植物生長調節剤による植物の化学調節は、生物の生育環境を整えるために使用される農薬とは異なり、植物自身に直接作用して植物の生育を生産性が有利になるように制御する技術である。植物生長調節剤の一つである矮化剤は大半がジベレリンの生合成阻害剤であり、トリアゾール系化合物のウニコナゾールPも前駆体のカウレンの酸化段階を阻害してジベレリンの生合成を阻害する。その結果、ウニコナゾールPは植物の生長を抑制するので、鉢植え園芸植物の草丈や草姿の改善に利用されている。

　近年の稲作は、良食味品種のコシヒカリやササニシキを中心に作付が増え、特にコシヒカリは倒伏しやすく、作りにくいと言われながらも1993年における作付面積は全国で536Khaに及び、水稲の約30%を占めている。これに伴って倒伏しやすい品種の安定多収のために、生育を的確に診断、予測して、適切な生育の制御を図る様々な管理技術の確立が行われてきている。コシヒカリ栽培においては、作業能率の低下、減収、玄米品質の低下をもたらす倒伏を避けることが大きな課題であり、それは従来おもに水管理と施肥の調整(量と時期)で行われてきたが、気象条件によっては生育の調節が困難であるため、倒伏を十分に制御するには至っていない。そこで化学薬剤による倒伏軽減が模索され、最近では短稈化を目的として、矮化剤のウニコナゾールPなどが倒伏軽減剤として開発され、利用され始めている。一方、穂肥は有効茎歩合の向上や一穂籾数の増加のために施され、一般に出穂25日頃の幼穂形成期が適期である。しかし、この時期は下位節間の伸長期にもあたり、倒伏しやすい品種では倒伏を助長するため、穂肥はこの時期を避けて下位節間の伸長が終了してから(出穂18〜15日前以降)施しているのが実情である。

　そこで倒伏軽減剤ウニコナゾールPと肥料を組み合わせれば、倒伏が軽減できるので、適期である幼穂形成期に穂肥を施すことができるようになり、コシヒカリなどの安定多収を図れるのではないかと考えた。

　本研究は、まず基礎的な課題として水稲に対するウニコナゾールPの作用を窒素栄養条件と関連させて検討したのち、ウニコナゾールP入り肥料の実用化にあたって、その効果を明らかにすることを目的とした。

　水稲では最高分けつ期と幼穂形成期に窒素などの養分を最も吸収することから,出穂25日前頃の幼穂形成期頃から穂肥として窒素の追肥が施されるが,この時期は下位節間の伸長期にも当たり,コシヒカリ等の倒伏しやすい品種では倒伏を助長する危険もある。これを避けるため,下位節間の伸長が終了してから穂肥を施与するが,この場合適期を外してしまう恐れもある。このように穂肥の施与時期の選択は気候状況及びイネの生育段階が関連して微妙で困難であるが,それが収量に大きく影響する点で重要である。

　本研究は倒伏軽減剤入り肥料を穂肥として施すことによりコシヒカリ等の安定多収を図ることを目的として行った。研究は,用いた倒伏軽減剤,ウニコナゾールPの作用を窒素栄養条件と関連させ検討するとともに,ウニコナゾールP入り肥料の実用化にあたっての倒伏軽減効果および施肥時期の選択の拡大効果について明らかにし,施肥法について提案したものである。

　第1章ではこの研究の背景および目的が述べられている。

　第2章ではコシヒカリの稈長,穂数,籾数等に対するウニコナゾールPの影響について水耕法で検討している。その結果,茎数の増加作用が幼穂形成期以前の処理で認められたこと,穂数は茎数が増加した処理区,特に幼穂形成期処理区で著しく増加したこと,平均一穂籾数と総籾数は減数分裂期以前の処理,特に幼穂形成期処理で著しく減少することを認めた。穂数と平均一穂籾数は補償関係にあるので,穂数増加に伴って平均一穂籾数も減少するが,その関係を越えてウニコナゾールPによる著しい籾数抑制は,穎花の分化を抑制するためと考えられた。ウニコナゾールPは平均一穂籾数を減少させたが,窒素は逆に増加させた。穂数に対してはウニコナゾールPも窒素も増加効果を示し,かつ相乗的効果を示した。一方,ジベレリンはウニコナゾールPの一穂籾数減少作用を緩和したが穂数に対しては影響はなかった。これらから窒素施用による一穂籾数の増加は内生ジベレリンレベルの増加に一因があると考えられるが,穂数増加はジベレリンレベルの上昇によるものではないと推察された。

　第3章では,ウニコナゾールP処理により矮化した水稲の三要素(NH₄-N,NO₃-N,P,K)の吸収特性について検討した。NH₄-N,Pの吸収は茎葉の大きさに影響されなかったが,NO₃-NやKは処理による茎葉の小型化にともなって吸収が低下した。ときにはNO₃-NやKは茎葉部の抑制以上に吸収量が低下する場合もあり,高濃度のウニコナゾールPは直接的にこれらの吸収を抑制すると考えられた。

　第4章では,実用的な穂肥窒素量とウニコナゾールP施用量をもとにして14-2-17の化成肥料にウニコナゾールPを50mg kg^-1を添加したSDF-21を作成し,その効果をコシヒカリおよび酒米,山田錦で検討した。また,ウニコナゾールP入り肥料の成分の水田における挙動および水田土壌微生物に対する影響についても検討した。コシヒカリにおいてSDF-21の施用による増収傾向が認められ,これは幼穂形成期の穂肥による総籾数の増加と倒伏軽減効果による登熟度の維持または向上に起因すると考えられた。また,上位葉は直立し,群落の深部にまで光が透過する群落構造になった。この受光態勢の改善効果は増加した総籾数を維持するのに十分な登熟の向上をもたらす大きな要因と考えられた。全国で実施したSDF-21の試験結果は各県普及慣行区との比較で,稈長は6.9%短縮,倒伏は顕著に軽減,総籾数は6.4%増加,収量は5.5%増加した。山田錦でも同様な効果が見られ,倒伏は軽減され,増収した。ウニコナゾールP入り肥料の成分の水田における挙動を検討した結果,肥料成分は速やかに溶出するのに対してウニコナゾールPはほとんど土壌に吸着された。田面水を介して移動するウニコナゾールP量は少なく,短稈効果は施用個所だけで現れた。また,含水比の低い土壌では肥料による葉色の発現はあっても短稈効果はほとんど認められない場合もあり,肥料とウニコナゾールPの移動性の差によるものと考えた。またウニフナゾールP入り肥料は通常の施用の範囲では水田の土壌微生物に影響しなかった。

　第5章では,全国で実施されたコシヒカリを用いたウニコナゾールP入り肥料の試験結果の成績を県晋及慣行区と比較してまとめ,ウニコナゾールP入り肥料の施肥体系を提示した。ウニコナゾールP入り肥料を取り入れた施肥体系は,基肥は慣行よりもやや減少し,第1回穂肥としてウニコナゾールP入り肥料を幼穂形成期に施用し,それ以降の穂肥は必要に応じて他種肥料を施すことを基本とし,施肥総量は第1回穂肥の時期が早くなる分だけ,室素で1〜2kg/10a,慣行に上乗せするにとどめるのが望ましいことを提案した。

　以上本論文は,ウニコナゾールP入り肥料についてその効果を明らかにし,新しい肥料を用いての穂肥を中心とする水稲の施肥法を確立し提唱したものであり,学術上,応用上貢献するところが少なくない。よって審査員一同は本論文が博士(農学)の学位論文として価値あるものと認めた。