農業と科学

千1
12 東京都文京区後楽￨ー 7‑12林 友 ピ ル

平成元年 12月 l日(毎月￨日発行)第 389号
昭 和3
1年￨日月 5日 第 3 種 郵 便 物 認 可編集兼発行人:内膜佳之
定価 :1部 35円

発行所チッソ旭肥料株式会社

....
晶.

12・・・・・・・・・・・・・圃

•'r
J
I
C~司司

C H IS S O‑A S A H I

F E R T I L IZ E R

C0

LT0てきた。しかし一方でこれらの土壌でカルシウム作物のカノレシウム
栄養について欠乏に起因すると思われるハクサイ，キャベツ，トマトなどの生理障害が発生するようになってきTこ。
最近動物細胞での研究結果から明らかになって京都大学農学部農芸化学教室

きたことであるが，植物でも細胞内のカルシウム徹

助手間藤はその濃度の高低で様々な代謝反応の調節を行っており，そのために細胞質で、は，カルシウムは通最近，有機農法とか自然農法といった言葉をよ常ミトコンドリアや小胞体に閉じ込められ，そのく耳にする。 前者は，有機質の肥料を多く使って濃度は低く保たれている。しかし細胞になんらか作物を栽培することだと推測がつくが，自然な農の刺激が与えられると，これらからカルシウムの図‑1 植物の細胞，動物の細胞法とはどういうものを言うのであろう。おそらく利潤を得るこBlt，j'物 *111胞とを目的として食糧を生産する

A*11111包~:;十ゴルジ{本草J)物*
11111包 *11111包'l'f

産業ではないことを表現しようとした造語だと思われる。そもリボソーム

そも農業とは，人聞が都合よく植物を栽培しようとする行為であり，自然どころか人聞が自然に対してもっとも古くから行な細胞質ってきた挑戦のひとつである。

微小 ~f.;:

言葉遣いの問題はよいとして，このような農法が関心を集める

紺￨胞膜

ミ卜コンドリアようになったのには農薬と化学肥料に依存した『不自然農法』に様々な問題があったことも事実で，作物の周年供給を目的としたノ、ウス栽培が普及するにつれて，作土層に施肥に由来する塩類が集積し，それによる障害が認められるようになっ

表 ‑1 C
a欠乏による生理障害例
トマト、ピーマシ

ノ、クサイ
レタス、キャベツ
セロリ

サトイモ
リンゴ
梨

尻ぐされ症
芯ぐされ症
縁ぐされ症
心ぐされ症
芽つぶれ症
ビターピット
石ナシ症

本号の内容
S作物の力ルシウム栄養について...・ ・.
.
.
.
.
・ ・.
.
…(1)
H

H

京都大学農学部農芸化学教室

徹

助手間藤

Sシクラメンの底面給水裁培におけるロンゲ肥料の活用....・ ・.
.
.
.
.
・ ・‑
… ・・.
.
.
.
・ ・:(4)
HHHH岐阜県農業総合研究センター
野菜花き科長兼主任専門研究員

住井正康

H

(2)

農 業
ー一

第三種郵便物認可--唱跡目-ぜ唱--唱・4司-司・・4司-ぜ喝--喝.ト'‘-唱炉e司--司-ぜ司・・0・‘~・h 一一ーとーーー

科 学
平成元年 12月 1日ー』ー‑‑
唱・‑‑・.
，
̲.
.
.‑
‑
唱
匹目‑、‑
四‑‑
司‑‑・‑‑
申・・司‑‑‑
・申
咽・司‑
‑
同‑‑̲
‑‑‑‑
・・・噌.
4H

4

図‑2 根の伸長と養分欠乏(トマト苗)
H. KOUCHIandK. KUMAZAW A:SoilS
ci.& PlantNut，.
r 21('75)，21'"'‑'28放出が起こり細胞質内での濃度が上昇し酵素活性の上昇や低下が起こる。例えばリン脂質の分解に働くフォスフォリパーゼ D という酵素はカルシウルム濃度が高くなると活性化される。ここで言う‑Mn

カルシウム濃度は 10‑6 モル位で合討率に直すとppb以下と超微量である。ただしシュウ酸を多く

100

細胞内で殆ど不溶性のカルシウム塩となってお根の仲長り，これは液胞に蓄積されている。従って普通，作mm

蓄積する植物種では，シュウ酸は毒性が強い心で物に見いだされる乾物当り o.1から 3 %わカルシ)

50

ウムの殆んどは細胞の外に存在していると考えられる。これについてははっきりした実験結果が得られておらずまだ推論の域を出ないが，植物試料‑B二二'=エニここニトー......‑..一一→ ‑Caの酸分解と原子吸光測定で得られるカルシウム含24

有率は，細胞内で可溶性で存在する曲l分，細胞内で4872

欠乏処理後の時間 (hr)分，細胞外でシュウ百人塩など不祐態で存在する画i
表 ‑2 各種植物葉身中の化学形態別力ルシウム含有率
化学形態別カルシウム合有率 (ppm)

作物種

80%
エタノール7]<lN食塩水

2%酢 酸

0.6N塩 酸残査

全カルシウ
ム合有率である。カルシウムとホウ素の合有率と根の CEC，根のベグ

トウモ上位薬ロコシ下位葉

68198435172119380.
10365380703148111330.
144

コ ム ギ 上位葉
下位葉1172706157388470.
1211325337729471280.
163上位葉オオムギ 下位葉1593716846798510.
1430.
227キュウリト"7.ト

キヤ^'ツ上位"ffi
下位葉
上位葉
下位葉
上位
"ffi
下位薬

純物と金属元京

常に供給されていることが必要(%)

チン含有率には高い相関がある
ことが知られてし、るが，根における吸収が必ずしも細胞膜を通29883190755116632331480531011903230551.1
53517520778013703710722.
082601940556012304360491.34のではなく，細胞墜に吸着され3948129930018604070472.
38ることが多いことも示してい2735050771016702810831.7641998101120021202670772.
6311 本土壌肥料~f:会編

壁について存在する回分の総和である。作物でのカルシウムの機能を考えるとき，細胞内で働いているカルシウムは微量要素レベルでしかなく，生理学的には興味のもたれる現象であるが，現地の栽培でおこるカルシウム欠之はカルシウムの細胞外での機能が損なわれていることによる障害である可能性が強く，カノレシウムの機能を考えるとき細胞内外をきちんと分けて話を進めなくてはならない。
植物の根の伸長に対する栄養元素の効果をみる.
̲， 6時間〉と，欠除して根端伸長の停止が直ち(3，に現れるのは 16の必須元素のうちでカルシウムとホウ素だけである。伸長帯のすぐ上の部分に含まれるホウ素やカルシウムは利用されず，これらはして細胞内に貯めることを示する。この細胞外での機能は根だけでみられるのではなく，導管液中のカルシウムやホウ素と地上部刀細胞との間

図‑3 茎の横断面(単子葉植物〉

農 業

2月 1日
平成元年 1.
.
.
.
‑.‑
ー"
'

『‑巴‑‑ー.

4・4唱・~‘-マ‑‑

テ占』

(3)
第三種郵便物認可
科 学と吋陶・・ーー~‘-ー・ーー・・暗唱・・4唱"‘・・.
司.
‑咽明，・‑‑‑‑・‑'‑
ト・・‑‑‑司‑・司'‑・・ー'
司吾 与4に関係で、も同様で，地上部のカルシウムやホウ素の欠乏も先端のやわ長部で顕著に現れ，下位葉のカルシウム，ホウ素は全く利用されない。にすればよいものと思われる。
仁￨コではアンモニア， カリウム，マグネシウt
土!iム，カルシウムなど陽イオンは粘土粒子に保持さ細胞壁をキレート剤 E D T Aで処理しカルシウれている。これは粘土粒子が負に帯電しているた

ムをキレートするとベクチン質が遊離してくるこめで，陰イオンである硝￨酸や塩素などは土壌溶液とから，カルシウムはベグチン質と結合してベクに溶けてのみ存在し，その量に応じて，陽イオンチン質の立体構造の維持に作用しているとする説を溶かしだす。カルシウム濃度を確保するためにが有力である。
花粉管の伸長にはカルシウムとホウ素が必須は硝酸濃度を維持することが重要になる。例えば現地からのレポートによると①ハクサイ，キャベで，花粉管の急激な伸長は細胞膜，セルロース，，ツトマトなどで過剰の蒸散でカルシウムが新葉ベクチン質の三つの合成が同時に進行することがや果実にいかず，芯腐れや尻腐れが生じる②土壌

重要でありひとつが欠けても伸長が止まってしま消毒。結果硝化菌が減り土壌溶液中の硝酸態チッうことを考えると，細胞壁は細胞の外にある防護ソの供給が減少し，つられて水溶性カルシウム濃壁のようなもので)伎の機能には無関係と考えてし度が低下する③カリウム，マグネシウム過剰でカまうのは早計のような気もする。

ルシウムの吸収が阻害される④過剰のリン酸施肥

カルシウムはホウ素と共に根や地上部の仲長持;でリン酸カルシウムとなりカルシウムの溶解度がの外側に，常にある程度の濃度で存在していなく低下するなどの理由でカルシウム欠乏が生じる。てはならないことがわかってきた。植物学の用語

カルシウム欠乏を防ぐには土壌溶液中のカルシウで細胞の外側のことをアポプラスト，内側のことム濃度を一定に保ち，過蒸散にならず恨圧によるをシンプラストと呼ぶが，地上部では導管を通っカルシウムの地上部への移送が維持されるよう工て上がってくる導管液がアポプラストの溶液で，夫することが大切である。そのためには土壌溶液これが根の周りの土壌溶液に相当する。現地で地中の硝酸態チッソや水溶性カルシウムの濃度の継上部にカルシウム欠乏がみられるとき，根がどう続的なモニターを行い土壌の状態に合わせた施肥なっているのか興味深いが，おそらく根では欠乏や潅水が必要になってくる。かつては土壌の緩衝は出ておらず，カルシウムの地上部への移行が充能力と雨水による溶脱を当てにして肥料は欠乏が分ではなくなっているのだろう。植物のカルシウ出ないよう適当にやっておれば良かったが，雨避ム吸収，地上部への移行は，代謝阻害剤による阻害

け栽培で結果として肥料をやりすぎ土壌の緩衝能が少ないことから，土壌溶液中のカルシウムイオ力を飽和させてしまった結果，別の手聞をしよいンが水の移動につれて根の中に入り，蒸散流に乗こむことになった。塩類過剰は土壌中に塩類が充って地上部に移動する非代謝的なものと考えられ分にある状態なのだから，客土，除塩といった対‑ている。前述したように細胞内ではミトコンドリ症療法に終始するのではなく，今後はその蓄積しアや小胞体の膜がカルシウムを閉じ込める機能をた塩類をうまく使っていけるような施肥設計や肥持っており，それらの膜には水素イオン (Hつとカ料の選定，効率のよい施肥法が望まれる。特に高NPKが適当な割合で含まれて便;水 素 イ オ ン
tropitn
ルシウムイオンの逆輸送くa

度化成肥料は，が外に出てくるとき，そのエネルギーを使ってカ利である反面，土壌によっては，ある要素が既にルシウムイオンが中にはいる〉を行っていること充分量含まれている場合もあり，そのような場合が明らかにされている。しかし細胞内でこのようには，単肥の施用が望ましいと思われる。土壌な代謝的調節を受けるカルシウムは全体のおそらpHが低くカルシウム施用が叫ばれていた頃にはく千分の一以下なので栽培上カルシウムの機能をカルシウム欠乏が顕著でなかったことを思うと皮考えるときには無視できる。地上部でカルシウム肉な話である。

欠乏が生じないようにするには，土壌溶液中のカルシウム濃度を確保し，作物が蒸散を行えるよう