2 福 島 県 農 業 総 合 センター 研 究 報 告 第 4 号 1 緒 言 有 機 栽 培 の 野 菜 は 慣 行 栽 培 の 野 菜 と 比 べて 栄 養 価 があり 機 能 性 が 高 いと 考 える 消 費 者 が 多 い しか し このような 消 費 者 の 認 識 が レフェリーのい

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1 1 福 島 農 総 セ 研 報 4 : 1 14(2012) 野 菜 の 品 質 は 有 機 質 肥 料 の 施 用 で 向 上 されるのか? 武 田 容 枝 * Does the Application of Organic Fertilizers Improve the Nutritional Quality of Vegetables? Masae TAKEDA* Abstract This study, consisting of four experiments, examined whether the addition of organic fertilizers can improve the nutritional quality of vegetables. In Experiment 1, among six leaf vegetables and two root vegetables tested, qing-geng-cai and radish particularly exhibited the ability to utilize amino acids for growth under aseptic conditions. In Experiment 2, spinach was equivalently grown in soil receiving ammonium sulfate and rapeseed cake, despite the fact that soil inorganic N was lower in the latter treatment. It is suspected that addition of rapeseed cake promoted spinach growth by increasing soil ph rather than enhancing the uptake of amino acids. At harvest, spinach contained smaller amounts of not only nitrate but amino acids, corresponding to the lower content of soil inorganic N, in the treatments with rapeseed cake than with ammonium sulfate. In Experiment 3, mizuna was grown under 13 different conditions: combinations of six soils and four fertilizers (one inorganic and three organic fertilizers). The contents of oxalic acid and sugar, respectively, were correlated with the fresh weight of mizuna positively and negatively. Moreover, the content of amino acids in mizuna was positively correlated with the amount of N uptake. In Experiment 4, carrot was grown in 13 treatments similar to those in Experiment 3. Growth of carrot roots in soil treated with organic fertilizers was equivalent to or greater than that in soil treated with inorganic fertilizer. Similarly to spinach, it seems that proper soil ph and physical conditions improved carrot root growth in the treatment of organic fertilizers. Sugar and carotene contents of carrot roots were little influenced by the kind of fertilizers. Overall, this study showed little evidence that application of organic fertilizers enhances the uptake of amino acids by vegetable crops and that it improves the nutritional quality of vegetables. It should be noted, however, that vegetables were grown in pots or planters, not under field conditions. Key words : vegetables, nutritional quality, organic fertilizers キーワード: 野 菜 品 質 有 機 質 肥 料 受 理 日 平 成 23 年 5 月 6 日 * 元 福 島 県 農 業 総 合 センター 生 産 環 境 部

2 2 福 島 県 農 業 総 合 センター 研 究 報 告 第 4 号 1 緒 言 有 機 栽 培 の 野 菜 は 慣 行 栽 培 の 野 菜 と 比 べて 栄 養 価 があり 機 能 性 が 高 いと 考 える 消 費 者 が 多 い しか し このような 消 費 者 の 認 識 が レフェリーのいる 学 術 論 文 で 客 観 的 に 証 明 された 例 は 少 ない 1) 慣 行 栽 培 の 野 菜 よりも 品 質 が 優 れるとするもののほかに 同 等 とするもの 劣 るとするものが 混 在 する 栽 培 方 法 以 外 にも 品 種 微 気 候 条 件 熟 度 土 壌 条 件 などに 違 いがあり そのことが 一 定 の 見 解 を 得 られない 要 因 となっているのかもしれない 2) 例 えば 村 山 ら 3) は 地 域 作 型 品 種 を 同 一 として 有 機 農 家 と 慣 行 農 家 で 栽 培 されたミニトマトを 比 較 し 有 機 栽 培 のミニトマト の 特 性 ( 果 実 硬 度 が 小 さく アスコルビン 酸 とリコペ ンが 多 い)に 出 荷 物 の 熟 度 の 違 い(エチレン 生 成 量 が 低 い)が 関 与 していた 可 能 性 を 指 摘 している 有 機 栽 培 と 慣 行 栽 培 の 間 には 品 種 防 除 方 法 栽 培 時 期 など さまざまな 違 いが 存 在 するが 本 研 究 では 肥 料 の 違 い に 重 点 をおき 栄 養 面 からみた 野 菜 の 品 質 が 有 機 質 肥 料 の 施 用 で 向 上 されるかどうかを 検 討 するために 下 記 の 実 験 1 4 を 実 施 した 実 験 1 形 態 の 異 なる 窒 素 を 用 いた 野 菜 の 無 菌 栽 培 有 機 質 肥 料 と 化 成 肥 料 を 施 用 した 土 壌 では 養 分 の 存 在 形 態 が 異 なる 有 機 質 肥 料 の 施 用 でアミノ 酸 などの 有 機 態 窒 素 の 量 が 増 加 する 4)5) 福 島 県 浪 江 町 の 現 地 実 証 圃 において 有 機 栽 培 で 5 年 以 上 管 理 された 土 壌 の 方 が 慣 行 栽 培 の 土 壌 よりもアミノ 酸 を 多 く 含 むこと が 実 際 に 確 認 された( 未 発 表 データ) 植 物 は 一 般 に 土 壌 中 の 無 機 態 窒 素 (NO 3 -N NH 4 -N)を 優 先 的 に 吸 収 するが もし 有 機 態 窒 素 の 吸 収 に 優 れる 野 菜 品 目 が あるとすれば それらの 野 菜 は 有 機 質 肥 料 を 施 用 した 土 壌 において 生 育 品 質 の 面 から 有 利 となる 可 能 性 が ある 野 菜 ではチンゲンサイ ホウレンソウ ニンジンが 有 機 態 窒 素 の 吸 収 に 優 れるのではないかと 考 えられて いる 5)6)7) Matsumoto et al. 6) は 土 壌 中 の 高 分 子 有 機 態 窒 素 をリン 酸 緩 衝 液 で 抽 出 し( 通 称 PEON 分 子 量 約 Da) 無 菌 条 件 下 でピーマン チンゲン サイ ニンジンに 与 えた その 結 果 PEONの 添 加 割 合 の 増 加 にともなってチンゲンサイとニンジンの 窒 素 吸 収 量 が 増 加 したことを 示 した いっぽうMiyazawa et al. 7) は チンゲンサイとリーフレタスのいずれに もPEONを 吸 収 する 能 力 がなく チンゲンサイだけが アミノ 酸 を 利 用 できたと 報 告 している 前 者 の 試 験 で はチンゲンサイがPEONを 吸 収 できたかのようにみえ るが 対 照 植 物 の 生 育 がMS 溶 液 の 高 浸 透 圧 によって 阻 害 されていた 可 能 性 が 懸 念 される 7) そこで 本 試 験 では PEONのような 高 分 子 有 機 態 窒 素 ではなくアミ ノ 酸 の 利 用 能 力 について 検 討 した 上 記 のチンゲンサ イ ホウレンソウ ニンジンを 含 む 計 8 品 目 を 対 象 と し 初 期 生 育 に 対 するアミノ 酸 の 効 果 を 無 菌 条 件 で 調 べた 実 験 2 化 成 肥 料 および 有 機 質 肥 料 を 用 いたホウレ ンソウ 栽 培 ホウレンソウは 菜 種 油 粕 大 豆 油 粕 などの 有 機 質 肥 料 を 施 用 しても 化 成 肥 料 を 施 用 した 場 合 とほぼ 同 等 もしくはそれ 以 上 の 収 量 が 得 られる 場 合 がある そ のため 有 機 物 から 無 機 化 される 無 機 態 窒 素 だけでな く 土 壌 中 に 存 在 する 易 分 解 性 有 機 態 窒 素 も 利 用 する のではないかと 考 えられている 4)5) 確 かに 無 菌 条 件 において 植 物 がアミノ 酸 などの 有 機 態 窒 素 を 利 用 で きることが 示 されている 6)7) また 17 組 の 慣 行 圃 と 有 機 圃 (JAS 認 定 もしくはそれと 同 等 の 農 薬 化 学 肥 料 を 使 用 しないで 管 理 された 圃 場 )で 栽 培 されたホ ウレンソウを 比 較 した 試 験 では アミノ 酸 濃 度 が 有 機 栽 培 のホウレンソウで 高 かったことが 報 告 されている 8) 硝 酸 態 窒 素 の 多 い 農 耕 地 土 壌 では 無 機 化 されず に 吸 収 されるアミノ 酸 の 量 はごくわずかで コムギを 用 いた 試 験 では 添 加 されたアミノ 酸 の94%が 根 圏 土 壌 の 微 生 物 によって 吸 収 されている 9)10) しかし 硝 酸 態 窒 素 の 少 ない 有 機 栽 培 土 壌 では アミノ 酸 吸 収 の 寄 与 が 異 なる 可 能 性 がある そこで 本 試 験 では アミ ノ 酸 を 利 用 する 可 能 性 があるホウレンソウの 2 品 種 を 用 い アミノ 酸 量 の 異 なる 土 壌 で 窒 素 の 吸 収 や 代 謝 が 異 なるかを 調 べた 土 壌 中 のアミノ 酸 濃 度 が 異 なるよ う 設 定 するために 窒 素 肥 料 として 硫 安 と 菜 種 油 粕 を 加 えた 実 験 3 慣 行 および 有 機 管 理 土 壌 を 用 いたミズナ 栽 培 ミズナは 主 に 鍋 や 漬 物 に 使 われてきたが 近 年 お 浸 しやサラダにも 利 用 されるようになり 需 要 が 高 まっ ている 五 訂 食 品 成 分 表 によると コマツナの 硝 酸 濃 度 5 g kg -1 FWに 対 しミズナの 硝 酸 濃 度 は 2 g kg -1 FW と 低 い しかし 砂 ベッド 栽 培 では 液 肥 ( 窒 素 の 9 割 が 硝 酸 態 )の 施 用 量 によって 急 激 にミズナの 硝 酸 濃 度 が 高 くなることが 示 されている 11) 生 で 食 べる 機 会 が 多 くなった 分 内 部 成 分 への 関 心 は 高 まっていること が 予 想 され 肥 料 の 違 いがどのようにミズナの 品 質 に 影 響 を 与 えるのか 調 べていく 必 要 がある 化 成 肥 料 と 有 機 質 肥 料 の 効 果 を 比 較 するにあたって 問 題 となるのは 生 育 量 と 品 質 成 分 濃 度 の 関 係 であ

3 野 菜 の 品 質 は 有 機 質 肥 料 の 施 用 で 向 上 されるのか? 3 る 有 機 質 肥 料 の 施 用 によってミズナの 品 質 が 向 上 し たとしても 生 育 量 が 異 なる 場 合 肥 料 自 体 の 効 果 な のか それとも 作 物 の 生 育 が 遅 れたためなのか 明 確 にすることがむずかしい 12)13) 14) 山 崎 と 六 本 木 の 試 験 では 窒 素 肥 効 率 の 低 い 有 機 質 肥 料 の 施 用 によりチン ゲンサイ レタスおよびキャベツの 硝 酸 濃 度 が 減 少 し 糖 濃 度 が 増 加 したが 生 育 量 は 化 成 肥 料 の 場 合 と 比 べ て 低 かった ホウレンソウとコマツナでも 生 育 量 が 少 ない( 窒 素 施 用 量 が 少 ない) 場 合 に 硝 酸 とシュウ 酸 が 少 なく 糖 とアスコルビン 酸 が 多 いことが 報 告 され ている 15) ミズナはコマツナやチンゲンサイと 同 じア ブラナ 科 に 属 するため 同 じような 関 係 性 が 予 想 される が 生 育 量 と 品 質 成 分 の 関 係 を 報 告 した 例 は 少 ない そこで 本 試 験 では さまざまな 土 壌 ( 未 耕 地 慣 行 栽 培 有 機 栽 培 )と 肥 料 を 使 ってミズナを 栽 培 し 生 育 量 と 品 質 成 分 濃 度 との 関 係 を 調 査 した 実 験 4 慣 行 および 有 機 管 理 土 壌 を 用 いたニンジン 栽 培 ニンジンでは 有 機 物 の 連 用 試 験 で 稲 わら 堆 肥 の 増 収 効 果 が 認 められている 要 因 として 土 壌 の 物 理 性 や 酸 性 度 の 改 善 また 黒 ボク 土 の 場 合 はリン 酸 固 定 能 の 低 下 による 可 給 態 リン 酸 の 増 加 が 挙 げられている 16)17) このように 有 機 物 施 用 の 効 果 が 現 れやすいこと 野 菜 の 中 では 比 較 的 病 害 虫 が 少 ないことなどから ニンジ ンは 有 機 栽 培 に 向 いていると 考 えられる ただし ニ ンジンに 関 しても 有 機 栽 培 と 慣 行 栽 培 の 間 で 品 質 に 違 いがあるのか 一 定 した 結 論 が 得 られていない 3 年 間 の 圃 場 試 験 では 施 肥 量 を 調 整 するなど 生 育 量 の 影 響 を 極 力 排 除 した 場 合 ニンジン 可 食 部 のカロ テン 糖 の 濃 度 は 必 ずしも 高 くなかった 12)18) 一 方 で 有 機 質 肥 料 で 栽 培 したニンジンでカロテン 濃 度 が 高 かったことを 示 す 試 験 も 存 在 する 19) 糖 ( 甘 さ)は ニンジンに 対 する 消 費 者 の 好 みを 決 定 する 成 分 として 20) また カロテンはプロビタミンAとしての 働 きや 抗 酸 化 作 用 などの 効 能 を 持 つ 成 分 として 重 要 である そこで 本 試 験 では ミズナ 栽 培 ( 実 験 3 ) 後 の 土 壌 に 化 成 肥 料 または 有 機 質 肥 料 を 施 用 してニンジンを 栽 培 し その 品 質 成 分 に 有 機 質 肥 料 の 効 果 が 現 れるかを 検 討 した 2 試 験 方 法 実 験 1 形 態 の 異 なる 窒 素 を 用 いた 野 菜 の 無 菌 栽 培 A 供 試 野 菜 葉 菜 類 はコマツナ(サカタ 小 松 菜 ) チンゲンサ イ(タキイ 長 陽 ) キャベツ(サカタ 中 早 生 二 号 ) ブロッコリー(タキイ ハイツSP ) リーフ レタス(サカタ グリーン ) ホウレンソウ(サカタ ソロモン )の 計 6 種 を 根 菜 類 はダイコン(タキイ YRてんぐ ) ニンジン(カネコ ひとみ 5 寸 )の 計 2 種 を 用 いた 種 子 表 面 を 殺 菌 する(B. 参 照 ) 必 要 性 からコーティングなどが 施 されていないものを 選 択 した B 窒 素 処 理 と 無 菌 栽 培 窒 素 処 理 は(1) 超 純 水 ( 対 照 区 最 終 濃 度 0 mg N L -1 ) (2) 硝 酸 ナトリウム 溶 液 ( 硝 酸 区 最 終 濃 度 70mg N L -1 ) および(3)アミノ 酸 混 合 溶 液 (アミノ 酸 区 最 終 濃 度 70mg N L -1 )の 3 処 理 区 を 設 定 し 3 反 復 で 試 験 した フィルター 滅 菌 した10 倍 濃 度 の 窒 素 処 理 液 をオートクレーブ 滅 菌 した 溶 液 ( 窒 素 以 外 の 養 分 を 含 む)に 混 合 し 1/2ホーグランド 溶 液 を 調 整 し た 3 処 理 液 とも 希 塩 酸 または 水 酸 化 ナトリウム 溶 液 を 使 ってpH6.0に 調 製 した アミノ 酸 混 合 溶 液 は 土 壌 に 存 在 するタンパク 質 のアミノ 酸 組 成 21) をもとに 15 種 類 のアミノ 酸 (グリシン アラニン バリン ロ イシン イソロイシン セリン スレオニン フェニ ルアラニン チロシン プロリン アスパラギン 酸 グルタミン 酸 ヒスチジン リジン アルギニン)を 混 合 し 作 成 した 7) 種 子 は80%エタノールに30 秒 間 続 いて 1 % 次 亜 塩 素 酸 (Tween20を 含 む)に30 分 間 浸 漬 した 滅 菌 水 で 洗 浄 した 後 3 倍 量 (w/w)の 水 を 含 むバーミ キュライト(オートクレーブ 滅 菌 ) 上 に 移 し 根 が 5 mm 程 度 になるまで 無 栄 養 および 無 菌 条 件 で 培 養 し た その 後 1/2ホーグランド 溶 液 45mLを 含 むバーミ キュライト(15g オートクレーブ 滅 菌 )に 移 植 し 人 工 気 象 機 で9000lx 22/15 (16/ 8 時 間 )の 条 件 で 2 週 間 栽 培 した 各 作 物 各 処 理 ともに 1 株 を 1 反 復 として 供 試 した 栽 培 とは 別 に 種 子 10 粒 を 寒 天 培 地 ( 3 %ショ 糖 +0.3%ポリペプトン) 上 で 培 養 し 微 生 物 が 繁 殖 しないことを 確 認 した C 調 査 方 法 地 上 部 は 新 鮮 重 と60 で 3 日 間 乾 燥 した 後 の 乾 物 重 を 測 定 した 地 下 部 はバーミキュライトを 取 りのぞい た 後 に 地 上 部 と 同 様 に 乾 燥 し 乾 物 重 を 測 定 した 実 験 2 化 成 肥 料 および 有 機 質 肥 料 を 用 いたホウレ ンソウ 栽 培 A 供 試 土 壌 および 試 験 区 の 構 成 供 試 土 壌 は 未 耕 地 の 黒 ボク 土 で 化 学 特 性 は 全 炭 素 8.1% 全 窒 素 0.41% NO 3 -N 3.2mg 100g -1 NH 4 -N 2.5mg 100g -1 P 2 O 5 0.1mg 100g -1 K 2 O 12.7mg 100g -1 ph5.2であった

4 4 福 島 県 農 業 総 合 センター 研 究 報 告 第 4 号 試 験 区 は 窒 素 肥 料 の 2 処 理 区 とホウレンソウ 品 種 の 2 処 理 区 (B. 参 照 )を 組 み 合 わせた 4 処 理 区 からな り 3 反 復 で 試 験 した 窒 素 肥 料 は 化 成 肥 料 として 硫 安 有 機 質 肥 料 として 菜 種 油 粕 を 使 用 した 予 備 試 験 で 鶏 糞 と 菜 種 油 粕 を 比 較 したところ 土 壌 アミノ 酸 は 後 者 の 方 が 高 かったため 本 試 験 では 菜 種 油 粕 を 用 い た 2010 年 9 月 1 日 土 壌 に 窒 素 肥 料 (0.14g N kg -1 ) 過 リン 酸 石 灰 (0.33g P 2 O 5 kg -1 ) アグロ 加 里 (0.14g K 2 O kg -1 ) 苦 土 カル(7.68g kg -1 )を 加 え 1/5000aワ グネルポットで 前 培 養 した このとき 土 壌 水 分 は 最 大 容 水 量 の60%とし 栽 培 期 間 中 もドリップ 灌 水 と 週 一 回 の 調 整 によって 水 分 含 量 を 初 期 値 と 同 じ 程 度 に 保 っ た B 供 試 野 菜 および 栽 培 方 法 農 業 総 合 センター 内 のガラス 室 でホウレンソウ 2 品 種 ( アクティブ (サカタ) まほろば (サカタ)) を 4 株 /ポットで 栽 培 した 9 月 17 日 に 播 種 し 10 月 15 日 10 月 28 日 11 月 19 日 の 3 回 にわたって 作 物 体 を 調 査 のために 採 取 した( 窒 素 2 処 理 2 品 種 調 査 3 回 3 反 復 =36ポット) C 調 査 方 法 土 壌 調 査 は 9 月 15 日 10 月 15 日 10 月 28 日 11 月 19 日 の 4 回 実 施 した 調 査 時 に 採 取 した 土 壌 は 未 風 乾 のまま2M KCl 溶 液 ( 土 壌 : 溶 液 = 1 :10)で 抽 出 し た 無 機 態 窒 素 はオートアナライザー(ビーエルテッ ク)で アミノ 酸 はOPAME(o-phthaldialdehyde+ β-mercaptoethanol) 処 理 後 に 分 光 蛍 光 光 度 計 ( 日 立 ハイテク)で 定 量 した 22) 11 月 19 日 の 土 壌 はpHも 調 査 した ホウレンソウは 調 査 1 回 目 に 全 体 を 2 回 目 以 降 は 葉 身 と 葉 柄 をそれぞれ 調 査 した 新 鮮 重 をはかっ た 後 に 細 かく 刻 み 一 部 を 2 M 塩 酸 で 抽 出 してシュウ 酸 と 硝 酸 をHPLC( 日 立 ハイテク カラム:Mightysil RP-18GP Aqua mm φ 5 μm 溶 離 液 : 5 mm 硫 酸 水 素 テトラブチルアンモニウムを 含 む50mMリ ン 酸 ナトリウム 緩 衝 液 (ph6.8) 流 速 :1.0mL min -1 検 出 器 :UV/VIS 210nm カラム 温 度 :25 )で 分 析 した また 一 部 を80%エタノールで 抽 出 した 後 エタ ノールを 蒸 発 させて 水 溶 液 とし グルコース フル クトース スクロースをHPLC( 日 立 ハイテク カラ ム:Mightysil NH mm φ 5 μm 溶 離 液 :ア セトニトリル: 水 =3:1 流 速 :1.0mL min -1 検 出 器 : 示 差 屈 折 率 カラム 温 度 :40 )で 分 析 した 試 料 は 糖 分 析 後 に0.4M 塩 酸 と 等 量 混 合 し アミノ 酸 を 定 量 した( 日 立 ハイテク アミノ 酸 分 析 計 L 8800) 調 査 2 回 目 以 降 の 試 料 は80 で 3 日 間 乾 燥 後 に 全 窒 素 を 分 析 した(エレメンタール VarioMAX) 実 験 3 慣 行 および 有 機 管 理 土 壌 を 用 いたミズナ 栽 培 A 供 試 土 壌 および 試 験 区 の 構 成 実 験 2 で 用 いた 未 耕 地 土 壌 の 他 に 慣 行 栽 培 有 機 栽 培 で 5 年 以 上 管 理 されてきた 福 島 県 内 の 土 壌 5 種 を 用 いた( 表 1 ) 浪 江 町 の 土 壌 は2004 年 より 現 地 実 証 圃 として 管 理 されていた 場 所 から 採 取 した 窒 素 施 用 量 は2005 年 まで 有 機 圃 で 多 かった( 慣 行 圃 の130%) がそれ 以 降 は 同 量 であり 同 一 作 物 作 型 で 露 地 野 菜 栽 培 が 継 続 されていた 会 津 若 松 市 の 2 圃 場 は 隣 接 し ており 客 土 に 使 用 した 土 壌 は 同 じであったが 肥 培 管 理 や 作 型 が 異 なった( 慣 行 圃 は 露 地 野 菜 有 機 圃 はハ ウス 野 菜 ) 喜 多 方 市 の 有 機 圃 はダイズ 麦 などが 栽 培 されていた これらの 土 壌 は 現 地 での 栽 培 準 備 が 始 まる 前 2010 年 3 月 30 日 と31 日 の 2 日 間 に 採 取 した 2010 年 4 月 27 日 各 土 壌 に 化 成 処 理 区 と 有 機 処 理 区 を 設 け 硫 安 または 有 機 質 肥 料 を12g N m -2 になる ように 処 理 した 化 成 区 には 過 リン 酸 石 灰 (12g P 2 O 5 m -2 )と 硫 酸 カリ(12g K 2 O m -2 )をさらに 加 えた 有 機 質 肥 料 は 有 機 農 家 が 使 用 していたものを 用 いた 未 耕 地 土 壌 と 浪 江 町 慣 行 有 機 圃 の 土 壌 には 浪 江 町 有 機 圃 で 使 われていた 菜 種 油 粕 と 発 酵 鶏 糞 を 会 津 若 松 慣 行 有 機 圃 の 土 壌 には 会 津 若 松 有 機 圃 で 使 われていた 表 1 供 試 土 壌 の 化 学 特 性 採 取 圃 場 T-C T-N NO 3 -N NH 4 -N P 2 O 5 K 2 O ph EC % mg kg -1 風 乾 土 ms cm -1 未 耕 地 < 浪 江 町 慣 行 圃 浪 江 町 有 機 圃 会 津 若 松 市 慣 行 圃 会 津 若 松 市 有 機 圃 喜 多 方 市 有 機 圃 ph EC 以 外 は 施 肥 前 の 土 壌 を phとecは 化 成 区 の 土 壌 を 調 査

5 野 菜 の 品 質 は 有 機 質 肥 料 の 施 用 で 向 上 されるのか? 5 ぼかし 肥 料 と 発 酵 鶏 糞 を そして 喜 多 方 有 機 圃 の 土 壌 には 自 家 製 ぼかし 肥 料 を 施 用 した すべての 土 壌 に 苦 土 石 灰 を100g m -2 になるように 加 えた 未 耕 地 土 壌 に はさらに 有 機 質 肥 料 を 倍 量 施 用 した 有 機 N2 区 (24 g N m -2 )を 設 け 計 13 処 理 を 3 反 復 で 試 験 した B 栽 培 方 法 農 業 総 合 センター 内 のガラス 室 でミズナ 京 みぞ れ (タキイ)をプランター( 縦 18cm 横 58cm 高 さ15cm)で 栽 培 した 5 月 11 日 に 播 種 5 月 18 日 に 11 株 ( 株 間 5 cm 条 間 9 cm) 2 条 /プランターに 間 引 き 6 月 14 日 と 6 月 21 日 に 1 条 ずつ 収 穫 した 栽 培 前 未 耕 地 土 壌 の 水 分 含 量 は 最 大 容 水 量 の60%と し 現 地 土 壌 については 圃 場 から 採 取 した 時 の 水 分 状 態 に 調 整 した 栽 培 期 間 中 は すべての 土 壌 に 対 して 同 じ 量 をドリップ 灌 水 した C 調 査 方 法 播 種 前 ( 5 月 11 日 )と 収 穫 時 ( 6 月 14 日 21 日 )の 土 壌 を 採 取 し 分 析 に 用 いた 無 機 態 窒 素 の 分 析 方 法 は 実 験 2 のC.に 記 載 されたとおりである ミズナはプランター 端 の 2 株 を 除 き 平 均 的 な 3 株 / 区 を 供 試 した 収 穫 後 直 ちに 新 鮮 重 を 測 定 し 調 整 ( 上 部 1 / 3 を 細 断 )まではビニール 袋 に 入 れ 8 で 保 管 した 細 断 試 料 の 一 部 を 4 10 の 5 %メタ リン 酸 で 抽 出 しアスコルビン 酸 をHPLC( 日 立 ハイテ ク カラム:Mightysil RP-18GP Aqua mm φ5 μm 溶 離 液 :5mM 硫 酸 水 素 テトラブチルアンモニウ ムを 含 む50mMリン 酸 ナトリウム 緩 衝 液 (ph6.8) 流 速 :1.0mL min -1 検 出 器 :UV/VIS 254nm カラム 温 度 :40 )で 分 析 した 硝 酸 シュウ 酸 糖 アミ ノ 酸 の 分 析 については 実 験 2 のC.に 記 載 したとおり である 残 りの 試 料 は80 で 3 日 間 乾 燥 し 窒 素 分 析 ( 住 化 分 析 センター スミグラフ)に 用 いた 実 験 4 慣 行 および 有 機 管 理 土 壌 を 用 いたニンジン 栽 培 A 供 試 土 壌 および 試 験 区 の 構 成 実 験 3 のミズナ 栽 培 跡 土 壌 の 水 分 含 量 を 栽 培 前 の 設 定 値 に 戻 した 後 で 混 合 し 本 実 験 に 用 いた 2010 年 7 月 29 日 各 土 壌 に 化 成 処 理 区 と 有 機 処 理 区 を 設 け 硫 安 または 有 機 質 肥 料 を15g N m -2 になるように 処 理 し た 化 成 区 には 過 リン 酸 石 灰 (15g P 2 O 5 m -2 )と 硫 酸 カリ(15g K 2 O m -2 )をさらに 加 えた 有 機 質 肥 料 は 実 験 3 と 同 じものを 使 用 した ただし 実 験 3 での 窒 素 肥 効 率 を 考 慮 し 喜 多 方 有 機 圃 の 土 壌 には 自 家 製 ボ カシ 肥 料 を30g N m -2 になるように 施 用 した 未 耕 地 土 壌 には 実 験 3 と 同 様 に 有 機 N2 区 (30g N m -2 )を 設 け 計 13 処 理 を 4 反 復 で 試 験 した B 栽 培 方 法 農 業 総 合 センター 内 のガラス 室 でニンジン 向 陽 二 号 (タキイ)をポット 栽 培 した 8 月 12 日 に 播 種 8 月 31 日 と 9 月 13 日 に 間 引 いてポット( 直 径 12.5cm 高 さ30cm)あたり 1 株 とし 12 月 16 日 に 収 穫 した 栽 培 期 間 中 ドリップ 灌 水 と 手 動 調 整 (10 14 日 間 に 1 回 )によって 水 分 含 量 を 栽 培 前 と 同 じ 程 度 に 保 った C 調 査 方 法 播 種 前 ( 8 月 11 日 )と 収 穫 後 (12 月 17 日 )の 土 壌 を 採 取 し 分 析 に 用 いた 無 機 態 窒 素 とアミノ 酸 の 分 析 方 法 は 実 験 2 のC.に 記 載 されたとおりである 収 穫 物 の 地 上 部 は 新 鮮 重 と 窒 素 濃 度 を 求 めた 地 下 部 ( 可 食 部 のみ)は 長 さ 重 さ 乾 物 率 窒 素 糖 (グルコース フルクトース スクロース)およびカ ロテン(αおよびβ)の 濃 度 を 測 定 した 地 上 部 は 60 で 7 日 間 乾 燥 後 に 全 窒 素 を 分 析 した(エレメン タール VarioMAX) 地 下 部 は 凍 結 乾 燥 した 後 で 粉 砕 し 分 析 まで 20 暗 所 で 保 存 した 糖 は80%エ タノールを 用 い70 で 抽 出 した 後 にHPLC( 実 験 2 の C. 参 照 )で カロテンはアセトン 抽 出 後 に 簡 易 分 別 定 量 法 23) で 定 量 した 未 耕 地 土 壌 のニンジンは 生 育 不 良 で 品 質 分 析 が 不 可 能 であったため 調 査 対 象 から 外 した 3 結 果 および 考 察 実 験 1 形 態 の 異 なる 窒 素 を 用 いた 野 菜 の 無 菌 栽 培 野 菜 の 生 育 量 は 無 菌 状 態 において 硝 酸 区 アミ ノ 酸 区 対 照 ( 無 窒 素 ) 区 の 順 で 多 かった(P<0.05) 品 目 毎 に 比 較 すると 対 照 区 よりもアミノ 酸 区 で 生 育 ( 乾 物 重 )が 上 回 ったのは チンゲンサイの 地 上 部 ブロッコリーの 地 下 部 ダイコンの 地 上 部 と 地 下 部 で あった(P<0.05)( 図 1 ) 乾 物 試 料 が 小 さかったため 窒 素 濃 度 は 測 定 できなかったが 同 じような 無 菌 栽 培 試 験 で 乾 物 重 と 窒 素 吸 収 量 は 同 様 の 傾 向 を 示 した 24) 本 実 験 でも アミノ 酸 の 添 加 により 生 育 量 が 多 くなっ た 品 目 はアミノ 酸 を 窒 素 源 として 利 用 したことが 考 え られ アミノ 酸 利 用 能 力 が 高 いと 推 察 できる 今 回 調 査 した 野 菜 品 目 のうち チンゲンサイ ホウ レンソウ ニンジンは 有 機 態 窒 素 を 吸 収 しやすい 品 目 とされている 5)6)7) 今 回 の 実 験 結 果 から チンゲン サイに 加 えてブロッコリー ダイコンもアミノ 酸 を 利 用 する 能 力 があることが 示 唆 された いっぽう ホウ レンソウとニンジンについてはとくにアミノ 酸 を 利 用 しやすい 品 目 とは 言 えなかった ただし 本 結 果 は 生 育 期 間 の 短 い 幼 植 物 が 示 したものである また 根 の 生 育 差 がアミノ 酸 の 利 用 能 力 に 影 響 を 及 ぼした 可 能 性

6 6 福 島 県 農 業 総 合 センター 研 究 報 告 第 4 号 も 考 慮 しなければならない 作 物 の 初 期 生 育 は 種 類 によって 大 きく 異 なり ダイコンは 根 の 生 育 速 度 が 速 かった( 図 1 )ため アミノ 酸 の 利 用 が 促 進 された 可 能 性 が 考 えられる 以 上 のことから 本 実 験 の 結 果 は 根 の 初 期 生 育 の 効 果 を 含 めた 播 種 後 2 週 間 という 生 育 初 期 のアミノ 酸 の 利 用 能 力 を 比 較 したものであり その 後 の 生 育 過 程 におけるホウレンソウとニンジンのアミノ 酸 利 用 能 力 を 否 定 するものではない 実 験 2 化 成 肥 料 および 有 機 質 肥 料 を 用 いたホウレ ンソウ 栽 培 窒 素 動 態 は 硫 安 ( 化 成 区 )と 菜 種 油 粕 ( 有 機 区 )を 施 用 した 土 壌 で 異 なった 播 種 前 無 機 態 窒 素 は 化 成 区 で 多 く(P<0.001) アミノ 酸 窒 素 は 有 機 区 で 多 かっ た(P<0.01) 10 月 15 日 以 降 硝 酸 態 窒 素 にのみ 違 い が 認 められた( 化 成 区 > 有 機 区 P<0.001)( 表 2 ) 土 壌 の 窒 素 動 態 は 異 なったが ホウレンソウの 生 長 に 処 理 間 差 はみられなかった( 図 2 ) 11 月 19 日 の 土 壌 phが 化 成 区 (5.89)よりも 有 機 区 (6.03)で 高 かっ た(P<0.001) このことから 有 機 区 は 硝 酸 態 窒 素 が 少 なかったが phの 上 昇 によりホウレンソウの 生 長 が 促 進 された 可 能 性 が 考 えられる 家 壽 多 ら 17) は 黒 ボク 土 で 稲 わら 堆 肥 の 施 用 によるホウレンソウの 増 収 を 認 め ph 調 整 による 効 果 が 大 きいと 述 べている ホウレンソウ 体 内 の 硝 酸 は 土 壌 の 硝 酸 濃 度 の 低 下 とともに 有 機 区 で 減 少 した 同 じ 傾 向 がグルタミン やアスパラギン 等 のアミノ 酸 と 全 窒 素 に 認 められた ( 図 3 および 表 3 ) 土 壌 アミノ 酸 は 播 種 前 ( 施 肥 2 週 目 )に 化 成 区 よりも 有 機 区 で 多 かったが 施 肥 6 週 目 幼 植 物 体 内 のアミノ 酸 の 量 ( 図 3 )に 違 いはみら れなかった つまり ホウレンソウ 体 内 のアミノ 酸 濃 度 は 全 窒 素 に 左 右 されるのであって 土 壌 のアミノ 酸 濃 度 の 影 響 を 受 けないことが 示 唆 された この 考 察 図 1 野 菜 8 品 目 の 地 上 部 乾 物 重 ( 正 値 )と 地 下 部 乾 物 重 ( 負 値 ) エラーバーは 標 準 偏 差 Tukey 法 により 異 符 号 間 に 有 意 差 あり(P<0.05 n=3) 新 鮮 重 (g pot -1 ) 図 2 ホウレンソウ 新 鮮 重 の 推 移 エラーバーは 標 準 偏 差 2 要 因 ( 品 種 + 肥 料 ) 2 水 準 の 分 散 分 析 におけるP 値 (NS:P >0.05 n=3)を 示 す

7 野 菜 の 品 質 は 有 機 質 肥 料 の 施 用 で 向 上 されるのか? 7 はOkazaki et al.の 報 告 25) からも 裏 付 けられる 彼 ら はGC-MSを 用 いたホウレンソウのメタボリックプロ ファイリングによって 窒 素 増 加 にともなってアミノ 表 2 土 壌 の 無 機 態 窒 素 および 遊 離 アミノ 酸 調 査 日 肥 料 NO 3 -N NH 4 -N アミノ 酸 -N mg kg -1 乾 土 /15 硫 安 菜 種 油 粕 /15 硫 安 菜 種 油 粕 /28 硫 安 菜 種 油 粕 /19 硫 安 菜 種 油 粕 /15はn=18 その 他 の 調 査 日 はn=6 酸 のプールが 増 加 する 流 れを 見 出 している 植 物 によるアミノ 酸 吸 収 量 は 土 壌 中 のアミノ 酸 濃 度 に 比 例 するという 報 告 がある 26) アミノ 酸 吸 収 のため の 膜 輸 送 体 の 存 在 は 確 認 されているが アミノ 酸 のよ うな 水 溶 性 有 機 態 窒 素 は 主 に 蒸 散 にともなう 水 流 に よって 移 動 し 硝 酸 などの 無 機 塩 類 と 同 じように 吸 収 されると 最 近 の 試 験 で 示 されている 10) 橋 本 ら 27) は 牛 糞 堆 肥 や 豚 糞 堆 肥 を 全 層 施 肥 した 場 合 よりも 局 所 施 肥 した 場 合 の 方 が 葉 菜 類 のアミノ 酸 濃 度 が 高 かった ことを 示 している この 場 合 堆 肥 の 施 用 量 は 約 100t ha -1 に 相 当 する 量 であり 現 実 的 とは 言 えないが 局 所 的 に 土 壌 中 のアミノ 酸 濃 度 が 高 かったために 植 物 によ るアミノ 酸 吸 収 量 が 多 くなった 可 能 性 が 考 えられる 本 実 験 の 場 合 菜 種 油 粕 の 施 用 によって 土 壌 アミノ 酸 の 量 は 一 時 的 に 増 加 したが ホウレンソウ 体 内 のアミ ノ 酸 量 を 高 める 程 度 ではなかったと 言 える 土 壌 中 で 表 3 11/19に 収 穫 したホウレンソウの 主 要 アミノ 酸 濃 度 (mg N kg -1 FW) 肥 料 品 種 葉 身 葉 柄 グルタミン アルギニン グルタミン 酸 アスパラギン アラニン グルタミン アルギニン グルタミン 酸 アスパラギン アスパラギン 酸 化 成 アクティブ まほろば 有 機 アクティブ まほろば 分 散 分 析 肥 料 (P 値 ) 品 種 交 互 作 用 硝 酸 態 N アミノ 酸 態 N 図 3 ホウレンソウに 含 まれる 窒 素 量 の 変 化 エラーバーは 標 準 偏 差 2 要 因 ( 品 種 + 肥 料 ) 2 水 準 の 分 散 分 析 におけるP 値 (NS:P >0.05 n=3)を 示 す

8 8 福 島 県 農 業 総 合 センター 研 究 報 告 第 4 号 持 続 的 にアミノ 酸 が 溶 出 されるような 条 件 ( 例 えば 有 機 物 の 連 用 下 )で 再 検 討 が 必 要 と 考 える 実 験 3 慣 行 および 有 機 管 理 土 壌 を 用 いたミズナ 栽 培 播 種 前 土 壌 の 無 機 態 窒 素 は 有 機 区 よりも 化 成 区 で 多 く ミズナの 窒 素 吸 収 量 も 同 様 の 傾 向 を 示 した( 表 4 ) ph 6 未 満 の 未 耕 地 会 津 若 松 慣 行 および 喜 多 方 表 4 播 種 前 の 土 壌 無 機 態 窒 素 およびミズナ 地 上 部 の 窒 素 吸 収 量 土 壌 地 上 部 N 吸 収 量 土 壌 肥 料 NO 3 -N NH 4 -N 無 機 N 6/14 6/21 (mg kg -1 乾 土 ) (mg 株 -1 ) 未 耕 地 化 成 (100) 23.3 (100) 48.4 (100) 有 機 (67) 17.0 (73) 36.3 (75) 有 機 N (115) 32.7 (141) 52.6 (109) 浪 江 慣 行 化 成 (100) 22.0 (100) 33.8 (100) 有 機 (56) 17.5 (80) 26.0 (77) 浪 江 有 機 化 成 (100) 25.6 (100) 35.3 (100) 有 機 (68) 16.9 (66) 31.6 (90) 会 津 若 松 慣 行 化 成 (100) 13.0 (100) 30.3 (100) 有 機 (38) 4.0 (31) 9.2 (30) 会 津 若 松 有 機 化 成 (100) 46.2 (100) 67.7 (100) 有 機 (83) 32.7 (71) 52.8 (78) 喜 多 方 有 機 化 成 (100) 17.4 (100) 48.9 (100) 有 機 (10) 5.1 (29) 18.7 (38) 分 散 分 析 土 壌 <0.001 <0.001 <0.001 <0.001 <0.001 (P 値 ) 肥 料 <0.001 <0.001 <0.001 <0.001 <0.001 交 互 作 用 <0.001 < 分 散 分 析 は 未 耕 地 有 機 N2 以 外 に 適 用 表 5 6/14に 収 穫 したミズナの 新 鮮 重 および 品 質 成 分 濃 度 土 壌 肥 料 6/14 6/21 窒 素 アスコルビン 酸 硝 酸 シュウ 酸 糖 総 アミノ 酸 g 株 g kg -1 FW 未 耕 地 化 成 有 機 有 機 N 浪 江 慣 行 化 成 有 機 浪 江 有 機 化 成 有 機 会 津 若 松 慣 行 化 成 有 機 会 津 若 松 有 機 化 成 有 機 喜 多 方 有 機 化 成 有 機 分 散 分 析 土 壌 <0.001 <0.001 <0.001 < <0.001 <0.001 <0.001 (P 値 ) 肥 料 <0.001 <0.001 < 交 互 作 用 分 散 分 析 は 未 耕 地 有 機 N2 以 外 に 適 用

9 野 菜 の 品 質 は 有 機 質 肥 料 の 施 用 で 向 上 されるのか? 9 表 6 6/21に 収 穫 したミズナの 新 鮮 重 および 品 質 成 分 濃 度 土 壌 肥 料 新 鮮 重 窒 素 アスコルビン 酸 硝 酸 シュウ 酸 糖 総 アミノ 酸 --- g 株 g kg -1 FW 未 耕 地 化 成 有 機 有 機 N 浪 江 慣 行 化 成 有 機 浪 江 有 機 化 成 有 機 会 津 若 松 慣 行 化 成 有 機 会 津 若 松 有 機 化 成 有 機 喜 多 方 有 機 化 成 有 機 分 散 分 析 土 壌 <0.001 < <0.001 <0.001 (P 値 ) 肥 料 <0.001 < <0.001 交 互 作 用 分 散 分 析 は 未 耕 地 有 機 N2 以 外 に 適 用 図 4 ミズナの 新 鮮 重 とシュウ 酸 濃 度 ピ ア ソ ン の 相 関 係 数 (r ) の 後 に 有 意 性 の 有 無 (**:P<0.01, *:P<0.05, n=13)を 示 す 図 6 ミズナの 新 鮮 重 とアミノ 酸 濃 度 ピ ア ソ ン の 相 関 係 数 (r ) の 後 に 有 意 性 の 有 無 (ns:p>0.05, n=13)を 示 す 図 5 ミズナの 新 鮮 重 と 糖 濃 度 ピ ア ソ ン の 相 関 係 数 (r ) の 後 に 有 意 性 の 有 無 (**:P<0.01, ns:p>0.05, n=13)を 示 す 図 7 ミズナの 窒 素 吸 収 量 とアミノ 酸 濃 度 ピ ア ソ ン の 相 関 係 数 (r ) の 後 に 有 意 性 の 有 無 (*:P<0.05, n=13)を 示 す

10 10 福 島 県 農 業 総 合 センター 研 究 報 告 第 4 号 有 機 土 壌 で 無 機 態 窒 素 のNH 4 -N 割 合 が 高 く 6 月 14 日 から 6 月 21 日 の 生 長 が 大 きかった( 表 5 ) このこ とから 土 壌 でのNO 3 -N 生 成 とともにミズナの 生 長 が 促 進 された 可 能 性 が 考 えられ ミズナは 無 機 態 窒 素 の 中 でも 硝 酸 を 優 先 的 に 吸 収 することが 推 察 された ミズナの 新 鮮 重 も 有 機 区 よりも 化 成 区 で 多 かった が 品 質 成 分 は 土 壌 によって 傾 向 が 異 なった( 表 5 表 6 ) 品 質 成 分 のうち 新 鮮 重 に 対 して 相 関 を 示 した のはシュウ 酸 と 糖 であった( 図 4 図 5 ) シュウ 酸 は 生 育 量 が 多 いものほど 濃 度 が 高 かった いっぽう 糖 は 6 月 14 日 に 新 鮮 重 との 負 の 相 関 を 示 したが 生 育 にともなう 減 少 はみられず 6 月 21 日 に 新 鮮 重 との 相 関 はなかった このことから 生 育 量 と 糖 濃 度 の 関 係 は 一 定 ではなく 環 境 条 件 や 植 物 の 栄 養 状 態 の 変 化 と ともに 推 移 し 収 穫 時 期 によって 異 なることが 示 され た また アミノ 酸 は 新 鮮 重 ではなく 窒 素 吸 収 量 との 相 関 を 示 した( 図 6 図 7 ) ミズナの 総 アミノ 酸 量 は 実 験 2 のホウレンソウと 同 様 に 土 壌 からの 窒 素 供 給 量 によって 左 右 されると 考 えられた 今 後 は 上 に 述 べた 生 育 量 と 品 質 成 分 量 の 関 係 を 考 慮 し 肥 料 自 体 のミズナ 品 質 への 効 果 を 検 証 していく 必 要 がある 中 川 ら(2000) 12) は 未 耕 地 土 壌 と 堆 肥 連 用 土 壌 に 対 して 化 成 肥 料 (リン 加 安 と 熔 成 リン 肥 )と 有 機 質 肥 料 ( 米 ぬかに 豆 腐 粕 を 添 加 し 発 酵 後 ペ レット 化 したもの)を 4 から 5 段 階 の 施 用 量 で 加 え コマツナの 生 育 量 と 品 質 成 分 ( 硝 酸 糖 アスコルビ ン 酸 およびβ-カロテン)との 関 係 を 化 成 区 と 有 機 区 で 比 較 した 関 係 性 を 比 較 することによって 生 育 量 の 違 いが 品 質 成 分 濃 度 にもたらす 影 響 を 排 除 してい る 彼 らの 試 験 では 必 ずしも 有 機 質 肥 料 がコマツナ の 成 分 品 質 を 向 上 させないことが 示 されている 実 験 4 慣 行 および 有 機 管 理 土 壌 を 用 いたニンジン 栽 培 播 種 前 土 壌 の 無 機 態 窒 素 は 実 験 3 と 同 様 に 化 成 区 で 多 かったが 遊 離 アミノ 酸 は 有 機 区 で 多 かった( 表 7 ) ミズナとは 異 なり ニンジンの 窒 素 吸 収 量 は 必 ずしも 土 壌 の 無 機 態 窒 素 量 を 反 映 していなかった 窒 素 吸 収 量 が 化 成 区 の 方 で 多 かったのは 会 津 若 松 有 機 土 壌 のみであった(P<0.05) ニンジンは 無 菌 状 態 で 有 機 態 窒 素 を 利 用 できることが 示 されており 6) 本 実 験 の 有 機 区 で 有 機 態 窒 素 がニンジンの 生 育 に 寄 与 してい た 可 能 性 は 否 定 できない しかし アミノ 酸 濃 度 が 最 も 高 かった 未 耕 地 土 壌 でニンジンの 生 育 が 阻 害 された ( 図 8 )ことから 土 壌 窒 素 以 外 の 要 因 が 生 育 自 体 そ して 窒 素 吸 収 量 を 大 きく 左 右 していたと 考 えられる 有 機 区 のニンジン 可 食 部 は 化 成 区 のものと 比 較 して 同 等 かそれ 以 上 の 重 量 長 さであった( 表 8 ) 化 成 区 よりも 有 機 区 で 大 きかったのは 浪 江 有 機 会 津 若 松 慣 行 喜 多 方 有 機 の 土 壌 であった( 表 7 表 7 播 種 前 の 土 壌 窒 素 およびニンジンの 窒 素 吸 収 量 土 壌 N 吸 収 量 -- 土 壌 肥 料 NO 3 -N NH 4 -N 無 機 N アミノ 酸 N (mg kg -1 乾 土 ) (mg 株 -1 ) 未 耕 地 化 成 (100) (100) 有 機 (63) (175) 有 機 N (130) (134) 浪 江 慣 行 化 成 (100) (100) 有 機 (78) (98) 浪 江 有 機 化 成 (100) (100) 有 機 (83) (117) 会 津 若 松 慣 行 化 成 (100) (100) 有 機 (60) (187) 会 津 若 松 有 機 化 成 (100) (100) 有 機 (76) (82) 喜 多 方 有 機 化 成 (100) (100) 有 機 (54) (180) 分 散 分 析 土 壌 <0.001 <0.001 <0.001 <0.001 <0.001 (P 値 ) 肥 料 <0.001 <0.001 <0.001 < 交 互 作 用 <0.001 <0.001 < 分 散 分 析 は 未 耕 地 有 機 N2 以 外 に 適 用 喜 多 方 有 機 土 壌 の 窒 素 施 用 量 は 有 機 区 で 化 成 区 の 2 倍 = 3 g N m -2

11 野 菜 の 品 質 は 有 機 質 肥 料 の 施 用 で 向 上 されるのか? 11 P<0.05) 会 津 若 松 慣 行 土 壌 と 喜 多 方 有 機 土 壌 はもと もとpHが 低 く( 表 1 ) 会 津 若 松 慣 行 土 壌 は 保 水 性 も 悪 かったため 有 機 質 肥 料 の 施 用 によって 土 壌 の 酸 性 度 や 物 理 性 が 改 善 されたことが 生 育 の 促 進 につながっ たと 推 察 される 16)17) いっぽう 浪 江 有 機 土 壌 は 酸 性 度 保 水 性 ともにニンジンの 生 育 に 適 した 条 件 であっ たため 有 機 質 肥 料 の 効 果 に 関 して 原 因 は 不 明 であ る 収 穫 時 に 採 取 した 土 壌 では 無 機 態 窒 素 が 有 機 区 よりも 化 成 区 で 多 く 化 成 区 のポットから 無 機 態 窒 素 が 余 計 に 流 出 していないことを 確 認 した( 表 9 ) 糖 およびカロテン 濃 度 には 肥 料 による 違 いがほとん どみられなかった( 表 8 ) 化 成 区 よりも 有 機 区 で 可 食 部 が 大 きかった 土 壌 でも 品 質 成 分 濃 度 は 化 成 区 と 有 機 区 で 同 等 であった ニンジンの 糖 カロテン 濃 度 は 著 しい 過 不 足 がなければ 土 壌 養 分 の 影 響 を 受 け にくいと 考 えられる 28) 唯 一 会 津 若 松 慣 行 土 壌 で 有 機 区 のニンジンの 方 が 新 鮮 重 あたりの 品 質 成 分 濃 度 が 低 い 傾 向 であったが これは 化 成 区 のニンジンと 比 べて 乾 物 率 が 低 かった( 含 水 率 が 高 かった)ためと 思 われる 中 川 ら 29) は 3 年 にわたる 圃 場 試 験 で 有 機 質 肥 料 で 栽 培 されたニンジンが 化 成 肥 料 のものと 比 べて 軟 らかく 糖 カロテン 濃 度 が 低 かったことを 示 している 圃 場 試 験 では 根 域 が 広 いため 根 の 発 達 に よる 影 響 も 評 価 できる 有 機 質 肥 料 を 施 用 した 土 壌 で は 根 の 発 達 とともに 水 分 の 吸 収 が 促 進 され 糖 とカ ロテンの 濃 度 が 減 少 した 可 能 性 が 考 えられる 本 実 験 で 使 用 した 会 津 若 松 有 機 土 壌 はECが 高 かったため ( 表 1 ) 逆 に 水 分 ストレスによる 糖 カロテン 濃 度 の 増 加 が 認 められた( 表 8 ) ニンジンに 対 する 消 費 者 の 好 みは 主 に 糖 ( 甘 さ)とテルペノイド( 香 り)の 濃 度 によって 決 まる 20) しかし 食 味 試 験 で より 甘 い と 感 じたニンジ ン 試 料 でも 糖 濃 度 を 測 定 すると 差 がみられない 場 合 がある 30) 本 実 験 では 化 学 分 析 のみで 肥 料 処 理 の 比 較 を 行 ったが 今 後 は 食 味 試 験 をあわせて 行 う 必 要 があ る 喜 多 方 市 の 有 機 生 産 者 ( 本 実 験 で 使 用 した 土 壌 の 提 図 88 未 耕 未 地 耕 土 地 壌 土 ( 壌 左 ( 左 : 左 : から 化 成 有 機 有 機 N2)と 浪 江 供 土 者 壌 )によれば ( 右 : 左 から 慣 行 圃 栽 化 培 成 のニンジンよりも 慣 行 圃 有 機 有 機 自 然 農 と 浪 江 土 圃 壌 化 ( 成 右 : 有 左 機 から 圃 有 慣 機 行 )のニンジン 圃 化 成 慣 行 圃 有 機 有 法 に 近 い 有 機 農 法 で 栽 培 したニンジンの 方 がβ-カロ 機 圃 化 成 有 機 圃 有 機 )のニンジン テンの 効 能 が 高 いと 考 える 購 入 者 が 多 いという しか 表 8 ニンジン 可 食 部 の 調 査 結 果 長 さ 個 体 重 乾 物 率 糖 カロテン ---- 土 壌 肥 料 グルコース フルクトース スクロース α β -- cm g % g kg -1 FW mg kg -1 FW --- 浪 江 慣 行 化 成 有 機 浪 江 有 機 化 成 有 機 会 津 若 松 慣 行 化 成 有 機 会 津 若 松 有 機 化 成 有 機 喜 多 方 有 機 化 成 有 機 分 散 分 析 土 壌 <0.001 <0.001 < <0.001 < (P 値 ) 肥 料 <0.001 < 交 互 作 用 <0.001 < 喜 多 方 有 機 土 壌 の 窒 素 施 用 量 は 有 機 区 で 化 成 区 の 2 倍 =30g N m -2 未 耕 地 土 壌 のニンジンは 生 育 不 良 のため 調 査 から 除 外

12 12 福 島 県 農 業 総 合 センター 研 究 報 告 第 4 号 な 意 味 があることを 忘 れてはならない 有 機 栽 培 表 9 ニンジン 収 穫 時 の 土 壌 窒 素 は 本 来 資 源 の 循 環 利 用 を 図 り 環 境 の 保 全 に 努 め 土 壌 肥 料 NO 3 -N NH 4 -N アミノ 酸 N るという 重 要 な 意 義 をもつ mg kg -1 乾 土 未 耕 地 化 成 有 機 摘 要 有 機 N 本 試 験 では 実 験 1 4 を 行 い 有 機 質 肥 料 の 浪 江 慣 行 化 成 施 用 で 栄 養 面 からみた 野 菜 の 品 質 が 向 上 されるか 有 機 を 検 討 した 浪 江 有 機 化 成 ⑴ 実 験 1 では 葉 菜 6 種 と 根 菜 2 種 を 調 査 し 有 機 無 菌 条 件 においてアミノ 酸 を 利 用 する 能 力 が 高 い 会 津 若 松 慣 行 化 成 と 考 えられたのはチンゲンサイとダイコンであっ 有 機 た 会 津 若 松 有 機 化 成 ⑵ 実 験 2 では 硫 安 と 菜 種 油 粕 を 施 用 した 土 壌 有 機 におけるホウレンソウの 生 育 に 差 が 認 められな 喜 多 方 有 機 化 成 有 機 かった しかし 土 壌 の 無 機 態 窒 素 は 後 者 で 少 な 喜 多 方 有 機 土 壌 の 窒 素 施 用 量 は 有 機 区 で 化 成 区 の 2 倍 =30g N m -2 かった 菜 種 油 粕 の 投 入 でアミノ 酸 の 利 用 が 促 進 されたというよりはむしろ 土 壌 のpHが 上 昇 し てホウレンソウの 生 育 が 促 進 されたと 考 えられ し 過 去 の 試 験 結 果 をみると 有 機 栽 培 ニンジンのカ ロテン 濃 度 は 必 ずしも 高 くなく 18)29) 人 に 摂 取 させ た 場 合 でも 抗 酸 化 作 用 に 違 いが 現 れないことが 報 告 さ た 収 穫 時 土 壌 の 無 機 態 窒 素 量 を 反 映 して ホ ウレンソウの 硝 酸 とアミノ 酸 は 硫 安 よりも 菜 種 油 粕 を 施 用 した 土 壌 で 少 なかった れている 2)31) 有 機 野 菜 を 好 む 消 費 者 の 考 えが 研 究 ⑶ 実 験 3 では 土 壌 は 6 種 肥 料 処 理 は 化 成 肥 料 者 の 手 によって 未 だ 客 観 的 に 評 価 されていないのが 現 状 である 1 種 と 有 機 質 肥 料 3 種 計 4 種 を 組 み 合 わせて 13の 異 なる 条 件 でミズナを 栽 培 した ミズナの シュウ 酸 濃 度 は 生 育 量 と 正 の 相 関 があり 糖 濃 度 4 総 括 は 負 の 相 関 が 認 められた さらに ミズナのアミ ノ 酸 濃 度 は 窒 素 吸 収 量 と 正 の 相 関 を 示 した 本 研 究 により アミノ 酸 を 利 用 できる 野 菜 の 存 在 が ⑷ 実 験 4 では 実 験 3 と 同 様 の 条 件 でニンジンを さらに 明 らかとなったが ホウレンソウ ニンジンの 生 育 に 対 する 有 機 質 肥 料 の 効 果 は アミノ 酸 の 利 用 よ りはむしろ 土 壌 の 酸 性 度 や 物 理 性 の 改 善 に 起 因 する ものと 推 察 された また 栄 養 面 からみてもミズナと ニンジンの 品 質 が 必 ずしも 有 機 質 肥 料 の 施 用 によって 向 上 されないことが 示 された しかし これはポット やプランターを 用 いた 室 内 試 験 で 得 られた 結 果 であ り しかも 化 学 分 析 に 依 存 した 結 果 である 野 菜 の 品 質 は 有 機 質 肥 料 の 施 用 で 向 上 されるのか? この 質 問 に 答 えるためには 圃 場 レベルで 長 期 試 験 を 行 い 化 学 分 析 に 食 味 試 験 を 融 合 させた 検 討 が 必 要 であ 栽 培 した 有 機 質 肥 料 で 栽 培 したニンジンは 化 成 肥 料 で 栽 培 したものと 比 較 して 同 等 もしくは それ 以 上 の 大 きさであった ホウレンソウと 同 様 に 有 機 質 肥 料 の 施 用 で 土 壌 のpHや 物 理 性 が 好 条 件 となり ニンジンの 生 育 がよくなったと 考 え られた 糖 とカロテン 濃 度 は 肥 料 の 種 類 による 影 響 をほとんど 受 けなかった 本 試 験 では 有 機 質 肥 料 の 施 用 が 野 菜 のアミノ 酸 利 用 を 高 め 品 質 を 向 上 させると 言 える 結 果 がえられな かった 結 果 はポット 栽 培 やプランター 栽 培 で 得 られ たものであり 屋 外 試 験 で 得 られたものではない る 消 費 者 が 有 機 野 菜 に 品 質 の 良 さ を 求 めている ことは 事 実 であり その 期 待 に 応 えるために どのよ うな 肥 培 管 理 で 野 菜 の 品 質 が 向 上 するのか ひとつひ 謝 辞 とつ 解 明 していくことが 大 切 である たとえ 有 機 野 菜 の 品 質 が 慣 行 栽 培 のものと 同 等 で あったとしても 環 境 負 荷 を 与 えない 適 切 な 肥 培 管 理 がなされているのであれば 有 機 栽 培 そのものに 十 分 本 研 究 の 実 施 にあたり 協 力 してくださった 福 島 県 農 業 総 合 センターの 職 員 臨 時 職 員 の 方 々に 深 く 感 謝 します また 無 菌 栽 培 については 宮 沢 佳 恵 博 士 ( 東 北 農 業 研 究 センター)に 土 壌 分 析 に 関 しては 三 浦 吉

13 野 菜 の 品 質 は 有 機 質 肥 料 の 施 用 で 向 上 されるのか? 13 則 博 士 ( 福 島 県 相 双 農 林 事 務 所 ) 宮 丸 直 子 氏 ( 沖 縄 県 農 業 研 究 センター) 唐 澤 敏 彦 博 士 ( 中 央 農 業 総 合 研 究 センター)に 野 菜 の 品 質 分 析 と 試 験 設 計 につい ては 村 山 徹 氏 ( 東 北 農 業 総 合 センター) 建 部 雅 子 博 士 ( 中 央 農 業 総 合 研 究 センター) 堀 江 秀 樹 博 士 ( 野 菜 茶 業 研 究 所 )に 貴 重 なアドバイスをいただきまし た ここで 感 謝 の 意 を 表 します 引 用 文 献 1)Dangour, A., Dodhia, S., Hayter, A., Aikenhead, A., Allen, E., Lock, K. and Uauy, R Comparison of composition (nutrients and other substances)of organically and conventionally produced foodstuffs: a systematic review of the available literature. Report for the Food Standards Agency: )Stracke, B.A., Ruffer, C.E., Bub, A., Briviba, K., Seifert, S., Kunz, C. and Watzl, B Bioavailability and nutritional effects of carotenoids from organically and conventionally produced carrots in healthy men. Brit. J. Nutr. 101: ) 村 山 徹 長 谷 川 浩 宮 沢 佳 恵 武 田 容 枝 村 山 秀 樹 夏 秋 作 ミニトマトにおける 有 機 栽 培 と 慣 行 栽 培 による 品 質 の 差 違. 食 科 工 57: ) 松 本 真 悟 阿 江 教 治 山 縣 真 人 有 機 質 肥 料 の 施 用 がホウレンソウの 生 育 および 硝 酸,シュウ 酸,アスコルビン 酸 含 量 に 及 ぼす 影 響, 土 肥 誌 70: ) 小 田 島 ルミ 子 高 橋 正 樹 平 賀 昌 晃 小 野 剛 志 阿 江 教 治 松 本 真 悟.2006.オガクズ 牛 ふんたい 肥 の 長 期 施 用 がホウレンソウの 生 育 および 窒 素 吸 収 に 及 ぼす 影 響. 園 学 研 5: )Matsumoto, S., Noriharu, A. and Yamagata, M Possible direct uptake of organic nitrogen from soil by chingensai (Brassica campestris L.) and carrot (Daucus carota L.). Soil Biol. Biochem. 32: )Miyazawa, K., Murayama, T. and Takeda, M Can plants absorb and utilize phosphate buffer extractable soil organic nitrogen without its prior mineralization? Soil Sci. Plant Nutr., 54: ) 村 山 徹 宮 沢 佳 恵 長 谷 川 浩 秋 冬 作 ホウ レンソウの 品 質 に 対 する 有 機 栽 培 と 慣 行 栽 培 の 差 異. 食 科 工 55: )Owen, A.G. and Jones, D.L Competition for amino acids between wheat roots and rhizosphere microorganisms and the role of amino acids in plant N acquisition. Soil Biol. Biochem. 33: )Biernath, C., Fischer, H. and Kuzyakov, Y Root uptake of N-containing and N-free low molecular weight organic substances by maize: A 14 C/ 15 N tracer study. Soil Biol. Biochem. 40: ) 近 藤 謙 介 竹 下 あゆみ 松 添 直 隆 施 肥 量 の 違 いがミズナおよびコマツナの 生 育 と 硝 酸 イオン 濃 度 に 及 ぼす 影 響. 植 物 環 境 工 学 20: ) 中 川 祥 治 山 本 秀 治 五 十 嵐 勇 紀 田 村 夕 利 子 吉 田 企 世 子 堆 肥 および 有 機 質 肥 料 の 施 用 が コマツナ(Brassica campestris L. rapifera group) の 硝 酸, 糖,アスコルビン 酸 およびβ-カロチン 含 量 に 及 ぼす 影 響. 土 肥 誌 71: ) 藤 原 孝 之 有 機 野 菜 の 品 質 評 価 研 究 の 課 題 と 展 望. 園 学 研 5: ) 山 崎 晴 民 六 本 木 和 夫 有 機 物 施 用 が 葉 菜 類 の 収 量 及 び 品 質 に 及 ぼす 影 響. 埼 玉 園 試 研 報 21: ) 建 部 雅 子 石 原 俊 幸 松 野 宏 治 藤 本 順 子 米 山 忠 克 窒 素 施 用 がホウレンソウとコマツナの 生 育 と 糖,アスコルビン 酸, 硝 酸,シュウ 酸 含 有 率 に 与 える 影 響. 土 肥 誌 66: ) 六 本 木 和 夫 石 上 忠 武 田 正 人 稲 わら 堆 肥 の 連 用 が 野 菜 の 生 育 収 量 に 与 える 影 響. 土 肥 誌 63: ) 家 壽 多 正 樹 八 槇 敦 戸 辺 学 安 西 徹 郎 黒 ボク 土 畑 における 有 機 物 および 土 壌 改 良 資 材 の 連 用 が 作 物 収 量 および 土 壌 に 及 ぼす 影 響. 土 肥 誌 74: )Warman, P.R. and Havard, K.A Yield, vitamin and mineral contents of organically and conventionally grown carrots and cabbage. Agr. Ecosyst. Environ. 61: )Lester, G.E Environmental regulation of human health nutrients (ascorbic acid, β -carotene, and folic acid)in fruits and vegetables. HortScience 41: )Howard, L.R., Braswell, D., Heymann, H., Lee, Y., Pike, L.M. and Aselage, J Sensory attributes and instrumental analysis relationships for strained processed carrot flavor. J. Food Sci. 60: ) 樋 口 太 重 緩 衝 液 で 抽 出 される 有 機 窒 素 化 合 物 の 性 質 について. 土 肥 誌 53: )Jones, D.L., Owen, A.G. and Farrar, J.F Simple method to enable the high resolution

14 14 福 島 県 農 業 総 合 センター 研 究 報 告 第 4 号 determination of total free amino acids in soil solutions and soil extracts. Soil Biol. Biochem. 34: ) 永 田 雅 靖 野 口 裕 司 伊 藤 秀 和 今 西 俊 介 杉 山 慶 太 普 通 種 ニンジンと 金 時 ニンジンのα-, β-カロテンおよびリコペンの 簡 易 分 別 定 量 法. 食 科 工 54: ) 宮 沢 佳 恵 武 田 容 枝 村 山 徹.2010.チンゲンサ イは 無 菌 条 件 では 高 分 子 土 壌 有 機 態 窒 素 を 窒 素 源 と して 利 用 しない. 土 肥 誌 81: )Okazaki, K., Oka, N., Shinano, T., Osaki, M. and Takebe, M Differences in the metabolite profiles of spinach (Spinacia oleracea L.)leaf in different concentrations of nitrate in the culture solution. Plant Cell Physiol. 49: )Jones, D.L., Shannon, D., Junvee-Fortune, T. and Farrar, J.F Plant capture of free amino acids is maximized under high soil amino acid concentrations. Soil Biol. Biochem. 37: ) 橋 本 真 明 本 田 朋 頼 泰 樹 中 村 進 一 服 部 浩 之 種 々の 堆 肥 施 用 が 土 壌 及 び 作 物 の 遊 離 ア ミノ 酸 組 成 含 量 に 与 える 影 響 について. 土 肥 要 旨 集 55: ) 川 越 英 夫 野 菜 園 芸 大 百 科 第 2 版 11 ニン ジン/ゴボウ/ショウガ 生 理 生 態 を 生 かす 栽 培 の 基 本. 農 山 漁 村 文 化 協 会, 東 京,pp ) 中 川 祥 治 田 村 夕 利 子 山 本 秀 治 吉 田 企 世 子 善 本 知 孝 有 機 質 肥 料 および 化 成 肥 料 で 栽 培 したニンジン(Daucus carota L.)における 生 育 量 差 の 影 響 を 除 去 した 品 質 比 較. 土 肥 誌 74: )Nakagawa, S., Yoshida, K. and Yoshimoto, T Effects of CO 3, Cl and SO 4 ions on parameters of sensory evaluations of carrots (Daucus carota L.). J. Japan Soc. Hort. Sci. 72: )Soltoft, M., Bysted, A., Madsen, K.H., Mark, A.B., Bugel, S.G., Nielsen, J. and Knuthsen, P Effects of organic and conventional growth systems on the content of carotenoids in carrot roots, and on intake and plasma status of carotenoids in humans. J. Sci. Food Agric. 91: