CAM植物には長時間日光を当ててはいけないという研究結果

※本記事に関しましてはいろいろご意見を頂戴しております。とりあえずのところ、こんな話もあるのね、ぐらいのコラムとしてお読み下さいませ。




一般に、サボテンは1時間でも1分でも1秒でも多く日光を当てなさいと言われています(一部の森林性サボテンなどを除く)。


なんでこんなことを言われているのでしょうか。


サボテンは炎天下の砂漠で育っているイメージがあるからでしょうか。


日陰においておいたら徒長させてしまったという経験則からでしょうか。


 




・・・



さて、サボテン科はCAM型植物と言われています。

CAM型植物とはCAM型光合成を行う植物です。

CAM型光合成とは、超端的にいうと、「二酸化炭素の取り込みを夜に行ってリンゴ酸を生成、そのリンゴ酸を昼まで液胞に貯蔵し、昼に還元するような光合成」のことです(詳しくはCAM型光合成 – Wikipedia)。

この特殊な光合成のおかげで、昼間に気孔を開く必要がなくなり、サボテン科は灼熱や乾燥に耐えられるらしいです。

しかしながら、CAM型光合成は普通の光合成(カルビン-ベンソン回路のみの光合成)よりエネルギーを必要とし、さらに吸収できる二酸化炭素量もリンゴ酸を貯蔵する液胞の量に依存するわけですから、一般の光合成を行う植物よりも成長は遅くなります。



 

・・・


というふうに言われていますが、すべての二酸化炭素が夜に吸収されてリンゴ酸に貯蔵されるかというと、そうではなく、一部の(専門用語で、CAM型光合成のphase 4(明期後半)の時に吸収された)二酸化炭素は、リンゴ酸を経由せずに、C3植物のようにカルビン-ベンソン回路に直接使用されるそうです

この仕組は、上述のようにリンゴ酸の貯蔵量には限界が有るためで、それを昼間に使いきってしまったときに、仕方なく外部から二酸化炭素を取ってくるというイメージでよいと思います。故にこの吸収は明期の後半におきるわけです。



・・・



ということは、サボテン科の物質生産性を高める一つの方法は、この明期後半(≒昼)の二酸化炭素吸収量をいかに増やすかにかかっているわけです(先に述べたように、夜間の二酸化炭素吸収量は液胞の許容量に依存するためどうしようもないのです)。




・・・



では、その明期の二酸化炭素吸収量をいかに増やすかということなのですが、とりあえず
「より多くの時間、日光を当てる(昼を長くする)」という方法が考えられます。
 
 
 
そりゃそうですね。C3植物と同じ理論での、の二酸化炭素吸収なのですから、昼の時間を長くすれば良いという理論です。
 
 
 
 
果たしてこの理論は正しいでしょうか。
 
 
 
 
というわけで、その理論が正しいのかどうかを調べた30年前の論文がありましたので、以下に引用します。(ちなみに論文はサボテンについてではなく、パインアップル(CAM型植物)についてです)。
 
※以下の文章中のCAM性とは「1日の総二酸化炭素収支に占める夜間の二酸化炭素収支の割合」です。
 
=引用開始==========
 
目長がCAM性に及ぼす影響をみると,長日,短日,自然日長各条件下において,昼間の平均光強度の上昇とともにCAM性は低下し,昼間の総光量が200cal/cm2/day以上の光条件下で定常値に達する。各日長条件下で得られた定常値を比較すると,長日条件下では40%前後の低いCAM性を示し,日長が短くなるにつれてCAM性は増大し,短日条件下では80%前後の値を示していた。さらに,1日当りのCO2収支は,CAM性の高い短日条件下で大きく,200cal/cm2day以下の光量下において,長日条件との差は約2倍の値になっていた。
 
~中略~
 
パインアップルの物質生産機構が有利に展開されるであろうと予想した,長日条件や高窒素条件下において,CAM性の動きは予想とは全く逆の反応を示していた。日長条件や窒素条件によって1日当りのCO2収支を増大させる現象は,CAM性の強化をともなって生じた。光強度や土壌水分条件のような,パインアップルのCAM型光合成に対し即時的に作用するような要因においては,パインアップルの物質生産を増大させるための方策として,そのCAM性を打破するような制御が有効なものと考えられる。しかし,日長や窒素条件のような,CAM型光合成の本質的な部分に関る要因については,パインアップルの物質生産を増大させるためには,そのような要因を通してCAM性を強化し,夜のCO2吸収を活性化するような方向で制御を加えることが有効なものと考えられる。
 
パインアップルの CAM 型光合成に関する研究(農学科) Studies on the CAM type photosynthesis of pineapple (Ananas comosus (L.) Merr.) plants (Department of Agriculture) 野瀬 昭博 NOSE Akihiro,琉球大学農学部学術報告 33, 1-70, 1986-12-0
 
=引用終了==========
 
 
 
というわけで、予想に反してパインアップルは短日条件のほうが、長日条件よりも一日の二酸化炭素吸収量が大きかったそうです。
 
 
 
もちろん、これはパインアップルに関する論文ですから、それがサボテン科に当てはまるかどうかはわかりません。
 
 
でも、とても興味深いですね。
 
 
 
ちなみに同論文では、日照時間を同じくした場合の明期の光強度とCAM型光合成の関係について、「1日の二酸化炭素収支は、明期の平均光強度が30〜40klxに達するまで、光強度の上昇に伴い増大し、その後に定常値に達した。」とあります。
 
 
つまり、短時間だとしても光強度を高めればオールオッケーということです。たぶん。
 
※そもそもCAM植物の光合成は午前中に殆ど終わってしまうという話も聞いたことがあります。
 
・・・
 
 
 
 
ということで、まとめです。
 
 
 
 
 
サボテンは最低8時間だの6時間だの、日照時間、日照時間と、とりあえず言われておりますが・・・実はそれはそんな重要でもなくて
 
 
日光が少しの時間しか当たらないベランダーの皆さんも立派にサボテンを育てられる!
 
 
 
 
・・・可能性が・・・ある・・・かも。
 
ということなのです。
 
 
 
 
 
 
 
ちなみに、素人レベルの栽培経験しかない私の所感は、
 
 
日光が長い時間必要というより、(例えば日光に起因した)気温が高い時間が長いほうが良い・・・気がします。なんとなく。なんとなくですよ!
 
 
というわけで、やはり結果として長い時間明るいほうがいいんではないかなぁと思っています。たぶん。たぶんですよ!
 
 
本記事で述べたことについては、私の論文解釈が間違っている可能性もありますし、論文がある程度古いものですから、今は別の新説があるかもしれません。ですので、全ては自己責任で信じるも信じないもお願い致します!
 

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スーパーサボテンタイム管理者

2013年に知人宅にあった金鯱の美しさに一目惚れして、サボテン栽培を開始する。栽培場所はベランダとルーフバルコニー。好きなサボテンは海王丸。

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コメント

  1. みね より:

    こんにちは。
    短日条件でも照度と高温ならOKというわけですね。
    多肉植物もCAM植物なのでしょうか?

  2. 管理者 より:

    みねさん、こんにちは!

    正直なところ、おそらくOKではないです^^;
    先人が何年も何十年も経験してきて、その結果「日照は大事」ということになっていると思いますので、おそらく日照時間は大事です。ここに理由などはないのです。おそらく。

    実際のところ、現実的に日照を少なくしたら温度は低下しますし、温度以外にも色々なパラメータが変わってきます。本記事は科学論文ですから、そこら辺の条件設定はきっちりしている分、逆に現実から乖離している可能性もあるわけです。

    あと、そもそもこれはパイナップルの結果ですし、他のCAMに当てはまるかどうかは全く未知数ですしね。

    一般に言う多肉植物についてですが、種類によりますが、CAM植物が多いと思います(そもそもCAMのCは多肉植物のクラッスラの略ですし)。
    たま~にスーパーで売っている食用のグラパラリーフ(グラプトペタルム朧月)などの味が酸っぱいのは、夜間にリンゴ酸を蓄えているからですね。
    http://supersabotentime.blogspot.jp/2014/09/blog-post_9.html