宮城教育大学環境教育研究紀要

第 10 巻（2007）

USB 顕微鏡を用いたイネ観察マニュアル
岡正明＊

Manual for Scientific Observation of Rice Organs
by means of USB Microscope.
Masaaki OKA
要旨 ： 環境学習として、多くの小中学校でイネの栽培が実践されている。栽培しているイネを観察する際、その生長段階における各器官の形態に注目することは重要であり、教材植物としてのイネの特徴を理解するのに役立つ。本研究では、パソコンと接続することにより屋外でも使用可能な USB 顕微鏡を用いて、イネ観察のポイントを示したマニュアルを作成した。また、観察項目と小中学校・各教科との対応も示した。
キーワード ： イネ、観察、栽培学習、USB 顕微鏡、マニュアル

1．はじめに学校現場でイネの栽培教育を行う際、栽培計画や観イネの栽培学習は、環境教育と関連づけて、多くの察において、いくつかのポイントがある。どのような小中学校で実践されている。農家水田を借用した栽品種を栽培するかの選択、また種子・苗・各生育段階

培、校庭の小規模水田やプール水田での栽培、一斗における観察の要点を押さえ、効率的な植物観察を行缶・バケツ・ペットボトルなどを用いた栽培など、各うことが重要である。イネの観察学習の参考になるも学校の状況に合わせ、様々な形態でのイネ栽培が行わのとしては、JA がバケツ稲栽培用に配布しているれている。小学校理科・社会などの教科の一部として「バケツ稲づくりマニュアル」など、多数が発行され行われている場合もあるが、「総合的学習の時間」のている。本研究では、携帯型の USB 顕微鏡（図 1）中で行われていることが多く、文部省の書籍（文部を用いて、イネの形態を観察するための観察マニュア省，1999）でも多くの実践事例が紹介されている。

ルを作成した。イネの種子・発芽・葉・茎・穂などを私たちの研究室では、より有効なイネ栽培学習を目詳細に観察することにより、イネの形態的特徴や生理指し、いくつかの報告を行ってきた。多くのイネ品種的特徴を理解することができる。なお、小中学校・理を並べて栽培することにより生徒がより詳細にイネ観科や小学校・生活、中学校・技術家庭（栽培）などの察ができるようになること（岡，2002）、普及品種と教育資料としても利用できるよう、観察項目毎に各教最新のイネ品種との比較によりイネ収量性に関与する科内容との対応を示した。

形 質 が 理 解 で き る こ と（ 岡・ 今 野，2000、 岡，2001）、などを示した。また、江戸時代以降のイネ品

2．観察マニュアルの作成

種の植物体画像データベースを作成し、イネ植物形の図 2 が、作成したイネ観察マニュアルである。以

歴 史 的 変 遷 を 理 解 す る 教 材 と し て 提 案 し た（ 岡，下、各ページの内容を示す。なお、イネ各器官の解説2005a）。環境学習と直接関係する研究としては、宮城については、星川（1975a、1975b）、高橋（1982）の教育大学実験水田において減農薬栽培を実践し、その書籍を参考とした。

状況と教育的意義について議論した（岡，2005b）。

表紙（図 2A）＊

宮城教育大学教育学部技術教育講座

─ 17 ─USB 顕微鏡を用いたイネ観察マニュアル

味を引くであろう。ただし、外国品種の中には、出穂本マニュアルの使用目的を示した。
携帯型顕微鏡の使い方（図 2B）

性などの問題で日本での栽培が困難なものもあるの

本マニュアルでは、多くの観察に携帯型の USB 顕で、品種選択にあたっては各品種の栽培特性を確認す微鏡を用いている。ノートパソコンに USB 接続するることが不可欠である。

ことにより、水田など屋外での観察も可能な機器であ様々なイネ品種（図 2D）る。付属のレンズは 50 倍固定であるが（他の倍率のこのページでも、前ページと同様、イネ品種の多様レンズはオプション）、イネ各器官の観察に適当な倍性を示した。宮城県の代表品種“ひとめぼれ”と、特率である。取得した画像は付属ソフトウエアでハード徴的な形態を有する国内外 5 品種についてバケツで栽ディスクに記録することができ、また動画の取得・保培し、出穂前の植物体と穂の画像を示した。
“朝紫”

存も可能である。教室内では、顕微鏡画像・映像を液は日本で最近育種された有色米品種、“Blue belle”は晶プロジェクタでスクリーンにリアルタイム表示させアメリカの長粒品種、“帽子頭”は東南アジアの長稈ることもできる。このページでは、付属ソフトウエア

長粒品種、“みつひかり 2005”は日本で育成された超のインストールなど、基本的な操作法を示している。

多収ハイブリッドライス、“オオチカラ”は日本の大栽培するイネの選び方（図 2C）粒品種である。

本ページでは、イネ栽培学習における品種選択の重イネ種子の特徴（図 2E）要性を示した。イネには多くの品種が存在し、日本だイネの種子の形態的特徴を示した。イネの籾殻が外けでも 1000 以上の品種があり、国際イネ研究所の頴・内頴の 2 枚からなっていること、籾の表面に剛毛ジーンバンクには野生種も含めて数万品種・系統の種が生えていること（無毛の品種もある）、籾の先には子が保存されている。学校でイネの栽培学習を行う場

芒と呼ばれる突起がついていること、芒の役割などを合、学習目的に合致し、かつ生徒の興味をより引き出解説した。これらの事項は、「小学校・生活・育ててすイネ品種の選び方が重要である。古い時代の品種をみよう」や「小学校 3 年・理科・植物のたね」などの用いたイネ栽培の歴史の学習、外国の特徴あるイネ品単元に対応している。

種を用いた異文化理解学習なども可能であるし、玄米

イネ種子の発芽（図 2F）
籾に水・温度（30℃前後が適）を与えると、3 日～表皮に紫・黒・緑などの色がついた有色米も生徒の興5 日程度で発芽する。このページには、籾から幼根・幼芽が出始めた画像を示した。また、胚乳と芽・根との関係をより明確に認識させるために、籾殻を取り除いた画像も加えた。生徒に胚乳種子と無胚乳種子の発芽の違いを認識させる学習に、有用であると思われる。「小学校 5 年・理科・植物の発芽と生長」の単元に対応している。
イネの葉の構造（図 2G）
イネの葉の形態的特徴を示した。イネは単子葉類であり、生徒が観察することの多い双子葉植物とは異なる葉脈である。USB 顕微鏡を用いることにより、平行に並んだ大維管束・小維管束を観察することができる。「中学校・理科・植物の体のしくみ」での導管・師管の説明にも、関連づけることができる。
葉舌と葉耳（図 2H）
同じイネ科の水田雑草：タイヌビエには見られない

図 1．USB 顕微鏡の外観࿑㧝 㨁㧿㧮㗼ᓸ㏜ߩᄖⷰ
─ 18 ─宮城教育大学環境教育研究紀要

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図 2．イネ観察マニュアル（1）࿑㧞 ࠗࡀⷰኤࡑ࠾ࡘࠕ࡞㧔㧝㧕─ 19 ─

第 10 巻（2007）

USB 顕微鏡を用いたイネ観察マニュアルが多い。USB 顕微鏡を用いて、開花前の籾内部にあ㧷る 1 本の雌しべと 6 本の雄しべを観察することにより、イネの花が籾であることを強く印象づけることができる。また、雌しべの先端（柱頭）の形状や、開花前後の雄しべの変化などの観察もできる。このページ
は、「小学校 5 年・理科・花粉の働き」や「中学校・理科・植物の有性生殖」の単元に対応している。
稔った籾・穂の観察（図 2L）
多くのイネ品種では、出穂から 35 日～45 日で収穫㧸適期となる。受精後の胚乳は、最初縦方向に伸長し、籾の頂部に到達した後に横幅を広げる。この籾中の胚乳発達過程の観察にも、USB 顕微鏡は有用である。
稔った穂全体の形状については、その大きさから肉眼観察となるが、品種の稔実歩合に深く関係する穂の枝分かれ構造（一次枝梗・二次枝梗）も、小学校高学年以上では重要な観察項目となる。

図 2．イネ観察マニュアル（2）࿑㧞 ࠗࡀⷰኤࡑ࠾ࡘࠕ࡞㧔㧞㧕
特徴ある器官が、葉鞘と葉身の間にある葉舌と葉耳で3．イネ観察マニュアルを用いた実践ある。葉舌は葉鞘に雨水が入らないよう、葉耳は茎から葉身が離れないよう、備わっていると考えられてい作成したイネ観察マニュアルを、これまでに、いくつかの講習会で活用してきた。

る（星川，1975a）。

宮城県迫桜高校での特別授業「冬期湛水不耕起水イネの茎の構造（図 2 I）

田」では、本研究のイネ観察マニュアルを用いてイネ

多 く の イ ネ 科 植 物 の 茎 は、 内 部 が 中 空 に な っ たの生育段階の説明を行い、また“茎の中の幼穂”（図“稈”と呼ばれる形状を示す。茎の縦断面・横断面の2J）のページを示しながら、実際に茎を分解して形成画像を示すことにより、稈の構造と、節や葉鞘の形態初期の幼穂の観察を行った。

的特徴を認識させることができる。また、イネの栄養

この他、現職教師向け講座「バケツ稲講習会」（2007

生長期間は、分げつ期（稈の数は増加するが伸長はほ年 5 月）や、環境活動関連の講習会「杜々かんきょうとんどしない時期）とそれに続く節間伸長期（稈の増レスキュー隊・環境学習プログラム作成・実践講座

加はストップし、節間が伸長して草丈が高くなる時期）

2007」（FEEL Sendai 主催）でも、イネ観察マニュアに分かれており、これらについての解説も加えた。

ルと USB 顕微鏡による植物観察法について紹介し茎の中の幼穂（図 2J）た。また、児童向けの体験学習では、「夏のいぐねの出穂約 30 日前に、稈の中で幼穂が形成される。幼学校」（仙台いぐね研究会他・共催）の 7 月末学習会

穂が肉眼で観察できるのは出穂前 2 週間前後からであで幼穂の観察を行う際、該当ページを用いて説明をるが、USB 顕微鏡を使えば、それ以前からの観察が行った。

可能である。稈の縦断面を作成すると、最上位節に付く幼穂の形成過程を見ることができる。幼穂形成期の4．考察

低温による障害型冷害（花粉形成不全による不稔）にイネは、日本人にとって古くから主食である親しみ

ついての説明にも、この画像は有用である。

深い作物である。また、栽培が比較的簡単で、様々なイネの花の構造（図 2K）栽培方法が可能であることから、多くの小中学校でイイネの花が、籾（頴花）であることを知らない生徒

ネ栽培が行われている。イネの栽培体験は、栽培技術

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第 10 巻（2007）の習得や食の重要性を認識する教育として、また植物には、難しい内容も含まれると思われる。小学校中低の生長段階を理解する学習としても有意義であるが、学年でイネ栽培を行っている学校もあり、生徒の自主環境に負荷をかけない栽培技術を用いることにより、観察の助けになる参考書も望まれる。自分の指でイネ環境教育としても成立する。例えば、除草剤を使用せの茎を分解して幼穂を取り出したり、頴花から外頴をずに手で雑草を抜く、害虫を物理的に駆除する、病気外して雄しべ・雌しべを観察することは、その年齢のが発生しにくいよう栽植間隔を広げるなどの手法で、生徒にも可能であろう。今後、本観察マニュアルを画

化学農薬の使用量を減らすことができる。また、堆肥像はそのままに、小学校低学年でも理解できる文章になどの有機質肥料を施用すれば、化学肥料の散布量を換えたバージョンを作成する予定である。

減らすことができる。学校でイネ栽培を行う際にこの本観察マニュアルでは、多くの観察で USB 顕微鏡ような技術を採用し、その効果を十分に説明することを用いた。前述のように、この装置は、屋外での多様で、生徒の環境に対する意識を高めることができる。

な生物観察が可能で、教室内では画像やリアルタイム

本マニュアルでは省農薬や無化学肥料によるイネ栽培映像を生徒と共有できる。イネ観察に限らず、多様なについて言及していないが、イネを観察するポイント場面で活用できる教具である。私自身も植物器官の観を示すことで、生徒のイネに対する理解を深め、興味察などの授業で活用してきたが、特に小学校のミミズを引き出すことになり、ひいてはイネ栽培を取り巻く堆肥に関する授業を行った際、ミミズの動き回る様子環境の重要性を意識することになると考える。無論、を教室のプロジェクタに投影した時に、多くの生徒が観察マニュアルを眺めるだけでは学習効果は低く、生ミミズの口や体の動き（図 3）に強い関心を示し（岡育しているイネに実際に触れて観察することが不可欠

他，2006）、授業への生徒の集中力が高まったと思わである。

れる。

本観察マニュアルは、小学校高学年から中学生が理本研究で作成したイネ観察マニュアルについて、今解できるレベルの記述とし、総合的学習の時間などで後は、小学校中低学年の生徒でも利用できるように、教師がイネ栽培学習を進める際の手引き書としても使発達段階にあわせた数種のバージョンの作成を目指しえるものを目指した。一方、小学校中学年以下の生徒ている。また、多くの方に使っていただけるよう、近日中に、Web 上での公開を行う予定である。

5．謝辞
本研究は、「環境教育による教科横断型カリキュラム開発配信事業」プロジェクト研究の一部として行った。また、この事業のもとに活動している宮城教育大
学・環境教育ライブラリー「えるふぇ」として、USB顕微鏡の貸し出しと、イネ観察マニュアルの配布を行っている。

6．引用文献星川清親

1975a

解剖図説・イネの生長

農文協

1975b

新編・食用作物

東京

東京
星川清親
文部省

1999

養賢堂

特色ある教育活動の展開のための実践事例集─「総合的な学習の時間」の学習活動の展
開─

図 3．USB 顕微鏡によるミミズの観察࿑㧟USB㗼ᓸ㏜ߦࠃࠆ

ࡒࡒ࠭ߩⷰኤ─ 21 ─

教育出版株式会社

東京USB 顕微鏡を用いたイネ観察マニュアル

岡正明2001

国際イネ研究所で育成された新草型イネ（NPT）の特徴

宮城教育大学紀要 36：135─

正明

2002

宮城教育大学環

岡

境教育研究紀要 4：59─64．
岡正明

2005a

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2005b2006

花壇学習におけるいくつかの工夫

日本農業教育学会誌 37（別）：109─112．

正明・今野智道2000

多収イネ品種と比較した

ハイブリッドライス“MH2005”の特徴

日作東北支部報 48：15─16．

日作東北支部報 43：41─43．

草姿の特徴で検索できるイネ植物体画像データベース

正明他と実践

多様な品種を用いた栽培学習の効果

─イネ、ヒマワリ、サツマイモ─

宮城教育大学技術科研究報告

7：44─50．
岡

145．
岡と 2003 年冷害被害

高橋成人

学校水田における減農薬イネ栽培

─ 22 ─

1982

イネの生物学

大月書店

東京