植物のミカタ

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米ぬかに含まれるイノシトールは、神経細胞の浸透圧調整に関与し、治療薬としての活用が期待されています。米ぬかには、他にも生活習慣病に効果的な成分が豊富に含まれており、廃棄物としてではなく、有効活用する価値があります。稲作は収益性が低いとされていますが、低肥料での生産性や炭素の埋没能力、栄養価の高さなど、日本の農業問題を解決する可能性を秘めています。減反や転作ではなく、稲作を見直すべきです。

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カリ肥料の高騰を受け、代替として塩化カリウムや硫酸カリウムの施肥量を増やす動きがある。しかし、土壌への影響を考えると安易な使用は危険である。土壌中のカリウムは交換性カリウムとして存在し、植物に吸収されるが、塩化物イオンは土壌に残留し、物理性を悪化させる可能性がある。特に、水稲栽培では塩類集積による生育障害のリスクが高まるため注意が必要だ。塩化カリウムの使用量については、土壌分析に基づいた判断が重要となる。

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枝豆はダイズよりもカリウムやカロテノイドを多く含み、土壌からの養分持ち出しが多い可能性がある。ダイズ栽培では土壌の物理性を高めるためサブソイラがよく使われるが、金属系養分の損失が懸念される。特に家畜糞による土作りは金属系要素の酸化を加速させ、土壌劣化につながる可能性がある。枝豆は栄養価が高く、猛暑日が増える中で重要な食材となる可能性がある一方、土壌劣化による品質低下が懸念される。持続可能な枝豆栽培には、土壌への負荷を軽減する対策が不可欠である。

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筆者は疲労感解消のため、鉄分不足に着目。運動後の鉄分摂取の重要性を指摘しつつ、鉄分豊富な野菜の栽培環境に疑問を呈しています。施設栽培で家畜糞を使うと土壌がアルカリ性になり、鉄分の吸収率が低下するため、野菜から十分な鉄分を摂取できない可能性を示唆。鉄分不足と疲労感の関係性について、さらに深く考察する必要性を訴えています。

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牛糞などの家畜糞は、一見土壌に良いように思えるが、過剰な無機栄養塩やリン酸を含み、土壌の浸透圧を高め、植物の生育を阻害する可能性がある。「悪影響の成分＞好影響の成分」の関係がある限り、使用し続ければ土壌環境は悪化する。牛糞は特にこの差が小さく、悪影響に気づきにくい。土壌環境の悪化は農薬の使用量増加につながり、異常気象のせいだと誤解されることもある。有機物＝環境に良いというステレオタイプを見直し、本当に持続可能な農業について考える必要がある。

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トマトへのケイ素施用は、病害抵抗性や品質向上に効果的である。ケイ素は細胞壁に沈着し、物理的な強度を高めることで病原菌の侵入を防ぎ、葉の表面にクチクラ層を形成することで病原菌の付着も抑制する。また、日照不足時の光合成促進や、高温乾燥ストレスへの耐性向上、果実の硬度や糖度向上、日持ち改善といった効果も期待できる。葉面散布は根からの吸収が難しいケイ素を効率的に供給する方法であり、特に土壌pHが高い場合に有効である。トマト栽培においてケイ素は、収量と品質の向上に貢献する重要な要素と言える。

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猛暑日が多いと、中干しによる土壌の乾燥が植物に過度のストレスを与える可能性が高まります。中干しの目的は過湿を防ぎ根の活力を高めることですが、猛暑下では土壌温度が急上昇し、乾燥した土壌はさらに高温になり、根のダメージにつながります。結果として、植物の生育が阻害され、収量が減少する可能性も。中干しを行う場合は、猛暑日を避け、土壌水分計などを活用して土壌の状態を適切に管理することが重要です。また、マルチや敷き藁などを利用して土壌温度の上昇を抑制する対策も有効です。

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トマト果実の割れを防ぐには、気孔の開閉による水分コントロールが重要。気孔は光合成に必要なCO2を取り込み、同時に蒸散で水分を失う。光合成が活発な時は糖濃度が上がり、浸透圧で根から水を吸い上げる。しかし、乾燥した日は蒸散量が増え、土壌水分が枯渇しやすいため、植物ホルモンが分泌され気孔が閉じる。葉の湿度は蒸散量に影響するため、光合成には受光量と湿度が関係する。トマトの秀品率向上には、スプリンクラーによる霧状噴霧で葉周辺の湿度を適切に保つことが重要となる。

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トマト果実の割れは、果皮の柔らかさと急激な吸水により発生する。吸水抑制のため、葉のシンク強度を高めることが有効である。葉のイオン濃度を高めることで、浸透圧の原理により果実への水の移動を抑制できる。微量要素の葉面散布は、葉内イオン濃度を高め、光合成を促進することで糖濃度も高めるため効果的。シンク強度はサイトカイニンが関与し、根で合成されるため、発根量の確保も重要となる。

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トマトの老化苗定植は微量要素欠乏のリスクを高める。老化苗は根の活性が低く、土壌からの微量要素吸収が不十分になりやすい。特に亜鉛欠乏は深刻で、葉の黄化や生育不良を引き起こす。さらに、亜鉛は植物ホルモンのオーキシン生成に関与し、不足すると花や果実の形成にも悪影響が出る。結果として、収量低下や品質劣化につながるため、老化苗定植時には微量要素、特に亜鉛の適切な補充が必須となる。葉面散布は即効性が高く効果的である。

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アオカビから発見されたペニシリンは、β-ラクタム系抗生物質で、細胞壁の合成を阻害することで静菌・殺菌作用を示す。しかし、グラム陽性菌とグラム陰性球菌に有効だが、グラム陰性桿菌には効果が低い。連作障害で増加する軟腐病菌は、グラム陰性桿菌であるエルビニア・カロトボーラであるため、ペニシリンの効果は期待薄である。

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家畜糞堆肥による土作りは、土壌の硝酸態窒素濃度を高め、作物の生育に悪影響を与える。高濃度の硝酸態窒素は根の成長を阻害し、土壌のヒビ割れを引き起こし、根へのガス障害も発生しやすい。結果として、作物は亜鉛などの微量要素を吸収できず、硝酸イオン濃度が高い葉を形成する。このような野菜は栄養価が低く、健康効果は期待できないばかりか、高濃度の硝酸イオンと不足する抗酸化物質により、健康を害する可能性もある。葉のビタミンCが硝酸イオンの影響を相殺するという意見もあるが、酸化ストレスの高い環境ではビタミンCも期待できない。適切な施肥設計で硝酸イオン濃度を抑制し、健康的な野菜を育てることが重要である。

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植物の養分転流は、師管と導管の連携による圧流説で説明される。導管は浸透圧で根から葉へ水を吸い上げ、ソース器官(葉など)へも水が移動する。これによりソース側水圧が上がり、水圧の低いシンク器官(果実など)へ水が移動し、同時に養分も転流される。シンク器官ではサイトカイニンがインベルターゼを活性化し、ショ糖を単糖に分解、シンク強度を高めて養分転流を促進する。つまり、導管による水圧差を駆動力とした養分の流れが、サイトカイニンによるシンク強度の増強によって促進されている。

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植物の養分転流において、葉などの光合成を行う器官をソース、果実などの貯蔵器官をシンクと呼ぶ。ソースからシンクへの養分転流は、シンクでサイトカイニンがショ糖を分解し糖濃度を高めることで促進される。しかし、転流開始時はソースの養分濃度の方が高く、シンクへの転流がどのように始まるのかは疑問が残る。浸透圧を利用した転流機構があると考えられているが、初期段階の濃度差をどのように克服しているのかは未解明で、植物の巧妙なメカニズムの解明が待たれる。

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サイトカイニンは植物ホルモンの一種で、養分転流を促進する。塗布した葉に古い葉から養分が移動する現象が確認されている。サイトカイニンはシンク器官の細胞壁インベルターゼを活性化し、シンク強度を高めることで養分分配を調整する。インベルターゼはショ糖をブドウ糖と果糖に分解する酵素で、これによりシンク器官の糖濃度が上昇し、浸透圧によって水の移動が促進されると考えられる。シンク器官の具体的な役割や、ソースとの関連については次回考察される。

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蝶が好む花の特徴は、赤橙色系でラッパ型、突き出た蕊と粘着性のある花粉、甘い香りと薄い蜜を持つ。薄い蜜は蝶の口吻が詰まるのを防ぐため。ミツバチもこれらの花から蜜を集め、巣で濃縮・貯蔵する。ツツジも蝶好みの花だが、ツツジ蜜のハチミツはあまり見かけない。蜜の薄さが関係している可能性がある。アザミも蝶が好むため、同様に蜜が薄いかもしれない。

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免疫向上に重要な亜鉛は、免疫細胞の活性化や抗体産生に不可欠。しかし、現代人は慢性的な亜鉛不足に陥りやすい。亜鉛の摂取源として、牡蠣や牛肉、チーズなどが挙げられるが、糠にも豊富に含まれている。糠漬けは発酵食品でもあり、GABAの産生も期待できるため、免疫向上に役立つ可能性がある。GABAは塩味成分であり、減塩にも繋がる。さらに、糠には銅も含まれ、亜鉛と銅は協調して免疫機能をサポートする。よって、糠漬けは亜鉛、銅、GABAを同時に摂取できる優れた食品と言える。

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ハチミツの美味しさを探るには、ショ糖をブドウ糖と果糖に加水分解する酵素「インベルターゼ」が重要。ミツバチは花蜜のショ糖をインベルターゼで単糖に変換し貯蔵する。これにより糖濃度が上昇し、ジャムのように腐敗を防ぐ効果があると考えられる。しかし、ハチミツの糖組成はブドウ糖より果糖が多い。ショ糖の加水分解では等量のブドウ糖と果糖が生じるはずだが、果糖が多い理由は何か。ブドウ糖の消費、蜜源植物の種類などが影響している可能性があり、更なる探求が必要である。

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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。

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ボカシ肥作りにおいてトレハロース添加の効果について考察している。トレハロースは微生物が生成する糖であり、食品加工では冷凍耐性を高めるために用いられる。ボカシ肥作りにおいても冬季の低温による発酵への悪影響を防ぐ目的で添加される可能性がある。しかし、米ぬか等の材料が低糖状態かは不明であり、経験的に発酵が停止したこともないため、添加は不要と判断。一方で、植物へのトレハロースの効果に着目し、トレハロースを多く含む可能性のある廃菌床堆肥の有効性についても言及している。

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野菜の美味しさ成分の一つ、ポリアミン、特にプトレシンについて解説した記事です。プトレシンはオルニチンから合成され、植物体内ではポリアミン酸化酵素によって分解されて過酸化水素を生成し、これが植物の生体防御（気孔開閉、細胞壁強化、免疫）に関与します。ポリアミンは貝やダイズに多く含まれ、過剰摂取でなければ人体にも良い影響がある可能性が示唆されています。さらに、ポリアミンは植物の高温、低温、塩、浸透圧、カリウム欠乏、低酸素といった様々なストレス軽減にも関与しており、アミノ酸肥料と微量要素でストレス回避できる可能性についても触れられています。

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植物は、傷つけられるとグルタミン酸を全身に伝達し、防御反応を引き起こす。グルタミン酸は動物の神経伝達物質と同じ役割を果たし、カルシウムイオンの流入を引き起こすことでシグナルを伝播する。この仕組みは、動物の神経系に比べて遅いものの、植物全体に危険を知らせる効果的なシステムである。さらに、グルタミン酸はジャスモン酸の合成を促進し、防御関連遺伝子の発現を誘導する。これは、傷ついた葉だけでなく、他の葉も防御態勢を取ることを意味し、植物全体の生存率向上に貢献する。この発見は、植物の洗練された情報伝達システムの一端を明らかにし、植物の知覚と反応に関する理解を深めるものである。

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スイバは酸っぱい葉を持つ植物で、暖かくなると火炎のような花を咲かせる。その名は「3文字で心地よい音」の慣習に沿って、人にとって有用である可能性を示唆する。事典によると、スイバはシュウ酸を含み凍りにくいため、冬でも葉をつけ、早春に花を咲かせる。戦時中は重要な食料だったが、シュウ酸の過剰摂取は有害である。スイバの根は漢方薬としても利用される。また、酸性土壌の指標植物でもある。シュウ酸は還元剤として働き、根から出る酸は炭酸塩を溶かす性質を持つ。

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糠漬けは、野菜に米ぬかの栄養が移行することで栄養価が高まる。特に糠に豊富なビタミンB1は、糠漬けによって野菜に取り込まれる。漬物体験をきっかけに、糠漬けの栄養に着目し、ビタミンB1の由来やGABAの増加といった点について考察している。GABAは乳酸菌がグルタミン酸から生成するpH調整の産物と考えられる。ビタミンB1は米ぬかから抽出されたオリザニンであり、糠漬けで摂取できる。

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バリダマイシンAは、ネギやニラなどの作物でカット収穫後の消毒に使われる農薬。トレハロース分解酵素のトレハラーゼを阻害する作用機構を持つ。トレハロースは微生物にとって乾燥、凍結、熱、薬品、圧力などのストレス耐性を付与する物質。バリダマイシンAはトレハロース分解を阻害することで、菌のストレス耐性を奪い、過剰蓄積によるエネルギー消費の増大などで殺菌効果を発揮すると考えられる。

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植物体内では、グルタミン酸からGABA（γ-アミノ酪酸）が合成される。GABAは細胞内pHの調節、浸透圧調節、防御物質、シグナル物質など様々な機能を持つ。グルタミン酸からGABAへの変換はプロトン消費反応であるため、細胞質の酸性化時にGABA生成が促進され、pHが上昇する。グルタミン酸は酸性アミノ酸だが、GABAは側鎖のカルボニル基が脱炭酸により除去されるため酸性ではなくなる。この反応とプロトンの消費により細胞内pHが上昇する。GABA生成は細胞内pHの調整機構として機能している。

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牛糞堆肥の土作りにおける価値を、乾燥ストレスと高塩ストレスの観点から再考する。植物は乾燥/高塩ストレスによりプロリンを合成し、これが虫の食害を誘発する。牛糞堆肥は硝酸態窒素や塩分を多く含み、ECを高め高塩ストレスを招き、結果的にプロリン合成を促進、虫を引き寄せる。また、プロリン合成の材料となる硝酸根も供給するため、一見健全な成長を促すが、実際は虫害リスクを高めている。つまり、窒素過多や牛糞堆肥過剰施用で虫害が増えるのは、高塩ストレスによるプロリン合成促進が原因と考えられる。

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植物は乾燥や高塩ストレスといった水ストレスに晒されると、細胞内にプロリンを蓄積する。プロリンは適合溶質として働き、浸透圧を調整することで細胞内の水分を保持する役割を果たす。これは、高塩ストレス時に細胞外への水分の移動を防ぐのに役立つ。このメカニズムは、水ストレスに晒されやすい植物にとって重要な生存戦略と言える。一方、過剰な施肥による高塩ストレス状態は、栽培においても見られる問題であることが示唆されている。

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用水路脇の落ち葉堆積地に落ちた枝にキノコがびっしり生え、分解が進んでいる様子が観察された。湿った落ち葉はキノコの生育に適した環境を提供し、枝のリグニンを分解してフェノール性化合物を生成する。この弱酸性の化合物は落ち葉にしみ込み、下層の物質に影響を与える。用水路はコンクリート底だが、自然の森では石が存在し、これらフェノール性化合物の影響を受ける。この観察から、温泉水のアルカリ性と土壌の関係性への考察へと繋がる。

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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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この記事では、乳酸菌がγ-アミノ酪酸(GABA)を生成するメカニズムと、その生理活性について解説しています。千枚漬けからGABA高生産性乳酸菌が発見され、グルタミン酸ナトリウム存在下でGABAを大量に生成することが示されました。GABAはグルタミン酸デカルボキシラーゼ(GAD)によりグルタミン酸から合成され、この酵素はビタミンB6の活性型を補酵素として利用します。GADは人体にも存在し、神経伝達物質としてGABAが機能しています。食品中のGABAはリラックス効果を期待して添加される例が増えており、糠漬けにも含まれる可能性があります。GABAがそのまま神経に到達するかは不明ですが、前駆体であるグルタミン酸は旨味成分として重要です。乳酸菌自身にとってGABAがどのような役割を果たしているかは、今後の研究課題となっています。

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酸の強さは水素イオン濃度で決まり、pH値で表される。pH値が小さいほど酸性は強く、金属を溶かす力も高まる。これは酸が金属と反応し、水素ガスを発生させながら金属イオンを生成するためである。反応のしやすさは金属の種類によっても異なり、イオン化傾向の大きい金属ほど酸と反応しやすい。塩酸などの強酸は多くの金属を溶かすことができる一方、弱酸は反応性が低い。酸が金属を溶かす反応は、電池や金属の精錬など様々な分野で利用されている。

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京都市内の畑で、肥料過多と土壌pHの低下により野菜が育たない問題が発生。土壌分析の結果、リン酸過剰とpH4.5という強酸性が判明。施肥設計書に基づき堆肥と石灰を投入してきたことが原因で、土壌中のリン酸が鉄やアルミニウムと結合し、植物が利用できない状態になっていた。さらに、石灰過剰によりカルシウム濃度が異常に高く、マグネシウム欠乏も引き起こしていた。解決策として、有機物を投入し微生物の活性化を図り、リン酸を可給化することが提案された。この事例は、過剰な肥料投入とpH調整が土壌劣化につながることを示す重要な教訓となる。

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カボチャの果実内発芽は、土壌の深刻な風化を示唆する指標となる。果実内発芽は、種子の休眠を誘導するアブシジン酸の不足によって引き起こされ、その原因として土壌中の硝酸態窒素過多またはカリウム不足が挙げられる。硝酸態窒素は施肥で調整可能だが、カリウムは土壌の一次鉱物の風化によって供給されるため、連作により枯渇しやすい。果実内発芽が発生した場合、土壌の風化が進みカリウム供給源が不足している可能性が高いため、単純な作物変更や休耕では改善が難しい。土壌の根本的な改善策として、一次鉱物を含む資材の投入や、カリウムを保持する腐植を増やす緑肥の導入などが有効と考えられる。

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葉の裏にある気孔は、ガス交換だけでなく、蒸散による葉内浸透圧の上昇を通じて土壌からの吸水を促す重要な役割を担う。葉の水分量が多い時は気孔から蒸散し浸透圧を高め、少ない時は気孔を閉じて蒸散を防ぐ。しかし、葉周辺の湿度が高いと蒸散が抑制され、光合成に必要なミネラルを土壌から吸収できなくなる。つまり、光合成能力は十分でも、材料不足に陥る可能性がある。この問題に対処するには、単なる水やりや追肥だけでなく、蒸散を促進する工夫が必要となる。湿度が低すぎても蒸散過多で気孔が閉じるため、適切な湿度管理が施肥効果を高め、秀品率向上に繋がる。

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この記事では、植物の葉の裏に存在する気孔の役割について考察しています。光合成に必要な二酸化炭素は気孔から吸収されますが、それでは水が根に溜まり続け、茎や葉まで届かないという矛盾が生じます。 植物は浸透圧の差を利用して根から吸水しますが、根より上の部分の浸透圧は考慮されていません。このままでは根に水が溜まる一方です。 そこで、気孔には二酸化炭素の吸収以外にも重要な役割があると考えられます。記事は続くことを示唆しており、その役割については次回以降に説明されるようです。 関連記事として「あそこの畑がカリ不足」が挙げられていますが、本文中にはカリウムに関する直接的な記述はありません。ただし、浸透圧の調整にはカリウムが重要な役割を果たすことが一般的に知られています。

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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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EC値は水溶性肥料濃度の指標であり、高すぎると植物が吸水できず枯れる。JAは0.6～0.8S/mから警戒、1.0S/m以上で対策が必要としている。しかし、乾燥した石灰過剰の畑でEC値がほぼ0だった事例から、EC測定は水に溶けているイオンを測るため、乾燥土壌では正確な値を得にくいことがわかる。お茶のような液体は測定しやすいが、固形土壌は測定しにくい。測定対象を明確にしてデータ活用すべきであり、栽培は科学的なアプローチが重要。

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水溶性肥料の多用は土壌水分のイオン濃度を高め、塩類集積を引き起こす。肥料の陰イオン（硫酸イオンなど）は土壌に残留し、過剰な石灰（カルシウムイオン）と結合して硫酸カルシウムを形成する。硫酸カルシウムは若干の水溶性だが、蓄積すると土壌の浸透圧が上昇し、植物の吸水を阻害する。結果、ひび割れや枯死が発生する。塩類集積は、肥料成分の偏りによるイオン濃度の上昇と、カルシウム過剰による他の要素の欠乏症を同時に引き起こす深刻な農業問題である。

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カリウムは植物の根の健康に不可欠な元素で、吸水に利用される。そのため、カリウムが不足すると、植物は水や他の養分を吸収できなくなり、さまざまな問題につながる可能性がある。特に、劣化した土壌では、カリウムの不足により生理障害が発生しやすくなる。そのため、カリウムを十分に補充することが、植物の健康な生育を確保するために重要となる。