植物のミカタ

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イネ科緑肥の効果について、従来の窒素固定効果への疑問と、土壌物理性改善効果への注目を再考しています。マメ科と比較して窒素固定効果は限定的だが、多量の炭素供給による土壌有機物増加、団粒構造促進、保水性・排水性向上といった物理性の改善効果が大きい。特に、線虫抑制効果や、後作のリン酸吸収促進効果も期待される。ただし、イネ科緑肥単独での窒素供給は不足するため、堆肥など有機物との併用や、土壌窒素量への配慮が必要。緑肥投入後の土壌変化を理解し、適切な管理を行うことで、持続的な土づくりに貢献できる。

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草生栽培は、害虫防除に有効な可能性を秘めている。高齢農家は雑草を増やすと害虫も増えると考えるが、抵抗性誘導で害虫を防除できる。草が傷つくとジャスモン酸が合成され、ジャスモン酸メチルとして周辺に伝播し、作物の抵抗性を向上させる。スパイダーモアなどで通路の草を刈り、損傷させることで抵抗性誘導を促せる。刈る草も健康的に育てるため、肥料を与えて発根を促進するのが良い。ネギの畝間にマルチムギを生やすとアザミウマの被害が減った事例もあり、草を生やすこと自体が良い刺激になる可能性がある。ただし、草生栽培を行う前に、土壌を良い状態にしておくことが重要である。

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アブラナ科残渣すき込みによる土壌復活効果の考察から、トウモロコシ由来のフィトアンシピンDIMBOAに着目。DIMBOAは根から分泌され抗菌作用と有益根圏微生物の増殖促進効果を持つ。これを青枯病対策に応用するため、深根性緑肥ソルガムの活用を提案。ソルガム栽培によりDIMBOAを土壌深くに浸透させ、青枯病菌抑制と健全な根圏環境構築を目指す。しかし、果菜類栽培期間との兼ね合いが課題。解決策として、栽培ハウスと休耕ハウスのローテーションを提唱。休耕ハウスで夏にソルガムを栽培し、秋〜春に他作物を栽培する。連作回避で青枯病抑制と高品質果菜収穫を両立できる可能性を示唆。ただしDIMBOAの他作物病原菌への効果は未検証だが、有益根圏微生物の活性化による効果も期待できる。

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土壌消毒を見直すべき時期が来ている。深く耕すと病原菌が浮上する懸念があるが、土壌消毒剤は深部に届かない可能性がある。糖蜜やエタノールを用いた土壌還元消毒は深部の病原菌を減少させる効果がある。これは米ぬかによる土壌還元消毒と同じ原理で、嫌気環境下で有機物が分解される際に土壌の酸化還元電位が変化し、過酸化水素や二価鉄が生成され、ヒドロキシラジカルによる強力な滅菌作用が生じるためと考えられる。土壌改良材、米ぬか/糖蜜、酸素供給材を組み合わせ、マルチで覆うことで、病原菌の生育環境を改善できる可能性がある。連作を避け、ソルガムなどの緑肥を栽培すれば更に効果的。米ぬかは菌根菌増殖や食害軽減にも繋がる。

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鶏肉や魚粉に含まれる旨味成分、イノシン酸の関連物質であるイノシンが植物の発根を促進する。農研機構の研究で、イノシンが水耕栽培で根の発育を促すことが示された。イノシンはアミノ酸製造の副産物であり、黒糖肥料に多く含まれる可能性がある。発根促進は微量要素の吸収を高め、品質向上に繋がる。土壌劣化を回避し、微量要素が吸収しやすい環境を維持することが重要となる。アミノ酸廃液由来の発根促進剤も市販されている。発根促進でカリウム欠乏も軽減できるため、黒糖肥料は発根に有効。

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土壌のアルミニウム無毒化機構を持つMATE輸送体は、元々鉄の吸収を担うクエン酸輸送体から進化したとされる。この事実は、緑肥による微量要素吸収効率改善の可能性を示唆する。鉄は土壌中に豊富だが鉱物として存在し、植物が利用するには溶解という困難なプロセスが必要となる。しかし、緑肥は土壌から鉄を吸収し、葉にキレート錯体や塩として蓄積するため、鋤き込みによって土壌へ供給される鉄は利用しやすい形態となる。つまり、緑肥はアルミニウム耐性だけでなく、鉄をはじめとする微量要素の吸収効率向上にも貢献していると考えられる。この仮説が正しければ、緑肥栽培の事前準備にも影響を与えるだろう。

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風化斜面に生えたキノコは、樹木の根元の有機物を分解していることが示唆される。これは、植物の根が有機物量を増やし、キノコがそれらを分解することを目の当たりにする好例。このプロセスは、植物の成長、土壌の肥沃度、生態系のバランスに不可欠である。

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農研機構の研究では、タバコ由来の「ロリオライド」がナミハダニを始めとする害虫の生存率・産卵数を低下させることが明らかになりました。ロリオライドは殺虫作用を持たず、プラントアクティベータとして働きます。これは、作物の害虫に対する防御反応を示唆しています。 ロリオライドはカロテノイドを起源とし、カロテノイドが分解される際に生じます。植物は、害虫に対する防御反応の一環として、ロリオライドなどのプラントアクティベータを使用している可能性があります。この研究は、害虫防除のための新たな戦略につながる可能性があります。

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イネ科緑肥の根から分泌されるムギネ酸類は、アレロパシー物質として雑草抑制効果を持つとされてきた。しかし、ムギネ酸類は鉄キレート化合物であり、鉄欠乏土壌で鉄を吸収するための物質である。鉄欠乏土壌では、ムギネ酸類の分泌により雑草も鉄欠乏に陥り、生育が抑制される。つまり、ムギネ酸類自体は直接的なアレロパシー物質ではなく、鉄欠乏を介した間接的な効果である可能性が高い。実際、鉄欠乏でない土壌ではムギネ酸類による雑草抑制効果は確認されていない。したがって、イネ科緑肥のアレロパシー効果は、土壌の鉄の状態を考慮する必要がある。

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スギナは酸性土壌を好み、活性アルミナが溶出し他の植物の生育を阻害するような環境でも繁茂する。これはスギナがケイ酸を多く吸収する性質と関係している可能性がある。酸性土壌ではケイ酸イオンも溶出しやすく、スギナはこれを利用していると考えられる。イネ科植物もケイ素を多く蓄積することで知られており、スギナも同様にケイ酸を吸収することで酸性土壌への適応を可能にしているかもしれない。また、スギナ茶を飲んだ経験や、土壌の酸性度に関する考察も述べられている。

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黒糖肥料の流行の背景には、土壌微生物の餌としての役割がある。黒糖肥料はアミノ酸生成菌による発酵を利用しており、酵母を用いたアミノ酸合成研究との関連性が想起される。しかし、実際の製造過程で酵母が使用されているかは不明。一方、味の素のグルタミン酸製造はコリネバクテリウム属の細菌を用いており、黒糖肥料もこの技術を応用し、グルタミン酸抽出後の残渣を活用している可能性が高い。これは黒糖肥料のグルタミン酸含有量が多いことの説明となる。さらに、グルコースから脂肪酸合成を制限することでグルタミン酸合成を促進するメカニズムが紹介されている。

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エノコロ（ネコジャラシ）が繁茂した畑は、次作の生育が良いという師の教えの背景には、エノコロのアレロパシー作用と土壌改善効果があると考えられる。エノコロはアレロケミカルを放出し、土壌微生物叢に影響を与える。繁茂したエノコロを刈り込み鋤き込むことで、土壌に大量のアレロケミカルが混入し、土壌消毒効果を発揮する。さらに、エノコロの旺盛な発根力は土壌の物理性を改善し、排水性・保水性を向上させる。これらの相乗効果により、病原菌を抑え、有益な微生物が優位な環境が形成され、次作の生育が促進されると考えられる。稲わらから枯草菌が発見されたように、エノコロわらにも有益な細菌が存在する可能性がある。

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この記事では、ハッショウマメ（ムクナ）というマメ科植物のアレロパシー作用について解説しています。ハッショウマメはL-ドパという物質をアレロケミカルとして分泌します。L-ドパは神経伝達物質ドーパミンやアドレナリンの前駆体で、広葉雑草の生育阻害や昆虫の殻の硬化阻害といった作用を持ちます。人間は体内でチロシンからL-ドパを合成できるため、摂取の必要はありません。アレロパシーに関する書籍「植物たちの静かな戦い」も紹介されており、農業における緑肥活用の可能性を示唆しています。関連として、ヒルガオ科植物の強さについても言及されています。

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ネギとマルチムギ（コムギ）の混作で、劣悪土壌の改善、アザミウマ防除、ネギ生育向上に成功した事例から、コムギのアレロパシー物質DIMBOAに着目。DIMBOAは広範囲の病原体への抗生物質だが、土壌への吸着で活性を失う可能性がある。そこで、緑肥マルチムギの効果を高める施肥設計を提案。次作の基肥と共に堆肥を投入し、緑肥の生育環境を整える。さらに、黒糖肥料を追肥することで、糖供給によるDIMBOAの土壌吸着促進と、アミノ酸・金属による成長促進を図る。つまり、緑肥を衰退した環境に植えるのではなく、堆肥と黒糖肥料で積極的に生育を促し、アレロパシー効果を最大限に活かす戦略。同時に、コウジカビがアレロケミカルを宿主にとって無毒で有益な物質に変換する可能性にも言及。

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ヘアリーベッチは、窒素固定に加え、アレロパシー作用で雑草を抑制する緑肥です。根から分泌されるシアナミドが雑草種子の休眠を打破し、時期外れの発芽を促して枯死させる効果があります。シアナミドは石灰窒素の成分であり、土壌消毒にも利用されます。裏作でヘアリーベッチを栽培すれば、土壌消毒と土壌改良を同時に行え、後作の秀品率向上に繋がると考えられます。さらに、ヘアリーベッチは木質資材の分解促進効果も期待できるため、播種前に安価な木質資材をすき込むことで、土壌改良効果とシアナミド分泌量の増加が期待できます。この手法は従来の太陽光と石灰窒素による土壌消毒より効果的かもしれません。今後の課題は、シアナミドの作用点と、効果のない土壌微生物の特定です。

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鶏糞堆肥の多用は、高EC、高石灰、高リン酸を引き起こし、植物のミネラル吸収を阻害する。特に高石灰は鉄の吸収を妨げ、光合成の質を低下させる。石灰質土壌では、イネ科植物は鉄不足に対抗するため、植物シデロフォアを分泌して鉄を吸収するストラテジーⅡ型を持つ。鶏糞堆肥とイネ科緑肥の組み合わせは、緑肥が土壌中の鉄を有効化し貯蔵することで、鶏糞堆肥のデメリットを補う有効な手段となる可能性がある。つまり、イネ科緑肥は過剰な石灰による鉄欠乏を防ぎ、健全な生育を促進する役割を果たす。

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イネ科緑肥、特にペレニアルライグラスの活用によるヨトウムシ防除の可能性について考察している。ペレニアルライグラスに共生するグラスエンドファイトのアルカロイドはヨトウムシへの効果が不明なため、ヨトウムシの天敵に着目。農研機構の研究では、ネギ栽培におけるムギの間作が、クモやカメムシなどの天敵を呼び寄せ、ヨトウムシ防除に効果があったと報告されている。これを踏まえ、作物へのヨトウムシの到達を防ぐために、天敵が住み着くムギの間作が有効だと結論づけている。ペレニアルライグラスは多湿に弱く窒素要求量が多いため、通路ではなく圃場の周囲に植えるのが適切であると考え、通路にはマルチムギ、周囲にはペレニアルライグラスという二段構えの防除体系を提案している。

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ヨトウムシの食害が深刻な中、グラスエンドファイトという菌類に着目した。内生菌の一種であるグラスエンドファイトに感染したホソムギ（イタリアンライグラス）は、ヨトウムシの生育を抑制する効果があることが『基礎から学べる菌類生態学』で紹介されている。ヨトウムシは種類によってはイネ科を摂食しないため、全てのヨトウ対策に有効かは不明だが、イタリアンライグラス周辺を産卵場所としない可能性があり、幼虫の大移動を防げるかもしれない。農業への応用はまだ研究段階だが、グラスエンドファイトに関する翻訳本でさらに詳しく調べてみる。

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水田の減反政策において、大豆への転作は排水性の問題から二作目以降の不作につながりやすい。大豆は水はけの良い土壌を好み、水田の排水性を高める改修は元に戻すのが困難なため、転作後も水田の状態が維持されることが原因の一つである。 解決策として、大豆の畝間にイネ科の緑肥（マルチムギなど）を栽培する方法が考えられる。マルチムギの根は酸素を放出するため、大豆の生育に必要な酸素供給源となる可能性があり、水田の鋤床層を壊さずに大豆栽培に適した環境を作れる。また、大豆は窒素固定能力を持つため、マルチムギとの共存で肥料管理に大きな変更は必要ない。ただし、収穫機械の対応状況は確認が必要となる。

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イネ科緑肥は、土壌改良効果が期待される一方で、窒素飢餓や線虫被害といった問題も引き起こす可能性がある。その効果は土壌の状態や緑肥の種類、すき込み時期によって大きく変動する。窒素飢餓は、緑肥の分解に伴う微生物の活動による窒素消費が原因で、イネ科緑肥は炭素率が高いため特に起こりやすい。線虫被害は、特定のイネ科緑肥が線虫を増加させる場合があるため、種類選定が重要となる。効果的な利用には、土壌分析に基づいた緑肥の選定、適切なすき込み時期の決定、必要に応じて窒素肥料の追肥などの対策が必要となる。また、緑肥以外の土壌改良資材との併用も有効な手段となり得る。

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ソルガムは土壌改良に優れた緑肥で、強靭な根と高い背丈、C4型光合成によるCO2固定量の多さが特徴です。酸性土壌や残留肥料にも強く、劣化した土壌の改善に役立ちます。畑の周囲にソルガムを植えるのは、バンカープランツとして害虫を誘引し、天敵を呼び寄せる効果を狙っている可能性があります。鳥取砂丘では、風よけや肥料流出防止のためオオムギを周囲に植える慣習があります。ソルガムも同様に、強風や台風対策として風よけ、CO2固定、根による土壌安定化に有効かもしれません。これらの効果は、近年の気象変動への対策として期待されます。

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ネギの通路にマルチムギを緑肥として栽培することで、土壌への酸素供給が向上し、ネギの生育が促進される可能性が示唆されている。ムギはROLバリアを形成しないため、根から酸素が漏出し、酸素要求量の多いネギの根に供給される。特に、マルチムギの密植とネギの根の伸長のタイミングが重なることで、この効果は最大化される。マルチムギは劣悪な土壌環境でも生育できるため、土壌改良にも貢献する。この方法は、光合成量の増加、炭素固定、排水性・根張り向上といった利点をもたらし、今後の気候変動対策としても有効と考えられる。栽培初期は酸素供給剤も併用することで、更なる効果が期待できる。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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パクチー等を栽培する株式会社エヌエスHATAKEファームに対し、京都農販が施肥設計に関する説明会を実施した。ベビーリーフなどを扱うHATAKEカンパニー（旧社名）向けに、普段から提案している基肥設計の考え方や、秀品率向上に繋がる施肥設計のポイントを解説。農薬防除の回数削減にも繋がる施肥設計見直しや緑肥の効果についても言及した。今回の説明会の内容が、同社のパクチー栽培における秀品率向上に貢献することが期待される。

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兵庫県南あわじ市のアイ・エス・フーズの社内研修で、京都農販が予防と緑肥活用の講演を行いました。病気予防に有効な肥料と、京都市内で実績のある緑肥の活用法を紹介。施肥設計の見直しによる農薬削減、イネ科緑肥の効果について解説しました。アイ・エス・フーズは淡路島で青葱を生産する企業で、過去にも肥料に関する勉強会を開催しています。今回の研修が、同社の秀品率向上に貢献することが期待されます。

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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。

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植物は光合成で得た糖を、繊維質であるセルロースやヘミセルロース、リグニンの合成に利用する。セルロースはグルコースが直鎖状に結合したもので、植物の細胞壁の主成分となる。ヘミセルロースは様々な糖が複雑に結合したもので、セルロース同士を繋ぐ役割を果たす。リグニンはフェノール性化合物が重合したもので、細胞壁を強化する役割を持つ。これらの繊維質が増えることで、土壌の排水性と保水性が向上する。また、土壌中の微生物のエサとなり、土壌の肥沃度向上にも貢献する。つまり、糖は植物の成長に不可欠なだけでなく、土壌環境の改善にも繋がる重要な物質である。

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日本の栽培と畜産は肥料飼料を海外に依存している。食品残渣由来の有機肥料ですら、海外工場産のため輸入品。化学肥料も輸入燃料使用。飼料もトウモロコシ主体で輸入頼み。特に鶏は消化効率が悪く、鶏糞堆肥は実質輸入資源の塊。だからこそ、貴重な海外資源を日本で有効活用すべき。イネ科緑肥と組み合わせ、土壌へ確実に固定し、地下水汚染を防ぐことが重要。これが真の意味でのいいとこ取りであり、持続可能な農業への道。

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イネ科緑肥の効果について、筆者は窒素固定以外のメリットに着目する。イネ科緑肥は土壌物理性を改善し、後作の生育を促進すると言われるが、そのメカニズムは未解明な部分が多い。筆者は、イネ科植物の旺盛な根の成長が土壌構造を改善し、排水性と通気性を向上させると推測する。また、根の分泌物や残渣が土壌微生物相に影響を与え、養分保持力を高める可能性も指摘する。さらに、イネ科緑肥は他の雑草の抑制効果も期待できる。これらの効果は土壌の種類や気候条件によって異なるため、緑肥の効果的な活用には土壌診断と適切な緑肥種の選択が重要となる。