植物のミカタ

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アレチヌスビトハギは、強靭な根で難溶性の養分を吸収できると言われるが、根が形成されるまでの過程が不明である。観察の結果、アレチヌスビトハギは密集して生えていることが多い一方、在来のヌスビトハギは群生が少ない。このことから、アレチヌスビトハギは、先行する株が土壌に根を残し、後発の株がその養分を利用して成長するリレー方式で繁栄しているのではないかと推測される。

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沖縄の琉球石灰岩帯の森林では、風化した石灰岩の上でも木々が生い茂っています。木の根は気根と呼ばれる形で岩の接地面まで伸びており、岩の風化が進んでも倒れないような構造になっています。これは、風化しやすい岩地に生える木の特徴と言えるでしょう。気根はトウモロコシの支柱根など、他の植物にも見られます。支柱根は、トウモロコシのように茎が細長い植物を支える役割を担っています。

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山道の日陰で、ヌスビトハギに似た細長い葉の植物を見つけました。これは、在来種を脅かす外来種のアレチヌスビトハギかもしれません。アレチヌスビトハギは過酷な環境でも育つため、日陰で見つかったことも気になります。しかし、ヌスビトハギの変種にも細長い葉を持つものがあるため、安易に断定できません。外来種の駆除は重要ですが、在来種と誤って駆除することも避けなければなりません。見分けが難しいことが、外来種対策の課題と言えるでしょう。

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貝殻は炭酸カルシウムでできているが、どう大きくなるのか？古代のチョッカクガイを例に解説します。貝殻の成長には円錐形が重要で、本体と殻の接地面（縁）に炭酸カルシウムを付着させ、既存の殻を全体的に上へ押し上げる「増築」という手法で大きくなります。この増築法が、様々な貝殻の形成に共通する基本法則です。なお、チョッカクガイは強靭な殻を持つも、形が不安定で海中をうまく泳げず絶滅したとされます。 (181文字)

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レンゲを播種した田んぼで、ナズナが一面に繁茂し、レンゲと共存している様子が観察されています。筆者は、ナズナの旺盛な生育がレンゲにどのような影響を与えるのか、また、レンゲの播種密度を上げると土壌への影響がさらに大きくなるのではないかと考察しています。これは、過去にクローバ畑がエノコログサに覆われた経験から、緑肥の播種によって小規模ながら生態系の遷移が見られると期待しているためです。

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高温ストレス下では、植物は葉のイオン濃度を高めることで根からの吸水力を高め、蒸散による葉温低下と光合成促進を図る。この生理現象は土壌水分の枯渇を早める一方、降雨後の急速な吸水と成長を促す。つまり、高温ストレスと降雨の繰り返しは植物の成長に良い影響を与える可能性がある。このメカニズムの理解は、例えば稲作における中干しの最適な時期の判断に役立つと考えられる。

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収斂進化とは、異なる系統の生物が、類似した環境に適応する過程で、同様の形態や機能を持つように進化する現象です。系統的に近縁でないにも関わらず、類似した選択圧によって、独立して似た形質が進化します。例えば、サメ、イルカ、魚竜は異なる祖先から進化したにも関わらず、水中生活への適応として流線型の体型を進化させています。同様に、コウモリ、鳥、昆虫の翼も、飛行という共通の機能のために独立に進化した例です。収斂進化は、環境への適応が生物の進化に大きな影響を与えることを示す重要な証拠となります。ただし、類似性は表面的なもので、内部構造や発生過程は異なることが多いです。

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ショウロはマツ林に生えるトリュフ型の高級キノコで、菌根菌のため人工栽培ができない。山火事などで生態系が撹乱された場所にいち早く生えるマツと共生する先駆的な性質を持つ。原始的なキノコに見える柄のない形状だが、DNA解析の結果、柄のあるキノコよりも後に進化したと考えられている。これは、森で生えるキノコが先に現れ、後に撹乱環境で生えるキノコが現れたという進化の流れを示唆している。ショウロは共生するクロマツに何らかの利益を与えている可能性がある。

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畑の土壌が作物に適した状態になると、ハコベ、ナズナ、ホトケノザといった特定の草が生えやすくなる。強靭なヤブガラシが消え、これらの草が繁茂するのはなぜか。除草剤耐性でも発芽の速さでも説明がつかない。何か別の理由があるはずだが、それはナズナには当てはまらないようだ。用水路脇の隙間に生えるナズナを観察すると、根元にコケが生えている。コケが作った土壌にナズナの種が落ちたのが繁茂の理由だろうか？この謎について、思い浮かぶことがあるが、それは次回以降に持ち越す。

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街路樹下で見かけるオレンジの小さな花は、ナガミヒナゲシ。可愛らしい見た目とは裏腹に、強力なアレロパシー作用で他の植物の生育を阻害する。1960年代に日本に現れた外来種で、大量の種子と未熟種子でも発芽する驚異的な繁殖力で急速に広まった。幹線道路沿いに多く見られるのは、車のタイヤにくっついて運ばれるためと考えられている。畑に侵入すると甚大な被害をもたらすため、発見次第駆除が必要とされる。

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米ぬかは、キノコ栽培やボカシ肥料において重要な役割を果たす。キノコは難分解性有機物であるリグニンを分解する際に過酸化水素を利用するが、この過酸化水素はクロコウジカビが米ぬか由来の糖を分解する過程で生成される。つまり、米ぬかを培地に加えることで、キノコの生育に必要な過酸化水素の供給源を確保できる。また、米ぬかボカシ肥料は、デンプン分解と同時に過酸化水素の生成も期待できるため、病害抑制効果を持つ可能性がある。これは過酸化カルシウムと二価鉄による土壌消毒と類似したメカニズムで、過酸化水素が活性酸素を発生させ、病原菌を死滅させる。このように、米ぬかは過酸化水素生成を通じて、キノコ栽培や土壌病害抑制に貢献する。

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クロレラは健康食品として有名だが、その背景には培養技術に加え、細胞壁の破砕技術の確立がある。クロレラは栄養豊富だが、強靭な細胞壁のため、そのままでは栄養吸収が難しい。細胞壁を破砕することで、栄養の利用が可能になる。この破砕技術が、クロレラを健康食品として成立させた重要な要素である。栄養豊富なクロレラは、健康食品だけでなく肥料としても効果的で、顕著な発育促進が報告されている。その効能は、健康食品における栄養吸収の観点から類推できる。

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台風21号で倒木した木の根元を観察した。安全のため地上部は切断されていたが、強靭な根は切断面から内部に土や湿気が入り込み、有機物の分解が始まっていた。炭素を固定していた木が、台風によって炭素を放出する存在へと変わってしまったのだ。大型台風は大気中の二酸化炭素増加と関連付けられており、更なる炭素放出を誘発することで、台風の大型化を自ら促しているようにも見える。一方、掘り起こされた土には既に草が生え始めており、その生命力の強さに感嘆させられる。この出来事は、大気中の温室効果ガス増加と自然界の循環、そして植物の逞しさについて考えさせられる契機となった。

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ソルガムは土壌改良に優れた緑肥で、強靭な根と高い背丈、C4型光合成によるCO2固定量の多さが特徴です。酸性土壌や残留肥料にも強く、劣化した土壌の改善に役立ちます。畑の周囲にソルガムを植えるのは、バンカープランツとして害虫を誘引し、天敵を呼び寄せる効果を狙っている可能性があります。鳥取砂丘では、風よけや肥料流出防止のためオオムギを周囲に植える慣習があります。ソルガムも同様に、強風や台風対策として風よけ、CO2固定、根による土壌安定化に有効かもしれません。これらの効果は、近年の気象変動への対策として期待されます。

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ネギの通路にマルチムギを緑肥として栽培することで、土壌への酸素供給が向上し、ネギの生育が促進される可能性が示唆されている。ムギはROLバリアを形成しないため、根から酸素が漏出し、酸素要求量の多いネギの根に供給される。特に、マルチムギの密植とネギの根の伸長のタイミングが重なることで、この効果は最大化される。マルチムギは劣悪な土壌環境でも生育できるため、土壌改良にも貢献する。この方法は、光合成量の増加、炭素固定、排水性・根張り向上といった利点をもたらし、今後の気候変動対策としても有効と考えられる。栽培初期は酸素供給剤も併用することで、更なる効果が期待できる。

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植物の銅欠乏は、目に見えにくい問題です。銅はリグニンの合成に関わり、植物の防御力を高めます。また、腐植蓄積にも関与し、健全な発根を促進します。しかし銅の必要量は微量で、主要肥料にも含まれないため、土壌中の銅は不足しがちです。特に畑作では、鉱物由来の銅が供給されにくいため、欠乏が深刻化します。銅欠乏の初期症状は防御力の低下で、害虫の食害や、それに続く病原菌の侵入として現れます。つまり、害虫被害や病気の発生は、銅欠乏の指標となる可能性があります。

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名古屋大学の研究チームは、植物ホルモン・オーキシンが植物の発根を促進する詳細なメカニズムを解明しました。オーキシンは、植物の細胞壁を緩める酵素を活性化させることで発根を促進します。 具体的には、オーキシンが細胞内の受容体と結合すると、特定の転写因子が活性化されます。この転写因子は、細胞壁を分解する酵素群の遺伝子の発現を促し、細胞壁を緩めます。これにより細胞の伸長が起こりやすくなり、発根が促進されることが分かりました。この発見は、発根を制御する農薬の開発に貢献する可能性があります。

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客土に川砂を入れることで、水はけ改善だけでなく、ミネラル供給という大きなメリットがある。特に、農業で酷使された土壌はカリウムが不足しがちで、カリウムは他の微量要素を溶脱させるため、結果的に植物の生育に必要な様々なミネラルが欠乏する。川砂は岩石の風化物であり、様々なミネラルを含んでいるため、これを客土に混ぜることで不足したミネラルを補給できる。つまり、川砂は単なる土壌改良材ではなく、天然のミネラル肥料としての役割も果たすと言える。河川の浚渫土砂は処分に困る場合も多いが、農業利用することで資源の有効活用にも繋がる。

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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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線路脇の草むらでは、スズメノエンドウとキク科植物の静かな戦いが繰り広げられていた。一見、固い茎を持つキク科植物が優勢に見えるが、スズメノエンドウは巻きひげを巧みに使い、相手の茎を曲げることで抵抗していた。写真では、キク科植物の茎がスズメノエンドウの巻きひげによって左へ、そして右へと大きく傾けられている様子が捉えられている。春の穏やかなイメージとは裏腹に、道端では植物たちの生存競争が繰り広げられているのだ。

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石炭とその燃えかすを観察した著者は、石炭の成り立ちとエネルギー効率について考察している。石炭は太古の植物の遺骸が地中で変成したもので、泥炭から褐炭、瀝青炭、無煙炭へと石炭化が進むにつれ、カロリーが高くなる。石炭の高い熱量は、植物が持つリグニンという成分に由来すると考えられる。現代のバイオマス燃料研究は、木材を効率的に利用する方法を探求しているが、それは石炭の成り立ちを理解することで、木材を高速で無煙炭のような高カロリー燃料に変換する技術へのロマンを感じさせる。

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日陰の草むらでは、ホトケノザが繁茂する中、日陰の端にはドクダミ、スギナ、ヤブガラシが生息していた。 栽培では厄介者とされるこれらの雑草が日陰に追いやられているのは、ホトケノザが良好な環境を占拠しているため。環境が悪い日陰では、栽培環境の悪さの指標となる草を生やす可能性がある。 ヤブガラシは強靭だが、日陰では繁栄できない。ヤブガラシに悩まされる農家は、日陰など栽培環境が悪化していないか確認することが重要となる。 栽培環境を改善するには、草が生えている環境に目を向け、そこに生える草の種類をヒントにすることで、栽培環境の問題点を把握できる。

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酵素の働きを量子力学的に理解すると、そのメカニズムがより明確になる。生物は高カロリー物質を低カロリー物質に変換する際、酵素を用いて必要なエネルギーを減少させ、その差分を生命活動に利用する。酵素反応は、電子の授受という観点から説明できる。金属酵素では、マンガンなどの金属が基質を引きつけ、反応を促進する役割を担う。つまり、酵素は電子の移動を制御することで、効率的なエネルギー変換を実現している。

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イネ科植物は土壌から吸収したシリカを体内に蓄積し、強度を高める。枯死後、このシリカはプラント・オパールというケイ酸塩鉱物として土壌中に残る。プラント・オパールは土壌の団粒構造形成に重要な役割を果たすと考えられている。特にソルゴーは緑肥として有効で、強靭な根で土壌を破砕し、アルミニウム耐性により根から有機酸を分泌してアルミニウムを無害化する。枯死後はプラント・オパールとなり、活性化したアルミニウムを包み込み、団粒構造形成を促進する可能性がある。

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酸性土壌で問題となるアルミニウム毒性に対し、植物は様々な耐性機構を持つ。岡山大学の研究では、コムギがリンゴ酸輸送体(ALMT)を用いてリンゴ酸を分泌し、アルミニウムをキレート化することで無毒化していることを示している。しかし、全ての植物が同じ機構を持つわけではない。Nature Geneticsに掲載された研究では、ソルガムがクエン酸排出輸送体(MATE)を用いてクエン酸を分泌し、アルミニウムを無毒化していることが明らかになった。このクエン酸によるアルミニウム無毒化は、ソルガムの酸性土壌への適応に大きく貢献していると考えられる。この知見は、酸性土壌での作物栽培に役立つ可能性がある。

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無添加味噌を常温保管していたところ、1ヶ月でカビが生えた。自家製味噌ではカビが生えたら表面を捨てるのが慣習だが、味噌は麹カビで発酵させたものなので、カビが生えるのは自然なこと。しかし、未知の微生物である可能性もあるため、食べるのは危険。味噌販売者によると、市販味噌にはカビの働きを抑えるためアルコールが添加されており、アルコールが蒸発する時期が賞味期限。賞味期限後は熟成が始まるので、空気を抜いて保存すれば、安価で上質な味噌が手に入るという（自己責任）。味噌は元々がぎゅうぎゅう詰めなので、表面のカビを捨てるだけで良い。

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ヒルガオ科の植物は、アスファルトの隙間や排水溝など、劣悪な環境でも生育できる驚異的な強さを持つ。蔓性で、わずかな隙間から光を求めて伸び、辿り着いた場所を足掛かりに勢力を拡大する。地下茎で栄養を蓄え、除草剤にも強く、地上部を刈り取られてもすぐに再生する。繁殖力も旺盛で、種子だけでなく地下茎からも増殖するため、駆除は困難を極める。その強靭さ故に厄介者扱いされることもあるが、アスファルトジャングルに彩りを添える逞しい生命力には感嘆させられる。

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土壌分析で高ECやリン酸過剰を示した場合、緑肥を栽培しすき込むことで改善が見込まれる。緑肥は土壌に高密度で根を張り巡らせ、リン酸などを吸収する。すき込み後は団粒構造の形成に寄与し、過剰分の悪影響を軽減する。しかし、炭酸石灰については、緑肥によって消費されるものの、植物体内でカルシウムは繊維質強化や酵素活性に利用され、最終的には土壌中に戻ってしまう。ミミズの働きで炭酸塩として再固定されるため、窒素やリン酸ほど顕著な減少は見られない。ただし、緑肥栽培による土壌物理性の向上、特に排水性向上により、過剰なカルシウムイオンが土壌深層へ移動する可能性がある。緑肥栽培は、硫酸石灰過多にも効果が期待できる。物理性の向上は、様々な土壌問題の解決に繋がる。

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排水溝のグレーチングからセイヨウアサガオに似たツル性植物が生えている。汚泥に根を張り、驚くべき伸長を見せているが、周囲には巻き付く植物がない。通常、他の植物に絡みついて高くなるこの草は、グレーチングに巻き付くだけでは高く伸長できない。周囲に支えがないこの過酷な環境で、どのように成長していくのか？次回訪問時にまだこの植物が残っていれば、その後の成長ぶりを観察したい。

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河川敷のオギの群生に、クズが侵入している様子が観察された。一見、オギの勢力に押されているように見えるクズだが、実際にはオギの群生内に侵攻し、その強さを示している。 クズは、以前の記事で紹介されたように、他の植物に巻き付いて高く広く展開することで繁茂する。今回の観察では、オギの群生内でクズがオギに巻き付き、その重みでオギを倒しながら群生内を突き進んでいることが確認された。 クズは秋の七草であり、マメ科の植物である。その逞しさは、他の植物を圧倒するほどであり、「強すぎ」と表現されるほどである。

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石垣の隙間に生える草の様子から、植物の生存戦略の違いが観察されている。しっかりした茎を持つ草は狭い場所では小さく育つ一方、つる性のしなやかな茎を持つ草は石を覆うほど繁茂する。これは、環境への適応力の差を示しており、強靭な茎が常に有利とは限らないことを示唆している。畑では厄介者とされるシバも、石垣の隙間では不定根を活かせず、生育が制限されている。それぞれの植物は、生育環境によって得意不得意があり、絶対的に強い草は存在しないという結論に至っている。

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線路の過酷な環境に生きる植物の逞しさを観察した記録。線路と線路の間の僅かな空間に、複数株の植物がたくましく根を下ろしている。特に注目すべきは、右側の植物は三株が密集している可能性があり、それぞれが花を咲かせていることから独立した個体であると推測される。線路脇という過酷な環境は、畑のような快適な環境とは異なり、強靭な少数の植物だけが生き残る。石が敷き詰められた環境でも、隙間を縫って力強く生える植物の姿は、生命の力強さを改めて感じさせる。

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「みなを抑えこむように脇芽」は、植物の頂芽優勢と脇芽抑制のメカニズム、そしてその打破について考察している。頂芽はオーキシンを生成し、これが茎を通って下方に移動することで脇芽の成長を抑制する。しかし、植物ホルモンのサイトカイニンや、環境ストレス、頂芽の損傷などは、この抑制を解除し、脇芽の成長を促進する。記事では、一本の茎に多数の脇芽が密集して発生している様子 observedされ、これは通常の頂芽優勢と矛盾するように見える。密集した脇芽は、頂芽の喪失や環境変化への応答、あるいは特定の遺伝子変異の可能性を示唆している。通常の成長パターンからの逸脱は、植物の生存戦略や適応メカニズムの複雑さを浮き彫りにする。

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煉瓦は苔によって土へと還るのか？という疑問を検証した記事です。煉瓦は粘土を高温で焼き固めたものですが、苔は岩の表面を分解する能力を持つため、煉瓦も分解される可能性があります。観察の結果、煉瓦表面に苔が生育し、その一部が剥がれ落ちていることが確認されました。剥がれ落ちた部分は風化が進み、土壌化している可能性があります。 しかし、煉瓦の風化は苔だけでなく、水や風、気温変化など様々な要因が関わっています。苔の影響を単独で評価することは難しく、煉瓦が土に還るまでには非常に長い時間がかかると考えられます。結論として、苔は煉瓦の風化を促進する一因となるものの、煉瓦が完全に土に還るかどうかは更なる検証が必要です。

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大雨の続く夏、道端の草たちは激しい生存競争を繰り広げている。特にキク科の草は著しい伸長を見せているが、エノコロのように背が低い草が目立つ場所も存在する。それぞれの草が、光を求めて様々な戦略をとっている様子が伺える。背の高いキク科の草は、強靭な茎によって一本立ちし、周囲に余裕を見せる。一方、エノコロは背が低いながらも、群生することで光を確保しているようだ。それぞれの生存戦略によって、一見勝敗がつかないような攻防が繰り広げられている。

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ハマヒルガオは、強い風や潮風に耐える特異な適応力を持つヒルガオ科の植物です。その強靭さは、雁字搦めにするヒルガオとはまた違ったものです。 ハマヒルガオは、地面スレスレで展開し、強い風もものともしません。葉は撥水性のクチクラでコーティングされ、円錐状の形状で雨水を根元に導きます。また、地下部は長く、塩分濃度の低い地下水にまで達しています。 ハマヒルガオは、他の植物が近づけない過酷な環境で草生を謳歌しています。しかし、その生育範囲は、ある特定の植物の影響で狭められています。今回の海岸線では、その植物は確認されていませんでした。

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クエン酸は植物の根から分泌されるだけでなく、コウジカビもグルコース分解の過程で生成する。米ぬかボカシ肥作りと同様に、廃菌床とく溶性苦土を混ぜると、廃菌床内の発酵過程で生成されたクエン酸がく溶性苦土を水溶化する可能性がある。キノコはリグニン分解時にクエン酸を生成し、培地内の炭酸塩を溶かしてミネラルを取得。余ったミネラルは培地のCECが捕捉し、生態系が上手く機能している。

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師は1haの畑に木材チップを1600トン投入という常識外れの手法を用いた。通常、木材チップ過多は微生物が養分を消費し作物の生育を阻害すると考えられるが、3年以内に土地は安定し、豊かな土壌へと変化した。 この変化の立役者はアメリカセンダングサ。窒素飢餓が予想される環境下で繁茂し、強靭な根で大きな木片を貫通。脆くなった木片は容易に微生物分解が可能となり、土壌化を促進した。 センダングサは養分競争に勝ち、木片を破壊し土壌化を加速させる"開拓者"だった。有機物分解には微生物だけでなく、センダングサのような植物の物理的介入が不可欠であることを示唆する事例である。この経験は後に役立つという。

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記事「強靭なあれを壊すための連携」は、草や木の分解の難しさについて述べています。植物の細胞壁はリグニン、セルロース、ヘミセルロースといった強靭な物質で構成されており、これらを分解できる生物は限られています。 木材腐朽菌は、リグニン分解酵素群を用いてリグニンを分解し、他の菌類やバクテリアがセルロースやヘミセルロースを利用できるようにします。シロアリは腸内細菌との共生によりセルロースを分解し、栄養を得ています。 これらの生物は単独では植物を完全に分解できないため、互いに連携することで、強靭な植物を分解し、地球上の炭素循環を維持しています。記事では、この連携の重要性を強調しています。

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サボテンは水やり頻度が少なく、管理が容易と思われがちだが、実は逆。10日に1回の水やりは習慣化が難しく、かえって管理を難しくする。一方、アサガオは2日に1回の水やりが必要で、ルーチン化しやすい。つまり、水やり頻度の高い植物ほど、習慣化を通して管理が容易になる。サボテンを枯らす人は、頻繁な水やりが必要なアサガオに挑戦してみると、意外とうまく育てられるかもしれない。

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朝顔の行灯仕立ては、その成長の速さから毎日の整枝が欠かせない。つる性の朝顔は支柱に螺旋状に巻き付いて伸びるが、その螺旋の向きは遺伝的に決まっている。時には、つる同士が絡み合い、まるで注連縄のように一本の強靭なつるを形成することもある。これは、個々のつるが集まることで、より安定した構造を作り出す朝顔の逞しさを示している。まるで、ヒルガオの強さに通じるものがある。

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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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「肥料の原料編 第2巻」では、野菜栽培者向けに発酵鶏糞の製造過程、牛糞堆肥の問題点、廃菌床の活用法を解説。全47記事、約300ページで、鶏糞中の有機態リン酸やフィチン酸の活用、土壌分析の落とし穴、EC値、塩類集積、臭気対策、粘土鉱物など、土壌改良に関する幅広い知識を提供。 特に、発酵鶏糞、牛糞堆肥、きのこの廃菌床を肥料として活用する際のメリット・デメリットを詳細に説明。土壌の化学的性質や成分分析、臭気対策といった実践的な内容に加え、粘土鉱物のような関連知識も網羅。第1巻と合わせて、より深く肥料原料を理解するための必読書。

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水田の縁に生えたトウモロコシのようなイネ科植物は、支柱根と呼ばれる太く強靭な不定根を持つ。これにより、植物は強固に根付き、背丈が高くなっても倒れない。支柱根は土壌改良にも貢献し、特にモロコシは団粒構造形成に効果的。支柱根は株を少し浮かせることで株元に隙間を作り、酸素供給を促すことで、更に強靭な根と株の成長を促進する役割も担っている。

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ヒマワリは景観だけでなく、緑肥としても優れた機能を持つ。特に土壌に蓄積した吸収できないリン酸を、吸収可能な形に変える効果がある。リン酸は有機質肥料や家畜糞に多く含まれ、過剰になりやすい。過剰なリン酸はカルシウム過剰によるミネラル欠乏や、有機態リン酸による様々なミネラルのキレート化で秀品率低下につながる。ヒマワリは菌根菌の働きでリン酸を可給化し吸収、土壌に残すことでリン酸量を減らしつつ可給態リン酸を増やす。無機リン酸の可給化には有機態リン酸分解菌資材、有機態リン酸にはクエン酸併用が有効と考えられる。これらの組み合わせで土壌のリン酸状態を改善できる。

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解糖系で生成されたピルビン酸は、ミトコンドリア内でクエン酸回路に入り、電子を放出する。この回路では、ケトグルタル酸など様々な有機酸を経由し、NADH₂⁺の形で電子を取り出す。ケトグルタル酸は植物のアミノ酸合成にも利用される物質である。つまり、植物はクエン酸回路で生成される有機酸をアミノ酸合成にも活用している。そのため、糖をアミノ酸合成に利用する植物にとって、アミノ酸を直接吸収する能力は大きなメリットとなる。

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植物は光合成の明反応で水から電子を取り出し、NADPHの形で蓄える。暗反応（カルビン・ベンソン回路）では、二酸化炭素からブドウ糖を合成する際に、このNADPHから電子が有機酸に渡される。結果として、ブドウ糖には水由来の電子が蓄えられることになる。生物はエネルギーが必要な時、このブドウ糖を分解することで電子を取り出し利用する。つまり、ブドウ糖は電子の貯蔵形態として機能している。

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光合成の明反応は、光エネルギーを使って水分子を分解し、化学エネルギーを生成する過程です。葉緑体のチラコイド膜上で起こり、光化学系IIと光化学系Iという二つの光化学系が関与します。 まず、光化学系IIにおいて光エネルギーがクロロフィルに吸収され、水が分解されて電子、プロトン（H⁺）、そして酸素が生成されます。電子は電子伝達系を移動する過程でエネルギーを放出し、プロトンはチラコイドルーメンに汲み上げられます。このプロトン濃度勾配を利用してATP合成酵素がATPを合成します。 次に、光化学系Iでは再び光エネルギーがクロロフィルに吸収され、電子が再び励起されます。この電子は最終的にNADP⁺に渡され、NADPHが生成されます。生成されたATPとNADPHは、続く暗反応で二酸化炭素から糖を合成するために利用されます。

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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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枝垂れ桜は、枝の徒長によって重力に耐えきれず垂れ下がった形状を持つ。徒長は植物ホルモンのオーキシンが関与し、枝は強度を高めることなく伸長するため垂れる。しかし、強度を高めないことで、風などのストレスを回避し、しなやかに生き残る術を得ている。細い枝は強靭な木よりも折れにくい性質を持つため、枝垂れの形状が維持される。つまり、一見すると不完全な徒長も、環境適応の結果であり、その美しさは日本の文化において雅なものとして捉えられている。

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京都の積雪の朝、著者はノゲシの強さに感銘を受けた。雪の重みに負けず、強靭な葉は雪を落とし、周囲の白い景色の中で緑の葉を広げていた。光合成量は少ない時期だが、ノゲシは暖かくなるやいなや急成長するため、この逆境を優位に立つための準備期間として利用していると考えられる。著者はノゲシの雪の中でも葉を広げ、春に備える姿を見て、逆境を乗り越える力強さに感銘し、生き方の参考にしたいと思った。

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椎茸の原木栽培で使われた後の廃榾木に、様々な菌がびっしり繁殖している様子が観察された。朽ち方が激しく、土壌改良に役立ちそうだという感想とともに、木質資材分解に必要な菌が揃っている可能性が指摘された。記事「強靭なあれを壊すための連携」にあるように、これらの菌群は分解を促進する役割を持つ。そこで、廃榾木を砕いて堆肥発酵中の資材に混ぜれば、分解促進効果が期待できるのではないかと考えられた。

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アンモニア酸化細菌がアンモニアを亜硝酸に酸化し、さらに亜硝酸酸化細菌が亜硝酸を硝酸に酸化する一連の反応を硝化作用という。生物は物質を酸化し電子を得ることでエネルギーを産生する。アンモニア酸化でも細菌は電子を得て活動しており、有機物の分解によるエネルギー産生は酸化的リン酸化と呼ばれる。生物は電子を欲しがるため、還元されたアンモニアは誰が作ったのかという疑問が生じる。

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木材を早く分解するには、麹菌などの働きで前処理しておくのが有効です。グルコースオキシダーゼという酵素を持つ麹菌（例：クロコウジカビ）は、グルコースを分解する過程で酸素を過酸化水素に還元します。この過酸化水素も木材分解に寄与します。 米ぬかなどのデンプン質は麹菌の栄養源となるため、木材に米ぬかを混ぜておくことで麹菌の活動を促し、その後にキノコなどの木材腐朽菌が働きやすくなる環境を作ることができるのです。