水田に自生するヒエ属雑草(Echinochloa weeds)が畑地など乾燥地に侵入しない生理的要因を明らかにするために,水田および畑地ヒエ属雑草をポットで育成し排水後の葉水ポテンシャル,蒸散速度,気孔抵抗および葉伸長速度を測定することによって,それらの耐乾燥性を比較した.水口ヨ雑草タイヌビエ(E. oryzicola)およびヒメダイヌビエ(E. crus-galli var. formosensis)と畑地雑草ヒメイヌビエ(E. crus-galli var. praticola)の間に,いずれの測定値においても,耐乾燥性差異が認められた(Fig.1).水田,畑地にまたがる広い生育地を持つイヌビエ(E. crus-galli var. crus-galli)は両者の中間の位置を占めた.全ての供試雑草の葉水ポテンシャルは排水後の土壌乾燥にともない同様な傾向で低下したが,水田雑草のそれは排水6日後一23barsに達したのに対して畑地雑草のそれは一15barsにとどまった(Fig.1-A).葉水ポテンシャルが -15barsである時点で比較すると,畑地雑草は水田雑草に比べて,気孔抵抗において10倍大きく(Fig.2),蒸散速度において7倍小さく(Fig.3),また,葉伸長速度において5倍大きかった(Fig.4).さらに,排水5日後,畑地雑草の光合成/蒸散比は他の雑草に比べ著しく大であった(Table1).これらの実験結果から,ヒエ属雑草を相互比較した場合,水田,畑地雑草はそれぞれ水消費型(“Water users"),本節約型(“Water saver")と考えられた.したがって,ヒエ属水田雑草は葉水ポテンシャル低下に対する気孔反応が鈍いため蒸散速度の低下が少なく耐乾燥性が小さい.このことが水分が競合要因となる畑地など乾燥地にヒエ属水田雑草が侵入できない生理的要因の一つであると考えられた.

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干ばつが頻繁に起こる地域でイネ収量の安定と向上を図るには, イネの乾燥回避性 (干ばつ条件下で植物体内水分状態を良好に保つ能力) を高めることが提案されてきた.一方, 乾燥耐性 (干ばつ条件下で植物体内水分状態が悪化しても収量が低下しない能力) も, 収量を改善すると考えられたので, 乾燥耐性と収量との関係を調査した.圃場に雨よけビニールハウスを2棟設置, 1987年には10品種, 1988年には24品種を栽培し, 1棟では早生品種の穂ばらみ期から晩生品種の出穂までの間, 給水を停止することによって土壌を乾燥させ, もう1棟は終始湛水条件の対照区とした.乾燥回避性は積算水ストレス, CWS (水ストレスの強さと期間の総合評価値) , 乾燥耐性は水ストレス感受性, K (積算水ストレス当りの収量の変化程度) を用いて評価した.出穂日, 収量, 乾燥回避性, 乾燥耐性いずれにも品種間差があった.乾燥回避性と出穂日との間には対応関係がなかったが, 乾燥耐性と収量は乾燥が与えられた発育段階により大きく異なった.一般に, 登熟初期に乾燥が与えられた品種は, 後期に与えられた品種より, 乾燥耐性, 相対収量ともに小さかった.しかし, 登熟初期に乾燥が与えられたにもかかわらず, 桂朝2号, 密陽23号, IR36は, 乾燥耐性があり, 相対収量も大であった.特に, 桂朝2号は湛水条件下での収量が高かったので, 乾燥条件下の収量は供試品種中最高であった.以上より, 乾燥耐性の改善によって干ばつが頻繁に起こる地域のイネ収量が改善される可能性が示唆された.

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カンキツの果実品質改善に向けた塩ストレス利用可能性とその生理を明らかにするために，ウンシュウミカン 2 品種と‘宮内イヨカン’の鉢植え樹に海水を潅注処理した．海水原液と 2 倍希釈液は土壌 EC を有意に上昇させ，葉の水ポテンシャルを異なる程度で低下させた．葉の水ポテンシャルに及ぼす海水濃度の影響は，日中よりも日の出前の測定で明確だった．原液区は葉の Na 含量と落葉を対照区と比べて有意に増加させたが，2 倍希釈区は Na 含量をわずかに増加させたものの有意な落葉を誘導しなかった．海水処理は果実の肥大成長を抑制したが，果形や果肉歩合には影響を及ぼさなかった．海水処理区の果汁の可溶性固形物含量は品種によって 0.8 ～2°Brix 程度対照区より高くなり，還元糖やショ糖が増加した．海水処理は酸含量の低下を遅らせる傾向が認められたが，収穫時において対照区と 2 倍希釈区との間に有意差はなかった．以上の結果から，日の出前の水ポテンシャルが対照区よりも 0.3 ～0.5 MPa 程度低い，2 倍希釈海水による軽い塩ストレスは，障害を誘導することなく果実品質を改善できることが明らかとなった．また，海水処理による塩ストレスは，土壌乾燥処理と同様な浸透調節作用を通じて果実品質に影響することが示唆された．

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Intercropping pearl millet with cowpea is a common practice in semiarid areas. Under limited water environments, competition for soil water between intercropped plants may be strong. Furthermore, the increasing soil compaction problems, due to the use of heavy machinery, may intensify competition for limited resources, particularly in the topsoil. Two field trials were conducted to evaluate the water competition ability of intercropped pearl millet when subjected to drought and soil compaction during the 2004 Japanese summer. For this purpose plant water sources were determined by the hydrogen stable isotope (deuterium) technique. Plant water relations and biomass production were also evaluated. According to the deuterium concentration values in xylem sap, pearl millet water sources were changed by the competition with cowpea. Pearl millet was forced to rely more on recently supplied (irrigation/rainfall) water. In contrast, the water sources of cowpea were unchanged by plant competition. When plants were subjected to drought, the transpiration rate of pearl millet was reduced by 40 % of its monocropped potential by competition, but that of cowpea was not. Moreover, intercropped pearl millet, under drought and soil compaction, showed lower leaf water potential and biomass than their respective monocropped counterparts. Cowpea had a higher competitive ratio under wet, dry, and compaction treatments, while pearl millet was more competitive under loose conditions. In conclusion, under drought and soil compaction, water competition restricted the water use of intercropped pearl millet, forcing pearl millet to shift to the recently supplied water. In contrast, cowpea did not show any significant changes under these stress conditions.

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To apply the beneficial results obtained for potted citrus trees to field-grown ones, the effects of seawater application on soil electrical conductivity (EC), water relations, and fruit quality in field-grown satsuma mandarin (Citrus unshiu Marcow.) trees were determined. In 2010, periodical applications of smaller amounts of half-strength-diluted (1/2X) or undiluted seawater (1X) delayed the reduction of leaf water potential to the objective level at 0.3 to 0.5 MPa lower than that in the control, resulting in an insignificant increase in soluble solids content (SSC). Thus, half of the total amount of 1X per area applied in 2010 was irrigated once or twice in September in 2012 and 2013. Soil EC in 1X markedly increased after just the first application at above 1.8 dS·m⁻¹ and was kept at a significantly higher level than in the control until harvest, although it gradually decreased by leaching due to rainfall. Leaf water potential at

was reduced by 1X and the objective value was achieved from early-October and mid-September to harvest in 2012 and 2013, respectively. SSC was higher in 1X than the control throughout the experimental period and the difference between 1X and the control at harvest was 1.4 and 1.2°Brix in 2012 and 2013, respectively. Other fruit quality parameters including titratable acidity (TA) were not significantly affected by seawater irrigation in either year, except for fruit size which was slightly inhibited in 1X. No difference was observed in the leaf chlorophyll index and abscission between 1X and the control, although the Na content in the leaves was increased in 1X. These results suggest that application of relatively higher amounts of undiluted seawater in the early stage of maturation could induce moderate salt or water stress through the inhibition of water absorption by roots and improve fruit quality by increasing SSC without any visible leaf injury in field-grown satsuma mandarin trees.

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In this study, we discussed how temperature and other environmental factors affect the fruit growth and quality of Satsuma mandarin grown in a plastic house with heating. At 14–23°C, the average nighttime air temperature was positively correlated with the standardized fruit growth rate (GRF_St) in the young stage. In contrast, GRF_St was clearly depressed with a daytime air temperature at around 30°C, and the optimum air temperature for active fruit growth was 25°C. Moreover, in the middle and mature stages, the air temperature did not correlate with the GRF_St. These results indicate that, in the young stage, the air temperature should be controlled at around 25°C during the daytime and 20–23°C during the nighttime for active fruit growth. In the middle and mature stages, fruit growth might not require nighttime air temperatures that are as high as 20–23°C. The air temperatures did not correlate with the fruit soluble sugar content (SSC); in contrast, a close relationship was found between the xylem water potential (Ψ_Xy) and SSC. The day temperature, radiation and Ψ_Xy were linearly correlated with the fruit titratable acidity (TA) in the young stage.

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An aqua-planet simulation using the Nonhydrostatic ICosahedral Atmospheric Model (NICAM) shows a diurnal precipitation cycle with a minor maximum in the afternoon, even though sea-surface temperature is constant during the simulation. The present study explores the factors that control the afternoon precipitation peak, making use of the simulation results. The temperature in the lower troposphere shows a minor minimum in the afternoon, coinciding with the precipitation peak. It is suggested that the “squeezing through temperature reduction” (whereby condensation is enhanced and more water vapor is squeezed within a cloud due to reduced temperature) is the most important factor in explaining the afternoon precipitation peak. The temperature minimum is associated with a dynamical process (not a diabatic process), and its relationship with the atmospheric tide is discussed.

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異なった来歴をもつ水稲(Oryza sativa L., 日本晴, IR30) と陸稲(同, タチミノリ, IRAT13), 各2品種ずつについて幼苗期における乾燥下生存能力を比較した. そして, これら品種間に生存能力の差があるのか, また生存能力と浸透調節能力とには関係があるのかどうかを明らかにしようとした. 播種後15日目から18日間, 植物体を自然光人工気象室で様々な段階に土壌水分状態を設定したポットで育てた. その結果, 土壌への給水量が少ない(第1図)はど処理18日目の夜明け前の葉身水ポテンシャルは低かった(第1表). そして, この時の葉身を膨潤させて求めた浸透ポテンシャル値も, ほぼ土壌乾燥の程度に応じて低下した(第2図). さらにこの低下の程度を湿潤区との差から浸透調節量として比べると, 陸稲に比べ水稲のほうが大きかった. 一方, 葉身の枯死率はこの夜明け前の葉身水ポテンシャルと密接な関係があり, 水ポテンシャルが低下するにつれて枯死率は増加した(第3図). そして, 葉身水ポテンシャルの低下にともなう枯死率の増大程度は水稲よりし陸稲で著しく(第4図), 乾物生産速度の低下も水稲に比べ陸稲の方がやや大きいという同様の傾向があった(第5図). しかし, 夜明け前の葉身の水ポテンシャルと浸透ポテンシャルとの関係を見ると, この関係には水稲と陸稲間で明確な差は認められなかった(第6図). すなわち, 水稲品種が陸稲品種よりも浸透調節が大きかったのは, 水稲品種が単に低い水ポテンシャルにさらされたためであり, 本質的な浸透調節能力の差にもとずくものではなかった. 以上のことから, 葉身の枯死率と乾物生産かろみた乾燥下における幼植物の生存能力は, 陸稲品種に比べ水稲品種の方が高いとみなされるにもかかわらず, 浸透調節能力には違いが認められないことから, 浸透調節は幼苗期のイネの干ばつ下生存能力の差には関与していないものと判断される.

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In order to control nighttime temperatures with energy saving, how different night temperature regimes affected on the fruit growth, quality and¹³C allocation from leaf to fruit were researched by both the partial heating and whole tree heating. One type, altering time of nighttime heating, the end of day (EOD) -heating, middle of night (MON) -heating, and (Pd) -heating were applied. The EOD-heating temporally activated the fruit growth and accelerated the¹³C allocation from leaf to fruit through short term (hours) researches by the partial heating, however, comparing to the conventional heating as 20°C constant in nighttime by the whole tree heating during 60–90 days after full bloom (DAFB), no superiority was observed in both the fruit volume increase and fruit quality, and the MON-heating showed the depression of fruit growth. Another type of a regime determined by daily integrated solar radiation, comparing to the conventional heating as 17°C constant in nighttime during 78–120 DAFB, no superiority was observed in the fruit quality. Nighttime¹³C allocation from the leaf to fruit was detected at 90 DAFB, though was hardly detected at all at 120 DAFB regardless of night temperatures as high as 25°C at both days.

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作物の干ばつ抵抗性は, 乾燥耐性(植物体水ポテンシャルの低下にともなう生育阻害, 障害の発現程度)と, 乾燥回避性(環境の乾燥化にともなう水ポテンシャルの低下程度)とに依存するものと考えられる. 本研究は, これら2つの機構がイネ幼植物の干ばつ下における生存能力の品種間差にどのように関与しているかを明かにしようとした. 第1の実験では, 主として根圏の違いに起因する回避性の影響を除くため, 小容量(0.5 L)のポットに日本型稲4品種(水稲1, 陸稲3品種)を栽培し, 第6葉期に断水処理をおこなった. その結果, 全品種とも葉身の水ポテンシャルはほば同様に低下したにもかかわらず, 葉身の枯死程度は, 水稲が最も小さかった. 第2の実験では, 比較的大容量(4 L)のポットに, 日本型, インド型稲5品種(水稲2, 陸稲3品種)を栽培し, やはり第6葉期に断水処理をおこなった. その結果, 日本型, インド型稲とも, 陸稲の方が水稲より日中の葉身水ポテンシャルは高かったが, 生存程度には一定の傾向が見られなかった. 従って, イネ幼植物の干ばつ下における生存能力の品種間差は, (1)根圏が制限された条件下では耐性によって, (2)根圏が大きくなり得る条件下では主として回避性によってもたらされるものと結論される.

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In snap bean (Phaseolus vulgaris L.), flower and pod abscission causes yield reduction under high-temperature conditions. A high temperature enhances transpiration and thus may induce temporal water deficiency in plants in the daytime. The objective of this study was to clarify the effect of a high temperature on the water status of floral organs at their most heat-sensitive stage. We compared the water potential and its components as well as gas exchange between the heat-tolerant cultivar, Haibushi, and heat-sensitive cultivar, Kentucky Wonder, grown under optimal (control) and high-temperature conditions. Haibushi showed higher pollen fertility under high temperature than Kentucky Wonder. Transpiration was enhanced under a high temperature, causing decrease of water potential in leaves and flower buds. The deterioration of water status in floral organs was larger in Kentucky Wonder than in Haibushi. We conclude that temporal deterioration of the water status in flower buds is one of the factors causing pollen damage.

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　This study investigated the effects of tree morphology, including the above-ground body to root biomass ratio and organ size, on the severity of drought stress in Meiwa kumquat to elucidate the relationship between the severity of drought stress and number of first-flush flowers. Leaf water potential gradually decreased during the treatment of soil water deficit (SWD), and was negatively correlated with the dry weight of the trunk & old branch of the trees which was positively correlated with the number of first-flush flowers. Although transpiration from the trunk surface was confirmed, its rate was approximately 1/6th of that from the leaf surface under non-stressed conditions. The transpiration rate of trunk remained unchanged during SWD treatment but that of the leaf rapidly decreased. Therefore, the severity of drought stress was possibly dependent on the size of the trunk and old branches that may determine the amount of transpired water under drought conditions. Consequently, it may be preferable to employ parameters that indicate water status inside the trunk or scaffold branches rather than water potential of the leaves to understand how SWD treatment increases the number of first-flush flowers.

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本研究はトマト (Lycopersicon esculentum Mill.) 一段養液栽培において頻発する裂果について, その機構を水分状態計測から考察することを目的とした.培養液の濃度を-0.06MPa一定に設定した区 (対照区) および開花後24日目以降-0.36MPaに変更した区 (ストレス区) において, 果実部位別の水分状態を等圧式サイクロメータで計測した.ストレス処理後10日目までの果皮硬度は両処理区に大きな変化はなかったが, 裂果頻度はストレス区において大きく減少した.対照区における果肉部と培養液の水ポテンシャル勾配は, ストレス区におけるそれよりも大きくなった.また果肉部の膨圧は対照区において日の出後に増加したのに対し, ストレス区においては大きな変化はみられなかった.このことから日の出後の水ポテンシャル勾配の増加, そして果肉の膨圧の上昇が, 裂果を引き起こす主要因と考えられた.

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モモにおいて樹液流速の日変化パターンからの水ストレスの検出を試みるとともに，水ストレス検出時の気象要因の補正方法を明らかにするため，8 年生モモ‘白鳳’（雨よけ・一文字整枝・1500 L ボックス根域制限栽培）を用いて実験を行った．軽度な水ストレス下では，午前中の樹液流速値は変化せず，午後の樹液流速値のみが低下した．そこで，水ストレスを検出するための樹液流速の日変化パターンを検出するための 2 つの指標を算出した．すなわち，（1）日中における時刻と樹液流速値との回帰直線の傾き（Index C），（2）午前の樹液流速値に対する午後の樹液流速値の低下程度（Index D）を求めた．これらの指標は樹液流速値の日合計量（Index A）および各時間帯の樹液流速値（Index B）に比べて，夜明け前の葉の水ポテンシャル（r² = 0.41）および幹周の日最大収縮量（r² = 0.58**）との相関が高かった．気象要因と樹液流速との関係を見た場合，樹液流速は温度，相対湿度，飽差よりも光合成有効光量子束密度と高い相関を示した（r² = 0.84**）．光合成有効光量子束密度が 800 μmol・m^−,2・s⁻¹ 以下の時の樹液流速値を切り捨てることにより指標を補正したところ，幹周の日最大収縮量および夜明け前の葉の水ポテンシャルとの相関係数（r²）がそれぞれ 0.77** および 0.92** に向上した．水ストレスを最もよく検出できた指標は，光合成有効光量子束密度により補正した場合の，午前（7～11 時）から午後の各時間帯（12～15 時）にかけての樹液流速の低下程度であった．

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モモ樹をコンテナ栽培し, 果実成熟期の水ストレスが光合成産物の分配に及ぼす影響について, 13Cトレーサー法を用いて検討した。‘勘助白桃’樹について, 適度な水ストレス (φ_max (夜明け前の葉の水ポテンシャル): -0.85MPa) をかけたところ, 光合成速度は83%に低下したにもかかわらず, シンク活性を示すと考えられる乾物重当たりの¹³C移行量が果実で増加した。また‘ゴールデン・ピーチ’樹に強い水ストレス (φ_max: -1.65MPa) をかけたところ, 光合成速度, 果実への同化産物の分配ともに減少した。以上の結果から, モモの果実への光合成産物の分配は, 強い水ストレス下では減少するが, 適度な水ストレス下では逆に増加することが示唆された。

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In order to clarify the effect of nighttime temperatures on fruit development of Satsuma mandarin, we examined the fruit water and carbon balances using the ¹³C tracer method and the roles of phloem and xylem transports for fruit growth under moderate night temperatures (MN, set at 23°C) and low night temperatures (LN, set at 13°C). The average xylem water potentials were −0.79±0.04 MPa under MN and −0.77±0.03 MPa under LN. Fruit growth used 86% of pedicel sap flux toward the fruit, while transpiratory water losses from the fruit surface were 14% of pedicel sap flux under both MN and LN. The daytime integrated xylem sap flux was negative, but it was positive in the nighttime. The integrated phloem sap flux (ΣJ_Phlo) and the difference in ΣJ_Phlo between MN and LN were only 6–10% and 4% of the total sap accumulated in the fruit, respectively. Integrated fruit photosynthesis and integrated CO₂ efflux from the fruit surface were 7–8% and 22–23% of the total carbon supply toward the fruit, respectively. This indicates that carbon translocation from leaves to fruit via the phloem of the stem is the main source of carbon for the fruit.

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　林床の暗い光環境に生育する稚樹が、上層木の枯死・風倒などによって生じた明るい光環境で成長・生存していくためには、光環境変化に対する光合成適応が重要な要因となる。異なる光環境に生育する葉の光合成適応については、これまで多くの研究がされており、明るい光環境に生育する陽葉は豊富な光エネルギーを有効に利用できるように、高い光合成能力を示し、同時に過多な光エネルギーが光合成機能低下を招く光阻害の原因となるため、光阻害を回避するための光防御機能を強化していることなどが報告されている。しかし、光環境変化への適応過程における、さまざまな生理機能を時間経過を追って調べた研究は少ない。　新潟県苗場山系標高700mのブナ林床において生育するブナ稚樹をポットに移植して実験を行った。ポットを移動することで、間伐や枝打ち、風倒などによる稚樹の生育する光環境の変化を再現し、葉の形態的・生理的特性について測定を行った。林床の光環境を樹冠の閉鎖した林床から林縁にかけて３段階設定し、明るい方から、H（high light）、M（medium light）、L（low light）とした。それぞれの光環境は、光量子センサー（小糸工業社製）を用いて測定を行った。ポットに移植したブナ稚樹は、もともとLに生育しており、高さ50__から__100cm程度であった。移植は1999年11月に行った。Lにおいて葉が展開した後、2002年8月にHとMへポットを移動し、実験を開始した。以下この２処理区をそれぞれL-H・L-Mとする。また、対照としてLのほか、H（2000年11月落葉後にHへ移動）、M（2001年11月落葉後にMへ移動）を設定した。処理開始から１ヶ月間、クロロフィル蛍光測定器PAM2000（WALZ社製）を用い、夜明け前に最大量子収率の測定を行った。このほか光合成速度・葉数の測定を定期的に行い、同時に採取した葉は実験室に持ち帰り比葉面積（SLA）やC・N、色素等の解析を行った。最大光合成速度（PNmax）の測定には、携帯用光合成蒸散測定装置LI-6400（LICOR社製）を用いた。光量子束密度は、Lでは500μmol/m2/sとし、その他は700μmol/m2/sに設定した。光以外の環境は、気温22℃、相対湿度70％、CO2濃度350ppmに設定した。　８月の１ヶ月間の平均日積算光量子量は、Hが21.0 mol/m2、Mが9.8 mol/m2、Lが0.5 mol/m2であった。対照として設定したH・M・LにおけるPNmaxは、それぞれ7.2、5.4、2.5 mmol/m2/sであり、日積算光量子量の増加に伴ってPNmaxも増加した。また、SLAは日積算光量子量の増加に伴って低下した。最大量子収率はLで最も高く0.8程度であり、H・M はLと比較して低かったが（0.75程度）、HとMの間に差は見られなかった。　明るい光環境へ移動したL-H・L-Mの最大量子収率は、１日目に0.5程度まで低下し、ともに２日目に最低となる0.08・0.37の値を示した。その後両処理区とも最大量子収率は徐々に増加し、約２週間後にはそれぞれ0.5・0.6程度で安定した。最大量子収率の低下より、L-H・L-Mともに光阻害が確認されるが、その程度はL-Hにおいて大きいことがわかる。移動後７日目のPNmaxは、Lと比較してL-Hでは低下し、L-Mでは増加していた。しかし、その後PNmaxの大きな変化は見られなかった。光環境の変化によってL-MのPNmaxは増加したが、Mと比較して低い値であった。また、移動前の葉数を100%とすると、9日目ではL-H・L-Mともに100%であったが、１ヶ月後にはL-Hで63%、L-Mで92%まで低下し、特にL-Hにおいて多くの落葉が見られた。明るい光環境へと変化することで見られた光阻害の程度は光環境の勾配によって異なり、明る過ぎる光環境ではPNmaxの低下が見られた。PNmaxが低下することなく光合成適応が起こるには適切な光環境があることがわかった。　光環境の変化に対する光合成適応過程について理解することは、間伐や枝打ち等の施業に生理・生態学的な意義付けをする意味で重要であり、より効果的な施業を行うための貴重な資料になると思われる。

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浸透調節におけるカリの役割, 並びに汁液当たりで表示した限界カリ濃度に対する土壌水分要因の影響を明らかにするため, カリ施肥量とともに土壌水分含量を変えてホウレンソウを栽培し, 汁液中の溶質濃度と浸透濃度を測定した.
土壌水分含量が pF 2から2.7に低下しても, 日の出前の葉の水ポテンシャルの低下はわずかであった. 一方, 汁液中の浸透濃度はカリ施肥量にかかわらず約55 mosmol上昇した. その上昇のうち, カリの寄与する割合はカリ施肥量によって異なったが, カリとナトリウム及びそれらの随伴アニオンの寄与分は約45 mosmol で一定であった.
汁液当たりで表示した最も若い展開葉における限界カリ濃度は, 土壌水分が十分の場合 (pF 2) も水分ストレスの場合 (pF 2.7) も0.74%で差がなかった.

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