植物のミカタ

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家畜糞メタン発酵消化液の稲作における藁腐熟への活用が検討されている。その際、藁の腐熟を担う微生物（例：枯草菌）が、豪雪地帯の冬の田のような嫌気環境で活動できるか、また無機窒素を利用できるかという二点が疑問視された。一般に好気性と思われがちな枯草菌だが、PubMedの論文「Anaerobic growth of a "strict aerobe" (Bacillus subtilis)」によると、枯草菌は硝酸呼吸を行うことで嫌気的環境下でも増殖可能であることが示されている。この硝酸呼吸は無機窒素（硝酸）を利用するため、上記の二点の疑問を解消する。これにより、消化液を利用した藁の腐熟促進に期待が持てる。

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土壌改良した田んぼで、オタマジャクシからカエルになったばかりのカエルやヤゴを多数確認。周辺の田んぼより水位が高く、生育に適した環境が影響していると考えられる。害虫を捕食する生物が多いことは安心材料だが、中干しでこれらの生物がいなくなる田んぼを見ると、日本の食糧事情に不安を感じる。中干しの歴史は浅いという記事も参照。

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福井県越前市や鯖江市の田でアゾラ(アカウキクサ)が大量発生している様子が写真とともに紹介されています。筆者は、アゾラが絶滅危惧種であるにも関わらず、田を覆い尽くすほど繁殖していることに疑問を感じています。葉が赤く光合成に不利なはずのアゾラが繁茂しているのは、土壌の劣化が原因ではないかと推測し、除草剤を使う前に土壌改良をすべきではないかと述べています。

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中干しなしの田んぼにウスバキトンボが大量に集まっている。高い水位が原因か、カマキリ同様にトンボを惹きつける要因があるのか不明。もしトンボが産卵すれば、ヤゴが大量発生しジャンボタニシの稚貝を捕食する可能性がある。トンボが集まることを考えると、今の時期に水位を下げるのは得策ではないかもしれないが、ジャンボタニシの食害も懸念される。

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息子と夕方の田んぼ観察が日課。物理性改善した田には多様な生き物がおり、息子は夢中。筆者は稲の生育状況を確認中、カマキリが稲にいるのを発見。水面を泳いで稲に辿り着く姿を目撃。田んぼ周辺にはカマキリが多数。アメンボも多く、カマキリが捕食した昆虫の食べ残しをアメンボが食べる可能性を考察。カマキリの意外な一面に驚いた。

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今年の梅雨明けは記録的に早く、今後の異常気象が心配。特に農業用水不足が懸念される。対策として、畑作での浸水対策が重要。EFポリマーは保水性向上と土壌の多孔質化に役立つが、基肥と同時施肥が基本。緊急対策として、水没した畝間にEFポリマーを散布すると、粘土と集積し、保水性と通気性の高い土壌層を形成し、草抑え効果も期待できるかもしれない。

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フザリウム属は、硝酸塩利用能を持つ菌株が存在し、硝酸塩を利用できる。硝酸塩利用能欠損変異株の存在がその証拠。積極的に利用するかは不明だが、無機窒素を利用できない真菌との競合環境下では、フザリウム属が優位になる可能性が考えられる。

真菌は無機窒素を利用するか？の記事で、真菌のトリコデルマは無機窒素を直接利用出来るという内容にたどり着いた。ここで気になるのは、トリコデルマが無機窒素を直接利用出来る酵素を持つのであれば、競合するシイタケ菌はどうなのか？だ。この内容に関して、シイタケ菌と無機窒素で何らかの研究報告があるか？を調べてみたところ、古い論文ではあるが、盛永宏太郎著 - シイタケ菌糸のアミノ酸要求について(掲載雑誌や掲載日は不明)で下記のような記載があった。/*****************

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シイタケ菌が分泌する直鎖アルコールとは、炭素が鎖状に連なり、末端にヒドロキシ基を持つ脂肪族アルコール（H3C-(CH2)n-CH2-OH）のこと。炭素数が増えるほど水に溶けにくくなり、沸点・融点が高くなるなどの特徴がある。シイタケ菌が脂肪酸から直鎖アルコールを合成すると思われるが、硫安の添加によりトリコデルマが優位になる理由は不明。

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シイタケ栽培において、トリコデルマというカビが天敵。培地に糖が多いとシイタケが優位になるが、硫安が多いとトリコデルマが優位になる。これはシイタケ菌がトリコデルマを阻害する直鎖アルコールを合成するため。糖が多いと直鎖アルコールを多く合成できる。硫安がトリコデルマ優位にする理由は、直鎖アルコールの合成酵素に影響するか、直接無効化するかのどちらかだと推測。

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糸状菌の理解を深めるため、「カビ図鑑ー野外で探す微生物の不思議ー」を読んだ感想です。糸状菌は目視しづらく理解が難しいため、本書は野外での探し方まで解説されており、特にトリコデルマの探し方が参考になりました。実際にトリコデルマを探してみようと考えています。

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黒麹菌の一種である*Aspergillus niger*はオクラトキシンを合成する可能性があるが、焼酎製造に使われる*A. awamori*や*A. kawachi*といった黒麹菌は基本的にオクラトキシンを合成しない。ただし、*A. awamori*の一部にはオクラトキシンを合成するものが存在する。黒麹菌の誕生過程においては、オクラトキシンが混入していた可能性も考えられる。

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コウジカビが作るカビ毒、オクラトキシンについて調査。アフラトキシンを作るフラバスとオリゼーの関係から、味噌への混入の可能性を検討した流れで、他のマイコトキシンを調べてみた。オクラトキシンはオクラセウスやニゲル（黒麹菌）が生成し、ニゲルは酢の醸造に使われることから、酢のマイコトキシン問題も深掘りすることでコウジカビへの理解を深めたい。

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アフラトキシンは自然環境下で無毒化される可能性があり、Geminiによると酸化反応（過酸化水素による分解）と生物学的分解（特定の細菌や真菌による分解）が考えられる。特に、微生物が産生するラッカーゼやペルオキシダーゼなどの酵素がアフラトキシンを分解する可能性がある。白色腐朽菌と過酸化水素の関係から、味噌や醤油の発酵過程で過酸化水素が発生し、アフラトキシンが無毒化されるのかが疑問点として挙げられている。

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コウジカビ（オリゼー）は、毒素を出すフラバスを家畜化したもの。フラバスはアフラトキシンという有害なカビ毒を作る。オリゼーをどうやって得たのか？ 元々フラバスで味噌を作っていたのか、自然界にオリゼーがいたのか？ もし発酵過程でアフラトキシンが無毒化されるなら、その反応を知りたい。

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デオキシニバレノールはフザリウム属菌が生成するマイコトキシンで、真核生物の60Sリボソームに結合しタンパク質合成を阻害します。この阻害はリボトキシックストレス応答を引き起こし、セロトニン合成量の低下を招きます。セロトニン低下は食欲不振や体重減少を引き起こし、生活に支障をきたすほど深刻な症状に繋がる可能性があります。コムギのフザリウム感染リスクを減らすために殺菌剤の使用も検討されます。

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フザリウム属のカビが作るマイコトキシンの一種、デオキシニバレノールについて解説。これは作物（コムギ赤さび病の原因）と人体に有害で、セロトニンの合成に影響を及ぼす可能性がある。デオキシニバレノールはグルクロン酸化で無毒化される。

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生成AIが提示したカビ臭物質「2-メチルイソボルネオール」について解説。これは藍藻類が生成する物質で、フザリウム属の糸状菌由来の臭気とは異なる可能性が高い。しかし、カビ臭の一種として知識をストックしておくことに意義があると述べている。

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フザリウム属の糸状菌を培養すると独特の臭いがあるという話を聞き、カビ臭について調査。ゲオスミンという降雨後の地面の匂いを持つ化合物が見つかった。しかし、フザリウムがゲオスミンを合成するかは不明。フザリウムが合成する臭気は別のものと考えられる。

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観察しているアカメガシワの木の冬芽が動き始めた。暖かくなる4月になり、裸芽と呼ばれる剥き出しの芽が開き始めたのだ。中には既に赤い葉が折りたたまれており、これは秋にポリフェノールを合成・蓄積していたためである。冬芽にはポリフェノールが豊富に含まれていると考えられるため、漢方などへの利用が気になるところだ。

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京都府内320箇所のネギ栽培土壌の生物性分析から、土壌の生物性において菌寄生菌の存在が重要な要因であることが判明した。地質や土質、土壌消毒の有無は菌寄生菌の多寡に大きな影響を与えない一方、施肥設計に若干の関連性が見られた。殺菌剤の使用も菌寄生菌への悪影響は確認されなかった。今回の分析手法確立により、様々な管理作業や微生物資材の評価が可能となり、特に堆肥メーカーへの価値提供が可能になった。詳細は京都農販日誌の記事を参照。

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牛糞の初期発酵に関わる真菌は明確には特定されていないが、堆肥化プロセスから推測できる。堆肥化初期の糖分解段階では、アスペルギルス属（コウジカビなど）、ペニシリウム属、ムコール属などの真菌が関与し、発熱を伴う。温度上昇により真菌活性は低下し、好気性細菌が優位になる。 温度低下後のセルロース分解を経て、リグニン分解段階で再び真菌が活性化するが、牛糞の場合は窒素過多により白色腐朽菌の活動は限定的となる可能性があり、主要な真菌は不明である。

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牛糞は飼料の影響で糞生菌が少なく、排出直後は水分が多いため真菌の活動は不活発。菌が活動するには敷き藁などで水分調整が必要となる。しかし、敷き藁に牛糞の糞生菌の素となる菌はいない可能性があるため、牛糞分解の初期段階で活動する真菌の種類は不明。牛糞における糞生菌の発生メカニズムの解明が課題となっている。

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カカオ豆は渋み・苦みを持つため、発酵を経て食用となる。発酵過程では、バナナの葉で包まれたカカオ豆の表面が白/紫色から褐色に変化する。この色の変化は、フラボノイドの変化を示唆する。紫色はアントシアニン系色素、白色は紫外線吸収色素であるフラボノイドに由来すると考えられる。そして褐色は、フラボノイドが重合したタンニンによるものだ。発酵には酵母、乳酸菌、酪酸菌が順に関与し、乾燥工程では芽胞細菌が関与する。全工程で糸状菌も関与する可能性があるものの、影響は小さい。

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チョコレートの原料カカオ豆は、元々は渋くて苦いため、果肉部分のカカオパルプのみが食用とされていた。しかし、カカオ豆を発酵させることで渋みや苦みが軽減され、食用に利用されるようになった。発酵はバナナの葉に包むことで行われ、葉の常在菌がカカオ豆に移り発酵を促す。このプロセスは乳の発酵に似ている。カカオ豆の渋み・苦み成分であるポリフェノールやタンニンは、微生物によって分解されると考えられる。チョコレート製造の知見から、これらの化合物を分解する新たな方法が見つかる可能性がある。

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沖縄県国頭村に漂着した軽石は、伊豆諸島南方にある福徳岡ノ場の海底火山噴火に由来する。2021年の噴火はプリニー式噴火と呼ばれる大規模な噴火で、粘性の高い熔岩を噴出した。福徳岡ノ場は粗面安山岩質の海底火山が存在する地域である。漂着した軽石は噴火地点から遠く離れた場所にまで到達しており、海流の影響を大きく受けていることがわかる。軽石の漂流を理解するには、火山学だけでなく海洋学の知識も重要となる。

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沖縄県に漂着した軽石の成分分析によると、有害金属は検出されておらず、農業利用の基準値も下回っている。しかし、海水由来の塩化物イオン濃度が高く、農業利用には脱塩処理が必要。また、軽石の組成は産地によって異なり、福徳岡ノ場由来の軽石はSiO2含有量が少なく、CaO、Na2O、K2Oが多い。鉄の含有量は火山ガラスの色で判断でき、灰色は白色より鉄分が多い。今後、風化の影響や長期的安全性を検証する必要性があり、現時点では農業利用を推奨していない。産業利用も慎重な検討が必要。

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日向土は宮崎県で採取される軽石で、鹿沼土より硬く、一般的な鉢底石より柔らかいという特徴を持つ。筆者はこの中間的な硬さが土壌環境改善に有効だと考えている。日向土は特定の山の噴出物ではなく、御池ボラ（4600年前）から大正ボラ（1914年）まで様々な年代の軽石が含まれる。それぞれの軽石の起源が明確なため、日向土を詳しく調べれば軽石への理解が深まると期待されている。

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鉢底石に使われる軽石について、鹿沼土と比較しながら考察している。鹿沼土は脆い一方、鉢底石用の軽石は硬いため、採取地による性質の違いに着目。生成AIが提示した採取地候補のうち、榛名山軽石について調査を進めている。榛名山軽石は6世紀頃の噴出物で、鹿沼土よりも新しい。生成年代の違いが軽石の硬さに影響するのか疑問を呈し、今後の検証を示唆している。

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軽石の主成分である火山ガラスには鉄などの不純物が含まれ、水が作用することで酸化される可能性がある。酸化により火山ガラスが脆くなるかどうかは不明だが、不純物の酸化が風化に影響を与えるかもしれない。

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軽石の物理的風化は、凍結融解作用による可能性が高い。花崗岩は鉱物ごとの熱膨張率の違いで風化するが、軽石は鉱物の集合体ではないためこのメカニズムは当てはまらない。しかし、軽石には多数の孔があり、そこに水が入り込む。冬に水が凍結すると体積が増加し、軽石に圧力がかかる。これが繰り返されることで、軽石はひび割れ、細かくなり風化する。これは凍結融解作用と呼ばれ、含水量の多い岩石で顕著に見られる。霜柱による土壌の発達も、この作用の一種と考えられる。

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軽石を落葉抽出液（おそらくタンニンを含む酸性）に浸したところ、黒い鉱物が脱落し、軽石に穴が空いた。軽石の主成分である無色鉱物（石英、長石）は酸に反応しないため、脱落した黒っぽい鉱物は有色鉱物（角閃石か磁鉄鉱と推測）と考えられる。これらの有色鉱物は酸に反応し溶解することで軽石から脱落した可能性がある。結果として軽石表面に穴が空き、水の浸透による風化が促進されると考えられる。

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軽石の化学的風化における酸の作用を検証するため、ブナ科の落葉からタンニンを含む褐色液体を抽出し、軽石を3日間浸漬した。液体を拭き取った結果、微細な小石が脱落し、軽石表面には多数の穴が観察された。これは落葉抽出液、つまりタンニンによる酸の作用で風化が進んだ可能性を示唆する。しかし、更なる検証が必要であり、現段階では断定的な結論は避ける。

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庭の軽石の表面の茶色い部分は風化によってできた粘土鉱物ではないかと考え、軽石の風化を早める方法を模索している。軽石の主成分である火山ガラスは、化学的風化（加水分解）によって水と反応し、粘土鉱物に変化する。水に浸けるだけでは時間がかかりすぎるため、より効率的な風化方法を探している。

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アロフェンは火山灰土壌に特有の粘土鉱物で、リン酸吸収力が高く、植物の生育に重要です。微細な球状構造で、内部に空洞を持つため、保水性と通気性を両立します。また、陽イオン交換容量も高く、土壌肥沃度に貢献します。 しかし、リン酸を強く吸着するため、植物が利用しにくい形態で固定される欠点も持ちます。このため、アロフェン質土壌ではリン酸肥料の施用が重要となります。生成は火山ガラスの風化に由来し、腐植との相互作用も影響します。

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アカメガシワは落葉高木だが、観察によると緑色のまま葉を落とすことがある。これは木が葉から養分を回収せず落葉させるためと考えられる。落ち葉にはマグネシウムやマンガン等の養分が残っており、土壌の保肥力向上に繋がる。アカメガシワは先駆植物として、春に旺盛な吸水力で養分を吸収できるため、古い葉からの養分回収は必須ではないようだ。この特性は里山再生に役立つ可能性があり、土壌改良の観点からも有望な樹種と言える。

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アサガオは夏の一年草で、冬に葉を維持するのは難しい。しかし、紹介されているアサガオは12月にも関わらず、大きな葉をつけている。ただし、葉は部分的に紫色になっている。これは、光合成を抑えるためにアントシアニンを生成しているものの、カエデのように綺麗に紅葉できないため、まばらな紫色になったと考えられる。アサガオの葉の紫色は、冬の寒さに対する植物の反応を示していると言えるだろう。

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縮合型タンニンは、フラバン-3-オール（カテキン、エピカテキンなど）が重合したポリフェノール化合物です。これらの前駆体は、フラボノイド経路で生成されるジヒドロフラボノールから分岐して生合成されます。まず、ジヒドロフラボノールレダクターゼによってロイコアントシアニジンに還元され、さらにロイコアントシアニジンレダクターゼによってフラバン-3-オールへと変換されます。重合反応は、酸化酵素や非酵素的な反応によって進行し、複雑な構造を持つ縮合型タンニンが形成されます。この重合度はタンニンの性質に大きく影響し、タンパク質や金属イオンとの結合能力を高めます。

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土壌の保水性向上に関する新たな研究では、セルロースを低濃度水酸化ナトリウム下で凍結、クエン酸添加、溶解することで高強度構造を形成し、水や物質の出入りに優れた性質を持つことが示された。この研究から、霜柱と根酸の作用で土壌中でも同様の反応が起こり、保水性向上に繋がる可能性が示唆される。霜柱の冷たさと根酸がセルロースのヒドロキシ基周辺に作用することで、高pH条件下でなくても構造変化が起こる可能性があり、土壌の保水性向上に繋がる具体的な方法論の発見が期待される。

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キノン類は容易に還元され、ヒドロキノンになる。この性質を利用し、アカメガシワの葉では、フラボノイド生合成経路の中間体であるジヒドロフラボノールから酸化的に生成されるオーロンが、秋になりアントシアニジン合成が抑制されると、還元を受けてカテキンやタンニンへと変化する。キノンからヒドロキノンへの変換は可逆的で、酸化還元電位に依存する。一般的に、キノンは酸化剤として、ヒドロキノンは還元剤として機能する。アカメガシワの葉の褐変は、フラボノイドであるオーロンが酸化されたキノン体から、還元されたタンニンへと変化する過程を示唆しており、植物における酸化還元反応の興味深い一例と言える。

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アカメガシワの若葉に、たくさんのアリが集まっていました。アリは花外蜜腺に集まるとされていますが、葉の縁全体にもアリが分布しています。よく観察すると、葉の縁に沿って花外蜜腺らしき模様が多数見られました。アカメガシワの葉の縁には、至るところに花外蜜腺が存在する可能性があります。アカメガシワは、興味深い生態を持つ植物です。

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大型台風の上陸が迫る中、著者はイネの被害を懸念しています。台風の影響でイネが倒伏しないためには、穂の重さと茎の硬さが重要です。著者は減肥によって穂の重さを減らしていますが、さじ加減が難しいと感じています。災害への耐性は施肥時点で決まると考え、倒伏を緩和する対策を模索しています。しかし、効果的な策が見つからないことに落胆を表明しています。

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ミミズは一般に、耕盤層より上の層に生息すると考えられていますが、耕盤層に移動することがあります。研究では、耕盤層でミミズ孔が層状に形成されていることが観察されました。このことから、ミミズが耕盤層で繁殖し、新たなミミズ孔を形成している可能性が示唆されます。ミミズが耕盤層に移動する理由は、食物や湿気の追求、過酷な環境からの逃避などが考えられます。ミミズが耕盤層で繁殖することで、土壌に空気や水の浸透性が高まり、土壌構造が改善される可能性があります。

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近所の緑地で、枯れた葉を付けた細い木を見つけました。これは、根元で折れてしまったクヌギの幼木ではないかと思います。10年ほどかけて成長したと推測されますが、傾き具合から見ると、完全に折れてしまっているようです。健気に成長してきたのに、このような形で枯れてしまうのは、見ていて心が痛みます。

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水田では、イネの根圏（還元層）にメタン酸化菌が生息し、メタンを消費している可能性があります。イネの根量を増やすことで、根圏でのメタン消費量が増加し、大気へのメタン放出量が減少する可能性があります。初期生育時に発根を促進する土作り（タンニンなどの有機物の定着）を行うことで、酸化層の厚みが増加し、イネの根の発根が促進されます。これにより、メタン消費量が上昇し、メタンの放出量をさらに抑えることができます。

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水田では、酸化層でメタン酸化菌がほとんどのメタンを二酸化炭素と水に変換する。しかし、90％以上のメタンは大気中に放出されず、イネの根からの通気組織を通って排出される。また、メタンがイネの根に取り込まれると発根が抑制される可能性があり、これを回避するために中干しを行うという説がある。

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使用済みの麦茶パックを天日干しして中身を取り出そうとしたら、乾燥しにくくパックに張り付いていました。接写レンズで見てみると、シャボン玉のような泡が！これは麦茶の成分サポニンによるものかもしれません。サポニンが泡立ちの原因で、他の飲料水の粕よりも乾燥しにくいと考えられます。また、サポニンは土中の有機化合物に影響を与える可能性があり、コーヒー粕とは異なる効果をもたらすかもしれません。