　Kobe University Repository : Kernel Title アンモニア及び硝酸態窒素栄養下に於ける禾本科作物の窒素同化生物産に関する研究 (第2報) : 小麦幼植物における窒素同化生産物とくにアマイドの生成について Author(s) 伊沢, 悟郎 Citation 兵庫農科大學研究報告. 農芸化学編 , 5(1): 39-42 Issue date 1961-12 Resource Type Departmental Bulletin Paper / 紀要論文 Resource Version publisher URL http://www.lib.kobe-u.ac.jp/handle_kernel/81008213 Create Date: 2015-02-01 アンモニア及び硝酸態窒素栄養下に於ける禾本科作物の窒素同化生物産に関する研究 ( 第2報〉小麦幼植物における窒素同化生産物とくにアマイドの生成について f 五郎伊沢 Studieson the Assimi 1 ated NitrogenCompounds in Cereal Plant under Ammonia-and Nitrate-Nitrogen Nutrition ( P a r t 2 ) Nitogencompounds ，especiallyamideformationinwheatseedlings. Goro IZAwA 器中で 7 0 ' Cの温度で急速に乾燥し，粉砕后，分析に供した. 緒ー = 子 i3 ( 3 ) 著者は前報に於て，夏作である水稲を用いて高濃度の 5 1祈方法分析法は第 1報に用いた方法と同じである.但し N03 -Nの定量を追加し常法によって行った. NH.-N及び NO， -Nの給与が水稲茎業部及ひ::1艮部におけ 2 結果及び議論る各種形態窒素の生成特にアマイド生成に及ぼす影響について研究したが刊本節に於ては，冬作で;t:，る小麦幼小麦幼植物の NH ， -N区及びN03区の生育は，外見的に植物を用いて，その植物体各部の窒素組成特にアマイド殆んど同様であり，大きな差異は見られなかった.小麦および NO ， -Nの消長を追求した. 幼植物の発芽後4週間目及び6週間自の各部分の各種形態別 N 合有率は第2 表に示す通りであって，前報1) の水 1.実験方法反 ( 品δ ) は)栽培方法:小麦(中江)を用い， 5 万分の 1 稲の場合とは相当に異った様相を示した.小麦ば畑作物 1 ! j ( 、としては ! ¥ 0 3 N を NH， -N よりも多くであって Ni Wagnerp o tを用いて水耕を行った.発芽率の高い種子を選粒し，ウスプルン 1 0 0 0倍液に約2 時間浸潰し消毒した後，吸収同化していると言うのが自然状態での姿であると考充分に洗線し，上記ポットの上にピニール網を置いてその水稲と本質的に呉った対応を示す可能性が考えられる. えられ，この NO ， -Nの吸収同化過程に於て夏作水田作の上に種子を 6 0 粒を適当な間隔において，涯紙で覆って第一に今迄行った水耕栽培では水稲の生育は M H ， -N 発芽させる.発芽後は第 1表に示すような培養液を用い区に著しく良好な生育を示したが，小麦については， -N 区には (NH山 SO，をて水耕栽培を行った. NH NO， -N区には NaNO，を用い，更に各種必要な養素を， -N区の pHは 6 . 0，NO，-N 区の pHは添加し， NH 5 . 0 に毎日調節し，培養液は 5日毎に更新した.この培養液にはアマイドの生成を多くする意味で低濃度の K， O が用いられた.この栽培は 2 月1 5日に 2 0 ' Cの恒温箱で発第 1表培養液の組成芽させ， 4日後即ち 2月 19日より第 1表に示す培養液を用いて，温度目。C~200C ，素用いた塩類濃度 ppm NH， -N NO， -N P， 0 5 K， O CaO MgO Mn， 0 3 0 3 Fe， Mo B Zn Cu SO， ( N H . )， NaN03 PO， NaH， K， S O . C a C ! ' . 2 H， O ・，7H ， O MgSO 4H， 0 MnSO.・ F e C i t r a t e Na， MoO.・ 2H， O Hs BO，・，ηむO ZnSO 5H ， O CuSO.・ 3 0 3 0 1 0 0 5 7 5 7 5 2 . 5 2 . 5 0 . 0 0 1 2 . 5 1 .0 0 . 1 要 1日9 時間の一定照度(約2 5 0 0ルックス)の栽培箱の中で，培養液に適当な通気を行い乍ら生育させた.この栽培法は小麦に低照明の条件を与え，出来るだけ冬作としての自然の栽培条件に合致させたのでおる. ( 2 ) 試料調製:小麦は発芽後4 週間及び6 週間目の幼植物を採取し，水道水で根部を充分に洗燃した后，業(葉身のみ)茎(葉給及び茎) ，根の三部に分離し，熱風乾燥 39 第5 巻第1 号兵庫農科大学研究報告第2 表小麦幼植物各種形態窒素合有率(乾物 N%) 生 4 蛋可白肯邑溶肯也旨、期時 6 週 ( 2 8日) 週 ( 4 2日) NH ， N N 0 3 N 3 . 2 8 3 . 2 6 3 . 5 9 3 . 6 4 3 . 1 2 3 . 1 8 3 . 3 6 3 . 3 1 1 .7 9 1 .7 6 1 .9 8 2 . 0 1 業 1 .9 7 2 . 0 6 2 . 1 9 2 . 2 1 茎 1 .8 9 2 . 0 1 2 . 0 5 2 . 0 4 中良 1 .0 7 1 .0 8 1 .2 5 1 .2 6 葉 1 .3 1 1 .2 0 1 . 4 0 1 .4 3 茎 1 .2 3 1 . 1 7 1 .3 1 1 .2 7 根 O .7 2 0 . 6 8 O .7 3 O .7 5 0 . 0 5 7 0 . 0 5 4 0 . 0 7 3 0 . 0 7 1 0 . 1 0 2 0 . 0 9 1 0 . 1 1 6 0 . 1 0 4 0 . 0 7 0 0 . 0 1 4 0 . 0 7 7 0 . 0 1 9 0 . 0 4 1 0 . 0 3 9 0 . 0 5 2 0 . 0 5 2 0 . 0 7 4 0 . 0 6 6 0 . 0 8 9 0 . 0 7 3 根 0 . 0 4 9 0 . 0 1 0 0 . 0 5 5 0 . 0 1 5 葉 0 . 0 1 6 0 . 0 1 5 0 . 0 2 1 0 . 0 2 0 茎 0 . 0 2 8 0 . 0 2 5 0 . 0 2 7 0 . 0 3 1 干艮 0 . 0 2 1 0 . 0 0 4 0 . 0 2 4 0 . 0 0 4 葉 3 9 3 8 4 1 3 8 茎 3 7 3 7 30 4 2 キ良 4 2 4 2 4 3 2 6 一会育アマイ N H . N N O . N ，ーアスパラギfン ~X1回~ クレタミン -N K 0 3 N 業 0 . 0 1 2 0 . 0 1 8 茎 0 . 0 3 5 0 . 0 4 9 0 . 1 5 1 0 . 1 4 2 根￨ NH ， N 葉 0 . 0 2 2 0 . 0 1 8 0 . 0 2 7 0 . 0 1 0 茎 0 . 0 1 9 0 . 0 1 2 0 . 0 1 9 0 . 0 0 9 1 良 0 . 0 3 4 0 . 0 1 2 0 . 0 3 6 0 . 0 1 3 4 0 XII，1 9 6 1 農芸化学編区では根には NO， -Nの合有率に比し，極めて微量のア NO， -N区も NH.-Nに比して劣らない生育を示したことである. これは N源として用いる塩類の種類によマイドが見出されるのみであるからである.即ち NO，- っても異なるものであるが，小麦の水耕栽培に於ては N区では NO，-N の多い根の部分にはアマイドが少なく， KO，-N も良好な N源であることは確かであり，水稲と逆にアマイドの多い葉や茎には NO ， -Nが少ないと言う異なる点と言う事が出来る.或は水稲の汁液が酸性であ関係にある.この事は水稲についても，他の作物についりNH.-Nの同化に都合がよいとすれば，ても，ー般的な傾向として認められる事である. 小麦の汁液は -Nの同化に都合がよいとも水稲よりも pHが高く NO， ( 5 ) 然らば上述のアマイドは，小麦幼植物に於てグル言えよう.勿論 (NH.)， SO. は生理的酸性肥料で，水耕タミン及びアスパラギンの両アマイドの中何れが多いの中に培養液 pHのが酸性に傾き. 対酸性の強い水稲にであろうか，水稲の場合も，小麦幼植物もアスパラギン比して，対酸性の弱い麦類に不利であると言う，栽培上に比してグルタミンが多量に見出された事は同じでらるの問題も為る.又生理的塩基性肥料でおる NaNO，を用が，今その割合を検討して見ると，水稲に於てアスパラいての水耕栽培でも，この送が言える.土援を用いてのギン -N/グノレタミンー Nx100の値が 20%前后で. NH. 栽培では緩衝作用も大きいので，水耕裁培の推論をその -N区でも NO.-N区でも，億適用すぎ事は出来ないから，更に詳細な検討が必要でに反して小麦の場合には両区共30-40%の値を示し，グあろう. ルタミンに比しアスパラギンが多〈なった.この小麦の l 第二に小麦は水稲と異なり，日本では冬期設培作物でアマイドにアパラギンが多く見出されたと言う事実は，生育の初期には低温且つ低照度の時に生育する作物であり，光合成を初め解糖作用， m a同じ位の値が示されたの寡照，高温と言う条件下で TCA ーサイクル等植物体内 C .の化合物が多く生成され，アスパラギンの生成を増すと言う S tewardめの見解にに於ける諸反応の様式及びその反応速度等に於ても夏作一致する.又 NH.-N 区のみでな<， KO， -N 栄養の場である水稲とは異なるものがあると考えられる. 合でもアスパラギン Nとグルタミン Nの割合は相似たイ直先ず小麦の初植物の含有 Nを窒素言語分別に考察すると，を示した.これはアスパラギンは KO.-Nでも NH.-N ( 1 ) 全 Nについては NH.-N及び NO， -Nの両区の聞の場合と同様に， NO， -Nが還元されさえすれば， C .の 2 8日幼植物と 4 2日幼植物化合物と反応して生成することを示し， NH.-N栄養と全 N合有率を比較すると後者は少し培加の傾向を示しであるとか NO， -N栄養であるとか言う窒素栄養の形態に殆んど差異は見出されないた.全 Nも葉に最も高く，茎これに次ぎ，根に最も少なよりも，炭素栄養である炭水化物がふであるか， c.，でかった. 、麦の幼植あるかと言うことに起因するものであろう.ノj ( 2 ) 蛋白態 Nは小麦幼植物の何れの部分に於ても NO， -N 区が少し高く，物が本実験に於けるような安培条件下では，光合成と同逆に可溶性窒素は NH-N区の何れ時に，之と平行して呼吸を伴う体内の分解的代謝作用も，の部分に於ても僅かに高い.この事は水稲についても同 E盛に行われる可能性が考えられ様な傾向であったが麦幼植物の可溶性 Nは水稲よりも著くじの化合物の多量の出現の可能性を示し，加うるにしく多い. S t e w a r d の言う如 NH.-N の吸収過剰下に於てアスパラギンが比較的多量 ( 3 ) NO ， -Nが NO.-N 区にのみ見出されているのはに出現したのであろう. 前の実験から明らかであるが2， 3 )，NO ， -Nは根に最も多古 <Schwab氏は禾本植物ではグルタミンが主としてく，茎これに次 1 1 ，葉 J こ於ては最も少ない.この事は前出現し，生育条件によってアスパラギンが多くなることにも述べたように，根から吸収された NO，-N は大部分ばないと言っているがめ，このことは普通のち培条件下が NO，-N の形で植物体中を上昇し，その移行の途中にでアスパラギンの量がグル空ミンの量を上廻ることはな於て NH.-Nに還元され，同化される事を示すものであいにしても，グルタミンに対しアスパラギンの割合の増る. 減する事は，当然あり得る事と思われる.作物が蛋白質 ( 4 ) アマイド - Nに就いて見ると NH.-N区， NO， -N を合成する時に，炭酸同化作用による炭素の供給が少 NH.-N の供給が著しく多いと言う栽培条件下区，共に茎葉に多量に見出された.これは NH.-N区でなく，は根から吸収された NH.-Nが，根に於てアマイド迄同に於て，アスパラギンの出現量が増加し， NH.-Nの解 NO ， -N区では大部分が茎毒と Nの貯蔵と言う意味で，グルタミンとアスパラギン葉部迄 NO，-N の形で移行し，そこで還元同化されてアの割合が或る範囲内で変動を来たす事は，植物生理学的マイドとなったものである.その理由としては NH.-N に見ても，極めて自然な植物の NH.-Nに対する対応と化されて移行しているのに，区では根に多量のアマイドを合有するに反し， NO，-N 見る事が出来ょう. 4 1 第5 巻第1 号兵庫農科大学研究報告り，又この意味から夏作物の水稲が，長日多照の条件下で合成的代謝生産物である C .の化合物が多量に生成じ， NO.-Nが茎葉を移動中に還元されて，急速に同化される事を証するものである. 'NH ・，N の多量の供給の下に，多くのグルタミンが生成 ( 3 ) ;:.のような短目，雲照の下で，多量の Nの給与の N/グルタミン Nの割合を低下せしめ条件ではアマイドとして，アスパラギンの生成割合が多し，アスパラギンたと言う可能性が考えられ，水稲での NH.-Nの同化はくなりアスパラギン N/グルタミン Nx100 の指数で3 0 乃グルタミンの生成を通じて行なわれていると言う事も強至4 0の値を与え，水稲の如く，長日多照の下で生成さち無理な推論ではないであろう.最近 S ingh等1 ; 1 : .6 .7 ) 大れるアマイドが著しくグルタミンが多い事と対照的であ麦を用いて詳細にアスパラギンの生成につき研究し，目る.これは合成的代謝作用が低下して，分解的代謝作用 NH， -N も NO， -N も土耕下では同様にアスパラギンのが優勢になった時に見られる現象で，暗処理によるアマ， -N%の低い処で生成を行うものであり，植物体で NO 6 . イドの消長と対比して興味深い的. (肥料学講座昭 3 はアユパラギンが多く含まれ，この 2つの窒素は逆の関 8 . 3 0 受理) 係にある事を認めている. E 要文献約 1 ) 伊沢:兵庫農大研報 5，農化編 3 0 3 9( 1 9 6 1 ) . 2 ) 佐伯・伊沢:日土肥， 22，2 臼ー2 6 7( 1 9 5 1 ) . ー小麦(中江)を NH ， -N" NO， -N，， 30ppmを合む培養液上に， 1日9 時間， 2 5 0 0ルックスの照明を与え，低加里 7 6 8 0 ( 1 9 5 4 ) . 3 ) 伊沢・名武:兵庫農大研報 1，(農イヒ編) ，供与の条件下に生育せしめた幼植物中における NO ， -N . C .e t .a ， . l: U t i l i z a t i o no fN i t r o g e n 4 ) STEWARD，F 及びアマイドの合有率を中心として N分割の分析を行い回次の如き結果を得た. ( 1 ) NH.-N も NO a -N の給与も小麦幼植物の葉及ひ. . . e t . a l ，・ : S o i landP l a n tF o o d .6，3 0 3 4 6 ) SINGH，M 印). ( 1 9 筆中のアマイドの生成に対しては，何れも有効であるこ ‘ とが示された.但し根におけるアマイドの合有率は NH 甲 di t sCompoundsbyP l a n t s， 1 4 8 1 7 6( 1 9 5 9 )， 5 ) 坂村徹:植物生理学，上巻 4 4 7( 1 9 5 0 ) 7 ) SINGH，M . . e t . a ， . l: S o i landP l a n tF o o d .5，1 0 1 1 0 9( 1 9 5 9 ) . N 区が著しく多く NO， -N区には少ない. 8 ) 伊沢，名武:兵庫農大研報 2，(農化編) 54-57 ( 1 9 5 4 ) ( 2 ) 之に反して NO ， -Nは NO.-N区に於てのみ見出 7 されt 根に最も多く茎これに次ぎ，葉に最も少ない.これは先に述べたアマイドの合有率とは全く逆の関係にあ Summary Thea u t h o ri n v e s t i g a t e dt h en i t r o g e nf r a c t i o n so f andt h i sf a c t showed t h a t NO.-N r e d u c t i o n was wheats e e d l i n g sc u l t u r e di nt h es o I u t i o nc o n t a i n i n g t a k i n gp l a c ed u r i n gi t st r a n s l o c a t i o nthroughl e a v e s NH.-N and NO.-N r e s p e c t i v e l y under 2 5 0 0 1ux andstemsandt h a ti twass i m u l t a n e o u s l ya s s i m i l a - i I lumination f o r 9 hours aday，andt h ef o l l o w i n g c o n c l u s i o n sweredrawn: t e di n t on i t r o g e ncompounds. ( 3 ) Thewheats e e d l i n g swhichwerec u l t u r e du n - ( 1 ) BothNH ， -NandNO.-N were e f f e c t i v ef o r dert h es h o r tdayandlowi 1 Iu m i n a t i o nandwithh i g h amidef o r m a t i o ni nl e a v e sandstemso fwheats e e・ n i t r o g e nl e v e lshowedr e l a t i v e l yh i g hp e r c e n t a g eo f d l i n g s，butt h ep e r c e n t a g eo famidesi nNH.-Nn u . a s p a r a g i n ecomparedwithg l u t a m i n e， andt h ei n d e x t r i t i o nwasmuchg r e a t e rt h a nt h a ti nt h eNO.-N n u t i r i t i o n . a r a g i n e/g l u t a m i n eX1 0 0showed3 0t o numero fお p ( 2 ) NO.-Nwaso b s e r v e do n l yi nt h eN03-Nn u - ・ i n d e xnumberwith t h a to fr i c ep l a n t swhichs h o t r i t i o np l o tandt h eg r e a t e s tamounto fN03-Nwas wedh i g hp e r c e n t a g eo fg l u t a m i n e . T h e r e f o r e，i t twi l 1beveryi n t e r e s t i n gt o comparet h i s 40%. 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