ダイズ(Glycine max)はマメ科の一年草であり、世界で最も経済的に重要な作物の一つです。タンパク質と油分を極めて多く含むことで珍重されています。エンドウと同じマメ科(Fabaceae)に属し、人類の食料および家畜飼料向けの植物油およびタンパク質粕の主要供給源として、世界農業の要となっています。
• 約 5,000〜9,000 年前に東アジアで野生種であるツルマメ(Glycine soja)から栽培化された
• 世界の油糧種子生産量の約 60%、世界のタンパク質粕供給量の 70%を占める
• 穀物かつ油糧種子という、稀有な二重の地位を持つ作物として分類される
• 栽培化は紀元前 3,000 年〜前 7,000 年頃、殷の時代かそれ以前に起こったと推定される
• 野生の祖先種であるツルマメは、現在も中国、朝鮮半島、日本、およびロシアの一部に自生している
• 18 世紀初頭にヨーロッパへ、18 世紀半ばには北米へ、飼料作物および地力増進作物として導入された
• サミュエル・ボウエンが 1765 年、ジョージア州サバンナで北米初となるダイズの栽培に成功したとされている
• 現在の主要生産国はブラジル、アメリカ合衆国、アルゼンチン、中国、インドである
• ブラジルは 2020 年代初頭にアメリカ合衆国を抜き、世界最大のダイズ生産国となった
茎と生育習性:
• 茎は直立〜半直立で、微細な茶色または灰色の軟毛(毛)に覆われている
• 生育習性は、一定の高さに達すると茎頂が花序で終わる「決定型」と、開花しながらも栄養成長を続ける「不定型」まで多様である
• 枝は葉腋から分岐し、分枝の密度は品種によって異なる
根:
• 直根系で、最大 1.5〜2 m まで深く伸びる
• 側根は土壌表層で広く広がる
• 窒素固定細菌であるブラディリゾビウム属(Bradyrhizobium)を宿主とする根粒を持つのが特徴であり、通常は直径 2〜5 mm の球形をしている
• 好条件下では 1 株あたり 50〜200 個以上の根粒を発達させることがある
葉:
• 3 出複葉(1 枚の葉に 3 枚の小葉)で、茎に互生する
• 小葉は卵形〜披針形で長さ 6〜15 cm、縁に鋸歯はない(全縁)
• 葉は睡眠運動(nyctinasty)を示し、夜間に下向きに折りたたみ、昼間に開く
• 葉の両面は微細な毛(トリコーム)に覆われている
花:
• 小型で蝶形花(チョウの花のような形)をしており、3〜15 個の花からなる腋生の総状花序につく
• 花色は白色〜淡紫色または菫色まで多様である
• 自家受粉性(閉鎖花)であり、花が完全に開く前に自家受精するのが一般的で、自然交雑率は 1%未満である
果実と種子:
• 莢(さや)は湾曲するか直線状で長さ 3〜8 cm、微細な軟毛に覆われている
• 1 莢あたり 2〜4 個(まれに 5 個まで)の種子を含む
• 種子はほぼ球形〜楕円形で、直径 5〜11 mm
• 種皮の色は品種により黄色、緑色、褐色、黒色、または斑模様など多様である
• へそ(種子の痕)の色も重要な品種識別形質であり、無色〜黒色まで変化する
• 1 株あたり 50〜200 個以上の莢を生じることもある
種子の組成は概ね以下の通り:
• 油分:18〜22%
• タンパク質:35〜42%
• 炭水化物:15〜20%
• 灰分(ミネラル):5〜6%
気候と気温:
• 最適生育温度:20〜30℃
• 発芽には最低 10℃以上の地温が必要で、15〜30℃が発芽至適温度である
• 霜に弱く、−2℃を下回る気温で枯死する
• 商業品種の多くは成熟までに 90〜150 日の無霜期間を必要とする
日長(光周期):
• ダイズは典型的な短日植物であり、夜長が臨界値を超えると開花が誘導される
• 品種は日長感受性と緯度適応性に基づき、000 群から X 群までの 13 の成熟群に分類される
• 000 群:高緯度(北緯 55 度付近、例:カナダ南部)の極めて短い生育期間に適応
• VIII 群〜X 群:低緯度の熱帯地域(北緯 20 度〜南緯 20 度付近)に適応
土壌:
• 水はけが良く肥沃な壌土を好み、pH は 6.0〜6.8 が適している
• 弱酸性から弱アルカリ性(pH 5.5〜7.8)の条件にも耐性がある
• 過湿や塩類集積した土壌には弱い
窒素固定:
• ブラディリゾビウム・ジャポニクム(Bradyrhizobium japonicum)および関連する根粒菌種との共生により、作季あたり 1 ヘクタールあたり 50〜300 kg の大気中窒素を固定できる
• この生物的窒素固定により、ダイズ栽培における化学窒素肥料の必要性が低減、あるいは不要となる
• 固定されずに残った窒素は輪作体系における後作作物(例:ダイズ後のトウモロコシは窒素肥料を 25〜50 kg/ha 減量可能)の恩恵となる
水要求量:
• 生育期間中に 450〜700 mm の水を必要とする
• 開花期から莢充実期(R1〜R6 生育ステージ)が最も水を必要とする重要な時期である
• 莢充実期の干ばつストレスは収量を著しく低下させる
圃場選定:
• 日照を好むため、1 日あたり最低 6〜8 時間の直射日光が必要
• 水はけが良く、pH 6.0〜6.8 の壌土が適している
• ダイズシストセンチュウ(Heterodera glycines)やその他の持続性土壌病害虫の発生履歴がある圃場は避ける
耕起・整地:
• 侵食を減らし土壌水分を保持するため、不耕起栽培や最小耕起栽培が増加傾向にある
• 播種前に土壌検診を行い、栄養要求量を把握する。リン酸やカリウムの施用が必要となる場合がある
• 近年ダイズを栽培していない圃場では、種子へのブラディリゾビウム・ジャポニクムによる接種が推奨される
播種時期:
• 地温が 10〜15℃に達し、その状態が維持されてから播種する
• 北半球では、緯度や成熟群にもよるが、通常 4 月下旬から 7 月上旬が播種適期である
• 条間:15〜76 cm(狭い条間 15〜38 cm は光捕捉を改善し、収量増につながる可能性がある)
• 播種量:発芽率や条間を考慮し調整するが、目安として 1 ヘクタールあたり 25 万〜40 万粒
• 播種深:2.5〜5 cm
灌水:
• 開花期(R1〜R2)や種子充実期(R5〜R6)などの重要な生育ステージでは、補給灌漑が有効である
• 過剰な灌水や冠水は、ピシウム根腐れ病などの根の病害を助長する
施肥:
• 生物的窒素固定があるため、原則として窒素肥料は不要
• リン酸(P₂O₅):土壌検診に基づき 40〜80 kg/ha
• カリ(K₂O):土壌検診に基づき 60〜120 kg/ha
• 微量要素の欠乏(例:高 pH 土壌における鉄欠緑症)には補正が必要となる場合がある
主な問題:
• ダイズシストセンチュウ(Heterodera glycines):最も被害の大きい病原虫であり、米国だけでも年間 10 億ドル以上の損失をもたらすと推計される
• 突発性枯死病(Fusarium virguliforme が原因)
• 白色菌核病/スクレロチニウム茎腐病(Sclerotinia sclerotiorum)
• 除草剤抵抗性雑草(例:オオアレチノギク、ミズヒキモドキなど)
• アブラムシ、ダイズコガネムシ、カメムシ類
増殖:
• 種子による繁殖のみ。商業栽培では遺伝的純度と無病化を維持するため、認定種子が使用される
豆知識
ダイズは地球上で最も多用途な作物の一つであり、食品をはるかに超えた驚くべき用途の幅広さを持っています。 • ダイズ 1 ブッシェル(約 27 kg)からは、約 11 ポンド(5 kg)の油と 48 ポンド(22 kg)のタンパク質粕が得られる • ダイズ粕は家畜および家禽用飼料向けの世界で最も重要なタンパク質源であり、世界のタンパク質粕消費量の約 70%を占める • ダイズ油は世界で最も消費量の多い植物油であり、調理用、マーガリン、ドレッシング、さらにはバイオディーゼルの原料として利用される • 産業用途としては、大豆インキ(カラー新聞のほとんどに使用)、大豆ワックスキャンドル、接着剤、プラスチック、発泡断熱材、さらには大豆由来のクレヨンなどがある 窒素固定という超能力: • 根粒がよく発達したダイズ作物は、輪作における後作作物の窒素要求量の約 60〜80%を賄うに足る大気中窒素を固定できる • これにより、ダイズは世界中の持続可能な農業および輪作体系の要となっている 遺伝学における画期的成果: • ダイズはゲノムの全塩基配列が決定された主要作物の最初の一つであり、2010 年に完了した • ゲノムは約 11 億塩基対からなり、推定遺伝子数は 4 万 6,000〜5 万 6,000 個で、ヒトのゲノム数よりも多い • 古く多倍体(paleopolyploid)であり、進化の過程で 2 回のゲノム全体重複(全ゲノム重複)を経験している 古代中国の伝説: • 古代中国では、ダイズは「菽(しょく)」として知られ、文明に不可欠な「五穀(ごこく)」の一つとされていた • 中国の伝統的な農書では、伝説の神農氏(しんのうし)が 4,000 年以上も前に人々にダイズ栽培を教えたとされている • 現存する最古の中国農書のひとつである『氾勝之書(はんしょうのしょ)』(約 2,000 年前)には、ダイズ栽培と輪作に関する詳細な記述がある 世界的拡大の速さ: • 数千年にわたり東アジアでのみ栽培されていた作物が、わずか約 150 年で世界中に広がり、作付面積は 1 億 3,000 万ヘクタールを超えた • 世界のダイズ生産量は 1961 年の約 2,700 万トンから 2023 年には 3 億 7,000 万トン以上に増加し、13 倍以上に膨れ上がった
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