著者の所属・活動拠点の国は、中国です。

掲載誌：Plants

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

研究の目的

中国東北部はジャポニカ米の一大産地で、国内の稲作面積と生産量の半分以上を占めます。冬が長く、気温がマイナス20度を下回るうえ、生育期間の積算温度が低いため、田に戻した稲わらは分解が遅く進みます。そのため、ゆっくり養分を出す肥料や稲わらの分解の進み方が、ほかの産地とは大きく違う可能性があります。しかし、これまでの研究の多くは長江中下流域や高原の稲作地帯を対象にしており、この寒冷地で緩効性肥料と稲わらのすき込みを組み合わせた効果を調べた研究はごく少ない状況でした。

緩効性肥料は、表面を覆う被膜によって窒素が少しずつ溶け出す肥料です。窒素の損失を減らせる一方、生育初期に出る窒素が少なく、茎の数が増える分げつ期の需要に追いつかないことが弱点とされています。稲わらをすき込むと、分解を担う微生物が土の中の窒素を取り込むため、初期の窒素不足がさらに強まります。研究チームは、初期は速く効く尿素で、中盤以降は緩効性肥料で窒素をまかなう組み合わせ（緩効性肥料7対尿素3）を取り上げました。稲わらのすき込みと組み合わせたときに、収量と米の品質がどう変わるか、そして実りの進み方やでんぷんを作る酵素の働きがどう関わるかを明らかにしようとしました。

何を、どのように調べたか

試験は2024年と2025年に、中国吉林省長春市にある吉林農業大学の圃場で行われました。土壌は草地性の黒色土で、品種は「吉農大667」です。

肥料は3種類を比べました。1つ目は尿素だけを基肥・分げつ期・穂の形成期の3回に6対3対1の割合で分けて施す従来の方法です。2つ目は緩効性肥料だけを植え付け前に1回で施す方法、3つ目は緩効性肥料と尿素を7対3で混ぜて1回で施す方法です。窒素の量はすべてそろえました。緩効性肥料には、硫黄で覆った尿素と樹脂で覆った尿素を5対1で混ぜたものを使っています。この3種類それぞれについて稲わらをすき込む区とすき込まない区を設け、合わせて6つの条件を比較しました。

測ったのは次の項目です。収量と、その内訳である穂の数、1穂あたりのもみの数、千粒重、実った粒の割合を調べました。生育面では茎の数の推移と根の状態を記録し、葉の光合成速度などのガス交換も定期的に測りました。品質面では、米粒が白く濁る「白亜質」の割合と程度、アミロース含量、炊いたときの粘りに関わるでんぷんの糊化特性などを調べました。さらに、穂の中で早く咲く粒と遅く咲く粒を分けて実りの進み方を追い、開花後7日から49日まで7日おきに、でんぷん合成に関わる4つの酵素（AGPase、SSS、GBSS、SBE）の活性を測りました。

主な報告結果

収量には肥料の種類がはっきり影響しました。稲わらのすき込みそのものには有意な影響がありませんでしたが、肥料との組み合わせで効き方が変わりました。稲わらをすき込まない条件では、7対3の混合肥料が2年平均で1ヘクタールあたり9966.67キログラムと最も多く、尿素の分施より7.75%多くなりました。緩効性肥料だけでは有意な増収は見られませんでした。稲わらをすき込んだ条件でも7対3の混合肥料が1ヘクタールあたり9633.34キログラムで最も多く、尿素の分施を6.64%上回りました。これに対し、緩効性肥料だけを使った区は尿素の分施より7.57%少なくなりました。

収量の内訳では、稲わらのすき込みによってどの肥料でも穂の数が減り、7対3の混合肥料では平均7.90%減りました。収量と有意に関係していたのは1穂あたりのもみの数だけで（相関係数0.676）、著者らは7対3の混合肥料の増収は主に1穂あたりのもみの数が増えたことによると報告しています。

光合成では、稲わらをすき込んだ7対3の混合肥料区が、実りの時期から成熟期にかけて2年とも最も高い光合成速度を保ちました。成熟期の値は尿素の分施と比べて、2024年に133.90%、2025年に151.60%高くなりました。尿素の分施は、実りの時期に光合成速度が最も大きく落ち込みました。

品質では、稲わらのすき込みによってどの肥料でも白亜質の粒の割合と程度が下がり、その効果は7対3の混合肥料で最も大きくなりました。でんぷん合成酵素は、どの区でも開花後21日ごろに活性が最も高くなりました。この時点のSSSの活性は、尿素の分施と比べて、緩効性肥料だけの区で94.01%、稲わらをすき込んだ7対3の混合肥料区で91.17%、すき込まない7対3の混合肥料区で90.08%高くなりました。稲わらをすき込んだ緩効性肥料だけの区も尿素の分施より高い値でしたが、増加幅はこれらより小さいものでした。AGPaseの活性は、7対3の混合肥料（すき込みなし）で尿素の分施より14.65%高くなりました。実りの後半には、SSSは緩効性肥料だけの区と7対3の混合肥料区（すき込みなし）で、AGPaseは7対3の混合肥料の2区で、尿素の分施より高い活性が保たれました。

この報告が示すこと

研究チームは、7対3の混合肥料が稲わらをすき込んだときの窒素の動きとうまくかみ合う点を結論の中心に置いています。稲わらは初めのうち窒素を奪って生育を抑え、後半には分解によって窒素を供給します。混合肥料では、初期は尿素が分げつを支え、後半は緩効性肥料が実りを支えます。この時間的な補い合いによって、寒冷地でも多収と良質を両立できる、というのが著者らの見方です。ただし、収量が確保される仕組みは稲わらの扱いによって異なり、すき込まない場合は穂の数ともみの数がともに増え、すき込む場合は初期の窒素不足で減った穂の数を、大きな穂が補う形でした。稲わらのすき込みの効果は年数を重ねるほど表れやすく、1年目だけの結果では長期的な効果を過小評価するおそれがあるとも述べています。

著者らは、肥料を3回に分けて施す作業が1回で済むため、緩効性肥料の単価が高くても人件費を1ヘクタールあたり300〜400元ほど節約できると試算しています。一方で、実際の圃場温度のもとで緩効性肥料がどのような速さで窒素を出すか、稲わらの分解で生じる有機酸が根に与える影響、GBSSの活性とアミロース含量が連動しなかった理由は、未解明の課題として残されています。

原著論文の著者・所属：Guan Wang（Faculty of Agronomy, Jilin Agricultural University/Jilin Green and High Quality Japonica Rice Engineering Research Center, Changchun 130118, China）、Bowen Shi（Faculty of Agronomy, Jilin Agricultural University/Jilin Green and High Quality Japonica Rice Engineering Research Center, Changchun 130118, China）、Zixian Jiang（Faculty of Agronomy, Jilin Agricultural University/Jilin Green and High Quality Japonica Rice Engineering Research Center, Changchun 130118, China）、Zichen Liu（Faculty of Agronomy, Jilin Agricultural University/Jilin Green and High Quality Japonica Rice Engineering Research Center, Changchun 130118, China）、Dongchao Wang（Faculty of Agronomy, Jilin Agricultural University/Jilin Green and High Quality Japonica Rice Engineering Research Center, Changchun 130118, China）、Ping Tian（Faculty of Agronomy, Jilin Agricultural University/Jilin Green and High Quality Japonica Rice Engineering Research Center, Changchun 130118, China）、Meiying Yang（College of Life Science, Jilin Agricultural University, Changchun 130118, China）、Zhihai Wu（Faculty of Agronomy, Jilin Agricultural University/Jilin Green and High Quality Japonica Rice Engineering Research Center, Changchun 130118, China）

※本記事は原著論文をもとに、日本語で要約・説明を加えた研究紹介です。 出典（原著論文）：Guan Wang, Bowen Shi, Zixian Jiang, et al. Synergistic Enhancement of Rice Yield and Quality by Combined Slow-Release Fertilizer and Urea Under Straw Incorporation Through Optimized Grain Filling and Starch Biosynthesis. Plants（出版社：Multidisciplinary Digital Publishing Institute） 2026-08-25. DOI: 10.3390/plants15172591. 原著ライセンス：CC BY.