12
山形大学紀要(農学)第 11 1 号:1-12. 平成 2 1 Bul l .YamagataUniv. Ag r. Sci. 11 (1): 1-12.Jan. 1990 水稲の登熟特性と玄米の窒素含量向上に関する研究 上林美保子*・開沼悦司日・根本有 子日* (山形大学農学部育種学研究室) (平成元年 9 1 日受理) Changes in Grain Nitrogen Content and RipeningCharacteristics ofRice (0ηza sativa L.) with Fertilizer Application after Flowerin under DifferentSoil Moisture Conditions. Mihoko KAMBAYASHI Etsushi KAINUMA and Yuko NEMOTO LaboratoryofCropBreeding FacultyofAgriculture YamagataUniversity Tsuruoka997 Japan (Received September1 1989) Summary Changesingrainnitrogencontentwithfertilizerapplicationandsoil moisturecontentwereexamined inrelationtoharvestindex topdryweightandstrawnitrogenconten t. Five cultivarsfromeachecospecies i e. japanica cultivars indica cultivarsand j anicacultivarsinwhichasynthesizedbiggrainisincluded andfiveuplandcultivarswereusedintheexperimentunderpaddycondition andthreecultivarsfromthe abovementionedecospeciesandthreeuplandcultivarsintheexperimentunderuplandcondition.Therice plantsweregrownunderthecultivationconditionsasthatinShounaiareauntilflowering.Afterflowering thericeplantswere dividedintothreeplotswiththreereplicatesandweregrownunderdifferentfertilizer levels.i . e. 0 N 1 Nand3 N plots.A compoundfertilizer(N: P 05 : KzO = 13 % each)wasapplicated'atthe rateof1 kg /1 0atothe1 N plotand3 kg/ lO atothe3 N plot whilethe0 N plotwasleftfertilizer free throughoutthe grainfillingperiod.Thefertilizerwasapplicatedfive timesataninterval of 7 daysafterthe endof flowering.Thegrainnitrogencontentofallthericeplantsgrownunderuplandconditionwashigher thanthatunderpaddycondition.The harvestindexdecreasedwithincreaseoffertilizerlevelandalsode. creasedunderpaddyconditionascomparedwithuplandcondition.Thegrainnitrogencontentwasnega. tivelycorrelatedwiththeharvestindexandthestrawnitrogenconten t. butpositivelywiththetopdry weigh t. Especially thegrainnitrogencontentofthe japanica and indica cultivarsincreasedmarkedlywith decreaseof theharvest indexandincreaseofthetopdryweigh t. Theripeningrateofthe japanica cultivars wasslowerthanthatofthe javanica and indica cultivarsandthesynthesizedbiggrainstrain.Thefaster ripeningrateof indica cultivarsresultedinmorerapiddecreaseof thestrawnitrogencontent.The jap tca cultivarswerelessresponsibleforincreaseofthegrainnitrogencontentwithincreaseoffertilizerlevel thantheothers.Contrastingly the indica cultivarswerehighlyresponsible.Of javanica cultivars Sesiaand -現山形大学農学部附属農場 付現山形農協中央会 n ・現福島県農業試験場

水稲の登熟特性と玄米の窒素含量向上に関する研究 · Kinandang 18. Senshou 4. Akihikari 9. BG-1 14. Panbira 19. Gaisenmochi 5. Sasanishiki 10. Kurakuru 15. Gaiya

  • Upload
    others

  • View
    1

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: 水稲の登熟特性と玄米の窒素含量向上に関する研究 · Kinandang 18. Senshou 4. Akihikari 9. BG-1 14. Panbira 19. Gaisenmochi 5. Sasanishiki 10. Kurakuru 15. Gaiya

山形大学紀要(農学)第11巻 第 1号:1-12. 平成 2年 1月

Bull. Yamagata Univ., Agr. Sci., 11 (1) : 1-12. Jan. 1990

水稲の登熟特性と玄米の窒素含量向上に関する研究

上林美保子*・開沼悦司日・根本有 子日*

(山形大学農学部育種学研究室)

(平成元年 9月 1日受理)

Changes in Grain Nitrogen Content and Ripening Characteristics of Rice

(0ηza sativa L.) with Fertilizer Application after Flowerin

under Different Soil Moisture Conditions.

Mihoko KAMBAYASHI, Etsushi KAINUMA and Yuko NEMOTO

Laboratory of Crop Breeding, Faculty of Agriculture,

Yamagata University, Tsuruoka 997, Japan

(Received September 1, 1989)

Summary

Changes in grain nitrogen content with fertilizer application and soil moisture content were examined

in relation to harvest index, top dry weight and straw nitrogen content. Five cultivars from each ecospecies,

i e. japanica cultivars, indica cultivars and j仰 anicacultivars in which a synthesized big grain is included

and five upland cultivars were used in the experiment under paddy condition, and three cultivars from the

abovementioned ecospecies and three upland cultivars in the experiment under upland condition. The rice

plants were grown under the cultivation conditions as that in Shounai area until flowering. After flowering,

the rice plants were divided into three plots with three replicates and were grown under different fertilizer

levels. i. e. 0 N, 1 N and 3 N plots. A compound fertilizer (N: P,05 : KzO = 13 % each) was applicated 'at the

rate of 1 kg/10a to the 1 N plot and 3 kg/lOa to the 3 N plot, while the 0 N plot was left fertilizer free

throughout the grain filling period. The fertilizer was applicated five times at an interval of 7 days after the

end of flowering. The grain nitrogen content of all the rice plants grown under upland condition was higher

than that under paddy condition. The harvest index decreased with increase of fertilizer level and also de.

creased under paddy condition as compared with upland condition. The grain nitrogen content was nega.

tively correlated with the harvest index and the straw nitrogen content. but positively with the top dry

weight. Especially, the grain nitrogen content of the japanica and indica cultivars increased markedly with

decrease of the harvest index and increase of the top dry weight. The ripening rate of the japanica cultivars

was slower than that of the javanica and indica cultivars and the synthesized big grain strain. The faster

ripening rate of indica cultivars resulted in more rapid decrease of the straw nitrogen content. The jap側 tca

cultivars were less responsible for increase of the grain nitrogen content with increase of fertilizer level

than the others. Contrastingly, the indica cultivars were highly responsible. Of javanica cultivars, Sesia and

-現山形大学農学部附属農場

付現山形農協中央会

n ・現福島県農業試験場

Page 2: 水稲の登熟特性と玄米の窒素含量向上に関する研究 · Kinandang 18. Senshou 4. Akihikari 9. BG-1 14. Panbira 19. Gaisenmochi 5. Sasanishiki 10. Kurakuru 15. Gaiya

2 山形大学紀要 (農学)第11巻第 1号

a synthesized big grain strain, BG-1 showed the highest grain '1itrogen content with a high fertilizer ap-

plication under upland condition. The upland cultivars showed a higher grain nitrogen content and ripening

rate under upland condition and their harvest index did not decrease with increase of fertilizer level under

upland condition.

緒 言

米粒の窒素含量向上に関する研究は,栽培学的には木

戸らへ 平ら 1へ平ら山,NISHIZAWAIO),本庄ら3.4)によっ

て窒素の追肥条件,尿素の葉面散布などの研究がなされ

て来た.また,育種学的には東ら LZ) 片岡"上林ら 7)の

報告があり,これらの研究において遺伝的な窒素含量向

上の可能性が示唆されている.筆者らはこれまで日本型,

ジャワ型および大粒系統,インド型品種を供試し,出穂

後追胞による米粒中の釜素含量の増大の生態種間差異・

品種間差異を検討し,インド型品種,ジャワ型品種およ

び育成大粒系統が日本型品種より玄米窒素含量が多く,

さらに追肥による窒素含量向上も大きいことを明らかに

した8)

本研究は,日本型,ジャワ型およぴ育成大粒系統,イ

ンド型の各生態種と陸稲から品種を選定し, 1983年に水

田栽培, 1984年に畑栽培をおこない,土擦の水分状態お

よび出穂後の追肥量と玄米窒素含量との関係を明らかに

しようとしたものである.

実験材料および方法

水回栽培

1983年の水田栽培における供試品種は,日本型 5品種,

ジャワ型および育成大粒系統17)5品種・系統,インド型

5品種,陸稲 5品種の合計20品種を用いた (Table1).

以下, Table 1の品種番号は図表の番号と共通で、ありそ

の品種名を表わす.

実験材料の育成は山形大学農学部附属農場内の水田お

よび畑を使用した.水田,畑栽培とも出穏期後の肥料水

準に関して無追肥区 (ON区)と追肥区を設け,追肥区

には少肥区 (1N 区),多肥区 (3N 区)の 2区を設定し,

それぞれ3反復で実験を行なった.出穂までは附属農場

の慣行栽培とし,出穂後追肥の場合,少肥区は 10aあ

たり成分 (N,PzU5, K2u)で 1kgを各品種の出穂日に

施用を開始した.その後,各品種とも 7日毎に 1kgづ

っ 5 回追肥した.多ß~区は同様に 3kg を施用した.各

施肥区の各品種から出穂後 7日, 14日, 21日,28日の

4回および収穫期に 5株づっ採取した. 室内乾燥の後,

出穂後4回採取の試料については長稗 5本の稲体の窒素

量を測定した.また登熟後に収穫した試料については長

稗 5本の藁重,穂重を測定し,収穫指数を算出したあと,

玄米と藁の窒素量を測定した.

姻栽培

1984年,水田栽培に供試した品種の中から,日本型 3

品種,ジャワ型および育成大粒系統 3品種 ・系統,イン

ド型 3品種,陵稲 3品種の合計12品種・系統を直播した.

水田での栽培と同様に,出穂、後に無追肥区 (ON区),

lOaあたり 1kg追肥区(lN区), 3 kg追肥区 (3N

Table 1. Cultivars and strain used

Jap仰~ca cv Javan~ca cv. indica cv. Upland cv.

1. Rikuu 132 6. Stirpe 136 Anthocyane 11. Mao-zu-tao 16. Iwatekurumiwase

2. kojounishiki 7. Lady W right 12. Josaeng Tong-il 17. Sankanka

Low land 3. Aikoku 8. S.esia 13. Kinandang 18. Senshou

4. Akihikari 9. BG-1 14. Panbira 19. Gaisenmochi

5. Sasanishiki 10. Kurakuru 15. Gaiya Dhan Tosar 20. Rikutou Nourin 22

Upland 2. Kojounishiki 6. Stirpe 136 Anthocyahe 11. Mao-zu-tao 17. Sankanka

4. Akihikari 7. Lady Wright 12. Josaeng Tong-il 18. Senshou

5. Sasanishiki 9. BG-1 15. Gaiya Dhan Tosar 20. Rikutou Nourin 22

2

Page 3: 水稲の登熟特性と玄米の窒素含量向上に関する研究 · Kinandang 18. Senshou 4. Akihikari 9. BG-1 14. Panbira 19. Gaisenmochi 5. Sasanishiki 10. Kurakuru 15. Gaiya

水稲の登熟特性と玄米の窒素含量向上に関する研究 上林・開沼・根本 3

区)の 3区を設けた.追肥方法も水田と同様に出穂直後

から 7日おき 5回おこなった.サンプリングは出穂 7

日後から 7日おき 4固と収穫期の合計 5回行なった.各

施肥区,品種とも 3反復とし 3株づっ採取し,長稗 3穂

について水田栽培と同様の調査項目について測定した.

窒素の定量はセ ミミク ロケルダール法によりおこなっ

た.

結 果

水田栽培および畑栽培と各肥料水準区において栽培さ

れた玄米の 19当たり窒素含量の平均値および標準誤

差を Table2に示した.水田栽培,畑栽培ともに追肥

水準が増加するにしたがって玄米の窒素含量が増加し

た.水田栽培と畑栽培との比較では畑栽培の方か玄米の

窒素含量が高かった.

生態種間で比較してみると水田栽培では,ジャワ型お

よび育成大粒系統が3肥料水準のすべてにおいて最も高

い値を示した.インド型品種と陸稲品種はほぼ同じ値で,

どの肥料水準区でもジャワ型品種に次いで高い値を示し

た. 日本型品種はすべての肥料水準区において低い値を

示した.畑栽培においてはイ ンド型品種が最も高い値を

示し,つぎに陸稲品種,ジャワ型品種がつづき日本型品

種は畑栽培においても低い値を示 した.

水田栽培と畑栽培における各肥料水準の収穫指数の平

均値および標準誤差を Table3に示した.水田,畑栽

培ともに肥料水準が増加するにしたがって収穫指数は滅

Table 2. Changes in nitrogen content of rice grain with fertilizer level and soil moisture con

tent.

Fertilizer jat酬明cacv. javantca cv. indica cv. Upland cv. AII cv

level掌 Mean S.E Mean S.E Mean S.E Mean S.E Mean

ON 10.7 0.3 12.3 0.5 11.9 0.3 11.7 0.3 11.7

Paddy 1N 11.0 0.3 13.0 0.6 12.5 0.3 12.6 0.2 12.2

3N 12.7 0.2 15.6 0.5 14.5 1.5 14.5 0.3 14.3

ON 12.8 0.2 14.0 0.5 16.6 1.4 15.1 1.2 14.6

Upland 1N 14.4 0.4 15.3 1.1 17.1 0.3 16.7 1.3 15.9

3N 13.5 0.2 15.4 1.3 19.4 0.8 15.7 1.3 16.0

• 0 N, 1 Nand 3 N indicate the fertilizer level of top dressing, i. e. 0 N, 1 N and 3 N are 0 kg, 1

kg and 3 kg/lO a, respectively

These top dressing were applied five time at an interval of 7 days after f1owering. These

abbreviations are applied to the followings.

Table 3. Changes in hervest Index with fertilizar level and soil moisture content.

S.E

0.2

0.2

0.3

0.6

0.5

0.8

Fertilizer jat側 icacv javantca cv. indica cv Upland cv AII cv.

level Mean S.E Mean S.E Mean S.E Mean S.E Mean S.E

ON 58.6 1.1 49.9 2.4 54.3 3.0 57.8 2.1 55.2 1.3

Paddy 1N 56.6 1.2 46.8 2.5 51. 7 3.1 57.4 1.8 53.1 1.4

3N 52.8 1.0 45.6 2.5 48.8 3.0 54.7 2.5 50.5 1.4

ON 50.5 0.8 40.3 4.8 46.4 3.2 57.2 3.4 48.6 2.3

Upland 1N 49.0 1.7 44.7 2.8 44.7 4.0 55.4 2.2 48.8 2.0

3N 50.1 1.1 37.5 5.7 45.5 5.5 54.5 1.3 46.9 2.6

3

Page 4: 水稲の登熟特性と玄米の窒素含量向上に関する研究 · Kinandang 18. Senshou 4. Akihikari 9. BG-1 14. Panbira 19. Gaisenmochi 5. Sasanishiki 10. Kurakuru 15. Gaiya

4 山形大学紀要(農学)第11巻第 l号

少した.とくに水田栽培において収穫指数の減少は顕著

であった.

生態種間で比較してみると,水田栽培では日本型品種

と陸稲品種は肥料水準が増加しでも収穫指数の減少は少

なかったが,インド型品種は収穫指数の減少が大きかっ

た.畑栽培についてみると,肥料水準が増加しでも水田

栽培ほど収穫指数は減少しなかった とくに陸稲品種は

畑栽培において高い収穫指数を示した.

玄米の窒素含量と収穫指数,地上部乾重, 4回の平均

茎葉窒素含量との関係を Fig.1とFig.2に示した.ま

た,それらの相関係数を Table4に示した.畑栽培の場

合は供試品種が少なかったので,全品種を込みにした相

関係数のみを示した. Fig.1の水田栽培の 3N区につ

いてみると大粒系統の BG~1 (No. 9),ジャワ型の Lady

Wright (No. 7), Sesia (No.8)とインド型の GaiyaDhan

Tosar (No. 15)は収穫指数が低く,高い玄米窒素含量を

示した. Fig.2の畑栽培の 3N区についてみると窒素

含量は, Gaiya Dhan Tosar (No. 15)では 20.73mg,帽子

頭では 19.62mgで蛋白質に換算して約12%の高い値を

示した.玄米の窒素含量と収穫指数との相関を,水田栽

培の全品種について見ると玄米窒素含量と収穫指数は負

の相関を示した.生態種間で比較してみると日本型品種

および陸稲品種はすべての肥料水準区において負の相関

を示し, 日本型品種は ON区で陸稲品種は oN, 1 N

区で有意の負の相関を示した.インド型品種では 1N,

3N区において有意の負の相関を示した.ジャワ型品種

および育成大粒系統では追肥区において低い負の相関を

示した.畑栽培の全品種を込みにした場合,玄米窒素含

量と収穫指数の関係は低い負の相関を示すか,ないしは

ほとんど相関が見られない場合もあった.

玄米窒素含量と地上部乾重の関係について見ると,水

田栽培の全品種では低い正の相関が見られ, 3N区にお

いては有意の正の関係が見られた.生態種間の比較では

日本型とインド型品種が正の相関を示す傾向が見られ

る.ジャワ型品種および育成大粒系統は負の相関を示し,

1N区で有意の負の相関を示す.畑栽培の全品種では,

1N区では負の値を示し, ON区と3N区で低い正の相

関が見られた.

玄米の窒素含量と茎葉中の 4回の平均窒素含量との相

関についてみると,水田栽培における全品種ではどの肥

料水準でも低い負の相関が見られた.生態型聞の比較で

は日本型とジャワ型品種ではジャワ型品種の 1N区を

除いて正の相関を示し,インド型品種では相関は極めて

低い.陸稲は低い負の相関を示す.畑栽培において,無

Table 4. Correlation coefficients of grain nitrogen content to harvest index, top dry weight and

mean straw mtrogen content

Paddy

Fertilizer jαtomca Javantca indica Upland All cv.

level cv. cv. cv. cv.

ON -0.894*事 0.254 0.243 -0.872** -0.832

HI 1N 0.449 0.092 -0.847.** -0.987傘* -0.603**

3N 0.489 0.345 -0.843本$ 0.410 -0.587本$

ON 0.674 -0.742 0.065 -0.432 0.193

TDW 1N 0.179 -0.930*字 0.630 -0.846字 0.319

3N 0.142 0.341 0.840事 0.355 0.606寧$

ON 0.481 0.422 0.061 0.565 0.168

MSTN 1N 0.071 0.531 0.181 0.288 -0.235

3N 0.103 0.648 0.086 -0.270 0.154

HI : Harvest index TDW: Top dry weight MSTN: Mean straw nitrogen content

* significant at 5 % level * * singificant at 1 % level

4

Upland

All cv

-0.257

0.048

0.345

0.309

0.184

0.259

-0.472・0.265

0.241

Page 5: 水稲の登熟特性と玄米の窒素含量向上に関する研究 · Kinandang 18. Senshou 4. Akihikari 9. BG-1 14. Panbira 19. Gaisenmochi 5. Sasanishiki 10. Kurakuru 15. Gaiya

決議qu刷附別世帯醇~H

同半mqu凶附叫州防剛志]什FhEJ「ぶ湯浅|

|什骨骨・冨叫国・活必円

3N 9 @

16 • 12 ・0

4

ι11

日。

7@

8 @

20 • 18 17

131,・14 .~"" 10

o • 19

3N

537⑨

l《

6⑨

ω@

,9. ⑥

8 ⑥

-Ho

qδ 10

1

0

1 日

-

Mm

・- 2 .

17 • 2日

3・12・口5 .

3N

18 tl. 13 ・,。堕 19

- • 20 3 12 ・.。

5 ・2. . 4

8 ⑨

I

Mo

m⑨

F

・・

9 @

目。

7@

18

17

16

15

14

13 4 .

12

11

IN

JO

8 9 ⑨

⑨ 15

11 '" 0 o 17 ・)!l

⑨@IもEg 20 . 晶 ・・ 16. ~

18

.

14 130 0

1N

40

15 0

JO ヮ

亀14 ⑤・18 申

35 30

8 9 @ @

11 0 16 19

1・・2・13

;.4

25 20

17 ・20 12 ・0. 3

F d

IN'

60 55

12初 193 2 ~~・ 18・・ 16 ・13

_ .4 ・b

50 45

8 @

11 17 .o

JO ". ⑨ n.. 6 U14 @

1 .

40

9@目。

16

15

14 (

ど 13e 17

12 ω

~ H E ~ 10

e 9 z 宮

崎』

にコ

35

ιn

ON

12 ~ 16 20泊.・4 ・J'附 "ro

⑨J'剛間

o 1ndicII • Upland cullivar

8 ⑥

6⑥・

2

3

m@牌

5

U.,A}

1

9E

7E

7

・'{

1

5c

1

0

2

1

1》

ON

40

6 @

35

10 @]5

30

8 ⑨

14 ~ 13~ 。哩

19 16 .・ 2" .. 11 4 ': 18

I

25

12 0

20

17 • 20 • 3

65

ON

60

8 ⑨

17 14 • IO j~ 16 も12

t4JS.-.192 ..2 . .

55 50 -15

AU

9@

@

7

日@

40

16

15

14

12

11

13

5 . JO

CJ1

55 60 65 15 20 25 30 35 40

Harvesl indcx (覧 Topdry weighl (g) 1-4 Mcan straw nitrogen content (mg/g)

Fig. 1. Relationship of grain nitrogen conteut to harvest index, bry weight, mean straw nitrogen content under paddy condition

See Table 1 cultivar number.

50 45

Page 6: 水稲の登熟特性と玄米の窒素含量向上に関する研究 · Kinandang 18. Senshou 4. Akihikari 9. BG-1 14. Panbira 19. Gaisenmochi 5. Sasanishiki 10. Kurakuru 15. Gaiya

。、

3N 15 0

15 0

15 0

lJ 0

3N

11 0

3N lJ。

20

19

1 8 ~ 7 17 @・

14 0

7 @

14 0

17 • 17 • 14 0

20 • 9 @ 9

z

20 • 20 • 9 @

17

6

5

4

1

1

1

6 ! ~ @

川崎・

にd

・6 ⑨ 4

5

・2Je

FO 同四

・』

04

r3

m--5

.13

岳出W升川判首咽刷(同州特)判明ロ株

IN

lJ 0

14 13

げ-

m・目。

12 lJ

14 0

10

lN

50

M09島

dnvaq

30 20

17 • II 20 o.

10

IN

60

17 •

50

20 14. 。

11 0

45 40 35

15 0

30

20

9

8

7

1

1

1

(MW¥凶

E)

“RWMZ。uzω旬。』“-acS』口

9 ⑥

5

9⑨ 16

18 • 18 • 18 • 15

14

。、6 @

6 @ 品13

同l

ON

14 13 12 11 10

ON

50 40 30 20 10

ON

60 55 50 45 40 35

.1"仰制"

⑥川'"剛Oimlicn

• Upland cullivar

)7 • 15 0

15 0

17 • 17 • 15 0

20

ゅ,E』

6

5

4

19

18

17

11 0

7⑨

m

・14 0

@9 7@同-

M0

9⑨

11 20 o. Ij 1120 o 0・9

@

18 • 6@4 6 ⑥

2 . 18 • @に4 ・u • . 5 .

45 50 55 60 10 20 30 40 50 10 11 12 13 14

Harvest index (出 Topdry weighl (g) 1-4 Mean slraw nitrogcn contcnt (n四/g)

Fig. 2. Relationship of grain nitrogen content to harvest index, dry weight, mean straw nitrogen content under upland

condition.

See Table 1 for cultivar number

40 35

13

Page 7: 水稲の登熟特性と玄米の窒素含量向上に関する研究 · Kinandang 18. Senshou 4. Akihikari 9. BG-1 14. Panbira 19. Gaisenmochi 5. Sasanishiki 10. Kurakuru 15. Gaiya

7 水稲の登熟特性と玄米の窒素含量向上に関する研究一一上林・開沼・根本

J N 12

1ぞき.20

11 ぃ/(Y'込ぬ: 《;

10

9

、とミ; ll/, ,,"'-. ¥':--15 B

7 10・.ー.・

14 6

5

4

12 1 N 11

.‘ ・、. 、、、‘ 、、. 、、、10

ミミ9

込~ 之さ三

B

込?

6

5 '.ー・・・・・.-・一4

12 ON H

10

、記 」 '.

三ミs 7

‘・・・・一'一・.ー'・6・

、ささ;三

5

4

(凶¥国富)

=U剖ECUEU凶C』

t己

ω

14 21 28 Upland cultivar

Fig. 3. Changes in strow nitrogencontent with time after flowering under paddy condition.

The numberals in the figure are cultivar number in Table 1.

28 14 21 4叫dica

14 21 28 ;avantca

days after flowering

7 28 14 21

japunica 7

時期毎に見ると, 出穂、 7日目のインド型 4品種は収穫指

数30-45の高い値を示した.出穂14日目についてみると,

陸稲品種はインド型品種と収穫指数が同等の値を示し,

日本型品種とジャワ型品種および育成大粒系統は穂重の

増加が緩慢で、あることを示している.出穂21日目の収穫

指数について見ると,インド型および陸稲品種に日本型

品種が追いつき地上部乾重が大で収穫指数が小さいジャ

ワ型品種および育成大粒系統と区別されるようになっ

た.出穂後28日目では21日目と収穫指数は大きく変化し

ていない.収穫時の収穫指数は変化しないが横軸の地上

部乾重に変動が見られた.

つぎに畑栽培の結果の特長を材料採取時期毎に見る

と,出穂後 7日目では陸稲の 3品種(山手早禾 (No.17)

戦捷 (No.13)陸稲農林22号 (No.20)) が収穫指数20-

7

追肥区では有意の負の相関を示すが追肥区の 1N区は

共に低い正の相関を示した.

出穂後の茎葉の窒素含量の推移について水田栽培の結

果を Fig.3に,畑栽培の結果を Fig.4に示した.水田

栽培における ON区と 1N区ではどの生態種でも登熟

の進行に伴って茎葉中の窒素含量は減少した. 3N区に

おいては陸稲品種では減少傾向を示したが,インド型品

種,ジャワ型品種および育成大粒系統は 3週目で増加傾

向を示した.畑栽培における茎葉の窒素含量は全期間に

おいて水田栽培より高い値を示した. ON区では登熟の

進行と共に減少する傾向にあるが1N, 3 N 区では 4週

目の窒素含量は陸稲品種を除いて増加傾向にあった.

地上部乾重と収穫指数との関係の出穂 7日日毎の推移

を Fig.5に示した.結果の特徴を水田栽培の材料採取

Page 8: 水稲の登熟特性と玄米の窒素含量向上に関する研究 · Kinandang 18. Senshou 4. Akihikari 9. BG-1 14. Panbira 19. Gaisenmochi 5. Sasanishiki 10. Kurakuru 15. Gaiya

第 1号

) N 16

‘祈ぷ17

15

;ミ〉く7- 11boζ / 1 7~

14 14

1) 15

12

5 _____

11

10

.9

s

1 N 16

dJ//~¥~「~//¥ / ¥ 15

14

?〆¥Xこ/こ 込/G ジ1)

12

11

10

9

B

16 ON LS

、14

弐く1)

G4 12

11

1Q

9

山形大学紀要(農学)第11巻

(国¥凶

E)

E3ECUEU国

obEF司・乙∞

8

14 21 28

Upland cultivar

Fig. 4. Changes in straw nitrogen content with time after flowering under upland condition

The numberals in the figure are cultivar number in Table l.

28 14 21 indica

l‘21 28 ;avantca days after flowenng

7 28 14 21 japllItica

玄米の窒素含量は水田栽培の 3N区より,畑栽培の

ON区において高い値を示した.これは畑栽培において

は夏季の高温条件下でも地下部が湛水条件の場合のよう

な土壌還元からの悪影響をうけることなく健全な状態に

あり,そのため根の活性が高く窒素の吸収が旺盛であっ

たことによると考えられる.茎葉中の窒素含量も畑栽培

の 3N区において高い値を示したのも同じ理由による

と考えられる.このことがインド型品種の GaiyaDhan

Tosarと育成大粒系統の BG-1で玄米窒素含量が 20mg

であり,蛋白質に換算して12%以上の高い値をもたらす

こととなったとみられる.小麦粒蛋白質含量が12%ない

し14%という結果が得られている 11)が水稲を畑栽培する

8

25の高い値を示した.穂重 5g/5穂以上を示す品種は

3N区の Stirp136 Antocyane (No.6)と ON区の

Panbira (No. 14)のみであった 出穂後14日目では日本

型品種は地上部乾重が小さく収穫指数が高かった出穂

後21日目では陸稲品種が大きい収穫指数を示し,凱旋糖

は地上部乾重も大きい値を示した.水田栽培と比較して

みると地上部乾重の変動が大きかった.出穂後28日目で

は穂重が 5g-10 gの範囲にある品種が見られ,水田栽

培と比較して登熟が緩慢で、あることを示している.水田

栽培と比較して収穫指数,地上部乾重ともに品種による

変動が大きかった収穫期では収穫指数が4週目から収

穫時にかけて陸稲品種以外は増加を示した.地上部乾重

もジャワ型品種および育成大粒系統は増加した.

Page 9: 水稲の登熟特性と玄米の窒素含量向上に関する研究 · Kinandang 18. Senshou 4. Akihikari 9. BG-1 14. Panbira 19. Gaisenmochi 5. Sasanishiki 10. Kurakuru 15. Gaiya

N

玄白q)刷州選帯↓同~ハ附

沫qu川附叫州内咋剛

E什打温斗NV

ヨ滞||

i庁学・週刊出・治勢

3伺7

10,

lOg 15~

waid¥ ぷJUNlて0・:;人

3N3:_I~~ ):記fJ;oAliJ7剛丈

・3tyyj:1kilfddn:;:::。川・8川8 ¥、

20

¥ 日記

.、.3NI1¥3附

・ON20 ¥・0"'.IM4 、 V~19・3N200NI9PONiI.

'"・:!~~Q 。・・311"19. 00111‘ 20 :.I_".IJ 3M11 IN7 ¥

酬s..0ANiT川 3晶.U3:s・ _0112 ・ 31114、¥、'"'・ OH‘、、、、1HZ. 。、、

IH5 3H2 ・ IMI5同‘ a10 Ort1

l民". 3H1

45

40

30

20

35

30

司自侭

Q4

-2aコ

》向山W可

z-

ωnω〉』

mz

tO

ミD

al Harvesl 28 days aftcr flowcring

Fig. 5. Relationship of harvest index to top dry weight after flowering with reference to fertilizer level.

The numeals in the figure indicate that for example 0 N 5 that fertilizer level is zero and cultivar number five.

See Fig. 1 for the symbols.

1<1 days after flowcring

Total dry weighl (aftcr flowerillg)

7 days aftcr f10wcring

Page 10: 水稲の登熟特性と玄米の窒素含量向上に関する研究 · Kinandang 18. Senshou 4. Akihikari 9. BG-1 14. Panbira 19. Gaisenmochi 5. Sasanishiki 10. Kurakuru 15. Gaiya

10 山形大学紀要(農学)第11巻第 1号

ことによって小麦に近い蛋白質含量の玄米が得られる可

能性が示された.これらのことは,水田栽培の水稲と畑

作物(麦類,アルフアルファ)とを比較した場合,水稲

の生理活性の最も高い時期が最高分げつ期前後にあり,

以降急速に生理活性が低下していくのに対し,畑作物で

は出穂開花期に生理活性が最大となるというこれまでの

研究結果16.19)と関連して興味あることである.

収穫指数と玄米の窒素含量はどの生態種においてもま

たどの肥料水準においても負の相関を示した.また,収

穫期の地上部乾重と玄米の窒素含量は全品種を込みにす

ると正の相関を示した.このことは収穫指数が低く,地

上部乾重の大きい品穫が玄米の窒素含量が高いことを示

し,シンクサイズが大きい場合,玄米中で窒素含量が希

釈されることを示しているへ さらに,逆に地上部乾重

が大きいことは玄米への窒素供給を高めることを示して

いる.

玄米の窒素含量と地上音1¥乾重との相関を生態種別にみ

るとジャワ型および育成大粒系統はどの肥料水準におい

ても負の相関を示す傾向にあった. 地上部乾重が大きい

場合は収穫指数が小さいのが一般的であるが,ジャワ型

品種と育成大粒系統のみで見た場合は Sesiaと BG-1

が高い収穫指数を示したことにより負の相関となった.

玄米の窒素含量と茎葉中の窒素含量は水田栽培では低

い負の相関を示したが,畑栽培の無追肥区では有意の負

の相関を示し追肥区では正の相関を示した.このことは

茎葉中の窒素水準が畑栽培より低い水田栽培で,収穫指

数の増大が畑栽培より早く進行することによって茎葉の

窒素の転流も早いことと関係している.一方,畑栽培に

おいては登熟の進行が緩慢である.インド型品種の玄米

の窒素含量は絶対量において他の品種群より多い.この

ことはインド型品種は登熟および収穫指数の推移で見る

ように,登熟が急速で茎葉中の窒素の転流が出穂初期段

階から急速におこることを示唆している.以上,このこ

とは登熟中の茎葉窒素の推移が畑栽培の ON区と,畑

栽培で登熟の早い陸稲品種で窒素の減少が急激に起こる

こと,また水田状態では 3N区でも出穂後の窒素の減

少が急激であることからも裏づけられる.

日本型品種は,出穂後追肥による玄米の窒素増加率は

水田栽培,畑栽培ともに生態種間で最も低い値を示した.

さらに, 日本型品種の茎葉中の重量素含量が他の品種群よ

りも急速に滅少した.これは結果的には玄米の窒素含量

を高める様に作用することにつながると見られるが,上

述のように日本型品種の玄米の窒素含量が他の品種群よ

10

り低い.この原因は日本型品種の収穫指数が他の品種群

より高く,その結果いわゆる“希釈効果"がおこったこ

とによると推察される.このことは米粒中の澱粉集積は

米粒の内部から外部に向かつて進行し,蛋白質は外部か

ら内部にむかつて澱粉粒の間隙に蛋白質が集積する 18四)

ことと関係する.すなわち,日本型品種のように透明な

ガラス質の米粒は粒内の間隙が少なく,結果として窒素

集積が低くなったものと考えられる.

ジャワ型品種および育成大粒系統はとくに Sesiaや

BG-1は追肥区において高い玄米窒素含量を示した.ジャ

ワ型品種および育成大粒系統の登熟に関する特性は,登

熟速度が速く,登熟中の茎業窒素含量の推移は日本型と

同様の減少パターンを示した.また,収穫指数が低く,

どの生態種よりもソースが大である.一般的に,ジャワ

型品種およぴ育成大型系統の玄米形質は澱粉の集積がゆ

るく,心白ないし腹白粒で乳白色不透明で、ある.また,

笹原らは山ジャワ型品種および育成大粒系統は,登熟期

における転流物質中に占める貯蔵物質の割合が他の生態

種より低く,出穂後のあらたな同化産物による澱粉貯蔵

の割合が高いと報告している.以上のことより,ジャワ

型品種および育成大粒系統は登熟後期まで米粒中の蛋白

合成が続けられる状態にあると考えられる.また,これ

らの品種の粒内構造が疎であり,蛋白質集積が長期に継

続することとも関係していると見られる.

インド型品種は,出糖、後追肥によって水田,畑栽培と

もに玄米の窒素含量の増加率が大きかった.インド型品

種は蛋白質が外部および匹に高い割合で含まれ7)ること

から,小粒でガラス質粒にもかかわらずインド型品種が

高い窒素含量を示す結果となったと考えられる.さらに

インド型品種は,登熟速度が速かった.このことはイン

ド型品種の茎葉中の窒素含量の低いことと関係している

と見られる.すなわち,インド型品種は二次枝梗籾着生

上位優勢型印であり頂芽優勢効果により急速に茎葉の貯

蔵物質および構成物質を分解転流・集積する特徴がうか

がえる 玄米の窒素含量向上に追肥の効果が高いことも

このことと関連していると推察される.

陸稲品種は水田栽培,畑栽培における無追肥区におい

て,日本型よりあきらかに高い玄米窒素含量を示したが,

登熟中の茎葉窒素含量の減少パターンは日本型と同様急

激な減少を示した.追肥区における玄米の窒素含量は,

水田栽培ではインド型品種と同等であり,畑栽培におい

ては育成大粒系統と同等の高い値を示した.とくに畑栽

培においては登熟速度が速く,出穂 2週間後に収穫指数

Page 11: 水稲の登熟特性と玄米の窒素含量向上に関する研究 · Kinandang 18. Senshou 4. Akihikari 9. BG-1 14. Panbira 19. Gaisenmochi 5. Sasanishiki 10. Kurakuru 15. Gaiya

水稲の登熟特性と玄米の窒素含量向上に関する研究一一上林・開沼・根本 11

が40以上を示した.また,収穫指数の畑栽培による減少

も少なかった.これらのことからインド型品種と同様に

登熟速度の早い品種は玄米窒素含量が高いということが

陸稲品種についてもいえることを示している.また,畑

栽培において他の生態種の収穫時の収穫指数が減少した

が,陸稲品種は減少しなかった.ことは土壊水分に対す

るストレスが小さいためと考えられる.すなわち,畑状

態は根の健全性を保ち,収穫指数の分子となる穏を増大

させることにつながり玄米の窒素含量を増加させる結果

となったものと考えられる.

摘 婆

1.どの生態種においても水田栽培と畑栽培の比較で

は畑栽培の玄米窒素含量が高い.また,出穂後追肥の肥

料水準が高い程玄米の窒素含量は増加する

2.収穫指数は水田栽培より畑栽培で減少するが陵稲

は減少程度が少ない.どの生態種においても追肥量が増

大するにしたがって収穫指数は減少する.

3.玄米の窒素含量と収穫指数,登熟中の茎葉の窒素

含量とは負の相関を示し,収穫時の地上部乾重とは正の

相関を示す.

4.日本型品種は収穫指数が低く収穫期の地上部乾重

が重いほど玄米の窒素含量が高くなる. 日本型品種の登

熟速度は緩慢で茎葉の中の窒素含量は出穂 1週間呂から

3週間自にかけて急激に減少する.日本型品種は水田栽

培,畑栽培,各肥料水準のいづれにおいても玄米の窒素

含量は低い値であり,このことは収穫指数と玄米の組織

構造と関係している

5.ジャワ型品種および育成大粒系統の収穫指数は低

い.これは収穫期の地上部乾重が大きいためである.こ

のことが玄米の窒素含量を高めている.

6.インド型品種は収穫指数が低く収穫期の地上部乾

重が重い程玄米の窒素含量は高くなる.玄米の窒素含量

の向上に対する追肥の効果が高い.登熟速度は速いので,

茎葉中の窒素含量の低下が速い.

7.陸稲品種は収穫指数および収穫期の地上部乾重は

ジャワ型品種と類似の傾向を示した.玄米の窒素含量に

ついてもジャワ型と類似の傾向を示した.

謝 辞

山形大学農学部附属農場の五十嵐弘教授はじめ技官の

方々から材料の栽培に多大な御協力をいただきました.

記して感謝の意を表します.

11

引用文献

1)東 正昭・櫛淵欽也・伊藤隆三. 1974.高蛋白米品

種の育種に関する基礎的研究 1.玄米蛋白含有率

の品種間差異および諸形質とくに収量との関係につ

いて. 日作紀. 24: 88-96.

2)東 正昭・櫛淵欽也 1976 高蛋白米品種の育種に

関する基礎的研究 II.高 ・低蛋白品種間交雑によ

る高蛋白性の遺伝分析.日作紀. 26: 17-24.

3)本庄一雄・橿淵晴三郎・平野 貢. 1966.栄養的優

良米の生産に関する研究 尿素の葉面撤布が水稲の

収量並に玄米・一葉の窒素含有率に及ぼす影響(予

報).日本作物学会東北支部会報.8: 23-25.

4)本庄一雄. 1971.第 1報 タンパク質含有率の品種

間差異ならびにタンパク質含有率に及ぼす気象環境

の影響, 日作紀. 40: 183-189.

5)一ーへ 1971.第 2報 施肥条件の違いが玄米のタン

パク質含有率およびタンパク質総量に及ぼす影響,

日作紀. 40: 190.

6)片岡勝美. 1978. 米の蛋白質含有率の遺伝分析, 日

作紀. 28: 263-268.

7)上林美保子・鶴見 功・笹原健夫. 1984.玄米の蛋

白質含量向上に関する育種学的研究, 育種学雑誌.

34 (3).

8) KANBAYASHJ, M., A. 1、IIINO and T. SASAHARA 1985

Vari此巾ta討 vari旧叫at削

sa討山tiva1.) grains and changes in grain protein con

tent with fertilizer supply at late growing stage, SAB

RAO JOURNAL. 17 : 41-47

9)木戸三夫・梁取昭三. 1968 栽培条件が米貿,とく

に米粒の蛋白質含量に及ぼす影響に関する研究,日

作紀.37: 32-36.

10) NJSHJZAWA, N., 1.' KJTAHARA. T. NOGUCHI, S. HAREYAMA

and K. HONJlO. 1977. Protein quality of high protein

rice obtained by spraying urea on leaves before har

vest. Agric. Biol. Chem. 41 : 477-485.

11)折谷隆志.1982.作物の殻実収量と蛋白質およびリ

ジン含量の向上に関する研究,日作紀.51 :別号 1

12)笹原健夫・高橋征徳・上林美保子. 1982.水稲の穂

の構造と機能に関する研究第 3報 登熟期間中に

おける穏重,穂重増加速度およびわら重減少速度,

日作紀. 51: 18-25.

13)笹原健夫・児玉憲一 ・上林美保子.1982.水稲と穂

Page 12: 水稲の登熟特性と玄米の窒素含量向上に関する研究 · Kinandang 18. Senshou 4. Akihikari 9. BG-1 14. Panbira 19. Gaisenmochi 5. Sasanishiki 10. Kurakuru 15. Gaiya

12 山形大学紀要(農学)第11巻第 1号

の構造と機能に関する研究第4報穂軸節位別二

次枝梗級数のちがいによる穂型の分類,日作紀. 51

: 26-34.

14)平 宏和 ・松島省三・松崎昭夫.1970. 水稲収量の

成立原理とその応用に関する作物学的研究,第四報

室素施肥による米の蛋白質の収量及びその栄養価増

大の可能性の栽培試験, 日作紀.39: 33-40.

15)平宏和・平春枝. 1971.水稲うるち玄米のタンパ

ク質含量,40:

16)武田友四郎・丸田 宏 1954.作物のガス代謝作用

に関する研究V 水稲の登熟期における種々の同化

器官の稔実への貢献のしかた,日作紀.24 : 181-184.

12

17)滝田 正・佐藤尚雄・櫛淵欽也 1979. 水稲超大粒

系統の育成,農園. 54: 81-82.

18)田中幸彦.1976.成分育種 FAO/IAEAの共同研

究ー蛋白を中心とした成分育種の現況 ,育種学

最近の進歩. 18: 37-52.

19) Thomas, M. andG. R. Hill. 1937. The continuous

measurement of Photosynthesis, respiration, and

transpiration, of alfalfa and wheat growing under

field conditions.,Plant physiol. 12 : 285-307.

20)梁取昭三. 1975. 米粒構成物質の集積過程よりみた

米質に関する研究,新潟大学農学部紀要. 13.