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中干し無しの稲作に取り組む農家の米が、品質検査で最高評価を得た事例を紹介しています。
この農家は、土壌改良、レンゲ栽培、中干し無しに加え、減肥にも取り組んでおり、収量が多いだけでなく、品質も高い米を生産しています。
記事では、この品質向上の要因として、
1. **初期生育段階での発根促進**
2. **猛暑日における水張りによる高温障害回避**
3. **川からのミネラル供給量の増加**
の3点を挙げ、土壌の物理性改善とガス交換能向上による重要性を指摘しています。
さらに、中干し無しの稲作は、水管理コストや農薬散布の削減、夏季の気温上昇抑制にも繋がり、環境にも優しい持続可能な農業を実現するとしています。
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林縁で見かけた、幹に絡まるツタ植物の葉が鮮やかな紅色に染まっていました。一般に紅葉は、光合成の抑制と関連付けられます。では、このツタも、本来は日陰を好む植物が、たまたま日当たりの良い林縁に生息することになり、過剰な光合成を抑えるためにアントシアニンを蓄積し、葉を赤く染めているのでしょうか？
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トマトの水耕栽培において、水温制御の重要性が考察されています。筆者は、根に低温の水を供給することで葉温が下がり、光合成酵素の失活を防ぎ、光合成効率が向上するという仮説を立てました。この疑問から、農研機構の「根域冷却水耕栽培」の研究に辿り着きます。同研究では、供給水を12℃に保つと葉、茎、根の発生は減少するものの、果実の糖度が向上することが判明。これは「木をいじめる」栽培技術に類似し、水温がトマトの成長と品質に大きな影響を与えることが示唆されました。
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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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植物の気孔開閉は、根で合成されるアブシジン酸だけでなく、葉でも合成されることがわかった。葉でのアブシジン酸合成は、光ストレスによる活性酸素の発生を抑えるためと考えられる。合成経路は、カロテノイドの一種であるゼアキサンチンから数段階の酵素反応を経て行われる。このゼアキサンチンは、過剰な光エネルギーの吸収を防ぐキサントフィルサイクルにも関わっている。乾燥していない環境下でも、過剰な日光によって葉でアブシジン酸が合成され気孔が閉じると、光合成の効率が低下し生産性のロスにつながる可能性がある。
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猛暑日が多いと、中干しによる土壌の乾燥が植物に過度のストレスを与える可能性が高まります。中干しの目的は過湿を防ぎ根の活力を高めることですが、猛暑下では土壌温度が急上昇し、乾燥した土壌はさらに高温になり、根のダメージにつながります。結果として、植物の生育が阻害され、収量が減少する可能性も。中干しを行う場合は、猛暑日を避け、土壌水分計などを活用して土壌の状態を適切に管理することが重要です。また、マルチや敷き藁などを利用して土壌温度の上昇を抑制する対策も有効です。
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トマト果実の割れを防ぐには、気孔の開閉による水分コントロールが重要。気孔は光合成に必要なCO2を取り込み、同時に蒸散で水分を失う。光合成が活発な時は糖濃度が上がり、浸透圧で根から水を吸い上げる。しかし、乾燥した日は蒸散量が増え、土壌水分が枯渇しやすいため、植物ホルモンが分泌され気孔が閉じる。葉の湿度は蒸散量に影響するため、光合成には受光量と湿度が関係する。トマトの秀品率向上には、スプリンクラーによる霧状噴霧で葉周辺の湿度を適切に保つことが重要となる。
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この記事は、森林の縁に生育するブナ科樹木、アベマキ（落葉樹）とアラカシ（常緑樹）の生存戦略の違いを考察している。アベマキは大きなドングリを実らせ乾燥に強く、森林の外側への進出を図る。一方、アラカシは小さなドングリを一年で成熟させ、親木の根元で素早く子孫を増やす戦略をとる。この違いは、森林内部の光競争に起因する。アラカシは耐陰性が高く、アベマキの林床でも生育できる。逆にアベマキは、アラカシに覆われると生育が困難になるため、より乾燥した森林外縁への進出を余儀なくされる。この競争が、アベマキの大型ドングリと落葉性の進化を促したと考えられる。つまり、アラカシの存在がアベマキを外側へ追いやり、森林内部ではカシ類が優勢になる構図が示唆されている。
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マメ科の草が、冬の寒さの中で葉を閉じ、垂れ下がった状態で生存している様子が観察された。葉は緑色を保っており、低温障害は発生していない。葉の裏面を互いに向けるこの状態は、乾燥した空気から葉を守るため、葉の周りの湿度を保つ役割を果たしていると考えられる。さらに、受光量を減らすことで過剰な光合成を防いでいる可能性もある。他に、葉の上に雪などが積もりにくくなる効果も考えられる。この植物の冬越し戦略は、永久しおれ点やアントシアニンの蓄積といった植物生理学の観点からも興味深い。冬は植物の生存戦略を学ぶ良い教材となる。
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冬枯れの野原で、アザミのロゼットが美しい姿を見せている。枯れたイネ科の草の縁に位置することで、冷たい風を避けつつ日光を十分に浴びることができる。ロゼットの葉はアントシアニンによって濃く色づいており、過剰な光から身を守っている。厳しい環境の中で、風除けと日当たりの良さを両立させ、さらにアントシアニンで光量を調節するという機能的な美しさは、自然の巧みさを物語っている。おそらくノアザミと思われるこのロゼットは、春に向けて着々と準備を進めている。
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陰樹の耐陰性とは、弱い光の下でも光合成を効率的に行い、生存・成長できる能力のこと。陰樹は、陽樹に比べ光補償点と光飽和点が低い。つまり、光合成でエネルギー生産と呼吸によるエネルギー消費が釣り合う光補償点は、少ない光量で達成される。そして、光合成速度が最大になる光飽和点も低い。これは、少ない光を効率的に吸収するため葉緑体を多く持つ、葉を薄く広く展開する、葉の寿命が長いなどの適応戦略による。これらの特性により、陰樹は森林の遷移後期に優占種となり、暗い林床でも生存できる。
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陰樹の耐陰性は、暗い林床でも生存できる能力を指す。陰樹の葉は陽樹に比べ薄く、構成する層も少ないため、維持コストが低い。これは光合成量が限られる環境では有利となる。また、呼吸量が少ないことも、ネズミによる食害リスクを減らす点で生存に寄与する。陰樹の中でも、ツブラジイはスダジイより耐陰性が高い。葉の厚さや呼吸量の差に加え、クチクラ層による遮光なども耐陰性に関係する。これらの要素が、成長は遅いが長期間生存できる陰樹の特性を支えている。
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林縁部は、光環境が変化に富む場所である。内側の林床は一見暗いものの、実際に近づいて空を見上げると、木々の隙間から相当量の光が差し込んでいる。これは、林縁の木々が林冠を形成するほど密に枝葉を展開しないためである。この明るい林床は、後発の木々の成長を可能にする。
一方、同じ木でも、日向と日陰の葉では形状が異なる。陰葉は陽葉より薄く、光合成能力を抑えつつ呼吸量も減らし、少ない光を効率的に利用する。落葉樹と常緑樹の違いもこの光環境への適応戦略の違いとして理解できる。また、アザミのような植物は、より多くの光を求めて花を林の外側に向ける。このように、林縁は多様な植物の生存戦略が観察できる興味深い場所である。
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荒れ地に最初に進出するパイオニア植物であるハギは、痩せた土地でも生育できる窒素固定能力を持つ。マメ科植物特有の根粒菌との共生により、空気中の窒素を土壌に固定し、自身の成長だけでなく、他の植物の生育環境も改善する。ハギは、森林が成立するまでの遷移の初期段階を担う重要な役割を果たす。繁殖においても、種子散布だけでなく、地下茎による栄養繁殖も得意とするため、急速に群落を拡大できる。これらの特性により、荒れ地を緑化し、次の遷移段階への足掛かりを作る役割を担っている。
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二価鉄は植物の生育に必須の微量要素だが、その扱いは難しい。光合成、呼吸、窒素固定など生命活動の根幹に関わる多くの酵素の活性中心として機能する一方で、過剰な二価鉄は活性酸素を発生させ、細胞に損傷を与える。そのため、植物は巧妙な制御機構を備えている。鉄の吸収、輸送、貯蔵、利用を調節するタンパク質群が働き、必要量を確保しつつ過剰を防いでいる。鉄欠乏になるとクロロシス（葉の黄化）などの症状が現れ、生育が阻害される。土壌pHや他の金属イオンの存在も鉄の吸収に影響を与えるため、適切な土壌管理が重要となる。
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沈水植物は、水中で光合成を行うため、光量の確保と空気の吸収が課題となる。酸素より二酸化炭素の吸収が重要で、水中の二酸化炭素はpHにより形態が変化する。pH6以下では二酸化炭素、6〜10では重炭酸イオンとして存在する。沈水植物は、進化の過程でどちらかの形態を吸収するように特化しており、水質(特にpH)の影響を受けやすい。
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寒さによりアントシアニンが蓄積したキャベツで、成長の小さいものほど蓄積が多い。これは、光合成の明反応で電子を取り出したものの、暗反応で二酸化炭素を糖に合成できなかったためと考えられる。
寒さの中で暗反応を活発にするには、葉を厚くして保温効果を高めることが重要である。これにより、葉の内部の生理活動が落ちにくくなり、暗反応が継続しやすくなる。結果的にアントシアニンを蓄積しにくくなる。
つまり、寒さの中でも暗反応を活発に保てるキャベツは、成長が良く、アントシアニン蓄積が少ない傾向にある。また、成長の小さいキャベツは暗反応の活性が低く、結果としてアントシアニン蓄積が多くなっていると考えられる。
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雷雨の翌日に植物が活発になるのは、雨中のマグネシウムや落雷による窒素酸化物など、葉面吸収による栄養分の供給が関係していると考えられる。雨には無視できない量のマグネシウムが含まれており、落雷のエネルギーは空気中の窒素を窒素酸化物に変換する。雷雨時は光合成が抑制されるため、根からの養分吸収は少ない。しかし、雷雨後には植物が急激に成長することから、葉面吸収によって得たマグネシウムや窒素酸化物を利用している可能性が高い。
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下鴨神社の遅咲きの萩を観察したところ、一部の枝では先端だけでなく中ほどまで花が咲いていたが、中央部は花が咲いていなかった。特に、上の枝に覆われて日陰になっている部分では花が咲いておらず、光量が開花範囲に影響しているのではないかと推測している。梨木神社の萩まつりへのリンクもある。全体的には、萩の開花と光量の関係に着目した観察記録となっている。