植物のミカタ

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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。

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ツバメは、水田に入水する際に土の中から出てくる虫を食べます。糞のDNA分析によると、カメムシ、ハエ、ガガンボなどを食べているようです。近年、カメムシが大量発生していますが、ツバメが増えれば、被害が軽減される可能性があります。しかし、ツバメの餌場である水田が減少し、陸稲が増加すると、カメムシの被害は増加するかもしれません。水田の減少は、ツバメの餌資源を減らし、カメムシの天敵を減らす可能性があるからです。

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クリの木は、初夏に強い香りを放つ花を咲かせ、その蜜を求めて多種多様な昆虫が集まります。小さなハチから大きなハチまで飛び交い、鳥までもが蜜や昆虫を求めてやってきます。クリの花は、その豊富な蜜量によって多くの生き物を支え、生物多様性の維持に大きく貢献しています。 実際に、クリの花にはハチだけでなく、様々な昆虫とその天敵が集まり、複雑な食物連鎖を形成しています。クリやシイのような、多くの生き物を支える樹木を植えることは、生物多様性の保全に繋がる重要な取り組みと言えるでしょう。

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常緑樹のクスノキは、春に古い葉を落葉させますが、その葉には緑色の部分が残り、葉緑素が残っているように見えます。これは、クスノキが古い葉からマグネシウムなどの養分を回収せずに落葉させている可能性を示唆しています。もしそうであれば、クスノキは落葉を通じて周囲に多くの養分を還元していることになります。これは、森の生態系において極相種であるクスノキが、森に養分を供給する役割を担っていることを示唆しているのかもしれません。

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クスノキは常緑樹ですが、4月頃に古い葉が紅葉して落葉します。新しい葉が展開した後に、古くなった葉が赤くなり、地面に真っ赤な絨毯を作ることもあります。筆者はこれまでクスノキの紅葉に気づきませんでしたが、植物に興味を持つことで、今まで見過ごしていた自然現象に気づくことができました。関連記事では、葉が赤くなるメカニズムや、赤い葉を持つことで鳥に食べられやすくなるという研究が紹介されています。これらの記事を通して、紅葉という現象の奥深さを知ることができます。

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和歌山県紀北地方は、和泉山脈南麓に広がる和歌山平野に位置し、紀の川が流れる。瀬戸内海性気候で降水量が少なく温暖なため、桃の栽培が盛ん。紀の川は中央構造線に沿って流れ、結晶片岩の土砂を運ぶ。結晶片岩は水はけが良く、桃栽培に適した土壌となる。紀北地方を訪れた筆者は、結晶片岩と桃栽培の関係性を農業史の観点から探求したいと考えている。

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農業用パイプに使われる鋼は、石炭由来の瀝青炭から作られたコークスを用いて製造されます。コークスには鉄以外にも、酸化鉄、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタンなどの不純物が含まれています。これらの多くは肥料成分ですが、酸化チタンの影響は不明なため、更なる調査が必要です。

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田んぼでレンゲの播種むらにより、草の生育に差が出ている様子を観察しています。レンゲが密生している場所では、中心にイネ科の草が青々と育ち、レンゲに囲まれていない場所の同じ草は生育不良です。まるでレンゲとイネ科の草が共存関係にあるように見えます。レンゲが良好な環境を作り出し、イネ科の草が恩恵を受けている可能性も考えられます。この現象は、単なる肥料の撒きむらではなく、植物間の相互作用を示唆しているのかもしれません。

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川崎重工業が開発した新型ジョークラッシャ「AUDIS JAW™」は、鉄鋼スラグ処理に特化した破砕機です。従来機に比べ処理能力が高く、大きなスラグも破砕できるのが特徴です。電気系統の省エネ化や摩耗部品の長寿命化など、環境性能と経済性に優れた設計となっています。鉄鋼スラグを有効活用する上で、破砕処理の効率化は重要な課題であり、AUDIS JAW™はその解決策として期待されています。

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ヒイラギは、なぜ「木」に「冬」と書くのでしょうか？それは、ヒイラギの花が11〜12月の寒い時期に咲くという特徴を持つからです。樹木図鑑によると、ヒイラギ以外でこの時期に花を咲かせる木はなく、その特異性が「柊」という漢字の由来と考えられます。さらに、ヒイラギの花粉を媒介するのはアブであることが分かっています。また、「疼木」という漢字も当てられますが、これはヒイラギの葉の鋭さからくる痛みを表していると言われています。

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水田を乾田にすることでメタン発生は抑えられますが、鉄の溶脱が減り、下流の生態系や生物ポンプへの影響が懸念されます。水田は腐植蓄積によってメタン抑制と減肥を両立できるため、安易な乾田化ではなく、水田の特性を活かした持続可能な農業が重要です。また、畑作における過剰な石灰施用も、土壌劣化や温室効果ガス排出増加につながるため、土壌分析に基づいた適切な施肥が求められます。

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タンパク質は20種類のアミノ酸が結合してできており、その並び順で機能が決まります。活性酸素によるタンパク質の酸化は、特定のアミノ酸で起こりやすく、タンパク質の機能損失につながります。例えば、アルギニンは酸化によって塩基性を失い、タンパク質の構造や機能に影響を与えます。他のアミノ酸、メチオニンやリシンも酸化されやすいです。タンパク質は体を構成するだけでなく、酵素など生理反応にも関与するため、酸化による機能損失は深刻な問題を引き起こす可能性があります。

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哺乳類の大便の臭い成分は、スカトールやインドールなどのインドール環を含む化合物です。これらは、セロトニンやメラトニンのような神経伝達物質の代謝産物であると考えられています。インドールは、白色腐朽菌（キノコ）によって分解が促進されることが知られています。

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レンゲを育てている田んぼでは、レンゲ以外の雑草も霜の影響を受けています。写真に写っている草は、霜に当たっているにも関わらず、レンゲのように紫色になっていません。これは、すべての植物が寒さに反応してアントシアニンを生成するわけではないことを示しています。レンゲは低い位置にあるため霜の影響を受けにくく、他の植物は霜に直接さらされて強い寒さストレスを受けています。

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レンゲの葉が紫色になっているのは、霜によって葉が刺激され、アントシアニン合成が活発化したためと考えられます。アントシアニンはフラボノイドの一種で、重合するとタンニンのような働きをする可能性があります。記事では、タンニンが土壌中のタンパク質と結合し、窒素の可給性を低下させる可能性について考察しています。紫色になったレンゲの葉を土に漉き込むと、アントシアニンが土壌に影響を与える可能性があり、その影響については更なる調査が必要です。

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渋柿の渋みは、果実に含まれる「シブオール」というタンニンが、ミネラルと反応してミネラル吸収を阻害することで起こります。時間が経つにつれて渋みが減るのは、柿の熟成过程中に発生するアセトアルデヒドがタンニン同士を結合し、アセトアルデヒドは一部のタンニンがミネラルと反応するのを阻害するためです。この反応により、シブオールが水に溶けにくくなり、渋みが低減します。

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ノゲシの新葉は予想よりも早くアントシアニンを合成し始めた。中心部で展開した新葉は緑色だが、その縁の一部が紅色に変色している。これは、新葉でもアントシアニン合成が早期から開始されていることを示す。アントシアニンは、光合成産物から二次代謝によって合成され、植物体に紫外線などの有害な光線から保護する役割がある。

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霜が降りた朝、ヨモギの新葉にだけ多くの霜が付着している様子が描写されています。写真の新しい葉は、まだ赤く紅葉していません。これは、アントシアニンを合成する機能が、新しい葉ではまだ十分に発達していないためと考えられます。アントシアニンの合成は植物にとって負荷が大きいため、新しい葉は、まずは成長を優先しているのかもしれません。

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早朝に草むらを歩くと、草の葉に霜が降りて綺麗でした。特に、カラスノエンドウの巻き髭にも霜がついていたのが印象的でした。 よく見ると、巻き髭の付け根には霜が多いのに、先端には少ない。 これは、巻き髭の先端ほど表面の水分が少なく、霜ができにくいためでしょうか？ あるいは、先端の霜が先に溶けてしまった可能性もありますね。 真実が気になります。

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常緑樹であるシラカシの落ち葉に黄色い色素が残ることから、常緑樹の落葉にはカロテノイドの分解は必須ではない可能性と、常緑樹の落葉メカニズムへの疑問が生じます。常緑樹のクスノキは、日当たりの良い場所では葉が1年で半数落葉するそうです。これは、光合成時に発生する活性酸素による葉の老化が原因と考えられます。活性酸素は細胞にダメージを与えるため、過剰に発生すると葉の老化を早めます。活性酸素がエチレン合成を誘導し、落葉を促進している可能性も考えられます。今後の猛暑日増加に伴い、植物の酸化ストレスへの理解は重要性を増すと考えられます。

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常緑樹であるシラカシの落葉は、黄色い色素（カロテノイド）が残っていることから、落葉樹と常緑樹の違いは、秋頃の葉のカロテノイド消費量の違いではないかと考察しています。シラカシの葉はクチクラ層で覆われ光合成が抑えられているため、カロテノイド合成量が少ない、もしくはアブシジン酸合成能力が低い可能性が考えられます。これは、植物が過剰な光エネルギーから身を守る仕組みと関連している可能性があります。

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この記事では、落葉に関連して葉の脱色とアブシジン酸の関係について考察しています。葉緑素は分解されマグネシウムが回収されますが、カロテノイドの行方が疑問として提示されています。そこで、植物ホルモンであるアブシジン酸が登場します。アブシジン酸は休眠や成長抑制に関与し、葉の脱色にも関係しています。そして、アブシジン酸はカロテノイドの一種であるビオラキサンチンを前駆体として合成されます。記事は、脱色中の葉でビオラキサンチンからアブシジン酸が合成される可能性を示唆し、更なる考察へと続きます。

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トマト栽培において、「木をいじめる」技術は、植物ホルモンのアブシジン酸（ABA）の働きを利用し、意図的にストレスを与えることで収量や品質を向上させる方法です。具体的には、水やり制限や根切りなどが挙げられます。水やりを制限すると、トマトは乾燥ストレスを感じ、ABAを分泌します。ABAは気孔を閉じさせて水分の蒸散を防ぐとともに、果実への糖分の転流を促進し、甘くて風味の濃いトマトになります。根切りも同様の効果をもたらします。根を切ることで、トマトは危機感を覚え、ABAを分泌することで子孫を残そうとします。結果として、果実の肥大や糖度上昇などが期待できます。

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カンキツに見られる「回青」現象は、収穫後に果皮が緑色に戻る現象で、晩柑類に多い。特にバレンシアオレンジや河内晩柑で顕著に見られる。晩生の品種であるナツミカンよりも収穫時期が遅いバレンシアオレンジは、開花から400日も樹上で過ごし、二度夏を迎える。これは、ナツミカンが夏の前に収穫されるのとは対照的である。このように、カンキツの品種によって収穫時期や回青現象の発生頻度が異なり、その奥深さを改めて実感する。

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記事では、タンニンのタンパク質凝集作用が土壌中の窒素動態にどう影響するかを考察しています。タンニンは土壌中のタンパク質と結合し、分解を遅らせることで窒素の供給を抑制する可能性があるとされています。しかし、実際の土壌環境では、タンニンの種類や土壌微生物の活動など、様々な要因が影響するため、窒素動態への影響は一概には言えません。さらなる研究が必要とされています。