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ネギの連作障害について、施肥設計の見直しによる発根量の向上で土壌環境の改善を目指したが、極端な連作では効果が見られなかった。病原菌の増加以外に、収穫時の養分持ち出しに着目。NPKなどの主要要素以外に、マンガン(Mn)や銅(Cu)などの微量要素の不足が連作障害に関与している可能性を考察し、次編へ続く。
とにかく速いブログサイトを目指す
カテゴリー ： 土壌環境/page-10
畑作を続けることは難しい-前編
Soil & Geoロガーで現在地の土質と地質を調べよう
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Android端末で現在地の土壌と地質を調べるWebアプリをHTML5、Service Worker、IndexedDBを用いて開発。GPSで緯度経度を取得し、オフラインでも動作。取得した情報は農研機構の土壌図、産総研の地質図、Googleマップへのリンク生成に利用。現在Android Chromeのみ対応で、ログは10件保持。Service Worker使用による位置情報取得の不具合調査中。開発中のロガー機能の一部公開で、正式版は非公開。機能追加要望や不具合報告は受け付けていない。Githubでソースコード公開中。
発根に関することをまとめてみると
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名古屋大学の研究チームは、植物ホルモン・オーキシンが植物の発根を促進する詳細なメカニズムを解明しました。オーキシンは、植物の細胞壁を緩める酵素を活性化させることで発根を促進します。 具体的には、オーキシンが細胞内の受容体と結合すると、特定の転写因子が活性化されます。この転写因子は、細胞壁を分解する酵素群の遺伝子の発現を促し、細胞壁を緩めます。これにより細胞の伸長が起こりやすくなり、発根が促進されることが分かりました。この発見は、発根を制御する農薬の開発に貢献する可能性があります。
続・栽培と畜産の未来のために補足
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客土に川砂を入れることで、水はけ改善だけでなく、ミネラル供給という大きなメリットがある。特に、農業で酷使された土壌はカリウムが不足しがちで、カリウムは他の微量要素を溶脱させるため、結果的に植物の生育に必要な様々なミネラルが欠乏する。川砂は岩石の風化物であり、様々なミネラルを含んでいるため、これを客土に混ぜることで不足したミネラルを補給できる。つまり、川砂は単なる土壌改良材ではなく、天然のミネラル肥料としての役割も果たすと言える。河川の浚渫土砂は処分に困る場合も多いが、農業利用することで資源の有効活用にも繋がる。
続・栽培と畜産の未来のために
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白色腐朽菌はリグニンを分解する能力を持つが、トリコデルマ菌と競合するとリグニンの分解が抑制される。これは、トリコデルマ菌が白色腐朽菌の生育を阻害する抗生物質を産生するためである。一方、堆肥化過程で白色腐朽菌が優占すると、トリコデルマ菌の増殖は抑制される。つまり、堆肥化におけるリグニンの分解効率は、白色腐朽菌とトリコデルマ菌の拮抗作用によって左右される。木質資材と家畜糞を組み合わせた場合、両菌のバランスが変化し、リグニンの分解が抑制される可能性があるため、この点に注意が必要だ。
キノコの廃培地は再利用せずに焼却している
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キノコ栽培後の廃培地は、リグニン分解が進み土壌有機物蓄積に重要なフェニルプロパノイドを含む貴重な資源だが、現状は産業廃棄物として焼却処分されている。これは、植物が固定した二酸化炭素を放出するだけでなく、土壌改良材としての活用機会も失う二重の損失となる。キノコ栽培の活性化と廃培地の有効活用は、地方創生に貢献し、大気中の温室効果ガス削減にも繋がる可能性を秘めている。ただし、廃培地を堆肥として利用するには、作物との窒素競合を防ぐため適切な処理が必要となる。
硬いチャートの表面で土ができる
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いわくらとは、愛知県田原市にある地名で、渥美半島の先端に位置する。周辺の海岸には、チャートと呼ばれる硬い岩石が多く見られる。チャートは、放散虫というプランクトンの殻が海底に堆積し、長い年月をかけて固まったもの。硬いため風化しにくく、いわくらの海岸では、波の侵食によって削られたチャートの断崖や奇岩が独特の景観を形成している。これらのチャートは、赤色、茶色、黒色など様々な色合いを持つ。これは、チャートに含まれる不純物の種類や量の違いによるもの。また、チャートの中には、化石が含まれているものもある。これらの化石は、太古の海の環境を知る上で貴重な手がかりとなる。いわくらは、地質学的に貴重な場所であり、自然の力強さを感じることができる場所である。
農文協の現代農業9月号の廃菌床の特集で紹介していただきました
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明日発売の現代農業9月号(農文協)で、京都農販が紹介されます。内容は廃菌床堆肥の効果に関するレポートで、土壌変化のデータや、私が作成した根拠資料が掲載されています。栽培のヒントになると思いますので、書店で見かけたらぜひご覧ください。特にキノコ好きの方にはオススメの内容です。記事で紹介されている廃菌床堆肥「マッシュORG」は京都農販で販売しています。反響次第で更に詳しい情報も掲載されるかもしれませんので、出版社に感想を送っていただけると嬉しいです。補足として、廃菌床堆肥利用の注意点を紹介した関連記事も合わせてご覧ください。
切り株は白色の菌糸によって中心から朽ちる
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人工林の切り株が中心部から白色の菌糸によって朽ちて空洞化している。菌糸は木材を細かく分解し、剥がれ落ちた断片は切り株の中心に集まり、落ち葉に覆われる。下部には根の有機物が残っており、鉱物がないため断片は完全に分解される。もし風化した石が流れ込めば、断片は未来の植物の栄養となるが、白色腐朽菌にとっては不利な環境となる。
アーバスキュラ菌根菌が好む環境を探る
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アーバスキュラ菌根菌は、リン酸などの養分吸収を助けるため、共生関係を築ける環境作りが重要。土壌に水溶性養分や糖分が多いと共生しにくいため、過剰な施肥は避けるべき。ネギの菌根菌はネギだけでなく緑肥とも共生するため、除草剤で全て除去するのではなく、通路などに緑肥を栽培すると共生菌が増加。クローバーの根圏は共生菌が豊富との報告もあり、緑肥は土壌の物理性改善だけでなく肥料効率向上にも貢献する可能性がある。
アーバスキュラ菌根菌
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アーバスキュラ菌根菌、特にグロムス菌門は、多くの陸上植物と共生関係を築き、アーバスキュラ菌根を形成する。宿主植物の根よりも細く長い菌糸を伸ばし、リン酸などの養分吸収を促進する。また、感染刺激により植物の免疫機能を高め、病原菌への抵抗性を向上させる「ワクチン効果」も持つ。乾燥や塩害への耐性も向上する。しかし、植物にとって共生は負担となるため、養分が豊富な環境では共生関係は形成されにくい。
大気中の温室効果ガスを減らしたい
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地球温暖化による猛暑や水害増加への対策として、土壌への二酸化炭素固定が提案されている。従来のNPK肥料中心の土壌管理から脱却し、木質資材由来の堆肥を用いて土壌中に無定形炭素(リグノイド)を蓄積することで、粘土鉱物と結合させ、微生物分解を抑制する。これにより土壌への二酸化炭素固定量を増やし、植物の光合成促進、ひいては大気中二酸化炭素削減を目指す。家畜糞堆肥は緑肥育成に限定し、栽培には木質堆肥を活用することで、更なる根量増加と光合成促進を図る。キノコ消費増加による植物性堆肥生産促進や、落ち葉の焼却処分削減も有効な手段として挙げられている。
イネ科とマメ科の緑肥の混播
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イネ科とマメ科の緑肥混播は、土壌改良に効果的である。荒れた土地での緑肥栽培で、エンバクとアルサイクローバの混播が成功した事例が紹介されている。アルサイクローバはシロクローバとアカクローバの中間的な性質を持ち、側根が繁茂しやすい。この混播により、クローバが土壌を覆い、エンバクがその間から成長することで、相乗効果が生まれた。ハウスミカン栽培においては、落ち葉の分解が進まない問題があり、土壌中の菌が少ないことが原因と考えられる。木質資材とクローバの組み合わせが有効だが、連作によるEC上昇が懸念される。そこで、EC改善効果を持つイネ科緑肥とクローバの混播が有効と考えられる。
エンドファイトと呼ばれる菌たち
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エンドファイトは植物体内で共生する菌類で、植物に様々な利益をもたらします。植物は光合成産物を菌に提供する代わりに、菌は土壌から吸収しにくいリン酸やアミノ酸などを植物に供給します。さらに、エンドファイトは植物の免疫系を刺激し、病原菌への抵抗力を高め、発根も促進します。中には、植物を昆虫から守る物質や窒素を固定する菌も存在します。しかし、エンドファイトとの共生は、一般的な栽培環境では難しいようです。共生菌は多様な植物が生育する環境に多く存在し、栽培土壌には少ない傾向があります。また、土壌中に硝酸態窒素やショ糖が豊富にあると、共生関係が成立しにくいこともわかっています。そのため、水溶性窒素を含む堆肥での土作りは、エンドファイトとの共生を阻害する可能性があります。さらに、エンドファイトと植物の共生関係には相性があり、すべての植物が共生できるわけではありません。
ハウスミカンの木の下には腐朽菌がいないのか？
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ハウスミカンの落ち葉が分解されないのは、単一作物の連作で微生物の多様性が失われ、白色腐朽菌が不足しているためと考えられる。外部資材にキノコが生えたのは、資材に腐朽菌が苦手とする成分が含まれていたとしても、ハウス内に腐朽菌が少ないためである。解決策は、腐朽菌を含む資材で落ち葉を覆い、更にクローバを播種して腐朽菌の活動を促進することだ。しかし、土壌の排水性低下とEC上昇により、クローバの生育が懸念される。
ミカンの木は砂地を好む？
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粘土鉱物は、同型置換という現象により高い保肥力を持ちます。同型置換とは、粘土鉱物の結晶構造中で、あるイオンが別のイオンで置き換わる現象です。例えば、四価のケイ素イオンが三価のアルミニウムイオンに置き換わると、電荷のバランスが崩れ、負電荷が生じます。この負電荷が、正電荷を持つ養分（カリウム、カルシウム、マグネシウムなど）を吸着し、保持する役割を果たします。このため、粘土鉱物を多く含む土壌は保肥力が高く、植物の生育に適しています。花崗岩に含まれる長石も風化によって粘土鉱物へと変化するため、花崗岩質の土壌は保肥力を持つようになります。
ハウスミカン栽培の銅欠乏
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ハウスミカン栽培では、石灰を好む、弱酸性土壌を好む、水はけの良い場所を好む、といった相反する条件が挙げられる。銅欠乏の視点から見ると、石灰施用によるpH上昇は銅の吸収阻害につながる。硝酸石灰や硫酸石灰はpH上昇は抑えるが、それぞれ土壌EC上昇や栄養塩増加による弊害がある。水はけの良さは、粘土鉱物の蓄積を防ぎ、銅吸収阻害を抑制する上で重要となる。しかし、栽培を続けると粘土鉱物の蓄積は避けられない。これらの複雑な要素がミカン栽培を難しくしている。近年では「ミカンが石灰を好む」は誤りで、土壌pHの微妙な変動と銅、亜鉛などの微量要素の吸収が重要との見解が出ている。
ミカンの木の落ち葉がなかなか土へと還らない
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ミカンの落葉の分解遅延に関する考察を、好調な木の根元に生えたキノコの観察を通して行っている。好調な木には牛糞堆肥が施用され、その下にキノコが生えていた。キノコ周辺の落葉は分解が進んでいたが、全ての好調な木にキノコがあったわけではないため、相関関係は不明。牛糞堆肥は落葉分解菌（白色腐朽菌）に悪影響を与えるという説がある一方、キノコの存在は外部からの腐朽菌の持ち込みを示唆する。ハウスの密閉性向上により菌類生態系の単一化が落葉分解遅延の原因ではないかと推測。落葉分解促進策として、木質堆肥で落葉を覆う方法や、シロクローバの併用を提案。シロクローバは土壌物理性を向上させる効果があり、リンゴ園の事例を参考に挙げている。また、牛糞堆肥と落葉分解の関係性について、別の記事への参照を促している。
不調なミカンの木からの漂白の落ち葉
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ミカンの木の落ち葉が白っぽく漂白し、土に還りにくい現象は銅欠乏と関連している可能性が高い。健康な落ち葉はリグニンにより褐色だが、漂白した葉はリグニンが少ない。リグニン合成には銅などの微量要素が必須だが、土壌への過剰な石灰施用は銅の不溶化を招き、ミカンが銅を吸収できなくなる。ミカン栽培では石灰を好むとされ過剰施用の傾向があるが、土壌のpH調整には適切な方法が必要で、過剰な石灰は銅欠乏を引き起こし、リグニン合成阻害、落ち葉の漂白、分解遅延につながる。細根の育成環境改善や銅吸収しやすい環境整備、銅の補給によって対処できる。
褐色腐朽菌のいるところではリグニンはどうなるか？
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水耕栽培に使用したヤシガラ培地に褐色腐朽菌が生えた場合、堆肥としての利用価値が問われる。褐色腐朽菌はリグニンを分解せず酸化型リグニンに変性させるため、土に馴染む断片化リグニンは少ない。そのため、堆肥としてそのまま利用する場合は、排水性向上等の効果は期待できるものの、土壌への馴染みは低い。より良質な堆肥にするには、乾燥・殺菌後、白色腐朽菌を繁殖させるか、おがくずと混ぜて撥水性を弱める方法が考えられる。培地にはコケも生えているため有機物量は多い。ただし、褐色腐朽菌は炭素量を多く残すため、酸化型リグニンの量は重要でない可能性もある。
水耕栽培の培地は露地栽培の堆肥として再利用できるか？
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水耕栽培で使ったヤシガラ培地に黄色いキノコが生え、堆肥化の可能性について考察している。キノコの種類はコガネキヌカラカサタケと推定され、Wikipediaの情報から木の分解者である真正担子菌網に属するため、堆肥化に適している可能性がある。ただし、褐色腐朽菌の可能性が高く、木質成分の分解ではなく変性をしている可能性もあるため、褐色腐朽菌のリグニン変性メカニズムの理解が必要。なお、イボコガネテングタケの可能性も残っており、その場合は菌根菌のため堆肥には不向き。キノコの正確な同定には鮮明な写真と図鑑が必要。
とある籾殻が敷かれた通路の上での戦い
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籾殻が敷かれた通路に生えるキノコは、他の菌類との生存競争を繰り広げている。籾殻は保水性と通気性を高め、キノコにとって有利な環境を作り出す。特に、窒素が少なくグルコースが多い環境で優位となる。鶏糞などの施肥はこの環境を一変させる可能性がある。窒素が増えることで、キノコは競争に敗れ、分解しやすいセルロースは消費され、分解しにくいリグニンが残るかもしれない。いずれにせよ、菌類によるセルロース分解は熱を発生させるため、地温上昇は避けられない。知識を持つことで、一見ただのキノコも、微生物間の攻防という新たな視点で見ることができる。
白色腐朽菌とトリコデルマの戦い2
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白色腐朽菌とトリコデルマの生存競争において、培地成分が勝敗を左右する。硫安添加はトリコデルマを活性化させる一方、糖の種類も菌の繁殖に影響する。グルコース添加では白色腐朽菌、キシロースではトリコデルマが優勢となる。これは、米ぬかや糖蜜などデンプン質をキノコ培地に添加する既存のノウハウを裏付ける。つまり、窒素系肥料は控えめ、デンプン質は多めにするのが有効である。この知見はキノコ栽培だけでなく、堆肥作りにも応用できる可能性を秘めている。
白色腐朽菌とトリコデルマの戦い
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高C/N比の枝を堆肥化するには、窒素源が必要という通説への疑問を提起している。リグニン分解に必要な白色腐朽菌は、窒素過多だとトリコデルマ菌との競合に敗北し、分解が阻害される。木質堆肥に牛糞などを加える慣習は、速効性窒素によりトリコデルマを優位にし、リグニン分解を阻害する可能性がある。キノコの生育を観察すれば、窒素源が必要か判断できるはずで、土壌中には窒素固定菌も存在する。記事では、窒素源添加はむしろ有害である可能性を指摘し、自然界の分解過程に学ぶべきだと主張している。
イネ科緑肥の効果、再考
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露地ネギの畝間に緑肥マルチムギを導入したところ、ひび割れ多発土壌が改善し、ネギの生育も向上した。ひび割れの原因は腐植不足と水溶性成分蓄積(高EC)だが、マルチムギはこれらの問題を解決する。マルチムギは活性アルミナを無害化し、養分を吸収、土壌を柔らかくして排水性を向上させる。これにより、作物の発根が促進され、高EC土壌でも生育が可能になる。マルチムギとの養分競合も、基肥を発根促進に特化し、NPKを追肥で施すことで回避できる。結果として、発根量の増加は微量要素の吸収を促し、病害虫への抵抗性向上に繋がる。
マルチムギが劣化土壌に果敢に挑む
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肥料の過剰供給による土壌劣化と、それに伴うスギナ繁茂、ひび割れ、保水力低下といった問題を抱えた畑で、マルチムギ導入による土壌改善を試みた事例を紹介。休ませることのできない畑で、連作と速効性肥料により土壌が悪化し、アルミニウム障害を示唆するスギナが蔓延していた。ネギの秀品率も低下するこの畑で、マルチムギを栽培したところ、スギナが減少し始めた。マルチムギは背丈が低いためネギ栽培の邪魔にならず、根からアルミニウムとキレート結合する有機酸を分泌する可能性がある。これにより、土壌中のアルミニウムが腐植と結合し、土壌環境が改善されることが期待される。加えて、マルチムギはアザミウマ被害軽減効果も期待できる。
スベリヒユの持つCAM回路
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牛糞堆肥の土壌改良効果を植物ホルモンの視点から考察した記事です。窒素過多による植物の徒長や病害虫発生リスクを指摘し、牛糞堆肥の緩やかな窒素供給が健全な生育を促すと説明しています。特に、植物ホルモンのサイトカイニン、オーキシン、ジベレリンのバランスが重要で、牛糞堆肥は土壌微生物の活性化を通じてこれらのバランスを整え、根の成長、栄養吸収、ストレス耐性を向上させると主張しています。化学肥料の多用は土壌の劣化につながる一方、牛糞堆肥は持続可能な農業に貢献するとして、その価値を再評価しています。
塩類集積土壌でも平然とたたずむスベリヒユ
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牛糞堆肥の土壌改良効果に着目し、植物ホルモンの視点からそのメカニズムを考察している。牛糞堆肥は植物ホルモン様物質を生成する微生物の活動を促進し、植物の生育を促す。一方、化学肥料は土壌微生物の多様性を低下させ、植物ホルモン産生を阻害する可能性がある。土壌の物理性改善だけでは植物の健全な生育は難しく、微生物との共生関係が重要となる。牛糞堆肥は土壌微生物の活性化を通じて植物ホルモン様物質の産生を促し、結果として植物の生育を促進、病害抵抗性を高める効果が期待できる。現代農業における化学肥料偏重の風潮に対し、微生物生態系を重視した土壌管理の必要性を提唱している。
OLYMPUSのTGシリーズで広がる視野
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OLYMPUSのTGシリーズは、防水防塵耐寒機能に加え、夜間片手操作が可能で、堆肥場のような暗所での使用に最適です。 新バージョンではAモードや顕微鏡モードが追加され、塩類集積土壌の微細構造を捉えるなど、フィールドでの観察能力が向上しました。 実体顕微鏡並みの性能をコンパクトなボディに収め、携帯性と高倍率観察を両立しています。 目視では不可能なミクロの世界を気軽に覗けるTGシリーズは、人生を豊かにするツールと言えるでしょう。
ひび割れ環境でなんとか伸長したけれど
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ひび割れた過酷な土壌環境で、ノゲシやタネツケバナは stunted growth を示し、タネツケバナはアブラムシに覆われていた。これは、植物が周囲の環境を変えながら成長するとはいえ、厳しい環境では成長が阻害され、地力回復も期待できないことを示唆する。ひび割れた畑の休耕は、雨水による除塩以外に効果が薄く、植物が生育できる環境を整えることが重要となる。具体的には、休耕前に植物性の有機物を投入し、排水性と保水性を改善することでひび割れを解消し、植物の生育を促進、除塩や土壌改良を進める必要がある。写真に写る植物たちの状態は、休耕だけでは地力回復が難しいことを示す明確な証拠である。
あのノゲシが負ける土があるとは
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京都市内のひび割れた畑で、植物の生育状態を観察した。通常強いノゲシさえも、丈が低く生育不良だった。植物は根から環境を変えながら成長すると言われるが、この土壌ではどの植物も生育が困難なため、環境改善には至らない。この状況は、世界的な問題である農地の砂漠化を彷彿とさせる。植物が育たない土壌では、生態系が維持されず、砂漠化のような状態に陥ってしまうことを実感した。
川に落ちている石を頼りに肥料の鉱山を探す
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粘土鉱物を理解するために、筆者はまず「日本の石ころ標本箱」を参考に、仙台の名取川でゼオライトが採れることを知る。ゼオライトは土壌改良効果のある鉱物で、名取川上流に採掘鉱山があると記載されていた。Google Mapsで鉱山の場所を特定し、地質図を確認するも、海成堆積岩か非海成堆積岩か判別できなかった。仙台は元々は海であったことから、隆起した海成堆積岩と推測する。さらに土壌図も確認したが、特筆すべき点は見当たらなかった。これらの調査を通して、遠隔地にある鉱物の地質や土壌を特定することの難しさを実感する。
花崗岩が崩れ土になっていく
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棚倉西断層近くの山本公園の川で崖崩れを観察し、花崗岩が風化・侵食していく過程について考察した記録。崖崩れ現場は花崗岩質の深成岩地帯で、上流には丸みを帯びた花崗岩の転石が堆積していた。これは、川の流れによって角が取れ、砂や粘土が剥がれて下流に運ばれるため。この過程で石のミネラル分も水に溶け込み、下流の土壌形成に繋がる。つまり、崖崩れや石の丸まりは、土壌の起源を理解する上で重要な現象である。筆者は一年前に土壌の理解を深めるため川の上流を訪れ、今回の観察でその理解が深まったと振り返っている。
美味しいコメを求めて福島県の浅川町へ
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知人の出身地である福島県浅川町で局所的に美味しい米が収穫できるという話を聞き、地質に着目して現地を訪れた。美味しい米として知られる小滝のコメとの関連性を探るため、浅川町の地質を調べると、水田を囲む小山が超苦鉄質岩類で形成されていることが判明した。超苦鉄質岩類は米に必要な鉄やマグネシウムを豊富に含む一方、カリウムが不足しがちである。しかし、この地域では上流に阿武隈花崗岩が存在し、花崗岩由来のカリウムが川を通じて水田に供給されている可能性がある。つまり、超苦鉄質岩類と花崗岩の組み合わせが、米作りに理想的な土壌環境を作り出していると考えられる。実際に収穫された米の品質については、食べてみないと分からない楽しみとして残されている。
棚倉東断層の強アルカリ温泉
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棚倉構造線には東西二つの断層があり、西断層の温泉は弱アルカリ性だが、東断層の温泉はpH10程度の強アルカリ性を示す。強アルカリ温泉は粘土鉱物の影響が推測される。東舘付近では二つの断層の間に阿武隈花崗岩帯が入り込み、多数の断層が形成されている。東断層の南側には強アルカリ温泉が分布する。西側の滝の沢温泉は弱アルカリ性、東側の温泉は強アルカリ性という違いは興味深く、断層と温泉の関連性、特に東断層と強アルカリ温泉の関連性が注目される。この地域は大きな破砕帯に侵食作用が働いて形成されたもので、粘土鉱物の存在が強アルカリ温泉の生成に関係している可能性がある。
除草され尽くした(草にとって)の荒野で
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除草された畑で、ヤブガラシが1本生き残っていた。抜かれた際に土の上に放置され、不定根を生えて根付いたようだ。周囲に他の植物がないため、不安定な不定根の状態でも生育できている。ヤブガラシは繁殖力の強い植物だが、土壌が肥沃になると姿を消すという矛盾。その理由は、土壌が豊かになると、他の植物との生存競争に負けてしまうためと考えられる。
スギナの生き様
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スギナはアルミニウム耐性があり、酸性土壌で生育する。根から分泌する有機酸でアルミニウムを無害化し、土壌中のミネラルを回収する。葉の先端の溢泌液には余剰養分が含まれ、土壌に還元される。スギナは自ら生産量は少ないが、有機酸により土壌改良を行い、他の植物の生育を助ける役割を果たしている。その生き様は、繁殖だけでなく、環境への貢献という別の生きる意味を問いかけるようだ。
ヤブガラシは栽培者に何を伝えるのか？
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栽培地に生える草の植生は土作りの段階で変化し、栄養価の高い土壌ではナズナやホトケノザが増加する。これらの草は厄介な雑草の生育を抑えるため、土壌の環境が整うと雑草の種子が発芽しにくい状況になる。一方、日陰でひっそりと生えるヤブガラシは、土壌の栄養状態に関係なく生育できる。そのため、ヤブガラシの存在は、土壌の栄養状態が悪い、もしくは除草が十分に行われていないことを栽培者に示している可能性がある。ヤブガラシは、雑草の生育が旺盛な土壌よりも、ナズナやホトケノザなどのより丈夫な草が生える土壌で最後に残る可能性がある。つまり、栽培者が除草を怠っていると、ヤブガラシが土壌の健康状態に関する情報を提供している場合がある。
栽培環境は草達が教えてくれる
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土壌改良の指標として、特定の雑草の植生変化が有効である。酸性土壌を好むヤブガラシが減少し、微酸性〜中性の土壌を好むシロザ、ホトケノザ、ナズナ、ハコベが増加した場合、土壌pHが改善され、理想的なpH6.5に近づいている可能性が高い。これは、土壌シードバンクの考え方からも裏付けられる。 土壌pHの安定化は、炭酸塩施肥や植物性堆肥の蓄積によって実現するが、特に後者は土壌改良の他の要素向上にも繋がるため、植生変化は精度の高い指標となる。加えて、シロザは次世代の緑肥としても有望視されている。
苔は自然とこんもりしていく
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煉瓦は粘土を焼成した人工物で、主成分はケイ酸アルミニウム等を含む粘土鉱物。赤煉瓦の色は酸化鉄による。製法は、粘土を成形・乾燥後、800〜1200℃で焼成する。この高温焼成により、粘土鉱物は化学変化を起こし、硬く焼き固まる。多孔質構造で吸水性がある一方、耐火性・耐久性も備える。種類は、普通煉瓦、耐火煉瓦など用途に応じて多様。現在も建築材料として広く利用され、その歴史は古代メソポタミア文明に遡る。
木の根が山の土の流出を止めている…、ように見える
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森の木の根は、山から土壌の流出を防ぐ役割を果たしている。土壌の削れに耐える深い根のおかげで、木は根付き続け、土砂の落下を防ぐ。森の木々は、風化した岩石から生まれる土壌の保全に貢献している。しかし、土壌が過度に削られた場合は、根が地上部を支えきれなくなる。このように、森の生態系は、山の自然環境を維持し、土砂災害を防ぐ役割を担っている。
蛇紋岩とニッケル
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蛇紋岩は苦土と鉄を豊富に含み、栽培に有益と思われがちだが、土壌専門家はpH上昇とニッケルの過剰を懸念している。ニッケルは尿素分解酵素の必須元素だが、過剰は有害となる。しかし、稲作や蛇紋岩を含む山の麓の畑では、pH上昇やニッケル過剰の影響が異なる可能性がある。専門家が局所的な観点から欠点と捉える特徴も、より広範な視点から見直す必要がある。
大多数を占める日和見菌の振る舞い
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漫画『もやしもん』を参考に、土壌中の微生物、特に日和見菌の振る舞いについて解説しています。日和見菌は環境に応じて有益菌にも有害菌にも加担する性質があり、土壌環境が良い方向にも悪い方向にも一気に傾ける力を持っています。このため、未熟堆肥の利用は、熟成が進むか病気が蔓延するかの賭けとなる可能性があります。記事は、殺菌剤の使用は土壌環境の改善後に行うべきだと主張しています。なぜなら、殺菌剤の使用によって有害菌が耐性を得て、それが日和見菌に水平伝播した場合、深刻な事態を招く可能性があるからです。土壌環境の改善を優先することで、日和見菌を有益な方向に導き、健全な生育環境を維持することが重要です。
遺伝子の水平伝播
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遺伝子の水平伝播は、親から子への垂直伝播以外で個体間や種間で起こる遺伝子の移動です。微生物では、プラスミドによる遺伝子の移動が知られていますが、死んだ細菌から取り込むという手段もあると考えられています。この水平伝播により、微生物は抗生物質耐性などの便利な形質を容易に獲得でき、農薬開発などの対策を困難にします。また、いったん獲得した形質が水平伝播で維持されれば、その形質を捨てて増殖を改善するということも起こりにくくなります。そのため、微生物は耐性を保持したまま、長期間にわたって脅威となり続ける可能性があります。
リグニン合成と関与する多くの金属たち
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植物の細胞壁成分リグニン合成は、複数の金属酵素が関わる複雑な過程である。リグニンモノマー(モノリグノール)はペルオキシダーゼ(鉄)もしくはラッカーゼ(銅)により酸化され、重合を繰り返してリグニンになる。モノリグノールはベンゼン環を持ち、フェニルプロパノイドに分類される。フェニルプロパノイドは芳香族アミノ酸であるフェニルアラニンから合成され、その前段階として光合成(マンガン、鉄が必要)や、シロヘム(鉄)が関与するアミノレブリン酸合成経路が重要となる。このように、リグニン合成は鉄、銅、マンガン等の金属、そして光合成産物が必須である。
崩れてもなお硬い小石たち
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開聞岳周辺の畑土壌には、火山由来の硬い小石が多く含まれており、農業機械の刃を痛めるため厄介な存在となっています。これらの小石は、開聞岳の安山岩質の火砕物と推測され、風化途中のものも多く見られます。安山岩には、植物の生育に必要なミネラルが含まれており、風化によって土壌に供給されると期待されます。しかし、石の風化は時間がかかるため、農業経営上は速やかな風化と、溶け出した養分の保持が課題となります。
開聞岳から降ってきた恵み
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開聞岳付近の畑の土壌は、火山噴火由来の小石が多く含まれる未熟黒ボク土である。小石は安山岩質で、開聞岳の山頂付近に形成された溶岩ドームの噴火によるものと考えられる。安山岩は玄武岩より粘性が高く、開聞岳の安山岩は特に粘性が強いと推測される。安山岩の組成は斜長石が多く、雲母、角閃石を含み、石英は少ない。これらの鉱物は風化によって粘土やミネラルを供給するため、土壌にとって有益である。周辺の山の地質を理解することで、遠方でも土壌に関する情報を得る能力が向上する。
開聞岳付近の未熟黒ボク土
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鹿児島県開聞岳付近の畑は、小石が多くトラクターの摩耗が激しい。土壌は未熟黒ボク土または未熟土に分類され、20万分の1日本シームレス地質図によると、火砕流堆積物で形成されている。開聞岳周辺は特に小石が多く、離れるにつれて小石が減るため、火砕流が周辺に堆積し、火山灰が風に運ばれて広がったと推測される。土壌情報は日本土壌インベントリーで確認でき、関連する火山灰や黒ボク土の記事へのリンクも掲載されている。
抗生物質ストレプトマイシン
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ストレプトマイシンは放線菌由来の抗生物質で、真正細菌のリボソームを阻害することで選択的に殺菌する。DNAの設計図に基づきmRNAがタンパク質合成情報をリボソームに伝えるが、ストレプトマイシンはこの過程を阻害する。真核生物（動植物、菌類）のリボソームは構造が異なるため影響を受けず、農薬として使用した場合、作物には効かず、細菌にのみ作用する。しかし、作物や人体への副作用の可能性については進化論に関わるため、ここでは触れられていない。
放線菌と協働して軟腐病を減らす
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作物の病原性細菌は、クオラムセンシング（QS）と呼ばれる細胞間コミュニケーション機構を用いて、集団密度を感知し、協調的に病原性を発揮する。QSは、シグナル分子であるオートインデューサー（AI）の濃度変化によって制御される。AI濃度が一定閾値を超えると、細菌集団はバイオフィルム形成、毒素産生、運動性制御など、様々な病原性因子を一斉に発現し、植物に感染する。軟腐病菌は、N-アシルホモセリンラクトン（AHL）と呼ばれるAIを利用したQSシステムを持つ。AHLの産生を阻害することで、軟腐病菌の病原性を抑制できる可能性がある。また、植物側も細菌のQSを妨害する機構を備えている場合があり、これらを活用した新たな病害防除法の開発が期待されている。