農業環境技術研究所研究情報研究成果速報・技術資料

環境保全型農業研究連絡会ニュース
No.33. 1996.11.13.


わが国の農作物の養分収支  農業環境技術研究所 尾和尚人

1.はじめに

 環境保全的な施肥技術を確立するためには、基礎的な知見として農耕地−作
物間における施肥成分の動きを定量的に把握することが必要である。しかし、
施肥量は簡単に把握できても、作物による養分吸収量は同一作物でも栽培方法
や施肥管理法などによって変動するので、適正な養分吸収量を把握するために
は、異なった栽培条件下における試験結果を多数収集して解析することが必要
であり、多大な労力を要する。そのため、これまでに多くの調査研究が行われ
てきたにもかかわらず、これらのデータを収集し、総合的に解析した事例はほ
とんど見られない。この度、OECDの「農業と環境」に対応するために、わ
が国における作物の養分収支収を把握することが必要となり、農業環境技術研
究所の西尾環境研究官の指導により、「作物の養分吸収に関する調査」を行い、
そのとりまとめを行った。ここでは、その結果を中心にわが国の農作物の養分
収支の概要について述べる。

2.作物の養分吸収量に関する調査

 今回の調査は、国立及び公立の試験研究機関の土壌肥料関係者に依頼して、
主要作物の養分吸収量の試験成績を収集していただいた。その結果、29都道
府県、38場所、農水省12場所から約750のデータが収集された。表ー1
は、これらのデータをとりまとめたものである。この表には、全体の養分収支
をまとめるために、データが1つしかないものも、記載してあるが、全体のま
とめに関係しない少数データの作物については記載していない。また、果樹の
データも約70収集されたが、データ解析が難しかったので、今のところまと
められていない。花きについても、果樹と同様に手が着けられていない。
 作物ごとのデータ数をみると、混播牧草92、水稲71、いね科牧草52、
だいこん44、ほうれんそう35、青刈りとうもろこし35、たまねぎ32と
30以上のものが、7作物であるが、全体としてデータ数が少ない作物が多い。
また、同一作物でも、養分吸収量が大幅にことなり、ほとんどの作物で最大値
が最小値の2倍以上である。これは栽培時期、栽培方法などの違いによるもの
と推定されるが、全体を代表できる平均値を得るためには、さらに多くのデー
タを収集することが必要である。

3. 作物の養分収支

 作物栽培における養分収支は、施肥量と作物の養分吸収量の差であり、容易
に求められると考えられるが、養分吸収量と施肥量が対応したデータは、意外
に少ない。今回の調査でも、施肥量は特記事項としたので、記入されたデータ
は少なく、化学肥料の施肥量の記載が主であった。表−2では、各作物の収穫
物の養分含量と収穫物以外の地上部(収穫残さ)の養分含量を合計して、作物
の養分吸収量とした。小川等は作物体を可食部、搬出可能残渣及び刈り株、根
に分別して養分分布を調査しているが、今回の調査では、刈り株や根の養分含
量は対象になっていない。しかし、小川等の調査で混播牧草では、刈り株と根
の養分分布が、窒素で44%、リン酸で44%、カリウムで39%と多量に分
布するので、この値を用いて収穫残さの養分含量を算出した。作物別の養分収
支は、窒素では化学肥料の施肥量と吸収量がほぼ同等かそれ以下の作物が多い。
リン酸では、吸収量の2〜3倍の施肥量の作物が多く、土壌へのリン酸の蓄積
傾向が強く見られる。カリウムの作物吸収量は化学肥料の施肥量を越える作物
が多い。施肥量については、堆厩肥の施用量の把握が今後の重要な問題である。
また、用水や降雨にともなう養分付加量、脱窒による窒素揮散量などの算出も
検討する必要がある。

4.わが国の作物収穫物中の養分含量の推定

今回の調査では、多数のデータが収集されたとはいえ、わが国全体の作物養
分の動態を解析するには、不十分である。そこで、作物統計と日本標準食品成
分表および日本標準飼料成分表(飼料作物の水分含量)のデータを使って、作
物収穫物中の養分含量を推定したのげ、表−3である。食品成分表では、窒素
はたんぱく質、リン酸とカリウムは元素のP、Kで、可食部の100g当たり
の重量が記載されている。窒素含量は、窒素−たんぱく質変換係数を用いて算
出し、リン酸とカリウムは、それぞれPからP2O5、KからK2Oに換算し
て、%で表示した。この値は、特に果樹については、養分調査で欠けているの
でその部分を補填することができる。また、数値の算出基準が乾物ではなく、
現物であるのが好都合である。表−4は、表−3の養分含量を作物の類別にま
とめたものである。いずれの養分も米穀類と飼料作物の占有率が圧倒的に高く、
窒素ではそれぞれ全体の約40%を占め、リン酸ではそれぞれ52%と30%
であり、両者を合計すると窒素、リン酸ともに80%をしめている。カリウム
は飼料作物だけで全体の約60%を占め、次いで野菜が13%、米穀類は11
%である。直接食物として利用する割合が高い米穀類、豆類、いも類、野菜、
果樹を合わせた窒素、リン酸、カリウムの占有率はそれぞれ56%、65%、
36%である。表−4の化学肥料使用量は、平成6肥料年度の値である。収穫
物中の養分含量が化学肥料使用量に対する割合は、窒素62%、リン酸21%、
カリウム67%である。

表−4 作物統計及び標準食品成分表によるわが国の作物収穫物中の養分含量の推定
                              (単位、t)
 ───────────────────────────────────
    作物類別    窒素(N) リン酸(P2O5) カリウム(K2O)
 ───────────────────────────────────
    米 穀 類    143,957    78,613      35,849
    豆  類    13,003     2,965       5,431
    い も 類    13,074     5,443      24,755
    野  菜    28,286     9,764      43,016
    果  樹     3,069    1,059       7,115
    飼料作物    139,366    45,827      185,973
    工芸作物    19,133     5,978      20,393
 ───────────────────────────────────
    総  計    359,888    149,649     322,277
 ───────────────────────────────────
   化学肥料使用量  580,270    703,781     479,556
 ───────────────────────────────────

5.わが国の作物による養分吸収総量の推定

 前項では、収穫物中の養分含量を今回の養分吸収調査とは、全く別のデータ
に基づいて推定してみたが、作物の養分収支を推定するためには、今回の調査
でまとめた作物全体の養分含量を算出する必要がある。そこで、1つのデータ
だけの作物についても、そのデータを用いてできるだけ、多数の作物について
作物全体の養分吸収を算出した。そのほか果樹等については、農業技術体系の
データを援用し、現物収量1トン当たりの作物全体の養分吸収量を求めた。こ
れは、表−5に示したように表−2の10a当たりの作物収量、収穫物の乾物
率及び作物全体の養分吸収量から算出したものである。この値は、収穫物が乾
燥した作物である米穀類等で高く、野菜などの生鮮物でその10分の1程度で
ある。この値と作物統計(平成6年度)を用いて、作物全体の養分吸収量を算
出した結果が表−6である。このなかで、データがなくて、作物全体の養分吸
収量を求めることができないさやえんどう、さやいんげん、カリフラワーとり
んご、ぶどう、日本なし、もも、かきを除いた果樹については、表−3の収穫
物中の養分含量の値を援用した。表−7は、表−4と同様に作物の類別に養分
吸収量をまとめたものである。窒素の総計は、化学肥料使用量とほぼ同等であ
り、占有率で見ると米穀類38%、飼料作物39%であり、両者をあわせると
77%となり、前項の収穫物中の窒素の占有率と同様な値を示している。リン
酸の吸収量は化学肥料使用量の32%であり、やはり米穀類と飼料作物で83
%を占めている。カリウムの吸収量は化学肥料使用量を大幅に上回り、その
1.6倍に達している。他の養分と同様に米穀類と飼料作物の吸収量が多く、
全体の78%を占めている。

     表−7 養分調査によるわが国の作物全体の養分吸収量の推定
                              (単位、t)
  ───────────────────────────────────
     作物類別    窒素(N)  リン酸(P2O5) カリウム(K2O)
───────────────────────────────────
     米 穀 類    215,140     104,820     298,946
     豆  類    15,913      4,267      10,306
     い も 類    13,927      5,144      31,158
     野  菜    44,052      15,821      75,193
     果  樹    17,000      4,218      15,5705
     飼料作物    221,118     80,416      311,884
     工芸作物    35,171      9,169      35,325
───────────────────────────────────
     総  計    561,959     223,696     778,264
───────────────────────────────────
   化学肥料使用量   580,270     703,781     479,556
───────────────────────────────────

6.まとめ

 以上のように、今回の養分吸収調査結果および統計データを用いて、わが国
全体を一括した農耕草地における肥料三要素の養分収支について取りまとめた。
その概要は化学肥料使用量を基準にした場合、窒素は収支がほぼ均衡しており、
リン酸は約70%が土壌に残存し、カリウムは大幅に供給不足の状態である。
今回の取りまとめでは、有機物施用に伴う養分収支について、基礎データの収
集が不十分であったために取りまとめることができなかった。この点も含めて
養分収支の実態をより確実に把握するためには、さらに多くのデータの収集と
解析が必要である。

(注)表1、表2、表3、表5はデータが膨大で、画面に見やすく表示するのが
技術的に難しいため、勝手ながら省略させて頂く。印刷配布物を参照されたい。

      表−6 養分吸収調査によるわが国の作物地上部養分吸収量の推定
─────────────────────────────────────────────
            H6収穫量 1トン当たり養分吸収量    地上部養分吸収量
      作 物 名(作物統計) ─────────── ───────────────
                  N  P2O5  K2O  N   P2O5 K2O
             (t)      (kg/t)             (t)
─────────────────────────────────────────────
米穀類   水   稲 724,000  18.70  9.25  26.36 200,572 99,162  282,728
(乾燥子実)小麦    443,600  25.18  9.50  31.08 11,168  4,215  13,787
      六条大麦  12,200  20.35  7.84  31.37   248   96    383
      二条大麦  192,400  14.50  6.17  10.02  2,790  1,188  1,929
    ***そば     21,100                361   159   119
   ──────────────────────────────────────────
      小  計 1,393,300              215,140 104,820  298,946
─────────────────────────────────────────────
豆類    大豆    119,000  69.17  16.32  32.10 8,232  1,942   3,820
(乾燥子実)あずき   93,800  40.68  15.31  35.44  3,816  1,436   3,324
     *いんげん   44,300  50.13  15.71  55.58 2,221   696   2,462
     **落花生   26,100  63.00   7.40  26.80 1,644   193    699
   ──────────────────────────────────────────
      小  計  283,200              15,913  4,267   10,306
─────────────────────────────────────────────
いも類  かんしょ  1,181,000  4.21   1.27  5.93  4,972  1,506   7,009
     ばれいしょ 3,377,000  2.65   1.08  7.15  8,955  3,639  24,149
   ──────────────────────────────────────────
      小  計 4,558,000               13,927  5,144  31,158
─────────────────────────────────────────────
野菜   きゅうり   865,500  1.78   1.11  3.99  1,542   961   3,454
     トマト    757,700  1.52   0.64  3.57  1,155   487   2,707
     なす     510,100  2.69   0.89  4.55  1,372   453   2,320
    **ピーマン   164,800  5.83   1.13  7.33   961   187   1,209
     かぼちゃ   264,900  2.77   1.00  5.45   733   266   1,443
     いちご    197,800  3.14   1.54  6.44   620   305   1,274
     すいか    654,700  1.81   0.73  8.28  1,186   477   5,421
     露地メロン  353,700  5.08   2.02  15.68  1,798  714   5,546
     温室メロン   43,000 5.25   2.09  16.18   226   90    696
   ***さやえんど   46,900                 240   70    124
     えだまめ    84,200  9.57  2.02  17.20   805   170   1,449
   ***さやいんげ   75,100                 289   86    252
     未熟トウモロコシ  369,000  10.72  4.43  17.30  3,954  1,634  6,383
     キャベツ  1,511,000  4.83   1.25  5.16  7,292  1,882   7,792
     はくさい  1,118,000  2.07   0.82  4.43  2,313   912   4,956
     ほうれんそう 367,300  4.63   1.29  8.51  1,701   474   3,125
     ねぎ     524,600  4.47   1.15  4.37  2,347   603   2,291
     たまねぎ  1,109,000  1.91   0.94  2.45  2,123  1,037   2,717
     レタス    528,000  3.62   1.24  4.28  1,909   653   2,258
     セルリー   41,900  5.90             247    32    177
   ***カリフラワ   41,500                219    57    189
     だいこん  2,154,000  2.15   0.93  4.28  4,637  2,011   9,213
    **かぶ     200,500  5.65   2.47  7.77  1,133   496   1,559
     にんじん   658,300  2.03   0.63  4.99  1,334   417   3,288
     ごぼう    243,800  6.74   2.90  8.75  1,643   706   2,132
     さといも   238,400  3.07   1.11  6.12   731   264   1,458
    **れんこん   86,700  8.00   1.80  9.13   694   156     792
     やまのいも  180,900  4.67   1.23  5.37   845   222    971
     ────────────────────────────────────────
     小  計  13,391,300               44,05  15,821  75,193
─────────────────────────────────────────────
            H6収穫量 1トン当たり養分吸収量    地上部養分吸収量
      作 物 名(作物統計) ─────────── ───────────────
                  N  P2O5  K2O  N   P2O5 K2O
             (t)      (kg/t)             (t)
─────────────────────────────────────────────
果樹  **みかん   1,247,000  5.62   0.69  3.64  7,005    862  4,533
    ***なつみかん  114,000               146     47   247
    ***ネーブルオレンシ   30,100                43    12    69
    ***はっさく   86,800                111    34   188
    ***いよかん   206,100               296     86   470
    **りんご    989,300  3.10   0.82  3.20  3,063    810  3,169
    **ぶどう    244,900  5.87   2.80  6.80  1,437    686  1,665
    **日本なし   416,900  4.43   1.80  3.99  1,848    749  1,663
    ***西洋なし   14,700                 5     4    30
    **もも     174,300  5.38   2.17  7.65   937    378  1,333
    ***おうとう   13,600                 22     5     34
    ***うめ    112,800                126     36   325
    ***びわ     6,570                  3     1    13
    **かき     302,200  5.95   1.50  5.28  1,799    455  1,596
    ***くり     32,900                143    48   198
    ***キウイフルーツ   52,900                 13     5   32
    ***パインアップル  28,200                 3     1    6
      ───────────────────────────────────────
      小 計  4,073,270               17,000   4,218 15,570
─────────────────────────────────────────────
飼料作物 まめ科牧草  274,000  6.84   1.32  6.38  1,874    363  1,748
    *いね科牧草 0,086,000  6.50   2.50  10.23  65,529 25,165 103,206
    *混播牧草  2,382,000  6.25   2.20   8.38 139,810 49,347 187,466
   青刈りトウモロコシ 5,701,000  1.94   0.87  2.98  11,037  4,945  16,985
    青刈りえん麦  273,300  2.11   0.27  2.36   577    74    646
    ソルゴー   1,844,000  1.24   0.28  0.99  2,292    522  1,834
      ───────────────────────────────────────
      小 計 40,560,300               221,118  80,416 311,884
─────────────────────────────────────────────
工芸作物 なたね     974  71.04   23.94  88.80   69    23    86
     茶     155,700  131.66  26.23  67.29  20,499  4,084  10,476
     たばこ   79,365   36.82  16.36  98.64  2,922   1,299  7,828
     こんにゃく 68,600   3.21   0.91  1.81    221   62    124
     てんさい 3,813,000  1.71   0.59   3.25  6,524   2,240 12,383
    さとうきび 1,602,000  1.95   0.72   1.81  3,126   1,152  2,905
     桑     145,000  12.48   2.13  10.49  1,810    308  1,521
    ─────────────────────────────────────────
      小 計 5,929,139                35,170  9,169  35,324
─────────────────────────────────────────────
          80,188,139               561,959 223,696 778,264
─────────────────────────────────────────────
  (注)*  小川;北農試研報’(1988)
     **  農業技術大系
     *** 標準食品分析表

(付表) 作物の収穫物1トン当たりの全地上部養分吸収量および収穫物吸収量
───────────────────────────────────────────
              全地上部養分吸収量     収穫物(持ち出し分)養分吸収量
───────────────────────────────────────────
     作物名      N  P2O5 K2O    N  P2O5 K2O
              kg/t  kg/t  kg/t     kg/t  kg/t  kg/t
───────────────────────────────────────────
米穀類    水稲    18.70  9.25   26.36    11.65  6.10  4.32
(乾燥子実) 小麦    25.18  9.50   31.08    18.97  7.73  5.05
       六条大麦  20.35  7.84   31.37    16.62  7.09  6.99
       二条大麦  14.50  6.17   10.02    13.27  5.91  5.18 
───────────────────────────────────────────
豆類     大豆    69.17  16.32  32.10    63.70  14.84  21.73
(乾燥子実) あずき   40.68  15.31  35.44    34.72  8.95   18.20
       いんげん  50.13  15.71  55.58    34.23  10.77  19.29
       落花生   63.00  7.40   26.80
────────────────────────────────────────────
いも類    かんしょ  4.21   1.27  5.93     2.1   0.78  3.01
       ばれいしょ 2.65   1.08  7.15     1.89  0.89   5.0
────────────────────────────────────────────
野菜     きゅうり  1.78   1.11  3.99     1.07  0.56   2.28
       トマト   1.52   0.64  3.57     0.92  0.44   2.47
       なす    2.69   0.89  4.55     1.62  0.6   2.42
       ピーマン  5.83   1.13  7.33     1.4   0.5   2.4
       かぼちゃ  2.77   1.00  5.45     1.49  0.81   3.17
       いちご   3.14   1.54  6.44     2.15  0.92   3.77
       すいか   1.81   0.73  8.28     1.29  0.49   5.94
       露地メロン 5.08   2.02  15.68     2.71  1.08  11.5
       温室メロン 5.25   2.09  16.18     2.8  1.11   11.87
       えだまめ  9.57   2.02  17.20     2.68  1.46   5.72
       未熟トウモロコシ 10.72  4.43  17.30     4.26  1.61   3.3
       キャベツ  4.83   1.25  5.16     2.52  0.73   2.76
       はくさい  2.07   0.82  4.43     1.39  0.57   2.64
       ほうれんそ 4.63   1.29  8.51     4.63  1.29   8.51
       ねぎ    4.47   1.15  4.37     2.95  0.63   2.53
       たまねぎ  1.91   0.94  2.45     1.72  0.87   2.15
       レタス   3.62   1.24  4.28     1.96  0.78   2.5
       セルリー  5.90              3.3
       だいこん  2.15   0.93  4.28     1.05  0.57   2.65
       かぶ    5.65   2.47  7.77     1.4   0.5   2.8 
       にんじん  2.03   0.63  4.99     1.24  0.52   3.14
       ごぼう   6.74   2.90  8.75     6.74  2.9    8.74
       さといも  3.07   1.11  6.12     2.23  0.94   4.56
       れんこん  8.00   1.80  9.13     3.4   1.4   5.6 
       やまのいも 4.67   1.23  5.37     3.65  0.96   4.14
───────────────────────────────────────────
果樹     みかん   5.62   0.69  3.64     0.8   0.3   1.6
(注1)   なつみかん                 1.3   0.4   2.2
       ネーブルオレンジ                 1.4   0.4   2.3
       はっさく                  1.3   0.4   2.2
       いよかん                  1.4   0.4   2.3
       りんご   3.10   0.82  3.20     0.3   0.2   1.3
       ぶどう   5.87   2.80  6.80     0.8   0.3   1.6
       日本なし  4.43   1.80  3.99     0.5        1.7
       西洋なし                  0.3   0.3   2.0
       もも    5.38   2.17  7.65     1.0   0.3   2.0
       おうとう                  1.6   0.4   2.5
       うめ                    1.1   0.3   2.9
       びわ                    0.5   0.2   1.9
       かき                    0.6   0.3   2.0
       くり    5.95   1.50  5.28     4.3   1.5   6.0
───────────────────────────────────────────
飼料作物   まめ科牧草 6.84   1.32  6.38
       いね科牧草 6.50   2.50  10.23    2.86   1.13  3.99
       混合    6.25   2.20  8.38     2.74  0.99   3.26
      青刈りトウモロコシ 1.94   0.87  2.98
      青刈りえん麦 2.11   0.27  2.36
       ソルゴー  1.24   0.28  0.99
───────────────────────────────────────────
工芸作物   なたね   71.04  23.94  88.80    40.54  15.06  9.65
       茶    131.66  26.23   67.29   59.55   14.92  36.38
       たばこ   36.82  16.36  98.64    36.82  16.36  98.64
       こんにゃく 3.21   0.91  1.81     2.7   0.75  0.8
       てんさい  1.71   0.59  3.25     0.52  0.22   0.83
       さとうきび 1.95   0.72  1.81     0.82  0.47   0.92
       桑    12.48   2.13  10.49    11.24   1.39  7.9
───────────────────────────────────────────
(注1)果樹の全地上部養分吸収量は文献から計算。果樹の収穫物養分吸収量は食品成分表から
    計算その他の数字は全て試験研究機関の調査した実測値。(平均値のみ表示)



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