稲わら粉末添加による水田土壌中の二価鉄増加と、イネ及びイネ科雑草の出芽抑制

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要約

水田土壌中への稲わら粉末の添加により、イネ及びイネ科雑草(タイヌビエ・イヌビエ)の出芽が抑制される。この抑制の程度は、イヌビエ>タイヌビエ>イネで、土壌溶液中の二価鉄量の増加が出芽抑制の要因の一つとなっている。

キーワード:水田土壌、二価鉄、出芽、イネ、タイヌビエ、イネ科雑草
担当:北海道農研・根圏域研究チーム
連絡先:電話011-857-9260、電子メール seika-narch@naro.affrc.go.jp
区分:北海道農業・生産環境、共通基盤・土壌肥料
分類:研究・参考

背景・ねらい

水田土壌において、稲わらなどの施用によって土壌中に溶出する二価鉄は、水稲の生育阻害要因のひとつとなっている。一方、米ヌカなど、新鮮有機物の水田土壌への施用によって雑草の出芽が制御されることが知られているが、充分にその機作が解明されておらず、二価鉄の影響も明らかにされていない。本成果では、稲わらの添加がイネとイネ科雑草の出芽に及ぼす影響、及びこの生育抑制と土壌溶液中の二価鉄の関係を明らかにする。

成果の内容・特徴

水田土壌(風乾土)と稲わら粉末の混合物を湛水し、イネ(ほしのゆめ)、タイヌビエ、またはイヌビエを深さ2cmで播種して培養すると、イネ及びタイヌビエは、培養7日目には、稲わら添加量が多くなるに従って、出芽が抑制される(図1)。その後、イネの出芽率は、回復するが、タイヌビエの出芽率はほとんど変化しない。
播種深が2cmの場合、イヌビエは全ての処理区で出芽せず(データ非表示)、播種深が0.5cmではわずかに出芽する(図1)。このとき、稲わら添加量が多いほど出芽は抑制され、培養期間が長くなっても、出芽率は変化しない。
土壌溶液中の二価鉄は、稲わら添加量とともに増加し、その量は稲わら0.9%添加区で、最大、100 mg L^-1 程度となる(図2)。
シャーレに、イネ、タイヌビエ、イヌビエのいずれかの種を入れた後、0、25、50、75、100 mg L^-1 の二価鉄溶液とともに7日間培養すると、二価鉄量の増加に伴って、イネ、タイヌビエ、イヌビエ種子根の伸長が抑制され、その程度は、イヌビエ>タイヌビエ>イネとなる(図3)。ただし、発芽率はイネでは100%、タイヌビエは約60%、イヌビエは約30%で、鉄濃度の違いによる有意な差はない(データ非表示)。
以上から、土壌中への稲わら添加は、イヌビエ>タイヌビエ>イネの順で出芽を抑制し、その要因の一つが、土壌溶液中の二価鉄増加による、発芽以降の生育抑制であると考えられる。