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研究テーマ名 |
有機JASに認証可能な植物の生育補助剤の開発 |
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研究者氏名 |
大分大学工学部応用化学科 【代表】石川雄一、信岡かおる |
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連携企業 |
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目 的 |
抗酸化活性を増し、増収と同時に硝酸値の低減を行う葉面散布剤を得る事。 |
-炭素源と窒素源のバランス-炭素源の重要性-
窒素Ｎ（土壌中の硝酸イオン由来）と炭素Ｃ（空気中の二酸化炭素由来）が融合してタンパク質の基になるアミノ酸になります。概念的には、
「Ｃ化合物」＋「Ｎ化合物」＝「ＣとＮの化合物：アミノ酸」
です。正確な表現ではありませんが、「１（Ｃ）＋１（Ｎ）＝１アミノ酸（２ではない）」の関係と言えます。
植物体内で「窒素Ｎ」量が「炭素Ｃ」量よりも多い場合を上図の左に示しています。この場合、生成するアミノ酸は、多い方の「Ｎ」量ではなく、少ない方の「Ｃ」量に見合った量になります。例えば、Ｃ量１に対し、Ｎ量２の場合でも、
「１（Ｃ）＋２（Ｎ）＝１アミノ酸」であり、２アミノ酸とはなりません。
どんなに土壌を肥やして植物に窒素（硝酸イオン）源を多量に吸わせても、少ない炭素量の方にアミノ酸の生成量は左右されます。この場合、炭素体と結びつけなかった窒素体が残存することになります。これが、植物体内に残っている「残留硝酸」の主原因です。
これとは逆の状況、即ち、植物体内の炭素量が窒素量よりも多い場合を上図の右に描いてます。この場合、上記と同じ理由から、アミノ酸生成量は、少ない窒素量に依存する事になるはずです。但し、これは、根からの窒素源の吸収が全くない場合の話です。実際には、体液中の窒素量が炭素量に比べて不足する状況では、根から旺盛に硝酸イオンを吸収して、速やかに窒素不足が修復されます。即ち、この場合も炭素源の量に相当するアミノ酸量が生成する事になります。しかも窒素源は全て炭素源との結合に消費されるため、残留窒素がない状況になります。
従って、「炭素源が窒素源よりも多い状況を常に維持」できれば、増収と同時に、体内の硝酸が全て代謝され、残留硝酸が無い状態となるはずです。
リン、カリ、微量必須ミネラルと同じく、窒素源の補給は、土壌や葉面へ直接施肥することで比較的簡単です。一方、植物体内の炭素濃度の増加は、光合成を活性化させる必要があります。しかし、光合成機能の強化は、窒素源の補強と比較すると、はるかに困難です。
そこで、植物に「炭素源を強制的に補給する」やり方に注目しました。
光合成産物である糖そのものを葉に散布すると、高温多湿状態で、カビや菌を呼び込みます。また、土壌へ糖を多量に散布すると、糖を好む微生物繁殖のために土壌中の窒素が使用されてしまい、植物は窒素饑餓状態になる危険性があります。このため、炭素源として有機酸に弊社では着目しました。
クエン酸、乳酸、酢酸をはじめとする有機酸は、代謝回路の鍵となる物質であるだけでなく、それ自身が「炭素源」として捉える事ができます。我々は、これら有機酸を、糖蜜水溶液の酵母発酵により、大量に、安価に製造する事から得ております。
この有機酸水溶液に、植物体内の代謝反応のエネルギー源であるATPを補助するマグネシウムイオン（Mg2+）などを添加した葉面散布剤を開発しました。この散布液は、樹姿の変化が肉眼で観察できる程、植物の代謝を活性化し、増収と抗酸化活性の増強など高品質化します。
石川雄一
