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[作物学用語集/大豆,いも類,トウモロコシ,雑穀など]
用語一覧
大豆の起源
同栽培法
同不耕起栽培
同生態型
同育種目標
同種子の品質や成分
同加工適性及び新用途の開発
いも類
サツマイモ
同形態
同栽培法
ジャガイモ
同形態,生長
同品種
同栽培
キャッサバ
トウモロコシの起源,生産
同形態
同集団選抜
同1穂1列法
同品種間交配
同Hybrid Corn
同育種目標
ソルガム
トウジンビエ
キビ
アワ
ヒエ
サトウキビ
テンサイ
ソバ
大豆 soybean Glicine max (L.) Merr.
☆大豆の起源
大豆の原型はノマメ(ツルマメ).ノマメは中国〜日本にかけて自生し,2n=40で大豆と同じ
で容易に大豆と交雑する.中国では5千年前から栽培され,日本には弥生時代初期に伝来した.
米国は19世紀に日本,中国から導入し,当時は目だたない牧草にすぎなかったが,半世紀の後に
は主要穀物になり,米国の戦略作物ともなった.この急速な伸びは近年の作物の歴史上他に類が
なく,これはこの間の各生態型に適応した,多収,耐病性,機械適性品種の育成なしにはあり得
なかった.
☆大豆の栽培法
わが国での播種期は寒地では5月中下旬〜6月上旬,暖地では7月上〜中旬.晩播では減収す
る.10株/uの苗立ちを目標とし,晩播では増やす.施肥量はN:2〜2.5,P:8〜10,K:5〜
8kg/10aで他作物より窒素を少なくする.除草のため,播種後〜発芽前の除草剤散布と大豆の
生育早期に中耕培土を行う.病虫害防除は,寒地ではタネバエを種子消毒で,わい化病を媒介す
るアブラムシ,菌核病,マメシンクイガなどを薬剤散布で,センチュウを輪作で行う.暖地では
ハスモンヨトウ,カメムシ,紫斑病などの防除を8月〜9月にかけて数回薬剤散布して行う.暖
地で適期より早播きすると過繁茂し,病虫害の発生が多くなる.連作で減収する.イネ科−大豆
−根菜類の作付体系が望ましい.大豆後は有機質(茎葉,根)を多く残す.なお枝豆は大豆であ
り,極早生品種を早春,ときには温室中で播種して,完熟前に収穫する.
☆大豆の不耕起栽培
麦後などで,降雨後早くから播種作業が可能となる長所がある.麦の株間に作条・播種・覆土
した上から切断した麦わらを落下させる.雑草防除が一番の問題で,播種直後と生育期に除草剤
散布を行う.
☆大豆の生態型
大豆は短日作物で開花まで日数が最も短縮される最適日長は早生品種が11〜13時間,中生品
種10〜12時間,晩生品種8〜10時間である.開花まで日数と日長感応性により生態型をIa(北
海道と九州の夏大豆)〜Vc(九州の秋大豆)までの9段階に日本では分ける.注;夏大豆:暖地
で4月下旬播種,8月中旬収穫に向く品種(実際栽培はない).秋大豆:暖地で通常の7月上〜中
旬播種で10月末〜11月始めに収穫する品種.
米でのグループ分けは00(極早生で長日)〜X(晩生で短日),IXとXは赤道の両側である.
0と00は最北部,IとIIは北部コーンベルト,IIIとIVは中央コーンベルト,V,VI,VIIはミシシッ
ピデルタと南部諸州に栽培される.
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☆大豆の育種目標
多収.子実収量はわが国の平均で1.5t/ha位と稲麦などよりかなり低い.但し貯蔵物質が蛋白
(40%)や脂肪(20%)である.適切な成熟期(日長と成熟期に関係).倒伏や脱粒抵抗性(有限
伸長型が倒伏には強い.多いときには30〜50%もが脱粒する).窒素固定能力(根粒菌の利用
効率のよいもの.根粒菌非着性系統利用でわかる).耐寒,乾性(低温発芽や生育で早播可能に
なる).耐病性(根や茎腐れ,糸状菌,バクテリア,ウイルス,ネマトーダ,褐斑病−ウイルス
の罹病),耐虫性(カメムシ,センチュウ・・),臍(へそ.種子と莢の連結部)の色の濃くない
もの,など.
☆大豆種子の品質や成分:
1)市場での(みかけ)品質.種皮の色,欠損,しわ.太ったものは脂肪含量が高い.しわ粒
は不適品種やり病.紫色は市場価格を下げる.
2)脂肪含量と質.大豆脂肪は世界の植物脂肪の3割を占める.オレイン酸含量を増やすとリ
ノレン酸が減り,脂肪の香りと安定性が増す.
3)蛋白含量と質.蛋白を増やすと脂肪が減る.制限アミノ酸はメチオニンだが遺伝変異は少
ない.
☆大豆の加工適性及び新用途の開発
わが国の輸入量は世界の生産の5%の500万t.このうちの8割の400万tが製油用.国内
産(25万t)はすべて食品用.大豆蛋白含有率は30〜50数%.蛋白含量が高いほど豆腐は硬い.
大豆の脂肪酸組成はリノール酸が55〜60%,オレイン酸が20%位.リポキシゲナーゼは脂質
を酸化して青臭い不快臭を発生させる酵素である.食品加工では加熱処理で不快臭防止する.
加熱すると蛋白質の変性による不溶化を招き食品の品質低下になる.リボキシゲナーゼ欠乏品種
が育成され,ほとんど臭みがなく,プリン,アイスクリーム,水産練り製品への添加などへの
利用が考えられる(喜多村1990).
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いも類
☆いも類
肥大した地下部を利用する作物の総称.ジャガイモは茎(塊茎),サツマイモは根(塊根)が
肥大する.栄養繁殖であり,倍数体である場合が多い.一般に不良環境によく耐え,栽培がや
さしく,多収である.
一方,種イモがウイルス病に侵されやすい.貯蔵中の腐敗が多い.増殖率が低い.
☆サツマイモ(カンショ,甘藷 sweet potato Ipomoea batatas (L.) Lam.)の起源,伝播,生産
ヒルガオ科サツマイモ属に属しアサガオと近縁である.本属の2〜6倍体各種が中南米に分布
し,その内イモを形成する倍数体が起源で,サツマイモは六倍体(2n=90)である.わが国へは
琉球,薩摩を経て1735年に青木昆陽が江戸へ導入した.酸性,アルカリ土壌に耐え,不良環境下
でも栽培可能である.アジアでの生産が多い.わが国では戦後1949年に44万ha栽培され,救
荒作物として食糧飢餓を救った.以後減少し現在は4万ha位.収量は2t/10a位.関東と南九
州に多い.→塊根(9KB.写真;森川義規)
☆サツマイモの形態
茎は蔓性で2〜6m伸び,多くの分枝を伸ばす.根は不定根で,根が肥大して塊根となる.
塊根肥大には,適温(20〜30度),カリの多用,日照,土壌が乾燥,緊密,多窒素にならず,
適度の湿度と通気,といった条件が必要である(戸苅1950).葉は水平で最適LAIはイネ科にく
らべて低い.光合成速度も20mgCO2/dm2/hrで低い.しかし収穫指数が高く(0.5〜0.6),塊根の
生育期間が長い,等のため単位面積あたり高いカロリー生産量の作物である.生育可能な温度は
15〜38度だが,24度以上がよい.わが国では福島以南.乾燥には比較的強いが,生育期間中
500mmの降水量が望ましい.
☆サツマイモの開花,品種
温帯ではまれに開花し,葉腋からでる花梗に4〜5花づつ咲く.種子は硬実性を有す.人為開花
にはアサガオに接き木する.自家不和合性で,交配不稔群が存在する.
昔の品種は実生由来の個体や芽条変異が起源で,わが国では大正から在来品種の系統分離,昭
和から交配育種が始まった.原料用品種は,でんぷん原料(飴,ブドウ糖,食品加工原料など)と
して高でんぷんや多収,食用では良食味.他に,耐病性(黒斑病,ウイルス病),センチュウ抵
抗性,萌芽性が良く,貯蔵性,育苗容易などが育種目標である.
交配実生種子由来の栄養系を増殖,評価,選抜する.
☆サツマイモの栽培法
苗床で,萌芽のため30度を約1週間保つ.萌芽後は23〜25度にする.10a当り種いもが100
〜200kg位必要.本圃はN4〜8,P4〜6,K10〜20kg/10a施肥.カリは光合成を促進し肥効が大
きい.多Nはつるぼけ(茎葉が過繁茂しいもが太らない)になるのでNは控えめにする(野菜後
など注意).完全展開葉が5枚以上で長さ30cm位の苗を移植する.太く硬いのがよい.植付け適
期は平均気温19度,地温が18〜20度,暖地で5月中〜6月下旬(早めがよい).3〜5本/u
植える.高畦とする.早植えではマルチ栽培する.無傷のイモを翌年用に貯蔵す.適温は13〜
14度,湿度は85〜90%,15度以上だと萌芽し貯蔵養分が消耗し,9度以下は腐敗しやすい.
(半)地下式の貯蔵庫が適す.連作には耐えるが,センチュウやウイルス害がでる前に転換する.
☆ジャガイモ(バレイショ,馬鈴薯 potato, Irish potato Solanum tuberosum L.)の起源・生産
ナス科ナス属に属す.起源は中央アンデス、チチカカ湖付近.A.D.500年には現在の栽培四倍
体種(2n=48)が栽培されていた.旧大陸へはスペインのメキシコ征服(1512年)以降,新大陸
へは1613年,日本へは1601年オランダ船で長崎へ伝播した.いも類のうちで最も広範囲に世界
中で生産されている.冷涼な気候を好み世界の産地は年平均気温が5〜10度の地域である.熱
帯では高地で栽培される.生育期間の平均気温は21度前後,生育に適当な降水量は300〜450mm
とされる.北海道で多く生産され,長崎では二期作される.
☆ジャガイモの形態,生長
塊茎が葡枝(茎)の先端に付く.イモの目(くぼみ)は節の葉,分枝が生ずる部分で葉腋に相
当し,そこから萌芽する.先端の目の萌芽力が強い.萌芽は4〜8度で始まる.初期の生育は種
イモの貯蔵養分に依存するが開花期ころには貯蔵養分は消滅する.サイトカイニン,オーキシン
が澱粉蓄積を促進する.開花始めから肥大が始まる.塊茎肥大の最適温度は15〜18度で,地温
が27〜30度を超すと塊茎生育が妨げられる.塊茎は堀取り後休眠にはいるが品種間差が大きい.
休眠中は生理代謝が低く貯蔵養分の消費は少ない.全乾物生産量は他の作物と大差ないが高い収
穫指数のため多収になる.塊茎肥大期には光合成産物の9割が塊茎へ転流する.
☆ジャガイモの品種
1840年代に欧州で疫病が大流行したのを機会に組織的な育種が開始された.わが国では明治初
期に導入された欧米品種の男爵イモ,メークインが現在でも栽培されている.萌芽が良,着生位置
の良,白い皮色,目が深くなく,良食味またはでんぷん含量の高い,多収,貯蔵性良,加工適性
良,二期作では短い休眠,耐病虫性(疫病,そうか病,ウイルス病)等の品種がよい.
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☆ジャガイモの栽培
深起する.施肥効果が高く3〜4t/10aの収量を得るにはN8〜10,P10〜12,K12〜15kg/10a施用
する.K必要量が多い.ウイルスフリーの種イモを選ぶ.種イモを2〜4個に切断し,暖地では
春作は2月中旬,秋作は8月上旬〜9月上旬に植える.条間60〜75cm,株間30〜35cm,深さ5
cmとする.10aあたり100〜150kgの種イモを要する.収量は3〜4t/10a.貯蔵には0〜8度を
保つ.
☆キャッサバ cassava, manioc, tapioca plant Manihot esculenta Crantz
広く世界の熱帯・亜熱帯に栽培される.干ばつに強く,年間雨量が50〜500mmで栽培可能.
年中栽培でき,面積当り生産カロリーがきわめて高い.短年生の潅木で草高2〜3m.茎の基部
からでた不定根が肥大し塊根となり,1個体に5〜10個つく.茎を切って移植する.収量は1.5
〜3t/10a.熱帯では米につぐ主食である.青酸を含む種類があるが,加熱,水洗,乾燥で無毒と
なる.抽出したでんぷんがタピオカデンプンで,料理,加工,アルコール原料に使われる.
トウモロコシ
corn, maize Zea mays L.
☆トウモロコシの起源,生産
メキシコ,ボリビア近辺を起源.アメリカ大陸内で農耕が始まったBC2千年頃から栽培され,
南北大陸に広まった.コロンブス(1492)がスペインへもたらし,その30年後には欧州中へ伝播した.
全世界で栽培され,3大作物の一つ.わが国での生産は穀実用はほとんどなく,青刈り飼料用が
主である.濃厚飼料用として大量に輸入される.
☆トウモロコシの形態
雌雄異花で他殖作物だが,自殖もできる.葉は各節から互生し,長大でLAIは22にもなる.
C4植物.茎は直立し,1〜4m.分げつはほとんどない.雄花は茎頂端にあり雄穂(tassel)という.
雌花は茎の中位で1〜3節の葉腋に1個ずつ互生し雌穂(ear)という.雌雄両花とも発生途中まで
は両性器官をもつが発生後期に一方が退化する.まれに雄穂にも結実する.雄穂は長い穂軸の各
節から枝梗を生じ多数の小穂をつける.1小穂は2小花.雌穂は分げつの節間が短縮しその先に
形成された穂とみなせる.穂軸表面に対をなして2列づつ小穂が8〜20列並ぶ.1小穂2小花で,
下位小花は退化し上位はよく発達して結実する.(写真)
☆トウモロコシの集団選抜 mass selection
植物体や穂の特性で個体選抜し,収穫した種子を混合し翌代として播くことをくりかえす.
栽培の極初期からなされたと思われ,成熟期、稈長、穂や粒の外観では選抜効果があった.収量
は向上しなかった.これは(a)ヘテロ集団から多収個体を識別しにくい.(b)多収個体でも
他の花粉が受粉して子孫で再現されない.(c)特定個体の強選抜が近親交配になり自殖弱勢に
なる.(d)個体単位の観察なので環境の影響を評価できずに選抜するので誤差が大きい,こと
による.
☆1穂1列法 Ear-to-Row breeding
イリノイ農業試験場で1896年に始まった.50〜100の穂をとり,1穂の種子の一部を1列に植
える.残りの種子は翌年まで保存.各列の外観,収量をみる.すぐれた10〜20を決定する.と
ってあった種子を混合して播く.穂を選抜しこれを繰り返す.選抜個体に未知の花粉が受粉して
おらず,外観で判定できる形質の改良は急速であったが,収量など外観では判定が困難なものは
集団選抜同様向上しなかったので,反復つきの試験をして改良した.
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☆品種間交配 Variety Hybridization
異品種(open pollinated)同士の交配によってできたもの.1880年ミシガン農業試験場のBeal
が1つの品種を除雄し,その横にもう1つの品種を植えて受粉させた翌代が多収になったと報告
した.遠縁の品種間交配で多収となった.次のHybrid品種を示唆するものとなった.
☆Hybrid Corn
1909年にG.H.ShullやEdward Eastは,近親交配をして近交系をつくり,近交系同士を交配
して多収で均一な単交配をつくることを提唱した.この方法はトウモロコシ育種方法を完全に革
命的にした.当初近交系による採種量が少なく,種子が高価であったが,1918年にD.F.Jones
が単交配同士の交配の複交配をすることで解決した.1920,30年代に近交系育成,単交配や複交
配の組合せ能力検定が精力的におこなわれた.1940年代までには米国コーンベルト中がhybrid
品種になった.1950年代には除雄操作を省くため細胞質雄性不稔−稔性回復遺伝子利用システム
ができあがった.雄性不稔細胞質をもつ系統にごま葉枯病が発生し,利用は一時中止され他の細
胞質の探索と検定が始まった.この期間に近交系の改良が進み,近交系の生育収量が向上し,19
60,70年代にかけて徐々に,最初Shullが提唱したように単交配による採種が複交配にとって変
わった.また,これは組合せ能力の検定法を容易にし,育種目標の設定を容易にし,多収育種が
さらに進んだ.
☆育種目標
収量:多くの形質が複合して表現された結果で多くの関係遺伝子を集積して多収になっていく.
例えば,光合成,呼吸,転流・・,成熟期,倒伏抵抗性,耐病虫性・・である.とくに注目形質
として,草型,登熟期間の長さ,多穂性,葉の角度(直立葉にして光の透過をよくする)・・.
適応性;該当生産地に適した成熟期,土壌肥沃度への反応,暑さや乾燥への抵抗性,耐寒性,
その他直接間接には耐病虫性も影響する形質で,広範囲の環境条件へ適応するのが望ましい.
倒伏抵抗性;組織的に弱い,根腐れ,虫害などが要因である.短稈品種は一般的に強い.
耐病虫性;葉枯病,ごま葉枯病,黒穂病,アワノメイガ・・・.
品質;高蛋白.イリノイでの1穂1列法で1896年の自然受粉品種のBurr White(10.9%)
から10世代で14.26%へ,70世代で26.6%へ増加した.低いほうへは,70世代で4.4%になった.
このことは非常に多数の遺伝子が関与していることを示す.
蛋白の質:opaque-2遺伝子のLisine含量は4%で通常の倍である.取り込みの努力がなされ
ているが,収量が落ちる,粒が小さくなる,胚乳がやわらかくなる,耐病虫性が劣る,の問題があ
る.
高油脂;イリノイの実験で,元の4.70%が10世代で7.37%,70世代16.64へ,、低い方向では
70代でたった0.40%となった.同時に胚の大きさが変わった(高油脂は胚が大きい).
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雑穀など
☆ソルガム(モロコシ) sorghum Sorghum bicolor (L.) Moench
世界第5位の穀類で半乾燥・準熱帯の主要作物.乾燥や高温へ耐える.わが国は飼料用に多量
に輸入.遺伝的多様性に富む.自殖作物だが6%程度の他殖をする.F1品種が発達しているが,
在来種は低収でも不良環境に強い.(写真)
米国では早生品種育成のおかげで,高緯度,短い夏,小雨の地域でも栽培可能になった.低温
発芽性が早生化に寄与した.その他,短稈,耐倒伏,穂が完全に抽出することでの機械収穫適性
高温・乾燥への抵抗性,耐病虫性が付与されている.また耐鳥性(アフリカではうその類の
Quetasがソルガム生産者への悪夢)が,果皮と種皮にタンニンをふくませ未熟種子を苦くする,
穂を密穂でなく散穂にして鳥がとまりにくくする,の2つのアプローチで試みられている.
☆トウジンビエ pearl millet Pennisetum typhoideum Rich.
アフリカ,インドの半乾燥地域の主要穀類作物.茎葉も利用する.米国では飼料として利用.
完全花だが,雌蕊先熟(出穂の2〜3日後に柱頭が抽出し、葯は柱頭が乾燥してから抽出)で
80%の小花が他殖する.多くの在来品種がアフリカやインドで集団選抜された.今日では改良F1
品種が育成されている.育種目標は,多収と環境ストレスへの抵抗性であるが,主食を頼ってい
る地域では毎年安定した収量をあげることが良好な条件下で多収をあげることより重要である.
早生は水分欠乏の前に収穫可能にして乾燥を避けうる.在来種は高く細い稈で弱いので,耐倒伏
性のため,短強稈,根腐れ病抵抗性を導入する.ただし乾燥地や低肥沃地での短稈遺伝子はあま
り望ましくない.べと病,麦角病,黒穂病抵抗性品種が育成されている.トウジンビエは全粒を
砕いてかゆにしたり,粉砕して粉にし,種なしパン,chapatisまたはpasteとする.エンバク以外
では蛋白含量が主な穀実作物の中で一番高い.普通,光沢があり,太く,真珠−こはく色の粒が
好まれる.写真
☆キビ 黍 (common) millet, proso millet, hog millet Panicum milliaceum L.
原産地は中央・東アジア,わが国へは古く伝播した.生育期間が極短かく春播き,夏播きが
可能である.耐乾性がある.米と混炊したりキビ団子,醸造,飼料用にする.一部他殖する.
千粒重は5g前後.収量は100kg/10a程度と低い.古くは主要穀類であった.写真
☆アワ 粟 Italian millet, foxtail millet Setaria italica (L.) P.Beauv.
原産地は中央・東アジアで,わが国への伝播は古い.生育期間が短く春播き,夏播きが可能.
糯品種が多く,米と混炊される.菓子,小鳥の餌にもする.自殖作物.千粒重は2g前後の小粒
である.収量は収量は100kg/10a程度と低い.古くは主要穀類であった.写真
☆ヒエ 稗 Japanese millet, barnyard millet Echinochloa utilis Ohwi et Yabuno
原産地は中国,インドで,日本では最古の作物である.夏播きされることが多い.味は劣る.
長期貯蔵が可能である.稔実歩合は20%位と低い.自殖作物.不良環境に極強い.写真
☆サトウキビ sugar cane Saccharum officinarum L.
禾本科に属する長大植物.ローマ人がインドでサトウキビから砂糖を抽出していると記している.
適地は熱帯で気温高く年降水量1200〜2000mmを要す.気温24〜25度,20度以上が好ましい。
栄養繁殖し地上部を挿し木する.茎はやや硬く多汁糖分を多量に含む.挿し木してから10カ月
〜1.5年を要す.一度刈り取った株から分げつが再生し何度も収穫できる.他殖で自家受粉は1%
程度である.育種目標;耐病性(黒穂病,葉焼け病,赤腐れ病,株腐れ病,矮化病,モザイク病
など),茎の長く太いこと,分げつ力旺盛,出穂の遅い(含糖率が高くなる),搾汁率の高いこと,
成熟期が早い,旱害,風害耐性など.(写真)
☆テンサイ 甜菜 sugar beet Beta vulgaris L.var. rapa Dumort.
世界の多くの国で栽培され,全糖生産の約4割を占める.ロシア,アメリカに多い.比較的多
雨を要し,夜間の低温で糖含量が増加する.飼料用のビートが起源でその根の糖含量は7〜10
%程度であったが,19世紀後半に,正確な糖含量推定と後代検定による品種改良により,現在は
20〜22%もに改良された.根の収量は50〜75t/haと多い.各種病害も多かったがウイルス病,
黒根病,褐斑病抵抗性の育種も進んだ.多胚種子であり発芽後間引きが必要であったが単胚種子
の発見で間引きが不用になった.
☆ソバ 蕎麦 buckwheat Fagopyrum esculentum Moech
豆類を除くと双子葉類で子実目的の作物である点が特異的である.ロシアの生産が多く,他に
北欧,北米,わが国では北海道と鹿児島での栽培が多い.収量は100kg/10a程度と低い.極早生で
あり,不良環境条件下でも生育する.虫媒による他殖(花柱が長く雄蕊が短い長柱花と逆の短柱
花の個体があり,その間でしか受精しない)で,品種は一般に雑駁である.育種は集団選抜か一
穂一列法によるが,収量,耐倒伏,耐脱粒性などの選抜には困難が多い.(花器の写真)
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以上