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ブログ記事では、ビール製造時に発生する食品残渣「麦芽粕」の活用に着目。かつて豚の飼料にも使われた麦芽粕が、今回は堆肥化目的で熟成されている状況を深掘りします。接写観察により、皮の中に残る胚乳がドロ状になり、炭水化物やタンパク質が発酵している様子を確認。この発酵成分は堆肥化促進に有効である可能性を指摘しつつ、雨風による胚乳の流出懸念や表皮成分への関心も示されます。記事は、食品残渣の新たな資源としての可能性と、その効果的な活用に向けた課題を提示しています。
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鶏糞のメタン発酵におけるアンモニア生成対策として、C/N比改善のため食品廃棄物、特に肥料的価値を期待して茶粕の混合を検討。しかしAIに尋ねたところ、茶粕中のタンニンがメタン発酵微生物に毒性を示し、タンパク質と結合して発酵を阻害するため「推奨できない」との結果が出ました。肥料として望ましい成分が発酵プロセスには阻害要因となる点が示唆され、この課題に対してはメタン発酵後の消化液に腐植酸肥料を後から混合する方法が代替案として提示されています。
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家畜排泄物と食品残渣のメタン発酵により生成される消化液は、タンパク質分解で生じるアンモニウムイオン（NH4+）を豊富に含む。リン酸については、家畜糞中の貯蔵性リン酸であるフィチン酸が発酵過程でオルトリン酸に変化し、消化液へ移行する。オルトリン酸は微生物に利用されるが、最終的には水溶性のリン酸アンモニウム（リン安）として消化液中に存在する。これは即効性のリン酸源となる。消化液中にカルシウムイオンが存在すると、難溶性のリン酸カルシウムとして沈殿する可能性もあるが、主要なリン酸の形態はリン酸アンモニウムである。
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フザリウム属菌は腐生菌であり、植物寄生菌でもあるため、有機物肥料で増殖し、植物に病害をもたらす可能性がある。しかし、非病原性のフザリウム属菌は、他の病原菌（例：ボトリチス属菌）の抑制効果も持つ。そのため、フザリウムの扱いは、病原性と非病原性の区別が重要で、判断が難しい。
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リョクトウとリョクトウもやしの栄養価を比較。リョクトウ100gあたり344kcal、たんぱく質24.3gに対し、もやしは15kcal、たんぱく質1.8gと大幅に減少。カリウムの減少が顕著。一方、リョクトウにはないビタミンCがもやしには13mg含まれる。発芽により栄養価は変化し、特にビタミンCの増加が特徴的。植物の成長過程における栄養変化を知る手がかりとなる。
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牛糞熟成のボトルネックは初期の真菌活性化である。水分過多だと不活性となるため、オガ屑等で調整するが、それらは撥水性があり水分吸収に限界がある。そこで、ペクチン主体のEFポリマーの活用が有効だ。EFポリマーは真菌が利用しやすい有機物を増加させ、熟成の起爆剤となる。水分調整だけでなく、分解初期の有機物量を増やすことで、後続の難分解性有機物の分解開始を促進する効果が期待できる。
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牛糞堆肥の熟成過程において、最終的に優勢となる菌類は何かを考察している。初期の高温期の後、セルロースやリグニンを分解する白色腐朽菌とトリコデルマが活性化する。熟成牛糞は窒素含有量が高いため、窒素を多く必要とするトリコデルマが優勢となり、セルロース分解が進む。しかし、添加した藁やオガ屑のリグニン分解は進まず、未分解のまま土壌に投入される可能性がある。これは土壌の団粒構造形成を阻害する要因となる。白色腐朽菌が優勢となる条件下ではリグニン分解が促進され、腐植化が進むため、土壌改良効果が期待できる。
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牛糞の初期発酵に関わる真菌は明確には特定されていないが、堆肥化プロセスから推測できる。堆肥化初期の糖分解段階では、アスペルギルス属（コウジカビなど）、ペニシリウム属、ムコール属などの真菌が関与し、発熱を伴う。温度上昇により真菌活性は低下し、好気性細菌が優位になる。 温度低下後のセルロース分解を経て、リグニン分解段階で再び真菌が活性化するが、牛糞の場合は窒素過多により白色腐朽菌の活動は限定的となる可能性があり、主要な真菌は不明である。
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この記事では、チョコレートの香り成分の一つであるメチルフランについて解説しています。メチルフランはメイラード反応や熱分解など様々な経路で生成されるものの、詳細な生成過程は不明です。五員環上の酸素の反応性が高く、これが香りのもととなる一方、発がん性の懸念も示唆されています。過剰摂取は避けるべきですが、一体どんな香りがするのか興味をそそられます。筆者は、メチルフランの反応性の高さから、かつて研究で使用した発がん性のあるDEPCを想起しています。また、関連として糖の還元性や味噌の熟成についても触れています。
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記事では、大豆粕を有機質肥料として使用する場合のメリットと注意点を紹介しています。
メリットとしては、窒素、リン酸、カリウムの三大栄養素に加え、微量要素も豊富に含んでいる点が挙げられます。特に窒素含有量は有機質肥料の中でもトップクラスであり、効果が穏やかに持続するため、肥効期間が長いことも利点です。
一方で、窒素過多による生育障害や病害虫の発生、土壌pHの低下などの注意点も存在します。そのため、施用量や時期、方法を適切に管理する必要があります。
さらに、大豆粕は未発酵の有機物であるため、施用前に堆肥化するか、土壌に十分な期間をおいて分解させてから作付けすることが重要です。
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記事では、アメリカフウロという雑草がジャガイモ青枯病の防除に役立つことを紹介しています。アメリカフウロに含まれる没食子酸エチルという成分に抗菌作用があるためです。
没食子酸エチルは、防腐剤として使われるほか、ワインにも含まれています。これは、没食子酸とエタノールから合成されるためです。
筆者は、没食子酸を含む茶葉と炭水化物を混ぜて発酵させると、没食子酸エチルを含むボカシ肥料ができる可能性を示唆しています。
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体調不良で病院を受診したところ、ステロイド剤を処方されました。説明文には「体内で不足している副腎皮質ホルモンを補います」とあり、副腎皮質ホルモン不足が体調不良の原因だと推測しました。
副腎皮質ホルモンは、腎臓の上にある副腎から分泌されるホルモンで、炎症の制御や代謝、免疫反応など、様々な生理機能に関わっています。不足すると運動能力や免疫力に影響が出ることが予想されます。
副腎皮質ホルモンを常に適切な状態に保つことができれば、体調管理に役立つと考え、その方法を探っています。
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牛糞で土作りすると、窒素過多、未分解有機物によるガス害、リン酸過剰、カリウム欠乏、雑草種子混入、塩類集積、病害虫リスクなどの弊害が生じることがあります。特に完熟堆肥でない場合、窒素過多による生育障害や、未分解有機物が分解時にガスを発生させ根を傷つけることが問題となります。また、リン酸過剰やカリウム欠乏を引き起こす可能性もあり、適切な施肥計画が必要です。さらに、雑草種子や病害虫のリスクも高まるため、注意が必要です。
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ラムネ菓子に含まれるブドウ糖の製造方法について解説しています。ブドウ糖は砂糖と比べて甘味が少ないものの、脳が速やかに利用できるという利点があります。植物は貯蔵時にブドウ糖をショ糖に変換するため、菓子にブドウ糖を配合するには工業的な処理が必要です。
ブドウ糖は、デンプンを酵素で分解することで製造されます。具体的には、黒麹菌から抽出されたグルコアミラーゼという酵素を用いた酵素液化法が用いられます。かつてはサツマイモのデンプンが原料として使用されていました。
この記事では、ブドウ糖の製造がバイオテクノロジーに基づいたものであることを紹介しています。
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玄米の水稲と陸稲の食品成分の違いを、文部科学省の食品成分データベースを基に考察しています。陸稲は水稲に比べ、炭水化物が少なくタンパク質が多いことが分かりました。これは、水田の水による冷却効果が関係している可能性も考えられます。今後、飼料米として陸稲の栽培が増える可能性がありますが、ミネラル豊富な日本の土地を生かすため、水稲栽培の利点も見直す必要があるでしょう。
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ケトン体は、脂肪酸から生成されるアセト酢酸、3-ヒドロキシ酪酸、アセトンの総称です。
糖質制限などでブドウ糖が不足すると、脂肪酸が分解されてアセチルCoAが生成されますが、クエン酸回路が十分に回らないため、余剰のアセチルCoAからケトン体が作られます。
ケトン体は脳関門を通過し、脳のエネルギー源として利用されます。
ただし、ケトン体が増えすぎると血液が酸性になり（ケトアシドーシス）、疲労感や体調不良を引き起こす可能性があります。
ケトン体はあくまで緊急時のエネルギー源であり、過度な糖質制限は避けるべきです。
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必須脂肪酸とは、人体にとって必要不可欠だが、体内で合成できないため、食事から摂取しなければならない脂肪酸のこと。リノール酸（ω-6脂肪酸）とα-リノレン酸（ω-3脂肪酸）の2種類が存在する。
人体は炭水化物から脂肪酸を合成できるが、飽和脂肪酸やω-9脂肪酸（オレイン酸）までであり、ω-6やω-3といった多価不飽和脂肪酸は合成できない。
植物は、細胞膜の流動性を保つため、低温環境でも固化しないよう、多価不飽和脂肪酸を合成する能力を持つ。一方、動物はこれらの脂肪酸を合成できないため、植物から摂取する必要がある。
必須脂肪酸は、細胞膜の構成成分となる他、ホルモン様物質の生成や、体温調節、エネルギー貯蔵など、重要な役割を果たす。不足すると、皮膚炎、成長障害、免疫力低下などの健康問題を引き起こす可能性がある。
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朝食で摂取したタンパク質は、筋肉の修復だけでなく、日中の活動に必要な様々な機能を担うタンパク質の合成に使われます。例えば、糖質をエネルギーに変換するために必要なタンパク質の合成にもタンパク質は必要です。つまり、朝食でタンパク質を十分に摂取しないと、日中の活動に必要なエネルギーが効率的に作られない可能性があります。そのため、朝食でもタンパク質をしっかり摂取することが重要です。
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廃菌床堆肥の活用とリン酸施肥の見直しについての記事です。
廃菌床堆肥は土壌改良効果が高い一方、測定困難な有機態リン酸(フィチン酸)を多く含みます。フィチン酸は微量要素吸収を阻害するため、土壌中の蓄積量を把握できないまま使用を続けると、リン酸過剰や微量要素欠乏を引き起こす可能性があります。
そこで、廃菌床堆肥を利用する場合は、元肥での無機リン酸施肥を中止し、リン酸欠乏症状が現れた場合にのみ、速効性のあるリン酸アンモニウムを追肥として使用する方法が提案されています。
さらに、消火器リサイクル肥料(リン酸アンモニウム、硫酸アンモニウム含有)の活用も提案されていますが、窒素過多にならないよう、元肥設計や土壌改良に注意が必要です。
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シロザは、収穫後に畑で繁茂する強害雑草です。高い繁殖力と成長速度を持ち、土壌の養分を奪い尽くすため、放置すると次作に悪影響を及ぼします。しかし、シロザは土壌中のリン酸を吸収しやすく、刈り取って土に混ぜることで緑肥として活用できます。さらに、シュウ酸を蓄積する性質があるため、土壌中の難溶性リン酸を可溶化し、他の植物が利用しやすい形に変える効果も期待できます。シロザは厄介な雑草としての一面だけでなく、土壌改良の潜在力も秘めているのです。
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畑作後に水田を作ると、リン酸が減少する理由は、水田の還元環境にあります。
通常、土壌中のリン酸は鉄と結合し、水に溶けにくいFePO₄の形で存在します。しかし、水田の酸素が少ない環境では、鉄が還元されFe²⁺となるため、リン酸との結合が弱まり、水に溶けやすい形に変化します。
また、カルシウムと結合したリン酸も比較的溶けやすく、水田環境では自然と減少します。これらの要素が重なり、畑作後の水田でリン酸が減少すると考えられています。
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水田では、酸素不足のため土壌が還元状態になりやすく、硫化水素が発生しやすくなります。土壌中の物質は、還元されやすい順に、硝酸イオン、マンガン、鉄、硫酸イオン、二酸化炭素と還元されます。
鉄は硫酸イオンより還元されやすいので、鉄が存在すれば硫化水素の発生は抑えられます。つまり、土壌に鉄を供給したり、鉄の酸化還元をコントロールすることが重要になります。
土壌の物理性を改善することで、硫化水素やメタンの発生を抑制できる可能性があり、そのメカニズムについて、今後の記事で解説していく予定です。
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新米と古米では、古米は脂肪が酸化し、ヘキサナールなどのアルデヒドが発生するため、脂肪分の栄養価が低下し、独特の「古米臭」を発生します。一方、炭水化物やタンパク質の減少はわずかと考えられます。近年は低温貯蔵技術の発達により、これらの変化は抑制され、新米と古米の品質差は縮小しています。しかし、低温貯蔵による長期的な影響については、更なる研究が必要です。
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巨大な菌糸ネットワークが森の植物の根と共生し、山の端から端まで広がっている場合がある。菌糸は有機酸を分泌し土壌を柔らかくしながら伸長する。畑で菌糸ネットワークによる「菌耕」の効果は耕起により阻害されるため、土壌撹拌の少ない環境に適していると考えられる。耕起される畑ではミミズの活動に注目すべき。関連として、ヤシャブシと共生するキノコ、人間の生活に進出したコウジカビ、森林の縁を超えて広がる菌類の活動などが挙げられる。
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野菜の美味しさには、カリウムが大きく関わっている。カリウムは植物の浸透圧調整に必須で、水分含有量や細胞の膨圧に影響し、シャキシャキとした食感を生む。また、有機酸と結合し、野菜特有の風味や酸味を生み出す。例えば、スイカの甘みは果糖、ブドウ糖だけでなく、カリウムとリンゴ酸のバランスによって構成される。さらに、カリウムはナトリウムの排泄を促進し、高血圧予防にも効果的。つまり、カリウムは野菜の食感、風味、健康効果の三拍子に貢献する重要な要素である。
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蜂蜜の美味しさの要因を探る中で、蜂蜜中の糖分以外の要素、特に花粉に着目している。ミツバチは花蜜だけでなく花粉も巣に持ち帰り、これはミツバチの成長に必要なタンパク質やビタミン、ミネラルなどを供給する。花粉の種類によって微量元素の構成が異なり、蜜源植物の種類によって花粉の量や性質も変わる。つまり、蜂蜜の味には、糖の種類だけでなく、花粉の種類と量も影響を与えている可能性がある。この仮説は、野菜の美味しさにおける亜鉛や味覚増強物質の役割と同様に、微量元素が味に影響を与えるという考え方に基づいている。
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植物は、虫に食われたり、傷つけられたりすると、グルタミン酸を使ってその情報を全身に伝達する。グルタミン酸は動物の神経伝達物質としても知られるが、植物においても防御システムの活性化に重要な役割を果たす。
具体的には、傷ついた葉でグルタミン酸の濃度が急上昇すると、カルシウムイオンが細胞内へ流入し、電気信号が発生する。この電気信号が他の葉に伝わり、防御関連遺伝子の発現を促すことで、植物全体が防御態勢に入る。
この仕組みは動物の神経系に類似しており、植物にも動物のような高度な情報伝達システムが存在することを示唆している。この発見は、植物のストレス応答の理解を深め、農業や園芸への応用が期待される。
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土壌からの強力な温室効果ガス、一酸化二窒素（N₂O）の排出は、地球温暖化に大きく寄与している。N₂Oは窒素肥料の施用によって増加し、特に硝化作用と脱窒作用が主要な発生源となる。硝化作用は好気的環境でアンモニアが硝酸に酸化される過程、脱窒作用は嫌気的環境で硝酸が窒素ガスやN₂Oに還元される過程である。土壌の水分状態、酸素濃度、有機物含量、温度などがこれらの反応速度に影響を与えるため、N₂O排出量は変動する。過剰な窒素肥料施用はN₂O排出を増加させるため、土壌診断に基づいた適切な施肥管理が重要となる。また、硝化抑制剤や緑肥の活用など、N₂O排出削減のための技術開発も進められている。
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施肥設計の見直しで農薬防除の回数を減らせるという記事は、窒素過多による作物の徒長が病害虫発生の主要因であると指摘しています。窒素過多は細胞壁を薄くし、害虫の侵入を容易にする上、アミノ酸合成に偏り、病害虫抵抗性物質の生成を阻害します。適切なカリウム、カルシウム、マグネシウムなどの施肥は細胞壁を強化し、病害虫への抵抗力を高めます。また、微量要素の不足も抵抗力低下につながるため、土壌分析に基づいたバランスの取れた施肥設計が重要です。これにより、作物の健全な生育を促進し、農薬への依存度を減らすことが可能になります。
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ブロッコリの根に秘められた抗がん作用の可能性について紹介する記事です。ブロッコリの各部位から抽出した成分の乳がん細胞抑制効果を調べたところ、花蕾ではなく根に最も高い効果が見られました。根にはビタミンC、ビタミンU、ポリフェノールなどの既知の栄養素は少ないにも関わらず、強い抑制効果を示したことから、未知の成分の存在が示唆されます。また、ビタミンUは胃粘膜の修復に関与し、植物では耐塩性獲得に関係している可能性が示唆されています。ブロッコリには、まだまだ知られていない健康効果が秘められていると考えられます。
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飛騨小坂の川は、マグネシウム、カルシウム、腐植酸と結合した二価鉄を多く含み、これらが海へ流れ出て海の生物の栄養源となる。腐植酸は、森の木々が分解されて生成される有機酸で、岩石から溶け出したミネラルと結合し安定した状態で海へ運ばれる。論文によると、陸由来の鉄はプランクトンの成長に不可欠で、腐植酸がその運搬役を担う。つまり、森の光合成が活発であれば、海での光合成も盛んになり、大気中の二酸化炭素削減にも繋がる。したがって、二酸化炭素削減には森、川、海を包括的に捉える必要がある。
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クチクラ層は植物の表面を覆うワックス層で、クチンとクタンという物質から構成される。クチンは脂肪酸由来のポリエステルで、構造は比較的よく解明されている。一方、クタンは炭水化物ポリマーと予想されているが、構造や合成経路は未解明な部分が多い。クチクラ層の構成物質自体が完全には解明されていないため、教科書等で詳細に扱われることが少ない。クチンが脂肪酸由来であることは、界面活性剤を含む展着剤の効果を説明づける。
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アミノ酸液肥には動物性と植物性があり、それぞれゼラチン、サトウキビ（黒糖肥料）由来である。ゼラチン由来の動物性肥料はアミノ酸含有量が80%以上と高く、炭水化物はほぼない。一方、黒糖肥料由来の植物性肥料はアミノ酸含有量は少ないが、カロリーとミネラルが豊富。特にカリウム含有量は高く、根張りに効果的。つまり、動物性肥料はアミノ酸を直接供給したい場合に、植物性肥料はアミノ酸に加え、カロリーとミネラルも補給したい場合に適している。植物性肥料は根張りを意識した施肥が効果的。
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紅葉した葉は、わざわざエネルギーを使って赤い色素アントシアニンを生成する。その理由は未解明だが、アントシアニンは抗酸化作用を持つとされる。著者は、落ち葉が酸化による分解を遅らせ、乾燥した状態を保つためにアントシアニンを生成しているのではないかと推測する。乾燥した落ち葉は土壌表面で立体構造を維持し、植物の根元に空気層を作り、断熱効果をもたらす。また、色素に含まれる糖分が土壌に供給される可能性も示唆される。いずれにせよ、落ち葉は根元の植物の生育に有利な環境を作る役割を果たしていると考えられる。
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グリホサートは除草剤ラウンドアップの有効成分で、植物体内の酵素EPSPSを阻害することで除草効果を発揮します。EPSPSは植物ホルモンやアミノ酸合成の初期段階に関わる重要な酵素で、グリホサートによってこの働きが阻害されると植物は生育に必要な物質を合成できなくなり、枯れてしまいます。
次の記事では、このグリホサートへの耐性を植物がどのように獲得するかについて解説されています。
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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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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。