南米サバンナにおける陸稲の酸性土壌耐性メカニズムの解明

国名
中南米
要約

南米サバンナ酸性土壌において、陸稲酸性土壌耐性に関する品種間差生理的機構について検討した。作付期間中に土壌pHが4.3程度に下がると土壌溶液中のアルミ濃度が上昇してに対する直接害を引き起こすが、耐性品種は感受性品種よりわずかに高い根圏pHを維持してアルミ害を回避することがわかった。

背景・ねらい

南米にはセラード、ジャノス等240万k㎡に上がる広大なサバンナがあるが、低肥沃度と土壌酸性のために、粗放な放牧地として用いられてきたのみであった。しかし近年になって陸稲/草地体系が開発され、持続的な作付け体系として広く採用されつつある。

この作付体系には酸性土壌耐性をもつ陸稲が必要であるが、この耐性の生理的機構についての理解はあまり進んでいない、そこで耐性および感受性の品種を用いてその機構を明らかにし、効率のよいスクリーニング法開発の基礎知見とすることを目的とした。

成果の内容・特徴

  1. 土壌酸性矯正用の炭カル(炭酸カルシウム)使用試験を圃場で行った。 300kg/ha以の低施用領域において、耐性品種は感受性品種よりも高い収量を示し、両品種群の耐性の差が確認された(図1)。
  2. 陸稲の慣行栽培では、生育の中~後期にのみpHが4.3程度にまで低下し、 土壌溶液のアルミ濃度が直接の害作用を及ぼしうる高さに達していた(図2)。このことは、土壌アルミの直接害が存在するとしてもその可能性は生 育の中~後期に限られることを示している。土壌酸性化の進行は、慣行施肥 法としてカリと窒素(尿素)を分施することによって、土壌塩類濃度の上昇 と緩慢な硝酸化成を引き起こしたためであった。
  3. 作物のアルミ酸性機構は、アルミを体内に吸収しても正常な生体機能を維 持する体内耐性機構とアルミの組織内進入を何らかの機構で阻止する体外排 斥機構と大別できる。ポット試験において、耐性品種は感受性品種よりも高 い土壌pHを維持し、そのため根圏土壌溶液アルミ濃度を低く押さえていた(図3)。いっぽう根圏土壌溶液中のアルミ濃度および作物体アルミ濃度が 同じ場合には、作物体の成長は耐性品種と感受性品種とで差がなかった(図4)。これらの結果は、体外排斥機構の一つとして高い根圏pHの維持が、陸 稲の酸性土壌耐性の機構として重要であることを示唆している。

成果の活用面・留意点

本成果をもとに、育種専門家と共同で室内大量選抜法を開発中である。また本知見は、陸稲と同様に比較的酸性土壌耐性の強い他の作物の耐性メカニズム解明の参考となる。

具体的データ

  1. 図1
    図1 圃場における酸性土壌耐性(T)および感受性(S)陸稲品種の炭カル施用反応
  2. 図2
    図2 陸稲圃場の表層土壌のpH(A)および土壌溶液AI(B)の季節的変化
  3. 図3
    図3 炭カル施用が酸性土壌耐性(●)および感受性(○)品種の根圏土壌pHおよび土壌溶液中AI濃度に及ぼす影響(ポット試験)
  4. 図4
    図4 開花期における土壌溶液AIおよび作物体内AI濃度と、地上部生育との関係(ポット試験、凡例については前図を参照)
所属

国際農研 環境資源部

国際熱帯農業センター

分類

研究

予算区分
経常
研究課題

南米サバンナにおける陸稲の根の生理・生態的研究

研究期間

1995年度(1992~1995年度)

研究担当者

岡田 謙介 ( 環境資源部 )

FISCHER Albert ( 国際熱帯農業センター )

GUMARAES Elcio ( 国際熱帯農業センター )

ほか
発表論文等

岡田謙介, A., Fischer (1996) 南米サバンナの陸稲栽培における土壌酸性問題の実態. 日本土壌肥料学会1996年度大会講演要旨.

日本語PDF

1995_05_A3_ja.pdf1.02 MB