植物のミカタ

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水田は、水温上昇や酸素不足により魚にとって過酷な環境です。ドジョウは、粘液による皮膚呼吸や腸呼吸でこの環境に適応しています。しかし、オタマジャクシも中干し無しの高温・低酸素状態の田で見られます。彼らは魚ほど酸素を必要としないのか、あるいは既に肺呼吸に移行しているのか、疑問が残ります。水田の生物の適応能力は、まだまだ未知の部分が多いようです。

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川の中州の堆積地に、まばらな草と共に、グリーンモンスターと称されるクズが生えていた。しかし、その勢いは弱く、著者は川の堆積地は紫外線、土壌不足、水没の三重苦で過酷な環境だと推測する。海岸にも匹敵する厳しい環境に、強靭なクズも苦戦しているようだ、と締めくくった。

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硫酸塩系肥料を継続使用すると、土壌に硫酸イオンが蓄積し、ミネラルバランスが崩れて生育が悪くなる問題がある。これを解決するには、硫酸イオンを吸収するアブラナ科の緑肥が有効である。アブラナ科は硫酸イオンを多く吸収する性質があり、肥料分の少ない土壌でも生育できる。硫酸塩系肥料の残留で生育が悪化した土壌にアブラナ科緑肥を栽培することで、硫酸イオン吸収による土壌環境改善効果が期待できる。

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著者は、物理性向上に取り組んだ田んぼの土が、雨後も水没せず適度な水分を保っている様子を伝えています。この保水性により、将来の稲作やレンゲの生育に対して大きな安心感を得られることを強調しています。良い土作りは好循環を生み出し、物理性の向上はレンゲの生育を安定させ、それが更なる土壌改善、ひいては稲作の成功にも繋がるという自身の経験に基づいた考えを述べています。

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2021年8月中旬の記録的豪雨の後、大阪の田んぼでは稲が大きく成長していた。長雨でも水没しなければ根腐れせず、イネは逞しく育つ。この成長を促すのが「稲妻」で、雷のエネルギーで生成される窒素化合物が関係すると言われる。しかし、今回雷は少なかったため、大気中の窒素化合物も成長に寄与している可能性がある。増加する豪雨への対策として、土作りが重要な役割を果たすかもしれない。今後の天候による影響も考慮しつつ、稲の生育を見守る必要がある。

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ヤンマーの「根と微生物の根圏での活動」は、植物の根と土壌微生物の相互作用、特に「根圏」と呼ばれる根の周辺領域での複雑な関係性を解説している。植物の根は光合成産物を根圏に分泌し、多様な微生物を呼び寄せる。これらの微生物は、植物の生育に不可欠な窒素、リン、カリウムなどの養分を土壌から吸収しやすくする役割を果たす。具体的には、有機物の分解や難溶性養分の可溶化を通じて養分供給を助ける。さらに、特定の微生物は植物ホルモンを生成し、根の成長を促進したり、病原菌から植物を守る働きも持つ。根圏微生物の多様性と活性を高めることが、健康な植物育成、ひいては持続可能な農業につながる。

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イネの根腐れは、長雨による酸素不足ではなく、硫化水素の発生が原因である可能性が高い。硫化水素は、水田の嫌気環境下で、硫酸塩系肥料（硫安、キーゼライト、石膏、家畜糞堆肥など）が土壌微生物によって分解される際に発生する。生物は硫黄を再利用する進化を遂げているため、土壌に硫黄化合物が過剰に存在するのは不自然であり、肥料由来と考えられる。硫化水素は鉄と反応しやすく、イネの光合成や酸素運搬に必要な鉄の吸収を阻害する。水田は水漏れしにくいため、過去の肥料成分が蓄積しやすく、硫黄を抜く有効な手段がないため、田植え前の土壌管理が重要となる。ただし、長雨による日照不足や水位上昇も根への酸素供給を阻害する要因となりうる。

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花とミツバチは互いに進化を促し合う共進化の関係にあります。ミツバチは効率的に蜜を集めるため、特定の色や模様の花を好みます。一方、植物は受粉を確実にするため、ミツバチが好む色や形に進化してきました。 人間の目には見えない紫外線領域まで含めると、花はミツバチにとってより魅力的に映ります。紫外線領域では、蜜のありかを示す「ネクターガイド」と呼ばれる模様が浮かび上がり、ミツバチを蜜腺へと導きます。 花の色は、植物が持つ色素によって決まります。カロテノイド系色素は黄色やオレンジ色、アントシアニン系色素は赤や紫、青色を作り出します。これらの色素の組み合わせや濃淡によって、花の色は多様性を生み出しています。 ミツバチが好む青や紫色の花は、アントシアニン系色素を多く含みます。これは、アントシアニンが抗酸化作用を持つため、植物の健康維持にも役立っていると考えられています。 このように、花の色はミツバチとの共進化の結果であり、植物の生存戦略を反映していると言えるでしょう。

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高槻の摂津峡公園には、巨岩とホルンフェルスが見られる渓谷がある。巨岩の下に堆積した砂地の水際に、増水すれば水没すると思われる緑色の植物が生えていた。葉は厚く光沢があり、クチクラ層が発達しているように見えた。この植物は他の場所でも見かけるが、水際以外でも同様の特徴を持つのかは確認していない。著者は、なぜこの植物が水没しやすい場所に生えているのか、疑問に思いながら帰路についた。

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スギナが水中に生えていたことから、スギナは水没に耐性がある可能性が示唆された。スギナの地下茎は酸欠に耐えられる構造を持っており、これを「ROLバリア」と呼ぶ。ROLバリアは、外側の細胞層が酸素をバリアし、内側の細胞層に酸素を供給する。このおかげで、スギナは地下茎から伸びた根が水中に沈んでいても、健全に成長できる。さらに、この酸素過剰な段階では、その酸素の一部が周囲の土壌に放出される。この仕組みは、スギナが他の植物よりも水没した環境で競争的に優位に立つことを可能にしている。

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良い土壌には酸素が豊富だが、拡散だけで十分に行き渡るのか疑問だった。ROL(根からの酸素漏出)という概念が解決策を与えてくれた。酸素は植物の茎葉から根へ運搬され、ROLによって土壌へ拡散される。良い土壌では植物の根量が増え、ROLも増加するため、土壌への酸素供給も増える。この考え方は、京都でネギとマルチムギを高密度栽培した成功例にも説明を与え、根からの酸素供給が土壌環境改善に大きく貢献している可能性を示唆する。

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湿地の植物は、根への酸素供給のために特殊なメカニズムを持つ。イネなどの湿性植物は、ROLバリアと呼ばれるスベリン層で根を覆い、酸素漏出(ROL)を防ぎながら根の先端まで酸素を送る。一方、非湿性植物はROLバリアを持たず、酸素が根の上部で漏れてしまうため、水没に弱い。ROLバリアは、還元状態で毒性を示す土壌中の金属イオンからも根を守り、酸素を供給することで無毒化にも貢献する。酸素漏出は水没時だけでなく日常的に起こる可能性があり、この現象が別の疑問の解決につながるかもしれない。

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近所の水田で水入れが始まり、それに伴い水路の環境が大きく変化。これまで土が堆積し草が繁茂していた場所は一転して水没し、草たちの生存が危ぶまれている状況です。地域全体の入水が終わるまで水が引くことはなく、多くの植物がその住処を失う危機に直面しています。しかし、厳しい環境の中でも、画面中央のシバは水に浮き、葉の一部を水面に出してたくましく生き残ろうとしている様子が伺えます。この出来事は、自然の営みによる環境変化と、それに適応し力強く生き抜こうとする植物たちの生命力の強さを改めて印象付けるものとなりました。

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西日本豪雨で農作物に甚大な被害が出た中、京都北部のトウガラシ畑では、事前に「速効性の酸素供給剤」（過酸化石灰）を散布した区画で被害が劇的に軽減されました。この薬剤は水中で酸素を供給し、根の酸欠ストレスを和らげ、水が引いた後も植物を活性化。消石灰による土壌pH調整効果も。今後予想される台風や大雨から作物を守る有効な手段として、その活用が注目されています。

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軟腐病菌エルビニア・カロトボーラは通性嫌気性で、酸素があってもなくても生育できる。酸素がある場合は好気呼吸で、ない場合は発酵でエネルギーを得る。つまり、酸素供給剤で酸素を供給しても、軟腐病菌を弱体化させることにはならない。酸素供給剤の効果は消毒によるもの。エルビニア・カロトボーラは乾燥に弱い可能性があるため、酸素による酸化作用ではなく乾燥による消毒が有効と考えられる。

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フォッサマグナ西側の土壌は、東側と比べて排水性・保水性が悪く、栽培に苦労が多い。西日本で研修を受けた農家が東日本で成功しやすい一方、逆の場合は苦労する傾向がある。土壌の硬さや水はけの悪さから、西日本の畑ではトラクターの刃の交換頻度も高く、NPK肥料以前の土壌改良が重要となる。関東中心の栽培研究では、西日本の土壌環境が考慮されていないため、排水性・保水性に着目した西日本主体の研究が必要だ。もし関西で農学が盛んであれば、NPKではなく排水性・保水性を重視した栽培体系が確立していた可能性があり、東西の土壌環境の違いを理解した研究が日本の農業に革新をもたらすと筆者は主張する。

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岩場の小川で、滝つぼのように水が流れ落ち土が削られた場所に、タネツケバナが開花している。種子は、水流で運ばれたのか、元々川底に埋まっていたのか。水没した低酸素環境でも種子は休眠できるのか。このような厳しい環境で発芽・開花できた要因は何か。