水稲栽培の基礎知識

 

作物の分類

科	イネ科
属	Oryza
種	Oryza sativa L.

品種により要求される条件は若干異なりますので、最適な生育条件を得るためには、その品種に関する具体的な情報を参照することをお勧めします。生産地の栽培・土壌に関する調査が出発点です。

事前に土壌の化学的・物理的分析を行い、供給すべき養分の適正量を決定し、灌漑水の化学的・農業的分析を行うことが不可欠です。

作物学的特徴

水稲はオリザ科に属するイネ科の植物で、アフリカではオリザ・グラベリマ（Oryza glaberrima）という別種が見られますが、世界中で栽培されているイネのほとんどはオリザ・サティバ（Oryza sativa）に属します。

オリザ・サティバは、作物分類によると、オリザ・サティバ・サブスピーシーズ・インディカとオリザ・サティバ・サブスピーシーズ・ジャポニカという2つの亜種に分けられます。

インディカ種は短日植物で、光周期の影響を受けやすいことで知られています。このタイプのお米は熱帯気候に適しており、主に緯度0度から25度の間で育ちます。生育サイクルが長く、丈夫ですが、米粒の重みで主稈が屈曲する傾向があります。粒は細長く、扁平で、炊飯に強く、くっつきにくいです。

ジャポニカ種イネは温帯地域に広く分布し、光周期の影響を受けにくい。ジャポニカ種はインディカ種より積算温度を必要としませんが、栄養要求量は高くなります。稲わらは短く頑丈で、生産性は高いのですが、穀粒は短く、扁平で、炊飯中にくっつきやすいです。

水稲の根系は種子根と不定根で構成されています。不定根は前者よりも生命力が強く、株を支えるのに役立ちます。

稲の稈は節間が空洞で節の内部は維管束が発達しており、麦の形態と似ています。葉は、通常1稈につき5～7枚で、葉鞘と葉身からなり、短く硬い毛があるためざらざらしています。葉耳・葉舌は長く、葉耳には毛があります。

花序は枝分かれした末端花序で、一重の穂状花序をつけます。花穂は穎果よりもかなり小さく、穎果をケースのように囲むように並びます。

水稲の花は両性花で、1本の雌蕊と6本の雄蕊からなる構成されます。また、その穀実は、側面が圧縮された楕円形で、白色または色素を帯びた穎果となっており、交配は主に自家受粉となります。

水稲品種の特長は、平均草丈、稈の大きさ、葉のつき方、籾の大きさ、籾の形とつき方、穂の大きさ、穎粒の大きさ、精米時の収量など、多くのバリエーションに現れます。平均的な株の大きさは1～1.2メートルですが、この高さは個体の選別によって前後します。

最適な生育環境

気候条件

水稲は温度管理と水管理に注意を要する作物となっており、その特長は土壌の飽和水分に強いことです。また、水生植物ではありませんが、湛水条件に適しています。

発芽適温は12℃前後、発芽・開花適温は23～25℃前後となり、気温の変化に敏感なので、日中の温度変化を抑える必要があります。播種から登熟までの日数はおよそ150～180日です。

水に関しては、イネが灌漑なしで栽培できるのは、少なくとも3～4ヶ月間、月間降水量が200ミリを超える地域（「陸稲」）のみ。日本をはじめとした多くのアジア・欧米諸国では、イネは水田で栽培されます。水は高い水分需要を満たすだけでなく、体温調節の役割も果たすのです（湛水条件により、1日の植物体内の温度差は10～15℃からわずか3～4℃に減少します）。

土壌条件

土壌の面では、イネは砂質・粘土質、塩基性・酸性などさまざまなタイプの土壌に適応します。

ある程度水はけがよく、空気が十分含まれていて根が成長しやすい環境が好まれます。

土壌養分としては、窒素、リン酸、カリを含んでおり、植物体を強化し耐病性を高めるケイ酸が多く含まれている土壌環境が好ましいです。

 

栄養要求量

窒素

窒素は稲作において最も重要な役割を果たし、生産量と品質に影響を与えます。

生育初期には、窒素はゆっくりと吸収され、出穂期から開花期にかけては、吸収速度が速まります。窒素施用は、この特徴的な吸収動態を念頭に置いて計画される必要があります。

イネは、硝酸態窒素（NO3-）よりもアンモニア態窒素（NH4+）の吸収を好みます。水はけのよい土壌では、硝酸態が優勢ですが、嫌気性気候と低温の土壌では、アンモニア態が優勢です。硝酸塩は植物が利用する前に変換しなければならないため、硝酸塩の同化にはより多くのエネルギーを必要とします。

窒素肥料の供給には、土壌のタイプを考慮することが重要です。粘土分が多く、陽イオン交換容量（CEC）の高い土壌では、窒素肥料のほとんどを播種前に施用することが可能です。CECの低い土壌では、幼穂形成期～出穂期の時期に、より多くの窒素を施用することが望ましいです。

リン酸

リン酸は、レシチンや核タンパク質の主要成分であり、穎粒（米粒）の品質に影響するなど、栄養面で必須な働きをします。

土壌中のリン酸は、有機物と無機物の両方で存在し、有機態リンは土壌中のリン全体の半分以上を占めています。土壌が水に浸かると、リン酸第二鉄がより溶解性の高いリン酸第一鉄に還元される反応や、リン酸鉄やリン酸アルミニウムの加水分解プロセスによって、可給態リン酸量が増加します。

水田土壌では、特定のリン酸塩が他の形態よりも優勢になる主な条件が4つあります：

1. 超酸性土壌では、リン酸鉄が優勢。
2. 中性～亜酸性土壌では、リン酸鉄が優勢。
3. 中性～アルカリ性の土壌では、リン酸カルシウムが優勢。
4. 凝灰岩に由来する土壌では、リン酸アルミニウムとリン酸鉄が優勢。

水稲は、根の発育と発芽の時期にリン酸をより多く要求し、効率的にリンを吸収します。植物体は、このような初期段階で吸収したリン酸を生育後期に再分配することができます。

加里

加里（カリウム）は植物組織の構造成分ではありませんが、水稲に不可欠な役割を果たしています。加里にはいくつかの重要な機能があります：

1. 植物体を大きくし、幼穂形成を促進。稲穂の発達に寄与します。
2. 様々な代謝プロセスに関与する60種類以上の酵素の補酵素として作用。
3. 窒素やリン酸などの他の栄養素と相互作用し、吸収と養分利用効率を向上。
4. 気孔（葉にある小さな孔）の開きを制御し、大気とのガス交換に影響を与えます。
5. 植物の耐病性や耐倒伏性（登熟した穀物の重みで植物が曲がること）を高めます。

土壌中の加里は、水溶性・可溶性・く溶性など、さまざまな形態で互いに均衡を保ちながら存在しており、これらのバランスは、土壌コロイドの性質、水分、温度の変化、カルシウムなどの他の元素の存在など、様々な要因の影響を受けます。

また、水稲は、窒素やリンよりも加里を多く吸収します。しかし、加里質肥料が多いと、苦土（Mg）や石灰（Ca）の吸収に悪影響を及ぼすことがあるので注意が必要です。

加里質肥料の中では、塩化加里（KCl）と硫酸加里（K2SO4）が最もよく使われます。塩化加里はコスト面から好まれることが多く、稲作の施肥計画の一環として、播種直前や栄養生長期（通常、分げつ期の初期）に施用されるのが一般的です。

石灰＆苦土

イネは他の作物よりも石灰（Ca）と苦土（Mg）の要求量が少ないとされており、これら2つの元素の吸収量は、生殖生育期には減少する傾向があり、出穂初期の段階で一定化します。

また、稈のカルシウム濃度はマグネシウムよりも高いとされています。

 

稲作における持続可能性のためのベストプラクティス

持続可能性を向上させ、稲作が環境に与える影響を軽減するためには、いくつかの効果的な栽培方法を検討する必要があります。これらの実践は、水質の保全、生物多様性の保全、温室効果ガスの排出抑制、残留農薬ゼロ米の達成を目的としています。

水の管理に関しては、農薬を使用した後、数日間は水の循環を遅らせることが重要です。こうすることで、使用した薬液の排出が抑制され、水質汚染のリスクが軽減されます。さらに、化学除草には、雑草を抑え、土壌の健全性を高めるグリーンマルチなどの農法も併用すべきです。また、田んぼに冬期湛水することで、雑草を減らし、水鳥の飛来を促すことができます。

病害防除においては、水管理や耐病性品種の選択など、適切な農学的手法を導入し、薬剤処理の必要性を減らすことが重要です。

温室効果ガス、特にメタンと亜酸化窒素の排出を軽減するために、さまざまな農業技術を選択することが可能です。例えば、最高分げつ期前の中干し期間の延長は、温室効果ガスの排出を大幅に削減することができます。また、稲わらを取り除いて堆肥やバイオ炭に利用すれば、土壌の炭素を保護し、温室効果ガスの排出を削減することができます。

最後に、これらの実践はすべて、残留農薬を最小限に抑え、高い生産収量を維持し、環境への影響を抑える残留農薬ゼロ米の実現に貢献します。