リン欠乏症

リン欠乏症は、 リンの供給不足に関連する植物の病気です。ここでリンとは、リン酸塩（PO43-）、リン酸一水素（HPO42-）、およびリン酸二水素（H2PO4-）の塩を指します。これらの陰イオンは容易に相互変換され、主な種は溶液または土壌のpHによって決まります。リン酸塩は、生命に不可欠なATPだけでなく遺伝物質の生合成にも必要です。リン欠乏症は、骨粉、リン鉱石、肥料、リン酸肥料などのリン源を適用することで制御できます。

症状

植物では、リン（P）は健康と機能を確保するための最も重要な栄養素として窒素に次ぐものと考えられています。リンは、光リン酸化、遺伝子導入、栄養素の輸送、リン脂質細胞膜などの多くのプロセスで植物によって使用されます。植物細胞内では、これらの機能は機能に不可欠です。例えば、光リン酸化では、植物の蓄積エネルギーの生成はリンを含む化学反応の結果です。リンは、遺伝的生殖の重要な分子成分です。リンが不十分なレベルで存在すると、細胞分裂や植物の成長などの遺伝的プロセスが損なわれます。したがって、リン欠乏植物は、適切な量のリンを含む植物よりも遅い速度で成熟する可能性があります。リン欠乏によって引き起こされる発育阻害は、葉のサイズが小さくなり、葉の数が少なくなることと相関しています。リン欠乏は、炭水化物の貯蔵の不均衡を引き起こす可能性もあります。太陽光と水からエネルギーを生成する植物細胞の主な機能である光合成は、通常、リン欠乏状態では通常の速度のままです。ただし、セル内の関数でのリンの使用は通常遅くなります。リン欠乏植物の割合のこの不均衡は、植物内の過剰な炭水化物の蓄積につながります。この炭水化物の蓄積は、多くの場合、葉の黒ずみによって観察できます。一部の植物では、このプロセスの結果として葉の色素が変化し、葉が濃い紫がかった色に変わります。

検出

リン欠乏の検出には複数の形態があります。予備検出方法は、植物の目視検査です。濃い緑の葉と紫がかったまたは赤い色素は、リンの不足を示している可能性があります。しかし、他の植物環境要因が同様の変色症状を引き起こす可能性があるため、この方法は不明確な診断になる可能性があります。植物の商業的または十分に監視された環境では、リン欠乏は科学的試験により診断されます。さらに、植物の葉の変色はかなり深刻なリン欠乏のもとでのみ発生するため、プランターと農家にとっては、変色が起こる前にリンのレベルを科学的にチェックすることが有益です。リンレベルをチェックする最も顕著な方法は、土壌試験によるものです。主要な土壌試験方法は、ブレイ1-P、メヒリヒ3、およびオルセン法です。これらの各方法は実行可能ですが、各方法は既知の地理的領域でより正確になる傾向があります。これらのテストでは、化学溶液を使用して土壌からリンを抽出します。その後、抽出物を分析してリンの濃度を決定する必要があります。この濃度の測定には比色分析が使用されます。リン抽出物を比色計に加えると、溶液の視覚的な色の変化があり、この色の変化の程度はリン濃度の指標です。この試験方法をリン欠乏に適用するには、測定されたリン濃度を既知の値と比較する必要があります。ほとんどの植物は、最適な土壌条件を確立し、徹底的にテストしました。比色計試験で測定されたリンの濃度が植物の最適な土壌レベルよりも大幅に低い場合、その植物はリンが不足している可能性があります。比色分析による土壌試験は広く使用されていますが、他の現在の化合物や元素からの干渉の結果として、診断上の問題にさらされる可能性があります。読み取り精度の向上を目的として、スペクトル放射輝度や誘導結合プラズマ分光法（ICP）などの追加のリン検出方法も実装されています。土壌科学者の世界会議によると、これらの光ベースの測定方法の利点は、評価の迅速さ、植物栄養素の同時測定、および非破壊試験の性質です。これらの方法は実験に基づいた証拠を持っていますが、方法の満場一致の承認はまだ達成されていません。

処理

リン欠乏症の是正と予防には、通常、土壌への利用可能なリンのレベルを上げることが含まれます。プランターは、骨粉、岩のリン酸塩、肥料、リン酸塩肥料を使って土壌にさらにリンを導入します。ただし、これらの化合物を土壌に導入しても、リン欠乏の緩和は保証されません。土壌にはリンが含まれている必要がありますが、リンは植物にも吸収されなければなりません。リンの摂取は、リンが土壌で利用可能な化学形態によって制限されます。土壌中のリンの大部分は、植物が吸収できない化合物に含まれています。植物の栄養素として使用するには、特定の化学的配置で土壌にリンが存在している必要があります。土壌中の使用可能なリンの促進は、土壌を指定のpH範囲内に維持することにより最適化できます。 pHスケールで測定される土壌酸性度は、リンが形成する化学的配置を部分的に決定します。 pH 6と7の間で、リンは植物に栄養を使用できないようにする結合を最も少なくします。この酸性度​​の範囲では、リンの取り込みの可能性が増加し、リン欠乏の可能性が減少します。リンの予防と治療のもう1つの要素は、栄養素を吸収する植物の性質です。同じ種内の植物種と異なる植物は、土壌中の低レベルのリンに対して異なる反応をします。根系のより大きな拡大は一般に、より大きな栄養摂取と相関します。より大きな根を持つ種内の植物は遺伝的に有利であり、リン欠乏を起こしにくい。これらの植物は、長期的なリン欠乏防止法として栽培および育種することができます。根のサイズに関連して、菌根共生などの低リン条件に対する他の遺伝的根順応は、栄養摂取を増加させることがわかっています。根へのこれらの生物学的適応は、重要な栄養素のレベルを維持する働きをします。より大きな商業的農業環境では、これらの望ましいリン摂取適応を採用するための植物のバリエーションは、長期のリン欠乏補正法かもしれません。