Does the improvement of source ability by applying silicic acid fertilizer enhance the tolerance to high-temperature on ripening stage?

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K05541
• Research Institution: Shimane University
• Principal Investigator: 氏家 和広 島根大学, 学術研究院農生命科学系, 准教授 (60465276)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: イネ / ケイ酸 / 白未熟粒 / 玄米外観品質 / 葉面積

Outline of Annual Research Achievements

現在、社会的な問題となっている白未熟粒の発生は、主に登熟期の高温が原因である。高温によって幼玄米の成長が高速化し、それに見合った炭水化物の供給が間に合わなくなることで発生する。イネにとっての必須元素であるケイ酸の施用により、この白未熟粒発生を軽減し、玄米外観品質を高める対応策を提案することが本研究の目的である。
令和5年度までの実験より、ケイ酸の葉面散布と窒素追肥強化（実肥）を同時に行うことで、白未熟粒の発生を軽減し、玄米外観品質の改善に繋がることがわかった。
ケイ酸の葉面散布は出穂期以降の葉面積を高く維持し、これによって乾物生産能、すなわちソース能が向上した。また、この葉面積の拡大は下位葉の枯れ上がりが遅延することで発生することを明らかにした。しかしながら、ケイ酸の葉面散布単独では整粒率の増加や白未熟粒率の減少といった玄米外観品質の改善は見られなかった。これは、下位葉の枯れ上がりが遅延することで、本来穂へ転流される窒素が下位葉に留まってしまい、幼玄米で窒素不足を引き起こしていることが原因と推測した。前述の通り、白未熟粒発生の主たる原因は高温であるが、窒素不足によっても白未熟粒発生は増加することが知られている。実際にケイ酸の葉面散布と窒素追肥強化を同時に実施した区では、対照区や窒素追肥強化のみを実施した区よりも整粒率が向上し、白未熟粒が減少する傾向にあった。
これらのことから、ケイ酸の葉面散布は実肥の実施と組み合わせることによって白未熟粒発生の軽減に効果的であることが示唆された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の予定通り、令和5年度までの研究によって白未熟粒発生を軽減する手法を提案することができた。今後、ケイ酸が下位葉の枯れ上がりを抑制するメカニズムを解析すると共に、複数年の実験を重ねることで異なる環境での反応の違いを解析する。

Strategy for Future Research Activity

令和6年度は、ケイ酸の葉面散布を生産者のための技術として落とし込むことを目標に研究を行う。特に適切な施用の時期、量、回数等を詳細に検討していく。加えて、ケイ酸の葉面散布が下位葉の枯れ上がりを抑制するメカニズムを解析するため、葉位別の葉緑素含量、ケイ酸含量、窒素含量、含水率、個葉光合成速度、気孔伝導度の測定に加えて、遺伝子発現量の網羅的解析を行う。

Causes of Carryover

令和5年度については当初300,000円が支給される予定となっており、実際に使用した額は338,157円であった。したがって、概ね当初の予算額を使用したと言える。研究開始初年度に予定していた実験が一部実施できなかったため、その残額が留保された状態となっている。未実施となっている実験は、これまでに得られた結果を元に、若干実施内容を変更しつつ令和6年度に行う。留保されている残額はこのために使用する予定である。