植物のミカタ

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アルカリ性土壌では鉄欠乏が起こりやすいが、今回ムギネ酸類似体の安価な合成法が開発された。ムギネ酸はオオムギが鉄を吸収するために分泌するキレート物質だが、高価だった。この研究では、ムギネ酸の一部をプロリンに置換することで、安価で同等の機能を持つプロリンデオキシムギネ酸（PDMA）を開発した。この成果は、アルカリ性土壌での鉄欠乏対策に大きく貢献する。特に、イネ科植物はムギネ酸を分泌するため、緑肥として活用すれば土壌改良に繋がる。ライ麦やエンバクなどの緑肥も鉄吸収を促進する効果が期待される。

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農研機構の研究で、葉緑体分解産物であるフィトールがトマトの根のセンチュウ抵抗性を高めることが判明した。フィトールはクロロフィルの分解過程で生成されるアルコールで、土壌中のフィトールが根にエチレンを蓄積させ、抵抗性を向上させる。このメカニズムは、緑肥を刈り倒し土壌に成分を染み込ませる方法と類似しており、土壌消毒にも応用できる可能性がある。緑肥カラシナによるイソチオシアネート土壌消毒と組み合わせれば、相乗効果でセンチュウ被害や青枯病などの細菌性疾患を抑制し、根の養分吸収を維持、ひいては地上部の抵抗性向上にも繋がる可能性がある。

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この記事では、レンゲ米栽培の田んぼにおける冬のレンゲの様子を観察し、成長の違いから米の品質向上へのヒントを探っています。 晩秋の播種のため、レンゲの生育は遅く、寒さで葉は紫色に変色しています。ところが、田んぼの一部で繁茂するイネ科の草の根元では、レンゲの葉の色が紫色ではなく、成長も良好です。 これは、イネ科の草による遮光で、アントシアニンの合成が抑制され、その分の養分が成長に回されたためと考えられます。 通常、レンゲは日陰を好みますが、過剰なアントシアニン合成はリン酸欠乏などのストレス反応である可能性も示唆されています。 この記事は、イネ科の草とレンゲの共存関係に着目することで、レンゲの生育、ひいては米の品質向上に繋がる新たな知見を得られる可能性を示唆しています。

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マルチムギは、土壌の団粒化を促進し、排水性と通気性を向上させる効果を持つ緑肥。劣化した圃場でも旺盛に生育し、土壌改良に役立つ。筆者は、マルチムギを播種した区画と播種していない区画で比較試験を実施。マルチムギを播種した区画では、播種していない区画に比べ、土壌硬度が低く、透水性が高いという結果が得られた。これは、マルチムギの根が土壌をほぐし、団粒化を促進したためと考えられる。マルチムギは、耕作放棄地など、劣化した土壌の改良に有効な緑肥と言える。

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イネ科緑肥は、土壌への窒素供給効果は限定的だが、土壌構造改善に大きく貢献する。特に、大麦やエン麦などの緑肥は、線虫抑制効果も期待できる。緑肥投入後の土壌は団粒化が進み、通気性・排水性・保水性が向上する。これにより、根の伸長が促進され、養分吸収が向上し、結果として秀品率向上に繋がる。さらに、緑肥の根は土壌を深くまで耕す効果もあり、硬盤層の解消にも役立つ。ただし、緑肥の効果は土壌条件や投入時期、分解期間などに左右されるため、適切な管理が重要となる。加えて、緑肥のすき込み時期を遅らせると、窒素飢餓のリスクも存在する。

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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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土壌からの強力な温室効果ガス、一酸化二窒素（N₂O）の排出は、地球温暖化に大きく寄与している。N₂Oは窒素肥料の施用によって増加し、特に硝化作用と脱窒作用が主要な発生源となる。硝化作用は好気的環境でアンモニアが硝酸に酸化される過程、脱窒作用は嫌気的環境で硝酸が窒素ガスやN₂Oに還元される過程である。土壌の水分状態、酸素濃度、有機物含量、温度などがこれらの反応速度に影響を与えるため、N₂O排出量は変動する。過剰な窒素肥料施用はN₂O排出を増加させるため、土壌診断に基づいた適切な施肥管理が重要となる。また、硝化抑制剤や緑肥の活用など、N₂O排出削減のための技術開発も進められている。

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この記事は、病害虫対策において先手を打つことの重要性を、畑A, B, C, Dを例に説明しています。畑Aが土壌微生物による虫忌避対策を行うと、害虫は他の畑B, C, Dに移動し、これらの畑は殺虫剤の増加による経費増、あるいは収率減に見舞われます。 Aの成功を見てCも対策を始めると、害虫はBとDに集中し、Dは経営悪化で倒産。最終的にAがDの土地を獲得します。これは、先見の明を持つ者が利益を独占するビジネスの典型的な勝ちパターンだと指摘。 最初に何をするべきかを見極めた者が、農業経営においても成功を収めると結論づけています。 関連の記事では、家畜糞堆肥の使用中止を推奨しています。理由は、堆肥の過剰な投入は土壌のバランスを崩し、病害虫の発生を招くため。堆肥に頼らず、土壌本来の力を活かすことが重要だと主張しています。

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JA愛知北の青年部会研修会で、肥料と緑肥に関する講演を行いました。参加者には緑肥を活用している方が多く、エンバクの効果やソルゴーの刈り取り時期など、具体的な問題や改善策についての議論が活発に行われました。 講演はブログ読者からの依頼がきっかけで実現しました。参加者からは、エンバクの効果が期待通りではなかったという声や、ソルゴーの最適な刈り取り時期に関する質問など、実践的な内容が多く寄せられました。これに対し、より効果的な緑肥の活用方法や工夫について説明しました。過去にはマルチムギの土壌改良効果や、JA愛知北青年部会での肥料に関する講演についてもブログで紹介しています。

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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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エンバクは緑肥として利用され、根からクマリン類のスポコレチンを分泌することでアレロパシー作用を示す。スポコレチンはフェニルプロパノイド系化合物で、プラントボックス法で分泌が確認されている。この作用を利用すれば、雑草抑制効果が期待できる。エンバクのアレロパシー作用に着目し、他感作用後の栽培活用についても考察が進められている。

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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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鳥取砂丘の未熟土壌での栽培は、保水性・保肥性の低さ、強風、高温といった厳しい環境への対策が必要となる。著者は、砂丘地帯の傾斜を利用した雨水貯留、海藻堆肥による土壌改良、風除けのためのヒマワリ栽培、さらにマルチや緑肥の活用で土壌環境の改善に取り組んでいる。 具体的には、傾斜下部に穴を掘り雨水を貯め、乾燥しやすい砂地へ供給。海藻堆肥は保水性向上だけでなく、ミネラル供給源としても機能する。ヒマワリは風除け、緑肥となり、土壌有機物の増加にも貢献。マルチは地温と水分を安定させる。 これらの工夫により、砂丘地帯でも作物を栽培できる可能性を示唆している。しかし、砂丘の不安定な性質、肥料流亡のリスクなど、更なる研究と改善が必要である。

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家畜糞堆肥は、土壌改良に有効な成分を含む一方で、過剰な硝酸態窒素や石灰、有機態リン酸の蓄積による問題も引き起こす。これを解決する手段として、イネ科緑肥の活用が有効である。イネ科緑肥は、これらの過剰成分を吸収し、土壌への悪影響を抑える。また、緑肥の生育状況から次作に必要な肥料を判断できる利点もある。耕作放棄地に家畜糞堆肥と緑肥を用いることで、新規就農者の初期費用を抑えつつ、安定した収量と品質を確保できる可能性がある。研修生への暖簾分けのような形で畑を提供する仕組みが確立されれば、耕作放棄地の減少、家畜糞処理の効率化、新規就農者の独立支援に繋がる。実際に、鶏糞堆肥とエンバクを用いたカボチャ栽培で無肥料・無農薬ながら高い秀品率を達成した事例も紹介されている。

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老朽化水田の問題は、特定の肥料成分、特に硫酸石灰の残留と嫌気環境下でのガス化に起因する。硫酸イオンのガス化により土壌中の鉄が作物に吸収できない形に変換され、生育に悪影響を与える。大規模稲作では収穫後、水田に水を張ったまま放置することが多く、この嫌気状態がガス化を促進する。解決策として、収穫後に水を抜き、荒起こしを行い、土壌を酸素に触れさせることが重要。さらに、緑肥を栽培することで過剰な硫酸イオンを消費させ、土壌環境を改善できる。エンバクなどの耐寒性緑肥や、伝統的に利用されてきたレンゲも有効。これらの対策は、水田の持続的な利用に繋がる。

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冬にエンバクなどの緑肥を育てると、ネキリムシが根元で越冬し、春の作付けで被害が増える可能性がある。冬耕しは越冬幼虫を減らす効果があるが、土壌への悪影響もある。ネキリムシ対策として、緑肥栽培のリスクと冬耕しのメリット・デメリットを比較検討し、被害を許容範囲に抑える作付け計画を立てる必要がある。具体的には、ネキリムシに抵抗性のある作物を選んだり、被害が出にくい時期に作付けするなどの工夫が求められる。

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ソルゴーなどのイネ科緑肥は土壌改良に有効だが、冬場はエンバクを、それ以外の緑肥としてはマメ科植物がある。マメ科緑肥の代表例はヘアリーベッチで、根粒菌との共生により窒素固定を行う。根粒菌は空気中の窒素ガスをアンモニウムイオンに変換し、植物がアミノ酸合成に利用できる形にする。そのため、マメ科緑肥は窒素肥料をあまり必要としない。一方、イネ科緑肥は多くの養分を必要とするため、堆肥などの資材投入が必要となる。つまり、資源が豊富な場所ではイネ科、そうでない場所ではマメ科緑肥が有効と言える。

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コスモスが畑地や水田で咲き乱れていることがあるが、食用ではなく、花農家が育てているわけでもない。実はこれ、緑肥として育てられている。コスモスが一通り咲くと刈り倒され、土に鋤き込まれる。これは、植物由来の有機物を土に混ぜ込むために行われる。育った植物を刈り倒し、トラクターで土に混ぜ込むことで、土壌改良を行う。コスモスだけでなく、エンバクなども緑肥として利用される。なぜコスモスが選ばれたのかという疑問については、別の機会に解説される。