可溶性ケイ酸とは何か水稲収量品質を守る肥料の仕組み

可溶性ケイ酸とは何か、水稲の収量・品質を左右する重要な肥料成分の仕組み

ケイ酸を毎年まいているのに効果が出ていないなら、それは「可溶性」かどうかを確認できていない可能性があります。

可溶性ケイ酸とは何か：農業における定義と化学的な基礎知識

農業で「ケイ酸」と呼ぶ場合、主に二酸化ケイ素（SiO₂）を指しています。ケイ素（Si）は地球の地殻中で酸素（46.6%）に次いで約27.7%を占める元素で、砂や粘土鉱物の主成分として私たちの身近にあるものです。そのため「土の中に十分あるはず」と長年考えられてきました。

しかし農業上問題となるのは、土壌中に豊富にあっても植物が実際に吸収できる形かどうか、という点です。

ここに「可溶性」という概念が登場します。

ケイ酸は溶けやすさによって大きく3種類に分類されます。

- 🟢 水溶性ケイ酸：水に直接溶ける形。

即効性が高く、葉面散布や追肥に向く。

- 🟡 可溶性ケイ酸：塩酸などの酸に溶ける形。作物の根が分泌する根酸（こんさん）によって徐々に溶け出し吸収される。

- 🟠 く溶性ケイ酸：2%クエン酸に溶ける形。可溶性よりさらに溶けにくく、非常にゆっくり効く。

つまり可溶性ケイ酸とは、「水には溶けないが、土壌や作物の根が出す薄い酸（根酸・有機酸）によって徐々に溶出し、植物に吸収されうるケイ酸の形態」のことです。

固形のケイ酸質肥料（ケイカル・ケイ酸加里など）に含まれるケイ酸は、この可溶性ケイ酸が主体です。これが基肥として施用される最大の理由は、根酸によってゆっくり溶け続ける性質にあります。効果が持続する一方、速効性には欠けるため、施用のタイミングと土壌診断が重要になります。

肥料成分表示には「可溶性けい酸●%」と記載されており、これが保証成分の基準になっています。農林水産省の肥料制度においても、可溶性けい酸と水溶性けい酸は区別して規定されています。

参考：農林水産省「肥料制度の解説」では、保証成分としての可溶性けい酸・水溶性けい酸の規格が明記されています。

農林水産省「肥料制度の解説（令和4年7月）」PDF

可溶性ケイ酸と水溶性ケイ酸の違い：速効性と持続性の使い分けポイント

「可溶性ケイ酸と水溶性ケイ酸、どちらがよく効くのか」という疑問は、農業従事者なら一度は持つことです。

結論は条件によって異なります。

水溶性ケイ酸は、水にそのまま溶ける状態のため、施用後すぐに根から吸収されます。液体肥料の葉面散布では気孔からの吸収もできるため、生育中に素早くケイ酸を補いたい場面に向いています。ただし、雨や灌水で流亡しやすい点がデメリットです。

可溶性ケイ酸は、水には溶けない代わりに、根酸（植物の根が分泌する弱い有機酸）に反応して少しずつ溶け出します。土壌への残存性が高く、流亡しにくいため、基肥として耕起前に施用する方法が一般的です。効果は数週間から数ヶ月にわたって持続します。

持続性が基本です。

一方、「투與しても効果が出ない」という例で最も多いのは、可溶性ケイ酸を施用したにもかかわらず土壌の微生物環境が悪化していて根酸の分泌も少なく、溶出が極端に遅い場合です。化学肥料の過剰施肥によって土壌微生物が減少すると、腐植物質の生成が減り、ケイ酸の溶解が妨げられます。

チンダル現象を使った簡便な見分け方があります。希釈した各資材を暗い場所で横から光を当てると、水溶性ケイ酸は透明のまま、可溶性・く溶性ケイ酸は白色に見えます。使用している資材の種類を確認したいときに活用できます。

参考：ケイ酸の種類の見分け方・溶解性の違いについて詳しく解説されています。

IPM資材館「ケイ酸資材の見分け方」

可溶性ケイ酸が水稲に必要な理由：窒素の10倍・リン酸の20倍という吸収量の意味

ケイ酸は植物の生育に欠かせない「必須元素」には分類されていません。

しかし、水稲においてはまったく別の話です。

水稲のケイ酸吸収量は、窒素の約10倍、リン酸の約20倍にも達します。10aあたりの吸収量は50kg以上とも言われており、他の作物とは桁が違います。窒素が10kg/10a程度であることを考えれば、その差は歴然です。これほど大量に必要な成分ですが、肥料の三大要素（窒素・リン酸・カリ）には含まれていません。

意外ですね。

ケイ酸が水稲に吸収されると、葉や茎の表面に「ケイ化細胞」が形成されます。このガラス質の層が植物体を物理的に強化し、以下のような効果をもたらします。

- 🛡️ 耐病性の向上：いもち病・ごま葉枯病など病原菌の侵入を物理的に遮断
- 🌿 耐倒伏性の向上：茎の強度が増し、風雨による倒伏を防ぐ
- ☀️ 光合成の促進：葉が直立することで受光面積が拡大し、下葉にも光が当たる
- 🌡️ 高温・低温ストレスへの耐性：蒸散の制御が改善し、乳白米などの高温障害を軽減
- 🌾 食味の向上：光合成が活性化してデンプン蓄積が増え、タンパク含有率が低下

タンパク質含有率の低下が食味向上につながるのは、タンパク質が多いと米の吸水が阻害され、炊飯後の粘りが落ちるからです。ケイ酸の十分な補給は、食味スコアや一等米比率の改善にも直結します。

これは使えそうです。

参考：ホクレン肥料農薬部技術普及課による水稲へのケイ酸施用の基礎知識。

アグリポートWeb「肥料の基礎知識②～ケイ酸の役割と施用法～」

可溶性ケイ酸の不足が全国水田で深刻化している現状と原因

「土の半分はケイ酸だから不足するはずがない」という考えは、今や通用しなくなっています。

山形県立農業試験場（現：山形県農業総合研究センター）の調査によると、農業用水のケイ酸濃度は1956年の平均19.7ppmから、1996年には平均9.8ppmへとほぼ半減したことが報告されています（出典：日本土壌肥料学雑誌69巻6号）。40年間でケイ酸の供給量が半分になったということです。

農林水産省「農地土壌環境の変化（平成31年3月）」でも、稲わらのすき込み量は増加傾向にあるものの、ケイ酸カルシウム肥料の施用は年々減少していることが明示されています。東北・北陸・九州でも同様の供給減少が報告されており、局所的な問題ではありません。

なぜ不足するのか。主な原因として研究者が指摘しているのは以下の点です。

- ⚠️ 土壌微生物の減少：化学肥料の過剰施肥による腐植物質の減少
- ⚠️ 作物による持ち出し：水稲1作で約100kg/10aものケイ酸が吸収され、稲わらを還元しないと土壌ケイ酸が減少し続ける
- ⚠️ アンモニア態窒素の過多：根の生育不良により土中のケイ酸が吸収できない状態になる
- ⚠️ ダム・堰によるケイ酸消失：河川水からのケイ酸供給が構造物によって遮断されている

ケイ酸不足が続くと倒伏・病害虫被害のリスクが高まり、農薬コストの増加や一等米比率の低下など、経営上の損失に直結します。土壌診断の結果によっては「毎年ケイカルを基準量まいていても不足している」という圃場も珍しくありません。まずは圃場の可給態ケイ酸量を確認することが基本です。

参考：全国水田のケイ酸不足の現状と土壌変化のデータがまとめられています。

農林水産省「土づくりの現状と課題」（九州農政局）PDF

可溶性ケイ酸を含む肥料の種類：ケイカル・ケイ酸加里・ようりん・シリカゲル肥料の特徴比較

可溶性ケイ酸を圃場に補給するための肥料は複数あります。それぞれの溶解性・成分構成・施用方法が異なるため、ほ場の状況と目的に合わせた選択が重要です。

肥料名	ケイ酸の形態	主な用途	特徴
ケイカル（ケイ酸カルシウム）	可溶性（酸可溶）	基肥	安価・石灰も補給・pH矯正効果あり。 10aあたり120〜200kg。
ケイ酸加里（珪酸加里）	く溶性	基肥・追肥	カリも補給。 塩素・硫酸イオン不含で濃度障害なし。 生理的中性。
ようりん（熔成リン肥）	く溶性	基肥	リン酸・苦土・ケイ酸を同時補給。 稲わら分解も促進。
シリカゲル肥料	水溶性（弱酸性）	育苗期	可溶性ケイ酸を90%以上含有。 苗のケイ酸吸収を促進。
ケイ酸マグネシウム（ケイ酸苦土）	水溶性	基肥・追肥	苦土（マグネシウム）も同時に補給。 育苗期から使用可能。

ケイカルは最もコストが低く、一般に10aあたり120〜200kgが基準量とされます。田植えの2週間前までに全面散布・耕き込みを行うことで、土壌と十分に混合されます。秋すき込みでも耐倒伏性・千粒重などの品質効果はほぼ変わりません。

ケイ酸加里は根酸でゆっくり溶けるく溶性のため、基肥だけでなく追肥にも対応できます。硫酸イオンや塩素イオンを含まないため土壌の酸性化を招かず、連用しても濃度障害が起きにくいのが強みです。ただし、ジャガイモへの施用は禁忌とされているため注意が必要です。

シリカゲル肥料は可溶性ケイ酸を90%以上含有する特殊な資材で、育苗箱1箱あたり150〜500gを床土に混合します。定植後の活着率改善にも効果があることが知られています。

参考：各種ケイ酸肥料の比較表や施用量の目安が詳しくまとめられています。

minorasu（BASFジャパン）「ケイ酸とは？肥料としての効果や特徴・種類を解説」

可溶性ケイ酸の正しい施用方法：基肥・追肥・育苗期の使い分けと施用量の目安

ケイ酸質肥料は施用タイミングによって効果の出方が大きく異なります。

吸収のタイミングを理解することが原則です。

水稲のケイ酸吸収のタイミングには特徴があります。全吸収量の約90%が幼穂形成期以降に集中して吸収されます。カリも全吸収量の約70%が同時期に吸収されるため、この時期の栄養確保が収量・品質を左右すると言っても過言ではありません。

基肥（元肥）での施用については、耕起前に10aあたり40〜60kgを全面散布するのが基本です。ケイカルの場合は120〜200kgが目安で、田植え2週間前までに施用します。作土深15cm以上を確保することで根域が広がり、ケイ酸の吸収効率が高まります。

追肥のタイミングは、幼穂形成期の1週間後が特に効果的とされています。出穂40〜45日前に10aあたり20〜40kgを施用することで、不稔の軽減や低タンパク米の生産に有効なデータが出ています（ホクレン・2011〜2013年全道11カ所の平均試験）。地表面に張る「うわ根」からの吸収が期待できます。

育苗期の活用では、シリカゲル肥料や水溶性のケイ酸苦土を育苗箱1箱あたり50〜500g（製品による）混用します。苗のうちからケイ酸を十分に蓄えさせることで、移植後の活着と初期生育が安定します。

施用量が「足りているかどうか」の判断には、土壌診断が不可欠です。土壌の可給態ケイ酸量（目標値：15mg/100g以上が目安）が基準値を下回っている圃場では、通常の施用量では補いきれない場合があります。お近くのJAや都道府県農業試験場の土壌診断サービスで確認することをおすすめします。

可溶性ケイ酸とイネ以外の作物：野菜・果樹への効果と適切な施用方法

「ケイ酸は水稲のものだ」と思っている農業従事者は多いです。しかし、イネ以外の作物にもケイ酸効果が認められる事例が積み重なっています。

永原学園佐賀短期大学の研究（2008年）では、水溶性ケイ酸の施用が小松菜・二十日大根・さやえんどうなどの種子の茎長を最大1.77倍に伸長させる結果が報告されています。ミニトマトの糖度についても、ケイ酸55ppm区では対照区の7.5%に対し8.8%と、有意な向上が確認されています。

施設園芸では、次のような効果が確認されています。

- 🍓 イチゴ・きゅうりのうどんこ病：ケイ化細胞の形成による物理的防除効果
- 🥒 ウリ科のつる割れ病：発症率の低減が認められている
- 🍅 トマトの糖度向上：ケイ酸施用区で糖度平均が対照区を上回るデータがある

これはケイ酸が「必須元素」ではなく「有用元素」として機能しているためです。ケイ酸含有量が低いイチゴやトマトでも、微量で病気への抵抗性や生育に影響を与える「微量要素的な働き」をしているのではないかという見方が広がっています。

野菜・果樹では、速効性の高い水溶性ケイ酸（液体ケイ酸加里や葉面散布資材）を活用するのが一般的です。施設栽培では電動噴霧器を使った葉面散布で、ハウス全体に細かく均一に散布することができます。

参考：野菜・ミニトマトへのケイ酸効果の研究データが掲載されています。

カクイチ「もみ殻に多く含まれるケイ酸について。ケイ酸が野菜に与える効果とは」

有機農業で使える可溶性ケイ酸：もみ殻灰・ようりん・籾殻くん炭の活用法

有機JASに準拠した農業を行っている場合、使用できる資材の選択肢が限られてくるため、ケイ酸の補給方法で悩む農業従事者も多いです。有機農業でも可溶性ケイ酸を補給できる資材は存在します。

最も注目されているのが「もみ殻灰」の活用です。農業研究センター（現NARO）の研究（Prakash and Itoh, 2003）によると、400℃で焼成したもみ殻灰を水稲に施用すると、無施用区に比べて収量が20%増加した事例が報告されています。400℃という温度がポイントで、高温すぎると可溶性ケイ酸が減少してしまうため、低温燃焼が重要になります。

有機利用可能な資材	ケイ酸形態	使用上の注意
もみ殻灰（低温焼成）	可溶性ケイ酸を多く含む	400℃前後が最適。 高温燃焼では可溶性ケイ酸が低下。
籾殻くん炭	緩慢に溶出するケイ酸	10aあたり700〜1,200リットル施用。 土壌の通気性・保水性も改善。
ようりん（熔成リン肥）	く溶性ケイ酸	有機JASで使用可能な製品を確認。 リン酸・苦土も同時補給。
稲わらすき込み	ゆっくり分解して供給	窒素・石灰（ケイカルなど）を同時施用すると分解が促進。

有機農業の現場では、稲わらの圃場還元が最も基本的なケイ酸循環の手段です。ただし、稲わら1tには約70〜80kgのケイ酸が含まれる一方、分解には時間がかかります。分解を早めるには、ケイカル（有機JAS適合品に限る）やようりんと組み合わせてアルカリ成分を補いながら施用することが有効です。

もみ殻の低温燃焼を自前で行いたい場合は、市販のバイオ炭製造装置を活用することで、約200リットルの籾殻から1〜2時間程度で70〜100リットルのくん炭を製造できます。コストを抑えながらケイ酸資材を確保できる方法として、有機農業経営の選択肢に加える価値があります。

参考：もみ殻灰のケイ酸資材としての有効性に関する研究成果が掲載されています。

国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構「籾殻の熱分解特性およびケイ酸資材として有効な籾殻灰の簡易判定法」

可溶性ケイ酸と土壌改良の関係：pH矯正・微量要素補給・塩類障害軽減の相乗効果

ケイ酸質肥料は単なる「ケイ酸補給資材」にとどまりません。土壌改良としての複合的な役割を持っています。この視点が抜け落ちていると、施用量が適正でも効果が感じにくい場合があります。

ケイカルに含まれる主な成分はケイ酸・石灰（カルシウム）・苦土（マグネシウム）です。さらに微量要素として鉄・マンガン・亜鉛・ホウ素・ニッケル・モリブデンなどが含まれています。酸性化した水田にケイカルを施用することでpHをアルカリ側に矯正できるため、石灰施用と同時に行うのと似た効果が得られます。

塩類障害の軽減効果も注目されています。施設栽培では塩類集積が問題になりやすいですが、水溶性ケイ酸をゼオライトに吸着させた土壌改良剤などを使用することで、ハウス内の過剰な塩基を緩和するアプローチがとられています。

また、連用しても濃度障害・量障害がない点はケイ酸質肥料の大きな特長です。日本土壌肥料学会の発表でも、ケイ酸は「濃度障害・量障害のない唯一の物質」と規定されています。これは他の肥料にはない特性であり、安心して施用量を調整できる根拠になります。

土壌中の可給態ケイ酸の目標量は、一般的に15mg/100g前後とされています（都道府県ごとに基準値が設けられています）。土壌診断を依頼する場合は、JAや都道府県農業技術センターに問い合わせ、可給態ケイ酸の測定を組み込んでもらうと、施用量の判断が格段に具体的になります。

可溶性ケイ酸を施用しても効果が出ない場合の原因と対処法：独自の視点から整理する

「毎年ケイカルをまいているが、いもち病が出る」「倒伏が改善しない」という声は珍しくありません。この場合、問題はケイ酸の量ではなく「溶けて根に届いているかどうか」にあることが多いです。

ケイ酸が植物に吸収されるまでには、①水に溶け込む、②根の表皮細胞を通過できるサイズに分解される、③吸収システムで体内へ入る、という段階があります。可溶性ケイ酸の場合、特に①の段階で止まっている場合が問題です。

土壌微生物が減少していると、腐植物質が生成されずケイ酸が溶けにくい状態が続きます。また、アンモニア態窒素が過剰になると根の生育が阻害され、ケイ酸吸収量が著しく低下します。同様に水温が低すぎる・高すぎる場合も吸収量がリン酸やカリ以上に落ちることが研究で示されています。

対処法として有効なのは以下の3ステップです。

- 🔍 ステップ1：土壌診断で可給態ケイ酸量・pH・有機物含量・微量要素バランスを確認する。

- 🌿 ステップ2：有機物の補給（堆肥・稲わらすき込みなど）で土壌微生物の活性化を図る。

- 💧 ステップ3：速効性が必要な場面では水溶性ケイ酸（液体資材の葉面散布）を追加する。

速効性が必要なのは幼穂形成期前後です。この時期にケイ酸が不足すると、穎花（えいか）の退化が進み一穂籾数が減少します。追肥対応が間に合うのはこの時期が最後のタイミングになるため、土壌診断結果が手元にある状態で生育ステージを逃さないことが重要です。

可溶性ケイ酸の施用効果が圃場によってバラつく理由の多くは、土壌の微生物環境と根の活性にあります。「まいたから大丈夫」ではなく、「溶けて吸われているか」まで確認することが収量安定の第一歩です。

参考：ケイ酸不足の原因・根酸による溶出メカニズムの詳細が解説されています。

セイコーエコロジア「ケイ酸の特徴｜肥料として期待できる効果を解説」

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