Topic3

栄養のはなし

植物はなにでできている？
植物の必須元素
それぞれの元素のはたらき（炭素・酸素・水素を除く）

植物はなにでできている？

　植物の体は、様々な物質から成り立っています（下図参照）。
　植物体の構成成分の多くを占める炭素・酸素・水素といった元素は、主に“二酸化炭素”と“水”として植物に吸収されています。それ以外の元素である“窒素”や“灰分”（40種類ほどの元素）は、根から水とともに吸収されます。
人間が栄養失調になるように、必要な元素が不足すると、植物にも様々な障害が発生します。不足している元素を肥料で補ってやることで、そうした障害を取除き、植物の生育を助けてやることができます。

植物の必須元素

　植物の生育に必要な元素のうち、特に重要だと考えられているものは「必須元素」と呼ばれ、現在のところ16あります。

【植物の必須16元素】
窒素（N)、リン（P）、カリウム（K）、酸素（O）、水素（H）、炭素（C）、カルシウム（Ca)、マグネシウム（Mg)、硫黄（S）、鉄(Fe)、マンガン（Mn)、ホウ素（B）、亜鉛（Zn)、モリブデン（Mo)、銅（Cu)、塩素（Cl)

　植物の種類や生育段階、気象条件などで、植物にとって必要な元素の種類や量は異なってきます。主に二酸化炭素と水として吸収されている炭素・酸素・水素以外の元素は、植物が必要とするだいたいの量によって “大量要素・中量要素・微量要素”に分けられます。
　大量要素である窒素・リン・カリウムは肥料としてよく利用される元素であり、肥料の3要素といわれています。微量要素は、植物の様々な生命活動に利用されますが、多量に供給されると植物の生育を害する恐れがあるため、やりすぎないように注意しましょう。

大量要素	1000㎡あたり 5kg以上吸収されるもの	窒素・カリウム・リン・（カルシウム・ケイ素）
中量要素	1000㎡あたり 2kg前後吸収されるもの	カルシウム・マグネシウム・硫黄
微量要素	1000㎡あたり 100g以下しか吸収されないもの	鉄・マンガン・ホウ素・銅・亜鉛・モリブデン・塩素

※カルシウムは、マメ科植物においては窒素・カリウムと同じくらいの量が必要になり、大量要素に分類されます。一方、他の植物ではマグネシウムや硫黄と同じくらいしか含まれず、中量要素に分類されます。また、イネに含まれるケイ素は窒素やカリウムの10倍にもおよびますが、他の植物では極めて微量にしか含まれません。

それぞれの元素のはたらき（炭素・酸素・水素を除く）

元素	はたらき・注意点など
N 窒素	タンパク質や核酸、葉緑素（クロロフィル）などの原料タンパク質・核酸→細胞を構成する主要要素葉緑素→光合成を行う際に光エネルギーの吸収を担う、植物の生産活動に不可欠な物質植物体の生長量に比例して必要過剰に与えると植物が徒長し軟弱になるため、注意が必要
P リン	リンは核酸やリン脂質、ATP（アデノシン三りん酸）などの原料リン脂質→細胞膜の構成要素 ATP→「生体のエネルギー通貨」としてエネルギーの保存と利用に使用される開花や結実にとって重要な働きをする細胞分裂を促進する効果もあるため、細胞分裂が盛んな生育初期に必要
K カリウム	炭水化物やタンパク質の合成、細胞内の浸透圧調整、水分の蒸散の調整などに必要炭水化物→　細胞壁を構成する要素
Ca カルシウム	植物の分裂組織、特に根の先端の成長に必要水・タンパク質・炭水化物の移動に関係する欠乏すると、新葉から枯死する酸性土壌の改良（石灰など）
Mg マグネシウム	葉緑素の原料色々な酵素の活性化やリンの移動に関係する
S 硫黄	タンパク質の原料
Fe 鉄	葉緑素の合成に必要欠乏すると、葉脈の間が黄色くなり、最終的には白くなり枯れる（クロロシス）アルカリ性の土壌（石灰質の土や石灰を施しすぎた土）では、難溶性となり植物に利用されにくい
Mn マンガン	酵素の作用に関係するアルカリ性の土壌では、不可給態となり植物に利用されにくい酸性の土壌では過剰症をおこす場合がある
B ホウ素	細胞壁を維持するために必要
Zn 亜鉛	酵素のはたらきをたすける
Mo モリブデン	窒素固定を触媒する酵素や硝酸還元酵素の作用に関係する窒素固定→土壌中の微生物が空気中の窒素ガスを植物が利用できる形にすること硝酸→窒素は硝酸態窒素の状態で植物に吸収される
Cu 銅	酵素の原料
Cl 塩素	葉緑素のはたらきに関係する
Si ケイ素	葉の表面を覆うクチクラと表皮細胞の間に集積され、病原菌の菌糸を侵入しにくくし、耐病性を高める

参考文献

「土と微生物と肥料のはたらき」（2001）農山漁村文化協会
「改訂　やさしい植物病理学　複雑な微生物・植物社会の裏表」（1996）日本緑地環境研究会
「樹木医学」（1999）朝倉書店