研 究 結 果 報 告 書 財 団 法 人 長 野 県 学 校 科 学 教 育 奨 励 基 金 理 事 長 田 幸 淳 男 様 平 成 23 年 1 月 19 日 学 校 名 長 野 県 上 伊 那 農 業 高 等 学 校 学 校 長 名 青 木 正 幸 印 1. 研 究 テーマ 気 象 災 害 に 強 い 果 樹 人 工 授 粉 法 の 改 善 と 果 樹 花 粉 の 有 効 利 用 に 関 する 研 究 2. 研 究 グループ 名 長 野 県 上 伊 那 農 業 高 等 学 校 果 樹 班 学 年 及 び 人 数 3 年 16 名 2 年 16 名 1 年 2 名 合 計 34 名 3. 指 導 者 及 び 連 絡 担 当 者 きた はら 氏 名 教 諭 北 原 ち とし 千 歳 4. 研 究 の 動 機 及 び 目 標 果 樹 類 の 中 でも 日 本 ナシやリンゴ プルーンなどは 自 家 不 和 合 性 のため 人 工 授 粉 が 必 要 です またモモの 有 望 品 種 は 雄 性 不 稔 系 統 の 品 種 群 もあり 花 粉 が 自 ら 形 成 されない 特 徴 を 持 っています 果 樹 の 開 花 期 は 凍 霜 害 が 発 生 しやすく 結 実 が 不 安 定 です 安 定 した 結 実 確 保 をはかることは 果 樹 栽 培 の 上 では 最 も 重 要 です 国 内 での 栽 培 技 術 はやはり 完 璧 ではなく 改 善 法 により 現 状 よりもより 安 定 した 結 実 確 保 をはかる 必 要 があり 数 年 間 の 継 続 研 究 を 深 め 今 年 度 は 一 層 成 果 をあげようと 研 究 の 動 機 を 掲 げました 平 成 22 年 春 も 上 伊 那 地 方 は 凍 霜 害 が 発 生 しています 被 害 花 に 対 する 人 工 授 粉 法 の 違 いや 果 樹 花 粉 の 利 用 に 関 する 改 善 を 試 みたいです 中 国 からの 研 究 用 途 を 目 的 に 入 手 した 核 果 類 の 粗 花 粉 の 実 用 試 験 や 研 究 用 に 譲 り 受 けた 商 品 名 霜 ガード の 凍 霜 害 に 対 する 効 果 を 検 討 したいです また 昨 年 度 調 査 研 究 した 核 果 類 の 高 接 更 新 法 で 成 功 した 更 新 樹 における 簡 易 受 粉 法 の 改 善 も 試 みたいです 以 上 幾 つかの 研 究 目 標 を 定 めました 5. 研 究 内 容 の 概 要 (1)はじめに 果 樹 班 2 年 生 の 浦 上 さん 宅 は 駒 ヶ 根 市 でリンゴ50aを 中 心 とする 複 合 経 営 農 家 です 防 霜 ファンが 設 置 さ れ 輸 入 花 粉 を 用 いての 花 粉 増 量 法 による 人 工 授 粉 法 で 結 実 確 保 をしております しかし 上 伊 那 地 方 では 防 霜 ファンの 設 置 が 充 分 ではなく 開 花 期 の 天 候 不 順 や 凍 霜 害 発 生 により 結 実 が 不 安 定 です ( 図 1,2 参 照 ) 長 野 県 特 産 の 日 本 ナシ リンゴ モモは 人 工 受 粉 が 必 要 な 果 樹 で 結 実 安 定 化 が 果 樹 栽 培 では 重 要 になっています 図 1. 駒 ヶ 根 地 方 果 樹 栽 培 農 家 の 問 題 点 図 2. 複 合 経 営 農 家 浦 上 さん 宅 の 果 樹 園 1
(2) 数 年 間 の 研 究 成 果 1 増 粘 剤 や 酵 素 展 着 剤 を 用 いたリンゴ モモにおける 溶 液 授 粉 は 結 実 可 能 2 アセトンやヘキサンの 有 機 溶 媒 を 用 いての 花 粉 精 選 技 術 が 国 産 花 粉 でも 成 功 3 精 選 花 粉 の 長 期 貯 蔵 法 の 確 立 により 必 要 な 時 に 花 粉 供 給 が 可 能 (3) 開 花 期 の 授 粉 法 改 善 と 普 及 を 通 じての 問 題 点 日 本 ナシ リンゴ モモにおいて 大 量 の 精 選 花 粉 の 長 期 貯 蔵 法 の 技 術 紹 介 と 実 用 化 試 験 の 普 及 に 向 けて 取 り 組 みの 中 ( 図 3,4 参 照 ) 次 ぎのような 問 題 点 が 新 たに 発 生 しました 問 題 点 1 平 成 21 年 4 月 26 日 発 生 の 凍 霜 害 発 生 により 日 本 ナシは 実 が 凍 りほとんど 落 果 リンゴを 中 心 に 著 しい 結 実 不 良 で 収 穫 量 が 大 幅 に 減 少 ( 図 5,6 参 照 ) 問 題 点 2 国 産 花 粉 は 手 間 がかかる 輸 入 花 粉 の 効 率 的 な 利 用 と 省 力 化 ( 図 7 参 照 ) 問 題 点 3 雄 性 不 稔 系 統 のモモ 品 種 の 授 粉 の 省 力 化 と 結 実 安 定 ( 図 8 参 照 ) 図 3. 溶 液 授 粉 実 用 化 試 験 の 地 域 への 普 及 図 4.パンフレットやホームページでの 普 及 図 5. 気 象 災 害 ( 凍 霜 害 )に 対 する 問 題 点 図 6. 日 本 ナシは 昨 年 度 発 生 の 凍 霜 害 で 大 被 害 図 7. 授 粉 省 力 化 に 関 する 問 題 点 図 8. 高 接 ぎ 更 新 技 術 の 授 粉 への 応 用 2
(4) 研 究 目 的 1 ゼオライトを 主 成 分 とする 商 品 名 霜 ガード の 溶 液 授 粉 への 応 用 による 凍 霜 害 の 軽 減 2 中 国 産 モモ 粗 花 粉 の 国 内 初 の 輸 入 による 実 用 化 に 向 けての 検 討 3 核 果 類 の 高 接 ぎ 更 新 樹 における 簡 易 授 粉 の 実 用 化 の3 点 を 今 年 度 の 目 的 としました (5) 実 施 計 画 及 び 取 り 組 み ゼオライトを 主 成 分 とする 商 品 名 霜 ガード は 販 売 しているロイヤルインダストリーズ( 株 )から 試 験 研 究 用 途 で 譲 り 受 けました この 商 品 は 多 孔 質 乾 燥 資 材 で 昼 間 の 暖 かい 空 気 を 抱 き 込 みふとん 効 果 が 夜 まで 持 続 されると 言 われる 資 材 で 一 般 に 農 薬 と 混 用 で 凍 霜 害 への 防 止 効 果 があると 言 われています ( 図 9,10 参 照 ) 中 国 産 モモ 粗 花 粉 は 青 島 瑞 豊 源 果 樹 花 粉 開 発 研 究 所 へ 直 接 メールを 送 り 研 究 用 として 国 内 で 初 めて 関 連 会 社 を 通 じて 受 け 取 りました ( 図 11,12 参 照 ) 溶 液 組 成 の 基 本 は リンゴ ナシについては 誰 でもできる 溶 液 受 粉 法 の 視 点 で 溶 液 組 成 を 考 え モモは 酵 素 などを 用 いた 昨 年 度 の 研 究 成 果 を 基 本 にしました また 高 接 ぎ 更 新 法 による 簡 易 授 粉 の 研 究 は 南 信 地 区 の 栽 培 農 家 での 現 地 試 験 も 含 め 試 験 区 を 設 定 しました 図 9. 譲 り 受 けた 商 品 名 霜 ガード 図 10. 商 品 名 霜 ガード の 一 般 的 な 効 果 図 11. 中 国 産 モモ 粗 花 粉 の 譲 渡 依 頼 図 12. 関 連 会 社 からの 譲 り 受 け (6) 研 究 活 動 の 成 果 検 証 1 事 前 に4 月 に 二 度 霜 ガード 入 りの 農 薬 散 布 をした 樹 を 用 いました 試 験 は 綿 棒 による 慣 行 人 工 授 粉 を 対 照 区 と し 日 本 ナシにおける 溶 液 組 成 は 市 販 の 白 砂 糖 寒 天 染 色 剤 としてポーレンダイ 本 校 精 選 の 純 花 粉 を 利 用 し た 溶 液 授 粉 を 標 準 とし 花 粉 の 濃 度 を250 倍 で 統 一 し 実 施 しました また10% 霜 ガード 入 りの 溶 液 授 粉 も 試 みました ( 図 13 参 照 ) 今 年 度 は4 月 17 日 に 季 節 外 れの 降 雪 があり 気 象 観 測 により 開 花 期 は 低 温 が 続 きま した ( 図 14,15 参 照 ) 調 査 樹 における 凍 霜 害 被 害 は 深 刻 であり 4 割 前 後 がすでに 雌 しべ 黒 変 などの 被 害 3
により 従 来 の 綿 棒 限 定 授 粉 法 ができない 状 態 でした ( 図 16 参 照 ) 新 水 品 種 における 散 布 後 の 着 花 ( 果 ) 数 の 推 移 はどの 処 理 区 も 同 程 度 です ( 図 17 参 照 )また 霜 ガード 入 り 溶 液 授 粉 残 液 を 用 いた 花 粉 発 芽 試 験 でも 花 粉 管 の 伸 長 が 認 められます ( 図 18 参 照 ) 検 証 2 リンゴにおける 溶 液 組 成 は 市 販 の 砂 糖 10% 以 外 雌 しべ 柱 頭 への 花 粉 付 着 を 良 好 にすると 言 われる 増 粘 剤 の キサンタンガム さらに 展 着 剤 のイオネット 及 び 染 色 剤 のポーレンダイを 加 え 精 選 花 粉 の 濃 度 を250 倍 で 統 一 し 実 施 しました 慣 行 の 綿 棒 及 び 霜 ガード10% 混 入 の 試 験 区 を 設 けました 開 花 時 の 凍 霜 害 被 害 を 調 査 すると ふじ 品 種 では 深 刻 であり 半 数 以 上 がすでに 被 害 を 受 け シナノスイート 品 種 では1~2 割 の 被 害 がすでに 見 られます ( 図 19,20 参 照 ) 授 粉 後 の 着 ( 花 ) 果 数 調 査 では 減 少 しているものの シナ ノスイート は 適 度 な 着 果 量 が 見 られます ( 図 21 参 照 ) 摘 果 時 の 幼 果 の 調 査 により 完 全 種 子 が3~4 個 各 処 理 区 見 られます ( 図 22 参 照 ) 図 13. 日 本 ナシ 溶 液 授 粉 の 組 成 図 14. 季 節 はずれの 降 雪 図 15. 開 花 期 頃 の 気 象 観 測 図 16. 日 本 ナシにおける 凍 霜 害 被 害 状 況 図 17. 各 種 授 粉 後 の 着 花 ( 果 ) 数 の 推 移 図 18. 溶 液 授 粉 残 液 による 花 粉 発 芽 試 験 4
図 19.リンゴ 凍 霜 害 被 害 調 査 図 20.リンゴ 凍 霜 害 被 害 状 況 調 査 図 21. 各 種 授 粉 後 の 着 花 ( 果 ) 数 の 推 移 図 22. シナノスイート 摘 果 時 の 幼 果 調 査 検 証 3 モモ 輸 入 粗 花 粉 を 有 機 溶 媒 にて 精 選 し 各 種 授 粉 法 を 試 みました モモにおける 溶 液 組 成 は ショ 糖 以 外 雌 し べ 柱 頭 への 花 粉 付 着 を 良 好 にすると 言 われる 増 粘 剤 の キサンタンガムを 0.04% 花 粉 管 の 伸 長 を 促 進 する 細 胞 壁 代 謝 酵 素 の ペクチンメチルエステラーゼ 0.1ppm 添 加 を 溶 液 組 成 の 標 準 として 試 験 区 を 設 定 しまし た 試 験 区 は 標 準 溶 液 授 粉 以 外 精 選 花 粉 の 綿 棒 授 粉 及 び 霜 ガード10% 混 入 の 試 験 区 を 設 けました ( 図 2 3,24 参 照 ) 川 中 島 白 桃 品 種 における 受 粉 後 の 着 果 数 は 減 少 していますが 適 度 な 着 果 が 確 認 できました ( 図 25 参 照 ) 摘 果 時 の 調 査 では 綿 棒 受 粉 区 が 結 果 過 多 である 以 外 樹 全 体 良 好 な 着 果 です ( 図 26,27 参 照 )モモ 輸 入 粗 花 粉 及 び 精 選 花 粉 を 用 いた 南 信 地 方 の 農 家 での 現 地 試 験 も 試 みました 綿 棒 受 粉 を 試 みた 川 中 島 白 桃 品 種 における 結 実 状 況 は 粗 花 粉 及 び 精 選 花 粉 共 に 良 好 な 結 実 でした ( 図 28 参 照 ) 試 験 に 用 いた 各 花 粉 の 発 芽 試 験 においては 寒 天 培 地 上 の 平 面 における 発 芽 状 況 を 観 察 すると どれも 旺 盛 な 発 芽 率 であり 良 好 でした ( 図 29,30 参 照 ) 5
図 23. 研 究 用 のモモ 花 粉 による 各 種 授 粉 区 の 設 定 図 24.モモ 改 善 溶 液 授 粉 の 溶 液 組 成 図 25.モモ 溶 液 授 粉 散 布 後 の 着 花 ( 果 ) 数 の 推 移 図 26 綿 棒 2 回 授 粉 後 の 着 果 状 態 図 27. 溶 液 授 粉 後 の 着 果 状 態 図 28 現 地 栽 培 農 家 での 試 験 結 果 6
図 29.モモ 輸 入 花 粉 の 花 粉 発 芽 試 験 図 30 溶 液 授 粉 残 液 による 花 粉 発 芽 試 験 検 証 4 モモにおける 高 接 ぎ 更 新 法 による 簡 易 授 粉 法 とは 品 種 混 在 の 各 試 験 樹 に 花 粉 をつけずに 綿 棒 にて 各 品 種 間 を 行 き 来 する 授 粉 法 です 昨 年 度 花 粉 を 有 する 品 種 不 詳 樹 に 花 粉 を 有 する 黄 金 桃 花 粉 を 有 しない 川 中 島 白 桃 及 び 黄 ららのきわみ を 高 接 ぎ 更 新 により 試 験 区 を 設 定 しました ( 図 31,32 参 照 ) 授 粉 後 の 結 実 数 の 推 移 をみると 減 少 しているものの 適 度 な 着 花 ( 果 )が 見 られます 校 内 外 での 試 験 樹 の 結 実 状 況 も 良 好 であ り 摘 果 作 業 もしやすい 結 実 です ( 図 33,34 参 照 ) 図 31.モモ 樹 における 高 接 ぎ 更 新 図 32. 高 接 ぎ 更 新 成 功 樹 の 簡 易 授 粉 法 の 設 定 図 33. 高 接 ぎ 更 新 樹 における 簡 易 授 粉 図 34. 簡 易 授 粉 後 の 着 花 ( 果 ) 数 の 推 移 7
検 証 5 普 及 に 向 けての 取 り 組 みとして まず 電 子 顕 微 鏡 にて 観 察 しました モモ 粗 花 粉 は 精 選 花 粉 ではないので ゴ ミ 等 が 混 じっています ( 図 35 参 照 )また 商 品 名 霜 ガード の 粉 末 及 び 溶 かした 溶 液 を 乾 燥 させたものをそ れぞれ 観 察 しました 粉 末 は 固 まり 状 ですが 一 度 溶 かしたものは 全 体 均 一 になっております ( 図 36 参 照 ) 今 回 の 検 証 1~4の 結 果 を 踏 まえ 県 内 モモ 産 地 の 一 つである 下 伊 那 郡 高 森 町 にあるJAみなみ 信 州 高 森 支 所 を 通 じて 農 家 への 人 工 授 粉 の 実 態 と 輸 入 花 粉 の 利 用 の 有 無 についてアンケート 調 査 を 現 地 視 察 を 通 じながら 実 施 しました また 県 内 モモ 栽 培 地 における 違 いを 比 較 しつつ 輸 入 モモ 花 粉 の 必 要 性 について 検 討 する 目 的 で 川 中 島 白 桃 品 種 発 祥 の 地 である 川 中 島 地 域 のモモ 栽 培 者 の 声 を 聞 く 為 に JAグリーン 長 野 川 中 島 共 選 所 を 訪 問 し 依 頼 してきました ( 図 37 参 照 ) 図 35 輸 入 モモ 粗 花 粉 の 電 子 顕 微 鏡 観 察 表 1 図 36 商 品 名 霜 ガード の 電 子 顕 微 鏡 観 察 図 37 下 伊 那 郡 内 のモモ 産 地 視 察 JAグリーン 長 野 川 中 島 共 選 所 訪 問 アンケート 依 頼 図 38 東 京 都 狛 江 市 ロイヤルインダストリーズ ( 株 ) 試 験 結 果 報 告 訪 問 8
モモ 栽 培 農 家 の 方 々のアンケート 結 果 の 一 部 をまとめたものが 表 1です 川 中 島 白 桃 品 種 発 祥 の 地 であ る 川 中 島 地 区 では 多 数 のモモ 品 種 を 栽 培 しており 組 織 的 な 花 粉 の 開 葯 体 制 がとられているのに 対 して 下 伊 那 郡 高 森 地 域 では 農 家 それぞれの 対 応 でした そのため 輸 入 花 粉 の 利 用 に 対 するアンケート 結 果 では 高 森 地 域 では もし 中 国 産 モモ 花 粉 が 流 通 するならば 利 用 したいかの 問 いに 対 して 利 用 したいと 回 答 した 栽 培 者 がい たのに 対 して 川 中 島 地 域 では 皆 無 でした 両 地 区 の 視 察 を 通 じて モモ 栽 培 農 家 では 10~20aが 栽 培 の 限 界 であり ナシやリンゴのような 大 面 積 での 栽 培 ではない 小 規 模 での 栽 培 がモモ 栽 培 の 特 徴 であると 技 術 員 の 方 々の 声 を 聞 きました 雄 性 不 稔 系 統 のモモ 栽 培 品 種 に 対 しては 人 工 授 粉 作 業 を 通 じて 結 果 調 節 が 可 能 であ る 声 の 方 が 人 工 受 粉 をしなければならず 労 力 的 に 大 変 だという 声 より 大 きかったです 一 方 東 京 都 狛 江 市 にあるロイヤルインダストリーズ 株 式 会 社 への 訪 問 を 通 じて 商 品 名 霜 ガード 入 りの 溶 液 受 粉 では 花 粉 の 生 存 は 問 題 ないことが 確 認 されました また 電 子 顕 微 鏡 観 察 の 結 果 の 報 告 を 通 じて 多 孔 質 であることを 確 認 しつつ 降 雨 には 極 めて 弱 い 旨 の 報 告 を 開 発 された 山 田 社 長 様 本 人 よりご 助 言 をいただき 環 境 保 全 型 農 業 の 視 点 でのアプローチ 等 とても 参 考 になりました 6. 研 究 のまとめと 今 後 の 問 題 今 年 度 の 研 究 成 果 として 3 点 上 げられます 1 日 本 ナシ 新 水 品 種 及 びリンゴ シナノスイート 品 種 における 各 種 授 粉 法 は 成 功 し 凍 霜 害 被 害 が 軽 減 し 結 実 を 確 保 2 中 国 産 モモ 粗 花 粉 は 様 々な 授 粉 法 での 利 用 が 可 能 であり 花 粉 準 備 の 省 力 化 が 実 現 3 モモの 高 接 ぎ 更 新 樹 における 簡 易 授 粉 は 適 度 な 着 果 であり 実 用 化 の 可 能 性 が 高 い 開 花 期 の 凍 霜 害 に 負 けない 人 工 授 粉 に 関 して 以 下 のような 課 題 があげられます 1 ゼオライトを 主 成 分 とする 霜 ガード は 天 候 をみながら 複 数 回 の 利 用 が 効 果 的 リンゴ ナシでは 限 定 授 粉 法 ではなく 全 花 受 粉 の 視 点 で 授 粉 法 を 考 える 2 モモでは 輸 入 粗 花 粉 の 有 利 性 はあるもの 経 済 的 な 視 点 において 普 及 に 問 題 がある 3 高 接 ぎ 樹 における 簡 易 授 粉 法 をモモ 以 外 の 果 樹 でも 検 討 これらの 結 果 をまとめて モモにおける 花 粉 利 用 に 関 するまとめたものを 提 供 してくれた 中 国 の 青 島 瑞 豊 源 果 樹 花 粉 開 発 研 究 所 へ 結 果 を 報 告 する 予 定 です 試 験 研 究 全 体 を 通 じて 果 樹 のような 天 候 等 に 左 右 されやすいものを 対 照 に 試 験 区 などを 設 定 した 場 合 類 似 の 試 験 研 究 を 数 年 間 かけて 実 施 しないと 良 い 結 果 が 残 せません これは 大 学 試 験 研 究 機 関 等 でも 同 じですが 今 年 度 については 中 国 側 への 試 験 研 究 成 果 の 報 告 をもって 一 端 は 終 了 します 今 年 度 の 結 果 を 踏 まえ 次 年 度 に 向 けて 更 なる 研 究 計 画 を 立 てて 継 続 研 究 を 一 層 深 めたいと 決 意 を 新 たにしています 7.その 他 最 後 に 今 回 の 調 査 研 究 を 資 金 的 な 面 よりご 援 助 ご 助 言 をいただいた 財 団 法 人 学 校 科 学 奨 励 基 金 の 関 係 者 の 皆 様 に 感 謝 し 以 下 代 表 生 徒 の 感 想 も 付 け 加 え 紙 面 をお 借 りしてお 礼 を 申 し 上 げます 溶 液 受 粉 の 作 業 では スプレーがつまって 出 てこなかったり 風 向 きによっては 自 分 にかかり 砂 糖 が 入 って いる 為 にベタベタしたりと 問 題 点 は 多 く 感 じましたが 綿 棒 受 粉 と 比 べて 労 働 時 間 ははるかに 短 いことも 実 感 し ました この 研 究 で 経 営 の 安 定 化 を 実 証 し 果 樹 農 家 の 方 々に 安 心 して 楽 に 作 業 してもらいたいと 思 います (3 年 生 小 牧 由 佳 ) 凍 霜 害 被 害 をなるべく 減 らす 目 的 で 溶 液 受 粉 に 霜 ガード を 入 れました もしこれが 実 用 化 されるように なったら もっと 果 樹 栽 培 がしやすくなります 今 回 の 試 験 は とても 寒 い 中 での 作 業 もあり 大 変 でした しか し 今 後 役 立 てるような 結 果 が 得 られ 良 かったです 果 樹 花 粉 を 県 総 合 教 育 センターにて 観 察 しましたが とて も 感 動 しました (2 年 生 浦 上 穂 奈 美 ) 9
今 回 の 活 動 を 通 じて ただ 受 粉 すれば 実 がなるのではなく 凍 霜 害 を 防 ぐ 為 に 霜 ガード を 入 れるなど 手 間 がかかり 受 粉 は 大 変 な 作 業 だと 改 めて 感 じました 果 実 の 品 質 試 験 を 通 じて 日 本 ナシでは 心 室 数 などの 乱 れ が 見 られ とてもおもしろかったです 果 樹 花 粉 も 肉 眼 でみればただの 粉 だけれど 電 子 顕 微 鏡 でのぞいたら 花 粉 のくっきりした 姿 も 見 られ 貴 重 な 良 い 体 験 ができました (2 年 長 谷 川 ひと 美 ) 10