栄養素のはたらき
《カリウム》

理農学研究所
2021年4月

■はじめに
 カリウムは、植物体の中には、炭素C(50%前後)、酸素O(40%前後)、水素H(約6%)、窒素N(1~3%)、カリウム(0.3~6%)の順に多く含まれており、6番目に多い物質ということになります。カリウムについては、吸収量が多いわりに土壌からの供給が追い付かないということから、窒素やリン酸とともに3大栄養素とされています。
 
■いくつかの文献の比較 カリウムのはたらき
 作物の栄養生理や栄養素について記したいくつかの文献の記述を下表に整理してみました。
 

 
 これらの文献の中で、作物体内の生理学的な視点から記述されている事項は次のようなものです。カリウムは作物の体を構成するものではなく、細胞内の液胞に存在し細胞の浸透圧の調整や酵素の活性に必要な環境をつくることで大きな役割を演じています。
・酵素の活動を活性化する。
・細胞の浸透圧や膨圧の維持する。
・水分のポテンシャル(水分保持力)を維持する。
・炭水化物の移動、蓄積に関与する。
この他、作物の発育の姿に現れる現象として以下のものが記されています。
・根群の育ち、茎の太さ、葉の厚さにはたらく。
・正常な開花、結実に関与する。
 また、病気に対する抵抗性が増加することを述べた文献(恒屋2017、加藤2012,渡辺2010)もみられます。
 
■欠乏・過剰の症状
 欠乏症状については、葉の黄化・変色、生長の遅延、病虫害を受けやすくなること、果実の質の低下、生産量の減少などが記されています。ただ、欠乏しても影響は小さいという記述も少ないですが見られます(渡辺2010)。
 過剰の場合は、他のイオンMgやCaの吸収に影響を及ぼすことが記されているものがあります。なお、過剰でもあまり害はないと記しているものがありました(渡辺2010)。
 
■栄養週期栽培におけるカリウムの効果のとらえ方
 「微量栄養素と施肥設計」(恒屋2017)に記されたように(表の最上段)、「デンプンや糖類合成に働くため、果実の糖分が増加する」、「病気にも強くなる」と栄養週期栽培ではとらえてきました。これらは、栽培上、直接かかわってくることです。このようなことは、上記の表に示したように他のいくつかの文献にも記載されています。
 栄養週期栽培ではカリウムは生殖生長にとって重要だと考えてきました。カリウムが、生殖生長時に体内で増加するということは、トマトに関する報告(宇井・高野1994)、メロンの養分吸収に関する研究(増井他 1961)、カキの体内分布、含有率、吸収量の季節的変化を調べた調査報告(傍島他1962)、モモに関する報告(傍島他 1958)、リンゴの報告(Nachtigal, G.R. & Dechen, A.R. 2006)、ピスタチオの報告(Picchioni etc. 1997)など様々な文献に見ることができます。
 このようなことからも、カリウムは生殖生長に影響を及ぼし、作物の成熟に効果を発揮するということは、栄養週期栽培以外においても理解されています。
 
■おわりに 栄養週期栽培の施用法
 カリウムが、作物の防除的な効果を有していたり、炭水化物の集積に関与していたりするという理解から、栄養週期栽培では、古くからカリウムを含む肥料を効果的に利用してきました。経根施肥には硫酸カリウムなど利用し、葉面散布にはリン酸カリウム(日本巨峰会で販売)を利用してきました。
 また、施用の時期は、生殖生長期に比重をおいて施肥するということを行っています。
 
≪参考文献≫
・Jones J. Benton. 2012. Plant Nutrition and Soil Fertility Manual. CRC Press.
・加藤哲郎. 2012. 「知っておきたい 土壌肥料の基礎知識」. 誠文堂新光社.
・間藤 徹・馬 建鋒・藤原 徹編. 2010. 「植物栄養学」(第2版). 文永堂出版.
・増井正夫・福島与平・久保島正威・板垣光彦・林昌徳. 1961. メロンの養分吸収に関する研究(第4報) 養分吸収過程について. 園芸学会雑誌, 30(1): 29-38.
・Nachtigal, G.R. & Dechen, A.R.. 2006. Seasonary of Nutients in Leaves and Fruits of Apple T/Rees. Sci. Agric, 63(5):493-501.
・大井上 康. 2011.「新栽培技術の理論体系 再改訂版」. 日本巨峰会.
(原著は、1945年)
・Picchioni, G.A.,P.H. Brown, S.A. Weinbaum and T.T. Muraoka. 1997. MacronuT/Rient Allocation to Leaves and Fruit of Mature, Alternate-bearing Pistachio T/Rees: Magnitude and Seasonal Patterns at the Whole-canopy Level. J.Amer. Soc. Hort. Sci., 122(2):267-274.
・傍島善次・小林秀三. 1962. 「柿樹の栄養生理的研究(第1報) : 無機成分の体内分布ならびに吸収量の季節的変化について」, 京都府立大學學術報告 農學, 14: 23-36.
・恒屋棟介. 2017.「微量栄養素と施肥設計」(新装版) .日本巨峰会.
(初版は1955年)
・宇井睦・高野泰吉. 1994.トマトの成長と体内無機栄養状態の量的解析. 生物環境調節 32(3), 163-170, 
・米山忠克他. 2010. 「新植物栄養・肥料学」. 朝倉書店.
・渡辺和彦. 2009. 「ミネラルの働きと作物の健康」. 農村漁村文化強化.