稲わら・米ぬか(稲わらと米ぬかの混合物、C/N比約20)を有機態窒素として圃場試験に供試した。C/N比が高いので無作付区の可給態窒素は施用後80日位までは施用しない土壌よりも少ない。1991年の結果では、イネ、ダイズ、バレイショの窒素吸収量は、どの硫安窒素施用レベルにおいても稲わら・米ぬか施用区の方が高かったが、トウモロコシ、ビートの窒素吸収量は稲わら・米ぬかを施用しない区と変わりがなかった。1992年にはイネ、トウモロコシのみを追試したが、やはりイネの窒素吸収量が稲わら・米ぬか区で増加したのに対してトウモロコシでは変わらなかった。このときの無作付区の土壌中の無機態窒素濃度は両年とも稲わら・米ぬかを施用した方が低かった。すなわち、作物の窒素吸収量は土壌中の無機態窒素濃度を反映しなかった。

　イネとトウモロコシの圃場での根圏の大きさは非常に異なり、根の分布する深さは圃場調査によればイネは40cm深までなのに対してトウモロコシは70cmにまで達するが、圃場での稲わら・米ぬかの混合深はせいぜい15cm程度にとどまる。根域の浅いイネではトウモロコシに比べ稲わら・米ぬか混合部分の割合が大きいため、稲わら・米ぬかによる窒素吸収量の増加が明瞭に現われ、トウモロコシでは稲わら・米ぬか混合部分以外の根域からの窒素吸収が多かったため、稲わら・米ぬかによる窒素吸収増が現われなかったとも考えられる。そこでポット試験により各作物とも根域の大きさを等しくして稲わら・米ぬか施用試験を行なった。イネの窒素吸収量はトウモロコシ、ダイズ(根粒非着生)よりも高かった。この作物窒素吸収量にポット土壌中に残った無機態窒素量を加えると、イネでは無作付ポットの無機態窒素量とほぼ等しくなったが、トウモロコシ、ダイズではこれに達しなかった。したがって、作物の窒素吸収量の違いは土壌中の無機態窒素の吸い残しによるものではないと考えられる。すなわち、根域を限定した場合においてもイネの窒素吸収量が多かったことから、イネは有機物の窒素に対して高い吸収能を持つのではないかと考えた。

　有機態窒素吸収に関する作物間の差異について以下の要因を挙げた。(1)作物根による窒素無機化促進作用の強弱(根圏効果)により、作物が吸収可能な形態の窒素へと変化する速度が異なり、これが窒素吸収量に反映する。(2)作物の好む窒素形態(窒素形態別吸収)が作物により異なり、窒素無機化過程で生じる窒素形態に適した吸収特性を持つ作物の窒素吸収量が多くなる。

　ポット試験において、イネ、ダイズ、トウモロコシに重窒素標識稲わら・米ぬかを施用し、作物吸収窒素および土壌残存無機態窒素中の米ぬか窒素由来の窒素を分析した。作付区の土壌に残存した無機態窒素の重窒素濃度は無作付区のそれよりも一様に高かったことから、米ぬか窒素の無機化に関して各作物で同程度の根圏効果があったと考えられる。また、稲わら・米ぬかを施用したポット栽培のイネ、ダイズ、トウモロコシの根圏土壌のプロテアーゼ活性を測定した結果、トウモロコシにおける活性がイネ、ダイズの活性よりも高かった。

　これらのことから、稲わら・米ぬか窒素の根圏での分解に関しては、イネによる根圏効果が他の作物に比べて特に大きいということはないと思われる。

　先の重窒素標識稲わら・米ぬか施用試験において、イネが吸収した窒素の重窒素濃度はトウモロコシ、ダイズの場合よりも高かったことから、イネは、米ぬか由来窒素がポット土壌中に豊富に蓄積している硝酸態となって希釈される前、すなわちアンモニア態、アミノ酸態あるいは比較的分子量の大きい形態で吸収したものと推察する。また、水耕実験によれば、乾物当たりのイネのアンモニア態およびアスパラギン酸、グルタミン酸、アルギニンの吸収がトウモロコシよりも高かったことから、イネはアンモニア態、アミノ酸に対して高い吸収能力を持っていることが確認された。さらに、作物栽培土壌の無機態窒素、アミノ酸、タンパク質含量をしらべると、イネ作付土壌のアンモニア態窒素、アミノ酸の量はトウモロコシ作付土壌と生育初期には差はないが、生育中期以降でイネ作付土壌のアミノ酸含量はトウモロコシ作付土壌よりも少なくなったことから、生育中期以降にアミノ酸吸収が活発になるものと考えられる。各分子量画分のタンパク質は、イネがトウモロコシ、ダイズよりも低く、イネがタンパク質を直接に吸収する能力にすぐれていることが示唆された。

　このように、イネはアンモニア態窒素、アミノ酸、タンパク質の吸収がすぐれているため稲わら・米ぬか施用に対して施用反応が大きかったと考えられる。

　タンパク質は微生物の活動により、アミノ酸、アンモニア態、硝酸態窒素へと分解されるが、それぞれのところで作物と微生物が窒素源を求めて競合している状態にある。土壌に施用された稲わら・米ぬかは土壌中の微生物により分解されるが、はじめに稲わら・米ぬかのタンパク質は微生物からの菌体外プロテアーゼによりペプチド、アミノ酸へと分解され一部は無機化過程にはいるが、かなりの部分はバイオマス窒素として微生物のタンパク質となる。このタンパク質が作物への窒素供給に最も近いプールであり、土壌に稲わら・米ぬかを施用した初期にはこのような状態と考えられ、無機態窒素量がきわめて少ない。

　この競合状態の中でイネはタンパク質、アミノ酸、アンモニア態窒素の吸収にすぐれ、トウモロコシは硝酸態窒素の吸収にすぐれると考えた。すなわち、イネは無機化過程の途中の段階においても窒素を旺盛に吸収できるため、微生物との競合が、窒素無機化過程の最終産物である硝酸態窒素をおもな吸収形態とするトウモロコシよりも軽減されているのではないかと考えられる。