農業における栄養素「マンガン」の重要性

マンガン（Mn）は、植物の生長と発育に必須の微量要素です。比較的少量しか必要とされないにもかかわらず、植物生理におけるその役割は不可欠であり、光合成から酵素の活性化、病害抵抗性までのプロセスに影響を与えています。

植物生理におけるマンガン

マンガンは、光合成の際、水分子の光分解に重要な光化学系IIにおける酸素発生複合体の中心的な構成要素です。この過程で酸素が放出され、光エネルギーを化学エネルギーに変換する光依存性反応が促進されます。十分なマンガンは効率的な光合成に不可欠であり、欠乏するとこのプロセスが著しく損なわれ、植物の生長と活力の低下につながります。
マグネシウムと同様に、マンガンも重要な代謝経路に関わる様々な酵素の補酵素として働きます。これらの酵素は、養分利用、エネルギー生産、植物細胞の構造的完全性に不可欠です。窒素同化、炭水化物代謝、リグニンとファイトアレキシン（抗菌性の二次代謝産物の総称）の合成を制御する酵素を活性化します。
リグニンは複雑なポリマーで、細胞壁を強化し、植物に構造的な支持を与えます。リグニンはまた、病原性感染、特に土壌を媒介する真菌に対するバリアとしても機能します。マンガンが植物に欠乏すると、リグニンの合成が損なわれ、植物は病気や物理的損傷を受けやすくなります。
マンガンはまた、代謝過程の有害な副産物である活性酸素種（ROS）を除去する役割も担っています。マンガンは、活性酸素を中和する酵素であるスーパーオキシドジスムターゼ（Mn-SOD）の補酵素となります。このメカニズムにより、マンガンは植物が乾燥、高温、病原菌の攻撃などの環境ストレスに対処するのを助けます。この役割は、ストレス条件下で植物の健康と回復力を維持するために非常に重要です。 

マンガン欠乏症

マンガン欠乏症は、特に砂質土壌、泥炭や有機質土壌、pH が 6-6.5 以上の土壌で広く見られる問題です。この欠乏症は、しばしば冷涼で湿潤な条件によって悪化します。また、水分が少なく暖かく乾燥した条件では、マンガンの吸収が低下します。マンガンは植物体内での移動性が比較的低いため、マンガン欠乏症の典型的な葉の症状は、まず新しい葉で発現します。これらの症状は作物によって異なりますが、一般的に以下のようなものになります：

• 葉脈間クロロシス: 最も一般的な症状のひとつは葉脈間クロロシスで、新しい葉の葉脈間が黄色に変色し、葉脈は緑色のままとなる。この症状は、双子葉植物や新しい葉で特に顕著であるが、その理由は、養分が植物内でほとんど移動しないためである。
• 生育と収量の低下: マンガンが欠乏すると、生育が阻害され、乾物生産量が減少し、作物の収量が低下する。また、欠乏は病原菌に対する植物の構造的な抵抗力を弱め、環境ストレスに対する耐性を低下させる。
• 灰色の斑点: 小麦や大麦のような穀類では、マンガン欠乏は灰色の斑点として知られる状態を引き起こす可能性があり、古い葉に淡い緑色や黄色の斑点や、壊死斑が見られるのが特徴である。

マンガン過剰症は、水はけの悪い酸性土壌で発生することがあります。葉の切れ込みや古い葉の葉脈の黒ずみを伴う葉脈間クロロシスで見分けることができます。過剰症がひどい場合は壊死を起こすこともあります。
作物によって マンガン に対する耐性は異なります。例えば、インゲンマメ、レタス、ばれいしょは高い マンガン レベルに敏感ですが、トウモロコシ、イネ、サトウキビ、トマトは高い耐性を有します。
過剰なマンガンは、植物によるカルシウム、マグネシウム、鉄の吸収も阻害する可能性があります。

農業におけるマンガンの管理

圃場におけるマンガンの効果的な管理には、作物による十分な利用可能性と吸収を確保するためのいくつかの戦略があります:

1. 土壌分析とモニタリング: マンガンレベルを測定し、潜在的な欠乏を特定するためには、定期的な土壌分析が不可欠である。
2. 土壌pHの管理: 最適な土壌pHを維持することは、マンガンを利用できるようにする上で非常に重要である。マンガンは、弱酸性の土壌（pH 5.5～6.5）で より利用しやすくなる。pHを上げるために酸性土壌を石灰化すると、マンガンの利用率が低下する可能性があるため、pHとマンガンレベルのバランスをとるためには慎重な管理が必要である。
3. 植物成分分析: 植物体の組織検査はマンガン欠乏症を診断することができ、土壌検査と併用してマンガン肥料の施肥が必要かどうか判断する。マンガン濃度は生育ステージや植物の部位によって異なるため、正確に解釈するには、生育期の特定の時期に特定の植物の部位を検査する必要がある。
4. マンガンの施肥: マンガン肥料を施用することで、欠乏を補い、作物の健康状態を改善することができる。硫酸マンガン（MnSO₄）とキレートマン ガンは、マンガンの供給源として一般的に用いられているも ので、容易に利用可能な形態の栄養素である。マンガンの葉面散布は最も効果的であり、特に欠乏を早急に改善することができる。
5. 輪作と作物の選択: マンガン要求量の異なる作物を輪作することで、土壌のマンガンレベルを管理することができる。また、マンガン利用効率の良い作物品種を選ぶことで、養分吸収を改善し、欠乏症のリ スクを軽減することができる。
6. 水管理: 適切な灌漑は、マンガンの利用可能性に影響を与える。過剰な灌漑は土壌を湛水状態にし、根からのマンガン吸収を低下させる。逆に、干ばつ状態になると、土壌中のマンガンの移動性が制限される可能性がある。最適なマンガン管理には、バランスの取れた灌漑が不可欠である。

ICLのマンガン管理ソリューション

マンガンは、MnSO4として、または植物の吸収に適したキレート化した形態（Mn-EDTA）で植物に施用されます。ICLは、微量要素の標準パッケージの中にキレート化マンガンを含む、幅広い水溶性・液体肥料を提供しています。それらとは別に、マンガンの欠乏に直接対処するために設計された特別な製品もあります。例えば、葉面散布用の水溶性肥料である Agroleaf Special Mn（国内取扱い無し）は、キレート化された形でマンガンを12%の高濃度で含有しています。Agroleaf Liquidシリーズ（国内取扱い無し）には、マンガン主体の製品もあり、単体（Agroleaf Special Mn）または亜鉛との混合（Agroleaf Liquid Man Z+、Agroleaf Liquid Zinc M+）があります。灌水システムでは、マンガンはAgrolution Liquid Drip MZ-74で土壌に施用することができます。

結論

マンガンは、植物の生長、発育、回復力に大きく影響する重要な微量栄養素です。光合成、酵素活性化、リグニン合成、酸化ストレス耐性におけるその役割は、健康で生産性の高い作物を維持するために極めて重要です。土壌分施肥、施肥、pH管理、輪作、適切な灌水慣行を通して、圃場のマンガンレベルを管理することは、収量を最適化するために不可欠です。マンガンの必要量を理解し対処することで、生産者は農業システムの持続可能性と生産性を高めることができます。