マルチカラー染色法による野外におけるトマトの根の分布解明

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要約

トマトの茎の地際から、切り花着色液を0.5から5気圧まで段階的に加圧注入すると、野外において根を染められる。0-15cm土 層では、株元はその株の根が占め、株間では両方の株の根が分布する。15-30cm土層では、根は隣接株の根元やさらに離れた株付近まで展開する。

• キーワード:根の染色、根の分布、野外圃場、トマト
• 担当:東北農研・畑地利用部・畑土壌管理研究室
• 連絡先:電話024-593-6176、電子メールdurian@affrc.go.jp
• 区分:東北農業・生産環境(土壌肥料)、共通基盤・土壌肥料
• 分類:科学・参考

背景・ねらい

環境保全型農業の推進においては、作物生態を知りそれをうまく活用していく必要がある。例えば混作やカバークロップの研究におい て、影響を及ぼし合う植物の根を個体識別して、養水分の競合や相互扶助作用をより詳しく調べることができれば、新しい技術開発につながる可能性がある。 16年度は、ポット栽培において土壌を乾燥させ、地上部から染色液を注入して植物の根を染め分ける方法を開発した。17年度は、それを土壌水分含量が高い 野外に適用できるよう、改良する。

成果の内容・特徴

• 染色試験10日前に、対象株に雨よけ屋根を設置し、できるだけ土壌を乾燥させる。図1に示すように植物地上部を切除し、50mLピペットを接続、異なる色の切り花着色液(ファンタジー、パレス化学)を入れて0.5気圧から順次圧力を上げて5気圧まで昇圧し、必要液量を根に注入する。加圧は圧縮窒素ガスで行い、チューブおよび各接続部は耐圧仕様にする。
• 土壌ブロック中の根の色は目視で分別できる。図2の ように、トマトでは0-15cm層で、株際はほぼ100%その株の根が占めるが、株と株の中間位置では双方の根が拮抗して分布している。これは昨年の大型 コンテナ試験の結果と一致する。15-30cm層では、0-15cm層と似た傾向であるが、根が隣の株際位置にも展開し、それを超えてさらに遠い部分にま で伸びている。

成果の活用面・留意点

• 土壌水分%が高い場合、液注入圧を5気圧まで上げる必要があるが、茎や根への損傷や液漏れを最小限にするため、初め0.5気圧で加圧し液が入らなくなった時点で順次圧を高くする。
• 茎とピペットの接続部から液漏れが起こらないようにするため、茎にかぶせるチューブを2重にし、ホースバンドで固定する。
• 染色液量は、地上部重と地上/根重比率(文献値)および根の比重(予備試験から1)で根体積を推定し、さらにそれを2倍して(昨年の試験結果より)求める。
• 本手法は、原理的には、茎や根が高圧の染色液注入に耐えられる作物なら、どれにでも適用できる。現在、染色を確認しているのは、トマトおよびナスである。
• この結果は、株間に追肥や灌水を行えば、それらが双方の株に吸収されることを意味するので、追肥や灌水箇所の削減やその位置改善の基礎データとなる。

具体的データ

その他

• 研究課題名: 染色液・樹脂を用いた根の分布解明手法の開発
• 課題ID: 05-03-04-01-16-05
• 予算区分: 競争的資金(科研費)
• 研究期間: 2004∼2005年度
• 研究担当者: 村上敏文、島野智之、中嶋美幸、金田哲、浦嶋泰文、三好孝和