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白い砂糖は、サトウキビから作られる原糖を精製して作られます。工場に運ばれた原糖は、糖液に溶かされ、石灰乳や炭酸ガスを用いて不純物が取り除かれます。その後、骨炭やイオン交換樹脂でさらに精製され、濃縮・結晶化を経て、白い砂糖が出来上がります。精製は、収穫場所から離れた工場で行うことが可能です。このように、白い砂糖は、原糖から複雑な工程を経て作られています。
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検索キーワード：「炭酸カルシウム」
白い砂糖はどのようにできる？
ナメクジ対策の農薬
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ナメクジ対策の農薬について、リン酸第二鉄を主成分とするものが有効であることがわかった。ナメクジは貝殻を失う過程で臓器が小型化したと予想され、ジャンボタニシに比べてリン酸第二鉄の摂取量は少ないと考えられる。
リン酸第二鉄は土壌中で還元され、フェントン反応によってナメクジに影響を与える可能性がある。土壌中のリン酸第二鉄の減少は、ナメクジ増加の一因かもしれない。土壌劣化との関連性も示唆され、今後の検討課題となる。
チョッカクガイから貝殻の成り立ちを学ぶ
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貝殻の成長は、チョッカクガイのような円錐形の貝を例に説明できます。貝は、既存の殻の開口部に炭酸カルシウムを付着させ、それを押し上げるように成長させます。この単純な増築方式によって、チョッカクガイの円錐形の殻が形成されます。
しかし、チョッカクガイはその硬い殻にもかかわらず、不安定な形状が原因で絶滅したと考えられています。その後、貝は進化の中で殻の形状を変化させることで、水中での運動能力を獲得していきました。貝殻の形状と進化の関係を探ることで、貝への理解を深めることができるでしょう。
石灰岩の成り立ちから石灰性暗赤色土を考える
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石灰性暗赤色土を理解するために、石灰岩の成り立ちから考察している。石灰岩はサンゴ礁の遺骸が堆積して形成されるが、海底のプレートテクトニクスによる地層の堆積順序を踏まえると、玄武岩質の火成岩層の上に形成される。滋賀県醒ヶ井宿や山口県秋吉台など、石灰岩地域周辺に玄武岩が存在することはこの堆積順序と一致する。つまり、石灰性暗赤色土は石灰岩だけでなく、周辺の玄武岩の影響も受けていると考えられる。玄武岩の影響は土壌の赤色や粘土質を説明する要素となる。暗赤色土に見られる色の違い（赤～黄）は玄武岩質成分の量の差と推測できる。
石灰岩はどう出来る？続成作用
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石灰岩は炭酸カルシウムを主成分とする堆積岩で、その成り立ちは遠い海と深く関わっている。陸から運ばれた堆積物が続成作用で固まる過程で、石灰岩も形成されるが、主成分である炭酸カルシウムの由来は陸起源ではない。実は、サンゴなどの生物の遺骸が遠方の海で堆積し、長い年月をかけて地殻変動により陸地へと現れることで、石灰岩が形成される。つまり、現在の日本の石灰岩は、かつてハワイのような温暖な海で形成されたサンゴ礁の名残である。
大陸の暗赤色土での栽培を考える
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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。
海洋酸性化と海の生物たち
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記事は海洋酸性化とその海洋生物への影響について解説しています。窒素、リン酸、鉄不足の海で微細藻類を増やすことで、二酸化炭素を吸収し、温暖化対策になる可能性がある一方、海洋酸性化という問題も存在します。海洋酸性化は、海水に溶け込んだ二酸化炭素が炭酸を生成し、炭酸イオンが消費されることでpHが低下する現象です。これは、サンゴなどの炭酸カルシウムの殻を持つ生物の殻形成を阻害する可能性があります。理想的には、微細藻類が二酸化炭素を光合成で利用し、その産物が深海に沈降すれば、二酸化炭素削減と酸性化抑制につながりますが、現実は複雑です。次回、牡蠣養殖の視点からこの問題を考察する予定です。
広島は牡蠣の養殖が盛ん
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広島の牡蠣養殖は、潮の満ち引きを利用した抑制棚で行われ、牡蠣の成長と環境適応力を高めている。牡蠣はプランクトンを餌とするが、近年その量が不安定で、養殖に影響が出ている。プランクトン、特に微細藻類は海の食物連鎖の基盤であり、生物ポンプとして二酸化炭素吸収に貢献する。牡蠣の殻も炭酸カルシウムでできており、同様に二酸化炭素を吸収する。養殖を通して、微細藻類の繁殖と牡蠣の成長、そして大気中の二酸化炭素濃度の関係が見えてくる。
ラッカセイは何故子葉を低いところで展開するのだろう
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落ち葉のハンバーグとは、ダンゴムシなどの土壌生物を利用して落ち葉を分解し、植物の栄養豊富な堆肥を作る方法です。ダンゴムシは落ち葉を食べて細かく分解し、糞として排出します。この糞には、植物の成長を促進する微生物や栄養素が豊富に含まれています。さらに、ダンゴムシの殻は炭酸カルシウムでできており、土壌にカルシウムを供給します。
この方法では、落ち葉を容器に入れ、ダンゴムシを投入します。ダンゴムシは落ち葉を食べて分解し、糞を堆積させます。数ヶ月後、落ち葉は分解され、ダンゴムシの糞と混ざり合った栄養豊富な堆肥ができます。この堆肥は、植物の生育を促進する効果があり、化学肥料や農薬を使わずに安全な方法で土壌を改良することができます。
有馬温泉の湯には何が溶けているか？
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鳥取砂丘の砂は、大部分が石英と長石で構成されており、これは花崗岩の主要構成鉱物と同じです。著者は砂丘で砂を採取し、実体顕微鏡で観察することで、砂粒の形状や色から鉱物種を推定しました。砂粒は全体的に白っぽく、透明感のあるものやピンクがかったものが見られました。透明感のあるものは石英、ピンクがかったものはカリ長石と推定されました。また、砂鉄の存在も確認されました。これらの観察結果から、鳥取砂丘の砂は、中国山地の花崗岩が風化・侵食され、千代川によって運ばれてきたものと推測されます。砂丘で採取した砂は、顕微鏡観察だけでなく、今後、X線回折などで本格的に分析する予定です。
燃え尽きた後に残った灰の持つ影響力
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囲炉裏の灰は、燃え残ったミネラル分で、肥料として活用されてきた。灰は水に溶けるとpHを上げ、土壌の酸性度調整に役立つ。これは現代農業で石灰を用いるのと同様の効果である。灰には様々なミネラルが含まれるため、石灰過剰のような問題も起こりにくい。昔の人の知恵である灰の利用は、pH調整以外にもミネラル供給源としての役割も果たし、現代農業にも応用できる可能性を秘めている。
ダンゴムシの忘れ物
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プランターの土に生ゴミを埋めるとダンゴムシが集まり繁殖する。ダンゴムシは脱皮後、自分の皮を食べるというが、プランターには脱皮殻が残されている。この殻にも炭酸カルシウムやキチンが含まれているのだろうか？ 土の中では様々な生物が生死を繰り返し、複雑な有機物が蓄積していく。まるでカニ殻のように、ダンゴムシの脱皮殻も土壌に影響を与えるのだろうか。
鉄鉱跡近くにある鍾乳洞
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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。
天川村洞川の鉄鉱跡にて
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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。
かたつむりの殻
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座布団の上で見つかったカタツムリの殻の模様の生成メカニズムに興味を持った筆者は、殻の主成分である炭酸カルシウムと、カタツムリ飼育時にカルシウム源として卵の殻を与えることを関連付けて考察している。卵の殻の炭酸カルシウムがカタツムリの体内でイオン化され、再結合して殻を形成する過程は理解できるものの、殻の複雑な模様を作り出すメカニズムは不明である。筆者は、炭酸カルシウムを規則的に配置する酵素の存在を仮定し、その酵素の動作原理に思いを馳せているが、解明には至っていない。
栽培と畜産の未来のために
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家畜糞堆肥は、土壌改良に有効な成分を含む一方で、過剰な硝酸態窒素や石灰、有機態リン酸の蓄積による問題も引き起こす。これを解決する手段として、イネ科緑肥の活用が有効である。イネ科緑肥は、これらの過剰成分を吸収し、土壌への悪影響を抑える。また、緑肥の生育状況から次作に必要な肥料を判断できる利点もある。耕作放棄地に家畜糞堆肥と緑肥を用いることで、新規就農者の初期費用を抑えつつ、安定した収量と品質を確保できる可能性がある。研修生への暖簾分けのような形で畑を提供する仕組みが確立されれば、耕作放棄地の減少、家畜糞処理の効率化、新規就農者の独立支援に繋がる。実際に、鶏糞堆肥とエンバクを用いたカボチャ栽培で無肥料・無農薬ながら高い秀品率を達成した事例も紹介されている。
鶏糞の質を成分分析から考える
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養鶏農家からの鶏糞堆肥の成分分析値のばらつきに関する質問に対し、C/N比を熟成度の指標として使い分ける方法を解説。C/N比が低い②はアンモニア態窒素が多く速効性があり稲作向け、C/N比が高い①③は畑作向けと判断できる。また、熟成が進むとリン酸値が減少する傾向がある。鶏糞中のリン酸は、餌由来の有機態リン酸とリン酸カルシウムで、熟成中に分解される。鶏糞使用時は、含まれる炭酸カルシウムとリン酸カルシウムによるカルシウム過多に注意し、石灰の使用は控えるべきである。成分を理解せず土作りに使用するのは避けるべき。
アサガオの根元のダンゴムシ
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アサガオのプランターに腐葉土と卵の殻を入れたらダンゴムシが大量発生。ダンゴムシは落ち葉や卵の殻（炭酸カルシウム）を食べており、プランター内の豊富な食料が原因と考えられる。ダンゴムシの殻も炭酸カルシウムでできているため、卵の殻をカルシウム源として利用している可能性がある。
ダンゴムシは落ち葉を分解し、摂取したカルシウムを移動・排泄することで、プランター内のカルシウム過多を軽減する役割を果たしているかもしれない。ダンゴムシは生きた植物は食べないため、アサガオへの直接的な影響は少ないと考えられる。
無機肥料の水への溶けやすさの決め手
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無機肥料の水への溶けやすさは、根の部分の酸の強さ(pKa値)で決まり、値が小さいほど溶けやすい。硫酸＞硝酸＞クエン酸＞炭酸の順。しかしCa²⁺やMg²⁺を含む肥料は、陰イオンとの結合の強さも影響し、硫酸カルシウムより硝酸カルシウムの方が溶けやすい。
水溶性肥料(硫酸塩、硝酸塩、クエン酸塩など)は水に溶けやすいが、く溶性肥料(炭酸塩、リン酸塩など)は水に溶けにくい。しかし、く溶性肥料は根から分泌されるクエン酸などの有機酸によって溶け、ゆっくりと肥効を発揮する。カキガラ石灰などは、このく溶性を活かした緩効性肥料である。
ビタミンDの前駆体を体に組み込むキノコたち
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キノコはエルゴステロールというビタミンD前駆体を含み、日光に当てるとビタミンDに変換される。エルゴステロールはキノコの細胞膜成分であり、光で変化するため、キノコ栽培は暗所で行われる。牛乳からのカルシウム摂取は乳糖不耐症の問題があり、卵殻などの炭酸カルシウムを酸で溶かしビタミンDと共に摂取する方が効率的だと筆者は主張する。
あら、こんなところに卵の殻が
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大阪前田製菓の「しまじろうのにぎにぎボーロ」の原材料に「卵殻カルシウム」が含まれている。これは卵の殻を粉砕・加熱消毒したもので、主成分は炭酸カルシウム。胃酸と反応しpHを上げカルシウム摂取を促す。飼料や胃薬にも使われる安全な成分である。卵の殻は廃棄せず有効活用できる。幼児には胃もたれ防止効果があるのだろうか、という疑問が残る。
卵の殻をプランタに播いた
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ゆで卵の殻をプランターに播いた。卵の殻は9割近くが炭酸カルシウムで、土壌の化学性を高める効果がある。ただし、カルシウム過多にならないよう注意が必要。殻の内側についている半透膜（タンパク質）も土壌によい影響を与える可能性があると感じた。
米ぬかボカシを作ろう！有機酸の振る舞い
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米ぬかボカシを施肥すると、土壌中で様々な効果を発揮する。含まれる有機酸塩は速効性肥料として働き、植物にカルシウムやマグネシウムを供給する。さらに、有機酸は土壌中の難溶性リン酸を溶かし、植物に吸収されやすい形にする。ボカシに含まれる微生物は土壌微生物相を豊かにし、植物の生育を促進。デンプンやタンパク質、ビタミンなどの栄養成分も供給される。結果として、根の張りが良くなり、病害抵抗性も向上。生育が促進され、収量や品質の向上につながる。また、土壌構造も改善され、保水性や通気性が向上する効果も期待できる。
アサリの味噌汁を飲んだら、貝殻が残った
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石灰、特に有機石灰（貝殻など）は土壌改良に用いられるが、その効果は成分をよく理解した上で使用すべきである。有機石灰の主成分は炭酸カルシウムで、ミネラルは少量しか含まれていない。そのため、有機石灰は主にpH調整に効果を発揮し、ミネラル供給源としては期待しすぎない方が良い。炭酸カルシウムは土壌の緩衝性を高める効果があるが、過剰なカルシウムは土壌に悪影響を及ぼす可能性もあるため、使用量には注意が必要である。有機という名称に惑わされず、成分と効果を理解した上で適切に使用することが重要。
根酸が炭酸塩を溶かす
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植物の根は様々な有機酸を土壌へ分泌し、栄養吸収を促進する。主要な有機酸として、クエン酸、リンゴ酸、シュウ酸などが挙げられる。これらの有機酸は、難溶性のリン酸塩や鉄、アルミニウムと錯体を形成し可溶化することで、植物による吸収を可能にする。また、根圏のpHを変化させ、養分の可溶性を調整する役割も持つ。分泌される有機酸の種類と量は植物種や生育環境によって異なり、土壌中の微生物相にも影響を与える。有機酸の分泌は、植物の養分獲得戦略において重要な役割を果たしている。
生理的塩基性肥料って何？
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生理的塩基性肥料は、弱酸と強塩基の塩で、土壌のpHを上げる。代表例は炭酸石灰(カルシウム)で、水に難溶性だが、水と反応すると水酸化カルシウムと炭酸を生じる。炭酸は水と二酸化炭素に分解され、土壌に残った水酸化カルシウムがpHを上昇させる。肥料の効果は水溶性やその後の反応に影響されるため、硫安や炭酸カルシウムのように、肥料成分だけでなくpHへの影響も考慮する必要がある。pHの極端な変動はアルミニウム障害やカリウム欠乏などを引き起こし、収量に悪影響を与えるため、NPKだけでなく適切なpH管理が重要。
発酵鶏糞ができるまで２：成分編
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未発酵の鶏糞は、約7割が尿酸、残り3割が未消化の飼料成分（トウモロコシ、魚粉など）と炭酸カルシウム、リン酸カルシウムで構成される。尿酸は化学肥料の尿素と類似しており、未発酵鶏糞は化学肥料のような速効性を持つ。
鶏の餌にはトウモロコシや魚粉が含まれ、腐植の成分と類似している。また、骨や卵殻強化のために添加される炭酸カルシウムとリン酸カルシウムは、土壌の緩衝性に寄与する。
つまり、未発酵鶏糞は化学肥料的な効き目に加えて土壌改良効果も期待できる。乾燥鶏糞とほぼ同質だが、乾燥により消毒されていると考えられる。
く溶性のくはクエン酸のく
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く溶性は、クエン酸溶液に溶ける肥料や資材の性質を指し、2%クエン酸溶液で溶解する成分を表す。炭酸石灰は水にほとんど溶けないため、く溶性に対応しない。ただし、水に溶けない特性はさまざまな用途に役立つ。
二つの石灰、優れているのはどちら？
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消石灰（水酸化カルシウム）と炭酸石灰（炭酸カルシウム）はどちらもpH調整に使えるが、水への溶解度が大きく異なる。水酸化カルシウムは0.17g/100cm³、炭酸カルシウムは0.0015g/100cm³と、水酸化カルシウムの方がはるかに溶けやすい。そのため、水酸化カルシウムの方がpH調整効果が速く現れる。しかし、溶けにくい炭酸カルシウムにも農業で利用できる優れた特徴があり、それは次回解説される。
石灰はpHを調整する為に使うもの
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石灰は土壌pH調整に使われ、主な資材は消石灰（水酸化カルシウム）と炭酸石灰（炭酸カルシウム）です。有機石灰は成分的には炭酸石灰です。消石灰は水素イオン(H⁺)と反応し、水になりpHを上げます。炭酸石灰もH⁺と反応し、水と二酸化炭素になりpHを上げます。石灰の使用はpH調整だけでなく、カルシウムの追肥にもなるため注意が必要です。他の石灰資材ではpH調整効果は期待できません。pH調整の必要性、適切なpH、土壌酸性化の原因など、関連する詳細情報は別記事で解説されています。
肥料の粒の大きさで肥効を考える
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砂状と粒状の苦土石灰は成分が同じでも価格が異なる場合がある。これは製造コストの違いと考えられ、品質は同等と言える。重要なのは肥効速度の違いだ。砂状は粒状より速く溶け、即効性があるため、土壌pHの迅速な改善に適している。一方、粒状はゆっくり溶けるため、土壌改良などの長期的な肥効が期待できる。つまり、目的によって使い分けるのが良い。粒状は風に飛ばされにくいという利点もある。