JP6401555B2 - 植物における窒素欠乏症を診断する方法 - Google Patents
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面積比=(8.3μm以上10.5μm以下の波長領域にピークトップを有する第一のピークの面積)/(6.7μm以上8.3μm未満の波長領域にピークトップを有する第二のピークの面積) ・・・(1)
面積比=(8.3μm以上10.5μm以下の波長領域にピークトップを有する第一のピークの面積)/(6.7μm以上8.3μm未満の波長領域にピークトップを有する第二のピークの面積) ・・・(1)
本実施形態に係る水抽出物の調製方法は、特に限定されるものではない。調製方法としては、例えば、植物の葉に蒸留水を加え、ホモジナイザーなどで破砕し、得られた破砕液を遠心分離し、その後、上清を水抽出物として回収する方法がある。
本実施形態に係る赤外吸収スペクトルは、赤外分光法(IR)を利用した赤外分光光度計により測定することができる。赤外分光光度計としては、フーリエ変換を利用したフーリエ変換赤外分光光度計(FTIR)が好ましい。また、IRの測定方法としては、水分を多く含む試料の測定に適しているという観点から、減衰全反射(ATR)法が好ましい。
以下に、本実施形態の窒素欠乏症を診断する方法を行うためのスペクトルの処理方法について説明する。
上記補正スペクトルにおいて、8.3μm以上10.5μm以下の波長領域にピークトップを有する第一のピークの面積及び6.7μm以上8.3μm未満の領域にピークトップを有する第二のピークの面積をそれぞれ算出し、式(1)を用いて面積比を求めたときに、該面積比が基準値以上の場合、測定に用いられた植物は窒素欠乏症であると判定することができる。
(試料調製)
播種土には、バーミキュライトを使用した。コマツナの種を播種後、覆土し、底面給水により、プランターを管理した。プランターは、発芽までは水道水のみを処方し、発芽後は園試処方で管理した。播種後2週間経過したら、発芽したコマツナの苗を、キューブウレタンに1苗ずつ移植した。園試処方用(コントロール)及び窒素欠乏処方用(窒素欠乏症、園試処方用から窒素成分のみを除いたもの)の2種類の養液を調整した。コマツナの苗を8苗ずつプランターに定植し、それぞれの養液で5日間栽培した(図1、右がコントロール株、左が窒素欠乏症株)。
赤外吸収スペクトルの測定には、FTIR(FTIR−8400S、島津製作所社製)を用いた。測定方法にはATR法を採用し、FTIRにZnSe製液体用セル(ATR)を取り付けて、測定を行った。コントロール試料及び窒素欠乏症試料、並びに蒸留水の赤外吸収スペクトルの測定条件は以下のとおりである。試料はそれぞれ8苗ずつ用いて、測定された。
波数分解能:4cm−1
測定波長:2.5〜15μm
積算回数:20回
走査速度:2.8mm/s
試料の赤外吸収スペクトル(吸光度)から、蒸留水の赤外吸収スペクトル(吸光度)を引き、差分スペクトルを算出した。算出した差分スペクトルを、Savitzky−Golay法により、スムージング処理した。IGOR−Proを用いてピークフィッティングでよく用いられるベースライン補正を行い(Smooth Factor:1、データ点数:285、ベースライン:Linear)、補正スペクトルを得た。
コントロール株及び窒素欠乏株の補正スペクトルをそれぞれ図2(a)及び(b)に示す。また、コントロール株及び窒素欠乏症株の各補正スペクトルの平均をとったスペクトルを比較したものを図2(c)に示す。図2(c)によれば、窒素欠乏株の補正スペクトルはコントロール株の補正スペクトルと比較して、6.7μm以上8.3μm未満の波長領域にピークトップを有するピークの面積が減少し、一方で、8.3μm以上10.5μm以下の波長領域にピークトップを有するピークの面積が上昇した。
面積比=(8.3μm以上10.5μm以下の波長領域における吸光度の積分値)/(6.7μm以上8.3μm未満の波長領域における吸光度の積分値) ・・・(3)
Claims (5)
- 植物における窒素欠乏症を診断する方法であって、
前記植物の葉の水抽出物を調製する工程と、
前記水抽出物の赤外吸収スペクトルを測定する工程と、
前記水抽出物の赤外吸収スペクトルと、前記水抽出物を調製する際に用いた水の赤外吸収スペクトルから、差分スペクトルを算出する工程と、
前記差分スペクトルのベースラインを補正し、補正スペクトルを得る工程と、
前記補正スペクトルにおいて式(1)で表される面積比が、基準値以上のときに、前記植物を窒素欠乏症と判定する工程と、を含み、
前記植物がアブラナ科の植物である、方法。
面積比=(8.3μm以上10.5μm以下の波長領域にピークトップを有する第一のピークの面積)/(6.7μm以上8.3μm未満の波長領域にピークトップを有する第二のピークの面積) ・・・(1) - 前記水が蒸留水である、請求項1に記載の方法。
- 前記式(1)において、8.3μm以上10.5μm以下の波長領域にピークトップを有する第一のピークの面積が、8.3μm以上10.5μm以下の波長領域における吸光度の積分値であり、6.7μm以上8.3μm未満の波長領域にピークトップを有する第二のピークの面積が、6.7μm以上8.3μm未満の波長領域における吸光度の積分値である、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記アブラナ科の植物がコマツナである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記基準値が1である、請求項4に記載の方法。
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