lnst`,Tottori Univ.)17:11-18.1978.
制御環境下 におけるメロ ンの光合成および呼吸作用
津 野 幸 人
*・
竹 内 芳 親
*。
平 尾 倫 子
*PhOtOsynthesis, Respiration, and Respiration/photosynthesis Ratio
ofお
正
elon Plants GrOwn under GrOwth Cabinet Conditions
Yukindo TsuNOf Yoshichika TAKEUCHI*and MichikO HIRAOキ
*Dテυ
Js,οη o/4T,J Lα ηJ A=Tο-9cO′Ogy, Sα9tJ Daη￠■9s9α Tcん 励sι】と,ιθ
Summary
Experiェ
nents were attempted to make clear a tiine course of photo―
synthesis on the day, respiration/photosynthesis ratio and the tempera― ture―photosynthesis relation of melon plants as influenced by carbon
diO de concentration in the air, Young mと lon plants were cultivated in a growth cabinet(volume l m3), which was controlled by a light inten― sity of 30 Klux, the air temperature of 30R3 during illumination tilne(14 hrs), and the air temperature during the dark periOd(10 hrs)in a
day was changed from 15℃
to 30℃with a 5℃
interval.The tilne course of photosynthesis during 14 hrs cOuld be expressed as trapezoid shape, HOlvever, the amOunt of photosynthesis per 7 hrs of the latter half of illunlination tilne 、
vas decreased 14% as an average
value rather than that of the first half. The ratios of respiratory amount per 10 hrs tO photosynthetic amount per 14 hrs in the day at four levels of the air temperature during the dark periOd子
15,20,25 and 30R3, were
15%, 17・/0, 22°/。 and 25°/o respectively according to the temperature of
dark periOd.
Lo、v temperature of 15K〕 during the dark period affected the photo―
synthetic amount of the next day. As a result the photOsynthetic anount
decreased 15% compared
、vith the case of 25℃. Temperarure coefficient of respiration(Qi。 )Obtained in both cases, Iong time scale as one day unit and short time scale as several hours, agreed to the valuc of aboutl,70。
The photosynthetic rate at 30 Klux was also influenced by the soil
temperature, which showed 33℃
optinum fOr its photosynthesis. The
photosynthetic rate lvas increased considerably with carbon dioxide in the air, between 270 and 700 ppmo At the higher concentration of 1200
ppnl, no change occurred in the maxilnum rate of photOsynthesis, but
the depression of the rate of photOsynthesis, which lvas caused by the
high temperature of 35R3, was prevented.
I.緒
津 野 幸 人 周知 の とお リネ ッ ト・メロ ンの栽培 は主 と して ガ ラス温室 内で おこなわれ,周
到 な管理 が な されてい る。 しか し,作
物 の物 質生産 の基 本 で ある光合成作 用 および呼吸作用 と環境要 因の関係 につ いて,本
作 物で は不明の部分 が多いので,こ
の点 を明 らか にす るこ とは極 めて意義 の あ ることで あ る。 本報告 は グロス・キ ャビネ ッ トを使 用 して,メ ロ ンの光合成作用 と呼吸作用 につ いて,以
下 の事項 を 明 らかに しよ うと した もので ある。(1)光合成作用 と 呼吸作用 の 日変化 のパ ター ンを明 らか にす る。(2)温 度 と呼吸作用 との関係 につ いて短時 間で温 度 が変化 した場 合 に得 られた結果 と,温
度変化 が長時 間 にわ たった場 合 における結果 とが一致す るかど うかを検 討 す る。(3)炭酸 ガス濃度 が温 度―光合成 関係 に及 ば す影響 を調査 す る。 Ⅱ.実
験方法 および材料 使用 した環境制御装置 は島津 高性能 グロス・ キ ャ ビネットで あって,植
物 生育室 の容量100× 100× 100cm,陽
光 ランプによ る人工照 明で灯 下lmで
30 K lux の照度 が得 られる。気温,地
温 は独立 して制 御 され, a/5000の ワグネルポ ッ ト9個を収 容で きる。 なる,植
物 生育室 は特 に気密 に製作 され,こ
こに 外部 よ り送風機 で所定 の新鮮空 気 を送 り,空
気 出入 回の炭酸 ガス濃度 を日立・堀場製赤外線分析計で測 定 した。送 気量 に空気 出入 口の濃度差 を乗 じて光合 成量 あるいは呼吸量 を求 めた。 メロ ン品種,新
芳露の40日苗 を 4月27日 にキ ャビ ネ ッ ト内の ワグネル・ポ ッ トに移植 した。培地 と し て本研 究施 設研 究 圃場 の砂土 を用 い,こ
れ に津野 ら 10の考案 した気泡 ポ ンプ不1用の水耕 法 の原理 によっ て,ポ
ッ ト底部 よ り培養液 を供 給 した。用 いた培養 液 は全期 間 を通 じて大塚ハ ウス肥料 の800倍液 で あ る。 メロ ンの生育 は極 めて順調で あ り, 9個
体 収容 し たので は,葉
の こみ あいが激 しくなるので ガス代謝 測定時 には6個体 と した。除去 した3個体 の全部 の 葉 につ いて葉面積 を調査 し,そ
れ に基 づ いて被測定 株 の葉 の大 きさと葉数 か ら,葉
面積 を推定 した。通 竹 内 芳 親 ・ 平 尾 倫 子 気量 は 16-201n3/hrの 範 囲 で あった。炭酸 ガス濃度 を上昇 させ る場 合 は,送
風機 の空 気取 入 口 にボ ンベ よ り調圧 器 をとお して一 定量 の炭酸 ガス を混 入 した。 Ⅲ.実
験結果 お よび考 察 (1た 光合成作用 および呼 吸作 用 の 日変化 のパ ター ン メロ ン栽培 において温度管理 の適 正 さが きび しく 要 求 されてい るが,実
験 的 に適 温 は求 め られて い な い。 ただ農家の慣行 の なかか ら適温 が求め られてい るよ うで, 日平均気温 は23-28℃程 度 とい うこ とが 紹介 されてい る10。 これ か ら考 えて昼温 は30℃ 前後 におかれ る場 合 が多 い と推察 され る。 そこで, グロス・キャビネ ッ トを照 明期 間30℃ (14 時 間),暗
黒期 間25℃ (10時 間)に 設定 し,そ
の もと で メロ ンを4月27日 よ り6月 4日 まで育 て,そ
れ よ り10日間 にわた って,夜
温 のみ を変化 させ て,光
合 成作用 と呼吸作用の 日変化 を連続測 定 した。 その結 果 は第1, 2図
に示 した とお りで あ る。 なお,同
図 の時間軸0は午前5時
に相 当 し,地
温 は 6月14日以 外 は終 日20℃の一定温度 を保 った。 6月14日のみ は 照 明期 間中の地温 を15-40℃の範 囲で変化 させた。 両図 をみて明 らか な とお り,照
明期 間 中の光合成 作用 の推移 は各 日とも,お
おむね台形状 を示 してい る。同様 に暗黒期 間 にお け る呼吸作用 もほぼ台形状 を示 し,照
明開始前 と照 明 中止 後 の値 には大差 がみ られ ない。 照 明中 における光 合成速 度 の変化 を詳細 に検討 す るため,照
明期 間前半 と後半 とに分 け,そ
れ ぞれの 光合成量 を求 め第1表で比較 した。 この表 にみ られ るごと く,厳
密 にい えば後 半 の光合成量 が前半 よ り も約10-26%低
く,平
均 して14%の
低 下 を示 した。 光合成 の 日変化 のパ ター ンを調査 した例 は多 く, 数例 をあげれば水稲121,甘藷 2Dで は午前 も午後 も光 合成速度 に変化 がな く,鴨
田 ら働の測 定結果 を詳細 にみ る とサ トイモ,ダ
イズ,ス
イー ト・ コー ンで午 後 の値 が午前の もの よ りも若干低 下 す る傾 向 が うか が える。 また,Iwaki et al分 の コムギの例 で も本実 験 の ご ときパ ター ンを示 す もの も認 め られ る。 伊 東0の トマ トを用 いた実験 によれ ば,光
合成速 度 は14-16時で午前の値 よ りも13%程
度低 下 し,そ
」une 6 1t=30℃ Dt=25℃ 18 24 」une 10 lt=30℃ Dt=20℃ 18 24
Fig.1. Time course of photosynthesis and respiration in a growth chamber(I).
Note lt :Temperature of inumination period Dt i Temperature Of dark periOd. 11luminating cOndition i O-l hr, 15 K lux
l-13 hr, 30Klux 13-14 hr, 15 Klux, の後上昇す る傾向を認めている。第
1, 2図
の とお り,光
合成速度は照明開始直後 に最高で,そ
の後照 明終期 にかけてゆるやかに低下する傾向を示 し,一
June ll lt=30℃ Dt=25℃ 18 」une 12 1t=30℃ Dt=30℃ 18 」une 13 1t=30℃ Dt=25℃ 18 24 June 14 1t=30℃ Dt=25℃ 18Fig。 2. Time course of photosynthesis and
respiration in a growth chamber(■). Note.It i Temperature of iHumination period.
Dt i Temperature oF dark period. 11luminating cOndition i O-l hr, 15 Klux.
1■ 3 hr, 30 K lux. 13-14 hr, 15 K lux. 時的 な低下 とその後の回復 は認 め られない。 この様 な照明期間の始 めと終 りとにおいて光合成速度 に差 の生 じる原因については
,現
在の ところ葉内水分 の 」une 4 1t=30℃ Dt=25℃ 18 RespiratiOn Ｈ Ｆ ＼ め ， Ｅ ｏ ︻ａ Φ ＼ ” Ｏ Ｏ ］ 居 ．Ｆ Ｏ 事 “ ｈ 一 ︹ り Ｏ Ｈ “ Ｆ ” り 一∽ Ｏ 猥 ゛ Ｆ ム の ｏ 中 ０ 〓 儀 隣 Ｆ ＼ ∽ や 自 、 一 ︹ Φ ＼ ｒ ∪ い ︶ 的 目 ︻ ． Ｈ ｏ ︻ 一 に 歯 一 盛 り ｏ Ｈ や Ｅ “ ∽ 一の Ｏ Ｆ ゃ 目 、 い ０ や０ 手 出 June 5 1t=30℃ Dt=15℃ 18 24Table l, Comparison of photosynthesis amount bet、 veen the first half and the latter half of the illumination period.
Date Amount of photosynthesis, mg C02/6 plants/7hrs B/A
%
The rirst half(A) Thc latter half(B)
11,38 12.26 10 45 10.15 10.59 9.04 89.2 86.4 86.5 」une 10 」une ll 」une 12 June 13 June 14 10,76 10,73 11.88 10.26 9.89 9,36 9.68 8.81 9.09 8.67 87.0 90.2 74 2 88,6 87,7
津 野 幸 人 竹 内 芳 親 平 尾 倫 子
Table 2. Influence of temperature of the dark periOd On the amount of respiration and respiration/photosynthesis ratiO in One day.
Ql。・・¨ Temperature coefficient of respiration
不足
,あ
るいは光合成産物 の蓄積 などが考 えられる が,正
確 な原因 はつ かめて い ない。 また,午
前 と午 後 との間で光合成速度 に差 の認 め られない実験例 も 数 多 くあ るので,第 1, 2図
の現象 がメロ ンにおい て普遍 的 に存在 す るか ど うかも確信 で きない状態で ある。 この点 に関 して実際栽培 の メロ ンにつ いての 詳 しい調査 が望 まれ るところで ある。 しか し,上
記 した他 の実験例 に徴 して も午前 と午後 の光合成速度 に大差 の ない点 だ けは指摘で きよ う。 さらに,前
日の地温 が翌 日の光合成 に及 ぼす影響 をみ ると, 6月 5日 で15℃ に地温 を下 げると翌 日の 光合成量 は前 日の それよ りも15%低
下 してい る。他 方, 6月12日 に地温30℃に上昇 した場 合 は,翌
日の 光合成量 は約6%低
下 してい る(第2表)。 これか ら わか るとお り,メ ロ ンの光合成 は前 日の高地温 よ り もむ しろ低 地温 の影響 を強 くうける様 で ある。 ここで,一
日当た り全光合成量 に対す る夜 間の呼 吸消耗率 を検討 しよ う。第2表の 6月 4日 か ら6日 までの期 間で,夜
温25℃の場合 は約27%の
呼吸比率 (暗期 呼吸量/明
期光合成量)で
あ るが,夜
温15℃ の場 合 は15%と減少 してい る。他 方, 6月10-14日 の期 間では夜温20℃で17%,25℃
で19%,30℃
で25 %と なっている。25℃の場 合 が両時期でかな り相違 してい るが, 5個
の値 を平均すれば22%で
ある。 こ れ らの数値 か ら実際 のメロ ン栽培 において,草
丈80 Cm程 度 の生育時期 で あれば,日
中の光合成産物 の20%前
後 を夜 間の呼吸で消 費す ると推定で きる。 (2光 温度 と呼吸作用 との関係 通常,作
物 の呼吸作用 は温度 の上昇 に ともなって 増加 し,そ
の温度係数 (QiO)は2前後 で あ るこ とが 知 られて い る。 しか し,こ
の関係 も詳細 に検討 す れ ば作物体 の部位 によ り異 な り18,2D,かっ,温
度範 囲 によって もQ iO値は異 なる。例 えば,甘
諮葉 のQl。 は10-20℃の範囲で は4で
あ り,25-35℃
で は1.6 程 度で ある。 これ ら一連 の実験 において, Q iOを 求 め る手続 きは比較的短 かい時間内 に温度 を変化 させ, それ に ともな う呼吸 の変化 を対応 させ た もので あ る。 自然条件 下で夜温 の変化 に ともな う呼吸 の変化 は上 記 した実験 結果 に類似 す ることが考 え られ るが, 日 単位 とい う長時 間で夜温 を とらえ呼吸量 との対応 関 係 を検討 した実験 は極 めて少 ない。 そ こで,第 1, 2図
のデー タか ら,時
期温 度 と呼 吸量 とを抽 出 し,そ
れぞれの前後 の 日の呼吸量 よ りQ10値
を計算 して第2表
にかかげた。 この様 に日単 位 で求 めたQ iO値は 1.46-1,87の 範 囲 にあ り,平
均 す れば 1,71で あ る。 以上 とは別 の 日 (5月28日)に
15,4℃ よ り40.5℃ まで比較 的短時間内 に温度 を変化 させて,そ
れ に伴 う呼吸 の変化 を測定 した。 その結 果 は第3図に示 す とお りで あってQI。=1,69とな り, 日単位 で求 め たQ10値
とほぼ等 しい値 が得 られた。 この結果 よ リメ ロ ンの物 質生産量 を理 論的 に計算す る場 合,呼
吸速 度 と温 度係数 を考慮 した平 均夜温 を用 いれば光合成 産物 の呼吸消耗量 の算 出は可能 で あ る。 (3光 地温 と光合成作用 との関係 根 圏 の温度 が植 物 の物 質生産 に影響 す るこ とは周 DatcTemperature,℃ Amount of photosynthesis,
(P)mg C02/6 planty14 hrs Amount of respiratiOn, (R)ng C02/6 plants/7 hrs R/P ratio
%
Q10 Illunination Dark 25 15 25 21.58 22.85 19.49 5.93 3.52 5 15 27 5 15 4 26 5 1,68 1.46 ｕｎ ｕｎ ｕｎ ｕｎ ｕｎ 0 1 2 3 4 20。12 20 41 20.69 19 35 18.56 3 32 3.90 5.24 3.73 3.63 16 5 19,1 25.3 19 3 19 5 1.69 1.85 1.87QI。
=169
(May 28) Ｈ Ｆ ＼ 一 Ｅ 、 一銀 ＼ 、 Ｏ Ｏ “ 日 ´ ０ や ヽ ︻ 、 Ｈ Ｏ や 、 肖 “ 盛 ∽ Ｏ ∝ 旨 〓 ＼ り や 日 ヽ ︼ａ Φ ＼ Ｎ Ｏ Ｏ め 日 ＾ ∽ 葛 ０ 豪 ， ｇ 、 ∽ ｏ 一Ｏ Ｆ 丼 ゛ｏ Ｚ コ ４５ Air temperature, ℃Fig,3. Relation betlveen air temperature and respiratory rate.
Note Total lea{area, 170.5 dm77 plants. Changing rate Of temperature, 21-155℃ :
1.4℃/hr, 155-405℃ :4.8℃/hr. 知 の事 実 で あ るが
,Humphries 9は
上 記 事 項 につ い て詳細 に実験 を お こ な い,根
部 温 度 20℃ と13℃ で は 後者 の場合 が乾物生産 を低 下 させ,体
内 に糖 が著 し く蓄積 す ることを報告 している。 また武 田10は夜 間 の低地温 が2条オオムギの午前 中の光合成 を抑制 す ることを認 めてい る。 すで に第2表の結 果 か ら指摘 した とお り,地
温 が 光合成 に影響 す るこ とが推測 されたので,こ
の点 を 確認 す るため に 6月14日 (照明期 間中)地
温 を変化 させ て,光
合成速度 が どの様 に変化 す るかを調 べ た。 地温 が光合成 に対 して影響 を及 ぼすの は気温 と異 な り,か
な り時 間 がかか る様 で あって,経
時 的 な地温 変化 の あ る場 合 同一時 間 にお ける地温 と光合成 とは 厳密 に対応 せず, 1時
間前 の地温 をとれば光合成 と の間 には第4図
の ご とき一定 の傾 向 が認 め られた。 地温 と光合成 との関係 は単頂 曲線 で示 す こ とがで き,33℃付近 に最適 地温 が認 め られ,そ
の前後 で光 合成 は低下 する。門 田10は 各種 読菜幼根 の生長 に対 す る温度 の影響 を調査 して い るが,メ ロ ン幼根 の伸 長 は34℃で最高 とな り,高
温イ員」40℃,低
温側 8℃ で 伸長 は停止す るとい う結果 を得 て いる。 メロ ン根 の 伸長適 温 と光 合成 の最適地温 がほぼ一致す るの は極 めて興味深 い事実で ある。 20 30 40 Soil temperature, ℃Fig,4. Relation bet、veen soil temperature and photOsynthesis.
Note. Soil temperature was graduaHy changed from iow to high, and air temperature waS constantly kept at 30℃
も ち ろ ん
,幼
根 の仲 長 適 温 と光 合 成 適 地 温 とは 生 理 的 意 義 に お い て 本 質 的 に相 違 す る も の で あ る が, と も に根 の 生 理 的 活 性 を高 く保 つ 温 度 と い う点 で 共 通 す る著I分が あ る こ と が うか が え る。 す な わ ち地 温 と光合成 との関係 か らみ れば,光
合成産物 の転流 と 根部 か ら地上部へ の水分 の供給 の良否 が重要 な意味 を持 つ ことが考 え られ,水
分吸収 において根 が活発 に機能 す る温度 は同時 に根 の生長 を高 く保 障す る温 度で あ るとみ なす こともで きよ う。 (4九 温 度 ―光合成関係 に及 ぼす炭酸 ガス濃度 の影 響 作物 の光合成作 用 に対 す る温度 (気温,葉
温)の
影響 は必ず しも一定 でなく作物 の生理 的状 態20に よ って も,ま
た,炭
酸 ガス濃度 によって も異 なること が他 の実験 結果2,6,11)によって知 られて い る。さら に,炭
酸 ガス を施 用 した場 合 の光 ―光 合成 関係 も異 なるので,ま ず,は
じめ に通 常大気 中 にお けるメロ ン葉の光 ―光合成関係 か ら検討 してお こ う。 すで に選,堀
10に よって,メ ロ ン幼植物 を材料 と して光 ―光合成曲線 が求 め られて い るが,こ
れ によ れば光飽和 の照度 は55K hxである。 他 方,野
中 ら 10に よれば10品種 の メロ ン幼植物 で同40Klux程度津 野 幸 人 ・ 竹 内 芳 親 ・ 平 尾 倫 子 であり
,そ
のときの純光合成速度は15-22 mg C02/ dm2/hrで あった。 著者の一人津野は愛媛大学農学部 において,播
種後 120日 目におけるメロン品種 アー ルスの同一個体内における各葉位の葉の光 。光合成 曲線 を求めた(第5図)。 これによれば,展
開後 日数 14日の若い葉から77日 の古い葉でも光飽和照度は同 じであって,ほ
ぼ40 K Iuxで ある。 ところが,純
光 合成速度 は大 きく異 なり,若
い葉 から古い葉の順 に 22→14-7mgC02/dm2/hrと
低下 している。葉のAge が古 くなるにつれて光合成速度 が低下することは広 く知 られており (たとえば Hopkinsonり,津
野・藤瀬 2D,」eWiss and Weledge O),全個体 を対象 として 光合成 を測定 した場合は,当
然の ことなが ら各葉の 平均的 な光合成速度 を示 す ことになる。Fig.5. Light― photosynthetic curves of different lear in same plant,
Note Numbers in the figure show ieaf age as days after complete expansion of leaf
C02, 300,pm. Air Temperature, 28℃. さて
,こ
こでC02濃
度 を270,700,1200 ppmと 3 段 階 に変化 させ,各
濃 度 の も とで の温 度 ―光 合成 関 係 を求 め,第
6図に示 した。 いず れ の場 合 も平 均 照 度30Khxで
あ り,自
丸 は生 長 の旺盛 な時期 の もの, 黒 丸 は生 長 の や や停 滞 した時 期 の もので あ る。 まず, 通 常空 気 よ り炭酸 ガス濃 度 が若 千 低 い270 ppmの場 合から検討 しよ う。 この場 合は2時
期 ともに15-20
℃の温度範囲における光合成速度が,そ
れ以上の温 度の ものよりも高い値 を示 した。また光合成速度の 最高値 も8工9 mg C02/dm7hr程 度である。選,堀10 が トマ ト・キュウリの温度―光合成関係で,生
育温 C02, 1200 ppm 15 20 25 30 35 40 45 Air temperature,℃Fig.6. Relation between air temperature and net photosynthetic rate under conditiOn of different carbon dioxide concentration at 30 K lux light intensity.
Note ●・¨Low activity plant in photosynthesis,
(May 31-」une 2)
○… Median activity plant in photosynthe―
si s,(May 15-17) 隣 Ｆ 卜 居 ↓ ＼ ［ Ｏ Ｏ ］ 唇 ＾ ０ やヽ ﹁ ０ お Ｏ Ｆ やＥ 、 ぃ ｏ 一 ０ 串 働 ゛ ω Ｚ O
g OoЪ
o哄
宅
OON
角 Ｆ 卜 Ｅ ” ＼ ［ Ｏ Ｏ ］ 届 ‘ ｏ ゛ Ｎ 隣 ０ こ Ｏ Ｆ ， Ｆ ゝ り ｏ ﹁ ０ 語 盛 ゛ Ｏ Ｚ度 と して は不充分 な10-15℃で高 い光合成速度 が認 め られた ことを報告 しているが
,本
結果 もこれ とよ く類似 して い る。 高温 によって純 光合成速度 が零 となる濃度 は ワ タ ・ ヒマ ワ リで48-55℃,ソ
ル ガムで60℃とい う報告 けがある。また,同
様 に ダイズ・ ビー ト・ トウモ ロ コンで は45-50℃ とされてい る0。 メロ ンの場合 も 曲線 の傾 向 か らして45-50℃付近 で純 光合成 は零 に なる と推測 され る。 炭酸 ガス濃度 を700 ppmに 引 き上 げた場 合 は,第
6図中段 図 にみ られ るとお り両時期 とも光合成速 度 の最高値 は著 しく高 ま り,光
合成 の最適温度 は30℃ となった。 この と き,生
長 の旺盛 な時期 の ものの方 が光合成速度 の促進率 が大であって,270ppmの
場 合 と比較 す れば約2倍
となってい る。生育 がやや停 滞 を示 し,平
均光 合成速 度 の低 下 した時期 において も, 30℃にID・ける純 光合成速度 は同様 に2倍近 い促進 率 で あ る。 さらに,炭
酸 ガス濃度 を1200ppmま で高 め ると,光
合成速度 の最高値 は700ppmと 変 わ らない が,高
温狽1にお ける光合成 の低下 が少 な くなる傾 向 が うかが える。 第6図の結果 か らす れば,メ ロ ンにおける炭酸 ガ スの増う は,700 ppmま
で は純 光合成速度 を著 しく 高め,そ
れ以上 で は光合成速 度 の促進効果 は うす ら ぐが,光
合成 の高温低 下現象 を防止す る点で効果 が ある とい えよ う。炭酸 ガス濃度 を高め ることによっ て 温度 ―光合成 関係 の適温 が高 まることはLunde― gardh 10の 明快 な指摘 があるが,そ
の後 において も Gaastra21伊東0な どの成績 か らも確 認す ることが で きる。特 に注 目 しなければな らぬの は,メ ロ ン栽 培 において常時遭遇 す るで あろ うところの30℃付 近 において,通
常大気 よ りも若干 の炭酸 ガス濃度 の低 下 によって,光
合成速 度 はかな り制限 を うけるとい う点で あ る。 メロ ン栽培 はガ ラス室 とい う保 。加温 を目的 と した施 設 内で お こなわれ るので あるか ら, 密閉 した状 態,あ
るいは換気不良の状態 に しば しば 作物 は おかれ ることが予想 され る。 この とき温度管 理 と同様 の注意 を炭酸 ガス濃度 の管理 にもは ら う必 要 の あ ることが指摘 で きる。 Ⅳ.摘
環境 制御装置 (島津 高性能 グロス・キャビネ ッ ト) で メロ ン (新芳露)を
栽培 し,光
合成作 用 な らび に 呼吸作用 に及 ぼす温度 の影響 を明 らか に した。 (1).14時 間照 明,10時
間暗黒 (夜間)条
件 を設置 し, さらに明期温度 は30℃で一定 と し,暗
期温度 の み を変 えた場 合の光合成 の経時 的 な変化 は,ほ
ぼ台 形状 のパ ター ンを示 した。 しか し,照
明期 前半 と後 半 の光合成量 を比較 す ると,後
者 が14%程
度 少 ない。 また, 1日あた りの光合成量 に対 す る呼吸量 の比率 をみ る と,夜
温15-20℃ で15-17%,25℃
で22%(5
日平均 ),30℃ で25%と,夜
温上 昇 とともに比率 は増 大 した。 (2).前 日の夜温 が翌 日の光 合成 に影響 す るこ とが 認 め られ,夜
温15℃で は翌 日の全光合成量 は夜温25 ℃の場 合 よ りも15%低
下 した。30℃の高夜温 は翌 日 の光合成量 を約6%低
下 させ た にす ぎなか った。 (3).夜 間 (暗期)温
度 を15,20,25,30℃
の4段
階 に設定 して,夜
間の金呼吸量 と気温 との関係 を調 査 した ところ,呼
吸の温度係数 (Qュ。)は
平均1,71 で あった。 これ とは別 に短時 間 に気温 を変化 させ て 得 られたQ101よ1.69で あ り,両
者 はほぼ一 致 した。 (4).地温 のみ を変化 させてそれが光合成速度 に及 ぼす影響 を調べたところ,33℃
付近 に最適値 をもつ 単頂曲線で表示で きる関係が得 られた。 (5).照度30 K luxの もとで炭酸ガス濃度 を3段
階(270,700,1200 ppm)に
設置 し,そ
れぞれの濃度 での温度―光合成関係 を求めた。光合成速度の促進 は700 ppmま でに高い効果が認め られ, 1200 ppmで は さほ ど期待で きなかったが,こ
の濃度では高気温 側 (35℃)で
の光合成の低下 を防止す る効果が認め られた。V.引
用 文 献1. EL― SHARKAWY,M.A. and J.D.HESKETH. 1961. Effects of temperature and 、vater deficit on leaf photosynthetic rates of different species. Crop Sci. 4:514-518.
2. GAASTRA, P. 1959. Photosynthesis of crop plants as influenced by light, carbon dioxide,
津 野 幸 人 ・ 竹 内 芳 親 ・ 平 尾 倫 子
temperature and stOmatal diffusiOn resistnace. Mededelingen LandboullT. Wageningen,Nederland.
59(10:1-68.
3. HoFSTRA,G.and J.D,HESKETH。 1969. Effect of temperature on the gas exchange Of leaves in the light and dark. Planta. 85 : 228--237. 4. HoPKINSON, J.M. 1964. Studies On the expan―
sion of the leaf surface. Ⅳ. The carbon and phosphorus ecOnomy of a leaf. 」.Exp Bot。 15
: 125--137.
5. HuMPHRIES, E.C. 1967. The effect Of differ― ent root temperatures on dry matter and car― bohydrate changes in rooted leaves of Pん αs9-οιοクs,pp. Annals Of BOtany. N.S.31:59-69.
6.伊
東 正.1973.読
菜 の生 育,生
理 にお よばす 炭 酸 ガ ス環 境 の影 響.千
葉 大 園芸 学部 特 別 報 告.No 7 : 1 -134.
7. IwAKI,H。 ,G,TAKEDA and T, UDACAWA. 1976. Ecological studies On the photoqynthesis Of winter cerealas. I. PhOtosynthesis Of wheat and rye plants under field conditiOns. Proc. Crop Sci. 」apan。 45 : 32--39.
8. 」EWISS, O.R, and J. llroLEDGE. 1967. The ef―
fect Of age On the role Of apこ arent photOsyn― thesis in leaves Of Tall Fescuc(Я9dを,cα αTlη―
,ザηαcθα scんT9う.). Annals of BOtatay. N.S. 31 :661--671.
9.鴨
田福 也 ・伴 義 之 ・志 村 清.1974.野
菜 の 光 合 成 及 び蒸 散 に関 す る研 究.I,光
合 成,蒸
散 の作 物 間差 異 及 び土 壊 水 分 との関係.野
菜 試 報. ヽA.No l:109-139.
10.門
田寅 太 郎.1959.読
菜 の幼根 の成 長 に対 す る 温 度 の研究.高
知大農学研報.8(9):1-95.
11. LuNDEGARDH, H。 1957. Khma und Boden inihrer Wirkung auf das Pflanzenleben. Gustav Fischer Verlag. 植物 実験 生態学
