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京都市では、ネギの連作で疲弊した畑を回復させるため、一時的に水田にして稲作を行う慣習がある。水田化は、ミネラル供給や土壌粒子の変化だけでなく、肥料分の排出効果も期待されている。しかし、単なる肥料分の排出よりも重要な効果として、養分の形態変化が考えられる。
水田では、牛糞堆肥由来の窒素、リン酸、カルシウムが蓄積する。リン酸は緑藻の繁茂を促し、それを餌とするカブトエビやタニシが増殖する。これらの生物は、殻形成にカルシウムを利用し、有機物を摂取することで、水溶性無機養分を有機物に変換して堆積させる。水田から排出されるカブトエビやタニシは、カルシウムを畑の外へ運び出す役割も果たす。
つまり、水田化は養分を洗い流すのではなく、有機物として土壌に固定化することで、連作障害を軽減していると考えられる。
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水田に水が入り、窒素やリンが豊富になると緑藻が急増した。それを餌に動物プランクトンも増え、水は茶色くなった。数日後には水は澄み、動物プランクトンは姿を消した。代わりに現れたのはカブトエビ。彼らは水底を動き回り、藻類やプランクトンの死骸などを食べているようだ。このように、水田では栄養塩が藻類、プランクトン、カブトエビへと変化し、無機物から有機物への急速な転換が見られた。これは撹乱された生態系の典型的な個体数変化と言える。
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生産緑地の水田で、春の入水後、水面が緑藻で覆われた。水は緑色から茶色みがかり、数日後には澄んだ。都市型農業における水田の用水路の水、もしくは水田自体が富栄養状態にあるためと考えられる。窒素分とリン酸分が豊富な鶏糞を水槽に入れると緑藻が増殖し、それを動物プランクトンが追うという過去記事を参考にすると、水田の栄養を求めて緑藻、そして緑藻を求めて動物プランクトンが集まったと推測される。
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塩化石灰(CaCl₂)と過酸化水素の混用は、塩素ガス発生の可能性があり危険です。塩化石灰溶液中の塩素イオンが塩酸のように働き、過酸化水素と反応するためです。しかし、通常の農業用途では濃度が低いため、過剰な心配は不要です。とはいえ、曝露リスクを減らすには、ギ酸カルシウム肥料が推奨されます。ギ酸と過酸化水素は反応して過ギ酸を生成しますが、これはWikipediaによると殺菌力が高い一方で毒性はありません。ギ酸カルシウムは塩化石灰や硫酸石灰ほど水に溶けやすいわけではありませんが、混用による不安を解消できます。ただし、ギ酸自体にも毒性があるので、使用時は用量を守ることが重要です。
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近所の溜池でアヤメ科の植物（アイリス）が咲いていた。この溜池は緑藻の増殖により緑色だが、いずれ動物プランクトンが増え茶色に変わるという。緑色は光合成による酸素放出を、茶色は呼吸による酸素消費を意味する。プランクトンの種類が変化しても微量要素の使用量はほぼ変わらないと考えられる。アイリスにとって、溜池の色変化はストレスになり得るのか、緑藻の増殖に合わせた開花戦略があるのか疑問に思った。
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微細藻類は飼料、燃料、健康食品など様々な可能性を秘めている。特に注目すべきは、鶏糞を利用したニゴロブナの養殖事例。鶏糞を水槽に入れると微細藻類が増殖し、それをワムシ、ミジンコが捕食、最終的にニゴロブナの餌となる。この循環は、家畜糞処理と二酸化炭素削減に貢献する可能性を秘めている。微細藻類の増殖サイクルを工業的に確立できれば、持続可能な資源循環システムの構築に繋がる。
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水槽の白い粒をOLYMPUS TG-4の顕微鏡モードで撮影したらミジンコが写っていた。今まで実体顕微鏡が必要と思われていた動物プランクトンも、デジカメで撮影できる時代になった。このデジカメを使えば、植物プランクトン（微細藻類）も見ることができるのだろうか？と疑問を持ち、調べてみることにした。