無施肥栽培は収量の著しい低下を招くと考えられているが，長期間無施肥でも慣行栽培に匹敵する収量を安定的に生産している農家が存在する．本研究では，無施肥条件におけるイネの生育と収量成立過程を明らかにすることを目的とし，青森，岩手，宮城，新潟の計16の無施肥農家水田の収量と収量形成要因を解析した．2011年から2013年までの過去3年間の全国の無施肥農家水田の平均収量は約300 kg/10aだったが，一部の水田においては420～480 kg/10aの収量が毎年安定的に生産されていた．収量解析の結果，収量はm2当たり籾数に強く依存し，特に穂数との間には高い正の相関関係 （r=0.92***） が認められた．また，穂数と最も高い相関を示したのは移植日から出穂43日前までの日平均気温 （r=0.66**） であった．無施肥水田土壌を用いて異なる移植日でイネのポット栽培試験を行った結果，分げつ増加速度は日平均気温 （r=0.92***） と高い正の相関を示した．重回帰分析に基づくパス解析の結果，日平均気温が分げつ増加速度に与える影響は，気温の生育促進効果と，気温による土壌無機態窒素の供給増加効果がほぼ等しく貢献していることが分かった．これらのことから，北日本の無施肥栽培では栄養成長期の気温が高くなることを通じた穂数確保が高い収量を達成するために重要であることが示された．
