養水分の移動の原動力

植物の吸水構造と移動構成

根からの吸収と転流について
植物の多くは、根、茎（幹や枝を含む）
葉の3つの部分からできています。

植物はもともと、海の中で生活を長い間し
て、単細胞か多細胞で糸状あるいは葉状を
している。

細胞は水で満たされて、高等植物の重量は
約80～90％を水が占めている。

植物は少しでも水分量が減少すると、生命
活動を維持することが困難となり、植物は
萎れ,枯れてしまう。

根から吸収された養水分は、道管を通り周
囲の組織を潤しながら梢まで運ばれます。

この水を上昇させる原動力として、根圧,毛
細管現象,凝集力と、葉の気孔で行われる水
の蒸発（蒸散と呼ぶ）が挙げられます。

１）根の細胞は、吸収された養水分の根圧
　　力が高まって、道管内の養水分を上に
　　押し上げます。
２）養水分の表面張力によって、管の細い
　　ほど水は上昇します。
３）毛細管である道管内は、水の凝集力
　 （静電的な引力）が大きいため、大木で
　　も水が上昇します。
４）葉で蒸散が行われ、水分が空中に発散
　　されると、その水を補うために上へと
　　引き上げられる。

植物の光合成は、太陽の光エネルギーを使っ
て、二酸化炭素と水の2種類で無機物から有
機物の糖(炭水化物と酸素)が合成される。

この糖が、根から吸収した無機養分と結合し
て、さまざまな物質が作られ、植物の生育の
基本となります。

このように、養水分が無機物や有機物を載せ
て（溶かして）内皮細胞を巡っています。

根で吸収された養水分は導管に入り、根圧で
少しは押し上げられます。

毛細管現象だけでも導管の中の水は、上部の
葉まで連続して到達しますが、成長に対して
は、毛細管現象だけで水の凝集力は、大木で
も根から頂上まで水を連続した水柱とするこ
とができます。

昼間は、葉の気孔の蒸散作用で、水を絶えず
引き上げる力が働くため、水は導管内を上昇
し続けます。

「水の凝集力説」は、証明されたものでなく
「推論」でしかなかったのです。

1995年に、アメリカの２つの研究グループが
実際に導管内の圧力を測定し、マイナス５か
らマイナス３５気圧になっていることを示し
て、凝集力説は証明されたと思われました。

この値は、数十メートル以上の樹木の水上昇
を説明するためには十分ではなく、別の力が
関係しているとの意見もあります。

導管内に、気泡ができたり消えたりする現象
も観察され、水の凝集力説だけでは完全に解
明された課題とは言えないのが現状です。

酸素は分子量32で、水分子より大きいのに気
体です。

水の分子は、棒磁石のようにプラス極とマイ
ナス極に分かれていて、１つの水分子のプラ
ス極と別の水分子のマイナス極とが引き合い、
分子間に強い静電的引力が働いています。

この水分子が静電的に引き合う力が凝集力
で、導管のような毛細管内では、200気圧
位の力があるとされています。 

月や太陽からの引力
（地表に起潮力が働き,海には潮汐が生じる）

地球に及ぼす太陽の引力は、中緯度地方に
おいて地面を３０cm程持ち上げ、海面は約
１m上昇させるスケールです。

新月と満月の時期（太陽,地球,月が同一に並
ぶ）は、太陽から受ける起潮力が最大にな
るので、満潮時の海面は一層上昇(大潮)し、
地球にはより大きなチカラが働きます。

多くの優秀な農業生産者が、旧暦(月齢)
を利用して農作業を行っています。 

満月時には生殖成長、新月時には栄養成長
とうのが定説です。 

その根拠は、月と太陽による引力が、水の
吸上げに影響を与える考え方。

引力（重力の強弱）よる生理現象について

新月時には、月と太陽の引力、満月時には、
月のみ（重力は地球と太陽）

そのため、オーキシンの極性移動にも影響
し、新月時には頂芽で濃く根端では薄い。

満月時には逆に、頂芽で薄く根端で濃い。
茎部で重力に、敏感なPINタンパク質等が、
存在するのではないか。

月の引力の影響を受ける可能性のある植物
の活動や成長、葉の上下運動、樹木の幹の
太さ、樹木の幹の含水量、根の伸長率など
の周期的な変化と月の引力の変動との関連
性が議論されています。

”植物の重力応答を研究されている、藤井
治先生（東北大学大学院生命科学研究科）
の見解です”

① 重力の感受
でんぷん粒に富むため比重が高く、細胞内で
沈降する色素体 (アミロプラスト) が、重力
を感じる細胞(重力感受細胞) の下側に沈降す
ることにより、植物は重力方向を感じると考
えています。

地上部では、胚軸や茎が重力感受細胞で、皮
層や最内層の細胞が内皮細胞です。

根では、先端にあるコルメラ細胞になります。

根が地中方向に、茎が上部方向に伸長する
「重力屈性」や、宇宙での無重力栽培実験で
証明されているように、植物は重力に強い影
響を受けて生長し、重力のある環境でしか生
長できないことが分かっています。

植物ホルモンのオーキシンや細胞内のアミロ
プラストが、重力感受のメカニズムに深く関
わっている。

② 重力シグナルの伝達(オーキシンの偏差分
布の形成)植物ホルモンのオーキシンを細胞内
から細胞外に排出するオーキシン排出キャリ
アPINタンパク質が、重力を感じる細胞(重
力感受細胞) での重力応答に、重要な役割を果
たしています。

重力刺激が与えられていない状態では、PIN
タンパク質は重力感受細胞の周囲の細胞膜に
均等に分布しています。

植物体を横倒して重力刺激を与えると、PIN
タンパク質は、重力感受細胞の下側の細胞膜
に移動し、細胞の下側に向かって多くのオー
キシンを排出します。

つまり、根,茎ともに、横倒して重力刺激を
与えると、上側に比べて下側でオーキシンが
多くなります。

シロイヌナズナの根のコルメラ細胞では、
PIN3タンパク質とPIN7タンパク質が重力刺激
に応答して、局在を変化することが、シロイ
ヌナズナの胚軸の内皮細胞では、PIN3タンパ
ク質が重力刺激に応答して、局在を変化する
ことが示されています。

③ オーキシン濃度に応答した細胞の伸長
器官の上下に偏って分布したオーキシンは、
植物器官の不均等な成長を誘導します。

根と地上部 (胚軸,茎) では、細胞の伸長のた
めの至適オーキシン濃度が異なり、地上部
(胚軸,茎) で伸長生長を促進するオーキシン
の濃度では、根では伸長成長を阻害すると
考えられています。

その結果、根では下側により多く蓄積した
オーキシンが、細胞の伸長を抑制すること
で、根を下側に屈曲させ茎では下側により
多く蓄積したオーキシンが、細胞伸長を促
進することで、茎を上側に屈曲させると説
明されています。

オーキシンの方向性を持った輸送(極性輸送)
は、狭義では茎の先(頂端側)から根元(基部側)
へのオーキシンの輸送を指します。

このオーキシンの極性輸送は、植物の維管束
で発現しているPINタンパク質(シロイヌナズ
ナではPIN1タンパク質) が、細胞の基部側(茎
全体での根元側) に局在して、オーキシンを一
方向に輸送しています。

この狭義のオーキシンの極性輸送は、茎の重
力に対する向きによって影響を受けないと考
えられています。

一方、重力の有無によって、オーキシン極性
輸送は影響を受けることが、大阪府大の上田
純一先生と宮本健助先生のグループが行った
宇宙実験で明らかにされています。
(Ueda et al. 1999)

以上のように、地球の重力に応答して植物の
オーキシンの輸送が変わり、組織特異的に
オーキシンの濃度を制御する現象が知られて
います。

月の動きが植物生長に作用し、植物の生理機
能や生長に働いていることは明らかです。

太陰太陽暦(月齢と潮汐)で、周期的に潅水
(液肥投入) 生長調整剤の施用で、窒素コント
ロールを行う栽培法です。

効率的な栽培管理によって、無駄を省き,歩留
まりよく、高品質に多収穫を目指す目的とし
ています。

植物の諸機能
新月に栄養生長、満月に生殖生長

硝酸過剰で、ジベレリン活性が強いと栄養生
長傾向になり、硝酸がうまく同化されサイト
カイニン活性が強いと生殖生長傾向になるこ
とは、これまでも紹介してきました。

一般的にトマト・キュウリ・ピーマン・ナス
など長期にわたり栽培する作物は栄養生長と
生殖生長の周期があります。

これまで多くの作物を測定する中で、新月の
頃に栄養生長傾向に、満月の頃に生殖生長傾
向になることがわかってきました。

新月の頃に糖度計を使って生長点に近い葉の
糖度と最下葉の糖度を比較すると、その差が
開き気味になり、花の糖度も低い傾向です。

硝酸イオンメーターで測定すると高めの硝酸
値を示し、栄養生長傾向であることがわかり
ます。

逆に満月の頃は、生長点と最下葉の糖度差が
縮まり、花の糖度は高めになります。

硝酸イオンは低めの値を示し、生殖生長傾向
なのがわかります。

潮汐のチカラが影響（干潮～満潮）
新月の大潮/中潮/小潮/長潮若潮/中潮から
満月の大潮/中潮/小潮/長潮若潮/中潮 へ

新月と満月でなぜこう変わるのでしょうか？　
月の引力が潮の満ち引き（潮汐）や生命に
影響を与えているのは事実です。

月や太陽の引力により、潮汐を引き起こす
チカラのことを「潮汐力」といいます。

地球から見て、新月は月が太陽側に位置し、
潮汐力は大きく、満月は太陽の反対側にな
り、潮汐力は新月より若干弱くなるため、
植物の生長にも影響しているようです。

例えば、重力に関係するホルモンとしてオー
キシンがあります。

植物の重力に対して、反対方向に伸びるもの
も、根が重力方向に伸びるのも、オーキシン
濃度によります。

この性質を重力屈性と呼びます。

科学的に解明されているわけではありません
が、新月のときはオーキシンやジベレリンの
活性が高まり細胞を大きく長く伸ばす方向に
働いて栄養生長傾向になり、満月のときには
サイトカイニン活性が高まり細胞分裂を促進
し、花芽分化や着果促進方向に働いて生殖生
長傾向になるのかもしれません。

新月の闇夜と満月の光も影響しているかもし
れません。
まだ未解明な部分が多いですが、月の影響は
大きいといえます。

月のリズムを栽培に生かす単肥の葉面散布

新月にミネラル、満月前はチッソも⁉

新月の頃は、栄養生長傾向になるので、硝酸
過剰になりやすくなります。

そこで硝酸を同化させるための、葉面散布を
新月の前に行ないます。

また、リン酸,カリ,ミネラル類を追肥や葉面
散布で効かせて生殖生長の方向へ矯正します。

硝酸過剰でエチレン活性が弱くなり、病気に
なりやすくなっているので、農薬（ボルドー）
の散布により、エチレン活性を高める方法も
あります。

満月の頃は、生殖生長傾向で、花が多くなり、
生長点の生育が弱く、芯どまりになることも
あるので、満月の前には、ミネラル以外にチッ
ソも追肥や葉面散布を行なうと収穫の波がで
きにくくなります。

農業を営む人達はいつの時代にも、いかに作
物の収量を増加させ、品質の良いものをつく
り出すかに心を砕いてきた。

長い農業の歴史には、多くの栽培上の経験則
が見出され、ノウハウとして引き継がれてきた。