植物のミカタ

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中性脂肪は、グリセリンという物質に脂肪酸が３つ結合したもので、エネルギー貯蔵や臓器の保護などの役割があります。脂肪酸の種類によって構造や融点が異なり、飽和脂肪酸が多い動物性脂肪は常温で固体、不飽和脂肪酸が多い植物性脂肪は液体であることが多いです。 グリセリンに結合する脂肪酸は1〜3つの場合があり、それぞれモノアシルグリセロール、ジアシルグリセロール、トリアシルグリセロールと呼ばれます。中性脂肪という名前は、グリセリンと脂肪酸が結合すると中性になることに由来します。

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植物の不定根は、通常の根の成長が阻害された際の「最後の手段」として機能する。通常、植物は主根や側根で水分や養分を吸収するが、洪水や乾燥、病気、害虫などによりこれらの根が損傷すると、植物は生存のために不定根を発生させる。不定根は茎や葉などの地上部から生じ、損傷した根の代替として機能することで、植物の生存を支える。挿し木で植物が増やせるのも、この不定根の発生能力によるものである。不定根の発生は植物ホルモン、特にオーキシンとエチレンによって制御されている。これらのホルモンは、環境ストレスによって誘導され、不定根の形成を促進する。つまり、不定根は植物の環境適応能力を示す重要な指標と言える。

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稲作において、カルシウム過剰を避けつつ苦土を補給できる「ケイ酸苦土」が推奨されます。重要なのは、植物が利用できるケイ酸が、石英のような風化しにくいものと異なり、風化しやすいケイ酸塩鉱物である点です。ケイ酸苦土の原料である蛇紋岩は、風化しやすいかんらん石から変質した蛇紋石を主成分とします。蛇紋岩が豊富な上流からの水が、非コンクリート水路を通じて田んぼに供給される環境であれば、猛暑下でも稲の登熟不良を防ぐ効果が期待されます。しかし、このような理想的な自然環境は、広範な水田地域では稀であると結論付けています。

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ウキクサ繁茂は水田の鉄分濃度と関連があり、土壌中の鉄分が有機物でキレート化されていないとイネは吸収しにくい。キレート化とは鉄イオンなどの金属イオンを有機物で包み込み、植物が吸収しやすい形にすること。キレート鉄は土壌pHの影響を受けにくく、即効性があるため、葉面散布や土壌灌注で鉄欠乏を改善できる。特にアルカリ性土壌では鉄が不溶化しやすいため、キレート鉄が有効。ただし、キレート剤の種類によって効果が異なるため、適切な選択が必要。

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曽爾高原の広大なススキ草原は、長年にわたり連作されているにも関わらず、障害が発生していない。山焼きの灰が肥料となる以外、特に施肥されていないにも関わらず、ススキは元気に育っている。これは、ススキがエンドファイトによる窒素固定能力を持つこと、そして曽爾高原の地質が関係していると考えられる。流紋岩質の溶結凝灰岩や花崗岩といったカリウムやケイ素を豊富に含む岩石が風化し、ススキの生育に必要な養分を供給している。さらに急な勾配により、風化による養分は流出せず高原に留まる。長期間の連作を可能にする曽爾高原の土壌は、重要な知見の宝庫と言える。

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脱皮ホルモン由来の殺虫剤「テブフェノジド」は、ヨトウガなどのチョウ目幼虫に特異的に作用し、異常脱皮を促して殺虫します。昆虫の成長は、幼若ホルモンと脱皮ホルモン（エクジソン）のバランスによる適切な脱皮で制御されますが、テブフェノジドはこのバランスを崩します。体が未発達な幼虫に過剰な脱皮を強いることでエネルギーを消耗させ、死に至らせるのです。このため若齢幼虫に極めて効果が高く、ホルモン作用ゆえに耐性がつきにくい利点があります。さらに、チョウ目幼虫にのみ作用するため、天敵への影響が少なく、環境負荷の低い防除法として注目されます。

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エノコロ（ネコジャラシ）が繁茂した畑は、次作の生育が良いという師の教えの背景には、エノコロのアレロパシー作用と土壌改善効果があると考えられる。エノコロはアレロケミカルを放出し、土壌微生物叢に影響を与える。繁茂したエノコロを刈り込み鋤き込むことで、土壌に大量のアレロケミカルが混入し、土壌消毒効果を発揮する。さらに、エノコロの旺盛な発根力は土壌の物理性を改善し、排水性・保水性を向上させる。これらの相乗効果により、病原菌を抑え、有益な微生物が優位な環境が形成され、次作の生育が促進されると考えられる。稲わらから枯草菌が発見されたように、エノコロわらにも有益な細菌が存在する可能性がある。

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「山の鉄が川を経て海へ」は、鉄が森林生態系、特に樹木の成長に重要な役割を果たし、最終的に海へ運ばれる過程を解説しています。森林土壌中の鉄は、微生物によって可溶化され、樹木に吸収されます。樹木は光合成を通じて、大気中の二酸化炭素を吸収し、酸素を放出しますが、鉄はこの光合成に必要な酵素の構成要素となっています。落ち葉や枯れ枝は、土壌中の微生物によって分解され、鉄は再び土壌に戻ります。しかし、一部の鉄は雨水に溶け込み、川を流れ、最終的に海へと到達します。海では、植物プランクトンの成長に不可欠な栄養素となり、食物連鎖の基盤を支えています。このように、鉄は森林から海へと循環し、地球全体の生態系を維持する上で重要な役割を担っています。

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地球温暖化による猛暑や水害増加への対策として、土壌への二酸化炭素固定が提案されている。従来のNPK肥料中心の土壌管理から脱却し、木質資材由来の堆肥を用いて土壌中に無定形炭素(リグノイド)を蓄積することで、粘土鉱物と結合させ、微生物分解を抑制する。これにより土壌への二酸化炭素固定量を増やし、植物の光合成促進、ひいては大気中二酸化炭素削減を目指す。家畜糞堆肥は緑肥育成に限定し、栽培には木質堆肥を活用することで、更なる根量増加と光合成促進を図る。キノコ消費増加による植物性堆肥生産促進や、落ち葉の焼却処分削減も有効な手段として挙げられている。

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煉瓦は粘土を焼成した人工物で、主成分はケイ酸アルミニウム等を含む粘土鉱物。赤煉瓦の色は酸化鉄による。製法は、粘土を成形・乾燥後、800〜1200℃で焼成する。この高温焼成により、粘土鉱物は化学変化を起こし、硬く焼き固まる。多孔質構造で吸水性がある一方、耐火性・耐久性も備える。種類は、普通煉瓦、耐火煉瓦など用途に応じて多様。現在も建築材料として広く利用され、その歴史は古代メソポタミア文明に遡る。

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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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ポリフェノールとアミノ酸は反応し、メラノイジンと呼ばれる褐色物質を生成します。この反応は、食品の加工や貯蔵中に起こる褐変現象の原因となります。ポリフェノールは植物に含まれる抗酸化物質であり、アミノ酸はタンパク質の構成要素です。両者が反応するには、熱やアルカリ性の条件が必要です。メラノイジン生成反応は複雑で、様々な中間生成物を経て進行します。生成物の種類や量は、反応条件やポリフェノール、アミノ酸の種類によって異なります。この反応は食品の風味や色に影響を与えるだけでなく、栄養価の低下にもつながる可能性があります。

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エノコロは畑の状態を判断する指標となる。どこにでも生えるほど丈夫で、荒れ地でも実をつけ、良い環境では大きく育つ。人の背丈ほどになれば、作物にも理想的な環境であることを示す。 イネ科のエノコロはケイ酸を利用し、プラント・オパールとして土壌に腐植をもたらす。また、強い根は土壌を柔らかくし団粒構造を形成する。エノコロの背丈は根の深さと比例し、高いほど排水性と保水性が高い土壌を示す。 師は、自然に生えるエノコロの状態から土壌の良し悪しを判断し、収穫を予測していた。緑肥ではなく、自然発生のエノコロこそが環境を正確に反映していると言える。写真の土壌はまだ発展途上で、エノコロも低い。

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コスモスが畑地や水田で咲き乱れていることがあるが、食用ではなく、花農家が育てているわけでもない。実はこれ、緑肥として育てられている。コスモスが一通り咲くと刈り倒され、土に鋤き込まれる。これは、植物由来の有機物を土に混ぜ込むために行われる。育った植物を刈り倒し、トラクターで土に混ぜ込むことで、土壌改良を行う。コスモスだけでなく、エンバクなども緑肥として利用される。なぜコスモスが選ばれたのかという疑問については、別の機会に解説される。