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農 業 と 科 学

昭和 47年 1月 1日

植物に対する代謝栄養一一ーその 3

手→用‑特集第三種郵便物認可

水 稲 に 対 す る 硝 酸 態 窒 素 グ〉と体 内 有 機 成 分 グ〉 変 動
'山T
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戸者

北陸農業試験場

同良戸

1. はじめに試験でのデータが多く，圃場試験によるものは未

水稲に硝酸態窒素 (N03‑N) を施用するといだ積み重ねが少ないが，以下，北陸農業試験場で、うことが，抵抗なく受け取られるようになったのおこなわれた試験結果について，若干述べてみたは，割合最近のことではないかと思う。

し'0 この試験は， N03‑N を穂肥から実肥にかけN03‑Nがアンモニア態窒素 (NHcN) に比て追肥した区と， NHcN の追肥区を対比したものである。

べて，水稲に対する利用率が劣ることはまぎれも2・i 窒素化合物特に遊離アミノ酸についてない事実であるが，その逃げ易い性質を逆用すれば，水稲の欲する時期に窒素をあたえることが可

1試験と圃場試験の水稲では，同じ NOs‑N
水羽:能で，水稲の生育をコントローノレするに適していをあたえた場合でも，窒素代謝にかなりの差があ〉、るといえる O が，それだけではなく N 03‑N σるようである O圃場試験の水稲では， N03‑N を追肥した直後施用にはいろいろなメリットが考えられる O

第 1図

硝酸態窒素肥料に関しては多くの神話があるO この神話は仮空の伝説としづ意味ではな/E

く，多くの経験的事実から来ているものであ5るO 硝酸態窒素肥料を使ってよい結果をあげ4た人達が，米作りに熱心な篤農家の方々だっ32たことも，神話づくりに一役買っているよう

1

味が良いというのがある O この品質とか味は人聞の感覚による判定で，多分に主観的であ1ょるために，科学的な裏付けがされにくし、きら円

この一つに. N03‑N で作った米は品質.やi ρ O F D Aせ q J 9である。

穂揃期の遊離アミノ酸含有率

umoleL、がある O

N03‑N を水稲に施用すると，体内のカノレ
組斗・

N03‑N を吸収した場合に，植物体内のイオ

ηanL i噌.

シウムやマグネシウムの含有率が高くなるとしづ事実があるO これは陰イオンである、ンのバランスを保つために，カルシウムとかNH4‑NIR

設:ニιーL円

されることが，以前から理論的に説明されてAτ
仏 q d

マグネシウムのような陽イオンの吸収が助長

ニン

トリプトファ︑/

アンモニア

アルギ

/

ヒスチ守ジン︑ン/

フエニルアラニン

ン︑ノ/
〆シンン

リジ︑ン

ロ/川汁 l

ノナロ

イソロイ︑シン︑ン/

メチオニン︿jt/ ︑ノ﹄

シスチン

アラニン

グリ︑シンン

プロリン

七リン

クルタミン酸N03‑N を水稲に施用した場合，体内成分

I:がどのように変ってくるかについては，水Mスレオニンは割愛する O

アスパラギン酸蔵性に関連して詳述されているので，本稿で1唱

L、る O このことは，本誌 9月号にも品質や貯一一~;Vt‑.
‑農

昭和 47年 1月 1日
一一

科と，
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第 2図

でも，茎葉部で N03‑N が検出されることは《且.

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第三種郵便物認可
一‑‑‑̲.・‑‑‑ ー一

穂揃期葉身中の Mg含有率と玄米収量ほとんどなく，吸収された NOa‑N は，すみやかに NHcNに還元されている O。

0.
35

このことは， N03‑N を追肥した水稲の，ア'fíl\姉:jJ~J1誕の Mg

ンモニア合有率が， NHcN追肥区よりむしろ。N0区

含有率 iNH;
j区
AN03+NH4区
民

これに反して，水耕試験とか苗代の水稲体に乾物 1009に数 mgから，gの時には数 10m

7ニ 0.7183**3%高くなっていることからもいえる Oは，(31)

一‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑ーー

0.
3N03‑Nが貯えられ，必要量が徐々に NHcN。に還元されて，高次な窒素化合物に合成される
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邑1呈をたどるようである Oとし、う i圃場試験で穂肥を施用した水稲について，穂aA駿を測定した結果によると，揃期の遊離アミノ iO0.
25，N03‑N区と NHcN 区で，それほど顕著なAAA。

AAι差はあらわれていな~ ¥0 アミノ酸総量は，このιx

時期がアミノ酸ご蛋白質の反応が流動的であ品り，同じ試料について水溶性蛋白質を分析してみると，遊離アミノ酸の高いものは低く，低いものは高いことから，水溶性窒素化合物として

0.
2506070 y.:米収量 kg/aは，大体同じくらいの含有率を示している O
く一つの鍵になると考えられる O

個々についてみると，中酸性アミノ酸についてた三し，米の蛋白質の大部分を占めるグルテリは一定の傾向がないが，塩基性アミノ酸すなわちヒスチジンの構成アミノ酸を分析した結果では， N03‑Nン等が， N03‑N を追肥した水稲で多くなってい追肥区と NHcN 追肥区の聞に，塩基性アミノるのが一つの特徴といえる O酸の差はみとめられなかった O

アルギニン，リジン，トリフトファン，

3. 炭水化物および 燐酸について図には載せていないが，葉身や葉鞘でもこのこ

NOa‑N を吸収した水稲は，乾物生産能率とかとがいえるし，幼植物を NOa‑N で育てた場合
でも，同様に塩基性アミノ酸の合有率が高くなっ玄米生産能率，すなわち吸収された窒素 1kgが，ている Ogの乾物なり玄米を生産するかをあらわした数
何k値であるが，この値が NHcN を吸収した水稲

これらのアミノ酸は栄養的にみて重要であり，より高いことが，数多くのデータからいえる。

また塩基性アミノ酸の多い米は食味がよいといわこれは最初に述べた NOa‑N 追肥区のマグネれているので， N03‑N施用と米の味の関連を解
第 3図 水 稲 体 中 の 還 元 糖 含 有 率1
¥秘 20日前追肥直後

シウム含有率が高く，これが光合成をおこなう

凶口相揃 lV
JN0‑N区 NH，‑N区
3

葉緑素の構成成分であることが一つの要因と考
前期の葉身のマグネシウム合有率とえられ，穂J収量の聞には，かなり高L吋;日関がみとめられる。

AL •・・ト ・・2￨。

ll 圃圃分地

圃圃ll

111.
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炭水化物を分析した結果によると，追肥直後

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山巴茎分地

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前期の葉身と葉鞘で， N03‑N追肥区のから穂f
還元糖含有率が対照区より高く，光合成能力がI
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旺盛なことを意味している O また過去の成績によると，苗代に NOa‑N を追肥した場合にも，分地
3i~

11時也肥!
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還元糖の含有率は高くなっている O
次に燐酸の行動についてであるが，燐酸は陰農と業(32)

第三種郵便物認可

第 4図

茎葉と穂の P吸収量の時期別変化

科学

昭 和47年 1月 1日用した O
その結果によると， N03‑N区は NHrN 区

3P吸 収 量g/m'に比較して，発根率(水稲根を切断して蒸溜水中に梓基部を浸し，再生してくる根の乾物重を地上00を来じた値)，根の αーナフ部乾物重で除し， 1チルアミンおよび二価鉄 (Fe+つの酸化力，根のカタラーゼおよびパーオキシダーゼ活性，青酸にp2よる根の呼吸阻害等がし 1ずれも高く， N03‑N追肥区は鉄系の酸化酵素(カタラーゼおよびパーオグ/ 亡二 12132E キシダーゼ〉の働らきが活発であり，これが根の、、

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ハ 誠一一一→ー‑‑‑‑l¥N0‑N‑.
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寺追肥区酸化力を旺盛にしていると考えられる。
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強湿強還元の水田では，根の障害によるいわゆ/.
f，'、¥d 、、る秋落ち現象がおこりやすく， N03‑N の 追 肥、d"jJ
椋刀l/3b・ が，これに対抗する根の活力を高めることに効果{、入語、~

嘉があるといえる O
また土壌の面からみても， N03‑Nの施用にとももなう脱室は，一面からいえば土壌に酸素をあたえるわけで，肥効の面からはマイナスであるが，
07.
15

幼秘形成期

8.
78.
211
恋揃 W
J 乳熟知l9.
18土壌の酸化還元電位を高めて，還元状態を緩和す

月日収穫期lる仕事をしていることになる。

イオンであるために， N03‑Nの施用によって，水稲が生活を蛍むためにはエネノレギーが必要で一時的に吸収が抑制されているが，乳熟期から収あるが，このエネルギーは糖の酸化による呼吸に

穫期にかけて，茎葉から穂へ移行する量が NHc

よって， A T Pと呼ばれる燐酸化合物の形であたN 追肥区より多い傾向にある Oえられる。

このことは，カリウムの転流についてもいえる糖が焦J性ブドウ酸〈ピノレピン酸〉を通って，炭N03‑酸ガスと水に分解される過程には，有機酸が順次N を追肥した水稲では，葉身で生成された糖の穂酸化されて A T Pを生産するクエン酸回路があるへの転流が，より円滑におこなわれる結果，玄米が，この他にも A T Pの生成が少ない呼吸系が考生産能率が高くなるのではないかと推定される O

えられる Oが，燐酸は糖の代謝に密接な関係があり，また還元糖は次に述べる根の活力に，酸化呼吸カタラーゼとパーオキシダーゼは，過酸化水素酵素系の基質として関係するのではないかと考え(H202) を分解する作用を持つので，この酵素られる O系が働らくことは，

4. 根の活力と酸化酵素
N03‑Nを吸収した水稲の発根力や，根の酸化力が高いことは，苗についての試験結果でもあきらかであるが本田での追肥についても，各種の根の活力診断をおこなった O
たヨし本田に生育した水稲では，根の先端を損なわずに採取することが，ほとんど不可能なために，水稲試験を併体内で H202 を生産する酵素系が強いことが推定される O これには特に水稲根の酸化力の測定(氷耕試験)
項目

Fe+十 酸 化 力(γ/恨 の 乾 物 mg)

Jrrナフナルアミン酸化力

KCNによるI (γ/根 の 乾 物mg) I 呼吸阻害率(%)

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第 5図

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昭和 4
7年 1月 1日

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第三種郵便物認 可と(33寸)
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土壌酸化還元電位の変化〈枢試験〕まだ充分なデー タがある とはし、えなし、。

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一つには，これらの成分は消長がはげしく分析結果はある断面をとらえたものであると←一一‑0N03‑N0.
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，もいえるが， 養分吸収，体内代謝，根の活力

300といった面で，

N03‑Nの施用が NHcNとは異な った，すぐれた作用を水稲にあた え

200ていると思われる O
100

N03‑Nは，穂肥か ら実肥にかけ ての追肥がよいということは定説になっているが，飛躍的な多収をあげた例は，

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司‑100‑2007.
197.
13でみられる，

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7.
268.
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きめの細かい施肥設計による場合に限られている O しかし使用法如何によっ ては初期の追 肥に効果のあ る場‑‑『
一一ー'一町.
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8.
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ピルビン酸からクエン月日合があり，直 播栽培への施 用もよい結果 が得

第 6図

糖のグリコール酸回路による酸化酸回路を通ら ないグリコレ ート一一グリオキザレート系の回路が考えられる(ピノレビン酸から 5分子の H202が生成される〉。
N03‑Nを追肥した水稲の有機酸を分析した結果によると， NHcN追肥の水稲に比べてグリコール酸が多い。
このことと，カ タラ ーゼ，パーオ
キシ ダーゼ活性 の 高 いことから，

N03‑N 追肥区でグリ コレートー
グリオキザレート系の酸素回路が，CO2水稲体中の有機 酸含有量られると考えられる O
施肥試験のデータはだいぶ多くなっているので，本年度の米作不振から，単位面積あたり多くの生 産をあげるため活溌に働らいていることが推定 される Oの技術が見なおされている昨今，安定多収といっ

5. 結語

た面で，施肥法 についての組織的な取まとめが必は じ め に 述 べ た よ う に ， 圃 場試験で、水稲 に要であると思う。

N03‑Nを施用した場合の代謝成分については，