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緑肥カラシナに含まれるシニグリンは、土壌中でアリルイソチオシアネート(AITC)に変換されます。AITCは水と反応し、最終的に硫化水素(H2S)を生成します。硫化水素は土壌に悪影響を与える可能性があるため、緑肥カラシナを輪作で栽培する際には注意が必要です。土壌改良材の使用など、適切な対策を講じることで、硫化水素による悪影響を軽減できる可能性があります。
大阪府高槻市原地区で肥料教室を開いています
検索キーワード：「ダゾメット」
シニグリンとアリルイソチオシアネート
メチルイソチオシアネートは土壌中でどのように変化するか？
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最近の肥料に記載される「酸化還元電位」は、土壌中の物質が電子をやり取りするしやすさを示します。電位が高いほど酸化状態になりやすく、低いほど還元状態になりやすいです。酸素呼吸をする植物の根は、土壌を還元状態にするため、酸化還元電位の調整は重要です。窒素肥料は、土壌中で硝酸化成を経て硝酸態窒素になる際に、土壌を酸化させるため、酸化還元電位に影響を与えます。適切な酸化還元電位の管理は、植物の生育にとって重要です。
物理性が向上した土壌の先にある緑肥
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物理性の高い土壌では、土壌改良効果の高い緑肥としてアカザ科のシロザが期待されます。
記事では、土壌物理性の向上により、土壌の化学性・生物性も向上する可能性を示しています。連作が難しいホウレンソウも、土壌改良によって石灰なしでの連作が可能になるなど、土壌の物理性向上は重要です。
筆者は、土壌物理性の向上後、緑肥アブラナの後にシロザが自生することを例に、土壌の力で植物が育つサイクルが生まれる可能性を示唆しています。
葉緑素の分解産物が根の抵抗性を高めるらしい
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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。
土壌消毒の前に土壌改良材を使用すべきか？
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土壌消毒前に廃菌床などの土壌改良材を使用すべきか、消毒後が良いのかという問いに対し、消毒前に使用することを推奨する。理由は、土壌改良材の使用により土壌物理性が向上し、クロルピクリンくん蒸剤が土壌深くまで浸透しやすくなり、消毒効果が高まるため。また、土壌改良材は土壌鉱物を保護し、窒素化合物の酸化作用による微量要素の溶脱やアルミニウム溶脱を防ぐ効果も期待できる。有用微生物相への影響については、土壌消毒が必要なほど劣化した土壌では、そもそも有用微生物の活動は低いと考えられる。理想的には、土壌改良材→土壌消毒→土壌改良材＋有機質肥料の順序で施用するのが良い。
脱皮ホルモン由来の殺虫剤
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脱皮ホルモン由来の殺虫剤「テブフェノジド」は、ヨトウガなどのチョウ目幼虫に特異的に作用し、異常脱皮を促して殺虫します。昆虫の成長は、幼若ホルモンと脱皮ホルモン（エクジソン）のバランスによる適切な脱皮で制御されますが、テブフェノジドはこのバランスを崩します。体が未発達な幼虫に過剰な脱皮を強いることでエネルギーを消耗させ、死に至らせるのです。このため若齢幼虫に極めて効果が高く、ホルモン作用ゆえに耐性がつきにくい利点があります。さらに、チョウ目幼虫にのみ作用するため、天敵への影響が少なく、環境負荷の低い防除法として注目されます。
青枯病対策としてのDIMBOA
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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。
虫にかじられやすい株とそうでない株の違いは何だ？
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虫に食害されやすいアブラナ科植物とそうでないものの違いは、食害時に生成される防御物質イソチオシアネートの合成能力の差にある可能性が高い。イソチオシアネート合成には、材料のグルコシノレートと酵素ミロシナーゼが必要だが、グルコシノレートは硫黄があれば普遍的に合成されるため、ミロシナーゼの活性が鍵となる。試験管内での実験では、カリウムイオンとビタミンCがミロシナーゼ活性を高めることが示されている。 カリウムが不足すると植物の養分吸収能力が低下するため、イソチオシアネート合成にも影響する可能性がある。つまり、食害を受けにくい株はカリウムが十分に供給されていると考えられる。米ぬか施肥によるカリウム補給と土壌改良は、植物の防御機構強化に繋がる有効な手段かもしれない。
ダゾメットによる土壌消毒はチョウ目の幼虫に有効であるか？
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アブラナ科植物は、害虫から身を守るため、グルコシノレートとミロシナーゼという物質を別々の細胞に蓄えています。植物体が損傷すると、これらが反応して毒性のあるイソチオシアネートが生成されます。チョウ目の幼虫は、このイソチオシアネートを無毒化するのではなく、生成自体を阻害することで食害を可能にしています。つまり、幼虫の消化液中の酵素がグルコシノレートに作用し、ミロシナーゼとの反応を阻断するのです。ただし、チョウ目の幼虫が他の解毒経路を持っている可能性は否定できません。また、ホウレンソウは根が傷つけられると、昆虫の変態を阻害するファイトエクジステロイドという物質を生成することがわかっています。
環境に優しい土壌消毒のダゾメット
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土壌消毒剤ダゾメットは、土壌中で分解されメチルイソチオシアネート(MITC)を生成することで殺菌・殺虫作用を発揮する。MITCは生物の必須酵素の合成阻害や機能停止を引き起こす。ダゾメットはクロルピクリンに比べ使用頻度が高い。MITCはアブラナ科植物が害虫防御に生成するイソチオシアネート(ITC)の一種であり、ジャスモン酸施用で合成が促進される。ITCの殺虫作用に着目すると、緑肥カラシナを鋤き込むことでダゾメット同様の効果が期待できる可能性がある。これは、カラシナの葉に含まれる揮発性のITCが土壌に充満するためである。土壌還元消毒は、米ぬかなどを土壌に混ぜ込み、シートで覆うことで嫌気状態を作り、有害微生物を抑制する方法である。この方法は、土壌の物理性改善にも効果があり、環境負荷も低い。
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