高温耐性戦略としての高窒素施肥によるサツマイモの窒素固定能促進と地表面被覆増加

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K05596
• Research Institution: Shimane University
• Principal Investigator: 門脇 正行 島根大学, 学術研究院農生命科学系, 准教授 (00379695)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松本 真悟 島根大学, 学術研究院農生命科学系, 教授 (00346371) ; 城 惣吉 島根大学, 学術研究院農生命科学系, 助教 (20721898)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: サツマイモ / 窒素施肥量 / 植被率 / 窒素固定 / 高温耐性

Outline of Annual Research Achievements

近年，温暖化により環境ストレス耐性の高いとされるサツマイモにおいても高温による生産への影響が危惧されている．これまでの研究実績から，本研究では高窒素施肥により，サツマイモの茎葉の地表面被覆（植被率）が上昇し地温上昇が抑制されることと，窒素固定能が高まり高温での収量低下が抑制されることを予測し，この仮説を検証する実験を行うこととした．検証のため，まず初年度では窒素施肥量と窒素固定寄与率との関係の再確認と窒素施肥量が植被率に及ぼす影響について調査した．材料には‘ベニアズマ’および‘べにはるか’を用いた．10a当たり5kgの窒素施肥量を標準とし，標準の3倍を施肥する区と無窒素区を設けて実験を行った．
収量調査の結果，‘ベニアズマ’では標準窒素区で収量が最も高くなり，‘べにはるか’では窒素施肥量の増加に伴い収量も高くなった．全乾物重も収量と同様の傾向であった．窒素施肥量と植被率との関係をみると，‘ベニアズマ’では正の相関，‘べにはるか’では負の相関関係にあり，品種によって両者の関係性は異なった．窒素施肥量と窒素固定寄与率，あるいは窒素固定寄与率と収量との間には両品種ともに明確な関係性が見られなかった．窒素固定寄与率と植物体窒素含量は両品種ともに負の相関関係にあった．しかし，窒素固定寄与率と植物体窒素含量から推定した窒素固定量と収量との間には‘ベニアズマ’では正の相関関係が見られ，‘べにはるか’では明確な関係性が確認できなかった．
以上の結果から，‘ベニアズマ’では窒素施肥量の増加により植被率は向上し窒素固定量は増加したため，仮説に近い結果が示唆された一方で，‘べにはるか’では窒素施肥量に対する植被率および窒素固定の反応は‘ベニアズマ’と大きく異なることが示された．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

窒素施肥量を変えて栽培し，収量だけでなく植被率，窒素固定について調査した結果，それぞれの調査項目の窒素施肥量に対する反応と項目間の関係性について検討することができたが，用いた2品種では異なる結果が多く，施肥窒素と植被率，窒素固定，乾物生産との関係についてサツマイモ品種間で共通する知見を得ることはできなかった．
また，初年度の実験の目的は，これまで得られていた窒素施肥量と収量または窒素固定寄与率との関係について再現性のある事象であるか確認することであった．しかし，高窒素施肥による窒素固定および収量の増加について完全には再現性が確認できず，再度試験を行う必要があると判断したため，やや遅れている状況であると考えた．

Strategy for Future Research Activity

初年度の実験では一部再現性が確認できなかった窒素施肥量と収量または窒素固定寄与率との関係について再度検討する．そのため，圃場で異なる窒素施肥条件を設定した栽培試験を再び行う．
一方で，本研究の重要な目的である高温条件下での収量低下に対する窒素施肥量の影響を検討するため，当初の計画の通りに温度傾斜型チャンバーを用いたポット栽培試験を行い，窒素施肥量，気温および地温が収量または窒素固定に及ぼす影響について調査する．
また，計画では最終年度に地温を変化させる処理区を設けた圃場試験において温度傾斜型チャンバーで得られた結果を再検証する予定であるが，最終年度に向けた予備試験として今年度に再試験する圃場試験において地温処理区はない条件で窒素施肥量による植被率の変化と地温との関係を測定する．

Causes of Carryover

初年度の使用額が減じた理由は窒素固定寄与率の分析費が減少したことにある．分析は外部へ依頼して行っているが，年度末までに結果が出るように調整できた試料数が少なかったため，分析依頼数も減少した．試料は保存されているため次年度に調整を行い，分析依頼することで経費を使用する計画である．