地中冷却栽培技術

「地中冷却栽培技術」
東北農業研究センター 地域基盤研究部
土壌環境制御研究室 青木和彦
夏作ホウレンソウの問題
• 元々ホウレンソウは秋∼冬の野菜。
• 暑さに弱い。／高冷地で生産
• 雨の多い日本： 湿害・病害の危険
＞ 雨よけハウスで栽培
• 盛夏時高温・高日射 ＜ 遮光が必要。
品質低下は避けられない
(糖・ビタミン低下・硝酸増加)
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地中冷却技術
•
•
•
•
•
「高温障害」を回避する技術
冷水で地温を下げる。
花卉栽培などですでに活用。増収効果も。
地温は作物体温と密接に関連。
＞生育への影響が大きい。
品質向上技術への応用
• 寒締め（低温処理)で糖ビタミン増加
＆硝酸シュウ酸減少／気温・地温と関連。
• 冬は外気低温
＞夏には低温湧水？
• 品質への影響は？
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低温湧水＝中山間地域の気象資源
• 湧水または井戸水をポンプで汲み上げる
（電気代はそれだけ・高低差を使えば不要？）
• 例：岩手県県北では１０℃前後の冷水を
利用可能。
• 低温のため灌漑に不適な湧水＞活用可。
ホウレンソウハウス近くの湧水
（岩手県山形村）
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栽培試験の実際
• 通常の雨よけハウスでホウレンソウ・
コマツナを栽培。
冷却方法をどうするか？
•
直接土壌に冷水注入＞湿害(&病害)。
• パイプに冷水を通し間接的に冷却
• (ただし)地表に置けば、結露＞湿害。
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今回使用した方法
• 25cm深さに水道用パイプを埋設。
（硬質塩化ビニル管・VPW13）
• 耕起時にも邪魔にならない深さ。
＞そのまま連作も可能。
岩手県山形村の農家圃場ハウス
（低温湧水使用）
東北農業研究センター（岩手県盛岡市）
圃場のハウス（冷水循環装置使用）
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地中冷却区
と対照区を
同一ハウス
内で比較。
（東北農研内ハウスでの試験）
30
日平均地温（℃）
地中冷却による地温低下
60
6/23
深さ10cm地温
6/26
6/29
7/2
対照区
20
地中冷却区
10
6/14
30
30
-30
6/20
0
40
-20
6/17
6/17
6/20
6/23
6/26
6/29
7/2
50
0
-10
30
20
10
0
5/3 5/28 6/23 7/17 8/13 9/9 10/3 10/28
日平均地温（℃）
10
地中冷却区
10
6/14
日平均地温（℃）
70
20
日積算日射量（ＭＪ）
日平均気温（℃）
30
対照区
0
• 実験的に１０℃の冷却水を常時通水。
> 地表近くでは
冷却効果小。
深さ5cm地温
20
対照区
0
6/14
日平均地温（℃）
ホウレンソウなど葉菜類は
深根性。 ＞効果は？
地中冷却区
10
30
試験期間中の気温・地温（２００１年・盛岡）
深さ15cm地温
20
6/17
6/20
6/23
深さ20cm地温
6/26
6/29
7/2
対照区
20
地中冷却区
10
0
6/14
6/17
6/20
6/23
6/26
6/29
7/2
6
NO3 (mg/g dry wt.)
50
品質への影響
• 地中冷却で
硝酸含量低減
葉身
葉柄
40
30
20
10
0
地中冷却区
対照区
total ascorbate (mg/g dry
6.0
ビタミン
・シュウ酸
への影響は小
葉身
葉柄
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
0.0
地中冷却区
対照区
80
oxalate (mg/g dry
葉身
葉柄
60
40
20
0
地中冷却区
対照区
(盛岡、2001/7/2収穫)
農家ハウス（山形村）栽培試験でも同様の結果。
葉身
葉柄
120
90
葉身
180
60
葉柄
150
30
0
冷却ハウス
対照ハウス
(2001/ 8/ 1 収穫)
NO3(mg/g dry wt.)
120
90
60
30
0
冷水ハウス
対照ハウス
(2001/ 9/ 3 収穫)
葉身
70
葉柄
60
NO3(mg/g dry wt.)
NO3 (mg/g dry wt.)
150
盛夏（高温）時に
は効果劣る。
50
40
30
20
10
0
冷水ハウス
対照ハウス
(2001/10/15 収穫)
7
ホウレンソウだけでなくコマツナにも同じ効果。
1500
地中冷却区
対照区
1194
1105
950
1000
NO3 mg/100g 生重
909
743
コマツナはホウレンソウ
に比べ葉身部の硝酸
含量高い。
607
500
443
364
0
葉身
葉柄
ホウレンソウ
(2003.7.30収穫)
葉身
葉柄
コマツナ
(2003.7.31収穫)
地中冷却
で低減。
ホウレンソウ品質成分等の比較
地中冷却区 対照区
地上部生体重（g／株） 24.8 27.5 水分含量（％） 92.8 93.3 葉色(SPAD)
43.5 40.5 葉柄糖度(Brix)
2.2 2.4 硝酸(mg/100g生重)
615
769 アスコルビン酸(同上)
46.8
41.0 シュウ酸(同上)
1530
1595 (2003.7.30収穫)
東北農研センター圃場：品種・晩抽銀河２１
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硝酸含量低下のメカニズムは？
• 硝酸の増加＝土壌からの吸収増大
• 葉菜類など野菜は生育に必要な量以上
の硝酸を吸収・蓄積する(ぜいたく吸収)。
• 地中冷却＞地温低下で吸収抑制？
• （今後も検討必要）
光合成
伸長
タンパク質・クロロフィルを生
成 （生命の維持）
消費
NO3減少
硝酸(NO3)の
形で蓄積
養分吸収
土壌中の窒素
低温
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今後の課題
• 糖・ビタミン類の増加は可能か？
• （一部ではビタミンＣ増加。さらに検討要。）
• 寒冷紗等、遮光資材との併用効果検証
• 栽培現場での応用
これからの高品質栽培技術
• 低コスト ：高価な資材等を使わない。
• 省力 ：煩雑な管理が不要。
• 省エネルギー＆低環境負荷。
• 安定的 ：一定の収量・品質を確保。
「安全・安心、高栄養、良食味」
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（そのためには）
• 栽培地域の気候等、
環境条件を利活用する農業生産を。
• 科学的解析（気象・植物生理・土壌肥料・病理・昆虫学…）
• 地域に適した品目／栽培技術を積極的に
適用。
• 冬の低温＞寒締め、夏の冷水＞地中冷却
（さらなるアイディア・可能性を。）
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