Several herbicides including thiobencarb (benthiocarb, S-4-chlorobenzyl diethylthiocarbamate) and chlornitrofen (CNP, 4-nitrophenyl 2, 4, 6-trichlorophenyl ether) were studied on their behavior and transformation in soils after application to paddy fields for the control of weeds.
(1) The soils for analysis were sampled at definite time intervals, to definite surface area and to definite depth by a cylinder as shown in Fig. 1. The fresh weight, dry matter weight and bulk density were recorded to calculate the ratio of residue to the amount of herbicides applied.
(2) Large amounts of elemental sulfur which were formed in the soils under the reduced condition, were extracted with organic solvents along with the herbicide in the course of thiobencarb analysis. The disturbance due to elemental sulfur in the gas chromatograms was easily eliminated by shaking the hexane extract with the aqueous solution of tetrabutylammonium sulfite.
(3) Thiobencarb in soils was slowly degraded under the paddy field conditions. The amount of residues in autumn was lower in Miyazaki, and higher in Hokkaido than in Saitama, reflecting the effect of temperature on the degradation process.
(4) By applying an analytical method for thiobencarb, a new metabolite, dechlorinated thiobencarb (Fig. 7) was detected in the paddy soil. This compound was highly toxic to rice plants both in the germinating stage and the 3-leaf stage, and found to be the substance responsible for the dwarfing of rice plants. It appeared in soil at 25 days after the application of thiobencarb, reaching a peak at 35-45 days, and then rapidly disappeared (Fig. 8). This occurrence coresponded to the appearance of the dwarfing symptoms on rice plants. The reductive dechlorination of thiobencarb took place in the upper layer of the paddy soil, when the soil was applied a large quantity of organic matter including rice straws, kept for a long period of time under the flooded conditions, and also related to the activity of certain microorganisms. Recently, it has been demonstrated that this reaction can be selectively inhibited by the combination with safeners such as BNA-80.
(5) CNP in the paddy soil was rapidly reduced to the amino derivative which persisted many years in the form of residues bound to humic substances. The total CNP-amino content was determined by extraction with organic solvents, after heating the soil in 5N KOH solution with sodium sulfide for 20 hours in a boiling water bath. From the content of the total CNP-amino, the CNP-amino content was calculated by the subtraction of that formedd from CNP (nitro) in the process of the alkaline treatment.
(6) From 1973 through 1975, soil samples were collected in many locations in Japan after the harvest of rice grains from paddy fields treated with CNP. Generally speaking, the contents of CNP-amino in the soils were very high. As shown in Fig. 12, the ratios of residues of CNP (nitro+amino) to CNP applied annually were scattered within wide ranges. Values exceeding 100% in many soil samples in Hokkaido, suggested the presence of cumulative residues. Besides the temperature, factors such as clay contents and duration of flooding periods influenced the amount of residues, suggesting differences in microbial degradation.
(7) In the paddy plot in Tsukuba to which a large quantity of rice straws and grains had been incorporated, the chlorine atom at the para position of CNP (2, 4, 6-trichlorophenyl compound) was replaced with a hydrogen atom, and thereafter the remaining chlorine atoms were replaced in turn (Fig. 14). In the conventionally cultivated paddy fields, sometimes 2, 4-dichlorophenyl compound which was replaced at the ortho position of CNP, was detected beside the 2, 6-dichlorophenyl compound.
(8) Thiobencarb, CNP and the derivatives mentioned previously were to some extent taken up by rice plants, but they hardly translocated into the plant parts, and were never detected in rice grains.

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植物のアレロパシーは作物の連作障害あるいは作物と雑草との競合に深い係わりあいをもつものと推測され, その解明は畑作物の栽培技術の向上に関する基礎資料を提供するものと考えられる。本研究は1981, 1982の両年, 作物あるいは雑草 (供与作物) を砂耕栽培し, それからの排出物を含む滲出液を同時に栽培している同種あるいは異種の作物および雑草 (受容植物) に灌注して, 供与植物の滲出液の受容植物の生長に対する影響を検討した結果である。
供試した供与植物 (オオムギ, ルーピン, シロクローバーおよびオオツメクサ) の滲出液はすべての受容植物 (オオムギ, ルーピン, ダイコンおよびオオツメクサ) の生育を阻害した。受容植物ではダイコンの生育が最も影響を受け生育が劣った。オオムギの分げつはルーピン, シロクローバーおよびオオツメクサの滲出液で抑制された。
オオムギの滲出液によってオオムギ以外の受容植物の乾物重は有意に減少した。マメ科作物のルーピンおよびシロクローバーの滲出液はすべての受容植物の乾物重を減少させた。
本実験に用いられたオオムギ, ルーピン, シロクローバーおよび雑草オオツメクサは根からの排出物中に生長抑制物質を含み, これらの抑制物質によって同種あるいは他種の作物および雑草の生育が阻害されるものと推測された。

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農耕地に繁茂する一年生雑草オオツメクサ (Spergula arvensis L.) の遺体および茎葉部の水抽出液の作物の発芽ならびに初期生育に対する影響を検討した。また, 同時にペーパー, 薄層および高速液体クロマトグラフィを利用してオオツメクサの生長抑制物質の同定を行った。
1. オオツメクサの茎葉部の土壌混和処理によって, カブ, トマトおよびダイコンの出芽が抑制され, 初期生育も劣った。また, 茎葉部の水抽出液散布処理も土壌混和処理同様, カブ, トマト, ダイコンの出芽ならびに初期生育を抑制した。
2. オオツメクサの茎葉部水抽出液はイネ幼苗の生長を抑制した。その程度は濃度によって異なり, 濃度が高いほど生長抑制は大きかった。
3. オオツメクサ茎葉部の70%メタノール抽出物の酸性画分を検討した結果, イネの第2葉鞘の伸長を抑制する物質としてカフェー酸およびフェルラ酸が推定された。
4. 標品のカフェー酸およびフェルラ酸は10ppmの濃度においてイネ幼苗の生長を抑制した。その程度は濃度が高いほど著しかった。

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1. チクゴスズメノヒエについて, クリーク水面でのホテイアオイとの競合, 法面での牧草, ダイズや他の雑草との草種間競合及び草魚による防除効果などを調べ, 生物的防除の可能性を検討した。
2. チクゴスズメノヒエが数年来クリーク全面に繁茂している所へ, 春先にホテイアオイをm²当たり数株投入しても抑制効果はまったくみられなかった。しかし, グリホサートの秋処理に組み合わせて翌春にホテイアオイをm²当たり2株投入した場合には, チクゴスズメノヒエの越冬茎の浮き上りが少ない条件下で, その生育が抑制された。
3. 法面にダリスグラス, ダイズや大型雑草が生育している場合にはチクゴスズメノヒエの侵入が著しく抑制された。
4. 草魚はチクゴスズメノヒエをよく摂取し, その発生初期の段階では除草効果がみられた。
5. 以上の結果から, チクゴスズメノヒエの発生初期の段階では, これら生物的防除手段の効果が認められたが, 全面に繁茂しているクリークでは人力や大型機械による引き上げ, 除草剤の利用などとの組合せによる総合的防除が必要である。

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スカシタゴボウの生活環の解明を目的とした研究の一環として, 種子の休眠性とその覚醒条件について検討を行った。
1. 採取直後の種子は暗条件下では全く発芽が見られず, 明条件でも高温域の変温条件下でのみ認められ, 恒温条件での発芽は極めて少なかった。この傾向は, 一定期間風乾貯蔵を行った種子についても変わらなかった。
2. 高温暗所湿潤処理により, 恒温明条件下での発芽が可能になり, 変温明条件下における発芽率も増大した。一方, 低温暗所湿潤処理は変温明条件下での発芽は増大させたものの, その他の条件での促進効果は認められなかった。種皮の傷付処理によっても高温暗所湿潤処理と同様の効果が認められ, さらに暗条件下でも多少の発芽をみた。
3. 高温暗所湿潤処理種子は, 短時間 (1min-6,000lx) の露光により発芽が誘起された。赤色光が有効で, 近赤外光は無効であった。赤色光と近赤外光との間には, 発芽の誘起に対して光可逆性が認められた。

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1) ヒルムシロの生育に伴う諸特性 (乾物重, 葉面積および葉形) の変化を経時的に調査した。
乾物重は, 6月1日の鱗茎植え付け後, 生育とともに増加し, 9月中旬から10月上旬にかけてピークに達した。その後, 鱗茎が形成される10月中旬以降は急速に減少した。葉面積指数 (LAI) は, 鱗茎植え付け後2ヶ月で値が8以上になり, その後は2ヶ月間にわたっておおむね7以上の高い値を維持した。切断葉の高温暗黒下でのクロロフイル分解がイネなどに比較して極めて遅く, ヒルムシロの葉では老化に対する耐性が極めて高いことが示唆された。葉形は, 生育とともに幅の広い葉が増加したが, 8月以降はあまり変化が見られなかった。また, 葉柄長は, 生育に伴う細長葉から円葉化する葉形の変化に随伴して短くなった。
2) ヒルムシロの主たる繁殖源である鱗茎の伸長に及ぼす乾燥の影響について検討した。暗黒下30℃および10℃で鱗茎を一定時間乾燥した後に水を与えるとその伸長が促進された。特に, 暗黒10℃の条件下では, 鱗茎重が乾燥処理前の50%または70%に減少したものに再び水を与えると, その伸長が著しく促進されたのに対し, 乾燥処理を行なわない鱗茎は6ヶ月後にもほとんど伸長しなかった。
3) 鱗茎の伸長に及ぼす物理的ストレスの影響についても検討した。鱗茎をガラスビーズで被覆することによって与えた物理的ストレスはその伸長 (縦方向) を促進し, 同じく水生植物であるイネの初期発生器官の場合と同様の性質が認められた。

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北海道から鹿児島に至る全国各地から採集した12系統のヒルムシロの葉の形態に関する種内変異について検討した。
各系統の葉面積と葉形指数 (葉長/葉幅) との間には正の相関が認められた。葉の形や大きさに関する系統間変異は大きく, 特に葉面積については, 最も大きい鹿児島産の系統は最も小さい宮崎産のものの3倍近くに及んだ。しかし, 系統による葉の形や大きさと, その原産地の地理的位置との間に一定の関係は認められなかった。

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鱗茎および鱗茎群 (1本の地下茎先端に隣接して着生する鱗茎のひとまとまり) の形態について, 全国より集めた12系統間の差異を比較検討した。
鱗茎群当たりの着生鱗茎数, それを構成する1本の鱗茎の重さ・鱗茎間の着生間隔などの諸形質について著しい種内変異の存在が認められた。また, ポット当たりの形成鱗茎数では, 福岡産の系統が最も多く, 宮城産のものが最も少なく, 繁殖力に関する系統間変異も大きいことが示唆された。しかし, このような変異と各系統の産地の地理的位置との関係は明らかでなかった。

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