塩分を含む土壌で栽培できるアイスプラントの教材化

岡正明・内海菜央子

宮城教育大学教育復興支援センター紀要第３巻抜刷
２０１５宮城教育大学 教育復興支援センター紀要

第３巻 (2015)

塩分を含む土壌で栽培できるアイスプラントの教材化
岡正明*・内海菜央子**

Characteristics of Ice Plant (Mesembryanthemum crystallinum) as Teaching Materials
that can be cultivated on Soil Containing Salinity of Tsunami
Masaaki OKA, Naoko UTSUMI

要約：東日本大震災の津波被害で，多くの学校の花壇・圃場の土壌が塩分を含む状況となった。
多量の塩分を含む土壌では，これまで小中学校の教材として用いられてきた多くの植物は栽培することができない。その中で，アイスプラントが耐塩性極強の植物として注目された。最近では独特な食感を持つ葉菜類としても市販されている。本研究では，アイスプラントの生理的・形態的特徴に関する基礎的な調査を行い，栽培教育における教材植物としての有用性を検証した。
キーワード：栽培教育，東日本大震災，津波被害，教材植物，耐塩性

その中で，耐塩性が非常に高い植物としてアイス

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プラントが注目されるようになった。
「アイスプラ

波被害を受けた学校では，校庭の土壌に高濃度の塩分

ン ト は， ツ ル ナ 科 マ ツ バ ギ ク 属 の 植 物 で， 学 名 はが含まれ，植物栽培が難しい場所が多々存在した。当Mesembryanthemum crystallinum の一年生草木，英名は時，塩分を含んだ土壌でも生育可能な植物についてのCommon ice plant と言い，原産地は南アメリカのナミ

問い合わせが私たちの研究室に複数寄せられた。

ブ砂漠などの乾燥地域である」（社会開発研究センター

植物の耐塩性（土壌に含まれる，塩化ナトリウムを2011）。図１に，本葉２枚が展開した苗と，生育の中心とする塩類に対する抵抗性）については，植物生進んだ植物体の形状を示す。アイスプラントは，「ツ理学や植物育種学・作物学・園芸学の分野で，多くのブリナ」の商品名で販売されており，シャキシャキし研究成果が報告されており，今回の津波被害以降はいた特徴的な食感を有する。
「ミネラルを含み，ストレくつかの農学系学会の Web ページでも情報が発信さスを加えるとイノシトール類，βカロテン，ビタミれたほか，関連書籍・学術論文も注目された（たとえン K などの機能性成分が高くなることがわかってきば，日本土壌肥料学会編「塩類集積土壌と農業」（2000），ている」（社会開発研究センター

イネの耐塩性については遠藤ら（2013）など報告多数）。

栄養価でも知られる。水耕栽培の栽培条件（光や培養私たちの研究室では，評価がほとんど行われていな液組成）を工夫することにより，食味や機能性成分のかった草花を中心とする小学校教材植物の耐塩性評価含量を増加させる研究も行われている（早川ら 2011）。

を行い，教材植物の間には耐塩性の大きな違いがある

本研究では，津波被害により学校花壇・圃場の土壌こと，マツバボタンの様に比較的耐塩性が高い植物もに塩分が多量に含まれた条件における，アイスプランあるが，海水と同じ濃度の塩水をかけた場合には一般トの栽培・教材化を想定し，アイスプラントの耐塩性，的な教材植物は生育できないことを示した（岡 2014）。

花器や葉の形態的特徴，低温下での生育状況，などを* 教育学部技術教育講座，** 元・教育学部技術教育専攻－ 117 －2011）など，高い塩分を含む土壌で栽培できるアイスプラントの教材化調査するとともに，水耕栽培や栄養繁殖（さし芽）についても試行した。さらに土壌中の塩分と葉の食味の関係についても調べた。

２． アイスプラントの特徴評価（１） 塩水処理による耐塩性評価 （実験１）
図１ アイスプラントの苗

アイスプラント（タキイ種苗㈱から種子を購入），ケール（地中海沿岸原産のキャベツの原種に近い植物），リーフレタス（品種：サマーグリーン），つるなしインゲン（品種：さつきみどり２号）を供試した。2011 年５月６日に各作物を播種し，５月 27 日に野菜栽培用培養土を入れた５つのプランター（72cm× 40cm ×深さ 26cm，底に漏水防止のビニールを敷く）にそれぞれの作物を１個体ずつ定植した（１プランターに４作物各１個体）。以降，サンプリングした６月 29 日まで，各プランターに，５段階の塩 NaCl
濃度（ 3.4％：海水濃度を想定，0.5％，0.3％，0.1％，0.0％）の水を灌水した。
図２に，５段階の塩濃度の水を灌水したアイスプラント（図２上）とインゲン（図２下）の植物体を示す。
インゲンは，0.3％区から塩水の影響が認められ，0.5％区では生育が極端に悪くなり，3.4％区では枯死した。
一方，アイスプラントは 0.5％区でも 0.0％（塩を含ま図２ 塩水を灌水したアイスプラント （上） とインゲン （下）塩濃度 A ： 3.4% B ： 0.5% C ： 0.3% D ： 0.1% E ： 0.0%ない水）と同様の生育を示し，3.4％でも生育可能であった。
図３に各塩濃度区における４作物の地上部相対乾物重（0.0％で生育した植物体乾物重を 100 とした場合の相対乾物重）を示す。４作物の中ではインゲンが最も塩水の影響が顕著に現れ，0.3％区の乾物重は 0.0％区の半分であった。レタスは 0.5％以上で乾物重が大きく減少し，一般的な作物の中では耐塩性が強いとされるケールも 3.4％区では生育できなかった。それに対し，アイスプラントは 0.1 ～ 0.5％区の乾物重が 0.0％区とほぼ同程度であり，海水濃度の 3.4％でも乾物重が半分に減少したものの，他の３作物と比較し，明らかに耐塩性が高いことが示された。
図３ 塩水を灌水した４作物の地上部相対乾物重（0.0％塩濃度の乾物重を 100％とした相対値）（２） 塩水処理による耐塩性評価 （実験２）2011 年５月 27 日に，バーミキュライトを入れたプランター４個（52cm × 35cm ×深さ 26cm）にアイス－ 118 －宮城教育大学 教育復興支援センター紀要

第３巻 (2015)

プラント苗を３個体ずつ定植し，２つのプランターに灌水量が明らかに低下した。アイスプラントは通常はは塩濃度 3.4％，他の２つには塩分を含まない水を灌C3 型光合成を行っているが，土壌塩濃度が高まると水し，約１ヶ月間観察を続けた。実験１と同様，プラCAM 型光合成になることが知られており，吸水量減

ンターの底には漏水防止のビニールを敷いた。バーミ少はこの特性に関係すると考えられた。

キュライトは鉱物が原料であり（ひる石を加熱・破砕したもの），塩水灌水前の土壌が含有している塩分の（３） 水耕栽培の試行

影響を除去できること，また土壌吸着による与えた塩小中学校で栽培体験学習を行う際，各学校で使用可分効果を抑制する影響が出ないこと，から，実験材料

能な施設を活用して，教材植物を育てる。花壇や畑がとして供試した。

限られる学校では，プランターやペットボトルなどの６月 25 日にプランターから植物体を抜き取り，地小型容器，また水耕装置などを用いて，植物栽培が行上部新鮮重を計測したところ，3.4％区６個体の平均われている。本実験では，市販の家庭用水耕装置（ホーが 102.4g，0.0％区６個体の平均が 82.4g と，塩水をムハイポニカ 303 型）を用いて，アイスプラントの水灌水した区の方が高い平均値を示した。個体によるば耕栽培を試行した。

らつきが大きかったため，統計的には有意な差では本葉６枚程度の小さな苗２個体を，水耕装置に植えなかったが，塩水を与えた区の方がやや生育が良好で付けた。苗の設置台（苗の地上部を固定し，根を培養あったといえる。

液中に浸す器具）を用いて，約 60cm の距離をあけて両試験区で特徴的であったのは，アイスプラントの２個体を配置した。培養液は，水耕専用液肥であるハ
イポニカ A 液・B 液の 500 倍希釈水溶液とした。

葉の形状と，吸水量の違いであった。
塩水を灌水した区のアイスプラントは，葉の裏に白水耕装置に植え付け後，アイスプラント苗は旺盛にい小さな粒状の構造が認められた（図４）。塩の含ま分枝・生育し，幅 50cm 程度の大きな植物体になったれていない試験区の葉では確認されないこの構造は，（図５左）。また，根の伸長も旺盛であり，培養液中にプラッター細胞と呼ばれるものであり，植物体内に侵伸びた大量の白い根が観察された（図５右）。実験回入した塩類を隔離するための役割を持っている。

数は限られるが，プランター栽培と比較して，水耕栽

ま た， 塩 水 灌 水 区 で は， 処 理 開 始 約 ２ 週 間 後 か培の方が良好な生育であった。

ら，吸水量が低下する現象が発生した。実験開始当初
は，3.4％・0.0％区ともに土壌表面が乾き始めたのを確認して灌水を行っており，両区の灌水量はほぼ等量であった。しかし，約２週間後から 3.4％区の土壌が乾きにくくなり，0.0％のプランターと比べ，必要な図５ 水耕栽培したアイスプラントの地上部 （左） と根部 （右）（４） 花器の特徴と開花習性
アイスプラントの花を，図６に示す。花弁の細い特徴的な形状である。昼間は開花しているが，夜になると花弁が閉じる。開花行動を連続して撮影した長期微速度撮影の映像から，昼に開花・夜に閉じる運動は，開花開始から１週間以上継続するようである。
開花後，直径５mm 程度の球形の果実を形成し，果図４ 葉裏面のプラッター細胞－ 119 －塩分を含む土壌で栽培できるアイスプラントの教材化

実が完熟・乾燥した後に収穫すると，種子を得ることができた（図７）。

開花時期になると，個体のわき芽の先端につぼみが形成され，同時に多くの花が開花する（図８）。その後，アイスプラントのような葉・茎を食す作物は，収穫しばらくの間は前述した開花・閉花を繰り返し，やがまでの期間，花を咲かせないように管理しなければなて球状の果実を付ける。果実の成熟とともに，植物体らない。一般的な作物は，日長条件（短日植物・長日全体の葉や茎が褐変し，種子の形成とともにその個体植物など）や温度条件（バーナリゼーションなど）のは完全に枯死する（図９）。開花するまで生育させた環境要因が花芽形成の時期を決定するが，アイスプラ３個体が全て同じ経緯を辿ったことから，開花・果実ントについて調査したところ，花芽形成時期に関係すの成熟と個体の枯死は一連の生育パターンであると考る環境条件を明記した論文は見つからなかった。私自えられる。

身の経験から，またアイスプラント栽培を行っている他の研究者の聞き取りから判断すると，播種した個体（５） 栄養繁殖 （さし芽） の試行が旺盛な生育を続けた場合，播種後 100 日程度経過し小中学校理科や中学校技術科では，栄養繁殖（無性た後に開花が開始されると思われる。気温などの環境生殖による増殖）を学習する。技術科生物育成分野の条件や個体の生育状態の良否にも関係すると考えられ教科書では，秋ギクを題材として，さし芽の手法を体るが，花芽形成開始は，主として基本栄養生長期間に験する。アイスプラントでもさし芽が可能か否かを検よって決定される可能性がある。

証する実験を行った。
良好に生育したアイスプラントの苗では，本葉８枚

図６ アイスプラントの花

図８ 個体内の一斉開花

図７ アイスプラントの果実と種子

図９ 開花 ・ 結実後の枯死－ 120 －宮城教育大学 教育復興支援センター紀要

第３巻 (2015)

個ずつの処理区に分け，10 日後から，一方の区には塩水（3.4％塩濃度）を，もう一方には塩分を含まない水を灌水した。処理開始１週間後に，各処理区の個体から十分に展開した葉をサンプリングし，食味官能試験に供した。学部３年・４年の学生５名に参加してもらった。
処理期間が１週間であったので，植物体の大きさ・
図 10 アイスプラントさし穂の発根色に明確な違いは認められず，食味試験用の葉も肉眼程度になるとわき芽が伸長し始めるので，そのわき芽では差がなかった。２処理区の食味の違いを官能評価を長さ 10cm 程度で切り取り，さし穂とした。バーミした結果，テスター５名とも塩水を灌水した区の葉のキュライトを入れた小型プランターに，20 本程度の方が，“塩辛さ”を強く感じるとの結果となった。また，さし穂を植え付けた。さし芽操作が容易な秋ギクの場

塩分を含まない水を灌水した個体の葉についても，全合，２～３週間で半分以上のさし穂が発根する。今回員が僅かな“塩辛さ”を感じ取っていた。今回の試験の実験では，３週間では発根がなく，約１ヶ月経過後に供した培養土（スーパーミックスＡ）は，植物苗のに 10％程度のさし穂が発根した（図９）。

初期生育に必要な栄養素を十分に含んでおり，アイスアイスプラントの種子は小さく，初期生育が遅いた

プラント個体が土壌中の低濃度の塩類を積極的に吸収め，播種から収穫できる状態の植物体になるまでに，し，体内に蓄積した結果，通常灌水の個体の葉でも塩長い時間を要す。効率的なさし芽の方法が確立すれ味を感じる結果になったと推察された。

ば，作物栽培の意味から有用な栽培法となるであろう
し，学校教育の教材としても栄養繁殖の植物として用３． 考察いることができる。本実験では，アイスプラントのさ本研究により，アイスプラントは耐塩性が非常に高し芽が可能であることを実証することができた。今後

いことが確認できた。一般的な教材植物と比較しても，は，さし穂の発根割合を向上させるための，さし穂のまたこれまで耐塩性が高いとされてきたケールと比較

採取条件，苗床の用土，作業に適する気象条件，などしても，耐塩性の高さは明らかであり，津波被害地域を検討する必要がある。の学校花壇・圃場でも土壌改良することなく栽培可能であることが確認できた。葉や茎を食べた際の，シャ（６） 低温条件下での生育キシャキとした独特の食感と，塩水を灌水した場合の東北地方の小中学校での教材化を想定した場合，低適度な塩味で，生徒が好む食味であろうと思われる。

温でも生育できる植物であれば，秋からの授業でも栽

また，水耕栽培が容易なこと，さし芽も可能であるこ培体験が可能となる。本研究では年間を通してアイスと，低温下でも生育できることなど，教材植物としてプラントの播種・栽培を行ってきた。夜間０℃程度との利点も有している。さらに，アイスプラントは，土なる冬期の無加温温室にポット苗を置いたところ，生壌環境（塩分濃度）への植物の反応（プラッター細胞育速度は緩慢となったが，葉は緑色を保ち，枯死せずへの塩類の輸送と体内からの排除）を理解するためのに生育を続けた。アイスプラントは，ある程度の低温植物教材としても優れている。

でも生育可能であることが認められた。

一方，津波被害直後に，土壌中の塩類を吸収させ除去するためのファイトレメディエーションのための植（７） 葉の食味官能試験

物候補として，アイスプラントが挙げられたことが野菜育苗用培養土（スーパーミックスＡ）を入れたあった。植物体重量あたりの塩分吸収効率は高いと思

ビニールポットに，アイスプラント苗を定植し，定植われるアイスプラントであるが，大型植物と比較する

後 10 日間は通常の灌水を行った。12 個のポットを６と植物体自体が小さく，土壌塩類除去のための植物と－ 121 －塩分を含む土壌で栽培できるアイスプラントの教材化

しては利用が難しいであろう。実験（２）で認められ引用文献

た塩水灌水後の植物体の変化（吸水量が減り，生育速遠藤貴司・佐藤雅志・阿部知子・佐伯研一・佐藤浩子・度がやや緩慢になる）も，塩類除去の効率低下の一因

酒井珠絵 2013 宮城県水稲奨励品種における塩害体となる。

制の評価 日作東北支部報 56:39-40.

東日本大震災の津波被害を受けた小中学校支援を目

早川真・岡本陽介・辻昭久・山本将嗣 2011 ツブ的に始めた本研究であったが，信頼できる結果を得るリナ（アイスプラント）のコンテナ式植物栽培の量のに時間を要し，直接の支援に繋げる活動はできな

産技術 日本生物環境工学会 2011 年札幌大会講演要

かった。その間，津波被害に遭った学校の統廃合が計

旨集 : 242-243.

画され，校舎を維持する学校では客土などの土壌改良

日本土壌肥料学会編 2000 塩集積土壌と農業が進んだ。アイスプラントは，津波被害地域の小中学

岡博友社．

正明 2014 津波被害地域の小学校支援を想定した校にいち早く緑を取り戻すための植物として，また塩代表的教材植物の耐塩性評価 宮城教育大学教育復

類と植物の関係を理解するための教材として，有用で興支援センター紀要２: 31-36.

ある。日本は地震大国であり，今後も津波を伴う自然災害が発生する可能性が高いと指摘されている。2011

社会開発研究センター編 2011 図解よくわかる農業技術イノベーション pp64-67.

年３月 11 日のような災害が起きないことを祈るとともに，もしもの時に備えて，小中学校栽培教育への支謝辞

援に役立つ研究を積み重ねていかねばならない。

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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