アンモニア態窒素(あんもにあたいちっそ)

アンモニア態窒素とは

アンモニア態窒素（あんもにあたいちっそ）とは、主にアンモニウムイオン（NH₄⁺）の形で存在する窒素を、窒素量として表したものです。植物が根から吸収できる主要な無機態窒素の一つで、英語では「Ammonium Nitrogen」と表記します。

アンモニウム態窒素とも呼ばれ、肥料の保証成分では「アンモニア性窒素」という名称が使われます。アンモニア態窒素は、アンモニアガス（NH₃）そのものを指す言葉ではありません。

植物はアンモニア態窒素を直接吸収できるほか、土壌中で硝酸態窒素に変化した窒素も利用します。吸収した窒素は、アミノ酸やタンパク質、葉緑素などの合成に利用され、植物の生育を支えます。

アンモニア態窒素の特徴

土壌中での保持と移動

アンモニウムイオンは正の電荷を持つ陽イオンです。そのため、負の電荷を持つ粘土鉱物や腐植などの表面に吸着され、土壌中に保持されます。

硝酸態窒素と比較すると、一般的な農耕地土壌では水とともに流亡しにくい性質があります。ただし、保持される程度は土壌の種類や陽イオン交換容量（CEC）、水分条件などによって異なります。

また、土壌粒子に吸着されていても、微生物による形態変化や作物の吸収は進みます。土壌に保持されやすいことと、窒素が長期間失われずに残ることは同じではありません。

硝化によって硝酸態窒素へ変化する

畑地などの酸素が供給される土壌では、アンモニア態窒素が微生物の働きによって酸化され、亜硝酸態窒素を経て硝酸態窒素へ変化します。この過程を硝化（硝酸化成）といいます。

アンモニア態窒素と硝酸態窒素の関係は、次のように表せます。

アンモニウムイオン（NH₄⁺） → 亜硝酸イオン（NO₂⁻） → 硝酸イオン（NO₃⁻）

硝化速度は、地温、土壌水分、酸素供給、pH、微生物の活性などに左右されます。低温や過湿によって硝化が遅くなる場合があり、施用したアンモニア態窒素が一定の日数で必ず硝酸態窒素に変化するわけではありません。

アンモニア態窒素と硝酸態窒素の違い

比較項目	アンモニア態窒素	硝酸態窒素
主な化学形態	NH₄⁺	NO₃⁻
電荷	陽イオン（＋）	陰イオン（−）
土壌中の保持	粘土・腐植などに吸着されやすい	一般的な農耕地土壌では吸着されにくい
水による移動	比較的移動しにくい	土壌水とともに移動しやすい
植物による利用	根から直接吸収できる	多くの畑作物が利用する主要な窒素形態
施肥管理上の注意	過剰蓄積やアンモニア揮散	溶脱や過剰施肥による窒素蓄積

両者はいずれも植物が利用する窒素源ですが、根からの吸収特性や適切な供給割合は、作物の種類と栽培条件によって異なります。

アンモニア態窒素を供給する主な肥料

硫酸アンモニウム（硫安）

硫安は、アンモニア態窒素を供給する代表的な窒素肥料です。水に溶けやすく、施用後はアンモニウムイオンを供給します。

肥料成分として窒素と硫黄を含みますが、施用量は作物の窒素要求量と土壌の養分状態に基づいて決めます。継続施用による土壌pHの低下にも注意が必要です。

アンモニウム塩を含む化成肥料

リン酸アンモニウムなどのアンモニウム塩を原料とする肥料や、一部の複合肥料にもアンモニア態窒素が含まれます。

製品によって窒素の形態と含有割合は異なるため、肥料の保証票や成分表示を確認します。

尿素との違い

尿素（CO(NH₂)₂）に含まれる窒素は、化学的には尿素態窒素です。尿素をアンモニア態窒素そのものとして分類するのは正確ではありません。

尿素は施用後、土壌中のウレアーゼなどの作用によって加水分解され、アンモニア態窒素を生じます。その後、土壌条件に応じて硝化が進みます。

尿素を土壌表面に施用した場合、条件によってはアンモニアの揮散による窒素損失が発生します。施用位置、土壌との混和、降雨や灌水の条件を踏まえた管理が求められます。

作物や栽培方式によるアンモニア態窒素の利用

水稲栽培

湛水状態の水田では、作土の多くが酸素の少ない還元状態になり、畑地と比べて硝化が進みにくくなります。このため、アンモニア態窒素が主要な無機態窒素として存在しやすく、水稲の窒素吸収に関与します。

ただし、田面水や土壌表層など酸素が供給される部分では硝化が起こります。また、落水や中干しによって土壌の酸化還元状態が変わると、窒素の形態変化も変化します。

畑作・施設土耕栽培

畑作物や施設栽培の野菜類は、アンモニア態窒素と硝酸態窒素の両方を利用できます。酸素が十分にある土壌では硝化が進みやすく、多くの野菜では硝酸態窒素が主要な窒素源となります。

施設土耕栽培では、施肥による窒素供給に加え、前作から残った窒素や有機物の分解による窒素供給も考慮します。特に連作圃場では、土壌中に残存する硝酸態窒素を確認せずに窒素肥料を追加すると、過剰施肥につながるおそれがあります。

養液栽培

養液栽培では、アンモニア態窒素と硝酸態窒素の供給割合が、養分吸収や根域のpHに影響します。

アンモニウムイオンの吸収や硝化は、根域の酸性化に関係します。一方、硝酸態窒素の吸収は、条件によって根域pHを上昇させる方向に働きます。

アンモニア態窒素の割合が高すぎると、作物によっては根の生育不良やアンモニウム過剰障害が発生することがあります。低温や酸素不足によって硝化が抑制される条件では、特に注意が必要です。

適切な窒素形態の割合は、作物、品種、生育段階、培地、培養液の組成、根域温度などによって異なります。一律の配合比率をすべての作物に適用することはできません。

アンモニア態窒素の過剰による障害と窒素損失

アンモニウム過剰による生育障害

アンモニア態窒素が根域に過剰に蓄積すると、作物によっては根の伸長抑制、根端の障害、葉の黄化、生育停滞などが発生します。

ただし、これらの症状は塩類濃度障害、他の養分の欠乏、根の病害、過湿などでも生じます。外観だけでアンモニア態窒素の過剰と判断することはできません。

障害が疑われる場合は、施肥履歴、根の状態、根域温度、酸素供給、pH、ECを確認し、必要に応じてアンモニア態窒素と硝酸態窒素を分析します。

アンモニア揮散と硝化後の流亡

アンモニウムイオンとアンモニアは、pHなどの条件に応じて化学的な平衡関係にあります。高pH条件ではアンモニア（NH₃）の割合が高まり、土壌表面や施用した肥料から大気中へ揮散する可能性があります。

また、硝化によって生成した硝酸態窒素は、降雨や過剰灌水により根域外へ溶脱することがあります。

したがって、アンモニア態窒素を含む肥料であっても、施用方法や土壌条件が不適切なら、窒素利用効率の低下や環境負荷につながります。

アンモニア態窒素を考慮した施肥管理

アンモニア態窒素を含む肥料の施用量は、肥料の種類だけで決めるものではありません。土壌や培地の状態、作物の窒素吸収量、地温、灌水条件、これまでの施肥履歴を踏まえて調整します。

施肥管理では、次の項目を確認します。

肥料成分：窒素全量と、アンモニア性窒素・硝酸性窒素などの内訳を確認する。
土壌・培地の状態：pH、EC、排水性、通気性、地温を把握する。
窒素の残存量：必要に応じてアンモニア態窒素と硝酸態窒素を分析する。
施肥履歴と生育状況：前作の残肥、堆肥などからの窒素供給、作物の生育段階を考慮する。

分析結果の「NH₄-N」は、アンモニウムイオン全体の質量ではなく、その中に含まれる窒素の量を示します。測定値の単位（mg/L、mg/100g乾土など）や抽出方法が異なる場合、数値をそのまま比較してはいけません。

また、ECは複数の溶存イオンの影響を受けるため、ECだけでアンモニア態窒素の濃度を特定することはできません。

アンモニア態窒素について間違いやすい理解

アンモニア態窒素は土壌中で失われにくい
土壌粒子に吸着されやすい性質はありますが、硝化後の硝酸態窒素の溶脱や、条件によるアンモニア揮散が起こります。窒素の損失が常に少ないわけではありません。
尿素はアンモニア態窒素そのものである
尿素中の窒素は尿素態窒素です。施用後の加水分解によってアンモニア態窒素が生成します。肥料中の窒素形態と、施用後に生じる窒素形態を区別します。
アンモニア態窒素は多いほど作物がよく育つ
アンモニウムイオンを吸収できても、過剰な供給は障害を引き起こす場合があります。窒素全体の供給量と、硝酸態窒素とのバランスを考えて管理します。
土壌や作物が違っても肥効は同じである
硝化速度や窒素吸収特性は、土壌の温度、水分、酸素状態、作物の種類などによって異なります。水田・畑地・養液栽培で同じ施肥判断をしてはいけません。

参考資料

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