鉄毒性による湛水直播水稲の苗立ち阻害

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要約

湛水土壌中における2価鉄濃度の上昇は、直播されたイネ体内の鉄濃度を上げて生育を抑制し、苗立ち率を低下させる。播種深度を浅くすることや落水により鉄毒性を軽減できる。

  • 担当:中国農業試験場・地域基盤研究部・土壌管理研究室
  • 連絡先:0849-23-4100
  • 部会名:生産環境(土壌・気象)
  • 専門:肥料
  • 対象:稲類
  • 分類:指導

背景・ねらい

湛水直播における苗立ちの不安定化要因として、従来から土壌還元に伴って生成する物質の存在が推察されてきた。しかし、それらの土壌中における濃度と苗立ちの関係は不明である。最近、2価鉄Fe++ が鞘葉の伸長に大きく影響する現象が見出されたので、ポット試験により土壌中のFe++ 濃度と苗立ちの関係について解明する。

成果の内容・特徴

  • 様々な土壌を湛水し催芽種子を15mmの深さに播種したとき、土壌溶液中のFe++ 濃度の増加に伴いイネ地上部体内Fe濃度が増加し、地上部乾物重と第1葉の出現(苗立ち)率が低下する(図1)。体内Fe濃度は乾物重および苗立ち率と有意な相関関係を持つ。
  • 苗立ちは土壌の酸化還元電位Ehが低いとき不安定になるが、両者間に相関関係はない(図1)。他の体内無機成分(Al、Ca、Cu、K、Mg、Mn、Na、P、Zn)濃度と苗立ち率との相関関係はFeに比べて低い。
  • 苗立ちは0～100μg/g Fe++ で60%以上、100～200μg/gで大きく変動し、200μg/g以上で皆無という傾向であった(図1)。
  • 湛水土壌における播種深度の増加は苗立ち率の低下と体内Fe濃度の上昇をもたらすが非湛水土壌では苗立ち率は高く、体内Fe濃度は低い(図2)。
  • 地表水中のFe++ 濃度は土壌中のFe++ 濃度が高いとき、鉄の皮膜が水面に発生しているとき、また藻が発生しているときに高くなり、また水位によっても変動する。地表水中のFe++ 濃度が高いとき苗立ち率は低下する(図3)。完全落水は土壌中のFe++ 濃度を低下させる。

成果の活用面・留意点

  • 湛水直播栽培における土壌管理技術開発のための指針とする。
  • 鉄毒性の発現機構は生理生態学的に未解明である。加えて、鞘葉の伸長はFe++ によって促進される傾向もあり、発生生理学的解析も必要である。
  • Fe++ 濃度が低いにもかかわらず苗立ちが低下するときは、土壌の病原性を調査する。また土壌中の有機酸濃度と苗立ちの関係は不明である。

具体的データ

図1.湛水土壌におけるFe++濃度、イネ体内Fe濃度、乾物重、苗立ち率、土壌Ehの関係。稲わらやデンプンを様々な量添加し、異なる期間湛水した土壌、稲わら連用、稲わら堆肥連用、有機物無施用の中国農業試験場水田および北陸農業試験場水田土壌を湛水し、代かき後播種。播種後2週間栽培。

 

図2.土壌条件(湛水、非湛水)と播種深度(0,15,25mm)が苗立ち率と体内Fe濃度に及ぼす影響。播種後2週間栽培。  図3.地表水中のFe++濃度と苗立ち率の関係。

 

その他

  • 研究課題名:種子環境の解析に基づいた苗立ちの安定化機構の解明
  • 予算区分 :次世代稲作
  • 研究担当者:山内 稔
  • 研究期間 :平成12年度(平成10～12年)
  • 発表論文等:イネの湛水直播における鉄毒性の発生と落水による軽減、日作紀、69(別号1)、110-111、2000.
                      鉄毒性による湛水直播水稲の苗立ちの阻害、土肥講要、第46集、p.106、2000.
                     湛水直播水稲における鉄過剰と土壌条件、土肥講要、第47集、p.115、2001.