宮城教育大学 教育復興支援センター紀要

第２巻 (2014)

津波被害地域の小学校支援を想定した代表的教材植物の耐塩性評価
岡正明*

Evaluation of Salinity Tolerance in Plants as Teaching Materials
for Elementary School at Tsunami Disaster Area
Masaaki OKA
要約 ： 津波被害を受けた小学校栽培教育への支援を目的に，研究情報が少なかった 11 種の代表的教材植物の耐塩性を評価する実験を行った。0.0%,0.1%,0.3%,0.5%,3.4%（海水濃度）となるよう食塩を溶かした水溶液を，約２ヶ月間に亘り，植物ポットに灌水した。各塩濃度区の地上部乾物重を調査した結果，耐塩性が強い植物としてマツバボタンが，やや強としてケイトウとヒャクニチソウが見出された。一方，茎が長く伸びるアサガオとヘチマは，低濃度であっても塩ストレスの影響が顕著に現れる植物であった。
キーワード：栽培教育，教材植物，耐塩性，津波被害，学校支援

間差，耐塩性の強い品種の育種研究，などが進められ

１. はじめに2011 年３月 11 日に発生した東日本大震災による津ている。また，日本においても，園芸用ハウス土壌に波被害を受けた学校では，校庭の土壌に高濃度の塩分おける塩集積（この場合は塩化ナトリウムではなく肥が含まれ，植物栽培が難しい場所が多々存在した。図料由来の塩類）や，海水飛沫が吹きつける地域での潮１は，当研究室の卒業生である内海菜央子さんが避難風害など，局所的な事例が発生しており，塩害を回避生活を送った石巻市立渡波小学校の校庭花壇を撮影しするための研究が行われている。これらの成果は，引た津波１ヶ月後の風景である。地面の雑草もほとんど用文献に掲載した日本土壌肥料学会編「塩集積土壌と枯れ，背の低い常緑樹木も葉が茶色に変色している。

農業」（2000）にまとめられている。

当時，塩分を含んだ土壌でも生育可能な植物につい

津波被害に遭った学校からの情報を求める声に対し，ての問い合わせが研究室に複数寄せられた。特に小学

当研究室では文献やインターネットで検索された情報校生活科や理科で用いられる花卉や野菜などの教材植を提供すべく，調査を始めた。国内の農学系学会はい物について，耐塩性程度の情報がほしいとの声が多

ち早く，作物の耐塩性に関する植物体内生理機構や土かった。

壌内動態などの情報をホームページ上に掲載した（引植物の耐塩性（土壌に含まれる，塩化ナトリウムを用文献の日本土壌肥料学会と日本作物学会の URL を中心とする塩類に対する抵抗性）については，植物生参照）。植物の耐塩性の強弱については，既存の書籍

理学や作物学・園芸学の分野で，多くの研究成果が報やホームページに記載があった。膨大な研究報告があ告されている。世界的に見ると，植物が育ちにくい塩るが，例えばイネについては山内ら（1987）が国内外

類集積土壌は広範囲に分布しており，それらの地域でのイネ 20 品種の耐塩性の差異を報告している。また，の農業生産を可能とするために，耐塩性の生理的機構

東日本大震災後の実験としては，遠藤ら（2013）が宮や，各作物の耐塩性強弱，一作物内での耐塩性の品種

城県の水稲奨励品種（ひとめぼれ，まなむすめ，ササ* 宮城教育大学教育学部

技術教育講座－ 31 －津波被害地域の小学校支援を想定した代表的教材植物の耐塩性評価られたのも６月になってからであり，2011 年には植物種を限定した予備実験，2012 年にやっとこの論文で紹介する本実験を実施することができた。予備実
験では，４作物の耐塩性比較実験を行い（内海・岡2011），耐塩性が極強であったアイスプラントについては，形態的・生理的特徴を詳細に調査した（岡・内海 2012）。
２年間の実験を行っている間，被害の比較的小さかった学校では，花壇の客土や除塩作業（大量の水で塩分を洗い流す方法が一般的）が進んだ。一方，大量

図１ 津波被害後の石巻市立渡波小学校の花壇の海水が押し寄せた地域の学校は統廃合が検討されてニシキ，など）の塩害耐性を調査している。他の作物いる。これらの理由から，本実験の結果は，2011 年についても多くの調査があり，前述の書籍「塩集積土の東日本大震災における津波被害を受けた学校への支

壌と農業」には，穀類・イネ科牧草・野菜など 37 作

援には，直接役立つことはなかった。しかし，今後，物の耐塩性が極強～極弱の５段階に分類されている。

同様な災害が日本のどこかで発生する可能性があり，また，佐賀県庁ホームページ（引用文献の URL 参照）

その際の学校支援には有用な情報であると考え，研究にも，野菜や果樹など 55 作物の耐塩性ランクが掲載

成果を報告することとした。

されている。
以上の様に，多くの農作物の耐塩性データは既存の２. 材料及び方法情報として見つけることができたが，小学校の代表的表１に示す 11 の教材植物を供試した。これらは小教材植物であるアサガオ・ヒマワリ・ホウセンカなど

学校の生活科・理科の教科書で扱われている代表的なの花卉類，またヘチマなどの果菜類については，一覧教材植物（花卉類・果菜類）である。2012 年５月 17表となったデータを見つけることができなかった。こ日にバーミキュライトを入れた３号ビニールポットにのような状況を踏まえ，当研究室では，小学校の代表播種（３～４粒 / ポット）した。ただし，種子と初期的な教材植物をリストアップし，それらの耐塩性を独の苗が比較的小さなヒャクニチソウ・コスモス・ホウ自に調査することとした。

センカ・ケイトウ・サルビア・マリーゴールドとマツ

耐塩性の評価方法には様々なものがあり，発芽時のバボタンについては，５月５日に播種床に播種してお耐塩性を調べる方法，小さな苗に短期の塩ストレスをき，本葉展開後に，苗を３号ビニールポットに鉢上げ与える方法，生育時期を通して長期に亘り塩ストレスした。以降，通常の管理を行いながら，間引きによりを与えて生育量を調べる方法などが，実験目的に合わ１個体 / ポットとした。肥料は，ハイポニカ A・B（協せて選択されている。本研究の場合，海水由来の塩分和）500 倍希釈液を，10 日に１回程度与えた。

を含んだ学校花壇・菜園での栽培を想定していること

耐塩性実験を行う場合，土壌中でイオン化した塩類から，ある程度の大きさの苗から実験をスタートさせが有機物などに吸着されると，与えた塩類効果の発現（育苗箱などで育てた苗を花壇・菜園に定植することが不安定になる。そのため本実験では，有機物を含まを想定），長期に亘って塩ストレスを与える（塩化ナない土壌として，ヒル石を焼却膨張させ細かく砕いたトリウム水溶液を灌水する）方法を採用した。

バーミキュライトを用いた。また，肥料としてポット

2011 年３月の地震直後はしばらくの間，宮城教育に与えたハイポニカ A・B は水耕用液肥であり，必須大学でも断水が発生し，萩朋会館前のプールから水を微量元素を含む植物生育に必要な全ての栄養素を含ん汲んでキャンパス奥にある教材植物育成用温室の多年でおり，バーミキュライトのような有機物を含まない生植物に灌水する日々が続いた。耐塩性の実験が始め土壌への肥料として適している。

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第２巻 (2014)

表１ 供試した教材植物

図２ 各塩濃度における植物体 （１）

図３ 各塩濃度における植物体 （２）上 ： マツバボタン

上から ヒャクニチソウ ・ ヒマワリ ・ アサガオ ・ ヘチマ

下 ： ケイトウ

Ａ ： 3.4％区

Ｂ ： 0.5％区

記号 （A ～ E） は図３を参照

Ｄ ： 0.1％区

Ｅ ： 0.0％区－ 33 －

Ｃ ： 0.3％区

津波被害地域の小学校支援を想定した代表的教材植物の耐塩性評価

６月 23 日から塩ストレス処理を開始した。無加温
温室内に置いたプラスチックバット（内径 52cm×26cm ×高さ 13cm）の中に各教材植物の苗を植え付けたポット（底面に直径 1.5cm の穴）を並べた。塩化ナトリウム（市販の食塩）の 0.0％（塩類を含まない水），0.1％，0.3％，0.5％，3.4％（海水濃度）水溶液を調整し，バットの中にポットが２cm 程度浸かるよう，注入した。また，水溶液には，肥料として，500 倍希釈となるよう園芸用液肥ハイポネックス（レイシオ６-10-5）を加えた。この塩水溶液を 10 日ごとに注入し，その間の期間は，約２cm の水位を保つよう水道水を注水した。各処理区における各植物は，３～４個体（１個体 / ポット）である。処理開始から約２ヶ月後の８月20 日に，地上部をサンプリングし，新鮮重・乾物重を測定した。

３. 結果
塩ストレスを与えた期間は，６月・７月の梅雨から８月の高温期まであり，実験前半は日平均気温が20℃程度，後半は 30℃近くと高温になった。注入する水溶液中の塩濃度が低い実験区の植物は旺盛に生育し，つる性のアサガオやヘチマは誘引用のワイヤーに沿って，茎を長く伸ばした。一方，塩濃度が高い実験区では，成長が著しく劣り，特に 3.4％区では多くの個体が枯死した。
供試植物のうちの６種類について，図２と図３に，サンプリング時における各濃度区の植物体を示した（各区３～４個体のうちの標準的な１個体）。図２のマツバボタンは，0.5％濃度区でも 0.0％，0.1％濃度区の植物体とほとんど変わらない生育量であり，3.4％でも葉の緑色を保ち，枯死していなかった。ケイトウは0.3％濃度区までは生育量の低下は認められず，0.5％濃度区以上で塩ストレスの影響が現れた（図２）。ヒ
図４ 塩濃度と相対乾物重との関係

マワリ（図３）は，0.1％濃度区から生育量がやや低（0.0% の乾物重を 100 として表示）

下し，0.5％以上の濃度ではその傾向が顕著であった。
茎が長く伸びるアサガオ，ヘチマについては（図３），0.1％の低い塩濃度区から塩ストレスの影響が明瞭に燥機で試料の水分を除いた。全ての植物を同じ条件で認められた。

乾燥させたが，マツバボタンだけは植物体内の水分蒸

８月 20 日に，枯死した個体も含め，ポットから地上部をサンプリングし，新鮮重を計測した後，通風乾発に時間がかかり，他の植物の２倍以上の時間を要した。

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図４は，５段階の塩濃度区における 11 作物の相対ション）との話が広まったことがある。また，前出の乾物重を示したものである。それぞれの植物は体の大内海菜央子さんの話では，津波発生の２週間後，まだきさが異なり，乾物重の差も大きいため，全植物の比

海水の残る地域にて，「復興のシンボル」としてヒマ較を容易にするために，0.0％濃度区の１個体乾物重ワリの種子を配布した団体がいたそうである。本実験の平均値（３～４個体の平均）を 100 として換算したの結果，ヒマワリは耐塩性の強い植物では無く，むし相対値でグラフを描いた。また，11 作物を塩濃度とろ 0.1％の低い塩濃度でも影響（生育低下）が出始め乾物重との関係により３つのグループに分類して示しる植物であることが示された（図４・中図）。通常とている。

は異なる栽培条件を目の前にして，噂や思い込みを信図４・上図に示したマツバボタンは，0.0％区より用して植物栽培を試みることも少なくないと想像されも塩水溶液（0.1％～ 0.5％）を灌水した区が高い乾物るが，本実験を含む過去の研究成果をもとに，栽培学重となり，海水濃度を想定した 3.4％区でも 0.0％区の習のための植物教材選びをしていただきたいと思う。

１/ ３程度の乾物重であった。同じ図のケイトウ，
ヒャ

前述したように，耐塩性評価実験では，植物の生育クニチソウも塩ストレスが加わった区における乾物重段階，気温などの気象条件，塩ストレスを与える期間低下が小さかった。などによって，結果が大きく異なる。本研究は，植物

図４・中図に示した６つの植物は似通った乾物重のの生理的特性解明を目指したわけではなく，海水被害変化を示し，0.1％区から影響が出始め，0.3％以上でを受けた小学校への支援に有用な情報を得ることを目は塩濃度が高まるにつれ急激に乾物重が減少した。

的とし，学校現場での植物栽培に近づけることを念頭

図４・下図のアサガオとヘチマも塩濃度の上昇ととに，２ヶ月の長期に亘り教材植物に塩水溶液を灌水すもに乾物重が減少したが，中図の６植物と比べ，0.1％る実験系を行った。葉からの蒸散量を介して耐塩性実の低い塩濃度からその影響が顕著であった。

験の結果に大きな影響を与える気温と日射量については，2012 年の夏は著しい高温年・低温年ということはなかった。しかしながら，植物の環境ストレス実験

４. 考察
本研究では，小学校の代表的教材植物について，文献や Web 上の情報が少ない耐塩性程度の調査を行っは，気象条件により多少の影響を受けるのは常であり，今後も同様の実験を積み重ねる必要がある。

た。その結果，教材植物の耐塩性には大きな種間差が東日本大震災の津波被害を受けた小学校支援を目的認められた。具体的には，耐塩性が強い植物として，に始めた本研究であったが，信頼できる結果を得るのマツバボタンが見出された。マツバボタンは生活科のに２年間を要し，直接の支援に繋げる活動はできな

教科書に登場する植物であるが，葉が厚く，サボテンかった。日本は地震大国であり，今後も津波を伴うなどと同じ CAM 型光合成機構を有しており，この特自然災害が発生する可能性が高いと指摘されている。

性が耐塩性強の特性と関係していると考えられる。そ2011 年３月 11 日のような災害が起きないことを祈るの他，供試植物の中では，ケイトウとヒャクニチソウとともに，もしもの時に備えて，小学校栽培教育へのが，比較的耐塩性が強いことが認められた。一方，茎支援に役立つ研究を積み重ねていかねばならない。

を長く伸ばすアサガオとヘチマについては，低い塩濃度でも生育低下が顕著であり，耐塩性は弱いと判断さ引用文献れた。長い茎の上に個葉葉面積の大きな葉を多数広げ

遠藤貴司・佐藤雅志・阿部知子・佐伯研一・佐藤浩子・ており，蒸散量に見合う大量の吸水が必要であること

酒井珠絵 2013 宮城県水稲奨励品種における塩害耐が，根からの吸水を妨げる塩ストレスに弱いことと関性の評価 日作東北支部報 56 : 39 － 40.
日本土壌肥料学会編 2000 塩集積土壌と農業連していると推察された。

p149.

津波被害の直後，土壌中の塩分を除くのにヒマワリ栽培が効率的である（いわゆるファイトレメディエー

博友社

岡－ 35 －

正明・内海菜央子 2012 教材植物としてのアイス津波被害地域の小学校支援を想定した代表的教材植物の耐塩性評価

プラントの生理的・形態的特徴に関する調査 日本

http://www.cropscience.jp/earthquake/kondo.html

日本

産業技術教育学会第 55 回全国大会講演要旨集 : 166.

作物学会ホームページ（2014 年１月 30 日最終閲覧）

正明 2011 津波被害を受けた学校支

http://www.pref.saga.lg.jp/web/shigoto/_1075/_32933/

援のための教材植物の耐塩性調査 第 29 回日本産業

ns-nousisetu/boujocenter/_10660/kisyougai/enngai/

技術教育学会東北支部大会講演論文集 : ９－ 10.

enngaiyasai.html

内海菜央子・岡山内益夫・前田吉広・長井武雄 1987 耐塩性の品種間

佐賀県庁ホームページ（2014 年１月 30 日最終閲覧）

差異とナトリウムの吸収・移行特性との関係（１）イネ

日本土壌肥料学雑誌 58（５）: 591 － 594.

http://jssspn.jp/info/nuclear/post-23.html
学会ホームページ

日本土壌肥料

津波による農地の塩害ＷＧ（2014 年１月 30 日最終閲覧）

謝辞
本 研 究 は， 科 学 研 究 費 補 助 金（ 基 盤 研 究（C）
No.24501088）および宮城教育大学学長裁量経費（2011年度）の支援を受け，遂行いたしました。

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