植物のミカタ

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稲作では、カルシウム過剰が問題となりえます。水田基肥として注目されている鶏糞はカルシウム含有量が多く、施用を制限する必要があります。そうでないと、ジャンボタニシの殻形成に必要なカルシウムが不足し、個体数が減少する可能性があります。ただし、稲わらを腐熟させるために石灰窒素を施用すると、カルシウムの供給が増加するため、鶏糞の施用を制限する必要があるかどうかを検討する必要があります。

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オタマジャクシの個体数を増やすには、カエルの産卵を増やす必要がある。そのために、カエルの個体数を増やすことが重要だ。カエルの個体数が減る原因の一つとして、荒起こしによる死亡が挙げられる。田んぼで荒起こしを行わないことで、カエルの死亡を減らし、個体数を増やすことができる。すると、カエルが産卵し、オタマジャクシが増加することで、ジャンボタニシを抑制できる可能性がある。

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オタマジャクシがジャンボタニシの死骸に集まって内蔵物を食べていたことが観察された。これは、オタマジャクシがジャンボタニシの一種の捕食者である可能性を示唆する。 中干しを行わない水田は、オタマジャクシの生息環境となり、ジャンボタニシの捕食が増加する可能性がある。この仮説が正しい場合、中干しを省くことで、ジャンボタニシの個体数を減らし、有機物の豊富な土壌を維持して稲の品質を向上させることができるかもしれない。

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珪藻土にはケイ酸が多く含まれ、多孔質構造で水分 retentionに優れています。このため、土壌改良材として使用することで、土壌水分保持力の向上と、ケイ酸の持続的溶出が期待されます。 ケイ酸は植物の細胞壁の強化や病害抵抗性の向上に役立ち、特にイネ作では、倒伏防止や品質向上効果が期待できます。しかし、過剰に添加すると、土壌のアルカリ化や土壌養分の吸収阻害につながる可能性があります。 珪藻土を土壌改良材として使用する場合は、土壌の性質や作物の種類に合わせて適切な量の添加が重要です。一般的には、土壌100kgあたり1～2kgの珪藻土を、耕起や移植時に混ぜ込む方法が推奨されています。

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農業用パイプに使われる鋼は、石炭由来の瀝青炭から作られたコークスを用いて製造されます。コークスには鉄以外にも、酸化鉄、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタンなどの不純物が含まれています。これらの多くは肥料成分ですが、酸化チタンの影響は不明なため、更なる調査が必要です。

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水田を乾田にすることでメタン発生は抑えられますが、鉄の溶脱が減り、下流の生態系や生物ポンプへの影響が懸念されます。水田は腐植蓄積によってメタン抑制と減肥を両立できるため、安易な乾田化ではなく、水田の特性を活かした持続可能な農業が重要です。また、畑作における過剰な石灰施用も、土壌劣化や温室効果ガス排出増加につながるため、土壌分析に基づいた適切な施肥が求められます。

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茶殻やコーヒー滓に含まれる鉄イオンを利用し、廃水を浄化するフェントン反応の触媒として活用する研究が行われています。フェントン反応は過酸化水素と鉄イオンを用いて、難分解性の有機物を分解する強力な酸化反応です。従来、鉄イオンは反応後に沈殿し再利用が困難でしたが、本研究では茶殻やコーヒー滓が鉄イオンを保持し、繰り返し使用可能な触媒として機能することが確認されました。この技術により、安価で環境に優しい廃水処理が可能となり、資源の有効活用にも貢献すると期待されています。

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ショウジョウトンボは、翅の付け根が赤いトンボです。日本では、農薬散布の影響で数が減っている可能性があります。 トンボは、稲作の害虫であるウンカを食べる益虫ですが、ウンカは農薬耐性を持ちやすいため、駆除が困難になっています。 さらに、大陸から飛来するトビイロウンカや、レンゲ栽培による雑草増加など、稲作の難しさは増しています。

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フェアリーリングを形成するキノコは、菌糸の広がりに制限がない「コンポーネント無制限」の成長パターンを持つ。一方、落ち葉1枚やほだ木1本を栄養源として完結するキノコは「コンポーネント制限」となる。 コンポーネント無制限の菌糸は、栄養源がある限り広がり続ける。フェアリーリングの内側では、植物の根の老廃物や虫の死骸などを栄養源として菌糸が張り巡らされていると考えられる。

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泥炭土は有機物豊富だが、鉄など微量要素が少ない。ハウス栽培だと雨水による供給もなく、不足しやすい。緑肥で土壌中の比率が更に偏り、鶏糞の石灰が鉄の吸収を阻害、葉が黄化したと考えられる。泥炭土は畑作に向かず、ハウス栽培だと微量要素欠乏に注意が必要。

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中干しなし、レンゲ後の稲作では、田の水が澄み、雑草が少ない。オタマジャクシが藻や若い草を食べることで除草効果が出ている可能性がある。オタマジャクシは成長後、昆虫を食べるようになるため、稲への影響は少ない。一方、中干しを行う慣行農法では、除草剤を使用する必要があり、コストと手間が増える。さらに、冬季の耕起は米の耐性を下げる可能性もある。中干しなしの田んぼは、オタマジャクシの働きで除草の手間が省け、環境にも優しく、結果としてコスト削減に繋がる可能性がある。

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中国西部の赤色粘土質の土壌で、石灰過剰という分析結果から、石灰性暗赤色土での栽培について考察されている。石灰岩の風化によって生成されるこの土壌は、日本では珍しく、大陸で多く見られる。石灰岩は炭酸カルシウムが主成分で、pH調整に用いる石灰質肥料と同じ成分だが、過剰施用は有害となる。醒ヶ井宿の居醒の清水のような石灰岩地域での知見を活かし、中国の土壌で多様な作物を育てる方法を探る。具体的には、石灰岩土壌の性質を理解し、適切な作物選択、土壌改良、水管理などを検討する必要がある。

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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。

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カブトムシの黒い色はメラニン色素による。蛹は白いが、羽化後にチロシンからL-ドパを経てメラニンが合成・蓄積され黒色となる。メラニンは昆虫の体色決定だけでなく、外傷や感染時の防御にも関わる。カブトムシの死骸が土に還る際、メラニンの分解過程は興味深い研究対象となる。メラニンはフェノール性化合物であり、菌類も老化に伴い蓄積することが知られている。

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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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リンゴペクチンオリゴ糖の整腸作用に関する研究では、ラットを用いてオリゴ糖の効果を検証しています。結果、ペクチンオリゴ糖は盲腸内菌叢においてビフィズス菌を増加させ、有害菌であるクロストリジウム属菌を減少させることが確認されました。 特に重合度が低いオリゴ糖ほど、ビフィズス菌増殖効果が高い傾向が見られました。さらに、ペクチンオリゴ糖は糞便中の有機酸濃度を上昇させ、pHを低下させることで腸内環境を改善する効果も示唆されました。これらの結果から、リンゴペクチンオリゴ糖はプレバイオティクスとして有用であり、整腸作用を通じて健康増進に寄与する可能性が示唆されています。

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嫌気発酵米ぬかボカシの発根促進効果について考察している。過去の栽培比較で、米ぬかボカシを施用した区画で発根が促進された傾向 observed 。これは米ぬかボカシに蓄積された過酸化水素による可能性を推測。過酸化水素は酸素供給剤として働き、劣悪環境での根の酸素供給を助ける。実際に過酸化石灰由来の酸素供給剤で生育促進効果 observed 例を挙げている。ただし、厳密な比較試験ではないため断定は避けている。他に、米ぬかボカシに含まれる菌の死骸やアミノ酸も発根促進に寄与する可能性に触れている。結論として、米ぬかボカシの発根促進効果は過酸化水素や菌体成分など複合的な要因によるものと示唆。

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植物が利用できるシリカは、土壌中に溶解したモノケイ酸の形で存在するが、その濃度は低く、pHや他のイオンの存在に影響を受ける。植物は根からモノケイ酸を吸収し、篩管を通して葉や茎などに輸送する。シリカは植物の成長を促進し、病害虫や環境ストレスへの耐性を高める役割を果たす。土壌中のシリカは、岩石の風化や微生物の活動によって供給される。植物は土壌中のシリカ濃度が低い場合、根から有機酸を分泌して岩石を溶解し、シリカを可給化することもある。さらに、植物根に共生する菌根菌は、シリカの吸収を助ける役割を持つ。

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記事はシダ植物の観察を通して、太古の地球環境、特に石炭紀の巨大シダ繁栄と大量の石炭形成について考察している。現代のシダの根元構造を観察し、リグニン質の塊から葉が伸び、枯れた葉が堆積することで塊が成長していく様子を記述。石炭紀にはリグニンを分解する生物が存在せず、巨大シダの遺骸が分解されずに堆積し、石炭になったと推測。当時の土壌は現代とは異なり、リグニンの分解がないため形成されていなかった可能性にも言及。さらに、P/T境界における大量絶滅と酸素濃度の関係、恐竜誕生への影響にも触れ、スギナの強靭さを太古の環境の名残と結びつけて考察している。

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池の縁に落ち葉が堆積し、湿地が形成される様子が観察されています。落ち葉の堆積により、イネ科やアブラナ科の植物が生育できる環境が新たに作られています。池は土砂や落ち葉、植物の堆積により徐々に埋まり、上流の川は流れを変えていきます。湿地では、植物の死骸が嫌気的環境下で分解されにくく、炭素が土壌に蓄積されます。これは、大気中の二酸化炭素の減少に寄与していると考えられます。つまり、川や池の存在は炭素固定の観点から重要です。関連として、山の鉄分が川から海へ運ばれる過程や、植物の根への酸素供給機構についても触れられています。

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小さな池の中央に生えるヒエのような草に着目し、その生命力と周囲の環境について考察している。水中で根付く強さに感銘を受け、競合する草がない理由を除草ではなく自然の摂理だと推測する。落ち葉の堆積状況から、人為的な管理はされていないと判断し、将来的には湿地、そして泥炭土へと変化していく過程を想像している。池の中央の草から、自然の遷移という壮大な時間の流れを感じ取っている。

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コケ植物は、特殊な細胞壁や生理活性物質により、高効率に金属を吸収・蓄積する能力を持つ。この性質を利用し、重金属で汚染された土壌や水質の浄化に役立てる技術が開発されている。コケは、他の植物と比べて環境への適応力が高く、生育速度も速いため、低コストで環境修復が可能となる。また、特定の金属を選択的に吸収するコケの種類も存在し、資源回収への応用も期待されている。さらに、遺伝子組換え技術を用いて金属吸収能力を向上させたコケの開発も進められており、今後の更なる発展が期待される。

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恐竜の巨大化と石炭紀の酸素濃度上昇の関係について考察した記事。石炭紀にはリグニン分解生物が存在せず、植物の死骸が石炭として大量に堆積、大気中の酸素濃度が上昇した。しかし、恐竜が繁栄した中生代と石炭紀の間にはP-T境界と呼ばれる大量絶滅期があり、酸素濃度が急激に低下したとされる。そのため、恐竜の巨大化は石炭紀の高酸素濃度が直接の原因ではなく、酸素利用効率の高い種が生き残った結果の可能性が高いと推測している。

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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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岩石が風化して粘土鉱物となり、更に植物の死骸が分解された腐植と結合することで、植物にとって良好な土壌環境が形成される。腐植と粘土鉱物は互いに分解を防ぎ合い安定した状態を保ち、作物の生育を促進する。植物のリグニンは、植物体を固くする役割を持つと同時に、分解されて土壌中で鉱物と馴染み、土壌改良に貢献する。この自然界の精巧なメカニズムは、偶然か必然かは不明だが、絶妙なバランスの上に成り立っており、このバランスが崩れると土壌環境は容易に変化する。腐植と粘土鉱物の結合、リグニンの分解による土壌改良効果など、自然界の巧妙な仕組みが土壌の肥沃度を高めている。

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廃道となったアスファルトの隙間から伸びる草の生命力に注目し、自然の力強さを描いています。道路の縁、修繕跡、ひび割れといった僅かな隙間に根を下ろし、アスファルトを徐々に弱らせていく様子から、人工物もいずれ自然に還るという事実を考察しています。アスファルトの原料が石油の残油であることをWikipediaで調べ、それが太古の生物の死骸由来であることに思いを馳せ、道路が死骸の油で覆われているという少しホラーな視点も提示しています。そして、人工物も自然由来の原料から作られていることを再認識し、アスファルトに挑む草の種類をイネ科かカヤツリグサ科と推測しています。最後に関連として緑肥に関する記事へのリンクを掲載しています。

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植物は光合成で得た糖を、繊維質であるセルロースやヘミセルロース、リグニンの合成に利用する。セルロースはグルコースが直鎖状に結合したもので、植物の細胞壁の主成分となる。ヘミセルロースは様々な糖が複雑に結合したもので、セルロース同士を繋ぐ役割を果たす。リグニンはフェノール性化合物が重合したもので、細胞壁を強化する役割を持つ。これらの繊維質が増えることで、土壌の排水性と保水性が向上する。また、土壌中の微生物のエサとなり、土壌の肥沃度向上にも貢献する。つまり、糖は植物の成長に不可欠なだけでなく、土壌環境の改善にも繋がる重要な物質である。

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日本列島は、ユーラシア大陸東端がプレートの衝突によって分離、二つの島となり、その後再び衝突して形成された。この衝突で生まれた巨大な溝「フォッサマグナ」は、激しい火山活動によって火山灰で埋め立てられ、特徴的な地質と土壌を生み出した。フォッサマグナ西側の西日本は付加体によって隆起し、岐阜の最古の石や滋賀・奈良の石灰岩地形、京都のチャートなどが見られる。一方、フォッサマグナ内部は火山灰質の地層が6000m以上堆積し、長野県栄村の深い腐植層を持つ黒ボク土もこの成り立ちと関連する。西日本と東日本では地質・土壌が大きく異なるため、フォッサマグナは日本列島の形成を理解する上で重要な地域と言える。

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肥料の原料調査から石への興味が湧き、建築資材としての石、特に壁土に着目した筆者は、飲食店の壁土に小石を見つける。過去に建築家から、珪藻土の壁は湿気を吸放出するため、調理の多い店舗で木材の劣化を防ぐのに有効だと教わった経験を記す。珪藻土は藻類の死骸が堆積した二酸化ケイ素で、石材の主要成分でもある。筆者は石材への関心を深め、グリーンタフや火山灰土、シリカゲルなどの関連情報にも触れている。

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クローバーなどのマメ科植物の根には、根粒菌という窒素固定細菌が共生しています。根粒菌は大気中の窒素をアンモニアに変換し、植物に供給する能力を持っています。一方、植物は根粒菌に光合成産物を提供することで、互いに利益を得る共生関係を築いています。 この窒素固定は土壌を豊かにするだけでなく、周囲の植物の成長にも影響を与えます。窒素は植物の成長に不可欠な栄養素であり、土壌中に窒素が豊富にあることで、他の植物もその恩恵を受けることができます。 しかし、窒素固定はエネルギーを必要とするプロセスであるため、クローバーは他の植物との競争において不利になる場合もあります。窒素固定にエネルギーを費やす分、自身の成長にエネルギーを回すことができなくなるからです。 つまり、クローバーの根圏では、窒素固定による土壌の肥沃化と、クローバー自身の成長のトレードオフという複雑な相互作用が起きているのです。

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リン鉱石の枯渇は食糧危機の要因とされ、肥料の三大要素であるリンは農業に不可欠だが、火山灰土壌におけるアルミニウム障害対策のための過剰使用が枯渇を早めている。リンは地下深くにリン酸アルミニウムとして固定され、再利用が困難となる。現状、農業でのリンの過剰施肥や畜産での過剰給餌によりリン資源は浪費されている。しかし、腐植による活性アルミナの無害化や、栽培と畜産の連携によるリン循環の最適化で、リン鉱石枯渇までの時間を延ばせる可能性がある。

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奈良県天川村洞川の鉄鉱山跡訪問に際し、近隣の面不動鍾乳洞を探検。モノレールで登った洞窟内は鍾乳石でいっぱいだった。鍾乳洞は石灰岩が二酸化炭素を含んだ雨水で溶かされ形成される。溶けた炭酸カルシウムは洞窟内で方解石として再結晶化し、鍾乳石となる。天川村洞川は石灰岩地帯であることが判明。この土地で鉄鉱山がどう形成されたのか、また、村内でよく見かける白い石の正体についても考察したい。

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奈良県天川村洞川の廃坑となった五代松鉱山跡を訪ねた。鉄鉱山跡の近隣に鍾乳洞が存在することに疑問を抱き、周辺の岩石を観察した。白い花崗岩らしき岩石を発見し、地質図を確認すると鉱山付近は花崗岩質深成岩、隣接地域は堆積岩(付加体)だった。花崗岩と鉄の関係、鍾乳洞の存在理由など、疑問は深まるばかり。近隣の採石業者から得た情報もあるため、詳細は次回へ続く。

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石炭は、湿地帯で植物の死骸が分解されずに蓄積し、泥炭となった後、圧力によって生成される。分解を防ぐには、酸素が少ない水中環境が重要となる。炭鉱のように地層の中に石炭層が形成されるには、湿地帯の沈降と堆積の繰り返しが必要である。石炭に含まれる硫黄は、植物体内のタンパク質や、周辺生物の死骸、自然発生した硫酸に由来すると考えられる。そのため、動物由来の重油に比べ、石炭は燃焼時の硫酸発生が少ない。

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黒ボク土は腐植に富み、軽く、空気を取り込みやすい特徴から、栽培に適した土として認識されている。火山灰由来の鉱物に含まれるアルミニウムが腐植の分解を抑制することで、肥沃な土壌が形成される。しかし、火山灰由来であっても関東ローム層のように赤い土壌も存在する。これは火山灰の組成の違い、例えば石英の含有量などが影響すると考えられる。黒ボク土の形成には火山灰に加え、他の条件も関係しているため、より地球規模の視点、鉱物学的視点からの理解が必要とされている。

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可溶性ケイ酸は植物の成長を促進する効果がある一方で、土壌中でケイ酸がどのような働きをしているかは未解明な部分が多い。ケイ酸は植物に吸収されると、細胞壁に蓄積して物理的強度を高め、病害虫や環境ストレスへの耐性を向上させる。また、ケイ酸は土壌中のアルミニウムと結合し、アルミニウム毒性を軽減する役割も持つ。さらに、ケイ酸はリン酸と鉄の可給性を高める効果も示唆されている。これらの効果は土壌の種類やpH、他の養分との相互作用に影響されるため、更なる研究が必要とされている。

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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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火山岩由来の赤土と花崗岩由来の真砂土では、赤土の方が腐植が多い理由について考察している。花崗岩は風化しやすく土になりやすい一方、安山岩は風化しにくいため、土壌化に植物の根や微生物の活動がより必要となる。つまり、安山岩の風化には生物の介入が多く、結果として生物の死骸由来の腐植が蓄積しやすいため、赤土の方が腐植が多くなるという仮説を立てている。この理解が正しければ、山を切り開いた農地への取り組み方も変わると述べている。

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琵琶湖では、農業肥料の流入による水質汚染対策として、蓮などの水生植物を植えて肥料を吸収させる試みが行われている。肥料や農薬が川に流れ込むと藻類が異常繁殖し、水質悪化や魚類の酸欠死を引き起こす。琵琶湖もかつては農業排水で緑色に濁っていた。この問題に対し、水路に蓮を植栽することで肥料成分を吸収させ、水質浄化を目指している。併せて、肥料の流出防止策として、土壌の保肥力向上や速効性肥料の使用制限も重要となる。 写真は蓮の植栽状況と地図を示しているが、訪問時期が早く蓮の花は咲いていなかった。

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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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牛糞堆肥の施用は、作物の免疫系を弱める可能性がある。植物は硝酸イオンを吸収しアミノ酸に変換するが、牛糞堆肥のような塩類集積を起こしやすい資材は、硝酸還元に過剰なエネルギーを消費させ、免疫系への負担となる。アミノ酸肥料は光合成産物の節約に繋がり有効だが、土壌に硝酸塩が多いと効果が薄れる。食品残渣発酵物や、特に廃菌床は、硝酸塩集積を起こしにくく、アミノ酸やミネラルも豊富なので、牛糞堆肥より優れた土壌改良材と言える。つまり、牛糞堆肥へのこだわりは、秀品率低下に繋がる可能性があるため、再考すべきである。

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土は死骸の塊である。動植物の遺骸、落ち葉、昆虫の死骸などが分解され、長い時間をかけて堆積することで形成される。土壌中には無数の微生物が生息し、有機物を分解することで養分を作り出し、植物の成長を支えている。つまり、土は死んだ生物の残骸と生きている微生物の共存によって成り立っている生態系であり、常に死と再生を繰り返す循環システムの一部と言える。この循環は地球上の生命を維持する上で不可欠なものであり、土壌の保全は生命の持続可能性に直結する重要な課題である。

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連作障害の一因であるセンチュウ増加は、線虫捕食菌で抑制できる。線虫捕食菌はセンチュウを捕食する微生物で、生物農薬のパスツーリア・ペネトランスや木材腐朽菌などが該当する。木材腐朽菌、特にキノコの菌糸は、木材中の炭水化物から炭素を、センチュウから窒素を得て生育する。つまり、菌糸が蔓延した木材資材を土壌に施用すれば、センチュウ抑制効果が期待できる。廃菌床も有効で、休眠中のキノコ菌がセンチュウを捕食する可能性がある。これらの資材と緑肥を併用すれば、土壌環境の改善と収量向上に繋がるだろう。

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牛糞堆肥による土作りは、塩類集積を引き起こし、作物の生育を阻害する可能性があるため、見直すべきである。例として、ミズナ栽培のハウス畑で塩類集積が確認された事例が挙げられている。土作りにおいては、肥料成分よりも腐植が重要である。牛糞堆肥にも腐植は含まれるが、純粋な腐植堆肥と比べて含有量が少なく、土壌に悪影響を与える成分が含まれるリスクがある。牛糞堆肥の使用は、資材費だけでなく人件費も増加させ、秀品率も低下させる非効率的な方法である。農業経営の悪化の一因にもなっており、窒素肥料の減肥率よりも、土壌の状態に目を向けるべきである。堆肥施用の真の価値は、秀品率の向上と農薬散布量の削減にある。

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植物は生きている時はワックスやカルシウムで水を弾くが、朽ちるとワックスが失われ、カルシウムも溶け出す。カルシウムがあった場所に水が入り込み、保水性を持つようになる。つまり、植物繊維は腐植となり、土の保水性を向上させる。落ち葉も同様で、腐敗するにつれ撥水性を失い、水分を保持するようになる。土作りでは、植物繊維を多く入れることで、物理的な保水性を得ることができる。

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朽ちた木が森の土壌形成にどのように貢献するかを考察した記事です。著者は、朽木の写真を掲載し、その腐朽過程を観察しています。やがて地上から姿を消すであろう朽木は、生前には大きな木であり、地下には立派な根系が広がっていたと推測しています。そして、根が分解されると、多量のフェノール性化合物を含む腐植が地中深くに残ると指摘しています。特に、1メートル以上の深さに根を張っていた場合は、それ相応の深さに腐植層が形成される可能性を示唆しています。このように、朽木の根の分解は、森の土壌の厚みと肥沃さを増す重要な役割を果たしていると考え、「土とは死骸の塊」という関連記事へのリンクも掲載しています。

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発酵鶏糞は、鶏糞を有効利用した肥料で、適切な発酵過程を経ることで良質な肥料となる。生の鶏糞は作物に害があるため、発酵は必須。発酵過程で微生物が有機物を分解し、植物が吸収しやすい形に変換する。これにより、肥料効果が高まり、土壌改良にも役立つ。 具体的な製造過程では、鶏糞に米ぬか、油かす、カニ殻などを混ぜ、水分調整後、切り返しを行いながら約1ヶ月間発酵させる。この間、微生物の活動により温度が上昇し、堆肥化が進む。適切な水分管理と切り返し作業が、良質な発酵鶏糞を作る鍵となる。発酵鶏糞は、化学肥料に比べて肥効が穏やかで持続性があり、土壌の物理性改善にも効果的である。

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冬場の落ち葉は、保温効果により土壌温度を上昇させ、微生物の活性を向上させるため、土作りに有効である。著名な講師が「落ち葉は養分がないため無意味」と発言したことに著者は反論する。落ち葉の投入は、養分供給ではなく、保温による微生物活性向上、ひいてはPEON増加による団粒構造形成促進を目的とするため、土壌中の空気層を増やす効果も期待できる。根圏の温度上昇は植物の生理機能向上にも繋がるため、落ち葉投入は土壌の生物相を豊かにする上で意義深い。

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クローバーの根圏には、他の植物と比べて格段に多くの菌類が集まる。特に木質資材が多い養分の乏しい環境では、クローバーは木質を分解する腐朽菌を根圏に集めることで、生育に有利な環境を作り出していると考えられる。この現象は、土壌微生物生態学の書籍にも記されており、クローバーが木質資材の分解を通じて優位に立つ仕組みを説明づけている。実際に木質資材でクローバーを育てると、根元に多くのキノコが生える様子が観察される。

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硬い土壌でもミミズは穴を掘り、土壌改良に役立つ。理想的な土壌にはミミズの餌となる有機物が速やかに分解されるため、ミミズは少ない。著者は硬くなった畑の株元にミミズを置き、穴を掘る様子を観察した。ミミズは土壌に空気の通り道を作るだけでなく、炭酸塩を生成し、土壌の緩衝性を高める効果も持つ。しかし、広い畑でミミズを配置するのは現実的ではないため、植物性残渣などを用いてミミズが自然発生する環境を作るのが良い。ミミズの土壌改良能力と、硬い土壌でも突き進む力強さを称賛している。

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土壌の老朽化で発生する硫化水素は、硫酸塩還元細菌が有機物を酸化し、硫酸塩を還元することで生じる。生物は電子を必要とするのに、なぜ電子を硫酸塩に渡すのかは不明。 微生物は有機物分解の際、細胞外に酵素を放出し、分解された産物を吸収する。しかし、この過程は非効率で、産物の一部は回収漏れを起こす。この漏れ出た産物が他の生物の栄養源となり、生態系を支えている。さらに、放出された酵素（土壌酵素）は土壌中で活動を続け、新たな物質の分解にも関与する。酵素のタンパク断片は土壌の化学性を高める。このように、微生物の非効率な分解活動が生態系の循環に重要な役割を果たしている。

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尿素は化学式CO(NH2)2で表される有機化合物で、最も単純なジアミドです。無色無臭の結晶性物質で、水に溶けやすく、吸湿性があります。窒素肥料として広く利用されており、窒素含有率が高いため、効率的な窒素供給源となります。土壌中で加水分解され、アンモニアを経て硝酸態窒素に変換され、植物に吸収されます。工業的にはアンモニアと二酸化炭素から合成され、農業以外にも樹脂や医薬品などの原料としても使用されます。安全な物質ですが、大量摂取や皮膚への長時間の接触は避けるべきです。

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木の枝を水に浸すと黒い液体が現れるが、これは木質のリグニンに由来するフェノール性化合物と考えられる。リグニンはフェノール類が複雑に結合した高分子で、土壌の団粒構造形成に寄与する。剪定した枝から出る黒い液体もフェノール性化合物だが、肌への刺激があるため、自然分解されたものが利用できれば理想的。今後はリグニンの分解過程について掘り下げる。

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土壌の保肥力向上には、有機酸が重要である。米ぬか等の有機物を土壌微生物が分解することで有機酸が生成される。微生物自体もタンパク質で構成され、死骸や酵素も分解されてアミノ酸などの有機酸となる。この分解過程でPEON（リン酸緩衝液抽出有機態窒素）と呼ばれる準安定型のタンパク質断片が生じ、これが団粒構造の構成成分となる。つまり、食品残渣を投入し、微生物の活性を高めることで、土壌中の団粒構造が増加し、保肥力や緩衝性が向上する。

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腐植のマイナスの電荷は、有機酸のカルボキシル基から生じます。このマイナス電荷が保肥力を生み、肥料成分の保持につながります。保肥力は鉱物と腐植の両方によって決定されます。栽培時にこれらを適切に混ぜ込むことで、肥料コストを削減できます。さらに、鉱物が劣化しないように、く溶性成分も追加することが重要です。適した資材を選択することで、保肥力を高め、肥料コストを最適化できます。

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土砂中の鉱物は、作物に不可欠なカリウムなどの養分を供給しますが、劣化によってその効果が失われます。劣化とは、養分が溶け出してしまい、土壌から失われることで、特に正長石や黒雲母などの鉱物が劣化の影響を受けやすいです。 劣化が進むと、土壌に肥料成分が不足し、作物の生育に悪影響が及びます。川砂に含まれる鉱物が劣化するにつれて、畑では肥料成分の不足が年々深刻化し、作物の健康状態を損ないます。そのため、土砂が流入しない畑では、鉱物の補充が困難となり、肥料不足に陥りやすくなります。

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腐植とは、植物の枯死体などが微生物によって分解され土に還元される過程の有機物のこと。落ち葉や木の枝などがこれにあたる。牛糞なども植物の未消化分を含んでいるため腐植とみなせる場合もあるが、基本的には植物由来のものを指す。腐植は土壌の保肥力や緩衝性を高め、作物の根張りを良くする効果がある。土砂に腐植が豊富に含まれていることは、植物の生育にとって良い影響を与えると言える。