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荒れ地に最初に進出するパイオニア植物であるハギは、痩せた土地でも生育できるたくましい植物です。その秘密は根粒菌との共生にあります。根粒菌はハギの根に瘤を作り、空気中の窒素を植物が利用できる形に変換します。この窒素固定のおかげで、ハギは栄養の乏しい環境でも成長できるのです。ハギは、荒れ地で窒素を蓄積することで土壌を豊かにし、他の植物の生育を助けます。森林が火災などで破壊された後、ハギはすみやかに繁殖し、森の再生に重要な役割を果たします。また、その美しい花は秋の七草の一つとして人々に愛され、蜜源植物としても利用されています。このように、ハギは厳しい環境に適応し、生態系にも貢献する、見た目以上に力強い植物なのです。
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森林の縁は、異なる環境条件への適応を示す植物の棲み分けが観察できる貴重な場所です。光を好む陽樹は林縁部に、 shade-tolerant な陰樹は林内深くに分布します。この棲み分けは、光合成効率、乾燥耐性、成長速度といった樹木の性質の違いによって生まれます。特に、陽樹は速く成長して光を確保する一方、陰樹は少ない光でも生き残れる能力を持っています。林縁部の植物は、強い風や乾燥、温度変化といった厳しい環境にも耐える必要があります。これらの要素が複雑に絡み合い、森林の縁に多様な植物の帯状分布を作り出しているのです。
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ツルマメは、縄文時代から食材として利用されていた可能性があり、その生命力の強さが当時の人々にとって魅力的だったと考えられます。ツルマメは、周りの植物に巻き付いて成長することで、安定した収穫を期待できる貴重な食料資源だったのでしょう。現代の味噌や醤油といった発酵文化の礎となった大豆も、ツルマメのような野生種から選別・改良されてきたと考えられています。ツルマメは、周りの植物に巻き付くことで、自らの成長を支える強さを持ち、その特性が安定した食料確保に繋がったと考えられます。栄養価だけでなく、人類の食文化の発展にも貢献してきたマメの歴史にロマンを感じます。
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ノアズキは、黄色い花を咲かせた後に扁平な莢を形成するマメ科のつる性植物です。観察によると、花は一日花で、ハチなどの昆虫による受粉で結実します。若い莢は緑色で、内部には数個の種子が並んで入っています。成熟すると莢は茶色く乾燥し、 eventually twisting to release the seeds. 種子は黒褐色で、光沢のある表面を持ちます。ノアズキは他のマメ科植物と同様に、根粒菌との共生により窒素固定を行います。繁殖力旺盛で、他の植物に絡みつきながら生育域を広げます。近縁種にヤブツルアズキが存在し、判別には葉の形や莢の表面の毛の有無が手がかりとなります。
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田んぼの稲の根元に白い糸状のマットが見つかった。これは植物の根でも糸状菌でもなく、アミミドロのような藻類ではないかと推測される。写真のマットは糸状のものが重なり合っており、水田に水が入った際に増殖したアミミドロが、水が引いた後に漂白されて残った可能性が考えられる。観測場所は住宅地の中で、窒素やリン酸が豊富な用水路が近くにあるため、アミミドロが繁殖しやすい環境であると考えられる。
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桜の落葉が早く、クヌギはまだ落葉していないことに気づき、夏の環境ストレスが原因ではないかと考察している。ウェザーニュースの記事によると、長梅雨や猛暑で桜が夏バテを起こし、落葉が早まることがあるという。通常、クヌギのようなブナ科の樹木より桜の方が落葉は遅いはずだが、今年は逆転現象が起きている。この早期落葉は森林全体の光合成量を減少させ、二酸化炭素固定量にも影響を与える可能性がある。異常気象の加速により、この状況からの脱却は困難になるかもしれないと懸念を示している。
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街路樹のクヌギの幼木の根元に、エノコロ、メヒシバ、スギナが生えている。これは、スギナをマルチムギが囲む「鉄の吸収とアルミニウムの無毒化」で見た状況に似ている。幼木は健全なので、エノコロなどの草が生える環境は、木の根付きに良い影響を与えるのだろうか？という疑問が生じた。公園の植林木を観察すれば、この疑問を解消できるかもしれない。
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道端に大きなドングリが落ちていた。おそらくアベマキかクヌギだろう。なぜ大きなドングリが早く落ちるのかというと、アベマキのような大きなドングリは受精後、翌年に堅果ができる2年型であるのに対し、コナラのような小さなドングリは受精後、同じ年の秋に堅果ができる1年型だからだ。既に春のうちにブナ科らしき木に目をつけているので、今年もドングリ拾いをして、木や森林についての教材を探しに行く予定だ。
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イネの葉面常在菌が合成するマンノシルエリスリトールリピッド（MEL）は、いもち病対策の鍵となる。MELは脂質と糖から合成されるが、脂質源は葉のクチクラ層を分解することで得られた脂肪酸、糖は葉の溢泌液に由来すると考えられる。つまり、常在菌はクチクラを栄養源として増殖し、MELを生産する。MELがあると様々な菌が葉に定着しやすくなり、いもち病菌のα-1,3-グルカンを分解することで、イネの防御反応を誘導する。このメカニズムを機能させるには、健全なクチクラ層と十分な溢泌液が必要となる。周辺の生態系、例えば神社や古墳の木々なども、有益な菌の供給源として重要な役割を果たしている可能性がある。
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いもち病菌の感染を防ぐため、酵母が葉の上にあることが有効かもしれない。しかし、葉面常在菌のある酵母が高濃度だと、トマトの葉を枯らすことが確認されている。これは、酵母が持つ酵素がクチクラ層の脂質を分解し、植物の防御機能を弱めるためだ。クチクラ層は、雨や病原菌から植物を守る重要な役割を果たす。つまり、いもち病対策として酵母を利用するには、濃度管理など、慎重なアプローチが必要となる。なぜ葉面常在菌がクチクラ層を分解するのかは、今後の記事で考察される。
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いもち病菌の感染を防ぐため、イネの葉面に有益な微生物を定着させる方法が模索されている。いもち病菌はα-1,3-グルカンでイネの免疫を回避するが、ある種の細菌由来酵素はこのグルカンを分解できる。そこで、葉面にこの酵素を持つ細菌や、その定着を助ける酵母を常在させることが有効と考えられる。農業環境技術研究所の報告では、酵母が生成する糖脂質MELが、コムギの葉面へのバチルス属細菌の定着を促進することが示された。この知見を応用し、酵母が葉面を占拠した後、α-1,3-グルカン分解酵素を持つ微生物が定着する流れを作れば、いもち病の発生を抑制できる可能性がある。残る課題は、いかにして酵母を葉面に定着させるかである。
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矢野・若山の論文は、細菌型α-1,3-グルカナーゼの特性を解析したものです。糸状菌の細胞壁主要成分であるα-1,3-グルカンを分解するこの酵素は、菌類の生育を抑制する可能性を秘めています。論文では、バチルス属細菌由来のα-1,3-グルカナーゼ遺伝子を大腸菌で発現させ、精製した酵素の特性を調べました。最適pHは6.0、最適温度は50℃で、α-1,3-グルカンを特異的に分解することを確認。生成物は主にグルコースとニグロースで、他のグルカナーゼとは異なる切断様式を示しました。この酵素は、糸状菌による植物病害抑制に役立つ可能性が示唆されています。
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長雨による日照不足で稲のいもち病被害が懸念される中、殺菌剤使用の是非が問われている。殺菌剤は土壌微生物への悪影響や耐性菌発生のリスクがあるため、代替策としてイネと共生する窒素固定菌の活用が挙げられる。レンゲ栽培などで土壌の窒素固定能を高めれば、施肥設計における窒素量を減らすことができ、いもち病への抵抗性向上につながる。実際、土壌改良とレンゲ栽培後の稲作では窒素過多の傾向が見られ、減肥の必要性が示唆されている。今後の課題は、次年度の適切な減肥割合を決定することである。
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水田に生える細長い丸い草は、おそらくホタルイ。イネより背丈が低く、競合している様子もないため、放置しても影響はなさそう。イネの生育が弱い場所に生える傾向があり、土壌の物理性を改善すれば発生を抑えられると考えられる。他の水田雑草についても調査したいが、観察している田んぼでは目立った雑草がなく、水田除草の知識が深まらないのが現状。
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中干しなし、レンゲ後の稲作では、田の水が澄み、雑草が少ない。オタマジャクシが藻や若い草を食べることで除草効果が出ている可能性がある。オタマジャクシは成長後、昆虫を食べるようになるため、稲への影響は少ない。一方、中干しを行う慣行農法では、除草剤を使用する必要があり、コストと手間が増える。さらに、冬季の耕起は米の耐性を下げる可能性もある。中干しなしの田んぼは、オタマジャクシの働きで除草の手間が省け、環境にも優しく、結果としてコスト削減に繋がる可能性がある。
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農環研ニュースNo.107(2015.7)は、水田で使用される農薬がアマガエルの幼生（オタマジャクシ）に与える影響を調査した。アマガエルはイネの害虫を捕食するため、農薬の影響評価は重要である。実験では、幼生の発育段階ごとに農薬への感受性を調べた結果、変態前の幼生は変態後の幼生や成体よりも農薬感受性が高いことがわかった。特に、初期幼生は農薬の影響を受けやすく、死亡率や発育阻害が顕著であった。一方、変態が近づくと農薬耐性が向上する傾向が見られた。この研究は、水田生態系における農薬の影響を理解し、適切な農薬使用を考える上で重要な知見を提供する。
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牛糞堆肥は土壌改良に有効だが、施用量や方法を誤ると弊害が生じる。未熟な牛糞堆肥はアンモニアガス害で植物を枯らし、土壌中の酸素を奪う。また、牛糞堆肥に含まれる窒素過多は硝酸態窒素の流出による地下水汚染、生育障害、軟弱徒長を引き起こす。さらに、過剰な塩類集積はEC値の上昇を招き、生育阻害や養分吸収阻害につながる。適切な施用量を守り、完熟堆肥を使用する、土壌分析に基づいた施肥設計を行うなどの対策が必要である。加えて、牛糞堆肥はリン酸、カリウムなどの養分過多にも繋がり、土壌バランスを崩す可能性もあるため、注意深い施用が求められる。
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JIRCASが窒素肥料6割減でも多収小麦の品種改良に成功した。土壌中のアンモニア態窒素を硝酸態窒素に変える生物的硝化作用(BNI)を抑制することで、水質汚染や温室効果ガスである一酸化二窒素の排出を抑える。一方、牛糞の過剰施肥は土壌劣化を招き、植物の生育を阻害し、BNI促進や二酸化炭素固定量の減少につながる。SDGsの潮流で環境意識が高まる中、こうした窒素肥料施肥の悪影響に関する情報が増えれば、牛糞土壌使用のこだわり野菜の価値が下がる可能性がある。有機農業への転換など、早めの対策が必要だ。
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SOY Shopのタグクラウドプラグインに、タグ候補のカテゴリ分け機能が追加されました。タグ数増加に伴うユーザビリティ向上のため、候補をカテゴリで絞り込めるようになりました。アップデート版パッケージはsaitodev.co/soycms/soyshop/からダウンロード可能です。以前公開されたタグクラウドプラグイン(記事ID:4008)の機能拡張となります。
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乾土効果は、冬季に土を乾燥させることで病害虫を抑制し、土壌構造を改善する伝統的な農法である。しかし、土壌生物全体への影響を考慮すると、その効果は限定的と言える。土壌乾燥は一部の病原菌や害虫の密度を低下させる可能性がある一方で、有益な微生物や土壌動物にも悪影響を及ぼす。結果として、土壌の生物多様性が低下し、病害虫に対する抵抗力が弱まる可能性もある。さらに、乾燥による土壌の物理性の変化は、必ずしも作物生育に有利に働くとは限らない。乾土効果を狙うよりも、土壌生物の多様性を維持・促進する土壌管理が、長期的には病害虫抑制と地力向上に繋がる。
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中干ししていないレンゲ米の田んぼには、オタマジャクシや正体不明の小さな水生生物など、多様な生き物が観察された。中干しをした田んぼではオタマジャクシは少なかった。オタマジャクシは将来カエルになり、稲の害虫であるウンカを捕食するため、その存在は益虫として喜ばしい。生物多様性は、病気や害虫被害の抑制に繋がるため、多様な生物の確認は安心材料となる。中干し不要な田んぼは、炭素貯留効果が高く、農薬散布量も少ないため、SDGsの理念にも合致する。
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カルシウム過剰は、土壌pHの上昇を通じて鉄、マンガン、ホウ素、亜鉛、銅などの微量要素の吸収阻害を引き起こし、様々な欠乏症を誘発する。特に鉄欠乏は植物の生育に著しい悪影響を与える。一方、カルシウム自体は細胞壁の形成や酵素活性など、植物の生理機能に不可欠な要素である。土壌中のカルシウム濃度だけでなく、他の要素とのバランス、土壌pH、植物の種類によって最適なカルシウム量は変化する。過剰なカルシウムは、他の必須栄養素の吸収を阻害し、結果的に「カルシウム過剰によるカルシウム欠乏」という現象を引き起こす可能性がある。
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稲作では収穫後の稲わらの土壌還元が地力向上に重要だが、腐熟促進に石灰窒素を使う方法に疑問が提示されている。石灰窒素はシアナミドを含み、土壌微生物への影響が懸念される。稲わら分解の主役は酸性環境を好む糸状菌だが、石灰窒素は土壌をアルカリ化させる。また、シアナミドの分解で生成されるアンモニアが稲わらを軟化させ、速効性肥料成分が増加し、作物に悪影響を与える可能性も指摘されている。さらに、カルシウム過剰による弊害も懸念材料である。これらの点から、稲わら腐熟への石灰窒素施用は再考すべきと提言している。
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レンゲの播種は稲刈り直後が最適。遅れるとレンゲの生育不良に繋がり、緑肥効果や雑草抑制効果が低下する。稲刈り後、圃場が乾かないうちに速やかに播種することで、レンゲは水分を確保し発芽が促進される。特に晩生品種の収穫後は、播種時期が遅くなりやすい為、素早い作業が重要となる。播種方法は、散播が一般的だが、湛水状態での散播は発芽率が低下するため、田を落水させてから行う。覆土は不要だが、鳥害対策として軽く土をかける場合もある。播種量は10aあたり4kgが目安。レンゲ栽培は、化学肥料の使用量削減、土壌改良、雑草抑制などの効果があり、持続可能な農業を目指す上で重要な役割を果たす。
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基肥リン酸の効用は、発根促進とされてきたが、必ずしもそうではない。リン酸は土壌中で不溶化しやすく、植物が吸収できる形態は限られる。土壌pHが低いと鉄やアルミニウムと結合し、高いとカルシウムと結合して不溶化するため、施肥しても利用効率は低い。リン酸が初期生育を促進するのは、土壌のリン酸が少ないため、施肥により一時的に増えることで、菌根菌の繁殖が抑制されるためである。菌根菌は植物と共生しリン酸供給を助けるが、その形成にはエネルギーが必要となる。リン酸が豊富な初期生育期は菌根菌形成を抑制することでエネルギーを節約し、成長を優先できる。つまり、リン酸施肥による発根促進効果の根拠は薄弱であり、菌根菌との共生関係を阻害する可能性もある。