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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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軽石の物理的風化は、凍結融解作用による可能性が高い。花崗岩は鉱物ごとの熱膨張率の違いで風化するが、軽石は鉱物の集合体ではないためこのメカニズムは当てはまらない。しかし、軽石には多数の孔があり、そこに水が入り込む。冬に水が凍結すると体積が増加し、軽石に圧力がかかる。これが繰り返されることで、軽石はひび割れ、細かくなり風化する。これは凍結融解作用と呼ばれ、含水量の多い岩石で顕著に見られる。霜柱による土壌の発達も、この作用の一種と考えられる。
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EFポリマーの効果を最大化するために、土壌への長期的な保水性向上を目指した施用方法が考察されている。EFポリマーは分解されるが、その断片を団粒構造に取り込むことで土壌改良効果を継続させたい。そこで、植物繊維を分解する酵素を分泌する糸状菌「トリコデルマ」に着目。トリコデルマの活性化により、EFポリマー断片の団粒構造への取り込みを促進すると考え、キノコ菌を捕食するトリコデルマの特性から、EFポリマーと廃菌床の併用を提案。廃菌床によりEFポリマーの分解は早まる可能性があるが、長期的には土壌の保水性向上に繋がると期待している。
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EFポリマーは食品残渣由来の土壌改良材で、高い保水性を持ち、砂地や塩類集積土壌に有効。吸水すると粒状になり、堆肥と混ぜると保水性を高める。更に、重粘土質の土壌に添加すると団粒構造を形成し、通気性・通水性を向上させる効果も確認された。植物繊維が主原料のため、土壌微生物により分解されるが、腐植と併用することで団粒構造への取り込みが期待される。緑肥播種前の施肥も有効。二酸化炭素埋没効果も期待できる、画期的な土壌改良材。
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ポリフェノールと生体内分子の弱い化学結合に着目し、水素結合、配位結合に加え、π-π相互作用、CH-π相互作用、カチオン-π相互作用などを紹介。ベンゼン環の重なり合いによるπ-π相互作用は腐植物質形成の重要な要素と考えられ、土壌の保水性や保肥力にも関わると推測される。これらの相互作用は腐植物質の立体構造形成に寄与し、有機物の理解を深める上で重要である。
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腐植酸は、フミン酸、フルボ酸、ヒューミンに分類される。フルボ酸は酸性・アルカリ性溶液に溶け、植物生育促進効果が高い。これは、カルボキシル基やフェノール性ヒドロキシ基のプロトン化、および金属イオンとのキレート錯体形成による。フルボ酸はヒドロキシ基(-OH)豊富なタンニン由来でキレート作用を持つ構造が多い一方、フミン酸はメトキシ基(-OCH3)を持つリグニン由来でキレート作用が少ない構造が多いと推測される。
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小学生の息子がスライム作りに使うホウ砂について調べている。ホウ砂(Na₂[B₄O₅(OH)₄]·8H₂O)は水に溶けると四ホウ酸イオン(B₄O₇²⁻)を生じ、これが加水分解してホウ酸(H₃BO₃)になる。更にホウ酸は水と反応し、B(OH)₄⁻と平衡状態になる。水溶液はOH⁻の生成によりアルカリ性になる。スライム作りにおいて重要なのは四ホウ酸イオンの加水分解だが、詳細は後述。
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土壌の保水性向上に関する新たな研究では、セルロースを低濃度水酸化ナトリウム下で凍結、クエン酸添加、溶解することで高強度構造を形成し、水や物質の出入りに優れた性質を持つことが示された。この研究から、霜柱と根酸の作用で土壌中でも同様の反応が起こり、保水性向上に繋がる可能性が示唆される。霜柱の冷たさと根酸がセルロースのヒドロキシ基周辺に作用することで、高pH条件下でなくても構造変化が起こる可能性があり、土壌の保水性向上に繋がる具体的な方法論の発見が期待される。
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土壌の保水性向上に関し、植物繊維セルロースの分子間架橋に着目。人工的な架橋剤ではなく、自然環境下で架橋を形成する物質について調査した。綿織物への有機酸処理で伸長回復性が変化する事例から、クエン酸などの多価カルボン酸がセルロースとエステル架橋を形成する可能性が示唆された。多価カルボン酸は複数のカルボキシ基を持ち、セルロースの水酸基とエステル化反応を起こす。この反応は土壌中でも起こりうるため、保水性向上に寄与している可能性がある。
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土壌の保水性向上について、セルロースの活用に着目し、高吸水性樹脂開発のヒントを探る。セルロース繊維は水素結合で繋がり、隙間に保水されるが、その隙間は狭く保水性は低い。高吸水性樹脂開発では、カルボキシメチル化とチレングリコールジグリシジルエーテルの付与による分子間架橋で繊維間の隙間を広げ、保水性を高めている。自然環境下で同様の反応を起こせる物質が存在すれば、植物繊維の保水性を大幅に向上できる可能性がある。
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土壌の保水性向上に有効な有機物として、ポリマー、特にセルロースに着目。ポリマーは多数の反復単位からなる高分子で、セルロースはグルコースが鎖状に結合した植物繊維である。グルコースの結合後も多数のヒドロキシ基(-OH)が残るため、保水性に優れる。単位面積あたりのヒドロキシ基量はセルロースが最大と考えられ、土壌保水に最も効果的な有機物と言える。綿などの植物繊維製品が良い例である。
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夏場の猛暑日に備え、土壌の保水性向上が課題となっている。保水性向上策として植物由来ポリマーが注目されるが、その前に保水性の本質を理解する必要がある。アルコールのヒドロキシ基(-OH)は水と結合しやすく、水溶性を高める。同様に、多数のヒドロキシ基を持つ糖類（例：ブドウ糖）は水への溶解度が非常に高く、100mlの水に約200gも溶ける。この高い水溶性は、化合物の周囲に水分を保持する能力を示唆し、土壌の保水性向上を考える上で重要な要素となる。
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長年物理性の改善を実施した水田では、2024年の機械植え田植えが順調に行われた。物理性の改善により、連作障害の軽減にもつながり、水稲の継続的な栽培が容易になっている。
機械の相性を懸念していた初期段階は過ぎ、現在は安心して田植え作業が行える。また、水稲栽培は連作障害の起こりにくさと、保水性の向上による利点があるため、水資源の確保できる地域では、陸稲よりも推奨される。
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水田を乾田にすることでメタン発生は抑えられますが、鉄の溶脱が減り、下流の生態系や生物ポンプへの影響が懸念されます。水田は腐植蓄積によってメタン抑制と減肥を両立できるため、安易な乾田化ではなく、水田の特性を活かした持続可能な農業が重要です。また、畑作における過剰な石灰施用も、土壌劣化や温室効果ガス排出増加につながるため、土壌分析に基づいた適切な施肥が求められます。
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この記事は、植物が「見えない干ばつ」にどのように反応するかを探っています。目に見える萎れが現れる前の軽度の乾燥状態でも、植物はリン酸欠乏応答を示すことがわかったのです。リン酸は植物の生育に不可欠なため、この発見は重要です。
さらに、以前の記事で紹介されたナイアシンによる乾燥耐性向上との関連性も示唆しています。ナイアシンは乾燥に備え、様々な生合成に必要なNADHやNADPHの合成を促進する可能性があります。
これらのことから、土壌の保水性を高めることの重要性が改めて強調されています。目に見えない干ばつにも備え、早期に対策を講じることが、安定した農業生産には不可欠と言えるでしょう。
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これからの稲作は、気候変動による水不足に対応するために、土の保水性を高めることが重要になります。従来の品種改良や窒素肥料中心の栽培では、水不足による収量低下が懸念されます。そこで、土壌中の有機物を増やし、保水力を高める土づくりが重要になります。特に、土壌微生物の活性化による団粒構造の形成が、保水性の向上に大きく貢献すると考えられます。
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大豆は窒素肥料を与えなくても、土壌中の窒素だけで十分な根の生育が見込めます。特に、排水性と保水性を高めるタンニン由来の地力窒素を 활용すると効果的です。ただし、土壌中の酸素が多くなると根粒菌の活性が低下するため、鉄分の供給も重要になります。鉄分は腐植酸とリン酸が適度に含まれる土壌で効果を発揮します。大豆栽培において、窒素肥料の代わりに土壌中の栄養を最大限に活用することが、収量と品質向上に繋がります。
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有機質肥料を選ぶ際、作物と肥料のアミノ酸の相性を考慮する必要がある。イネを例に挙げると、魚粉はグルタミン酸やアスパラギン酸が多く含まれており、初期生育(根の成長)が抑制される可能性がある。一方、米ぬかと菜種粕は、初期生育に必要なグルタミンが多い。ただし、魚粉は施用後30日でグルタミンが減少する点が気になる。作物の生育段階や土壌中のアミノ酸量の変化を踏まえて、適切な有機質肥料を選ぶことが重要である。
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温暖化による猛暑で、生ゴミを埋めている土が乾燥し、保水力が低下していることに不安を感じています。筆者は、土に弾力を与えるためベントナイトを混ぜていますが、暑さのために効果が見られないようです。このままでは、有機物の分解が速く土が肥えない亜熱帯地域のように、日本の土壌も痩せてしまうのではないかと懸念しています。稲作への影響も心配し、土の保水性向上は日本の農業にとって重要な課題だと訴えています。
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記事は、近年の異常気象による水不足が稲作に深刻な影響を与える中、土壌の保水性を高めることの重要性を訴えています。
著者は、自身が観測している保水性の高い田んぼでは、水位が下がってもひび割れが起きにくいことを例に挙げ、土壌改良の必要性を主張しています。
そして、従来の一発肥料に頼った稲作から脱却し、持続可能な稲作を実現するために、土壌の物理性を向上させる技術の確立が急務であると結論付けています。
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ミカンの花芽形成は冬期のジベレリン処理で抑制されるが、その理由は花芽分化にある。花芽分化は冬期に起こり、枝に蓄積されたデンプン量に影響される。ジベレリンは栄養成長を促進しデンプン消費を促すため、結果的に花芽分化を抑制すると考えられる。一方、7～9月の乾燥ストレスはデンプン蓄積を促し花芽分化を増加させる。つまり、土壌の保水性改善による乾燥ストレスの軽減は、ジベレリン同様、花芽形成抑制につながる可能性がある。しかし、ミカンの栽培地では肥料運搬や土壌改良が難しいのが現状である。
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風邪の予防にミカンが良いと言われるのは、ビタミンCが豊富だからというのは実は誤解です。ミカンのビタミンCは100gあたり約35mgと、他の果物と比べて特別多いわけではありません。
ミカンの効能は、β-クリプトキサンチンという成分にあります。これは体内でビタミンAに変換され、免疫力を高める効果があります。
また、リモネンという香り成分にはリラックス効果があり、風邪の予防だけでなく、疲労回復やストレス軽減にも効果が期待できます。
つまり、ミカンはビタミンCだけでなく、様々な栄養素が豊富に含まれているため、風邪予防に効果的なのです。
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沖縄・名護の土壌「国頭マージ」は、酸性で粘土質、保水性が高く栄養分が少ないため、サトウキビ栽培に適していません。そこで、生育旺盛なマメ科植物「ウマゴヤシ」を活用し、緑肥として土壌改良を試みています。ウマゴヤシは、空気中の窒素を土壌に固定する性質を持つため、有機物が蓄積しにくい国頭マージでも土壌改善効果が期待されています。
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大浦牛蒡は太いため空洞ができやすくても品質に影響が出にくく、貯蔵性も高い。空洞の原因は収穫の遅れと、乾燥後の長雨による急激な成長である。深い作土層に腐植を定着させることで、乾燥状態を回避し空洞化を抑制できる。腐植は二酸化炭素を固定するため、環境問題にも貢献できる。大浦牛蒡は肥料、社会保険、環境問題など多岐にわたり可能性を秘めており、今後の社会において重要な作物となるだろう。
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腐植酸は土壌中のリン酸固定を抑制する効果があります。腐植酸はアルミニウムイオンと結合し、土壌からリン酸と結合しやすいアルミニウムを減らすためです。ラッカセイ栽培では、腐植と石灰を施用することで、リン酸の有効性を高め、ラッカセイのポテンシャルを引き出す可能性があります。
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赤トンボ（アキアカネ）は収穫後の田んぼの水たまりに産卵しますが、観察ではキャタピラで踏み固められた場所に産卵しており、乾燥が心配です。アキアカネは卵で越冬するため、水たまりが短期間で乾くことは問題ありません。しかし、土壌の保水性が向上すれば、より長く水たまりが維持され、アキアカネの産卵環境の改善に繋がる可能性があります。稲作中の土壌管理は、収穫量増加だけでなく、生物多様性にも貢献する可能性を秘めています。
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とろろそばのポスターでうたわれている、とろろの効能「疲労回復、老化防止、美容効果、記憶力向上」の成分を探っています。
企業サイトによると、とろろにはデンプン分解酵素、コリン、サポニン、食物繊維が含まれています。
すりおろすことで加熱せず酵素を摂取でき、食物繊維が酵素の活性を維持します。
今回は触れていませんが、コリンにも注目すべき効能がありそうです。
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カタツムリ探しを通して、著者はその個体数の減少を実感する。舗装道路の増加による乾燥化の影響に加え、田畑の土壌劣化も要因として考えられるという。保水性の高い田んぼでは、カタツムリが多く見られることから、地域全体で保水性の向上に取り組むことで、カタツムリの個体数増加に繋がるのではないかという考えに至る。
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マルチ栽培は土の粒子が細かくなりやすいという問題点があります。マルチによって土壌が常に高湿状態になり、糸状菌の活動が活発化しすぎることで土壌中の有機物が早く消費されてしまうことが原因と考えられます。その結果、排水性・保水性・保肥力が低下し、露地栽培よりも土壌の状態が悪化しやすいというデメリットがあります。そのため、マルチ栽培を行う場合は、土壌改良資材を積極的に投入するなどの対策が必要となります。
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著者は、物理性向上に取り組んだ田んぼの土が、雨後も水没せず適度な水分を保っている様子を伝えています。この保水性により、将来の稲作やレンゲの生育に対して大きな安心感を得られることを強調しています。良い土作りは好循環を生み出し、物理性の向上はレンゲの生育を安定させ、それが更なる土壌改善、ひいては稲作の成功にも繋がるという自身の経験に基づいた考えを述べています。
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イネは水を求めて発根するのではなく、土壌中の窒素量と植物ホルモンが関係している可能性が高い。中干ししない場合、土壌中の有機物が分解され窒素量が増加、サイトカイニン合成が促進され発根が抑制される。一方、乾燥ストレスがオーキシンを活性化させるという報告は少なく、保水性の高い土壌での発根量増加事例から、イネにおいても乾燥ストレスとオーキシンの関係は薄いと考えられる。中干しなしの場合、初期生育に必要な栄養以外は有機質肥料を用いることで、サイトカイニン合成を抑え、発根を促進できる可能性がある。
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レンゲ栽培と中干しなし稲作で、土壌の物理性向上による肥料過多と倒伏が課題として浮上。レンゲによる窒素固定量の増加と、物理性向上による肥料効能の持続が重なった可能性。中干しのメリットは物理性向上により減少し、デメリットである高温障害回避と益虫増加の方が重要となる。解決策は施肥量減らし。この技術確立は、肥料・農薬削減によるSDGs、土壌炭素貯留によるCO2削減、鉄還元細菌によるメタン発生抑制に繋がり、持続可能な稲作に貢献する。
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植物は、病害虫や紫外線など様々なストレスから身を守るため、様々な防御機構を備えている。その中でも重要な役割を果たすのが、芳香族アミノ酸であるフェニルアラニンやチロシンから合成される二次代謝産物だ。これらは、リグニン、サリチル酸、フラボノイドといった物質の原料となる。リグニンは細胞壁を強化し、病原菌の侵入を防ぐ。サリチル酸は、病原菌に対する抵抗性を高めるシグナル物質として働く。フラボノイドは、紫外線吸収剤や抗酸化物質として機能し、光ストレスや酸化ストレスから植物を守る。つまり、芳香族アミノ酸は植物の防御システムの基盤を担っており、健全な生育に不可欠な要素と言える。
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ブナ科の樹木観察から、常緑樹と落葉樹の違いに着目した考察。常緑樹の葉も落葉するが、寿命が長い。日本の常緑樹は冬の寒さ・乾燥対策として葉を小さく厚くし、光合成効率は低い。一方、落葉樹のクヌギなどは、好条件下では薄く大きな葉で光合成を活発に行い、冬には落葉して葉の維持コストを削減する。落葉は根元に落ち葉の絨毯を作り、保水性・保温性・保肥力を高め、次年の生育を助ける。つまり、常緑樹と落葉樹は、環境への適応戦略の違いと言える。
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稲作の一発肥料は、初期生育に必要な速効性肥料と、生育後期に効く緩効性肥料を組み合わせ、追肥の手間を省く。速効性肥料には尿素が用いられ、緩効性肥料には樹脂膜で被覆した被覆肥料か、油かす等の有機質肥料が使われる。被覆肥料は樹脂膜の溶解により徐々に肥効を示し、安定性が高い。有機質肥料は微生物分解で肥効を示し、土壌環境の影響を受けやすいが、食味向上に寄与する。一発肥料はこれらの組み合わせにより、シグモイド型やリニア型といった肥効パターンを実現する。
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土壌改良剤の効果を検証するため、腐植酸、ベントナイト、ゼオライト、モンモリロナイトを含む4種類の土壌改良剤と、対照群として石灰と堆肥を用いて実験を行った。結果、カルシウム添加による団粒構造形成促進効果は堆肥で顕著に見られ、土壌改良剤の効果は限定的だった。特に、ベントナイトは水分含有量が多く、ゼオライトは団粒形成にほとんど寄与しなかった。モンモリロナイトは若干の改善が見られたものの、腐植酸は効果が不明瞭だった。このことから、団粒構造形成にはカルシウムだけでなく、有機物との相互作用が重要であることが示唆された。
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黒ボク土は、火山灰土壌であり、保水性、通気性、排水性に優れ、リン酸固定が少ないため、肥沃な土壌として認識されている。しかし、窒素供給力が低いという欠点も持つ。黒ボク土壌で窒素飢餓を起こさないためには、堆肥などの有機物施用と適切な土壌管理が必要となる。
記事では、鳥取砂丘の砂質土壌に黒ボク土を客土した圃場での栽培事例を通して、黒ボク土の特性と砂質土壌との比較、土壌改良の難しさについて考察している。黒ボク土は砂質土壌に比べて保水性が高い一方で、窒素供給力が低いことから、窒素飢餓対策が必要となる。また、砂質土壌に黒ボク土を客土しても、水管理の難しさは解消されず、土壌改良は容易ではないことが示唆されている。
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ラン栽培用のミズゴケが余ったので、ラッカセイ栽培の土に混ぜることにした。しかし、ミズゴケは軽く、土と混ざりにくかった。ミズゴケは保水性と排水性のバランスがよく、根を傷めにくい。また、イオン交換性も高い。木質化した感触があるが、リグニンを持たないため、植物繊維によるものだろう。ミズゴケの保水性により、夏場の乾燥を防ぐ効果を期待している。
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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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作物の根はフラボノイドを分泌し、枯草菌がそれを認識して根の周りにバイオフィルムを形成する。このバイオフィルムは他の微生物の侵入を防ぎ、根の病気を抑制する。枯草菌は鉄や銅の吸収を促進するシデロフォアも分泌する。有効な枯草菌の増殖には土壌の排水性と保水性が重要であり、フラボノイド合成に必要なフェニルアラニンと微量要素も重要となる。さらに、バチルス属細菌は病原菌のクオルモンを分解する能力も持つため、病害抑制に貢献する。良好な土壌環境は、これらのメカニズムを通じて作物の病害発生率を低減する。
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山梨県甲府市で、黒ボク土での栽培に関する農業研修の講師を務めました。甲府市はアロフェン質黒ボク土が多く、排水性・保水性・CECが高い一方、活性アルミナ障害を受けやすいという特徴があります。研修では、この活性アルミナ障害の発生原因や、既存の肥料を用いた秀品率向上のための対策について解説しました。具体的には、リン酸施肥による活性アルミナ対策などを紹介し、黒ボク土の特性を理解した効果的な栽培方法を提案しました。
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籾殻が敷かれた通路に生えるキノコは、他の菌類との生存競争を繰り広げている。籾殻は保水性と通気性を高め、キノコにとって有利な環境を作り出す。特に、窒素が少なくグルコースが多い環境で優位となる。
鶏糞などの施肥はこの環境を一変させる可能性がある。窒素が増えることで、キノコは競争に敗れ、分解しやすいセルロースは消費され、分解しにくいリグニンが残るかもしれない。
いずれにせよ、菌類によるセルロース分解は熱を発生させるため、地温上昇は避けられない。知識を持つことで、一見ただのキノコも、微生物間の攻防という新たな視点で見ることができる。
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ひび割れた過酷な土壌環境で、ノゲシやタネツケバナは stunted growth を示し、タネツケバナはアブラムシに覆われていた。これは、植物が周囲の環境を変えながら成長するとはいえ、厳しい環境では成長が阻害され、地力回復も期待できないことを示唆する。ひび割れた畑の休耕は、雨水による除塩以外に効果が薄く、植物が生育できる環境を整えることが重要となる。具体的には、休耕前に植物性の有機物を投入し、排水性と保水性を改善することでひび割れを解消し、植物の生育を促進、除塩や土壌改良を進める必要がある。写真に写る植物たちの状態は、休耕だけでは地力回復が難しいことを示す明確な証拠である。
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作物の病原性細菌は、クオラムセンシング（QS）と呼ばれる細胞間コミュニケーション機構を用いて、集団密度を感知し、協調的に病原性を発揮する。QSは、シグナル分子であるオートインデューサー（AI）の濃度変化によって制御される。AI濃度が一定閾値を超えると、細菌集団はバイオフィルム形成、毒素産生、運動性制御など、様々な病原性因子を一斉に発現し、植物に感染する。
軟腐病菌は、N-アシルホモセリンラクトン（AHL）と呼ばれるAIを利用したQSシステムを持つ。AHLの産生を阻害することで、軟腐病菌の病原性を抑制できる可能性がある。また、植物側も細菌のQSを妨害する機構を備えている場合があり、これらを活用した新たな病害防除法の開発が期待されている。
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寒起こしは、土壌を凍結・乾燥させることで、土壌病害の抑制に繋がる可能性がある。特に、水分が多いと増殖しやすいグラム陰性菌に対して有効と考えられる。凍結によって土壌中の水分が氷となり、細菌の細胞が破壊される。また、乾燥によって細菌の増殖が抑制される。しかし、寒起こしの効果は土壌の種類や気候条件によって異なるため、過信は禁物である。土壌の排水性を高めるなど、他の対策と組み合わせることで、より効果的に病害を抑制できる。
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苦土（マグネシウム）は植物の生育に必須で、葉緑素の構成要素やリン酸吸収を助ける役割を持つ。土壌中の苦土は、粘土鉱物や腐植に吸着された交換性苦土として存在し、植物はこれを利用する。しかし、火山灰土壌では交換性苦土が少なく、リン酸過剰やカリウム過剰によって苦土欠乏症が発生しやすい。土壌分析で交換性苦土が1.5cmol/kg以下なら欠乏の注意が必要。対策として、苦土肥料の施用が有効だが、土壌pHや他の養分とのバランスも考慮する必要がある。特に、リン酸とカリウムは苦土の吸収を阻害するため、過剰施用は避けるべき。苦土欠乏は葉脈間が黄化するなどの症状で現れるため、早期発見と適切な対応が重要。
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牛糞堆肥の土作りにおける価値を、乾燥ストレスと高塩ストレスの観点から再考する。植物は乾燥/高塩ストレスによりプロリンを合成し、これが虫の食害を誘発する。牛糞堆肥は硝酸態窒素や塩分を多く含み、ECを高め高塩ストレスを招き、結果的にプロリン合成を促進、虫を引き寄せる。また、プロリン合成の材料となる硝酸根も供給するため、一見健全な成長を促すが、実際は虫害リスクを高めている。つまり、窒素過多や牛糞堆肥過剰施用で虫害が増えるのは、高塩ストレスによるプロリン合成促進が原因と考えられる。
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土壌の保水性・排水性を高めることで、植物の乾燥ストレスを軽減し、プロリンの過剰な蓄積を防げる可能性がある。乾燥ストレスを受けた植物はプロリンを合成し葉に蓄積するが、これが昆虫を誘引する一因となる。慣行栽培でも、土壌改良に加え、スプリンクラーによる葉面散布で乾燥ストレスを抑制することで、プロリン蓄積を減らし、結果として害虫の発生を抑え、農薬の使用回数を減らすことに繋がったと考えられる。
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愛知県渥美半島は、秩父帯由来のチャートや石灰岩を含む土壌で、赤黄色土の粘土質やグライ土が多く、排水保水性が悪いなど栽培に難しい土地である。しかし、日照時間の長さと豊富な水資源という好条件の中、土壌の不利を克服するため土耕栽培で試行錯誤を重ね、高度な追肥技術を培ってきた。この経験と観察眼は施設栽培にも継承され、溶液肥培管理技術の向上にも繋がっている。つまり、恵まれない土壌条件が、逆に高度な栽培技術発展の原動力となったと言える。
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フォッサマグナ西側の土壌は、東側と比べて排水性・保水性が悪く、栽培に苦労が多い。西日本で研修を受けた農家が東日本で成功しやすい一方、逆の場合は苦労する傾向がある。土壌の硬さや水はけの悪さから、西日本の畑ではトラクターの刃の交換頻度も高く、NPK肥料以前の土壌改良が重要となる。関東中心の栽培研究では、西日本の土壌環境が考慮されていないため、排水性・保水性に着目した西日本主体の研究が必要だ。もし関西で農学が盛んであれば、NPKではなく排水性・保水性を重視した栽培体系が確立していた可能性があり、東西の土壌環境の違いを理解した研究が日本の農業に革新をもたらすと筆者は主張する。
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黒ボク土は養分が少なく、アルミニウム障害により栽培しにくいとされる。しかし、保肥力が高いため相対的に養分は豊富であり、火山灰土壌の桜島でも作物が育つことを考えると、栽培の難しさは土壌そのものよりも肥料慣習の変化によるところが大きいのではないか、という考察を展開している。伝統野菜の存在や、養分が少ない土壌でも栽培が行われている例を挙げ、通説への疑問を呈している。
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鹿児島市南部は、主にシラスを起源とするアロフェン質黒ボク土が広がっている。この土壌は腐植に富み、保水性・排水性が高い反面、アルミニウムの溶脱による障害リスクも抱えている。見た目は黒色で柔らかく、ふかふかした状態。サツマイモ栽培に適した土壌だが、基肥設計を最適化することで更なる品質向上が期待できる。物理性は良好だが、化学性には注意が必要。
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関東中心に牛糞堆肥が良いとされる理由を、土壌の特性から考察した記事です。関東に多い黒ボク土は、アルミニウムイオンが溶脱しやすく根の伸長を阻害する一方、アロフェンによるAECで硝酸イオンなどを吸着します。牛糞堆肥はリン酸がアルミニウムを無害化し、硝酸塩もAECが吸着するため、黒ボク土の欠点を補う効果があります。また、牛糞堆肥の腐植はアロフェンと結合し土壌に残ります。つまり、黒ボク土と牛糞堆肥は互いの短所を打ち消し、長所を引き立て合う関係です。この相乗効果は北海道東部、東北東部、関東一帯、九州中南部といった黒ボク土地域で有効ですが、他の地域では牛糞堆肥の負の側面が目立ち、特にハウス栽培で顕著になります。加えて、牛糞堆肥は窒素肥料代替として減肥率向上にも貢献します。
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黒ボク土は通気性・保水性に優れる反面、アルミニウム障害という問題を抱えています。本稿では、黒ボク土の形成過程を、粘土鉱物であるアロフェンと非アロフェンに着目して解説しています。黒ボク土は、玄武岩質火山灰を基材とし、アロフェン質と非アロフェン質に分類されます。非アロフェン質はベントナイトなどの2:1型粘土鉱物ですが、アロフェン質は火山ガラスから生成されるアロフェンを含みます。アロフェンの生成には玄武岩質火山灰由来の成分が関与していると考えられています。
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土壌中のアルミニウムは腐植を守る役割を果たしています。腐植は微生物によって分解されますが、アルミニウムイオンは腐植と結合し、微生物による分解から守ります。特に、酸性土壌ではアルミニウムイオンが溶出しやすく、腐植と結合しやすいため、腐植の分解が抑制されます。このため、酸性土壌では腐植が蓄積しやすく、肥沃な土壌となります。一方で、アルカリ性土壌ではアルミニウムイオンが溶出しにくいため、腐植の分解が進みやすく、土壌の肥沃度が低下します。
バーミキュライトを購入した。 JAの職員に渡される施肥診断技術者ハンドブックによると、バーミキュライトは雲母由来の板〜薄板状の二次(粘土)鉱物となっている。 そもそも粘土って何？ モンモリロナイトと同じ2:1型鉱物と呼ばれ、保肥力が半端無く高く、保水力も高い粘土鉱物として扱われている。 粘土鉱物は買ってでもいれろ 保肥力とは？ でもさ、上の写真は全然粘土に見えないよね。 まぁ、細かい粒子が合わさってあの形状になっているなら、粘土だと言えなくもないか。 (薄)板
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木質資材は土壌改良に有効だが、分解が遅く扱いが難しい。しかし、クローバーは木質資材上でも旺盛に生育し、その根圏には木質資材を分解する菌類が豊富に存在する。写真からも、クローバーの根に菌糸がびっしり付着し、根元にはキノコが生えている様子が確認できる。これはクローバーが菌類と共生関係にあり、菌類が木質資材を分解することで土壌改良を促進していることを示唆している。つまり、クローバーを植えることで、木質資材の分解が促進され、土壌の排水性と保水性が向上する。このメカニズムは、他の植物の生育にも好影響を与え、土壌環境の改善に繋がる。
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エノコロは畑の状態を判断する指標となる。どこにでも生えるほど丈夫で、荒れ地でも実をつけ、良い環境では大きく育つ。人の背丈ほどになれば、作物にも理想的な環境であることを示す。
イネ科のエノコロはケイ酸を利用し、プラント・オパールとして土壌に腐植をもたらす。また、強い根は土壌を柔らかくし団粒構造を形成する。エノコロの背丈は根の深さと比例し、高いほど排水性と保水性が高い土壌を示す。
師は、自然に生えるエノコロの状態から土壌の良し悪しを判断し、収穫を予測していた。緑肥ではなく、自然発生のエノコロこそが環境を正確に反映していると言える。写真の土壌はまだ発展途上で、エノコロも低い。
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ケイ酸肥料はイネ科作物に良いだけでなく、土壌改良にも大きな可能性を秘めている。長石の風化過程でカリウムと共に生成されるケイ酸は、同時に発生する水酸化アルミニウムと反応し、カオリナイトという粘土鉱物を形成する。水酸化アルミニウムは土壌酸性化で溶脱し、植物の根に障害を与える有害物質である。つまり、ケイ酸を投入することで、この有害なアルミニウムを無害な粘土へと変化させ、土壌の保肥力・保水力を向上させることができる。スギナ繁茂地のようなアルミニウム障害の畑では、特にケイ酸投入による土壌改良効果が期待できる。
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植物は生きている時はワックスやカルシウムで水を弾くが、朽ちるとワックスが失われ、カルシウムも溶け出す。カルシウムがあった場所に水が入り込み、保水性を持つようになる。つまり、植物繊維は腐植となり、土の保水性を向上させる。落ち葉も同様で、腐敗するにつれ撥水性を失い、水分を保持するようになる。土作りでは、植物繊維を多く入れることで、物理的な保水性を得ることができる。
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もらったジャガイモを切ったら、中心部が褐色に変色していた。これは「褐色心腐」という生理障害で、ジャガイモの肥大期に高温乾燥状態におかれると発生する。つまり、夏から秋にかけて雨が少なく灌水しない、または土壌の保水性が低い場合に起こりやすい。ジャガイモ栽培では堆肥をあまり使わないため、乾燥しやすい。しかし、土を草で覆うことで乾燥を防げる。過去にジャガイモ畝にヘアリーベッチを植えると秀品率が向上するという結果を見たが、今回の褐色心腐の発生抑制にも効果があるかもしれない。 (ただし、写真の症状が褐色心腐ではない可能性もある。)
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冬期のトラクター耕作「寒起こし」は、土壌を乾燥させ害虫や菌の越冬を防ぐ効果がある。耕された土はふわふわになり表面積が増え、乾燥効果を高めている。
これを踏まえ、保水性と間隙のある資材を投入すれば霜柱の発生を促進し、土壌改良効果を高められるのではないかと考察。霜柱による土壌の上昇・下降の繰り返しは更なる効果をもたらすと推測されるが、実際に行っている事例は少ないため、有効性や実施上の課題があると考えられる。
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実家の神奈川で、キラキラ光る霜柱を発見。マクロ撮影で観察すると、霜柱が土壌の鉱物を持ち上げている様子が捉えられた。霜柱ができる土壌は、間隙と保水性があり、良い土壌の条件を満たしている。論文によっては、霜柱が立つことで良い土壌になるとも言われている。霜柱が溶けると持ち上がった鉱物は落下し、土壌に隙間ができる。また、霜柱は複数の細い柱が合わさって形成されていることが観察された。
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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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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。
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俗に言う「良い土」とは、腐植を含有し、団粒構造を有する土壌です。団粒構造とは、土壌の鉱物と腐植が塊状に混ざり合ったもので、以下の特徴があります。
* 排水性が良い（塊の間に隙間があるため）
* 保水性が高い（団粒構造自体が水を含む）
良い土と悪い土を比較すると、団粒構造の有無が大きな違いとして現れます。団粒構造がない悪い土は、保水性や排水性が悪く、塊が崩れて泥状になります。
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植物の分解物が土壌に混ざることで生成される腐植は、保水性と排水性を併せ持つ。分解された植物繊維が水を吸い込んで保水し、その間にできる空気層が排水性を確保する。ただし、保水性に優れる段階の腐植を入れる必要がある。早期段階の腐植は排水性のみ向上させ、逆に保水能力を低下させる可能性がある。
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土壌の良さは、一見矛盾する性質である「排水性」と「保水性」を備えていることで実現される。著者は、排水性が向上した土壌が、保水性も向上したことを示す写真を提供している。これは、腐植が豊富な土壌が、水を保持し、通気性を確保するためである。結果的に、良好な土壌は、品質の良い作物の生産に適している。
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酸性土壌では、鉱物中のアルミニウムが溶出して根の伸長障害を引き起こす。この障害により吸水・肥料吸収力が低下し、生育に悪影響を及ぼす。スギナは酸性土壌に強く、アルミニウムに耐性があるため、酸性の指標植物として利用できる。畑やその周辺にスギナが繁茂している場合、土壌の酸性化が疑われ、改善が必要と考えられる。酸性土壌は保水性や保肥力も低下しているため、栽培を開始する前に土壌の改善を行うことが望ましい。
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粘土鉱物を含む土壌は、粒子間のつながりによって保水性と保肥力を保つ。しかし、土壌が酸性化するとこのつながりが弱まり、保水・保肥力が失われる。例として、元水田の粘土質土壌が、酸の影響で乾燥しやすく保水・保肥力のない状態になる場合がある。これは施肥効率の低下につながるだけでなく、さらに深刻な問題を引き起こす可能性がある。
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粘土鉱物は土壌の保水性と保肥力を高めますが、悪化した土壌に混入すると、圧縮が促進され、根の伸長を阻害します。土壌粒子が強く凝固し、水分や空気が浸透しにくくなり、排水が悪化します。その結果、作物は必要な水分や養分を十分に吸収できず、成長が抑制されます。粘土鉱物がすでに締まった土壌に混入されると、その悪影響はさらに顕著になります。