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植物体内では、グルタミン酸からGABA（γ-アミノ酪酸）が合成される。GABAは細胞内pHの調節、浸透圧調節、防御物質、シグナル物質など様々な機能を持つ。グルタミン酸からGABAへの変換はプロトン消費反応であるため、細胞質の酸性化時にGABA生成が促進され、pHが上昇する。グルタミン酸は酸性アミノ酸だが、GABAは側鎖のカルボニル基が脱炭酸により除去されるため酸性ではなくなる。この反応とプロトンの消費により細胞内pHが上昇する。GABA生成は細胞内pHの調整機構として機能している。
大阪府高槻市原地区で肥料教室を開いています
グルタミン酸を前駆体とするGABA
福岡県八女市の春口農園さんの社内勉強会に呼ばれ肥料の話をしました
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京都農販は福岡県八女市の春口農園の社内勉強会で肥料の施肥設計について講演しました。NPKのみに注目した施肥設計は、後々に追肥や農薬散布のコスト増につながることを指摘。pH、EC、CECといった土壌環境を考慮した施肥設計の重要性を解説し、肥料・農薬コスト削減の理由を説明しました。窒素、pH、EC、腐植量などに関する詳細な記事へのリンクも紹介。今回の講演内容は、施肥設計の見直しによる農薬防除回数削減に繋がるもので、より詳しい内容は京都農販日誌で確認できます。
亜リン酸肥料、再考
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果実内発芽は、土壌中のカリウム欠乏が原因で発生する。カリウムは植物の浸透圧調節や酵素活性に不可欠であり、不足すると果実の糖度低下や組織の脆弱化を引き起こす。結果として、種子が果実内で発芽しやすい環境が整ってしまう。果実内発芽を防ぐためには、土壌への適切なカリウム供給が重要となる。土壌分析に基づいたカリウムの施肥管理や、カリウムを多く含む肥料の利用が有効である。
こと京都さんの社内研修で施肥設計の話をしました
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京都農販の取り組みとして、こと京都株式会社の社内研修で施肥設計の講義を行いました。以前、私が自営業になる前に同社で研修を担当したことがあり、今回はその復習に加え、各地で得た最新情報も共有しました。この研修は、以前と同様に京都農販との共同事業です。今回の研修内容が、こと京都の売上向上に少しでも貢献できれば幸いです。
スイセンが花をつけている
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1月に入り、寒さが増す中、スイセンが開花した。冬に咲く花の生態は不思議で、以前にも考察したことがある。生物学全体から見れば、解明された事柄は僅かだ。なぜスイセンが不思議かと言うと、この寒さの中で長い花柄を伸ばし、下向きに花を咲かせるからだ。花は大きく、種をつけないらしい。その理由が気になる。
アミノ酸肥料には動物性と植物性があるけれど、再考
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植物へのアミノ酸の効果は多岐に渡り、それぞれの種類によって異なる影響を与えます。グルタミン酸は光合成産物の転流促進やクロロフィル合成に関与し、グリシンもクロロフィル合成に寄与します。プロリンは浸透圧調整や抗酸化作用、乾燥ストレス耐性を高めます。アラニンは同様に浸透圧調整に関わり、バリン、ロイシン、イソロイシンは分枝鎖アミノ酸としてタンパク質合成や植物ホルモンの前駆体となります。リジンは成長促進や病害抵抗性向上に働き、メチオニンはエチレン合成に関与します。アスパラギン酸は窒素代謝や糖新生に関わり、フェニルアラニンはリグニンの合成や花の色素形成に関与。これらのアミノ酸は単独ではなく、相互作用しながら植物の成長や環境ストレスへの耐性に影響を与えます。ただし、過剰な施用は逆効果になる可能性もあるため、適切な量と種類を選ぶことが重要です。
SOY Shopの管理画面からの注文の商品登録の操作の見直しで登録作業の削減
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SOY Shop管理画面の注文商品登録操作を改善し、登録作業削減を実現。従来、商品検索でヒットしない場合のみ商品登録が可能だったが、部品名と規格で登録する際、規格違いの登録で画面遷移が必要となる問題が発生。そこで、検索結果に関わらず常に商品登録フォームを表示するように変更。例えば「ネジ」で検索すると全規格がヒットするが、新規格登録には別ページ遷移が必要だった。今回の改善で、検索後も商品登録フォームが常時表示されるため、規格違いの部品登録もその場でスムーズに行えるように。増加する部品規格への対応を効率化し、登録作業の手間を軽減。
年越しした河川敷の草
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真冬に河川敷で発芽した草の観察記録。寒さや川の水の冷たさにも負けず成長していた草だが、1月の本格的な寒波到来後、様子が変化した。葉の色が変わり、一部は壊死しているように見える。増水で川底の汚泥を浴びた可能性もあるが、寒さの影響も大きいと考えられる。以前に増水と寒波を経験した際も同様の兆候が見られた。時期外れの発芽は、やはり成長に不利なのか、今後の観察を続けたい。
植物ホルモンから再び牛糞堆肥による土作りの価値を問う
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植物ホルモン、サイトカイニンはシュートの発生を促進し、根の周辺に窒素系の塩が多いと発根が抑制される。これは、植物が栄養豊富な環境ではシュート形成を優先するためと考えられる。 農業において初期生育の発根は追肥の効果に影響するため、発根抑制は問題となる。慣行農法のNPK計算中心の施肥設計は、水溶性の栄養塩過多になりやすく発根を阻害する可能性がある。牛糞堆肥は塩類集積を引き起こし、特に熟成が進むと硝酸態窒素が増加するため、発根抑制のリスクを高める。 結局、NPK計算に基づく施肥設計は見直しが必要であり、牛糞堆肥の利用は再考を促す。
酸素供給剤を試した方から
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京都農販のTwitterで、酸素供給剤（過酸化石灰）を使った九条ネギのハウス栽培で成長に大きな差が出たことが報告された。酸素供給剤は水と反応し、消石灰と過酸化水素を発生させる。植物は過酸化水素からカタラーゼ反応で酸素を取り込み、同時に発生した消石灰は土壌pHを上昇させ、一部の微生物を殺菌する。これにより生育環境が改善され、肥料の吸収効率も高まる。酸素供給剤は土壌中で徐々に効果を発揮するため、大雨など病気になりやすい時期の予防にもなる。ただし、石灰であるため土壌中の石灰量に注意が必要で、過剰施用はカルシウム過剰による欠乏を引き起こす可能性があるため、pH調整には炭酸苦土などを代替利用すると良い。
光合成とグルタチオン
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グルタチオンはグルタミン酸、システイン、グリシンから成るトリペプチドで、植物の光合成において重要な役割を果たす。従来、光合成の副産物である活性酸素は有害とされていたが、グルタチオンの抗酸化作用との組み合わせが光合成を活性化し、植物の生育を促進することがわかった。グルタチオンを与えられた植物は、光合成産物の移動量も増加した。今後の課題は、グルタチオンの生合成経路の解明である。また、グルタチオンは免疫向上にも関与していると考えられている。
セリンの生合成
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光合成で生成されたグルコースは解糖系に入り、様々な物質に変換される。その中には、様々なアミノ酸の生合成に関わる中間体も含まれる。例えば、3-ホスホグリセリン酸はセリン、ピルビン酸はアラニン、アセチルCoAはロイシンなどの前駆体となる。さらに、クエン酸回路の中間体であるα-ケトグルタル酸はグルタミン酸へと変換され、そこから他のアミノ酸も合成される。つまり、光合成で得られた炭素骨格は、様々な経路を経てアミノ酸の生合成に利用されている。
システインの前駆体としてのアスパラギン酸
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植物ホルモンのエチレン合成に関わるメチオニンとシアン化水素の無毒化に関わるシステインの生合成経路を辿ると、両者ともアスパラギン酸を起点としていることがわかる。 メチオニンはアスパラギン酸とシステインから、システインはメチオニンとセリンから合成される。さらにセリンもアスパラギン酸から派生する。アスパラギン酸自体は、光合成産物であるオキサロ酢酸とグルタミン酸から生合成されるため、これらのアミノ酸は全て光合成産物に由来する。アスパラギン酸は様々なアミノ酸合成の起点となる重要な物質である。
システインによる青酸の無毒化
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植物ホルモンのエチレン合成過程で発生する毒性のシアン化水素（青酸）は、アミノ酸のシステインによって無毒化される。システインは側鎖の-CH2SHの硫黄(S)が反応し、シアン化水素を取り込んでβ-シアノアラニンに変換する。システインはタンパク質合成におけるジスルフィド結合以外にも、植物体内で発生する毒素の無毒化にも重要な役割を果たしている。これはアミノ酸の新たな機能を示す知見である。
抑制に働く植物ホルモン、エチレン
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植物ホルモンのエチレンは、アミノ酸のメチオニンから生合成される。メチオニンとは異なり窒素を含まない単純な構造のエチレンへの変換過程で、窒素の行方が疑問となる。エチレンは果実の熟成に関わることで知られるが、一般的には植物の成長や花芽形成を抑制する働きを持つ。
東芝ドラム式洗濯乾燥機の乾燥の仕上がりが落ちてきたので、ホコリ取りに挑戦
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東芝ドラム式洗濯乾燥機(TW-Z9500R)の乾燥機能が低下したため、3万円の修理を検討していたが、排気口のホコリ詰まりが原因と推測し、フレキシスネイクSPで清掃を試みた。東急ハンズで購入したフレキシスネイクSPを排気口に挿入し回転させると、湿ったホコリが大量に取れた。 数回繰り返した後、洗濯乾燥を行ったところ、乾燥機能が回復した。フレキシスネイクSPは排気口を傷つけることなくホコリを除去でき、高額な修理費用をかけずに問題を解決できた。
オーキシンの不活性化にアミノ酸
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植物ホルモン、オーキシン(IAA)はトリプトファンから合成され、その量の調節にはアミノ酸が関わる。IAAはアスパラギン酸、グルタミン酸、アラニン、ロイシンなどのアミノ酸と結合し、不活性化される。この「結合型IAA」はオーキシンの貯蔵形態と考えられ、必要に応じて加水分解され再び活性型IAAとなる。アセチル化もオーキシンの活性に影響する。つまり、アミノ酸はオーキシンと結合することでその作用を抑制し、植物におけるオーキシン活性を調節する役割を担っている。
植物にとって最重要な植物ホルモン、オーキシン
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植物と土壌微生物は共生関係にあり、互いに利益を与え合っている。植物は光合成産物を微生物に提供し、微生物は植物が必要とする栄養素を供給する。特に、植物の根圏は微生物の活動が活発な場所で、植物は根から分泌物を出して特定の微生物を集め、独自の微生物叢を形成する。窒素固定細菌は空気中の窒素を植物が利用できる形に変換し、菌根菌はリン酸などの栄養吸収を助ける。また、植物成長促進根圏細菌(PGPR)は植物ホルモンを産生したり、病原菌から植物を守ったりするなど、様々な形で植物の成長を促進する。このように、植物と土壌微生物の相互作用は植物の生育に不可欠である。
防御の基礎は芳香族のアミノ酸にあり
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植物ホルモンのサリチル酸生合成の解明をきっかけに、芳香族アミノ酸であるチロシンとフェニルアラニンの関係が注目された。チロシンはベンゼン環にヒドロキシ基を持つのに対し、フェニルアラニンは持たない。動物ではフェニルアラニンからチロシンが合成される。植物では、シキミ酸経路においてシキミ酸からプレフェン酸を経て、チロシンとフェニルアラニンが合成される。また、サリチル酸生合成に関わるコリスミ酸もシキミ酸経路で生成される。シキミ酸経路は植物色素、リグニン、ABAなど様々な物質の合成に関与している。
防御の植物ホルモン、サリチル酸
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植物ホルモンのサリチル酸は、病原菌感染時に植物体内で合成され、免疫応答を誘導するシグナル分子として働く。サリチル酸はフェニルアラニンまたはコリスミ酸から生合成される。病原菌侵入時に増加し、防御機構を活性化する酵素群の合成を促す。また、メチル化により揮発性となり、天敵を誘引したり、近隣植物の免疫を活性化させる可能性も示唆されている。この作用はプラントアクティベーターという農薬にも応用されている。
個々のアミノ酸は植物にどのような効果をもたらすのか？
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アミノ酸はタンパク質の構成要素であるだけでなく、個々のアミノ酸自体が植物に様々な影響を与える。例えば、プロリンは乾燥ストレス時に細胞内に蓄積し、植物の耐性を高める。また、チロシンは植物ホルモンであるサリチル酸の前駆体であり、サリチル酸は植物の病害抵抗性や成長に関与する。このように、アミノ酸は単なる材料ではなく、植物の様々な生理機能に直接関わる重要な役割を担っている。
有機態窒素とは何ですか？
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有機態窒素とは、肥料中の炭素(C)と窒素(N)を含む有機化合物、主にタンパク質、ペプチド、アミノ酸です。植物は窒素を無機態で吸収すると考えられていたため、有機態窒素は土壌中で無機化される過程でゆっくりと肥効を発揮するとされていました。家畜糞堆肥にも、未消化の飼料や微生物の死骸などに由来するタンパク質が含まれるため、有機態窒素を含んでいます。
黒ボク土は栽培しにくい土なのか？再考
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黒ボク土は排水性、保肥力が高く、土が固くなりにくい利点を持つ一方で、活性アルミナが出やすく、養分を溜め込みやすく、pHが低くなりやすいとされる。しかし、活性アルミナは腐植で対処可能で、養分の蓄積は減肥で、pH低下は良質な肥料で解決できる。つまり、黒ボク土の欠点は適切な管理で克服できるため、栽培しにくい土ではないと言える。むしろ、これらの特性を理解し適切に対処すれば、高塩ストレスを回避し秀品率向上に繋がる。黒ボク土へのネガティブなイメージは、黒ボク土中心の技術書が原因であり、他の土壌と比較すれば、黒ボク土の利点の多さが際立つ。
鉱物の風化と植物の死が石を土へと変える
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岩石が風化して粘土鉱物となり、更に植物の死骸が分解された腐植と結合することで、植物にとって良好な土壌環境が形成される。腐植と粘土鉱物は互いに分解を防ぎ合い安定した状態を保ち、作物の生育を促進する。植物のリグニンは、植物体を固くする役割を持つと同時に、分解されて土壌中で鉱物と馴染み、土壌改良に貢献する。この自然界の精巧なメカニズムは、偶然か必然かは不明だが、絶妙なバランスの上に成り立っており、このバランスが崩れると土壌環境は容易に変化する。腐植と粘土鉱物の結合、リグニンの分解による土壌改良効果など、自然界の巧妙な仕組みが土壌の肥沃度を高めている。
同型置換で粘土鉱物の持つ保肥力を高める
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粘土鉱物の保肥力向上に寄与する同型置換について解説。Si四面体やAl八面体構造において、Si⁴⁺がAl³⁺、Al³⁺がMg²⁺などに置換されることで、全体が負に帯電する。この負電荷が養分を引き付けるため、保肥力が高まる。置換されたAl³⁺は水と反応し、水酸化アルミニウムAl(OH)₃とH⁺を生成する。この水酸化アルミニウムは、正長石からカオリナイト(1:1型)が形成される過程にも関与する。同型置換は粘土鉱物の風化過程で発生し、2:1型から1:1型への変質にも関連している。
粘土鉱物の構造
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粘土鉱物はSiO四面体とAl八面体の組み合わせで、1:1型（カオリナイト等）と2:1型（モンモリロナイト等）がある。層間の水（層間水）の広さが保肥力(CEC)に関係し、モンモリロナイトの方がCECが高い。SiO四面体は珪素(Si)を中心とした四面体構造、Al八面体はアルミニウム(Al)を中心とした八面体構造で、これらが層状に重なって粘土鉱物を形成する。粘土質土壌でも、粘土鉱物の種類によって保肥力は異なるため、期待する効果が得られない場合もある。
ミツバチがイチゴのハウス内を飛び回っています
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イチゴハウスで受粉のために飛び回るミツバチを目撃し、近年のミツバチ減少と殺虫剤の影響について考えさせられた。ハウス栽培では密空間のため、殺虫剤の影響が残りやすい。受粉期には殺虫剤を使用しないが、浸透移行性農薬の影響が残存している可能性がある。旬でない時期に需要のあるイチゴを無農薬栽培で安定供給するのは困難だが、農薬使用量削減は重要だ。治療薬ではなく予防薬として農薬を使用することで削減は可能。そのためには肥料や堆肥の選定が重要で、土壌への理解、ひいては「土とは何か？」という農業哲学に繋がる。土壌と肥料、農薬の関係性を理解し、施肥設計を見直すことで、農薬防除の回数を減らし、持続可能な農業を目指せる。