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作物の根から吸収できる有機態窒素について、タンパク質から硝酸への分解過程と、ペプチドが有機態窒素の大部分を占める可能性に言及。イネ科植物の鉄吸収に関わるムギネ酸が窒素を含む有機酸であることに着目し、ムギネ酸鉄錯体としての直接吸収機構を調べることで、窒素肥料の肥効に関する理解が進むのではないかと考察している。
大阪府高槻市原地区で肥料教室を開いています
検索キーワード：「戦略」
窒素を含む有機酸のムギネ酸
アカメガシワの種子が熟した
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アカメガシワの種子が成熟した。重力散布では種子の拡散が考えられず、町中に自生しているのは不思議だ。
そこで、種子の休眠性の高さや、鳥による種子運搬が考えられる。アカメガシワの種子は鳥にとって無害であることが以前に判明している。
アカメガシワは、種子の拡散方法が明確でない不思議な植物である。
ゴボウの連作障害の要因は何か？
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ゴボウの普及を阻む要因として、土壌の物理性、機械化、連作障害が挙げられています。記事では、特に連作障害に着目し、その原因を探っています。行政のサイトによると、ゴボウの連作障害である「やけ病」は、糸状菌とネグサレセンチュウによって引き起こされ、土壌の物理性低下とリン酸過剰が原因の可能性が高いと指摘されています。つまり、適切な施肥設計によって連作障害は軽減できる可能性があり、ゴボウ普及の課題は機械化と新たなマーケティング戦略に絞られると結論付けています。さらに、ゴボウは社会問題解決の可能性を秘めた作物として、今後の動向に注目しています。
国内でラッカセイの需要はどれ程あるのか？
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## ラッカセイ需要と国内生産拡大の可能性（要約）
日本は落花生の国内生産量が少なく、海外からの輸入に頼っている。需要の大部分は食用だが、油の搾油や飼料としての利用も考えられる。リン酸肥料の使用量を抑え、土壌改良効果も期待できる落花生は、国内生産を増やすことで、肥料や農薬の輸入依存からの脱却、ひいては農業コスト削減に貢献する可能性を秘めている。
ラッカセイはAl型リン酸を利用できるか？
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この記事では、土壌中で植物が利用しにくいリン酸アルミニウムを、ラッカセイがどのように利用しているのかについて解説しています。
ラッカセイは根からシュウ酸を分泌し、リン酸アルミニウムを溶解します。溶解したアルミニウムは、根の表面にある特定の部位と結合し、剥がれ落ちることで無毒化されます。
さらに、剥がれ落ちたアルミニウムと結合した細胞は土壌有機物となり、土壌環境の改善にも貢献する可能性が示唆されています。
お盆トンボがイネの葉で休む
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田んぼで見かけたウスバキトンボ。盆頃に多く見られることから「お盆トンボ」とも呼ばれます。ウスバキトンボは春に南国から日本へ渡ってきて産卵し、短い幼虫期間を経て盆頃に成虫になります。しかし、日本の冬を越せないため、その世代は死んでしまいます。この習性は、トビイロウンカやハスモンヨトウといった害虫にも見られ、昆虫の生存戦略の一種と考えられています。近年では、温暖化の影響で越冬するウスバキトンボもいるようです。
壁際のロゼットたちの生き様
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壁際で、ロゼット状の草が生えている場所だけエノコログサが生えていないことに気づいた筆者は、ロゼットが先に繁茂し、エノコログサの発芽を抑えたのではないかと推測しています。そして、多くのロゼット植物が種子を遠くに飛ばすのに対し、自分の根元に種子を落とす戦略をとる植物も存在すれば、より確実に子孫を残せるのではないかと考察しています。しかし、そのような戦略をとるロゼット植物は、筆者の知る限りでは見当たらないようです。
人は鉄鍋由来の鉄を摂取しても活用することができるのか？
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鉄鍋から溶け出した鉄分は、体内で活用できるのか？
結論は、活用できる。
鉄鍋から溶け出す鉄分は、サビ由来の酸化鉄(Fe3+)が多い。しかし、体内ではFe3+はトランスフェリンと結合して運搬され、Fe2+との平衡状態にあるため、ヘモグロビン合成などに必要なFe2+も自然に供給される。
つまり、鉄鍋から摂取した鉄分も、体内で有効に活用される。
ヤシャブシのタネを観察する
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ブナ科の樹木は、種子と果実の大きさに多様性があり、それが生存戦略に関係している。大きな種子を持つ種は、発芽時の栄養を豊富に持ち、暗い森林でも成長できるが、散布距離が限られる。一方、小さな種子を持つ種は、広く散布されるが、発芽後の生存競争に弱い。つまり、種子と果実の大きさは、散布能力と発芽後の生存率のトレードオフの関係にある。大きな種子は、安定した環境で有利であり、小さな種子は、撹乱された環境で有利となる。このように、ブナ科の樹木は、種子と果実の大きさの違いによって、多様な環境に適応している。
菌は耕盤層を破壊して、物理性の改善に関与するのか？
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イースト菌発酵液散布で耕盤層が破壊されるという農法の真偽を検証している。発酵による二酸化炭素発生で耕盤層を破壊するという説明には無理があり、他に要因があると考察。根による物理的破壊、酸による化学的破壊に加え、菌の活動で生成された酸素や有機酸、あるいは発酵液へのミミズの走性が耕盤層破壊に繋がっている可能性を挙げ、ミミズの行動範囲と誘引物質について更なる調査の必要性を示唆している。
ブナ科の系統を見る再び
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ブナ科の系統分類について、新刊のどんぐり図鑑と既存の研究を参考に考察。コナラ属はコナラ亜属とケリス亜属に分けられ、落葉性のコナラはコナラ亜属、常緑性のシラカシはケリス亜属に属する。興味深いのは、落葉性のクヌギとアベマキもケリス亜属に分類される点。クヌギ等はカシとは異なるケリス節に属するが、同じ亜属に常緑樹と落葉樹が含まれることは進化の謎を解く鍵となる可能性を秘めている。
シリブカガシのドングリを見る
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おそらくシリブカガシと思われる木で、殻斗付きのドングリ（堅果）を拾った。一つの殻斗に様々な形と大きさの堅果が付いており、マテバシイより融合数が多い。このことから、ブナ科の進化において、シリブカガシのような大小様々な堅果から、マテバシイ属以降のように堅果の形が揃う方向へ進化したと推測できる。しかし、ブナの整った堅果を考えると、マテバシイ属の堅果の大きさのランダム性は日本の温帯では広まらなかったと考えられる。新たなドングリの発見は、既存のドングリへの理解を深める契機となる。
陽葉と陰葉
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常緑樹の暗い林床でシイのような樹木が育つ仕組みを、陽葉と陰葉の違いから説明している。光合成を行う葉肉細胞を含む葉は、光が十分に当たる場所では陽葉として厚く、柵状組織が発達する。一方、林床のような光が少ない場所では陰葉となり、柵状組織の層が薄く、海綿状組織の密度も低い。これは、葉緑体の維持コストと光利用効率の最適化によるもの。陰葉は少ない光を効率的に利用する構造になっているため、暗い林床でも成長できる。
ブナ科の系統を見る
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筆者はブナ科植物の進化に興味を持ち、殻斗と堅果の関係に着目している。クリは一つの殻斗に複数の堅果を持つ一方、コナラは小さな殻斗に一つの堅果を持つ。シイは大きな殻斗に一つの堅果だが、複数の堅果を持つ種も存在する。これらの観察から、進化の過程で殻斗と堅果の関係がどのように変化したのか疑問を抱いている。 最新の研究に基づくブナ科の系統樹を参照し、クリ属からシイ属、コナラ属、そして大きな堅果を持つ種へと進化した流れを考察。マテバシイ属の特異な形態に着目し、今後の研究で系統樹に変化が生じる可能性を示唆。最後に、ブナ科系統樹の基部に位置するブナ属への強い関心を表明し、ブナ林を訪れたいと考えている。
林縁のアザミたちは花を林の外に向ける
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アザミの湾曲がスズメガ誘引に繋がる可能性について考察されています。渓谷沿いの林縁で、アザミは川側に向かって湾曲して咲いていました。これは、頂部の重さと光屈性の影響と考えられます。横倒しになったアザミにはスズメガが訪れており、著者は、アザミの湾曲がスズメガにとって好ましい形となり、受粉を促進する戦略なのではないかと推測しています。ただし、アザミにとってスズメガの訪問がどれほど有益かは不明としています。
クリ属のドングリを他の属のドングリと比較してみる
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ブナ科クリ属のクリは、他のブナ科のドングリと異なり、一つのイガの中に複数の堅果を持つ。これは殻斗の融合によるもので、一つの殻斗に複数の堅果があるものを「花序殻斗」、一つの殻斗に一つの堅果のものを「花殻斗」と呼ぶ。クリは花序殻斗を持つため、マテバシイなど他のブナ科植物と比較すると、進化の過程における殻斗の形成の違いが顕著に現れている。この特徴から、著者はブナ科の進化のヒントになるのではないかと考え、更なる探求の意欲を示している。
各ドングリのタンニン
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ネズミはドングリのタンニンを無効化できるが、タンニン量が少ない小さいドングリを優先的に食べ、大きいものやタンニンが多いものは貯蔵する。コナラ属はタンニンを3%ほど含み、マテバシイ属は1%、シイ属は含まない。シイ属のドングリは小さく、小動物に狙われやすい。シイ類は極相種であり、深い森ではタンニンによる防御の必要性が低いと考えられる。ドングリの大きさ、タンニン含有量、樹木の生育環境は複雑に関連している。
若山神社のシイ林
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どんぐりの生物学を学ぶため、ブナ科のシイ属を探しに、大阪の若山神社を訪れた。神社には、極相林の指標種であるツブラジイが42本自生しており、大阪みどりの百選にも選ばれている。参道にはシイの枝葉が覆い、殻斗付きのドングリも容易に見つかった。シイ属の殻斗は、これまで観察したコナラ属のものとは形状が異なり、ブナ属と同様にドングリを長く保護する特徴を持つ。ツブラジイは巨木のため、全体像の撮影は困難だが、枝葉の特徴も記録した。この観察を通して、極相林に生える木の特徴を学ぶことができた。
森を学ぶ為にブナ科の木々を学ぶ
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ブナ科樹木の森林における優位性について、外生菌根菌との共生関係が要因として考えられている。京都大学出版会発行の「どんぐりの生物学」ではこの説を取り上げているが、決定的な証拠はない。外生菌根菌は、共立出版「基礎から学べる菌類生態学」によると、担子菌門や子嚢菌門の菌類で、マツ科、ブナ科などの樹木と共生する。テングダケ科なども含まれ、菌根ネットワークを形成することで宿主植物を強化する可能性がある。しかし、テングダケの毒性と菌根ネットワークの安定性との関連は不明であり、カバイロツルタケのようにブナ科と共生するテングダケ科の菌も存在する。
ドングリが熟す
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植物の亜鉛欠乏は、老化促進やクロロフィル分解を引き起こし、深刻な生育阻害をもたらします。亜鉛は光合成に関わるタンパク質やクロロフィルの生合成に必須です。欠乏状態では、オートファジーと呼ばれる細胞内分解システムが活性化し、不要なタンパク質や損傷した葉緑体を分解することで亜鉛を回収しようとします。このオートファジーは、亜鉛欠乏への適応戦略として機能し、一時的な生存を可能にしますが、長期的な欠乏は植物の成長を著しく阻害します。したがって、植物の健全な生育には適切な亜鉛供給が不可欠です。
ドングリたちの休眠性
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ドングリは種子ではなく、薄い果皮に包まれた堅果である。乾燥に弱いドングリは、発芽時期を調整する休眠性を持つ。アベマキは休眠性が弱く秋に発根し冬を越すが、クヌギは休眠性が強く春に発芽する。クヌギの休眠解除には約120日の低温処理が必要となる。これらの情報から、秋に発根しているドングリはアベマキと推測できる。ただし、春に芽生えているドングリの種類の特定は、発芽後の成長速度が不明なため難しい。
イネは肥料の窒素分をどう利用するか？
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「山谷知行 イネの窒素飢餓応答戦略」は、イネが主要な窒素栄養源であるアンモニウム態窒素を根で速やかにアミノ酸（グルタミン、アスパラギン）に同化し、地上部へ輸送するメカニズムを解説しています。窒素利用効率（NUE）の向上は重要課題であり、窒素吸収・同化・転流・再利用に関わる分子機構や遺伝子が詳細に示されています。特に、窒素欠乏時には、アンモニウムトランスポーターなどの吸収関連遺伝子が誘導され、葉の老化を促進しつつ窒素を新しい成長点や穂へ効率的に再分配する戦略が明らかにされています。これらの知見は、窒素利用効率の高いイネ品種の開発や、環境負荷を低減しつつ生産性を向上させる技術への貢献が期待されています。
草むらで生きる緑色の昆虫たち
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大阪の箕面公園昆虫館でピンク色のハナカマキリを観察した著者は、昆虫の擬態と体色の進化について考察している。バッタの緑色は保護色として有利だが、緑色になった要因は淘汰圧だけでなく、体液に含まれる色素の影響も考えられる。昆虫の緑色は、植物由来のカロテノイド（黄色）と体内で合成されるビリン系色素（青色）の混合で発現する。ビリン系色素は活性酸素などへの生体防御の役割も担っている可能性がある。著者は、昆虫の色発現メカニズムを解明することで、進化の過程をより深く理解できると考えている。
鮭とイクラのカロテノイド
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鮭の赤い身とイクラの鮮やかな橙色は、アスタキサンチンというカロテノイド色素による。鮭は自身でアスタキサンチンを合成するのではなく、微細藻類のヘマトコッカスが産生したものを摂取し蓄積する。産卵期の雌鮭は卵（イクラ）にアスタキサンチンを移すため、産卵後の身は白くなる。つまり、イクラの鮮やかな色は親から子への贈り物である。カニの一部もアスタキサンチンによる赤い色を持つ。
香り化合物の合成経路から見えてくること
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植物の香り化合物（GLV）は、葉が損傷を受けた際にガラクト糖脂質から合成され、害虫や病害に対する防御機構として機能する。GLV合成経路の研究から、ヘキセナールなどの化合物が病害抵抗性に寄与することが示唆されている。このことから、草生栽培において、定期的な草刈りによって放出される香り化合物が作物の耐性を高める可能性が考えられる。逆に、除草剤の使用は香り化合物の放出機会を奪い、食害被害の増加につながる可能性がある。これは、殺菌剤使用による食害増加と同様に、栽培における新たな課題を示唆している。
アブラナ科の花には単糖が多い
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アブラナ科の花蜜は単糖類が多く、シソ科やキンポウゲ科はショ糖が多い。仮に花蜜の水分量と糖濃度が一定だとすると、ショ糖が多い花蜜はミツバチが巣に持ち帰りインベルターゼで分解すれば糖濃度が倍増する計算になる。しかし、実際はショ糖の全量分解は起こらない。それでも、ショ糖の割合の違いが、花蜜の甘味の濃淡（濃厚な甘み、爽やかな甘み）に影響するのではないか。アブラナ科の花は春に咲き、この時期の蜂蜜は爽やかな甘みになるかもしれない。
花蜜と花粉に含まれる成分
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花粉と花蜜にはさまざまな成分が含まれています。花蜜には、主に糖分、アミノ酸、フェノール、アルカロイドなどがあります。一方、花粉には、糖質、タンパク質、ビタミン、ミネラル、色素（フラボノイド、カロテノイド）が含まれています。ビタミンやミネラルは、ハチミツ中のインベルターゼという酵素が糖を転化するのに必要な補酵素として作用する可能性があります。そのため、花粉の品質や量は、ハチミツの味わいに影響を与えると考えられています。
堆肥の製造過程の最終工程時の変化に迫る
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糸状菌は栄養飢餓状態になるとオートファジーを活性化し、細胞内成分を分解して生存に必要な物質を確保する。この機構は二次代謝産物の生産にも関与し、抗生物質や色素などの生産が増加することがある。オートファジー関連遺伝子を操作することで、有用物質の生産性を向上させる試みが行われている。また、菌糸の分化や形態形成にもオートファジーが関与しており、胞子形成や菌糸融合などに影響を与える。このことから、糸状菌のオートファジーは物質生産や形態形成において重要な役割を担っていると考えられる。
昆虫の口は複雑だ
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昆虫の口の複雑さは、進化の過程で体節が統合された結果である。多くの動物と異なり、昆虫の頭部は複数の体節が融合し、それぞれに存在した脚が変形して多様な摂食器官を形成している。例えば、バッタの顎や蝶の口吻は、元々は脚だったものが変化した器官である。つまり、昆虫は口に加えて「手」も進化させ、摂食に特化した器官へと変化させたことで、様々な食性に対応できる強さを獲得したと言える。
カリバチとミツバチの誕生
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ハチは多様な進化を遂げた昆虫である。原始的なハバチは植物食で毒針を持たない。後に毒針を獲得したハチは、イモムシを殺して産卵する種から、免疫系を回避し生きたイモムシに寄生する寄生バチへと進化した。さらに、体液と植物繊維で巣を作るカリバチが登場し、獲物を持ち帰ることで生存戦略を発展させた。被子植物の出現とともに花粉を集めるハチが現れ、植物との共進化により蜜と花粉媒介の関係が築かれた。結果として、植物食のハバチ、イモムシを捕食する寄生バチ・カリバチ、花粉媒介や蜜を集めるミツバチといった多様なハチが誕生した。
人間よ、昆虫から学べ
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昆虫の進化について学ぶため、大阪市立自然史博物館の特別展と「昆虫は最強の生物である」を参考にしている。進化の過程を知ることで、昆虫の行動への理解が深まると考えたからだ。チョウの幼虫がミカンの木から消えたのは、近所のアシナガバチの仕業だろうと推測。アシナガバチのようなカリバチは、農作物を害するガの幼虫を狩る益虫である。また、ミツバチも産業に重要であるため、ハチについて詳しく解説しようとするが、今回はここまで。
ネナシカズラの寄生の仕方
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ネナシカズラは、種子の寿命が長く、動物の胃の中でも生存できることから、日本全国に広く分布しています。
寄生するためには宿主植物に巻きつき、寄生根で宿主体内に侵入します。その寄生根は宿主植物の維管束と繋がり、寄生を開始します。
ただ、すべての植物に寄生できるわけではなく、宿主植物の種類によっては寄生率が低くなります。また、幼植物は寄生率が低いため、生き残る確率も低くなります。
そのため、ネナシカズラがイネ科の植物に寄生できる可能性は低く、雑草の多い畑や、通路に雑草対策が施されている畑では被害は限定的である可能性があります。
ネギ畑にネナシカズラが現れた
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ネナシカズラは、根や葉を失って宿主植物に寄生するヒルガオ科の寄生植物です。京都のネギ畑に初めて出現し、その出現原因は不明です。
ネナシカズラは光合成を捨てて寄生生活を送っており、黄色の色素を持っています。卵菌など他の寄生生物と同様に、かつては光合成を行う藻類だった可能性があります。
ネナシカズラは現在、葉緑素を捨てている最中にあると考えられます。ヒルガオ科の強い適応力は、この寄生植物の出現にも関与している可能性があります。
毒性のある金属を体内に蓄積するコケたち
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銅苔は、高濃度の銅を含む環境に適応したコケ植物で、銅を無性芽と呼ばれる特殊な細胞に蓄積することでニッチを獲得している。銅苔の無性芽は、銅イオンへの暴露によって分化が誘導される。この分化には、特定の転写因子や銅輸送タンパク質が関与しており、複雑な遺伝子制御ネットワークが存在する。無性芽は銅耐性だけでなく、乾燥や紫外線など他のストレスにも耐性を示し、銅苔の生存戦略において重要な役割を果たしている。銅の蓄積は、銅苔が他の植物との競争を避け、特殊な環境に適応するための進化的な戦略と考えられる。
重要だけど扱いにくいものでもある二価鉄
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二価鉄(Fe²⁺)は、電子を容易に受け渡しできるため、光合成を含む植物の生命活動において電子の運搬役として不可欠です。電子は物質の合成や分解、エネルギー源として重要であり、二価鉄はその供給を担います。しかし、二価鉄は酸化しやすく活性酸素を発生させるリスクがあるため、過剰症に注意が必要です。植物は、土壌中の三価鉄(Fe³⁺)を還元して二価鉄として吸収する戦略を持ち、体内で糖などから電子を得てこの還元を行います。二価鉄を肥料として利用する場合、酸化を防ぐため有機酸で包み込んだキレート鉄が用いられます。二価鉄は、リスク管理が必要だが、成長を促進する重要な要素です。
歩道に背の高い草の群生
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歩道脇の露出した土壌に、セイバンモロコシと思われる背の高い草が密集して繁茂していた。周囲には同様の植物は見られず、限られた面積で高密度に生育している。開花期を迎えてオレンジ色の花粉を飛ばしているが、近隣に同種が存在しないため、受粉の可能性は低い。それでも繁殖のためエネルギーを費やし花粉を飛ばす姿は、昆虫媒介に比べ非効率的ながらも、環境に適応した戦略と言えるかもしれない。わずかな可能性として、離れた場所に同種の存在も考えられる。
仲間を集めて目立て
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土手に白い花が群生している。遠目には葉の緑が目立ち、花は目立たない。写真のように集団で咲くことで、かろうじて認識できる。これはタデ科のイタドリと思われる。夏草に覆われると、花はほとんど見えない。先端に花を付けるため、かろうじて穂が見える程度だ。集団で生えるのは生存戦略の一つと言える。イタドリは荒れた土地の先駆植物なので、ライバルが少ない環境で群生しやすい。そのため、花が目立たなくても繁殖できるのだろう。
キレート鉄の使いどころ
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鉄は植物の生育に必須だが、吸収しにくい性質を持つ。土壌中は三価鉄が多く、植物はそれを二価鉄に還元するか、キレート化合物を利用して吸収する戦略を持つ。水耕栽培では、鉄イオンがすぐに酸化してしまうため、キレート鉄が有効。EDTAキレート鉄は鉄イオンをEDTAで包み込み、安定した状態で供給する。これにより、植物は還元の手間なく鉄を吸収できる。土耕栽培では、植物の鉄吸収戦略によってキレート鉄の必要性は変わるが、水耕栽培では必須と言える。
日陰に咲くピンクの花
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酷暑の中、日陰に咲くピンクの花を見つけ、ビジネスのヒントを得た。日陰は植物にとって不利だが、競争相手が少ないため、花は目立つ。同様に、ニッチな分野で特化した技術を磨けば、競争の少ない市場で有利になる。しかし、技術を磨くだけでなく、目立つことも重要だ。この花は、日陰という不利な環境でも、大きな花を咲かせることで存在感を示している。ビジネスでも、ニッチな分野で専門性を高め、それを効果的にアピールすることで、活路を見出せることを示唆している。
葉緑素の合成で苦土と同じぐらい大事なものは？
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鉄は葉緑素合成に必須のアミノレブリン酸生成に不可欠な要素である。土壌中に豊富に存在すると言われる鉄だが、過剰な炭素循環型農法では欠乏症による枯死も発生する。鉄吸収には、三価鉄を二価鉄に還元して吸収するストラテジーⅠ型と、三価鉄をキレートして吸収するストラテジーⅡ型がある。ストラテジーⅠ型では根の表面の還元酵素が利用される。植物は光合成で水から電子を得るが、鉄吸収にも電子が必要となる。鉄は日中に得た電子のプールとして機能し、鉄欠乏は電子の取りこぼしにつながる可能性がある。つまり、鉄吸収は光合成と密接に関連している。土壌の還元も鉄吸収に影響を与える。
イチョウの黄葉とカエデの紅葉
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筆者は、イチョウの葉の縁が緑のまま残ることに疑問を抱き、紅葉するカエデと比較している。カエデは枝の先端や葉の外側ほど紅色が強く、何らかのアピールをしているように見える。一方、イチョウは縁が緑のまま黄葉する。この違いから、カエデのような葉の外側からの色の変化は進化における生存戦略として獲得された形質であり、イチョウの黄葉の仕方はそれと異なる戦略に基づいていると推察している。
植物の抵抗性について@京都農販
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京都農販の勉強会で植物の抵抗性について学んだ。病気に強い作物を作るには、活性酸素の発生と還元メカニズムに加え、鉄獲得戦略の理解が不可欠。しかし、抵抗性を高めるには多くの知識が必要で、実現は容易ではない。鉄の吸収は植物の生育に必須だが、病原菌にとっても増殖に必要となるため、植物は鉄の吸収と病原菌への鉄の供給抑制を両立させる必要があるなど、複雑なメカニズムが関わっている。