植物のミカタ

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稲作土壌分析でまず見るべきはpH。pH5.5以下は鉄の溶脱を招き秋落ちの原因に。土壌pH低下は2:1型粘土鉱物（モンモリロナイト等）の減少が原因の可能性があり、これらは風化でpHを上げる働きを持つ。相談者の土壌ではpH改善傾向が見られ、CEC向上も確認。2:1型粘土鉱物の施肥が効果を発揮していると考えられる。土壌劣化は2:1型粘土鉱物の消耗と捉えられ、ケイ酸供給不足にも繋がるため、猛暑対策としても重要。

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田植え後の水田の濁りが気になる。秀品率の低い田で濁りが続く原因として、過剰な代掻きや未分解有機物の存在が考えられる。ベテラン農家の指導による管理方法の差は少ないため、土壌の状態が影響している可能性が高い。畑作から転換した田で濁りが続く場合、土壌鉱物の劣化による腐植や金属系養分の保持能力の低下、リン酸やカルシウムの過剰蓄積が考えられる。特に粘土鉱物が関与する土壌鉱物の劣化は、コロイド化により濁りが解消されにくい。

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浄水ケーキとは、浄水場で発生する上水汚泥を脱水して乾燥させた粘土質の土。大石物産はこれを園芸用培土に利用し、トリコデルマ菌の住処として活用。川砂客土と同様に、粘土鉱物の供給や微量要素の補給により、土壌中の菌を活性化させる効果を期待している。

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大石物産の実のなる野菜の土は、古紙リサイクルから生まれた安価で高性能な菌資材。九州大学の研究者が、紙ゴミを分解するトリコデルマ菌を発見し開発。菌寄生菌かつ植物内生菌としての可能性を秘めています。偶然の発見から短期間で開発に繋がった点が素晴らしい。ネット通販で購入し、庭に混ぜて効果を試す様子が紹介されています。

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ムギネ酸は土壌中の鉄吸収に関わり、鉄型リン酸の吸収にも有効な可能性がある。肥料としての実用化は先だが、ムギネ酸を多く分泌する植物の活用を検討。オオムギがムギネ酸を多く分泌するが、背丈の低い緑肥（マルチムギ等）でムギネ酸分泌があれば理想的。分泌量が少なくても、土壌改良で発根を促進すれば代替可能。

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ムギネ酸は、メチオニンからニコチアナミンを経て合成される。土壌中の鉄利用率を高め、高pHやリン酸過剰な環境でも効果を発揮する可能性があり、作物の生育に貢献する。ムギネ酸単体の資材化は難しいが、その恩恵を早期に受けるための活用法が重要となる。

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作物の根から吸収できる有機態窒素について、タンパク質から硝酸への分解過程と、ペプチドが有機態窒素の大部分を占める可能性に言及。イネ科植物の鉄吸収に関わるムギネ酸が窒素を含む有機酸であることに着目し、ムギネ酸鉄錯体としての直接吸収機構を調べることで、窒素肥料の肥効に関する理解が進むのではないかと考察している。

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葉緑素のヘムが窒素肥料の有機態窒素になるかを探る過程で、ヘムからステルコビリンへの分解経路を検討。今回は、その過程で生成されるウロビリノーゲンが酸化されてウロビリンになる点に着目。ウロビリンの構造から、ポリフェノールやモノリグノールとの反応可能性を推測し、有機物分解における光分解や酸化の重要性を強調している。

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葉緑素中の窒素が有機態窒素肥料として機能するのかを、ヘムをモデルに考察。ヘムは土壌微生物に取り込まれ、ヘムオキシゲナーゼによって分解され、ビリベルジン、更にビリルビンへと変化する。この過程で窒素はアンモニア態や硝酸態に変換されるか否かが焦点だが、ビリルビンまでは有機態窒素として存在すると考えられる。つまり、葉緑素由来の窒素は、微生物に利用され分解される過程で、PEONのような有機態窒素肥料として機能する可能性がある。

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庭に生ゴミを埋める習慣があり、土壌改良の効果で生ゴミの分解が早まっている。最近は、生ゴミを埋めた後の穴を塞ぐ土にEFポリマーを混ぜている。EFポリマーは土に保水性と通気性をもたらすため、ミミズにとって理想的な環境を作り出す。結果としてミミズが増え、生ゴミの分解がさらに促進される。保水性向上による土壌の重量増加と、通気性の確保という一見相反する効果を両立することで、ミミズによる生ゴミ処理の効率化を実現している。

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京都府内320箇所のネギ栽培土壌の生物性分析から、土壌の生物性において菌寄生菌の存在が重要な要因であることが判明した。地質や土質、土壌消毒の有無は菌寄生菌の多寡に大きな影響を与えない一方、施肥設計に若干の関連性が見られた。殺菌剤の使用も菌寄生菌への悪影響は確認されなかった。今回の分析手法確立により、様々な管理作業や微生物資材の評価が可能となり、特に堆肥メーカーへの価値提供が可能になった。詳細は京都農販日誌の記事を参照。

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5年間放置された耕作放棄地にある乾いた用水路に、ツクシが群生している。水の流れを見たことがない場所だが、用水路に堆積した土壌でツクシは元気に育っている。写真には、胞子を飛ばし終えたと思われるツクシの姿が捉えられている。同じ場所で畑の土壌にもツクシが生えているものの、用水路のツクシの方が生き生きとしているように見える。これは、用水路の土壌環境がツクシの生育に適していることを示唆している。

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砂利道の壁際に、土壌も肥料もないのに、ハコベなどの草が青々と茂っているのはなぜか。犬の小便による養分供給の可能性はあるが、それだけで説明できるほどではない。これらの草は畑では微量要素要求量が多いとされるため、砂利自体が養分の供給源になっているのではないかと推測される。周囲の環境に比べて、砂利に含まれるミネラルが草の生育に適した成分バランスで溶け出している可能性や、砂利の隙間が水分を保持しやすく、乾燥を防いでいることも考えられる。

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この記事では、チョコレートの香り成分の一つであるメチルフランについて解説しています。メチルフランはメイラード反応や熱分解など様々な経路で生成されるものの、詳細な生成過程は不明です。五員環上の酸素の反応性が高く、これが香りのもととなる一方、発がん性の懸念も示唆されています。過剰摂取は避けるべきですが、一体どんな香りがするのか興味をそそられます。筆者は、メチルフランの反応性の高さから、かつて研究で使用した発がん性のあるDEPCを想起しています。また、関連として糖の還元性や味噌の熟成についても触れています。

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赤玉土は園芸でよく使われるが、軽石ではなく関東ローム層由来の粘土だ。アロフェンを含むため酸性を示し、鉄や硫黄も多く含むため硫化水素が発生し、根腐れの原因となる場合がある。しかし、通気性、保水性、保肥性に優れるというメリットもある。鹿沼土よりも風化が進んだ状態であり、風化軽石の選択肢の一つとなる。注意点として、含まれる硫黄は化学反応や菌の活動により硫化水素を発生させる可能性があり、アルミニウム、鉄、硫黄の多さがリン酸吸収係数の増加や根腐れに繋がる可能性がある。 風化の度合いを考慮し、鹿沼土などの軽石と使い分ける必要がある。

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有機化学の演習を通して、土壌理解に必要な芳香族化合物の学習を進めている。特に、ポリフェノールとモノリグノールの結合におけるキノンの役割に着目。ポリフェノールは酸化されてキノンとなり、このキノンが反応の鍵となる。キノンの酸素原子との二重結合は電子を引き寄せやすく、モノリグノールのような求核剤と反応する。具体的には、キノンの酸素に求核剤の電子が移動し結合が形成される。この反応によりポリフェノール同士やポリフェノールとモノリグノールが結合する。

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渋柿の渋みは、果実に含まれる「シブオール」というタンニンが、ミネラルと反応してミネラル吸収を阻害することで起こります。 時間が経つにつれて渋みが減るのは、柿の熟成过程中に発生するアセトアルデヒドがタンニン同士を結合し、アセトアルデヒドは一部のタンニンがミネラルと反応するのを阻害するためです。 この反応により、シブオールが水に溶けにくくなり、渋みが低減します。

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ミカン栽培の上級者は、良いミカンができる土地には青い石（結晶片岩）が多いことに気づき、土壌と母岩の関係に関心を寄せている。 しかし、素人が岩石を見分けるのは難しく、良い図鑑が求められていた。 「くらべてわかる岩石」は、似た岩石の見分け方が豊富で、結晶片岩も多数掲載。栽培技術向上に役立つこと間違いなし。 土壌の物理的特性を理解するには、岩石を構成する鉱物の化学的性質を解説した書籍も必要となる。

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水田は、水温上昇や酸素不足により魚にとって過酷な環境です。ドジョウは、粘液による皮膚呼吸や腸呼吸でこの環境に適応しています。しかし、オタマジャクシも中干し無しの高温・低酸素状態の田で見られます。彼らは魚ほど酸素を必要としないのか、あるいは既に肺呼吸に移行しているのか、疑問が残ります。水田の生物の適応能力は、まだまだ未知の部分が多いようです。

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昔は田んぼでよく見られたドジョウですが、最近は見かけることが少なくなりました。ドジョウは水がなくなると土に潜って過ごしますが、最近の稲作で行われている中干しのような土が固くなる環境では、皮膚呼吸が難しく、生きていくのは難しいように思えます。ドジョウにとって適切な田んぼの条件とは、どのようなものなのでしょうか？水田におけるドジョウの生態について、さらに詳しく知りたいと考えています。

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Dr. Stoneの影響で鉄粉に興味を持つ。脱酸素材の鉄粉を肥料として使えるか検討。酸化鉄（使い古しの鉄粉）は水田で窒素固定を助ける。未酸化の鉄粉を肥料として使う場合、鉄酸化菌が二価鉄を三価鉄に酸化し、その過程で他の養分の溶脱や土壌形成を促す可能性がある。レンゲ米の田んぼの土壌改良例から、鉄粉が土壌改良を加速させ、腐植形成に役立つ可能性を示唆。

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ヤンバルの緑色片岩を探訪し、その下の土壌を調査した。観察の結果、団粒構造が形成されたフカフカの土が見つかり、この地域では適切な管理により土壌中に有機物が蓄積する可能性があることが示唆された。 この地域では緑色片岩の影響により、かつて稲作が盛んであったことが判明。緑色片岩は土壌のアルカリ性を高め、有機物の分解を抑制することで、土壌の保肥力を向上させると考えられる。 また、緑色片岩は硬い性質のため取り扱いにくいことが指摘された。これらの発見は、緑色片岩が土壌形成に果たす役割と、ヤンバルの農業の歴史的意義を浮き彫りにしており、沖縄の土壌環境を考える上で貴重な知見を提供している。

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著者は、猛暑対策として有効な「中干し無しの稲作」を広める上で、水資源の管理の重要性を説いています。中干し無しの田が増えると、水不足が深刻化する可能性があるからです。上流域の森林保水力の維持や、田の土壌改良による保水性向上など、持続可能な水資源利用の必要性を訴えています。特に、土壌改良は、水不足時のリスクを軽減する効果も期待できるため、重要な対策として位置付けています。

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レンゲ栽培の効果は、田植え後の雑草管理にも良い影響を与える可能性があります。レンゲによって土壌中の窒素量が供給され、雑草の発生が抑制される可能性があります。著者の田んぼでは、レンゲ栽培後、例年に比べて雑草の発生量が少なかったという観察結果が得られました。しかし、これはあくまで個人の観察結果であり、科学的な証明はされていません。レンゲ栽培は、土壌環境の改善や雑草抑制など、多くの利点があると言われています。

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田んぼの総合的病害虫管理において、中干しは慣行的に行われていますが、本当に必要かどうか再考が必要です。中干しは土壌の酸化を促進し、土壌病害の発生リスクを高める可能性があります。また、土壌微生物の多様性を低下させ、土壌の健全性を損なう可能性も。さらに、稲の生育を一時的に抑制し、収量や品質に悪影響を与える可能性も懸念されます。中干しの代替として、抵抗性品種の利用や適切な施肥管理など、環境負荷の低い方法を検討する必要があるでしょう。

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土壌藻は、陸上生態系の一部として重要な役割を担う、土壌に生息する藻類です。肉眼では見えず、その存在はあまり知られていませんが、光合成を通じて土壌に有機物を供給し、土壌構造の安定化にも貢献しています。土壌藻の種類は多様で、緑藻、珪藻、藍藻などが存在し、それぞれの環境に適応しています。乾燥や温度変化の激しい土壌表面で生き抜くため、休眠胞子を形成するなど独自の生存戦略を持っています。土壌藻の研究は、土壌生態系の理解や農業への応用など、様々な可能性を秘めています。しかし、その生態は未だ解明されていない部分が多く、今後の研究が期待されています。

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米は炊飯時に糊化という現象が起こり、デンプンがα化して粘りや柔らかさが生まれる。米の主成分であるデンプンは、アミロースとアミロペクチンから構成される。アミロース含有量が多いほど粘りが少なく、パサパサとした食感になる一方、アミロペクチンが多いと粘りが強く、もちもちとした食感になる。炊飯過程で水を加え加熱すると、デンプン粒は水を吸収し膨潤する。さらに加熱が進むとデンプン粒は崩壊し、アミロースが溶け出す。この糊化したデンプンが米粒同士を結びつけ、粘りを生み出す。米の品種や炊飯方法によって糊化の程度が変わり、食感や味わいに影響する。

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つくばのHATAKEカンパニーで、圃場巡回と黒ボク土での施肥設計についての講演を行いました。 現地の土壌は腐植質厚層アロフェン質黒ボク土で、腐植に富み、土壌が深いという利点がある一方、活性アルミナの問題も懸念されます。 講演では、黒ボク土の特徴を踏まえ、リン酸施肥による活性アルミナ対策や、肥料による栽培環境改善の可能性について解説しました。 詳細は「黒ボク土の活性アルミナ対策としてのリン酸施肥」「土壌のアルミニウムが腐植を守る」及び京都農販日誌の記事を参照ください。

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ワインのコルクは、熟成過程で微量の酸素を透過させ、ワインの酸化促進に役立てる。コルクの酸素透過率を調整することで、熟成の度合いを制御できる。ポリフェノールの反応が熟成の鍵と考えられ、土壌の物理性を改善することで、ポリフェノールに影響を与える酸素の透過性を調整し、理想的な土の形成につながる可能性が示唆される。

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水田の水が濁ったままとなる原因を調査した結果、水溶性肥料の溶解が原因ではないことが判明した。 この水田は畑作から転換されており、連作による土壌の劣化が懸念される。劣化により締まりやすくなった土壌は、水溶性肥料の流出を防ぎ、細かな土壌粒子が浮遊し続ける可能性がある。 さらに、栄養塩が豊富な入水直後には藻類が急増することがあるが、今回のケースでは濁りが一過性のものではなかった。よって、藻類の増殖も濁りの原因ではないと推測される。 したがって、濁りの要因としては、沈殿しない浮遊物が考えられる。今後、その物質の特定と対策を検討することが必要である。

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クオラムセンシングは細菌の細胞密度依存的な情報伝達機構であり、病原菌の病原性発現にも関与する。クオラムセンシングを阻害するクオラムクエンチングは、病害防除の新たな戦略として期待される。本稿では、クオラムクエンチング酵素、特にAHL分解酵素の多様性と応用について概説する。AHL分解酵素は、N-アシルホモセリンラクトン(AHL)を分解することでクオラムセンシングを阻害する。AHL分解酵素は多様な微生物から発見されており、その構造や基質特異性も様々である。AHL分解酵素は、組換えタンパク質として利用したり、遺伝子組換え植物に導入したりすることで、植物病害の防除に効果を発揮することが示されている。

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ハウスミカンの落ち葉が分解されないのは、単一作物の連作で微生物の多様性が失われ、白色腐朽菌が不足しているためと考えられる。外部資材にキノコが生えたのは、資材に腐朽菌が苦手とする成分が含まれていたとしても、ハウス内に腐朽菌が少ないためである。解決策は、腐朽菌を含む資材で落ち葉を覆い、更にクローバを播種して腐朽菌の活動を促進することだ。しかし、土壌の排水性低下とEC上昇により、クローバの生育が懸念される。

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ミカンの落葉の分解遅延に関する考察を、好調な木の根元に生えたキノコの観察を通して行っている。好調な木には牛糞堆肥が施用され、その下にキノコが生えていた。キノコ周辺の落葉は分解が進んでいたが、全ての好調な木にキノコがあったわけではないため、相関関係は不明。 牛糞堆肥は落葉分解菌（白色腐朽菌）に悪影響を与えるという説がある一方、キノコの存在は外部からの腐朽菌の持ち込みを示唆する。ハウスの密閉性向上により菌類生態系の単一化が落葉分解遅延の原因ではないかと推測。 落葉分解促進策として、木質堆肥で落葉を覆う方法や、シロクローバの併用を提案。シロクローバは土壌物理性を向上させる効果があり、リンゴ園の事例を参考に挙げている。また、牛糞堆肥と落葉分解の関係性について、別の記事への参照を促している。

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倒木の分解過程で、難分解性のリグニンがセルロースを覆っているため、多くの微生物はセルロースを利用できない。リグニンを分解できるのは白色腐朽菌と褐色腐朽菌で、この記事では白色腐朽菌に焦点を当てている。白色腐朽菌は木材に白い菌糸を張り巡らせ、リグニンを分解することで木を脆くする。リグニン分解後、セルロースを分解してエネルギーを得てキノコを形成する。その後、セルロースを好むトリコデルマ属菌が現れ、白色腐朽菌と競合が始まる。この競合が堆肥作りにおいて重要となる。

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土壌改良の指標として、特定の雑草の植生変化が有効である。酸性土壌を好むヤブガラシが減少し、微酸性〜中性の土壌を好むシロザ、ホトケノザ、ナズナ、ハコベが増加した場合、土壌pHが改善され、理想的なpH6.5に近づいている可能性が高い。これは、土壌シードバンクの考え方からも裏付けられる。 土壌pHの安定化は、炭酸塩施肥や植物性堆肥の蓄積によって実現するが、特に後者は土壌改良の他の要素向上にも繋がるため、植生変化は精度の高い指標となる。加えて、シロザは次世代の緑肥としても有望視されている。

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京都舞鶴の大江山麓の土壌は、超苦鉄質のかんらん岩や蛇紋岩の影響で高pH（約8）かつマグネシウム過剰、カリウム不足という特徴を持つ。実際に大江山麓で畑を借りた農家は、強い酸性肥料を用いても土壌pHは下がらず、カリウム不足も解消されずに栽培を断念した。これは、超苦鉄質岩にカリウムを含む鉱物が少なく、高pH土壌ではカリウムが吸収されにくいことが原因と考えられる。そのため、この地域ではカリ肥料の適切な施用が重要となる。また、土壌は鉄過剰により赤色を呈すると予想される。

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スコリアは、玄武岩質マグマが噴火時に発泡してできた多孔質の暗色の火山噴出物である。玄武岩は二酸化ケイ素含有量が少なく粘性が低いため、溶岩は遠くまで流れ、周辺に高い山は形成されない。噴火口付近では、噴き出たマグマが急速に冷却されスコリアや火山灰となる。関東ローム層もこの火山灰の堆積によって形成された。スコリアは風化しやすく、赤土の形成にも関わっている。実際に噴火口跡でスコリアを観察することで、赤土への理解を深めることができる。

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天候不順による日照不足と過湿は野菜の生育に悪影響を与える。特に、過湿による土壌の酸素不足は根の伸長を阻害し、ミネラル吸収量の減少、ひいては野菜の不味さにつながる。排水性の良い畑では、このような悪影響を軽減できる。 慣行農業における除草剤の使用は、土壌を固くし、水はけを悪くする要因となる。一方、オーガニック農法では除草剤を使用しないため、土壌に根が張りやすく、排水性が良くなる。結果として、根の伸長が促進され、ミネラル吸収量が増加し、美味しい野菜が育つ可能性が高まる。つまり、除草剤の使用有無が野菜の品質、ひいては収量に影響を与えるため、オーガニック野菜は天候不順時にも比較的安定した収穫と美味しさを維持できる可能性がある。

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植物は土壌微生物と共生関係にあり、光合成産物と有用有機化合物を交換する。枯草菌の中には植物ホルモンのオーキシンを合成するものがあり、植物の根張りを促進する。オーキシンは植物の頂点で合成され根に届くまでに消費されるため、土壌中の枯草菌由来のオーキシンは根の成長に重要。枯草菌を増やすには、彼らが得意とする環境、つまり刈草のような環境を作る必要がある。納豆菌の例のように、特定の資材が豊富にあれば微生物は爆発的に増殖しコロニーを形成する。したがって、牛糞主体の土壌改良は、枯草菌の増殖には適さず、植物の生育促進には刈草成分が豊富な土壌が有効と考えられる。

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ヤブガラシが生い茂っていた畑が、廃菌床と二次鉱物の投入により土質改善後、ほぼ消滅した。ヤブガラシは土壌の指標植物になり得るのか？ 図鑑には記載がない。ヤブガラシが消えた土壌には弱酸性土壌の指標植物シロザが生育していた。シロザは土壌に良い影響を与える緑肥候補。ヤブガラシとシロザの生育時期は重なるため、ヤブガラシ優勢下ではシロザは育ちにくい。土壌pHが安定し緩衝能を持つ土壌ではヤブガラシは弱体化するようだ。ヤブガラシ旺盛な土壌は作物に不向き。ヤブガラシの繁茂は土壌改善のサインと言える。

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牛糞堆肥は土壌改良に広く利用されるが、塩類集積による生育阻害、雑草種子や病害虫の混入、ガス発生、連作障害などの問題を引き起こす。これらの問題は、牛糞堆肥中の未熟な成分や過剰な栄養分に起因する。記事では、牛糞堆肥の代替として、植物性堆肥や米ぬか、もみ殻燻炭などの資材、そして土着菌の活用を提案している。これらの資材は、土壌の物理性改善、微生物活性向上、病害抑制効果など、牛糞堆肥に代わるメリットを提供し、持続可能な農業の実現に貢献すると主張している。

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ゆで卵の殻をプランターに播いた。卵の殻は9割近くが炭酸カルシウムで、土壌の化学性を高める効果がある。ただし、カルシウム過多にならないよう注意が必要。殻の内側についている半透膜（タンパク質）も土壌によい影響を与える可能性があると感じた。

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土壌の団粒化を促進するために納豆菌の活用が検討されている。納豆菌は土着菌である枯草菌の仲間であり、土壌中での増殖は問題ない。納豆の粘りはポリグルタミン酸によるもので、タンパク質が分解されてアミノ酸であるグルタミン酸が生成され、それが重合することで生じる。このことから、タンパク質含有量の高い資材と藁を真砂土に投入することで、納豆菌の働きによりポリグルタミン酸が生成され、土壌粒子の結合が強まり、団粒化が促進される可能性がある。

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根の強い植物は土を柔らかくし、団粒構造を形成する。緑肥はこの性質を利用し、収穫を目的とせず土壌改良を行う。イネ科の植物、特にソルゴーは団粒構造形成に優れる。緑肥は安価な肥料で育て、大きく育ったら土に鋤き込むことで有機物を供給し、土壌構造を改善する。コスモスのような緑肥の効果は団粒構造形成以外にもあると考えられる。緑肥には栄養価の高い牧草が用いられ、土壌への栄養供給にも貢献する。

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微生物資材の効果に疑問を持つなら、その微生物が活躍する発酵食品の製造過程を学ぼう。例えば納豆菌なら、納豆製造過程から、稲わらを好み、大豆タンパク質を餌に、25度程度の温度で活動し、水分が必要なことがわかる。畑に稲わらと大豆油粕、納豆を投入すれば納豆菌の恩恵を受けられる可能性がある。たとえ効果がなくても、有機物が土壌を改善する。微生物は適切な環境があれば増殖するので、微生物資材投入よりも環境整備が重要である。