 95 19 99 20 00 20 01 20 02 20 03 20 04 20 05 20 06 20 07 20 08 20 09 20 10 Other Beef cattle Dairy Poultry Swine 第 1 章 Number of complaints Year 12

Fig1-7． Amount of animal waste disposal. 第 1 章 Year A mo u n t of an im al w as te d is po sa l 13 8,000 8,500 9,000 9,500 10,000 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 (104_t/year)

Fig1-8． Collected ammonium sulfate.

第 1 章

Fig1-9． Schematic diagram for the conversion of ammonia to liquid ammonium sulfate fertilizer.

Sulfuric acid solution （30%） and high concentration of ammonia reacted in reaction tank , generation of liquid ammonium sulfate fertilizer.

①Ammonia collecting equipment ②Chemical reaction

( Ammonia and sulfuric acid react chemically to from ammonium sulfate) ③Reaction tank ④Exhaust ① ② ③ ④ NH₃ NH3 NH3

Raw and crude compost

第 1 章

Fig1-10． Ammonia collecting equipment.

第 1 章

第2 章 吸引通気式堆肥化システムで回収した硫安液肥が飼料用イネの生育および 収量に与える影響 2-1 はじめに 畜産由来の環境汚染防止と家畜から排せつされるふん尿の利用拡大を目的としての 「家畜排せつ物の管理の適正化および利用の促進に関する法律」が制定され，2004 年 11 月から完全施行された．それに伴い，畜産から排出された堆肥は畑地のみならず水 田においても利用が促されている． 堆肥は家畜の敷料として利用される基材や畜種により，その肥効や成分は大きく異な っており，堆肥の生産者である畜産農家は成分特性を把握し，安定した品質の堆肥を生 産・供給する必要があるが，堆肥成分の特性を把握することは容易ではない（牛尾ら 2004）．肥効や特性を考慮せずに堆肥施用を続けると土壌養分が次第に過剰となり，農 産物の品質や収量の低下，時には地下水の硝酸態窒素汚染を招く恐れもある（堀越ら 2007，原ら 2008）．そのため，堆肥の肥効やその特性を把握した施肥設計が必要とな る．しかし，その算出は容易ではなく，堆肥熟度と肥効との関連性を明らかにする多く の研究が行われてきた（福光ら1996，小柳と安藤 2001，古谷 2003，池田ら 2006）． このように堆肥の利用は細密に肥料成分を制御する必要がある作物栽培においては不 向きな面もみられる． 本研究における吸引通気式堆肥化システムから得られた回収硫安は，堆肥中の高濃度 のアンモニアと硫酸を反応させていることから市販硫安と成分組成が類似している（伊 藤ら2006）．回収硫安をイネ栽培に用いることが可能となれば，窒素成分も計算により 容易に算出することができ，その肥効についても堆肥と比較し，即効性があり細密な作 物栽培においても利用が可能であると考えられる． 第2 章 17

そこで本章ではイネ栽培における化学肥料の代替としての回収硫安の特性を明らか にするため，回収硫安を食用イネおよび飼料用イネの追肥に用い，施肥水準を変えて栽 培し，生育と収量へ及ぼす影響について調査した． 2-2 材料および方法 1. 供試イネと栽培概要 供試イネは食用イネ品種「はえぬき」と飼料用米専用品種「ふくひびき」および飼料 用米・稲発酵粗飼料用イネ兼用品種「べこあおば」の3 品種を供試した．それぞれの供 試イネの種子は催芽後，2009 年 4 月 14 日にヒドロキシイソキサゾール・メタラキシル 殺菌剤（タチガレエース，三井化成アグロ（株），東京）を育苗箱土壌に均一に混和後， 育苗箱に播種し，育苗器にて育苗した．それらの苗を2009 年 5 月 20 日に山形大学農 学部附属やまがたフィールド科学センター高坂農場の試験圃場5.3a に幼苗移植した． 移植間隔は条間24cm，株間 23cm とした．1 株あたりの移植本数は 4～5 本とした． 2．基肥施肥水準設計と試験区での追肥設計 基肥は全区共通で，牛ふん堆肥 2t/10a，化成肥料（富印，燐安加里（窒素（N）：リ ン酸（P2O5）：カリ（K2O）＝13%：13%：13%），住友化成（株），東京）を窒素成分(以 下，N 成分)で 5kg/10a となるように全層施肥した．追肥に用いた肥料のうち，慣行区 については N 成分を基準として一般栽培と比較するため基肥と同様な肥料を供した． 本試験に供試した回収硫安は，（独）農業・食品産業技術総合研究機構畜産草地研究所 にて吸引通気式堆肥化装置およびスクラバを用いて回収した硫安液肥（pH7.3，N 成分 含量7.1%）を用いた． 追肥は幼穂形成期を基準とした次の4 水準に設定した．幼穂形成期については分解調 査を行うことにより判定を行った．1）慣行区：化成肥料を出穂 25 日前に 1 回施肥-N 18

成分3kg/10a．2）少肥区：回収硫安を出穂 25 日前に 1 回施肥-N 成分 3kg/10a．3）中 肥区：回収硫安を出穂25 日前および 出穂 5 日後にそれぞれ N 成分 3kg/10a を施肥-N 成分6kg/10a．4）多肥区：回収硫安を出穂 25，10 日前および出穂 5 日後にそれぞれ N 成分 3kg/10a を施肥-N 成分 9kg/10a．出穂日は各品種全株のうち 80%に出穂が確認 された日とした．追肥方法は慣行区ではイネの上部から均等になるように散布し，回収 硫安は落水後，イネの株元に直接滴下散布した． 3．試験区設計と調査株 供試品種 （1 品種につき 1,440 株） は PVC 樹脂性波板で 12 区画に区分し（1 区画 株数120 株，1 区画面積 6.6 ㎡），施肥水準（慣行区，少肥区，中肥区，多肥区）は 3 反復×4水準のユーデン方格法にて設計した．調査株は各区画につき連続した10株とし， 生育と収量の調査を行った． 4．調査項目と調査方法 生育調査は移植後毎月 1 回行った．調査項目は草丈，茎数および葉色（葉緑素計 SPAD-502，コニカミノルタ（株），東京）とした．最終の生育調査については刈り取 り直前に行った．調査項目は草丈，茎数，葉色（SPAD 値），稈長および穂長とした． 葉色測定は追肥直前および追肥後6～8 日の間に行い，水稲の止葉または最上位葉を用 いて，葉身中央部分を3 回測定し，その平均値をデータとした． 収量調査のための調査株は完熟期に，地際から約5cm の部分を刈り取った．その後， 区画ごとに 10 株ずつ調査株をまとめ，ガラスハウス内で米麦水分計（ライスタ-f，ケ ット科学研究所（株），東京）での値が15%程度になるまで自然乾燥させ，その後脱穀 し，脱ぷを行った．調査項目は地上部全重，穂数，籾重，わら重，粗玄米重，玄米千粒 重および玄米粗タンパク質（以下，玄米CP 含量）とし，化学分析については常法（倉 田と林1971）にて測定した． 第2 章 19

5．調査結果の比較方法と統計処理 調査から得られたデータは施肥水準の違いによる影響を比較した．生育調査は各調査 日における施肥水準を要因とする一元配置の分散分析を行い，収量調査は品種と施肥水 準を要因とする二元配置分散分析法を行った．それらの施肥水準で有意差が認められた 場合にTukey 法にて処理区間の多重検定（エクセル統計 2008，社会情報サービス（株）， 東京）による解析を行った．検定結果は分散分析では危険率 5%および 1%，多重検定 では5%有意水準で有意差を比較し，有意な差がみられた結果についてのみ，アルファ ベットによる異符号およびアスタリスクを図（Figure）および表（Table）中に記述し た． 2-3 結 果 試験地から最も近い，鶴岡市のアメダスデータ（気象庁 2010）から作成した 2009 年と過去10 年間の平均気温および日照時間の変化を Fig2-1 に示した．2009 年は過去 10 年間と比較し，平均気温では 7 月，8 月，9 月において低く推移し，日照時間におい ても7 月，8 月において低く推移した． Table2-1 に品種ごとの生育結果を示した．本試験での各品種の生育時期は「はえぬ き」と「ふくひびき」が同等であり，「べこあおば」が幼穂形成期，黄熟期において12 日，収穫日で11 日程度，「はえぬき」，「ふくひびき」に比べ生育が遅くなった． Fig2-2 に草丈の経月的変化を示した．いずれの品種においても 8 月 19 日（移植 90 日後）の調査日まで直線的に増加し，その後緩やかに推移した．8 月 19 日（移植 90 日 後）において「ふくひびき」では中肥区と多肥区が，「べこあおば」では中肥区が高い 値を示した（p＜0.05）．最終調査日では各品種とも処理の違いによる顕著な違いはみら れなかった． Fig2-3 に茎数の経月的変化を示した．「はえぬき」は初期の増加が著しかったが，そ 20

の後緩やかに推移した．いずれの品種においても，最終調査日では顕著な違いがなかっ たが，8 月 19 日（移植 90 日後）では「はえぬき」において中肥区と多肥区が慣行区に 比較して，「ふくひびき」と「べこあおあば」では中肥区が慣行区と比較して良好な値 を示した（p＜0.05）． Fig2-4 に葉色（SPAD 値）の経月的変化を示した．「はえぬき」と「ふくひびき」の 値はほぼ同様に推移した．7 月 21 日（移植 60 日後）と 8 月 19 日（移植 90 日後）で は「はえぬき」と「ふくひびき」で中肥区と多肥区が他の2 処理区より高かった（p＜ 0.05）．「べこあおば」は 8 月 19 日（移植 90 日後）において中肥区と多肥区で慣行区 と比較し SPAD 値が高くなった（p＜0.05）．調査最終日ではいずれの品種においても 多肥区が最も高い値を示した（p＜0.05）． Table2-2 に収穫時（完熟期）における異なる施肥水準が各品種の生育特性に与える 影響を示した．草丈および茎数は施肥水準が同じ慣行区と少肥区で同程度となり，いず れの品種においても中肥区と多肥区が全般的には良好な値であった．葉色を示すSPAD 値はすべての処理区において追肥回数の増加とともに高くなり，多肥区が慣行区に比べ 有意に高い値となった（p＜0.05）．稈長は 3 品種ともに短稈品種であることから短い傾 向であった．「べこあおば」の稈長は60cm 程度となり，育成地での移植栽培成績（全 国飼料増産行動会議2009）である 70cm に比較して短かった．「はえぬき」，「ふくひび き」の稈長は中肥区で長くなる傾向を示したが，「べこあおば」では施肥水準の影響が なかった．穂長は「はえぬき」，「べこあおば」では施肥水準による大きな影響がなく， 「ふくひびき」では中肥区が慣行区に比べおよそ20%長くなった（p＜0.05）． 異なる施肥水準が各品種の収穫後の収量特性に及ぼす影響をTable2-3 に示した．穂 数は，「はえぬき」が3 品種の中で最も多く（p＜0.01），中肥区で 318 本/m2_，多肥区 で389 本/m2_{となり，処理区間の差は有意差がないものの他の品種に比較して大きくな} った．「ふくひびき」と「べこあおば」では処理区間における規則的な違いがなかった． 倒伏程度は，すべての品種において処理区間の違いが確認できず，0 となった．地上部 第2 章 21

全重は，「はえぬき」，「ふくひびき」で中肥区と多肥区が慣行区と少肥区に比べ10%程 度増加したが，有意な差ではなかった．「はえぬき」の中肥区では飼料用イネである 2 品種に匹敵する収量を確保できた．「べこあおば」では回収硫安を施用した区が，慣行 区と比較して20%程度多くなり，中肥区（1,472kg/10a）が最も多くなった．粗玄米収 量は，飼料用イネ2 品種が「はえぬき」よりも多く（p＜0.05），追肥回数を増やすと収 量が増加した．特に飼料用イネ2 品種では処理によっては 750kg/10a 以上の収量があ った．供試品種すべてにおいて中肥区と多肥区が慣行区と少肥区に比べ多くなったが， 有意な差ではなかった．玄米千粒重は，品種間で有意な差が確認され，「べこあおば」 が多かった（p＜0.01）．また，各品種とも処理区間に大きな違いがなかった．籾収量は 粗玄米収量と同様の傾向がみられ，「はえぬき」に比較して飼料用イネ2 品種の収量が 多かった（p＜0.01）．処理区間では「はえぬき」と「べこあおば」の中肥区，「ふくひ びき」の多肥区が最も多くなる傾向となった．わら収量は，粗玄米収量および籾収量と 異なり，「はえぬき」が「ふくひびき」，「べこあおば」よりも多くなった（p＜0.01）． 処理区間では各品種とも中肥区と多肥区の収量が多くなったが，有意な差ではなかった． 籾/わら比は 3 品種の中で「べこあおば」が 1.7 以上となり，最も高くなった（p＜0.01）． 「はえぬき」，「べこあおば」では処理区間に有意な差がなかった．「ふくひびき」では 有意な差ではないものの追肥回数を経るごとに増加し，多肥区で最大となった．玄米 CP 含量は，「はえぬき」，「ふくひびき」では中肥区と多肥区が慣行区と少肥区に比べ有 意差はないものの多くなった．特に多肥区で8.0%を超える結果となった．「べこあおば」 では回収硫安を施用した3 処理区が慣行区と比べて高い傾向を示し，特に多肥区につい ては有意な差はないものの8.4%と最も高くなった． 22

2-4 考 察 本試験における各品種の生育では，「はえぬき」，「ふくひびき」，「べこあおば」の熟 期が一般的に中生の晩，中生の中，中生の晩（中込ら2005，新野2009）であることか ら，「はえぬき」と「べこあおば」の熟期は同程度となり，「ふくひびき」が最も早期と なることが想定されていたが，「はえぬき」と「ふくひびき」の熟期が同程度になり， 「べこあおば」が最も遅れるという結果となった．これは2009年の7～8月に日照時間 が少なく，平均気温が低い期間が続き（農業環境技術研究所2009），耐冷性に優れる「は えぬき」（新野2009）に比較し，耐冷性に劣る「ふくひびき」，「べこあおば」（中込ら 2005）の生育が低温により遅延したことが原因として推察された． 施肥水準では耐倒伏性が高く，多肥栽培に適する（農業・食品産業技術総合研究機構 （編）2009）とされる飼料用イネ品種での多くの調査項目において中肥区が良好な値 となる一方で多肥区がやや劣る結果となった． 東北地方における飼料用イネの一般的なN 肥料の施肥は水稲慣行栽培の 1.6～2 倍程 度（農業・食品産業技術総合研究機構（編）2009）とされている．本試験では N 成分 を慣行区と比較した場合，多肥区で1.8 倍，中肥区で 1.4 倍となったが，中肥区を超え た追肥回数の増加は効果的でないことが推察された． 「はえぬき」，「ふくひびき」の少肥区と慣行区，「べこあおば」ではすべての処理区 で7 月の調査日における SPAD 値が減少した．これは N 肥料が少量であったことによ り葉緑体含量の増加が少なく，N 成分が多い他の処理区で増加したことが考えられた． また，「べこあおば」は耐冷性が低いことから，7 月では肥料に関係なく葉緑体含量の 増加が抑制されたことが考えられた． 初期における茎数および草丈は「はえぬき」が著しい増加を示す一方で，他の品種の 増加は緩かであった．これは，食用イネ品種である「はえぬき」の品種特性である早生 第2 章 23

短稈や施肥反応性の高さ（大山2001）が関連している可能性がある． 収量調査において，食用イネ品種である「はえぬき」は回収硫安の追肥の増加に伴い 地上部全重が飼料用イネ品種に匹敵する結果となった．生産圃場において飼料用イネを 栽培する場合，異品種混入のリスクが生じるため，それらの回避を望む地域での「はえ ぬき」と回収硫安の活用が期待できると考えられた．一方，穂重型品種でもある「ふく ひびき」，「べこあおば」（農林水産技術会議2009）は「はえぬき」に比べ，回収硫安の 追肥回数の増加に伴い，地上部全重，わら収量の増加が少なく，籾収量や粗玄米収量が 増加することが明らかになった． 一般的に飼料中の粗タンパク質含量が高い場合は飼料としての価値が高いとされて いる．飼料用米の生産・給与技術マニュアル（農業・食品産業技術総合研究機構（編） 2009）では，「ふくひびき」，「べこあおば」の玄米 CP 含量は 6.1%と報告されている． 本試験の結果では追肥回数の増加，すなわち N 成分施肥量の増加に伴い玄米 CP 含量 は増加する傾向がみられ，特に多肥区においてはすべての品種で8%以上となり，トウ モロコシに匹敵する値となった．このことから玄米 CP 含量 8%程度を維持するには 6kg/10a 以上の回収硫安を追肥することが飼料用イネへの利用には必要かもしれない． 本試験の結果から，多くの調査項目において中肥区と多肥区との差がわずかであった． このことから追肥作業労力や窒素資源の有効活用の点を考慮すると飼料用イネの追肥 には中肥区が効果的であると考えられた．さらに，慣行区と少肥区の間に顕著な差がな いことや追肥回数の増加に伴って，収量が増加していることから回収硫安は化学肥料の 代替肥料として活用できることが示唆された． 24

0 100 200 300 400 500 5 10 15 20 25 30

Apr. May Jun. Jul. Aug. Sep. Oct.

D ur at io n o f s uns hi ne (h) A ir te mpe ra tu re （ ℃ ）

Fig. 2-1 . Meteorological data near the experimental field in 2009 and from 1998 to 2008 drawn from automated meteorological data acquisition system in Tsuruoka city. ○：_{Average monthly air temparature in 2010}

●：Average monthly air temparature from 1999 to 2009 □：Accumulated monthly duration of sunshine in 2010

■：Accumulated monthly duration of sunshine from 1999 to 2009

第2 章

Haenuki Fukuhibiki Bekoaoba Panicle formation stage 4 Jul. 4 Jul. 16 Jul. Heading date 29 Jul. 29 Jul. 10 Aug. Full-heading stage 31 Jul. 1 Aug. 12 Aug. Full-ripe stage 22 Sep. 22 Sep. 4 Oct. Harvest date 24 Sep. 24 Sep. 5 Oct.

Table 2-1. Growth stages of each rice varieties.

Fig2-2．The chronological change of plant length. 30 40 50 60 70 80 90 100 30日後 60日後 90日後 120日後 Pl an t l en gth (cm ) Haenuki ns ns ns a ab ab b 30 60 90 120 Days after transplant

30 40 50 60 70 80 90 100 30日後 60日後 90日後 120日後 Pl an t l en gth （cm ) Fukuhibiki a a b b ns ns ns 30 60 90 120 Days after transplant

30 40 50 60 70 80 90 100 30日後 60日後 90日後 140日後 Pl an t l en gth （cm ） Bekoaoba ns a ab b b ns a ab ab b 30 60 90 120 Days after transplant

第2 章

CF-●；Chemical fertilizer-top dressing 1 times-3kg N/10a．

SF-○；Small amounts of fertilizer；collected ammonium sulfate-top dressing 1 times-3kg N/10a． MF-□；Moderate amounts of fertilizer；collected ammonium sulfate-top dressing 2 times- 6kg N/10a． LF-■；Large amounts of fertilizer；collected ammonium sulfate-top dressing 3 times-9kg N/10a． a,b,c Means different letters were significant different (p＜0.05).

ns；not significant.

Fig2-3．The

5 10 15 20 25 30 30日後 60日後 90日後 120日後 N umbe r o f st ems( nu mbe r/ hi ll) Fukuhibiki a ab ab b ns a ab ab b ns 30 60 90 120 Days after transplant

5 10 15 20 25 30 30日後 60日後 90日後 140日後 N umbe r o f st ems （n um be r/ hi ll) Bekoaoba a ab ab b ns ns ns 30 60 90 120 Days after transplant

CF-●；Chemical fertilizer-top dressing 1 times-3kg N/10a．

SF-○；Small amounts of fertilizer；collected ammonium sulfate-top dressing 1 times-3kg N/10a． MF-□；Moderate amounts of fertilizer；collected ammonium sulfate-top dressing 2 times- 6kg N/10a． LF-■；Large amounts of fertilizer；collected ammonium sulfate-top dressing 3 times-9kg N/10a． a,b,c Means different letters were significant different (p＜0.05).

ns；not significant.

Fig2-4．The

15 20 25 30 35 40 45 30日後 60日後 90日後 120日後 Lea f c ol or （ SP A D ） Fukuhibiki a ab bc c a a b c ns a a b b 30 60 90 120 Days after transplant

15 20 25 30 35 40 45 30日後 60日後 90日後 140日後 Lea f c ol or （ SP A D ） Bekoaoba a ab b b a a ab b ns ns 30 60 90 120 Days after transplant

第2 章

第2 章 CF-●；Chemical fertilizer-top dressing 1 times-3kg N/10a．

SF-○；Small amounts of fertilizer；collected ammonium sulfate-top dressing 1 times-3kg N/10a． MF-□；Moderate amounts of fertilizer；collected ammonium sulfate-top dressing 2 times- 6kg N/10a． LF-■；Large amounts of fertilizer；collected ammonium sulfate-top dressing 3 times-9kg N/10a． a,b,c Means different letters were significant different (p＜0.05).

ns；not significant.

CF SF M F LF CF SF M F LF CF SF M F LF V F V ×F Pl ant le ng th （ cm ） 92. 0 91. 7 95. 4 93. 6 88. 1 b 88. 7 ab 94. 1 a 92. 8 ab 83. 5 82. 9 83. 7 79. 8 ** * ns N um ber of s tem s （ num be r/hi ll ） 20. 4 21. 0 24. 6 23. 5 16. 9 15. 9 18. 0 18. 8 15. 3 16. 4 18. 3 16. 6 ** * ns Lea f c ol or （ SP A D ） 19. 8 c 22. 3 bc 26. 8 ab 31. 8 a 20. 4 b 22. 8 ab 25. 3 ab 27. 9 a 17. 9 b 18. 8 b 22. 7 ab 27. 6 a ** ** ns C ul m le ng th （ cm) 77. 5 76. 4 79. 1 77. 7 71. 6 68. 4 75. 0 74. 8 60. 5 59. 4 60. 8 56. 4 ** ns ns Ea r l en gth （ cm) 16. 4 16. 9 16. 8 17. 4 15. 5 b 16. 4 ab 19. 4 a 18. 5 ab 19. 2 19. 1 20. 2 19. 1 * ns ns SF ； Sm all a m ou nt s o f f er tiliz er ； col lec ted a m m on iu m s ul fa te-top d res si ng 1 ti m es -3 kg N /1 0a ． M F ； M od er at e a m ou nt s of fer ti liz er ； co lle ct ed a m m on iu m s ulf at e ‐ to p d re ss in g 2 t im es - 6k g N /10a ． LF ；L ar ge a m ou nt s of fer ti liz er ；c ol lec ted a m m on iu m s ul fa te-top d res si ng 3 ti m es -9 kg N /1 0a ． a,b ,c M ea ns in a r ow w it h d iff er en t s up er sc rip ts d iff er s ig nif ic an tly p ＜ 0. 05 ． AN O VA ；an al ys is o f v ar ian ce V ；va ri et y F ；f er tiliz er V ×F ；i nte ra cti on * ； p ＜ 0. 05 ， ** ； p ＜ 0. 01( ns ； no t s ig ni fic ant )． CF ； C on ve nt io na l f er tiliz er ； C he m ic al f er tiliz er -t op d re ss in g 1 tim es -3 kg N /1 0a ． Tabl e2-2 ．　 E ffe ct o f f ert ili ze r a pp lica ti on ra te o n g ro w th ch ara ct er o f t he p ad dy ri ce ． AN O VA H ae nuk i Fuk uhi bi ki B ek oa ob a 30

第 2 章 CF SF M F LF CF SF M F LF CF SF M F LF V F V ×F H ill o f r ic e (num be r/m 2 ) 340 331 318 389 278 261 265 261 250 278 269 284 ** ns ns Lo dg in g(0 -5 ) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -W ei gh t of w hol e to ps (k g/ 10a) 1344 1356 1523 1513 1411 1338 1555 1613 1170 1345 1472 1416 ns ns ns R oug h b ro w n ric e y ie ld (k g/ 10a) 579 589 712 679 660 ab 622 b 777 ab 816 a 615 b 716 ab 795 a 751 ab * ** ns Tho us and k er ne l w ei gh t( g) 24. 1 23. 6 23. 9 23. 4 28. 6 25. 0 25. 4 25. 3 33. 7 33. 7 34. 5 34. 5 ** ns ns U nhul le d ri ce (k g/ 10a) 706 716 856 822 779 733 910 972 732 848 941 890 ** ns ns St ra w w ei gh t( kg /10a) 638 640 667 691 633 605 645 641 438 496 531 526 ** ns ns G rai n s tr aw rat io 1. 1 1. 1 1. 3 1. 2 1. 2 1. 2 1. 4 1. 5 1. 7 1. 7 1. 8 1. 7 ** ns ns B ro w n ri ce C P(% ) 7. 7 7. 4 8. 0 8. 0 7. 2 7. 2 7. 8 8. 1 7. 4 7. 8 7. 7 8. 4 ns ns ns SF ； Sm all a m ou nt s o f f er tiliz er ； col lec ted a m m on iu m s ul fa te-top d res si ng 1 ti m es -3 kg N /1 0a ． M F ； M od er at e a m ou nt s of fer ti liz er ； co lle ct ed a m m on iu m s ulf at e ‐ to p d re ss in g 2 t im es - 6k g N /10a ． LF ；L ar ge a m ou nt s of fer ti liz er ；c ol lec ted a m m on iu m s ul fa te-top d res si ng 3 ti m es -9 kg N /1 0a ． T he l od gi ng tol er an ce w as a ss es sed in a s ca le of 0 -5 . a,b ,c M ea ns in a r ow w it h d iff er en t s up er sc rip ts d iff er s ig nif ic an tly p ＜ 0. 05 ． AN O VA ；an al ys is o f v ar ian ce V ；va ri et y F ；f er tiliz er V ×F ；i nte ra cti on * ； p ＜ 0. 05 ， ** ； p ＜ 0. 01( ns ； no t s ig ni fic ant )． AN O VA CF ； C on ve nt io na l f er tiliz er ； C he m ic al f er tiliz er -t op d re ss in g 1 tim es -3 kg N /1 0a ． H ae nuk i Fuk uhi bi ki B ek oa ob a Tabl e2-3 ．　 E ffe ct o f f ert ili ze r a pp lica ti on ra te o n y ie ld ch ara ct er o f t he p ad dy ri ce ． 31

2-5 要 約 堆 肥 化 過 程 で 発 生 す る ア ン モ ニ ア を 硫 酸 で 回 収 し た 硫 安 液 肥 （ 回 収 硫 安 ） を 飼 料 用 イ ネ の 追 肥 に 用 い ， 生 育 お よ び 収 量 に 与 え る 影 響 を 調 査 し た ．「 は え ぬ き 」，「 ふ く ひ び き 」，「 べ こ あ お ば 」 を 供 試 し ， 追 肥 水 準 と し て 次 の 4 つ を 設 け ， 試 験 を 行 っ た ． 慣 行 区 に は 化 成 肥 料 を 3kgN/10a（ 追 肥 1 回 ）， 少 肥 区 に は 回 収 硫 安 を 3kgN/10a （ 追 肥 1 回 ）， 中 肥 区 に は 回 収 硫 安 を 6kgN/10a（ 追 肥 2 回 ）， 多 肥 区 に は 回 収 硫 安 を 9kgN/10a（ 追 肥 3 回 ） 施 肥 し た ． 葉 色 は 多 肥 区 が 慣 行 区 に 比 べ 50%程 度 高 い 値 と な っ た （ p＜ 0.05）． ま た ，草 丈 ，茎 数 お よ び 稈 長 は 中 肥 区 と 多 肥 区 が 慣 行 区 と 少 肥 区 に 比 べ 高 い 傾 向 と な っ た ．地 上 部 全 重 お よ び 粗 玄 米 重 で は 中 肥 区 と 多 肥 区 が 慣 行 区 と 少 肥 区 に 比 べ 15%程 度 多 く な っ た ． 以 上 よ り ， 回 収 硫 安 は 飼 料 用 イ ネ の 追 肥 に 利 用 可 能 で あ り ，6kgN/10a の 中 肥 区 が ，最 も 有 効 で あ る こ と が 示 唆 さ れ た ． 32

第 3 章 吸 引 通 気 式 堆 肥 化 シ ス テ ム よ り 得 ら れ た 回 収 硫 安 の 基 肥 施 用 が イ ネ の 生 育 と 収 量 に 与 え る 効 果 3-1 は じ め に 吸 引 通 気 式 堆 肥 化 シ ス テ ム は 堆 肥 か ら 発 生 す る ア ン モ ニ ア を 硫 酸 溶 液 中 で 薬 液 脱 臭 さ せ ，硫 酸 ア ン モ ニ ウ ム 溶 液（ 以 下 ，回 収 硫 安 ）を 生 成 す る と い う も の で あ る ．こ の 手 法 で 得 ら れ た 回 収 硫 安 は 液 体 で あ る た め ，水 田 に 施 肥 す る 場 合 ，水 口 か ら 追 肥 施 用 す る 方 法 が 最 も 効 率 的 で あ る こ と か ら ，そ れ ら を 想 定 し た 試 験 が 行 わ れ て い る （ 崎 尾 と 小 森 2007）． 前 章 （ 森 田 ら 2012） に お い て も ，水 稲 栽 培 に お け る 回 収 硫 安 の 追 肥 に よ る 効 果 を 明 ら か に し た が ， 追 肥 で の 窒 素 の 施 用 量 は 基 肥 と 比 較 し て 少 な い た め ，よ り 物 資 循 環 に つ な げ る に は 施 用 量 の 多 い 基 肥 で の 利 活 用 を 検 討 す る こ と が 好 ま し い ． 一 方 ， 河 川 や 湖 沼 の 水 質 汚 濁 防 止 （ 辻 2000）， 肥 効 の 改 善 （ 金 田 1994） を 目 的 と し て 移 植 時 に 水 稲 の 稚 苗 根 圏 に 直 接 施 肥 す る 側 条 施 肥 の 取 り 組 み 事 例 が 増 え つ つ あ る（ 湯 浅 ら 1986）．側 条 施 肥 に 使 用 す る 肥 料 の 形 態 は 粒 剤 と ペ ー ス ト 状 が あ り ，後 者 の 場 合 ，天 候 に 影 響 を 受 け な い 田 植 え の 実 施（ 高 橋 ら 1997）， 初 期 生 育 の 確 保 な ど の 利 点 （ 高 橋 1993） か ら 兼 業 農 家 や 中 山 間 地 域 で の 需 要 は 少 な く な い ．さ ら に ，代 か き 水 の 放 出 が な い た め ，湖 沼 や 水 系 の 富 栄 養 化 防 止 上 か ら 有 効 な 施 肥 技 術 （ 湯 浅 ら 1986） と さ れ ， 環 境 保 全 型 農 業 と し て 近 年 注 目 さ れ て い る ． そ こ で ，本 章 に お い て は 上 記 の よ う な 利 点 を 持 つ 側 条 施 肥 ペ ー ス ト 肥 料 の 原 料 に 回 収 硫 安 を 利 用 し た 回 収 硫 安 ペ ー ス ト 肥 料（ 以 下 ，回 収 硫 安 ペ ー ス ト ） を 作 製 し ，基 肥 施 肥 し た 場 合 の 飼 料 用 イ ネ お よ び 食 用 イ ネ の 生 育 と 収 量 に 及 ぼ す 影 響 に つ い て 解 明 す る こ と を 目 的 と し た ． 第 3 章 33

3-2 材 料 お よ び 方 法 1. 供 試 イ ネ と 栽 培 概 要 供 試 イ ネ は 飼 料 用 イ ネ 品 種 「 ふ く ひ び き 」 お よ び 「 べ こ あ お ば 」 と 食 用 イ ネ 品 種 「 つ や 姫 」 の 3 品 種 を 供 試 し た ． 飼 料 用 イ ネ 品 種 に つ い て は ，東 北 地 方 が 栽 培 適 地 で あ る 2 品 種 と し ，「 つ や 姫 」に つ い て は ，回 収 硫 安 を 食 用 イ ネ に も 利 用 す る た め に 供 試 し た ．そ れ ぞ れ の 供 試 イ ネ の 種 子 は ベ ノ ミ ル 殺 菌 剤（ ベ ン レ ー ト 水 和 剤 ，住 友 化 学（ 株 ）， 東 京 ）で 浸 種 消 毒 後 に,セ ル ポ ッ ト 苗 箱 に 播 種 し ，育 苗 し た ．播 種 は 2010 年 4 月 14， 15 日 に 行 っ た ． そ の 後 ， 覆 土 と 殺 菌 剤 （ タ チ ガ レ エ ー ス ， 三 井 化 学 ア グ ロ（ 株 ），東 京 ）を 混 合 し ，そ れ ら の 苗 を 2010 年 5 月 18 日 に 山 形 大 学 農 学 部 附 属 や ま が た フ ィ ー ル ド 科 学 セ ン タ ー 高 坂 農 場 の 試 験 圃 場 5.3a に 移 植 し た ． 移 植 間 隔 は 条 間 0.24m， 株 間 0.24m で あ っ た ． 移 植 し た 苗 は 4 ～5 葉 の 稚 苗 を 用 い ， そ れ を 1 株 と し た ． そ の う ち ， 3 条 -7 列 の 21 株 を 基 本 単 位（ 以 下 ，プ ロ ッ ト と い う ）と し ，中 央 部 5 株 を 調 査 対 象 株 と し た ．プ ロ ッ ト は 基 肥 4 種 ，追 肥 2 種 と 3 反 復 の 合 計 24 プ ロ ッ ト 設 け た ．24 プ ロ ッ ト は 市 販 畔 波 板 で 6 プ ロ ッ ト ず つ 4 分 割 し ， 基 肥 散 布 後 に 基 肥 区 内 の 6 つ あ る 各 プ ロ ッ ト 外 周 に ，同 様 の 畔 波 板 を 設 置 し て ，追 肥 2 種 を 交 互 に 配 置 し た ． 最 終 的 な 移 植 株 数 は 1 品 種 9 条 -56 列 ， 合 計 504 株 で あ っ た ． 2． 試 験 区 で の 基 肥 と 追 肥 に お け る 施 肥 設 計 全 区 共 通 で ，牛 ふ ん 堆 肥 を 2t/10a 施 肥 し た ．本 試 験 で は 基 肥 肥 料 と し て ， 慣 行 肥 料 （ 庄 内 専 用 有 機 020 号 ， 片 倉 チ ッ カ リ ン （ 株 ）， 東 京 ， 窒 素 含 量 ； 10%），市 販 ペ ー ス ト（ ネ オ ペ ー ス ト 1 号 ，片 倉 チ ッ カ リ ン（ 株 ），東 京；窒 素 含 量；12%），回 収 硫 安（ 窒 素 含 量；5.9%w/w，pH；7.1，EC； 20.2 mS/m, 34

炭 素 含 量 ；0.01% ）， 回 収 硫 安 ペ ー ス ト （ 窒 素 含 量 ； 5.2%w/w， pH ； 5.8， EC； 18.0mS/m, 炭 素 含 量 ； 6.3% ） の 4 処 理 区 を 設 け た ． 回 収 硫 安 ペ ー ス ト は 粉 砕 モ チ 米 ， 水 ， 回 収 硫 安 を 容 積 比 で 1： 3： 5 と な る よ う 混 合 し て 加 熱 し ，粘 度 を 高 め た も の を 用 い た（Fig3-1）．追 肥 は 回 収 硫 安 ，市 販 硫 安（ 硫 酸 ア ン モ ニ ア ， 窒 素 含 量 ；21%） の 2 処 理 区 を 設 定 し た ． 各 施 用 量 の う ち ， 基 肥 は 施 肥 窒 素 量 が い ず れ も 5kg/10a と な る よ う 移 植 時 に 施 用 し た ．ペ ー ス ト 肥 料 は 土 中 の 根 域 へ 注 入 す る 側 条 施 肥 と し ，そ の 他 は 表 層 施 肥 し た ．追 肥 は 施 肥 窒 素 量 で 6kg/10a を 2 回 に 分 け 施 肥 し ，出 穂 前 追 肥 は 出 穂 約 14 日 前 で あ る 7 月 15 日 ，出 穂 後 追 肥 は 出 穂 後 5 日 目 に 行 っ た ．追 肥 は い ず れ の 肥 料 も 稲 体 に 付 着 し な い よ う に 株 元 に 直 接 滴 下 散 布 し た ． 3． 調 査 項 目 と 調 査 方 法 苗 移 植 後 の 6 月 17 日 か ら 2 週 間 ご と に 葉 の 緑 色 の 濃 さ を 示 す 葉 色（ 葉 緑 素 計 SPAD-502，コ ニ カ ミ ノ ル タ（ 株 ），東 京 ）（ 以 下 ，SPAD 値 ）お よ び 茎 数 と 草 丈 を 測 定 し た ． さ ら に 稲 収 穫 直 前 に は SPAD 値 ， 茎 数 ， 草 丈 の ほ か に 稈 長 お よ び 穂 長 も 測 定 し た ．SPAD 値 は ，水 稲 の 止 葉 ま た は 最 上 位 葉 を 用 い て ， 葉 身 中 央 部 分 を 3 回 測 定 し ， そ の 平 均 値 を 求 め た ． 収 量 調 査 の た め ，完 熟 期 に 地 際 か ら 約5cmの 部 分 で 刈 り 取 り ，ガ ラ ス ハ ウ ス 内 で 保 管 し た ．そ の 後 ，米 麦 水 分 計（ ラ イ ス タ-f，ケ ッ ト 科 学 研 究 所（ 株 ）， 東 京 ）で の 値 が 約15%と な る ま で 自 然 乾 燥 さ せ ，脱 穀 ，籾 す り し た 後 ，地 上 部 重 ， 穂 数 ， 籾 重 ， わ ら 重 ， 籾/わ ら 比 ， 粗 玄 米 重 ， 玄 米 千 粒 重 お よ び 玄 米 粗 タ ン パ ク 質 （ 以 下 ， 玄 米CP含 量 ） を 測 定 し た ． 粗 タ ン パ ク 質 の 化 学 分 析 はAOAC（ 1990）に 従 い ，ケ ル ダ ー ル 法（ Kjeltec 8100，FOSSジ ャ パ ン（ 株 ）， 東 京 ） を 用 い た ．

第 3 章

4． 調 査 結 果 の 比 較 方 法 と 統 計 処 理 各 処 理 区 の う ち ，同 様 の 基 肥 ，追 肥 を 行 っ た 3 プ ロ ッ ト の 調 査 結 果（ n=3） か ら 得 ら れ た デ ー タ は 基 肥 で は ，回 収 硫 安 ペ ー ス ト を 含 む 4 種 類 の 基 肥 に よ る 影 響 の 違 い を ，追 肥 で は 回 収 硫 安 の 影 響 を 市 販 硫 安 と 比 較 し た ．統 計 処 理 は 基 肥 と 追 肥 を 要 因 と す る 二 元 配 置 分 散 分 析 法 で 行 い ，各 処 理 で 有 意 差 が 認 め ら れ た 場 合 に Tukey 法 に て 処 理 区 間 の 多 重 検 定 に よ る 解 析 を 行 っ た ． 検 定 結 果 は 分 散 分 析 で は 危 険 率 1%お よ び 5%，多 重 検 定 で は 5%有 意 水 準 で 有 意 差 を 比 較 し ，有 意 な 差 が み ら れ た 結 果 に つ い て の み ，ア ル フ ァ ベ ッ ト に よ る 異 符 号 お よ び ア ス タ リ ス ク を 図 （Figure） お よ び 表 中 （ Table） に 記 述 し た ． 3-3 結 果 試 験 地 か ら 最 も 近 い ， 鶴 岡 市 の ア メ ダ ス デ ー タ （ 気 象 庁 2011） か ら 作 成 し た 2010 年 と 過 去 10 年 間 の 平 均 気 温 お よ び 平 均 日 照 時 間 の 変 化 を Fig3-2 に 示 し た ．2010 年 は 過 去 10 年 間 と 比 較 し ，6 月 か ら 8 月 の 平 均 日 照 時 間 が 長 く ， 平 均 気 温 も 高 か っ た ． Table3-1に 各 品 種 の 生 育 結 果 を 示 し た ． 飼 料 用 イ ネ 2品 種 で あ る 「 ふ く ひ び き 」お よ び「 べ こ あ お ば 」の 出 穂 期 と 完 熟 期 は ，食 用 イ ネ 品 種 で あ る「 つ や 姫 」 と 比 較 し て ， そ れ ぞ れ10日 と 2週 間 程 度 早 か っ た ． Fig3-3 か ら 3-5 に 各 品 種 の 葉 色 を 示 す SPAD 値 と 茎 数 の 経 日 的 変 化 お よ び 分 散 分 析 の 結 果 を 示 し た ． 「 ふ く ひ び き 」 ， 「 べ こ あ お ば 」 ， 「 つ や 姫 」 の SPAD 値 は 基 肥 に 回 収 硫 安 や 慣 行 肥 料 を 施 用 し た 場 合 に 比 較 し て 市 販 ペ ー ス ト ，回 収 硫 安 ペ ー ス ト を 施 用 し た 場 合 に 生 育 初 期 で 高 く な る 傾 向 を 示 し ， 特 に 「 ふ く ひ び き 」 で は 明 ら か に 高 く な っ た ． 36

茎 数 に お い て ，「 ふ く ひ び き 」 は 基 肥 に 市 販 ペ ー ス ト ， 回 収 硫 安 ペ ー ス ト を 施 肥 し た 場 合 ，生 育 初 期 の 茎 数 増 加 が 顕 著 で あ っ た ．特 に 追 肥 に 市 販 硫 安 を 施 用 し た 場 合 ， 生 育 中 期 か ら 後 期 に お い て も 高 い 値 を 示 し た ．「 べ こ あ お ば 」は 基 肥 に 市 販 ペ ー ス ト を 施 用 す る と 初 期 か ら 中 期 の 茎 数 の 増 加 が 最 も 良 好 で あ っ た ．し か し ，回 収 硫 安 ペ ー ス ト を 施 用 し た 場 合 ，初 期 の 茎 数 は あ ま り 増 加 せ ず ， 全 期 間 を 通 じ て 他 の 基 肥 を 施 用 し た 時 と 同 様 に 推 移 し た ．「 つ や 姫 」は ，基 肥 に よ る 顕 著 な 影 響 は 少 な か っ た が ，基 肥 に 市 販 ペ ー ス ト を 施 用 す る と 他 の 基 肥 3 種 と 比 較 し 高 い 値 を 示 す 場 合 が 多 か っ た ． 草 丈 に つ い て は 生 育 全 般 を 通 じ て ，基 肥 と 追 肥 に よ る 顕 著 な 影 響 が み ら れ ず ， 同 様 の 推 移 を 示 し た （ デ ー タ 未 掲 載 ）． Table3-2 に「 ふ く ひ び き 」の 収 量 調 査 の 結 果 を 示 し た ．「 ふ く ひ び き 」の 地 上 部 重 は 基 肥 に ペ ー ス ト 肥 料 を 施 用 す る と 慣 行 肥 料 と 比 較 し 増 加 す る 傾 向 が み ら れ ， そ の 差 は 有 意 で は な い も の の 100kg/10a 以 上 と な っ た ． 一 方 で 基 肥 に 回 収 硫 安 を 施 用 す る と 追 肥 に 関 係 な く 最 も 低 い 重 量 と な っ た ．基 肥 に 回 収 硫 安 ペ ー ス ト ，追 肥 に 回 収 硫 安 を 施 用 し た 栽 培 で は ，基 肥 に 慣 行 肥 料 ， 追 肥 に 市 販 硫 安 を 施 用 す る 慣 行 栽 培 と 比 較 し ，同 等 程 度 の 重 量 が あ っ た ．し か し ，基 肥 に 市 販 ペ ー ス ト を 施 用 す る 場 合 よ り は 低 い 重 量 で あ っ た ．粗 玄 米 重 に つ い て も 同 様 の 傾 向 が み ら れ た が 有 意 な 差 で は な か っ た ．玄 米 CP 含 量 は 追 肥 に 回 収 硫 安 を 施 用 す る と 市 販 硫 安 と 比 較 し て 増 加 し た（p＜ 0.05）が， 基 肥 に 回 収 硫 安 ま た は 回 収 硫 安 ペ ー ス ト を 施 用 す る と 低 く な っ た ． し か し ， 慣 行 栽 培 で あ る 基 肥 に 慣 行 肥 料 ，追 肥 に 市 販 硫 安 を 施 用 す る と 7.7%と な り ， 同 等 程 度 で あ っ た ． Table3-3 に「 べ こ あ お ば 」の 収 量 調 査 の 結 果 を 示 し た ．地 上 部 重 は 基 肥 に 市 販 ペ ー ス ト を 施 用 し た 場 合 ， 他 の 基 肥 と 比 較 し て 高 い 値 を 示 す 一 方 で ， 回 収 硫 安 ペ ー ス ト を 施 用 す る と 同 等 な い し ，少 な く な っ た ．し か し ，回 収 硫 第 3 章 37

安 ペ ー ス ト と 慣 行 肥 料 を 比 較 し た 時 ， 追 肥 に 市 販 硫 安 を 施 用 す る と 増 加 し ， 追 肥 に 回 収 硫 安 を 施 用 す る と 同 等 程 度 と な っ た ．粗 玄 米 重 は 基 肥 に 回 収 硫 安 ペ ー ス ト ，追 肥 に 市 販 硫 安 を 施 用 し た 時 の 重 量 が 最 も 大 き く な っ た が ，各 試 験 区 と の 間 に 有 意 な 差 は な か っ た ． 玄 米 CP 含 量 で は ， 4 種 の 基 肥 を 施 用 後 に ，追 肥 と し て 市 販 硫 安 を 施 用 す る と ，基 肥 に 回 収 硫 安 を 施 用 し た も の が 最 も 高 く な り ，基 肥 に 回 収 硫 安 ペ ー ス ト を 施 用 し た も の が 低 く な っ た ．一 方 で 追 肥 に 回 収 硫 安 を 施 用 し た 時 ，基 肥 に 回 収 硫 安 ペ ー ス ト を 施 用 し た 場 合 が 最 も 高 く な り ， 基 肥 に 回 収 硫 安 を 施 用 す る と 低 く な っ た ． Table3-4 に 「 つ や 姫 」 の 収 量 調 査 の 結 果 を 示 し た ． 地 上 部 重 は 追 肥 に 市 販 硫 安 を 施 用 す る と 回 収 硫 安 に 比 較 し 重 量 が 増 加 し た（p＜ 0.05）．粗 玄 米 重 お よ び 籾 重 は ，追 肥 で 市 販 硫 安 を 施 用 す る と ，基 肥 に 市 販 ペ ー ス ト を 施 用 し た も の が 最 も 増 加 し ，慣 行 肥 料 と 比 較 し て 有 意 な 差 が あ っ た（p＜ 0.05）．玄 米 CP 含 量 で は 慣 行 栽 培 で あ る 基 肥 に 慣 行 肥 料 ，追 肥 に 市 販 硫 安 を 施 用 し た 場 合 と 基 肥 に 市 販 ペ ー ス ト ，追 肥 に 回 収 硫 安 を 施 用 し た 時 と が 8.5%と な り ， 最 大 と な っ た ． 基 肥 に 回 収 硫 安 ペ ー ス ト を 施 用 し た 場 合 ， 追 肥 に 関 係 な く ， 他 の 処 理 と 比 較 し て 玄 米 CP 含 量 の 増 加 は み ら れ な か っ た ． 3-4 考 察 吸 引 通 気 式 堆 肥 化 シ ス テ ム か ら 得 ら れ る 回 収 硫 安 の 利 用 を 拡 大 す る に は 追 肥 だ け で は な く ，基 肥 と し て 利 用 す る こ と が 重 要 で あ る 。そ れ に よ り イ ネ 栽 培 に お け る す べ て の 施 肥 を 家 畜 糞 尿 処 理 由 来 の 肥 料 で ま か な え る と 考 え ら れ る 。 回 収 硫 安 の 活 用 に 向 け た 本 試 験 の 結 果 か ら は ，各 品 種 で 市 販 ペ ー ス ト な ら 38

び に 回 収 硫 安 ペ ー ス ト を 基 肥 で 施 用 す る と 生 育 初 期 の SPAD 値 が 高 く な り ， 葉 色 が 濃 く な っ た ．し か し ，一 部 の 品 種 で 生 育 に 伴 い ，市 販 ペ ー ス ト と 回 収 硫 安 ペ ー ス ト で SPAD 値 が 早 期 に 低 下 す る 傾 向 が み ら れ た ．高 橋 ら（ 1993） は「 コ シ ヒ カ リ 」を 供 試 し ，肥 効 の 点 か ら ペ ー ス ト 側 条 施 肥 と 硫 安 表 層 施 肥 と を 比 較 し た 時 ， 肥 効 が 持 続 し に く か っ た と 報 告 し て い る ． こ の こ と か ら ， 品 種 に よ っ て は 回 収 硫 安 ペ ー ス ト を 基 肥 と し て 選 択 す る 場 合 に ，追 肥 回 数 を 増 や す な ど の 配 慮 が 必 要 で あ る と 考 え ら れ た ． 本 試 験 に 用 い た 肥 料 の 性 状 は 粒 剤 か ら 液 体 と そ れ ぞ れ 異 な っ て い た こ と か ら ，そ の 窒 素 利 用 率 に つ い て 差 が あ り ，草 丈 に 影 響 を 与 え る（ 佐 藤 ら 1993） と 考 え た が ，い ず れ の 品 種 に お い て も 施 肥 し た 肥 料 の 違 い に よ る 影 響 は 確 認 で き な か っ た ．こ の 理 由 と し て ，草 丈 に 限 り ，イ ネ の 生 育 過 程 で の 窒 素 要 求 の 違 い が 各 肥 料 の 肥 効 発 現 の 差 に お い て 結 果 的 に 同 一 に な っ た こ と な ど を 推 測 で き た が ， 詳 細 を 明 ら か に す る こ と は で き な か っ た ． 茎 数 は「 ふ く ひ び き 」と「 つ や 姫 」に お い て 基 肥 に 市 販 ペ ー ス ト お よ び 回 収 硫 安 ペ ー ス ト を 施 用 し た 際 の 生 育 初 期 に お け る 茎 数 の 増 加 が 顕 著 で あ り ， 湯 浅 ら （1986） は 初 期 生 育 が 促 さ れ る と 報 告 し て い る こ と か ら も ， 有 効 茎 数 の 早 期 確 保 に つ な が っ た と 考 え ら れ た ．こ れ ら 生 育 の 違 い と し て ，回 収 硫 安 と 慣 行 肥 料 は 表 層 に 施 肥 さ れ た 窒 素 成 分 が 時 間 を か け て 根 域 ま で 移 動 す る 施 肥 で あ る の に 対 し ，側 条 施 肥 で あ る ペ ー ス ト は 根 の 根 域 に 直 接 施 肥 す る た め ， 窒 素 の 吸 収 が 早 期 に 行 わ れ た と 考 え ら れ た ． 後 藤 ら （2006） は 窒 素 吸 収 の 早 期 化 に よ り ，分 げ つ が 促 進 さ れ ，さ ら に は 分 げ つ し た 茎 の 形 成 に 必 要 な 窒 素 が 葉 鞘 に 移 行 し ，生 育 が 早 ま る こ と を あ げ て お り ，本 試 験 に お い て も 同 様 の 効 果 が 推 察 さ れ た ． 収 量 に お い て は 基 肥 に 市 販 ペ ー ス ト や 回 収 硫 安 ペ ー ス ト を 施 用 す る こ と に よ り 肥 効 が 持 続 せ ず ，地 上 部 重 や 粗 玄 米 重 に 影 響 を 与 え る と 本 試 験 で は 推 第 3 章 39

測 し て い た ．し か し ，生 育 が 早 ま っ た こ と や 肥 効 が 低 下 す る 適 期 に 追 肥 を 行 っ た た め ， 慣 行 肥 料 を 基 肥 に 施 用 し た 場 合 と 同 等 の 収 量 が 確 保 で き た ． 一 方 で ，回 収 硫 安 を 基 肥 に 施 用 し た 場 合 ，多 く の 調 査 項 目 で 他 の 基 肥 よ り も 低 い 値 と な っ た ．本 試 験 に 供 試 し た 回 収 硫 安 は 硫 酸 と 堆 肥 過 程 で 発 生 す る ア ン モ ニ ア を 反 応 さ せ て 作 製 し た こ と か ら 市 販 硫 安 と 類 似 し た 肥 効 を 持 つ と 考 え ら れ る ． 上 野 ら （1991） は 市 販 硫 安 を 水 稲 に 基 肥 施 用 す る と 6 月 末 が ピ ー ク と な り ，最 終 的 な 利 用 率 は ，脱 窒 ，流 亡 も 含 め 3 割 程 度 と 報 告 し て い る こ と を 考 慮 す る と ，回 収 硫 安 を 基 肥 と し て 施 用 す る と 窒 素 成 分 の 利 用 が 限 ら れ ，最 終 的 に 収 量 の 低 下 に つ な が る と 思 わ れ た ．こ の こ と か ら 回 収 硫 安 を 直 接 ，基 肥 施 用 す る の で は な く ，ペ ー ス ト 化 処 理 し た 後 ，側 条 施 肥 す る こ と は 窒 素 の 利 用 率 の 向 上 に 対 し て 一 定 程 度 の 効 果 が 期 待 で き る と 考 え ら れ た ． 本 試 験 で は ，基 肥 の 窒 素 成 分 含 量 を 5kg/10a と し て 同 一 に 施 肥 し た が ，地 上 部 重 で は 回 収 硫 安 を ペ ー ス ト 化 し て ，基 肥 施 用 し た 場 合 ，市 販 ペ ー ス ト に は 劣 る も の の ，慣 行 肥 料 と 同 等 程 度 と な っ た ．粗 玄 米 重 で は「 ふ く ひ び き 」， 「 べ こ あ お ば 」の 草 型 は 穂 重 型 品 種 で あ り ，700kg/10a 程 度 の 重 量 が 得 ら れ る と さ れ て い る （ 農 業 ・ 食 品 産 業 技 術 総 合 研 究 機 構 ，2012）．本 試 験 に お い て も 基 肥 に 回 収 硫 安 ペ ー ス ト を 施 用 し た 場 合 ，そ れ を 上 回 る 粗 玄 米 重 が 得 ら れ た ． 基 肥 に 回 収 硫 安 ま た は 回 収 硫 安 ペ ー ス ト を 施 用 し た 際 の 玄 米 CP 含 量 は 7.4～ 8.5%と な り ， 品 種 に よ っ て は 輸 入 ト ウ モ ロ コ シ に 匹 敵 す る 値 （ 宮 地 ら 2010） を 示 す も の も 見 受 け ら れ た ． し か し ， 基 肥 処 理 間 に お い て は 市 販 ペ ー ス ト と 比 較 し て ，玄 米 CP 含 量 の 差 が 大 き い 点 や 規 則 的 な 効 果 を 確 認 す る こ と が で き な い 点 な ど か ら も ，基 肥 肥 料 と し て は 検 討 す べ き 点 が 多 い こ と も 明 ら か に な っ た ． 40