大豆品種 “ORZU” の共生活動に及ぼすマンガンの影響

はじめに

世界中でたんぱく質不足が叫ばれている今日、人間にとって有用なすべてのアミノ酸がたんぱく質中に含まれているという大豆のたんぱく質の豊富さは特に重要であり、大豆の栄養価をさらに高めています。リジン、メチオニン、アルギニン、ロイシンなどの必須アミノ酸が豊富に含まれているという点では、大豆は多くの食品に匹敵する利点があることを知っておく必要があります。

大豆を栽培している多くの国では、この作物が唯一のタンパク源となっており、家畜にも栄養価の高い餌を与え、その生産性を高めています。 大豆には、タンパク質が30～52％、油分が17～27％、炭水化物が20％含まれています。 地球上での大豆作物の普及率は、穀物とタンパク質の品質に関係しています。

国内の大豆の生物学的特性に基づいて、一次および二次作物として大豆を栽培するための技術の創造と改善において、最適なものを決定するために、ミネラル肥料を背景とした微量栄養素の基準を研究する必要があります。 窒素124kg、リン22kg、カリウム102kg、カルシウム34kg、硫黄23kg、亜鉛191g、マグネシウム18kg、マンガン207g、鉄865g、銅75gが、1ヘクタールあたり24c/haの穀物収量で土壌から抽出されます。 このことから、大豆の成長・発達には、多量栄養素に加えて微量栄養素も必要であることがわかる。

微量栄養素は、植物の栄養を最適化し、ストレスに対する抵抗力を高め、成長を促す。このようなケースは大豆にも見られます。

現代の大豆品種の生物学的ポテンシャルによれば、3.5～4.4t/haの種子を栽培することが可能ですが、実際にはこれを達成するのは非常に困難です。

マグネシウムの欠乏は、老化した葉の葉脈が黄色くなることから始まります。 葉の黄ばみは下部から始まり、欠乏が強まると若い葉に達します。 マグネシウム欠乏症の症状は、カリウム、鉄、マンガンの症状と似ています。

鉄欠乏症では、クロロフィルの生成が急激に停止する。若葉の節間が黄色くなる。 鉄欠乏が進むと、葉脈も黄色くなり、葉は真っ白になる。葉の縁には褐色の斑点が現れる。

鉄欠乏症は、土壌環境のpHが7以上の土壌でよく見られます。 大豆の品種によって、鉄欠乏症に対するアプローチが異なります。 抵抗性品種では、鉄の同化が根系で始まり、発達した根系では、さまざまな根の老廃物から鉄が同化される。 土壌のpHが高くなると、マンガンの吸収が困難になります。

大豆の発育における生理的プロセスをサポートし、活性化するためには、根の外側で微量栄養素が不足している期間に、大豆品種に微量栄養素を与えることが推奨される（キレート給餌）。微量栄養素を必要とする時期：4～6葉の展開期、分枝期、ポッド形成期。

文献レビュー

X.N.Atabaeva, F.B.Namozov, A.A.Kurbanov and S.Sh.Khayrullayev (2020)は、2018-2020年の実験で、微量栄養素がダイズ作物に影響を与えると、微量栄養素が茎の高さ、葉と根の発達、根の結節形成、穀物の品質と収量に影響を与え、高い収量を提供することを明らかにした[7]。

R.Juraeva, J.Tashpulatov, A.Iminov, H.Bozorov, Khatamov S.R, Khayrullaev S.Sh and L.Zaynitdinova (2020)によると，2015-2017年の実験では，ミネラル肥料と根粒菌を大豆に施用した。 群に属するアゾタバクテリアの菌株を曝露したところ、対照変種と比較して12.6～12.8c / haの収量増加が確認された[4; pp.72-79]、[3; p.172]。

Khayrullayev Sardor Shamsiddin ugli（2021年）によると，牧草地・湿地の土壌条件で大豆品種の施用期間中に微量栄養素を懸濁法で2回施用することで，穀物の品質が向上する[6]。

Atabayeva Khalima Nazarovna, Khayrullaev Sardor Shamsiddin o’g’li, and Usmonova Shohista Usmon qizi (2020)のデータによると、硫黄はミネラル肥料を背景とした大豆品種の枝打ちにプラスの効果があり、2018年には、品種「オルズ」の枝打ち数が、微量元素の硫黄により対照オプションと比較して0.8～1.3増加した。品種「Nafis」では、この数値は0.3～0.4であり、中・高硫黄基準で良好な結果が得られました。 2019年には、これらの指標は、「Orzu」品種ではコントロールと比較して硫黄のバリアントで0.3-0.7増加し、「Nafis」品種では0.1-0.3増加し、硫黄の中・高規格では良好な結果が得られた[2]。

Iminov Abduvali Abdumannobovich, Khayrullayev Sardor Shamsiiddin ugli, et alによると，大豆と緑豆の種子を播種前にニトラジン処理することは，実験室と圃場の両方の条件下で種子の発芽にプラスの効果があり，冬小麦の後の二次作物として栽培された大豆と緑豆の作物の種子を播種前にニトラジンで非処理することを背景に，翌年の綿花栽培の条件で実験室での種子の発芽率は0. 3～1.3％、圃場の肥沃度は0.2～0.8％高くなったという。 また、二次作物として栽培された大豆と緑豆の作物にリンとカリウムの肥料を使用した場合、研究ではミネラル肥料を使用しない対照オプションに比べて、実験室では0.6-1.0％、圃場では0.6-0.7％高くなったことがわかった[1]。

Umarova Nigora Sadriddinovna, Bo’riboyev Bekzod Yetmish ugli, Khayrullayev Sardor Shamsiddin ugli, Usmonova Shokhista Usmon kizi, & Turdaliyeva Shokhista Tulkinjon kiziによると、大豆植物のミネラル肥料に対する需要は、NPKと液体肥料を併用した場合、他の方法と比較して、植物のすべての生物学的パラメータと収量が品種によって増加することが観察された。典型的なシエローゼムの土壌条件でミネラル肥料を異なる方法で使用すると、地場品種と外国品種の穀物収量に影響を与えることがわかった。 すなわち、中熟大豆品種「Nafis」の平均収量は43.4c / ha、「Vilana」は42.4c / haであり、収量を増加させる最良の方法は、NPKとしての肥料を液体肥料と組み合わせて施用することである[8]。

Khayrullayev Sardor Shamsiddin o’g’li と Usmonova Shhista Usmon qizi のデータによると、大豆品種の下第一ポッドの位置は、Orzu 品種では 12.815.9 cm、Radimax 刺激剤では 3-3.1 cm、Gummat 刺激剤では 2.2-2.4 cm、Tecamin 刺激剤では 2.1 cm、Algora 刺激剤では 3.1 cm と高いことがわかった。 最も効果的な結果は、Radimax、Gummat、Algoraのバイオシミュレーターで観察され、下部第一ポッドの位置は、「Nafis」品種で14.7～17.6cmが検出され、コントロール品種と比較して、Radimax刺激装置では2.5～2.9cm、Gummat刺激装置では2.2～2.5cm、Tecamine刺激装置では2.1cm、Algora刺激装置では2.4cm高かった。最も効果的な結果は、Radimax、Gummat、Algoraのバイオシミュレーターで観察された[5]。

材料と方法

本研究は、2018年から2020年にかけて、米研究所の実験圃場で行われた。 Rice Research Instituteは、タシケント地域の南東部、タシケントから15km離れたチルチクオアシス、チルチク川の左岸に位置しています。 地理的な位置としては、研究所の座標はグリニッジスケールで東経69018、北緯41020に囲まれています。 この地域の地形は平坦で、実験場の土壌は川辺の地域の土壌に対応しており、この地域の土壌層は草地-沼沢地の土壌で構成されています。

このような土壌が出現した理由は、主に研究所付属の土地がチルチク川のほとりにあり、周辺の農場も稲作を行っており、土壌中の水分が過剰になっているためである。

実験地の土壌層は、メドウ・スワンピーと呼ばれるローム状の砂質土壌である。シエロゼム土壌は成層が少なく、腐植が少ないのが特徴であることが知られているが、これはメドウ・スワンピー土壌に見られる特有の色からもわかる。

水稲研究所の実験農場の走行層は0〜30cmと0〜40cmで、走行層の下には厚さ30〜40cmのゲルの層があり、60〜70cmの深さには砂や小石の層がある。

実験農場の土壌は塩分を含んでいなかった（pH7.1-7.3）。 その機械的組成によれば、重い砂は土壌タイプに属する。駆動層の物理的な泥の量は40〜60％であった。

走行層の腐植量は1.63〜1.95％、全窒素は0.27〜0.30％、リンは0.17〜0.21％、カリウムは0.71〜0.76％であった。実験地が一部傾斜していること、土壌の最下層が砂や小石で構成されていること、地下水が北東から南西に向かって流れていることなどから、鉱物性の塩分は存在しない。 地下水は、稲の圃場に水を張っている時期には、深さ0.5～1.0mで変動します。 稲に水が入っていない時期には、地下水は深くなり始め、2月まで深さ1.5～1.6mで続きます。

実験は、稲のない地域で行った。 圃場実験では、4ターンで長さ20m、幅2.4m、4列、各区画の総面積は48.0m2で、中央部の2列と端部の2列の保護畝を含んでいる。オプションは無作為化法で配置。

圃場計算の実施、計算と観察は、”農業作物の品種試験のための国家委員会の方法論マニュアル（1989年）”、”圃場実験の方法（UzPITI、2007年）”、B.A.Dospekhovの “圃場実験の方法論 “に基づいて実施した。葉の面積はA.A.ニチポロビッチの方法で、葉の挿し木によって、茎の数と重さはG.S.ポジパノフの方法で決定した。根の重量を測定するために、60x5x30cmのモノリスを掘った。 根を洗浄し、湿った状態と乾いた状態の両方で重量を測定した。収穫の前に、数えられた植物について生体計測が行われた。 株の高さ、枝分かれ、さやの数と重さ、粒の数と重さ、1000粒の重さを測定した。 収穫量を決定するために、さやを集め、粉砕し、茎の計上部分から引き抜いた。収穫量は、1ヘクタールあたりのブッシュ数を用いて、1ヘクタールあたりの収穫量を換算して求めた。 研究結果は、B.A.Dospekhovの方法に基づいて分散分析を行った。

実験で栽培された大豆品種「Orzu」の説明

「Orzu」は早生品種で、播種から開花まで35～40日、熟すまで110～120日かかります。 茎は枝分かれしている。 茎は直立し、茎は中空である。茎の高さは50～70cmにもなります。葉は三つ葉で、大きく、薄い緑色です。 植物の葉は平均的である。葉は左右対称に配置されています。 葉帯の長さは10cmです。完熟すると、75％の葉が落ちます。花は白色で、花序に2～7個の花がつく。ポッドは灰色で、小さく、長さは2.4cm、長さは4.0cmまでです。サヤは熟しても割れず、1つのブッシュに平均約40個のサヤが形成される。 平均的な粒の大きさは、1000粒あたり120～130gです。穀物収量は、灌漑地で1ヘクタールあたり32c。二次作物として播種した場合、10〜20cの穀物が得られる。 穀物には25%の油分と36-38%のタンパク質が含まれています。著者 ラフマノフA.R、ユヌソフB.K、トゥラガノフN、ブリギナO.V.

実験のためのアグロテクノロジー

タシケント地域では、牧草地・沼沢地の栽培技術が実施されています。土地を準備した後、作業プログラムに基づいて実験フィールドをプロットに分割した。 植栽方法は広く、畝間60cm、茂み間5cm。 Orzu」という品種を5月に植えました。 500,000粒（62.5kg/ha）の種子を1haあたり4～5cmの深さで播種した。 植え付けに先立ち、窒素50kg、リン100kg、カリウム70kgのミネラル肥料のプログラムを設定した。施肥期間中、実験場は4回灌漑され、3回耕作された。 プログラムによると、刈り取り期の初め（または5～6枚の三つ葉が展開し、開花期の終わり～出芽の初め）に、ダイズに3種類の用量のマンガンを与え（各区画で10リットルの水／2.5；5.0；7.5g）、エキストラルート（葉面散布）、サスペンションを使用した。

結果と考察

大豆品種の株と特別に活性化した根粒菌との共生と引き換えに、一定量の生物学的窒素が土壌に蓄積され、土壌の肥沃度が向上する。 その見返りとして、大豆の後に植える作物の収量が増え、鉱物性窒素肥料の使用量が減るため収量が安くなり、環境の生態的条件が改善されることになります。

大豆と根粒菌の共生の有無は、生きた根粒の発達によって知ることができる。 一般的に、根粒の発達は外部環境要因に影響されます。

2019年の「オルズ」の根粒の発育状況。 実験では、分枝期の結節数が対照変種では20.2個、ミネラル肥料を施用した場合は24.3～25.7個であることがわかった。 分枝期には微量栄養素は使用しなかった。

開花期には、結節の数が大幅に増加した。 同時に、コントロール品種の結節数は46.2で、ミネラル肥料を使用した背景品種では58.1でした。ミネラル肥料と微量元素により、結節の数は11.9～12.2増加した。 サヤ出し期間中、結節数はコントロール品種で75.5、バックグラウンドのミネラル肥料で89.5であった。ミネラル肥料と微量元素により、結節数が14.5～19.9増加したことがわかった。

したがって、実験のコントロールバリアントでは、1ヘクタールあたり34.4百万個の根粒が発達した。 それがミネラル肥料を背景に41.6百万個になることがわかった。 微量栄養素をミネラル肥料と組み合わせて使用した場合、1ヘクタールあたり42.8～44.7百万個のノジュールが採取される。 ミネラル肥料によるものは17.3％、微量栄養素によるものは19.6～23.0％増加した。2020年の分枝期には、コントロールバリアントの結節数は19.4個になった。この段階では微量栄養素が含まれていないため、ミネラル肥料によってのみ結節数が20.2～25.1個増加したことがわかった。 開花期において、コントロール品種の結節数は41.9個であった。対照品種の結節数は41.9個でしたが、ミネラル肥料を使用した背景品種の結節数は47.7個で、対照品種よりも5.8個、すなわち12.2％多くなりました。 マンガンマイクロエレメントを使用したバリアントの結節数は47.7～52.4で、コントロールのバリアントよりも12.1～20.0%高いことがわかりました。

さや入りの期間中、対照品種の結節数は68.3であった。ミネラル肥料を使用した背景品種の結節数は75.4個で、Control品種よりも7.1個、すなわち9.4%高かった。 マンガンマイクロエレメントを使用したバリアントの結節数は83.1-87.4で、コントロールのバリアントに比べて17.8-21.9%高いことがわかりました。

このように、実験のコントロール変種では、ミネラル肥料を背景にして、1ヘクタールあたり3030万個の結節が発達しました。3330万個です。微量栄養素をミネラル肥料と組み合わせて使用した場合、1ヘクタールあたり37.0～39.9百万個のノジュールが採取される。 鉱物性肥料では9.0％、微量栄養素では18.1〜24.0％の割合で結節数が増加した。

2年間の平均で得られた結果を分析すると、コントロール品種の大豆植物では、枝打ち期間中の結節数は19.8であった。微量栄養素がなかったため、枝分かれ期には影響がなく、ミネラル肥料と交換した場合の結節菌の数は対照区に比べて11.2～22.0%多いことがわかりました。 開花期には、対照バリアントでは44.1個、ミネラル肥料の背景バリアントでは52.9個、マンガンバリアントでは52.5～55.4個の結節菌数が増加しました。

したがって、実験のコントロールバリアントでは、1ヘクタールあたり32.4百万個の結節が発達しました。 また、ミネラル肥料を使用した場合は、3750万個の結節が発生したことがわかりました。 微量栄養素をミネラル肥料と組み合わせて適用した場合、39.9～42.3百万個の結節が1ヘクタールあたりに集められた。 鉱物性肥料では13.6％、微量栄養素では18.8〜23.4％の増加となった（表1）。結論として、これは土壌中に生物学的窒素を蓄積する基盤を作ったと言える。

共生のプロセスを分析する際には、結節の数に加えて、その重量も測定します。共生のプロセスを分析する際には、結節の数だけでなく、その重さも測定します。つまり、結節が大きく、結節に多くの窒素が蓄積されていると、共生がうまくいくということです。 2019-2020年の実験では、「オルズ」という品種について次のようなデータが得られました（表2）。枝分かれの時期には、結節はまだ小さいので、結節の重さは対照バリアントで0.79グラム、ミネラル肥料を使用するすべてのバリアントで1.32～1.38グラムでした。ミネラル肥料の交換では、結節の重量は0.53-0.59グラム増加した。

開花期間中、結節の数と大きさも増加したので、対照的なバリアントでは1.17g、ミネラル肥料の背景では-1.42gでした。 マンガンとの交換では、結節の重量は1.43～1.46gで、0.26～0.05gの増加、すなわち18.2～19.9%の増加でした。 対照品種のサヤ付き段階での結節重量は1.77グラムで、ミネラル肥料を使用した場合よりも0.11グラム増加しました。 また、微量元素である硫黄により、結節の重さが0.31～0.38グラム増加することが分かりました。

したがって、コントロールのバリアントは8.06c / haであった。 ミネラル肥料では7.8％、マンガンでは16.1～20.0％の増加となった。 有効期間中、研究されたバリアントによると、結節の質量は8.06-10.34c / ha / haで、土壌中の窒素と有機物の増加に貢献しました。2020年、分岐期間中、重量はコントロールバリアントでは0.52グラム、ミネラル肥料を使用するすべてのバリアントでは0.53-0.72グラムでした。 ミネラル肥料の交換では、結節の重量は0.01-0.06グラム増加した。

開花期間中、対照品種では0.90g、ミネラル肥料を使用した品種では0.91gでした。 マンガンとの交換では、結節の重量は1.15～1.21グラムで、0.25～0.31グラムの増加、すなわち21.7～25.6％の増加となりました。対照品種のサヤ付き段階での結節重量は1.10グラムで、ミネラル肥料を使用した場合よりも0.01グラム増加しました。 また、微量元素のマンガンにより、結節の重さが0.3～0.36グラム増加することが分かりました。

したがって、コントロールのバリアントは4.87c / haでした。ミネラル肥料では0.41%、マンガンでは21.8～26.9%重量が増加しました。 有効期間中、研究されたオプションによれば、根粒の質量は4.87-8.79c / ha / haであり、土壌中の窒素と有機物の増加に貢献した。

2年間の平均で得られた結果を分析すると、コントロール変種のダイズ植物では、枝打ち期間の時点でノードルの重さが0.66個でした。分枝期に微量栄養素の影響がなかったため、ミネラル肥料と交換した場合の結節数はControl変種に比べて0.95～1.01g多いことがわかりました。 開花期の結節数は、対照バリアントでは1.04グラム、ミネラル肥料の背景バリアントではこの数値が1.17グラム、マンガンを使用したバリアントでは1.29～1.34グラム増加したことがわかりました。コントロールバリアントは、サヤ出し期間の時点で1.44グラムでした。ミネラル肥料を散布したバックグラウンドでは1.50グラムで、コントロールのオプションよりも0.06グラム高かった。マンガンを含むバリアントでは、コントロールよりも17.2～20.4%高いことがわかりました。

このように、実験のコントロールバリアントでは、平均6.46c / haが1ヘクタールあたり収集されました。 ミネラル肥料は6.82c / haのバックグラウンドで蓄積され、コントロールオプションよりも0.36c / ha高かった。 マンガンをミネラル肥料と組み合わせて施用した場合、1ヘクタールあたり7.92～8.36c / haが蓄積された。

結論

ミネラル肥料とマンガン微量元素は、大豆品種「オルズ」の共生活動を活性化させ、平均32.4～42.3百万個/haで、ミネラル肥料を背景にしたことで結節数が13.6%増加し、マンガンにより18.8～23.4%増加したことが分かった。また、結節の平均重量は6.46-8.36c/haで、ミネラル肥料の影響で結節の重量が5.3%増加し、マンガンの影響で18.4-22.7%増加していることがわかりました。有効期間中、研究されたバリエーションによれば、根粒の質量は6.46-8.36c / ha / haで蓄積され、これは土壌中の窒素と有機物の増加に寄与し、生物学的効率をわずかに増加させる。

神戸で小麦粉・大豆・小豆のご用命はウェルシードまで！

兵庫県神戸市、姫路市、尼崎市、明石市、西宮市、洲本市、芦屋市、伊丹市、相生市、豊岡市、加古川市、赤穂市、西脇市、宝塚市、三木市、高砂市、川西市、小野市、三田市、加西市、丹波篠山市、養父市、丹波市、南あわじ市、朝来市、淡路市、宍粟市、加東市、たつの市、猪名川町、多可町、稲美町、播磨町、市川町、福崎町、神河町、太子町、上郡町、佐用町、香美町、新温泉町、
大阪府大阪市、堺市、能勢町、豊能町、池田市、箕面市、豊中市、茨木市、高槻市、島本町、吹田市、摂津市、枚方市、交野市、寝屋川市、守口市、門真市、四條畷市、大東市、東大阪市、八尾市、柏原市、和泉市、高石市、泉大津市、忠岡町、岸和田市、貝塚市、熊取町、泉佐野市、田尻町、泉南市、阪南市、岬町、松原市、羽曳野市、藤井寺市、太子町、河南町、千早赤阪村、富田林市、大阪狭山市、河内長野市
で北海道の食材（豆類、小麦）を中心とする穀物や飼料の卸売・仕入業務コンサルティングのご用命、またその他の食に関するご用命は神戸市中央区の神港ビルヂングにオフィスを構えるWELSEED（ウェルシード）までご連絡ください。