JP2010104260A - 苗の伸長のコントロール方法 - Google Patents

Abstract

【課題】照射する光の調整によって、胚軸の伸長を抑制し、移植用の苗として好適に用いうる苗の伸長のコントロール方法を提供する。
【解決手段】苗の伸長のコントロール方法は、発芽後、抑制の必要な時期に、緑色光を豊富に含み、青色光と赤色光の少なくとも一方を光合成用として若干量（必要量）含む光を照射するようにして胚軸の伸長を抑制する。
【選択図】図５

Description

本発明は、胚軸の徒長を防止して、丈夫な、移植後に倒れにくい苗の育苗が可能な苗の伸長のコントロール方法に関するものである。

一般に、幼植物の胚軸伸長は赤色光により促進され（特開２００１−３７３３４）、植物ホルモンも関与することが知られている。
特開２００１−３７３３４

移植用の苗は、胚軸が短く、徒長の抑えられたものが要求される。胚軸が高いと、移植後倒れやすいからである。
従来、このような苗を得るには、主として、土壌や肥料に工夫を凝らし、栄養成分を抑えて徒長を防止する程度のことしか行われておらず、一般的な技術が開発されているとはいえない。
特許文献１に記載されているのは、大豆もやしの栽培方法に関するもので、照射する光を調整するものであるが、胚軸を伸長させようとするもので、移植用の苗の、胚軸の伸長を抑えようとするものではない。

本発明は、上記事情に鑑みて鋭意研究がなされて完成したもので、照射する光の調整によって、胚軸の伸長を抑制し、移植用の苗として好適に用いうる苗の伸長のコントロール方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明における苗の伸長のコントロール方法は、発芽後、抑制の必要な時期に、緑色光を豊富に含み、青色光と赤色光の少なくとも一方を光合成用として若干量（必要量）含む光を照射するようにして胚軸の伸長を抑制することを特徴とする。

また、赤色光もしくは赤色光を豊富に含む光を照射して、伸長を促進する段階を含むことを特徴とする。
そばやレタスの苗の伸長のコントロールをすることを特徴とする。

本発明によれば、胚軸の伸長を抑制し、高さの揃った、耐倒伏性に優れる移植用の苗を提供できる。

以下本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
以下に具体的な実施例とともに説明するが、この実施例に限定されるものではない。
≪植物種と成長条件≫
植物種は、２種の普通そば（信濃１号、キタワセソバ）と２種のダッタンそば（キノユタカ、キノタカラ）を用いた。市販の育苗土を満たされた4.5×4.5×5.0（高さ）ｃｍのポットに播種した。５×５の配列で２５個のポットを配置し、内側の３×３の９個のポットでデータを収集した。アルミニウムフィルムがコーティングされた５０×６０×５０（高さ）ｃｍの育成箱内に収容して育苗した。子葉が十分に伸びた、播種後６日目に、１つのポットにつき１本の植物に間引き、２２℃の温度下で、２４時間／日連続で光を照射した。施肥なしで、毎日水道水を給水した。

≪光処理および測定≫
本実施の形態では、育苗時における、種々の波長の混在した光による、胚軸の伸長に与える影響を調査した。
すなわち、本実施の形態では、４００〜７００ｎｍの青色から赤色まで、すべての範囲の波長の光を含み、５０ｎｍ範囲ずつ、光の強度を変えた１２種類のランプ（蛍光ランプ）を作成した。

表１に１２種類の蛍光ランプの構成を示す。
スペクトルは、光処理の直後に分光放射計（ＨＳＵ−１００Ｓ，日本の朝日分光社製）を使用して苗の頂部で記録した。蛍光ランプ１〜１２（Ｌ１〜Ｌ１２）は、波長４００〜５００ｎｍ（青）、波長５００〜６００ｎｍ（緑）、波長６００〜７００ｎｍ（赤）の範囲内で光量子束密度が調整されている。ただし、Ｌ１は白色光、Ｌ２は昼光、Ｌ７は単色青色光、Ｌ１２は単色赤色光である。

光強度の影響を最小にするため、低光合成光量子束密度の状態を１０μmol m^-2 s^-1 に維持した。各処理区において、５本の蛍光ランプを、育成箱内のポット上端から４０ｃｍ上方に吊設した。蛍光ランプのシステム（ＣＣＦＬ光源装置）は、日本のハリソン東芝ライティング社提供の物を使用した。

≪胚軸長と乾燥重量の検査≫
胚軸長は、処理後１日おき（１日目、３日目、５日目、７日目）に、レーザ距離計（Ｌｅｉｃａ ＤＩＳＴＯ（商標）、スイスのＬｅｉｃａ Ｇｅｏｓｙｓｔｅｍｓ ＡＧ社製）で計測した。胚軸を土表面から子葉の下にある節までの距離と定義した。一日の胚軸の伸長速度は、一日の胚軸長の変化についての対数関数（後述）を適用して決定した。サンプリングは、７日目の子葉を取り除いた胚軸の乾燥重量で行った。全てのサンプルは、乾燥オーブンで４８時間、６０℃で乾燥された。

≪胚軸成長の生物学的モデル≫
各処理区において、毎日の胚軸伸長速度は次の対数モデルとして表すことができた。

ｙ＝ａ＋ｂＩｎ（ｘ）

なお、上記式において、ｙは胚軸長、ｘは処理後の経過日数、ａは土表面から出現直後の胚軸長（内部値）である。この方程式を基に、一日の胚軸伸長速度（ｍｍ Ｉｎ（ｄａｙ）^−１）は、自然対数関数の傾き（ｂ）で表すことができる。

≪統計分析≫
全てのデータの統計分析は、エクセル（米国、マイクロソフト社製）およびエクセル統計（日本、Ｅｓｍｉ社製）のプログラムを使用して行った。標準偏差を含む平均値を得ることができる。また、光質と一日の胚軸伸長速度との間の詳細な関係を決定するために相関分析も行った。

≪一日の胚軸伸長率の判定≫
図１〜図４は、処理後の経過日数に対する光源Ｌ１の処理における、普通そば（図１：信濃１号、図２：キタワセソバ）とダッタンそば（図３：キノユタカ、図４：キノタカラ）の胚軸伸長をプロットしたものである。毎日の胚軸長の変化を当てはめるために、有意な対数関数を使用することができた。全ての処理において、自然対数関数の決定係数は図１〜図４に示すように０．９より大きかった。当該関数の傾き（ｂ）が一日の胚軸伸長速度の指標となる。

≪異なる光質による胚軸の特性≫
表２（普通そば）と表３（ダッタンそば）は、７日経過後の胚軸長、一日の伸長速度、乾燥重量を示している。７日経過すると胚軸の伸長は頭打ちになるので、７日経過後を除く胚軸伸長のデータは示していない。普通そばとダッタンそばの両方において、品種と光質による胚軸長、一日の伸長速度、乾燥重量に有意な相違があった。品種と光質の相互作用は、一日の伸長速度に対して有意であるが、普通そばとダッタンそば両方の胚軸長に対しては有意ではなかった。ダッタンそばの胚軸の乾燥重量については有意であるが、普通そばについては有意ではなかった。「信濃１号」と「キノユタカ」の品種、胚軸パラメータ間の相違は、「キタワセソバ」と「キノユタカ」よりかなり大きかった。

≪光質と一日の胚軸伸長率との関係≫
異なる光質の一日当たりの胚軸伸長速度に及ぼす効果を分析するために、相関分析を行った。ＰＰＦＤ（４００〜７００ｎｍ）における光量子束密度に対する特定の波長域（幅５０ｎｍ）における光量子束密度の比（％）を計算した。図５では、各ポットの一日の胚軸伸長速度の相関係数（縦座標軸）と、各ポットの異なった波長域における光量子束密度の率（横座標軸）を示す。「信濃１号」では、顕著な正の相関関係を６００〜７００ｎｍ（赤色光）の領域で観察された。他の３品種では、赤色光では同様の傾向がみられたが、それほど有意な相関関係は観察されなかった。このように赤色光の領域では、胚軸の伸長が促進される。

一方、「信濃１号」では、有意な負の相関関係を５００〜６００ｎｍ（緑色光）の領域で観察された。他の３品種では、５００〜６００ｎｍ（緑色光）の領域では低い負の相関関係が観察された。このように、「信濃１号」では、この５００〜５５０ｎｍ（緑色光）の領域では胚軸の伸長が強く抑制され、他の３品種では胚軸の伸長が抑制される。
また、全ての品種で、低い負の相関関係を４００〜５００ｎｍ（青色光）の領域で観察された。
このように、普通そばとダッタンそば（表２、３）の胚軸伸長に対して光質は大きな影響を与える。加えて、一日当たりの胚軸伸長速度について、品種間の大きな相違、品種と光質間の相互関係が観察された。

≪一日当たりの胚軸伸長速度と赤色帯域スペクトル≫
上記のように、「信濃１号」の顕著な正の相関関係を６００〜７００ｎｍ（赤色光）の領域で観察された（図５参照）。他の３品種では、赤色光では同様の傾向がみられたが、それほど有意な相関関係は観察されなかった。しかしながら、全ての品種で、低い負の相関関係を４００〜５００ｎｍ（青色光）の領域で観察された。これらの結果は、赤色光と青色光は、そば苗の胚軸伸長の抑制傾向のみならず、成長促進効果も示唆している。なお、図５の縦軸は、ＰＰＦＤ（４００〜７００ｎｍ）に対する特定波長（巾５０ｎｍ）の光量子束密度の比と胚軸伸長速度との相関係数である。相関係数０．５９（絶対値）以上は５％水準で有意である。

≪一日当たりの胚軸伸長速度と緑色帯域スペクトル≫
上記のように、「信濃１号」では、有意な負の相関関係を５００〜５５０ｎｍ（緑色光）の領域で観察された(図５参照)が、これは緑色光は胚軸伸長を抑制することを示唆している。また他の３品種も顕著ではないが、胚軸伸長が抑制される傾向にある。
このように、そばの苗では、緑色光が胚軸伸長の抑制効果を示している。

自然光環境で、植物は光質の変化を感知することにより周辺の植物による日陰に反応し、それに伴い光を求めて胚軸は伸長する（１９９９年Ｂａｌｌａｒｅ）。群落の下では、青色光と赤色光は減少するが、緑色光と遠赤外光は僅かに増加する(１９８２年Ｓｍｉｔｈ)。そこで、緑色光条件下での伸長速度低下は、地面における植物の競争関係の中での成長特性に適応するためではないかと推察される。一方、赤色光条件下で伸長速度が増加するのは、強い競争関係と日陰という条件下での有効な特性である。２００６年Ｍｕｌｌｅｎ他が緑色光による葉身傾斜の調整について分析し、未確認の緑色光受容体の存在を示唆している。本実施の形態における結果もまた周辺の植物からの反射による苗周辺の明るい環境における適応性に関係する緑色光受容体の存在を示唆している。

図６は、レタス材料（メルボルン）を用いて観測した、照射する光の波長とレタスの胚軸伸長速度との関係を示したグラフである。この実施形態の場合、可視光中の青、緑、赤、紫外線の波長スペクトルを調整した計１４種類の光処理区を設け、上記そば品種と同様にして胚軸伸長を計測した。図６の縦軸は、全波長域（２５０〜１０００ｎｍ）に対する特定波長（巾５０ｎｍ）の光量子束密度の比と胚軸伸長速度との相関係数である。相関係数０．６８（絶対値）以上は１％水準で有意である。
図６に示されるように、レタスにおいても、赤色領域で胚軸の伸長が促進され、緑色領域で胚軸の伸長が抑制される傾向がみられる。

上記のように両実施の形態は、異なる光質により胚軸伸長が影響されることを示している。特に「信濃１号」（図２）は他の品種と比較して光質に対する感応性が高い。「信濃１号」と「キタワセソバ」はそれぞれ中間タイプと夏タイプの栽培生態型のそばである。従って、胚軸伸長の光感応性は普通そばの生態型に関係するのかもしれない。これらのデータは光質を制御することでそばの胚軸伸長を調整するための有益な情報を提供する。

胚軸の伸長を抑制して、胚軸の高さの低い、耐倒伏性に優れる苗を育てるには、緑色光を照射して胚軸の伸長を抑制してやる必要がある。なお、緑色光のみでは光合成が行われない。したがって、発芽後、抑制の必要な時期に、緑色光を豊富に含み、青色光と赤色光の少なくとも一方を光合成用として若干量（必要量）含む光を照射するようにする。また、胚軸の伸長を促進させるには、赤色光、もしくは赤色光を豊富に含む光を照射する。

育苗には、胚軸の伸長を抑制して、徒長を防止した、高さの揃った苗を育てる必要がある。どの位の波長の光をどのくらい照射するかは、品種によって相違する。あらかじめ、照射条件を求めておく必要がある。
本発明では、上記の、抑制のための光照射は必須である。すなわち、赤色光のみでは徒長するからである。
発芽直後は赤色光もしくは赤色光を多く含む光を照射して、ある程度成長を促し、その後上記緑色光を主体とした抑制光を照射するようにして、高さの揃った苗に伸長させるようにするのが好適である。
あるいはこれら両処理区の光を交互に照射するようにしてもよい。
なお、上記では各種そばとレタスについて述べたが、白菜その他の野菜についても本発明を適用できる。

表１

表２

表３

処理後の経過日数に対する光源Ｌ１の処理における信濃１号の胚軸伸長をプロットしたグラフである。 処理後の経過日数に対する光源Ｌ１の処理におけるキタワセソバの胚軸伸長をプロットしたグラフである。 処理後の経過日数に対する光源Ｌ１の処理におけるキノユタカの胚軸伸長をプロットしたグラフである。 処理後の経過日数に対する光源Ｌ１の処理におけるキノタカラの胚軸伸長をプロットしたグラフである。 そば材料を用いて観測した、照射する光の波長とそばの胚軸伸長速度との関係を示したグラフである。 レタス材料（メルボルン）を用いて観測した、照射する光の波長とレタスの胚軸伸長速度との関係を示したグラフである。

Claims (4)

1. 発芽後、抑制の必要な時期に、緑色光を豊富に含み、青色光と赤色光の少なくとも一方を光合成用として必要量含む光を照射するようにして胚軸の伸長を抑制することを特徴とする苗の伸長のコントロール方法。
2. 赤色光もしくは赤色光を豊富に含む光を照射して、伸長を促進する段階を含むことを特徴とする請求項１記載の苗の伸長のコントロール方法。
3. そばの苗の伸長のコントロールをすることを特徴とする請求項１または２記載の苗の伸長のコントロール方法。
4. レタスの苗の伸長のコントロールをすることを特徴とする請求項１または２記載の苗の伸長のコントロール方法。