Development of two-dimensional ionomics and its application to plant nutrition

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本年度は四国の高原（褐色森林土）の異なる地点から採取した土壌について水抽出液及び酢酸アンモニウム抽出液を調整し、そこに含まれる元素の一斉分析を行った。土壌pHとの間の相関をそれぞれの元素で調べたところ、ほとんどの元素で水抽出と酢酸アンモニウム抽出は同じ傾向を示した。測定した多くの元素で土壌pHが低いほど抽出液中の濃度が高かった一方、カルシウム、ストロンチウム、バリウムは土壌pHが高いほど濃度が高かった。次に、水抽出／酢酸アンモニウム抽出比を各元素について計算し、土壌pHとの関係を調べたところ、いくつかの元素で土壌pHとの明白な関係が見られた。マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムといったアルカリ土類金属に加え、カドミウム、マンガンといった重金属元素では土壌pHが低いほど水抽出／酢酸アンモニウム抽出比が高く、コバルトの水抽出／酢酸アンモニウム抽出比についてはpH5.5付近を頂点とする下向きの放物線を描いた。これらの情報は異なる土壌pHにおける元素の可給度を評価する上で重要な知見と思われ、今後、これらの地点で生育する各種植物の元素吸収との関係を解析していきたい。植物に関する分析では、本年度はトマトの生理障害として知られる尻腐れの発症度が異なる三系統を用いて、土耕栽培した植物体から得られた果実における各元素の水溶性濃度および全濃度を測定した。水溶性濃度／全濃度比を比較したところ、開花後10日目（まだ尻腐れが発症していない段階）の果実下部では、尻腐れを発症しやすい系統で水溶性モリブデン濃度の全モリブデン濃度に対する比率が有意に大きく、尻腐れへの関与が示唆された。一方で尻腐れに関わることがこれまでに報告されているカルシウムでは差はなかった。このように、画分別にイオノーム解析を行うことで、通常の解析では見逃された違いを見出すことができた。