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<一一一有機質の期待できる利用一一>

有機物の効果について
甲秀

九州大学農学部

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百日

有機物のもつ効果

作用の速度は，作物の種類によりずい分違ってい稲作に限らず，一般畑作・果樹・園芸で安定多ます。
トウモロコシ，サトウキピや，収を挙げている農家の多くは，堆厩肥等の有機物を多用しています。また，味・品質がとくに重要

ソルゴー，パヒヤグラス，パーミューダグラス，ダリスグラス，視される作物には，有機質肥料が好んで使われてローズグラス，スダングラスなどの暖地型牧草はL、ます。

光合成速度が大きく，それらに較べると，イネ，このような有機物の効用については，従来いわムギ，タバコ，トマト，ビートや，クロバー，

ラ

れているように，イグラス，オーチヤードグラスなど寒地型牧草の(1) 窒素・リン酸・カリ・苦土・石灰・珪酸・微光合成速度は小さ~ '0量要素など各種の植物養分を含んでいる，(2) これらの養分は土壌溶液中の濃‑度を高めず，また，樹木の光合成速度は，これらの草本類に較べて一般に低いようです。

徐々に効いてくる，(第 1図参照〉。
第1図(3) 土の性質.を改善し，通気や保水性を良くす

60(4) 有機物の分解産物の働きで，地力の窒素やリ炭酸ガスの給源としての有機物i噌

このように，有機物が作物の生育に直接的ある

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な ど が 考 え ら れ ま すO・NS¥凶日嗣出丞 NOU)世令制

変化を増強する，

rDA‑‑qunL(5) 微生物の作用をさかんにし，土の中での物質(﹄A

ン酸がひき出されたり，無機養分が作物に吸収され易い形に変る，各種の植物における光と光合成の関係(Moss 1965)

る，L、は間接的に働いて，種々の重要な役割を演じていることは確かです。しかし，有機物は，上に述べた効用のほかにも，炭酸ガスの給源として，大切な役割を果していることを見逃しではなりませんOi) 作物の種類と光合成速度
植物が炭酸ガスと水を原料とし，光のエネルギ

1.0光の強さ

Ly/min1.52.
0

このような作物の種類による光合成速度の違いについて，最近の植物生理学の研究は，いくつかの重要な事実を明らかにしています O
すなわち，光合成速度の大きい作物とその小さーを利用して糖や澱粉を作っていることは，皆よし、作物の聞には，次のような違いがあります。

く知っていることです O すべての生物の生命は，(1) 光合成作用は葉の 1:1二lの葉緑体という所で行な

つまるところ，この植物の働き(光合成作用〉にわれますが，この葉緑体の存在様式に違いがあよって維持されています。ところが，この光合成る。(第 2図参照)，

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第 2図

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昭和 4
7
年 1月 1日

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植物の種による維管束鞘の構造のちがい
A:コムギ， B: トウモロコシ (Esau1953)

Pathway が知られていました。
光合成速度の小さし '1:
直物では，確かにこの経路が炭酸同化の主軸をなしていると考えられます。

維管束鞘外層
維管束鞘内層導管

しかし，光合成速度の大きい植物には，Cc

Pathway と¥'う経路があることが，最近分りました O
この CrPathwayの存在と光合成速度の大きいということ，また，それと光呼吸が無いか，または非常に小さいということとの関連については，まだ詳しく分ってはいま社んが i CcPathwayをもっ植物の炭酸ガス吸収・同化効率の E
品、ことは確かです。
以上のように，炭酸ガスが大気 iゃから￨直物体内に入り，糖や澱粉に同化されるまでの気象学的，植物組織形態学的，植物生化学的な炭酸ガス拡散抵抗の違いが，植物の光合成速度を左右する大きな要因となっています。

J首 特2三司雪白節管ii) 炭酸ガス濃度と光合成速度
それでは，光合成速度の小さい植物について，光合成量を大きくし，乾物生産を増加させるにはどのようにすればよいでしょうが。

【註] A: コムギの維管束輸は外層と内層の 2層からで本質的には，上に述べたような光合成速度の大きている D しかも内層のものは厚脱化している O このき
し Y植物がもっている形態学的・生理学的遺伝形

ことは通導組織と葉内組織との物質交換には都合が悪質をとり入れた品種を育成することと思われます

l~ ，と思われる。

B: トウモロコシの維管束鞘は内層がなく，外層が一層あるだけで，しかもその細胞の中には特殊な形をした葉緑体が維管束を中心として放射状にならんでいる。その数もコムギに較べて多く，また形も大形である o 光合成作用の盛んな時には，この細胞の中に多量の澱粉粒がみられる O このような特殊な形をした維が，それには今後多くの研究と長い時間が必要でじよう。
また，ケミカルコントローノレで、植物の代謝過程を調節する方法も考えられますが，これも今後の研究課題です。
したがって，今日実際に可能な方法としては，管束鞘は，光合成速度の大きい植物にだけ存在してい(1) 作物の草型，樹型を良くして，日光の受光量るoを大きくすることです。この点については， rJ~在(2) 植物は光合成作用で作った糖や澱粉の一部を，呼吸という形で消費していますが，この呼種々の作物について問題として取上げられ，増収に役立っています。

吸，とくに光呼吸といって，光がある状態での(2) 大気中の炭酸ガス濃度を高くして光合成量を呼吸の有無や大きさがずい分違う。また，この増加させると同時に，光呼吸による同化産物の消光呼吸は，大気中の炭酸ガス濃度がイ郎、時や温耗損失を少なくすることで、す O こ の 点 に つ い て度 が 高 いl時には大きくなる。

は，現在のところ ，J'tの問題ほどには関心を持た(3) 光合成作用で，炭酸ガスと水から糖ができる過程で，とくに初期の同化経路が違っている，ことなどが明らかにされました O
光合成作用による炭酸同化経路については，従来，カノレピンサイクノレと¥' う 名 で 呼 ば れ る Cs‑

れていませんが，今後充分に考慮、される必要があると思われます。
炭酸ガス濃度が光合成作用に大きな影響をもっていることは，第 3図に示されています。
光が%%¥市寺は，炭酸ガス濃度も温度も光合成速第三種郵便物認可

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第 3図

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第 4図 水稲群落中の C
2 濃度分布の日変化(8月 2日 甲 斐 1970)

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光の強さ， C
2 濃度，温度と光合成の関係)
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05にJ蚕100や054004コふ¥""[，し 1所では， 1珂の濃度の半分近くまで低下し まし0o0201c:400~700mμ)em2sc/gr
光の強さ (X10e4

すO その後，日照が弱くなるにつれて，炭酸ガ ス

濃度は徐々に回復し，一夜すぎて 翌早朝にまた元の濃度に戻ります。地上 2 mの空気中の炭酸ガス度には関係なく，光が光合成速度 の制限因子にな濃度も植生の影響をうけ，日中は かなり変化してっていることが分ります。ところ が，光がある程いますO

度強くなると，低い炭酸ガス濃度 のもとでは，そまた，このような炭酸ガスの濃度 分布の日変化

れ以上光を強くしても，もはや光 合成量は増加しや，水田の土からの炭酸ガス発生 量，田町水中にません O この現象を光飽和とい』ます。

溶けている炭酸ガス量の測定結果をみますと，ことしかしこの場合に，炭酸ガス濃度を上げると，光合成量は大巾に増加します。し かも気温が上るからの炭酸ガス供給が，炭酸ガス の給源として非常に重要であることが分ります。
第 5図は，ハウス内のメロン群落中の 炭酸ガスと，光合成量はさらに増加します。
こうした現象は，炭酸ガス濃度と 温度を上げた濃度の日変化を示したものです。 メロン室の天窓ために，光合成作用における炭酸 ガス拡散の過程と，一方の出入口は開放されてい たにもか〉わらと，生化学的反応の過程の両過程 で，制限因子が，ずとれていくからだと考えられます O

日中炭酸ガス濃度は著しく低下しています。

これらの例からも明らかなように ，換気が制約)作物群落中の炭酸ガス濃度iii

図ハウス内メロン群落中の第5O
Cz濃度の時刻別垂直分布〈今津 1964)

で、は，実際の圃場で，大気中の炭酸ガス濃度はどのようになっているでしょうか。

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私どもが水田で測定した結果では ，水稲群落中

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TA14の炭酸ガス濃度は，最高分葉期の 頃から，日中は予想以上に低くなっています。第 4図はその 1例を示したものです。朝 6時にはかなり高かった炭酸ガス濃度が，9時には，すでに葉が最も繁り合

05

つブている辺で著しく低くなっています。

2時頃にかけて日照が強くなるとと もに，炭酸1
ガス濃度の落ちこみはさらに大き くなり，最も激o200300400)
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されるハウス内ではもちろんのこと，大気から炭活性の強化等の効果のほかに，炭酸ガスの給源と酸ガスの供給が充分にあると考えられる水田や畑して，作物の光合成を促進する効果をもっているでも，作物がよく茂っている所では，ことを評価すべきでしょう。

日中，炭酸ガス濃度はかなり低下し，とくに風のない晴れた

微生物菌体施用効果

日には，その低下は一層著しくなって，作物の光ごとに加えられた動・植物質の有機物は，すべ合成作用が抑えられることが考えられます。て，土の中で微生物の分解作用をうけていろいろiv) 炭酸ガス施肥と有機物施用の効果な物質に変化した後，最終的には炭酸ガス，水，上に述べましたように，炭酸ガス濃‑度は作物のアンモニアなどに変り，一部は¥¥わゆる腐植とい

光合成速度を大きく左右しますが，実際の作物群

う 71~ で、土の中に残ります。

落中の炭酸ガス濃度は，一般に不足しがちです。

つまり，有機物のかなりの部分は，一旦，微生

一方，イネ，ムギ，果菜類の多くは，炭酸ガス物にとりこまれて菌体に変った後，菌体内の代謝飽和点が 1，000'""‑'1，500ppm程度であるといわれや菌体の分解によって炭酸ガス，水， アンモニアていますから，炭酸ガス濃度を高めて，積極的にになります O増収をはかることが可能と考えられます〈第 6図

またその過程で，有機物の中に含まれている各
第 7図参照〉。
第 6図

菌体添加による無機化窒素の増加量〈甲斐 1970)

炭酸ガス施肥効果(今津 1961)‑ー一・ナス(果実)8

ローーロササゲ(若英)‑ Xフ ダ ン ソ ウ6)
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炭酸ガス施肥の問題は，気温が低く，日照が少素4軽埴土σ〉
増加量2oない北欧諸国では，以前から関心がもたれ，近年

1357

急速に普及しつつあるといわれていますが， 日本
では，まだ，僅かに一部のハウス栽培で試みられているにすぎません O しかし，安定した多収を挙げ，品質の改善を目指す場合には，炭酸ガスの効果について，充分に考慮する必要があると思われます。
このように考えますと，有機物施用の効果は，従来考えられている窒素や各種塩基，珪酸，微量要素の供給，土壌の物理性の改善，土壌微生物の864
火山灰土2。

135

培養期間 (j盟)7(10)

第三種郵便物認可

農業と種の塩基やリン酸，硫黄，珪酸な どの植物養分が第 8図

菌体添加による乾土効果の増加量

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年 1月 1日(甲斐 1970)
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く，絶えず死んでは生れ代ること を繰返していまfJ/﹃lllm

一般に，微生物の一個体の寿命は非常に短か学N放出されます。

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また，土に有機物が加えられると ，土の中の微生物数は急激に増加しますが，有 機物の分解が進2

むと次第にその数は減少し，やが てほぼ元の数に戻ります。

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そこで，土の中での微生物菌体の 分解を調べて加えて培養しますと，土から無機 化して来るアンモニアの量が増加します O さらに，土の中には，U(乾土効果〉も増加します O このような傾向は窒円ノ臼円

いわゆる地力窒素のような形で蓄積された窒素POAAτ

いろいろな種類の土に微生物菌体 (乾燥物〉を乾土効果の増加量

みますと，第 7， 8図の通りです。

素だけでなく，炭酸ガスの発生量 についても，窒13素の場合と同じような効果が現わ れますO
最近，各種の産業で副産物や残透 あるいは，廃液処理の産物として微生物菌体が 大量に生産されています O
これらの菌体は蛋白質・ビタミン・ミネラノレの含量が豊富で飼料的価値が高く， その方面への利用が多いようですが，上の例で示されるように，有機質肥料としての効果もまた期 待できると思われます。

64火山灰土2。

135

培養期間(週)7