植物のミカタ

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田んぼの底でピンク色のひらひらしたものを見つけました。糸状で常に動いており、写真に撮るのが困難です。拡大してみると、ピンク色の部分には細長い穴が空いていました。これは、ホウネンエビなどが土に潜り、尾だけを出している状態かもしれません。田んぼの土壌改良は、毎年新たな発見があり、興味深いですね。

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ヒザラガイは、軟体動物門多板綱に属する原始的な貝の仲間です。8枚の殻を持ち、世界中の潮間帯から深海まで広く分布しています。岩場に付着し、歯舌と呼ばれる器官で藻類などを削り取って食べます。驚くべきことに、その歯は磁鉄鉱という硬い鉱物でできています。これは、鉄分が乏しい環境で進化したヒザラガイが、効率的に鉄分を獲得するために獲得した戦略と考えられています。このように、ヒザラガイは独自の生態と進化を遂げた生物と言えるでしょう。

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沖縄の島尻マージのサトウキビ畑にある用水路で、たくさんのオタマジャクシを発見しました。4月中旬でも水がある環境と亜熱帯気候のため、オタマジャクシが生息していることに驚きを感じます。また、カタツムリの殻も多く見つかり、多くの生き物が暮らしていることを実感しました。用水路は、琉球石灰岩が風化した土壌である島尻マージの畑に水を供給する役割も担っており、沖縄の自然の豊かさを感じさせる風景です。

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イネは水を求めて発根するのではなく、土壌中の窒素量と植物ホルモンが関係している可能性が高い。中干ししない場合、土壌中の有機物が分解され窒素量が増加、サイトカイニン合成が促進され発根が抑制される。一方、乾燥ストレスがオーキシンを活性化させるという報告は少なく、保水性の高い土壌での発根量増加事例から、イネにおいても乾燥ストレスとオーキシンの関係は薄いと考えられる。中干しなしの場合、初期生育に必要な栄養以外は有機質肥料を用いることで、サイトカイニン合成を抑え、発根を促進できる可能性がある。

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乾土効果は、冬季に土を乾燥させることで病害虫を抑制し、土壌構造を改善する伝統的な農法である。しかし、土壌生物全体への影響を考慮すると、その効果は限定的と言える。土壌乾燥は一部の病原菌や害虫の密度を低下させる可能性がある一方で、有益な微生物や土壌動物にも悪影響を及ぼす。結果として、土壌の生物多様性が低下し、病害虫に対する抵抗力が弱まる可能性もある。さらに、乾燥による土壌の物理性の変化は、必ずしも作物生育に有利に働くとは限らない。乾土効果を狙うよりも、土壌生物の多様性を維持・促進する土壌管理が、長期的には病害虫抑制と地力向上に繋がる。

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中干ししていないレンゲ米の田んぼには、オタマジャクシや正体不明の小さな水生生物など、多様な生き物が観察された。中干しをした田んぼではオタマジャクシは少なかった。オタマジャクシは将来カエルになり、稲の害虫であるウンカを捕食するため、その存在は益虫として喜ばしい。生物多様性は、病気や害虫被害の抑制に繋がるため、多様な生物の確認は安心材料となる。中干し不要な田んぼは、炭素貯留効果が高く、農薬散布量も少ないため、SDGsの理念にも合致する。

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レンゲの土作り効果を高めた結果、稲の生育が旺盛になり、中干しの必要性が議論されている。中干しはウンカの天敵減少や高温ストレス耐性低下を招くため避けたいが、過剰生育への懸念もある。しかし、カリウム施肥量削減による土壌有機物蓄積増加の研究報告を鑑みると、旺盛な生育を抑制せず、収穫後鋤き込みによる炭素貯留を目指す方が、温暖化対策に繋がる可能性がある。レンゲ栽培の拡大は、水害対策にも貢献するかもしれない。現状の施肥量を維持しつつ、将来的には基肥を減らし、土壌有機物量を増やすことで、二酸化炭素排出削減と気候変動対策の両立を目指す。

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ヨトウガの幼虫であるヨトウムシは農業害虫として知られ、その天敵を探る試みが行われている。ヨトウムシの卵には寄生蜂のタマゴコバチが、幼虫にはカリバチの一種であるキアシブトコバチが寄生する。キアシブトコバチはヨトウムシの体内に卵を産み付け、孵化した幼虫はヨトウムシを内部から食べて成長する。一方、土壌の中ではコメツキムシの幼虫がヨトウムシを捕食する。これらの天敵の存在はヨトウムシの個体数抑制に貢献しており、生物農薬としての活用も期待されている。しかし、天敵の効果は環境条件に左右されるため、更なる研究が必要とされる。

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冬期灌水のような環境保全型稲作でも、肥料成分が過剰になると害虫被害が増加する。農薬による防除は害虫の抵抗性や天敵への影響で効果が薄れるため、作物の抵抗性と天敵に着目すべきである。静岡県の研究では、水田のクモ類に着目し、コモリグモ科は米ぬか区、アシナガグモ科はレンゲ区で個体数が多いことがわかった。通常栽培区ではどちらのクモも少なかった。米ぬかは亜鉛豊富な有機質肥料だが、課題も多い。レンゲによる土作りが天敵の増加に繋がる可能性があり、今後の研究が期待される。

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愛媛県で行われた調査で、冬期湛水有機栽培水田でトビイロウンカの被害が増加した。冬期湛水によりイネの草丈、茎数、葉色が乾田より増加し、窒素含有量が高まったことが被害増加の要因と推測される。冬期湛水は有機物の分解を促進し養分吸収効率を高めるが、土壌の物理性改善効果は無く、窒素吸収がミネラル吸収を上回る傾向にある。調査地は花崗岩帯のため、川の水からミネラル補給は期待できない。ケイ酸含有量は冬期湛水と乾田で差が小さかった。窒素過多でミネラル不足のイネはウンカに弱いため、ケイ酸苦土肥料などでミネラルバランスを整える必要がある。

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水田土壌中の細菌がイネのケイ素吸収に関与する可能性が示唆されている。ケイ素を取り込む細菌24株は全てバチルス属で、食中毒菌のセレウス菌(B.cereus)や生物農薬に使われるBT剤(B. thuringiensis)なども含まれる。バチルス属はケイ素の殻を作ることで過酷な環境を生き抜くとされ、B.cereusはケイ素により耐酸性を得ている可能性がある。ケイ素の吸収にはマンガン、亜鉛、カルシウム、鉄等のミネラルが必要で、特に水田で欠乏しやすい亜鉛の供給が重要となる。土壌中の細菌がケイ素を吸収しやすい環境を整えることで、猛暑下でもイネの秀品率維持に繋がる可能性がある。

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植物の根は、土壌構造の形成に重要な役割を果たす。根は成長過程で土壌を押し分け、亀裂を生み出し、土壌粒子を再配置する。また、根毛は土壌粒子に付着し、微小な隙間を作り出す。これらの作用により、土壌の通気性、透水性、保水性が向上する。さらに、根から分泌される粘液や、根の周辺に生息する微生物は、土壌粒子を結合させ、団粒構造を形成する。団粒構造は、植物の生育に適した土壌環境を作り出すだけでなく、土壌浸食を防ぐ役割も果たす。根の活動は、土壌を耕し、肥沃な土壌を形成する自然の力と言える。

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緑泥石は、土壌形成において重要な役割を果たす粘土鉱物です。記事では、緑泥石の構造と特性、そして土壌におけるその機能について解説しています。緑泥石は層状構造を持ち、風化によってカリウムイオンが溶脱し、層間に水分子が入り込むことで膨潤性を示します。この膨潤性は土壌の保水力に貢献し、植物の生育に適した環境を提供します。また、緑泥石は負に帯電しているため、陽イオンを引きつけ、土壌中の養分保持にも寄与します。さらに、緑泥石は他の粘土鉱物と比較して風化しにくいため、土壌の安定性を高める効果も期待できます。これらの特性から、緑泥石は土壌の物理的、化学的性質に大きな影響を与え、肥沃な土壌の形成に不可欠な存在と言えるでしょう。

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生ゴミを庭に埋め続けている著者は、冬の寒い日に土を掘り返した際にショウジョウバエらしきハエを発見し、土壌生物への興味を抱く。土を顕微鏡で観察すると、ショウジョウバエの幼虫だけでなく、他の幼虫やセンチュウなどの微生物も活動していることが判明。有機物豊富な土壌は冬でも暖かく、虫たちはそこで生ゴミを分解し、発熱することでさらに土を暖めている。この循環が冬の植物の成長も促進すると著者は考察する。

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米は炊飯時に糊化という現象が起こり、デンプンがα化して粘りや柔らかさが生まれる。米の主成分であるデンプンは、アミロースとアミロペクチンから構成される。アミロース含有量が多いほど粘りが少なく、パサパサとした食感になる一方、アミロペクチンが多いと粘りが強く、もちもちとした食感になる。炊飯過程で水を加え加熱すると、デンプン粒は水を吸収し膨潤する。さらに加熱が進むとデンプン粒は崩壊し、アミロースが溶け出す。この糊化したデンプンが米粒同士を結びつけ、粘りを生み出す。米の品種や炊飯方法によって糊化の程度が変わり、食感や味わいに影響する。

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大気中の二酸化炭素削減のため、生石灰を海水に投入し炭酸水素カルシウムを生成するアイデアがある。これは鍾乳洞形成の原理と類似している。一方、農業利用後の牡蠣殻を海に還元する構想も提示。石灰製品のコストや土壌中和によるCO2発生を削減し、海洋酸性化を抑制する狙いがある。懸念される海底への貝殻堆積の影響については、絶滅危惧種ホソエガサの生育環境に着目。貝殻不足や水質変化が絶滅危惧の要因ならば、貝殻還元は有効な対策となる可能性がある。しかし、既に悪影響が出ている可能性も考慮すべきである。

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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。

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水田に集まるカモは、おそらく豊富な餌を求めている。その餌はカブトエビの可能性がある。カブトエビは恐竜時代から存在する古代の生物。つまり、カモは古生物学的にも興味深い生物を捕食していることになる。

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食品残渣堆肥に発生したダニの有害性について、様々なダニの食性と役割を踏まえて考察している。一部のダニはホウレンソウなどを食害する有害種も存在する一方、ササラダニのように落ち葉を分解し、土壌改良に貢献する有益な種もいる。「落ち葉のハンバーグ」と称されるササラダニの糞は、微生物の餌となり落ち葉の分解を促進する。食品残渣に集まるダニは無害である可能性が高いが、有害種の存在も否定できないため、栽培開始前の施用が望ましい。

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家畜糞堆肥の過剰施用は、秀品率低下や農薬使用量増加につながり、結果的に肥料代削減効果を上回る損失をもたらす。多くの農家が家畜糞堆肥を多用し、土壌劣化を引き起こしている。硝酸態窒素過剰は土壌pHを低下させ、カリウム欠乏、根の弱化、肥料吸収阻害を招く。さらに、硝酸態窒素は発根を阻害し、土壌水分や肥料分の吸収量を低下させる。結果として、微量要素の吸収阻害による作物栄養価の低下も懸念される。家畜糞堆肥は有機質肥料と誤解されがちだが、過剰施用は土壌環境悪化の大きな要因となる。家畜糞の増加は深刻な問題であり、栽培と畜産が連携し、食と健康を見直す必要がある。牛乳は栄養価が高いが、その副産物である家畜糞の処理は適切に行われなければならない。医療費増加抑制のためにも、家畜糞堆肥の施用量を見直すべきである。

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琵琶湖博物館の樹冠トレイルで、縄文・弥生時代の森を再現したエリアに、気になる木があった。写真の木の高い位置にクズが生育していた。クズは河川敷だけでなく、森でも高い木に登り、生育範囲を広げている。普段は見えない視点から観察することで、つる性植物の強さを改めて実感した。樹冠トレイルは、新たな発見をもたらす興味深い場所である。

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ハウス栽培の塩類集積土壌で、生育ムラのある箇所に「コケ」のようなものが観察された。しかし、近接撮影した結果、明確な葉や組織の区別がなく、これはコケ植物ではなく土壌藻類だと推測された。藻類は光合成を行う微生物で、肥料成分と思われる白い粉を取り込み繁殖していた。藻類は光合成以外にも物質を合成する可能性があり、周囲の作物への影響が懸念される。慣習的に「コケ」と表現されるものは、実際には土壌藻類であることが多い。今後の課題として、藻類の性質や作物への影響について理解を深める必要性が示唆された。

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山から海への鉄の移動は、森林生態系と海洋生態系の相互作用において重要な役割を果たす。枯れ葉や土壌中の鉄は、フルボ酸鉄錯体として河川に溶け出し海へ運ばれる。海洋では、鉄は植物プランクトンの成長に不可欠な栄養素であり、光合成を通じて二酸化炭素を吸収する。つまり、森林の鉄は海洋の二酸化炭素吸収能力に影響を与え、地球規模の炭素循環に寄与している。特に、陸起源の鉄分が重要な役割を果たす沿岸域では、鉄の供給が海洋生態系の生産性を左右する。しかし、鉄の過剰供給は赤潮などの問題を引き起こす可能性もあり、バランスが重要である。

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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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水田の減反政策において、大豆への転作は排水性の問題から二作目以降の不作につながりやすい。大豆は水はけの良い土壌を好み、水田の排水性を高める改修は元に戻すのが困難なため、転作後も水田の状態が維持されることが原因の一つである。 解決策として、大豆の畝間にイネ科の緑肥（マルチムギなど）を栽培する方法が考えられる。マルチムギの根は酸素を放出するため、大豆の生育に必要な酸素供給源となる可能性があり、水田の鋤床層を壊さずに大豆栽培に適した環境を作れる。また、大豆は窒素固定能力を持つため、マルチムギとの共存で肥料管理に大きな変更は必要ない。ただし、収穫機械の対応状況は確認が必要となる。

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日本の畜産は、狭い国土に多くの家畜を飼育しているため、糞尿処理が大きな問題となっている。土壌は比較的肥沃なため肥料には困っていないが、飼料は輸入に頼っている。結果、家畜糞堆肥の量は畑の受け入れ可能量を大幅に超え、過剰な窒素は土壌を酸性化させる。美味しい国産牛乳を飲み続けるには、消費者も処理コスト負担の覚悟が必要だ。窒素肥料は麻薬のようなもので、家畜糞堆肥はその安価な代替として使われ、土壌にパワーを与えるが、それは麻薬的な効果と言える。

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畑作継続の難しさは、土壌の劣化、特に酸性化にある。生産現場では土壌pHの重要性は認識されているものの、その原理の理解は曖昧なまま施肥が行われていることが多い。土壌酸性化は、肥料成分の溶解性に影響し、作物の養分吸収を阻害、生理障害や病虫害 susceptibility を高める。土壌は、地質時代からの生物活動による風化・堆積物で、化学肥料の登場により酸性化が加速した。しかし、肥料の中には酸性化を促進するものと緩和するものがあり、適切な施肥管理が重要となる。土壌形成の歴史を理解することで、pH管理の重要性も深く理解できる。

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木は倒木となってキノコに分解されるだけでなく、生きた状態でも土壌形成に貢献している。木の幹に地衣類が定着し有機物を蓄積、その後にコケが生育する。やがてこの表皮は剥がれ落ち、根元に堆積する。剥がれた表皮を観察すると、地衣類の活動の痕跡である黒ずみが見られる。これは地衣類が生成した有機物が表皮内部に浸透したためと考えられる。このように、木の代謝活動と地衣類の働きが土壌形成の一端を担っていると言える。これは、倒木や落葉による土壌生成に加え、生きた木による緩やかな土壌生成プロセスを示している。

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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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ミカンの落葉の分解遅延に関する考察を、好調な木の根元に生えたキノコの観察を通して行っている。好調な木には牛糞堆肥が施用され、その下にキノコが生えていた。キノコ周辺の落葉は分解が進んでいたが、全ての好調な木にキノコがあったわけではないため、相関関係は不明。 牛糞堆肥は落葉分解菌（白色腐朽菌）に悪影響を与えるという説がある一方、キノコの存在は外部からの腐朽菌の持ち込みを示唆する。ハウスの密閉性向上により菌類生態系の単一化が落葉分解遅延の原因ではないかと推測。 落葉分解促進策として、木質堆肥で落葉を覆う方法や、シロクローバの併用を提案。シロクローバは土壌物理性を向上させる効果があり、リンゴ園の事例を参考に挙げている。また、牛糞堆肥と落葉分解の関係性について、別の記事への参照を促している。

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ミカンの木の落ち葉が白っぽく漂白し、土に還りにくい現象は銅欠乏と関連している可能性が高い。健康な落ち葉はリグニンにより褐色だが、漂白した葉はリグニンが少ない。リグニン合成には銅などの微量要素が必須だが、土壌への過剰な石灰施用は銅の不溶化を招き、ミカンが銅を吸収できなくなる。ミカン栽培では石灰を好むとされ過剰施用の傾向があるが、土壌のpH調整には適切な方法が必要で、過剰な石灰は銅欠乏を引き起こし、リグニン合成阻害、落ち葉の漂白、分解遅延につながる。細根の育成環境改善や銅吸収しやすい環境整備、銅の補給によって対処できる。

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スギナはアルミニウム耐性があり、酸性土壌で生育する。根から分泌する有機酸でアルミニウムを無害化し、土壌中のミネラルを回収する。葉の先端の溢泌液には余剰養分が含まれ、土壌に還元される。スギナは自ら生産量は少ないが、有機酸により土壌改良を行い、他の植物の生育を助ける役割を果たしている。その生き様は、繁殖だけでなく、環境への貢献という別の生きる意味を問いかけるようだ。

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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。

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アサガオの種は翌年以降も発芽する。これは種が生きているのではなく、生命活動を停止した状態で、発芽の条件が揃うと蘇生する仕組みを持つためだ。乾燥により酵素の働きを止め、DNAも分解された状態にすることで長期保存が可能となる。吸水すると修復酵素がDNAを復元し、発芽に至る。種は時限装置付きの仮死状態と言える。しかし、土中の水分に触れても発芽時期まで吸水を抑制する仕組みや、種子孔が開くメカニズムなど、未解明な点も多い。

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京都の河川敷の岩場にナス科の植物が花を咲かせていた。ワルナスビかと思ったが、葉にギザギザがないため確信が持てない。厳しい環境の岩場に生え、花を咲かせた生命力に驚きつつも、この時期に花粉を運ぶ生き物がいるのか、自家受粉ではないのか疑問に思った。

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急に寒くなった森で、サザンカの花が咲き始めた。もうそんな季節かと感じつつも、なぜ寒い時期に開花するのか疑問に思う。サザンカは低木なので、春夏は他の木に隠れて目立たない。しかし、この時期は落葉樹の葉が落ちるので、サザンカの花が目立つようになる。とはいえ、寒い時期に花に来る生き物がいるのか、鳥が花粉を運ぶのかなど、開花理由がよく分からない。

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筆者は、日本情報化農業研究所で農業事業に従事していたが、CEO古荘氏の言動に不信感を募らせ退職した。古荘氏は、筆者らの農業調査を誇張したプレゼンを行い、西前氏が立ち上げたセレクトファームの成果を自分のもののように語り、資金調達に利用した。筆者らは畑で地道に努力していたにも関わらず、古荘氏は現場に来ず、農業を軽視する態度を取り続けた。その結果、関係者や取引先からの信頼を失墜させ、筆者も西前氏も会社を去ることになった。筆者は農業をエンジニアリングと同一視する古荘氏の考えに反論し、生き物を育てる仕事は知識を駆使したサポートだと主張する。 開発元退職後のSOY CMS開発継続理由は、オープンソース化により生まれたコミュニティへの責任感、ユーザーからの信頼、そしてSOY CMS自体への愛着による。退職後も開発を続け、改良を重ねることで、ユーザーにとってより良いCMSを提供し続けたいと考えている。