植物の生長に絶対に必要な要素!窒素系肥料の基本

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作物栽培において、わき芽かきや摘芯、摘果などの手入れとともに重要となってくるのは施肥(元肥追肥)です。特に三要素三大栄養素)の窒素(チッソ)、リン酸リンサン)、カリウム(カリ・加里)は植物の成長に欠かせないものとなります。

この記事では、窒素系の肥料の基本的な考え方と種類、基本的な使い方について解説します。これを読めば、窒素がどのような役割で必要なのか、窒素系の肥料にどのようなものがあって、どのように使っていけばよいのか基本的なことがわかります。

植物に必要な三大栄養素(三要素)と微量要素とは?

植物が育つために必要な三大栄養素(三要素)は窒素(チッソ)、リン酸(リンサン)、カリウム(カリ・加里)です。まずはこの三要素と多量要素、微量要素について、おさらいしましょう。

窒素(チッソ)とは

窒素(N)は、肥料の三大要素の一つで植物の生育に最も大きく影響する要素です。光合成に必要な葉緑素、植物の体を形作るタンパク質など、植物が成長する上で重要な働きをする物質となります。

リン酸(リンサン)とは

リン酸(P)は、肥料の三大要素の一つで植物の遺伝情報の伝達やタンパク質の合成などを担う核酸の重要な構成成分となります。施肥を考える上では、「実肥」と呼ばれ、開花・結実を促すためにリン酸が必要となります。また、植物全体の生育や分げつ、枝分かれ、根の伸長など様々な要素に関わっています。

カリウム(加里・カリ)とは

カリウム(K、加里)は、肥料の三大要素の一つで植物体内でカリウムイオンとして存在しています。カリウムイオンは葉で作られた炭水化物を根に送り、根の発育を促したり、植物を丈夫にして病気などに対する抵抗力を高める働きがあります。そのため、カリウムは「根肥」と呼ばれます。

その他の多量要素

窒素、リン酸、カリウムの三要素以外の多量要素として、カルシウム(Ca)、硫黄(S)、マグネシウム(Mg)があります。

要素名主な役割
カルシウム(石灰・Ca)葉や実の組織を作る(細胞膜の生成と強化)、根の生育促進
硫黄(S)酸化・還元・生長の調整などの植物の生理作用や葉緑素(葉にある光合成を担う葉緑体に含まれる)の生成に関与
マグネシウム(苦土・Mg)葉緑素の構成元素、リン酸の吸収と移動

また、炭素(C)、水素(H)、酸素(O)も多量要素ですが、主に水や大気から吸収される要素です。

微量要素とは

微量要素には、ホウ素(B)、塩素(Cl)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、亜鉛(Zn)、銅(Cu)、モリブデン(Mo)、ニッケル(Ni)があります。三要素や多量要素と比較すると、必要な量は多くありませんが、欠乏すると様々な生理障害が発生します。

要素名主な役割
ホウ素(B)細胞壁の生成、カルシウムの吸収と転流
塩素(Cl)光合成(光合成の明反応)
マンガン(Mn)葉緑素の生成、光合成、ビタミンCの合成
鉄(Fe)葉緑素の生成、鉄酵素酸化還元
亜鉛(Zn)酵素の構成元素、生体内の酸化還元、オーキシンの代謝、タンパク質の合成
銅(Cu)光合成や呼吸に関与する酵素の構成元素
モリブデン(Mo)硝酸還元酵素(硝酸をタンパク質にする過程で利用される)、根粒菌の窒素固定
ニッケル(Ni)尿素をアンモニアに分解する酵素の構成元素、植物体内で尿素を再利用

窒素系の肥料について

「窒素系肥料」と「窒素質肥料」は違う?

窒素肥料を探している過程で「窒素質肥料」という単語をよく目にすると思います。実は「窒素質肥料」は、肥料取締法で定義された普通肥料のうち窒素成分を保証した肥料のことを指します。

簡単に言うと、窒素質肥料には石灰窒素やIB窒素肥料、窒素が保証されている化成肥料などは含まれますが、有機肥料は含まれません。ややこしいですね。そのため、この記事では、窒素質肥料に限らず「窒素系肥料」として、窒素が含まれている単肥、化成肥料有機肥料を紹介します。

窒素成分は植物の必要な三要素の一つ

先述したとおり、窒素は植物にとって重要な三要素(三大栄養素)の一つです。窒素が不足(欠乏)すると、植物の生長が止まったり、正常な生長を妨げてしまうことになります。

窒素は植物を形作るために必要なタンパク質、光合成に必要な葉緑素、その他細胞、酵素、ホルモン、核酸など植物が生きていく上で必要な働きをする物質の構成元素なのです。栽培においては作物の収量や品質に直結してくる非常に重要な要素です。

逆に、窒素を与えすぎることも植物にとってはよくありません。適量を必要なときに与え続けることが重要です。肥料のラベルなどには化学式や元素記号で表され、窒素全量のことを「N」または「T-N」と記述されることが多いです。

窒素はどのように植物に吸収されるの?硝酸態窒素とアンモニア態窒素の違い

植物に窒素が必要なことはわかったと思いますが、窒素成分を調べていくと「硝酸態窒素(NO3-N)」と「アンモニア態窒素(A-N)」という単語が頻繁に現れると思います。これら2つはどちらも植物が根から吸収することができる形態になった窒素の名称です。それでは、植物はどのようにしてこれらの窒素を吸収するのでしょうか?

作物は一般的に窒素を「硝酸態窒素」か「アンモニア態窒素」で吸収します。水稲やれんこんのように酸素の少ない土壌で生育位する作物はアンモニア態窒素を吸収するものが多く、畑作物のように酸素の多い土壌で生育する作物の多くは硝酸態窒素を好んで吸収します。

畑における作物の窒素の吸収過程

畑の場合は、有機質肥料(有機肥料)や尿素はアンモニア態窒素に分解されます。アンモニア態窒素は土壌中の亜硝化菌、硝化菌の働きによって速やかに硝酸態窒素になり、栽培作物に吸収されます(厳密には硝酸態窒素は硝酸塩という結晶であり、それが水に溶け出して硝酸イオンとなって吸収されます)。

アンモニア態窒素は、基本的にはそのままで土壌中に留まることはありませんが、施設栽培(ハウス栽培)においてはアンモニア態窒素を含んだ肥料を大量に使用すると蓄積し、亜硝酸ガスを発生させて作物に障害が起こる場合があります(アンモニアガス障害)。

畑圃場においては、アンモニア態窒素が多いと根の活性や光合成などが低下し、生育が阻害される場合が多いです。

アミノ酸などは吸収されないの?

「硝酸態窒素で多くの窒素が吸収される」ということは、無機態窒素しか吸収されないのでしょうか?答えは、Noです。近年の研究では、有機態窒素の中でアミノ酸等の低分子の物質は直接吸収できるものがあることがわかっています。アミノ酸系の肥料が多く販売されているのはこのような特性がわかったからなんですね。

水田における作物の窒素の吸収過程

水田の作物である水稲などは、先述したとおりアンモニア態窒素で窒素を吸収します。畑作物のように硝化菌による化学変化を必要することなく、窒素を吸収することができます。ただし、水田土壌中の酸化層には硝化菌がいますので、一部は硝酸態窒素となり窒素ガスとして大気中に放出されます。

有機肥料の窒素成分はどうやって植物に吸収される?

魚かすなどの有機肥料(有機質肥料)や堆肥には、窒素成分として有機態窒素が含まれています。有機態窒素の多くは難分解性(分解されづらい)ですが、易分解性(分解されやすい)のタンパク態窒素などは土壌微生物によって徐々に分解され、無機態窒素(硝酸態窒素やアンモニア態窒素)に変化して植物に吸収されるようになります。

有機肥料が遅効性肥料と言われるのは、この分解に時間がかかるためなんです。

有機態窒素の中で、無機態窒素になる(無機化する)窒素を地力窒素と呼びます。

窒素系肥料の種類と基本的な使い方

窒素が多い肥料と少ない肥料

「有機肥料のほうが窒素が少なくて、化成肥料のほうが窒素が多いんでしょ?」と勘違いする人がいます。結論から話すと、有機肥料であること、化成肥料であることが窒素の量を左右することはありません。「その肥料にどれだけの窒素成分が含まれているか」が重要なのです。

編集さん
編集さん

と言っても有機肥料の窒素は有機態窒素であり、その全量が無機態窒素に変わるということはないので、有機肥料のほうが窒素含有量は少ないのですが

購入、使用する肥料のラベルを確認してみてください。N-P-Kの数字が記載されていませんか?その「N」の成分保証率(%)を確認してください。例えば、正味量10kgの肥料でNが8%と記載されていれば、

10(kg)×0.08(8%)=800(g)

の窒素成分が含まれていることになります。もう一つの例として、正味量10kgの肥料でNが16%と記載されていれば、

10(kg)×0.16(16%)=1600(g)

の窒素成分が含まれていることになります。このことからわかるように、成分保証率によって、肥料の中にどれだけの窒素成分が含まれているかが大きく変わります。肥料を購入・使用するときには必ずラベルを確認して、窒素肥料がどれだけ含まれているのかなどを自分で確認することが大事です。

家庭菜園用の化成肥料には、N-P-K=8-8-8のものが多いです。これは使用量を多少間違っても大きく失敗せずバランスよく養分を与えることができるためです。プロ農家は高度化成肥料(保証成分の合計量が30%以上のもの)を使ったりします。

窒素が含まれた化成肥料

化成肥料には、窒素が含まれていることが多いです。化成肥料は、三要素のうち二要素以上を含んでいる肥料のことを指しますが、窒素にリン酸もしくはカリウム(またはその両方)を含んだ肥料が多いです。

化成肥料に含まれている窒素には、無機態窒素であり硝酸態窒素やアンモニア態窒素として土壌に溶け出します。そのため、速効性があり、効き目がすぐに現れるものが多いです。栽培作物や植物への追肥として、定期的に施肥をすると良いでしょう。逆に、すぐに溶け出して流亡してしまうことがあるため、元肥としての施用や雨が続く日の露地栽培での施用は向きません。

速効性だけではなく、尿素やコーティング肥料などゆっくりと長く効く(緩効性)ような窒素が含まれているものもあります。実際に使用する肥料がどのような性質なのかは、ラベルをよく読みましょう。このような肥料の場合には、元肥追肥どちらに使用できます。

窒素の単肥

窒素系の肥料として、化成肥料ではなく窒素単体の肥料(単肥)もあります。窒素成分のみが不足している状況の改善や他の単肥との組み合わせによる独自の施肥設計などに使用することができます。

窒素系の単肥肥料には、以下のものがあります。それぞれの特性に合わせて使用方法を検討しましょう。

肥料NPK肥効のタイプ特性
尿素46%速効性アンモニアガスが発生しやすい。液体肥料として葉面散布もできる。
硫安
(硫酸アンモニウム)
21%速効性全量アンモニア態窒素。
塩安
(塩化アンモニウム)
25%速効性全量アンモニア態窒素。
硝安
(硝酸アンモニウム)
32%速効性アンモニア態窒素16%、硝酸態窒素16%。
石灰窒素20%〜21%緩効性アルカリ分を含んでいる。農薬成分シアナミドが含まれている。粒状・粉状がある。
IB窒素31%緩効性加水分解。
CDU窒素31%緩効性微生物分解。

石灰窒素

石灰窒素も単肥としてよく使われる肥料の一つです。石灰窒素は石灰石を原料とするカーバイドに高温で窒素を吸収化合させたものです。窒素成分の他に、カルシウムや炭素成分が含まれています。

また、農薬成分であるカルシウムシアナミドが含まれていて、農薬効果(殺虫、除草、殺菌)を発揮したあと、土壌中で肥料成分として分解されるため消毒と施肥を賄うことができます。

石灰窒素の特長としては、以下の3点が挙げられます。

  1. 土壌から流亡しにくく、緩効性があり、施肥量・回数を削減することができる。
  2. 土壌の酸度(pH)矯正ができる。
  3. 有機物の腐熟を促進し、ふかふかの土を作ることができる。

石灰窒素は、土作りの際、土壌の酸度(pH)を高めつつ窒素を施用したい場合や有機態窒素の無機化を促進させたい場合に使用します。基本的には土作りのときに元肥として施用することがほとんどです。元肥として施用する場合には、植え付け(定植)の2週間前には土壌に混ぜ込んでおくことが必要となります。粉状、粒状などの形態があるので使いやすいものを選択しましょう。

有機肥料(有機質肥料)

有機肥料(有機質肥料)には、動物性有機肥料(魚かすなど)と植物性有機肥料(米ぬか、油かすなど)があります。有機肥料にも窒素成分が含まれていますが、化成肥料や単肥に比べると成分保証率が小さく、含有量が低めです。窒素の施用としてよく使われる有機肥料は、魚かす(魚滓)や油かす(油粕)です。有機肥料の他に土作りとしてよく利用される堆肥(牛糞、豚糞、鶏糞など)なども窒素を含んでいます。

また、有機肥料や堆肥に含まれる窒素は有機態窒素が主であるため、無機態窒素(硝酸態窒素・アンモニア態窒素)に変わり植物へ吸収されるまで時間がかかります。そのため、遅効性肥料であることが多いです。

しかし、有機肥料を発酵させ、ぼかし肥料として施用する場合は、有機態窒素がある程度、無機化されているため、速効性を備えている場合があります。ぼかし肥料は作り方さえ理解できれば、誰にでも作ることができます。

下の記事に有機肥料について、特徴から基本的な使い方まで詳しく解説していますので参考にしてください。

厳密には、肥料は肥料取締法で分類が細かく決まっています。有機物で構成されている肥料には大きく「普通肥料の有機質肥料」、「特殊肥料」に分けられますが、ここでは栽培における肥料の特性を解説するため、どちらも「有機肥料(有機質肥料)」としてお話します。

窒素系肥料のおすすめ商品

上記で解説したとおり、窒素系の肥料と言ってもその特徴や使い方は様々です。下の基準に従って、どのような肥料を購入・使用するかを絞り込んでいくとよいでしょう。最後は必ず、購入・使用する予定の肥料のラベルや資料などをよく読み、自分が使いたい方法と合っているか確認しましょう。

  1. 元肥として使用するのか、追肥として使用するのか。
    元肥として使用する場合は「遅効性」「緩効性」の肥料、追肥として使用する場合は「緩効性」「速効性」の肥料がおすすめです。
  2. 土作りで酸度(pH)調整を行いたいか。
    アルカリ性によせたい場合には、石灰窒素が有効です。
  3. 窒素肥料のみを投与したいという限定的な目的や独自での施肥設計ができる技量はあるか。
    土壌診断を行い、独自(もしくはJAや肥料メーカーなど)で施肥設計ができる方であれば単肥のほうがコストを安く抑えられるので良いでしょう。
  4. 有機肥料のみを使いたいというこだわりはあるか。
    有機肥料のみを使うということであれば、窒素成分が含まれている魚かすや油かすなどを使用しましょう。すぐに効果を現したいという場合には、ぼかし肥料も有効です。

窒素系肥料の購入

店舗で購入する

上記で紹介した窒素系の肥料は、一般的な大規模ホームセンターでも販売されています。また、ダイソーにも肥料が販売されていることがありますが、取り扱いのない店舗も多いようなので注意が必要です。

通販で購入する

店舗で実物をみて購入することも良いことですが、「その店舗での取り扱いがない」ことや「そもそもその商品がホームセンターなどの小売店で販売されていない」ことも多いです。時間とお金を節約するため、積極的に通販(インターネットショッピング)を利用しましょう。今ではAmazonや楽天市場など様々なECサイトで農業・園芸用品が取り扱われています。店舗よりも安く購入できる場合も多いですので、一度のぞいてみましょう。

この記事を書いた人
農家web編集部

農家web編集部のメンバーが「農業者による農業者のための情報サイト」をコンセプトに、農業に関するあらゆる情報を丁寧にまとめてお届けしていきます。
編集部のメンバーは皆、実際に農業に携わりながら情報をまとめています。農学を極め樹木医の資格を持つ者、法人の経営・財務管理に長けている者、大規模農場の営農経験者などバラエティに富んだメンバーで構成されています。他にも農機具やスマート農業機器、ITなどのスキルも兼ね備えています。
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