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植物の根は、土壌構造の形成に重要な役割を果たす。根は成長過程で土壌を押し分け、亀裂を生み出し、土壌粒子を再配置する。また、根毛は土壌粒子に付着し、微小な隙間を作り出す。これらの作用により、土壌の通気性、透水性、保水性が向上する。さらに、根から分泌される粘液や、根の周辺に生息する微生物は、土壌粒子を結合させ、団粒構造を形成する。団粒構造は、植物の生育に適した土壌環境を作り出すだけでなく、土壌浸食を防ぐ役割も果たす。根の活動は、土壌を耕し、肥沃な土壌を形成する自然の力と言える。
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台風被害を軽減するために、個人レベルでできる対策として、生ゴミの土中埋設による二酸化炭素排出削減が提案されています。埋設方法には、ベントナイト系猫砂を混ぜることで、消臭効果と共に、有機物分解で発生する液体の土中吸着を促進し、二酸化炭素排出抑制と植物の生育促進を狙います。
この実践により、土壌は改善され、生ゴミは比較的短期間で分解されます。また、土壌にはショウジョウバエが多く見られ、分解プロセスへの関与が示唆されます。
台風被害軽減と関連づける根拠として、二酸化炭素排出削減による地球温暖化抑制、ひいては台風強大化の抑制が考えられます。また、土壌改良は保水力を高め、豪雨による土砂災害リスク軽減に寄与する可能性も示唆されています。
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卵の殻は物理的な防御だけでなく、化学的な防御機構も備えている。卵白に含まれるオボトランスフェリンは鉄と結合し、細菌の増殖を抑制する。リゾチームは細菌の細胞壁を破壊する酵素である。オボアルブミンは加熱で変性し、細菌を包み込んで不活性化する。さらに、卵殻膜にも抗菌作用がある。卵は多重防御システムにより、胚を微生物から守っている。特に、リノール酸は酸化しやすく発がん性物質に変化する可能性があるため、抗酸化作用を持つフェニルプロパノイド類との併用が重要となる。
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スズメが集まる場所の足元の石に白い鳥の糞が付着している。鳥の糞は尿酸という固形物で、水に溶けにくく酸性である。この尿酸が雨に溶けることで、少しずつ石の成分を溶かしている可能性がある。鳥の糞は鶏糞と同じく、尿酸を主成分とする。関連する記事では、鶏糞の成分や、白色腐朽菌との関係、抗酸化作用などが解説されている。石の表面の白い尿酸は、雨によって溶解し、酸性の溶液となって石の表面を侵食していると考えられる。これは、山の鉄が川を経て海へ運ばれる現象と同様に、自然界における物質の移動・変化の一例と言える。
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硝酸態窒素は植物にとって主要な窒素源だが、過剰に吸収されると酸化ストレスを引き起こす。植物は硝酸態窒素をアンモニア態窒素に変換して利用するが、この過程で活性酸素種が発生する。通常、植物は抗酸化物質で活性酸素種を除去するが、硝酸態窒素過剰だと抗酸化システムの能力を超え、酸化ストレスが生じる。これは細胞損傷、生育阻害、さらには果実の品質低下につながる可能性がある。ナスにおいても、硝酸態窒素過剰は果実の色素であるナスニンの分解を促進し、変色などの品質劣化を引き起こす可能性がある。
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座布団の上で見つかったカタツムリの殻の模様の生成メカニズムに興味を持った筆者は、殻の主成分である炭酸カルシウムと、カタツムリ飼育時にカルシウム源として卵の殻を与えることを関連付けて考察している。卵の殻の炭酸カルシウムがカタツムリの体内でイオン化され、再結合して殻を形成する過程は理解できるものの、殻の複雑な模様を作り出すメカニズムは不明である。筆者は、炭酸カルシウムを規則的に配置する酵素の存在を仮定し、その酵素の動作原理に思いを馳せているが、解明には至っていない。
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無肥料栽培の野菜は、土壌中のアルミニウム溶出量の増加とミネラル減少により、体に悪い可能性がある。肥料を加えないことで土壌の酸性化が進み、アルミニウムが溶出しやすくなる。また、養分の持ち出しにより土壌中のミネラルも減少し、野菜の生育に悪影響を与える。落葉や食品残渣を肥料として用いる場合もあるが、これらは堆肥に分類され、真の無肥料栽培とは言えない。結果として、無肥料栽培の野菜は栄養価が低く、アルミニウム中毒の危険性もあるため、健康への影響が懸念される。「無肥料栽培」を謳うメリットはなく、むしろデメリットが多い。
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ネキリムシの攻撃を受けたアサガオの茎。卵の殻で防御を試みるも、傷は完全には治癒しなかった。しかし、その傷口から不定根が発生。通常、不定根は節から発生するが、今回は傷口を塞ぐ過程で形成された万能細胞「カルス」から生じた。せっかく発生した不定根が乾燥しないよう、土をかぶせて保護した。
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アサガオの行灯仕立ての手入れ中、ネキリムシが茎に向かっているのを発見。しかし、事前に設置しておいた卵の殻の壁がネキリムシの侵入を防いでいた。ネキリムシは卵の殻を超えられずにもがいていた。捕獲したネキリムシはアサガオから離れた場所に放り投げた。殺生は避けるべきだが、卵の殻の壁を最初から設置しておけば憎しみを抱くこともなかったと後悔している。ネキリムシに食害された握爪龍の株は既に失われている。卵の殻は物理的な防御だけでなく、カルシウムによる土壌改善効果や、ニオイによる忌避効果も期待できる。
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朝顔の茎がネキリムシ（コガネムシの幼虫）に食害され、特に握爪龍という品種が深刻な被害を受けた。筆者はプランターから幼虫を1匹駆除した後、更なる被害を防ぐため卵の殻で防壁を作り、ネキリムシの地上移動を阻止しようと試みた。握爪龍は茎の頂点部分が辛うじて無事だったため、胚軸から不定根が生えることを期待し、落花生の殻と土でかさ上げをして胚軸を埋めた。このかさ上げにより、防壁内へのネキリムシの侵入リスクを軽減した。残る懸念は傷口からの病気だが、それは発生した場合に諦めることとした。
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卵の殻の防御は硬さだけではない。鳥の卵は、その色や模様で捕食者から見つかりにくくする工夫を凝らしている。例えば、地面に産卵する鳥の卵は、周囲の環境に溶け込むような地味な色や模様をしていることが多い。これは、カモフラージュ効果によって、捕食者に見つかるリスクを減らすためである。また、崖や木の高い場所に産卵する鳥の卵は、白い色をしていることが多い。これは、親鳥が自分の卵を見つけやすくするためと考えられている。さらに、卵の殻の表面には、クチクラ層と呼ばれる薄い膜があり、細菌の侵入を防ぐ役割を果たしている。このように、卵の殻は、硬さだけでなく、色や模様、クチクラ層など、様々な防御機構を備えている。
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アサガオのプランターに腐葉土と卵の殻を入れたらダンゴムシが大量発生。ダンゴムシは落ち葉や卵の殻（炭酸カルシウム）を食べており、プランター内の豊富な食料が原因と考えられる。ダンゴムシの殻も炭酸カルシウムでできているため、卵の殻をカルシウム源として利用している可能性がある。
ダンゴムシは落ち葉を分解し、摂取したカルシウムを移動・排泄することで、プランター内のカルシウム過多を軽減する役割を果たしているかもしれない。ダンゴムシは生きた植物は食べないため、アサガオへの直接的な影響は少ないと考えられる。
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鉄イオンは電子を放出しやすく受け取りやすい性質から、生物の様々な反応に関与する。例えば、植物は鉄イオンを利用して硝酸イオンを還元し、窒素を同化する。また、生物は活性酸素を用いて菌を殺菌するが、活性酸素は自身の細胞も傷つけるため、スーパーオキシドディスムターゼ（SOD）とペルオキシダーゼを用いて活性酸素を鎮める。これらの酵素は鉄（もしくはマンガン）から電子を受け取り、活性酸素を無害化する。つまり、鉄は活性酸素の生成と消去の両方に重要な役割を果たしている。このように、鉄とうまく付き合うことで、生物は様々な代謝をスムーズに行うことができる。
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アミノレブリン酸は、ポルフィリン生成に関与し、過剰だと活性酸素で植物を枯らす除草剤として研究されていた。しかし、大量に必要で、少量だと逆に植物の生育を促進する効果が見つかり、肥料としての用途が検討された。つまり、ポルフィリンは少量で生育促進、過剰で活性酸素による枯死を引き起こす。肥料としてアミノレブリン酸を使用する場合は、過剰施肥による活性酸素発生、枯死のリスクを避けるため、適量を守る必要がある。
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赤玉卵の殻は硬さ以外の防御機構として、プロトポルフェリンIXという色素による保護色と殺菌作用を持つ。茶色の色素は地面での保護色となり、プロトポルフェリンIXは光に反応して活性酸素（一重項酸素）を発生させる。この活性酸素は強力な酸化作用で殻の表面の菌を殺菌し、卵内部への侵入を防ぐ。つまり、殻の色はカモフラージュだけでなく、卵を守るための積極的な防御機構としても機能している。
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アミノレブリン酸(ALA)は、植物の葉緑素や赤血球成分など重要な物質の前駆体。ALA合成には硝酸還元に必要なシロヘムの生成に鉄が必要で、ALA周辺分子が不足すると硝酸利用効率が低下する。光合成不足では硝酸態窒素が活用されない点と合致する。鉄は二価鉄である必要があり、有機物由来の電子で三価鉄が還元されるため、糖の潤沢な供給が重要。ALA肥料は鉄、マグネシウムとの併用で効果を発揮するが、高濃度では除草剤となるため注意が必要。ALAは多くの生物が必要とするため元肥効果は限定的だが、特定状況下では大きな効果が期待できる。
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タンパク質は、アミノ酸がペプチド結合によって鎖状に連結したものです。ペプチド結合は、一つのアミノ酸のカルボキシル基と次のアミノ酸のアミノ基が脱水縮合することで形成されます。この結合は、C-N結合と部分的な二重結合性を持ち、平面構造で回転が制限されます。多数のアミノ酸がペプチド結合でつながり、ポリペプチド鎖を形成します。この鎖が折りたたまれ、特定の立体構造を持つことでタンパク質としての機能を発揮します。様々なアミノ酸の配列と鎖の長さ、そして立体構造によって、多様なタンパク質が作られ、生命活動において重要な役割を担っています。
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無機肥料の水への溶けやすさは、根の部分の酸の強さ(pKa値)で決まり、値が小さいほど溶けやすい。硫酸＞硝酸＞クエン酸＞炭酸の順。しかしCa²⁺やMg²⁺を含む肥料は、陰イオンとの結合の強さも影響し、硫酸カルシウムより硝酸カルシウムの方が溶けやすい。
水溶性肥料(硫酸塩、硝酸塩、クエン酸塩など)は水に溶けやすいが、く溶性肥料(炭酸塩、リン酸塩など)は水に溶けにくい。しかし、く溶性肥料は根から分泌されるクエン酸などの有機酸によって溶け、ゆっくりと肥効を発揮する。カキガラ石灰などは、このく溶性を活かした緩効性肥料である。
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キノコはエルゴステロールというビタミンD前駆体を含み、日光に当てるとビタミンDに変換される。エルゴステロールはキノコの細胞膜成分であり、光で変化するため、キノコ栽培は暗所で行われる。牛乳からのカルシウム摂取は乳糖不耐症の問題があり、卵殻などの炭酸カルシウムを酸で溶かしビタミンDと共に摂取する方が効率的だと筆者は主張する。
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大阪前田製菓の「しまじろうのにぎにぎボーロ」の原材料に「卵殻カルシウム」が含まれている。これは卵の殻を粉砕・加熱消毒したもので、主成分は炭酸カルシウム。胃酸と反応しpHを上げカルシウム摂取を促す。飼料や胃薬にも使われる安全な成分である。卵の殻は廃棄せず有効活用できる。幼児には胃もたれ防止効果があるのだろうか、という疑問が残る。
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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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未発酵の鶏糞は、約7割が尿酸、残り3割が未消化の飼料成分（トウモロコシ、魚粉など）と炭酸カルシウム、リン酸カルシウムで構成される。尿酸は化学肥料の尿素と類似しており、未発酵鶏糞は化学肥料のような速効性を持つ。
鶏の餌にはトウモロコシや魚粉が含まれ、腐植の成分と類似している。また、骨や卵殻強化のために添加される炭酸カルシウムとリン酸カルシウムは、土壌の緩衝性に寄与する。
つまり、未発酵鶏糞は化学肥料的な効き目に加えて土壌改良効果も期待できる。乾燥鶏糞とほぼ同質だが、乾燥により消毒されていると考えられる。