ホグランド溶液

ホーグランド溶液は、 1933年にホーグランドとスナイダーによって新たに開発され、 ^[1] 1938年にホーグランドとアーノンによって改良され、 ^[2] 1950年にアーノンによって改訂された水耕栽培用栄養溶液です。 ^[3]これは、少なくとも科学の世界では、植物を育てるための最も一般的な標準溶液組成の1つであり、 Google Scholarにリストされている20,000件を超える引用があります。^[4]ホーグランド溶液は、植物の栄養に不可欠な要素をすべて提供し、多種多様な植物種の正常な成長をサポートするのに適しています。 ^[5]

変更

1933年にデニス・ホーグランドが発表した人工溶液^[1]はホーグランド溶液（0）として知られ、溶液中に鉄を効果的に保持するために鉄（III）キレートを添加したり^[6] 、植物の栄養に機能があるとは一般に考えられていない他の微量元素の組成と濃度を最適化するために、何度か改良されてきた。 ^[7]ホーグランドの1938年の栄養レシピはホーグランド溶液（1、2）と呼ばれ、その後、微量元素の数は一般に認められている必須元素（B、Mn、Zn、Cu、Mo、Fe、Cl）に減らされた。^[2]その後の研究では、それらの濃度が最適な植物成長のために調整されていたことが確認された。^[8]

1950 年のアルノンの改訂版では、1938 年 (Mo 0.048 ppm) と比較して 1 つの濃度 (Mo 0.011 ppm) のみが変更されましたが、ホアグランド溶液 (0)、(1)、(2) の主要栄養素の濃度は、溶液( 2 ) のカルシウム(160 ppm)を除いて 1933 年以来同じままでした。 ^{[3]溶液 (1) と溶液 (2) の主な違いは、それぞれのホアグランド溶液を調製するために、}硝酸塩-窒素とアンモニウム- 窒素ベースのストック溶液が異なる方法で使用されていることです。したがって、各必須元素とナトリウムの1933 年の元の濃度と1938 年および 1950 年の修正濃度を以下に示します。後者の値は表 1 と表 2 から算出されています。^[9]

窒素 210ppm
31ppm
S 64ppm
塩素 0.14ppm / 0.65ppm
B 0.11ppm / 0.5ppm
ナトリウム 0 ppm / 0.023 ppm / 1.2 ppm *
マグネシウム 48.6ppm
カリウム 235ppm
カルシウム 200ppm / 160ppm
マンガン 0.11ppm / 0.5ppm
亜鉛 0.023ppm / 0.05ppm
銅 0.014ppm / 0.02ppm
モリブデン 0.018ppm / 0.048ppm / 0.011ppm
鉄 1ppm / 5ppm / 2.9ppm *

アプリケーション

植物の栄養素は通常、土壌溶液から吸収されます。^[10]ホーグランド溶液は、もともと（栄養豊富な）土壌溶液を模倣することを目的としていましたが、^{[11] NとKの濃度が高いため、}トマトやピーマンなどの大型植物の発育に非常に適しています。^{[12]たとえば、}ホーグランドの半分の濃度の主要栄養素溶液（1）をロングアシュトンの完全な微量栄養素溶液と10分の1の濃度の鉄EDTA溶液と組み合わせて、トマトの苗に施肥することができます。^[13]水性ストック溶液の濃度が比較的高いため（表1および2を参照）、ホーグランド溶液は、レタスや水生植物など、栄養素要求量の低い植物の生育にも非常に適しています。調製液をさらに1 ⁄ 4または1 ⁄ 5に希釈します。^[14]

コンポーネント

ホグランド水耕液配合物（1）および（2）を構成する塩、酸、錯イオン： ^[15]

硝酸カリウム、KNO ₃
硝酸カルシウム四水和物、Ca(NO ₃ ) ₂ •4H ₂ O
硫酸マグネシウム七水和物、MgSO ₄・7H ₂ O
リン酸二水素カリウム、KH ₂ PO ₄または
リン酸二水素アンモニウム、(NH ₄ )H ₂ PO ₄
ホウ酸、H ₃ BO ₃
塩化マンガン四水和物、MnCl ₂ •4H ₂ O
硫酸亜鉛七水和物、ZnSO ₄・7H ₂ O
硫酸銅五水和物、CuSO ₄ •5H ₂ O
モリブデン酸一水和物、H ₂ MoO ₄ •H ₂ Oまたは
モリブデン酸ナトリウム二水和物、Na ₂ MoO ₄・2H ₂ O
酒石酸鉄（III）または鉄（III）-EDTA ⁻または鉄キレート（Fe-EDDHA ⁻）

Hoagland溶液の成分（1）

ストック溶液とホグランド溶液を調製する（1）^[2]

Hoagland溶液の成分（2）

ストック溶液とホグランド溶液を調製する（2）^[3]

一部のコンポーネントの代替品

スプリント138鉄キレートはNa -Fe- EDDHA（C ₁₈ H ₁₆ FeN ₂ NaO ₆）として生成されるが、ホーグランドの元の溶液処方には酒石酸鉄（C ₁₂ H ₁₂ Fe ₂ O ₁₈）が含まれているが、ナトリウムイオンは含まれていない。^[1]^[2]^[3]ナトリウムを含まない鉄EDTA錯体（C ₁₀ H ₁₂ FeN ₂ O ₈^{− ）を}研究室で合成することは、既成製品を購入するよりも好まれることがある。^[6]^[9]ホーグランドの1933年の出版物^[1]（「AZ溶液aおよびb」[16]として知られる）^に記載されている可変微量栄養素（例：Co、Ni）およびむしろ非必須元素（例：Pb、Hg）は、その後の回覧には含まれていない。^[2]^[3]これらの金属元素のほとんどは、有機化合物と同様に、通常の植物の栄養には必要ありません。^{[17]例外として、例えば、一部の}藻類はビタミンB12の合成にコバルトを必要とするという証拠があります。^[18]

参照

参考文献

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外部リンク

ホーグランド溶液の修正された組成
米国科学アカデミー: ウォルター・P・ケリー著『デニス・ロバート・ホーグランドの伝記』
「AZ 溶液」、ホグランドとスナイダー (1933) による栄養補給溶液 (溶液 A)
水耕栽培のためのホグランドソリューション

[:0-1] Hoagland, DR; Snyder, WC (1933). 「管理された条件下でのイチゴ植物の栄養。(a) ホウ素および他の特定の元素の欠乏の影響、(b) ナトリウム塩による損傷に対する感受性」。アメリカ園芸科学会紀要。30 : 288–294。

[:1-2] Hoagland & Arnon (1938).土壌を使わずに植物を育てる水耕栽培法(Circular (カリフォルニア農業試験場)、347 版). カリフォルニア州バークレー: カリフォルニア大学農学部、農業試験場。OCLC 12406778 。

[:2-3] Hoagland & Arnon (1950). 土壌を使わずに植物を育てる水耕栽培法。(Circular (カリフォルニア農業試験場)、347. ed.). カリフォルニア州バークレー：カリフォルニア大学農学部、農業試験場。(改訂版) 。 2014年10月1日閲覧。

[4] 「土を使わずに植物を育てる水耕栽培法」Google Scholar 。 2020年2月3日閲覧。

[5] Smith, GS; Johnston, CM; Cornforth, IS (1983). 「砂耕栽培における植物の成長のための栄養溶液の比較」The New Phytologist . 94 (4): 537–548. doi : 10.1111/j.1469-8137.1983.tb04863.x . ISSN 1469-8137.

[:3-6] Jacobson, L. (1951). 「鉄カリウムエチレンジアミン四酢酸塩の単回添加による栄養溶液中の鉄供給の維持」.植物生理学. 26 (2): 411–413. doi :10.1104/pp.26.2.411. PMC 437509. PMID 16654380.

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[8] van Delden, SH; Nazarideljou, MJ; Marcelis, LFM (2020). 「シロイヌナズナの栄養溶液：水耕栽培システムにおける栄養溶液の組成に関する研究」. Plant Methods . 16 (72): 1–14. doi : 10.1186/s13007-020-00606-4 . PMC 7324969. PMID 32612669 .

[:4-9] Nagel, KA; Lenz, H.; Kastenholz, B.; Gilmer, F.; Averesch, A.; Putz, A.; Heinz, K.; Fischbach, A.; Scharr, H.; Fiorani, F.; Walter, A.; Schurr, U. (2020). 「GrowScreen-Agarプラットフォームにより、寒天培地で栽培した植物の根とシュートの成長特性における表現型の多様性を特定することが可能に」。Plant Methods . 16 (89): 1–17. doi : 10.1186/s13007-020-00631-3 . PMC 7310412 . PMID 32582364.

[10] 「土壌溶液の重要性」。Plantlet 。 2020年8月26日閲覧。

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[12] Genzel, F.; Dicke, MD; Junker-Frohn, LV; Neuwohner, A.; Thiele, B.; Putz, A.; Usadel, B.; Wormit, A.; Wiese-Klinkenberg, A. (2021). 「2種類のカプシカム栽培品種の葉における抗酸化フラボノイドの蓄積に対する中程度の寒冷および塩ストレスの影響」。農業および食品化学ジャーナル。69 (23): 6431–6443. doi : 10.1021/acs.jafc.1c00908 . PMID 34081868. S2CID 235335939.

[13] He, F.; Thiele, B.; Watt, M.; Kraska, T.; Ulbrich, A.; Kuhn, AJ (2019). 「2シーズン連続での根冷却がカクテルトマトの植物成長と果実品質に及ぼす影響」。Journal of Food Quality。記事ID 3598172: 1–15。doi : 10.1155/2019/3598172。

[14] 「水耕栽培のためのホグランドソリューション」。水耕栽培の科学。 2014年10月1日閲覧。

[15] Epstein E. (1972).植物のミネラル栄養：原理と展望. John Wiley & Sons, ニューヨーク, pp. 412.

[16] シュロップ、W.;アレンズ、B. (1942)。「Über die Wirkung der AZ-Lösungen nach Hoagland und einiger ihrer Bestandteile auf das Pflanzenwachstum」。植物栄養と土壌科学のジャーナル。26 (4–5): 198–246。土井：10.1002/jpln.19420260403。

[17] Murashige, T; Skoog, F (1962). 「タバコ組織培養による急速な成長と生物学的検定のための改訂培地」Physiologia Plantarum . 15 (3): 473–497. doi :10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x. S2CID 84645704.

[18] クムダ、A.;セルヴァクマール、S.ディルシャッド、P.ヴァイディアナタン、G.ミシシッピ州タークル。サラダ、R. (2015)。「メチルコバラミン – 尋常性クロレラで同定され、特徴付けられたビタミン B12 の一種」。食品化学。170 : 316–320。土井：10.1016/j.foodchem.2014.08.035。PMID 25306351。

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