植物のミカタ

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川底や湖底に沈んだ落葉は、水生昆虫の幼虫であるカワゲラ、トビケラ、ガガンボなどが食べて分解します。これらの昆虫は「破砕食者」と呼ばれ、秋から春にかけて活発に活動し、落葉を細かく砕いて消費します。ただし、水中の落葉を分解する生物は少なく、湖が土砂や有機物で埋まる可能性はゼロではありません。

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長雨による日照不足で稲のいもち病被害が懸念される中、殺菌剤使用の是非が問われている。殺菌剤は土壌微生物への悪影響や耐性菌発生のリスクがあるため、代替策としてイネと共生する窒素固定菌の活用が挙げられる。レンゲ栽培などで土壌の窒素固定能を高めれば、施肥設計における窒素量を減らすことができ、いもち病への抵抗性向上につながる。実際、土壌改良とレンゲ栽培後の稲作では窒素過多の傾向が見られ、減肥の必要性が示唆されている。今後の課題は、次年度の適切な減肥割合を決定することである。

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ヤシャブシは、マツ科、ブナ科と並んでキノコと共生するカバノキ科の樹木。撹乱された土地にいち早く生育し、土壌の養分を吸収する菌根菌と共生するだけでなく、窒素固定細菌とも共生することで空気中の窒素をアンモニアとして取り込む能力を持つ。ハンノキイグチのようなイグチ科のキノコが生えることが報告されている他、原木栽培にも利用される。しかし、花粉はスギよりもアレルギーを引き起こしやすいという欠点もある。土壌改善、キノコ栽培に有用な一方、花粉症対策が必要な樹木と言える。

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とある農村では、かつてマツタケが主要な収入源だったが、松枯れにより壊滅的な打撃を受けた。村は活気を失い、高齢化と過疎化が進んだ。 そこで、村を再生しようと、新たなキノコ栽培に着手。シイタケ、ナメコ、マイタケなど多様なキノコを栽培することで、収入の安定化と雇用創出に成功した。さらに、キノコを使った加工品開発や観光農園化など、6次産業化にも取り組み、村は再び活気を取り戻した。キノコ栽培は、村の経済だけでなく、高齢者の生きがい創出や若者のUターンにも繋がり、持続可能な農村モデルとして注目されている。

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若山神社のシイ林には、カシ林との棲み分け以外に、参道によるギャップダイナミクスが見られる。参道は林冠が途切れて光が差し込むため、周囲とは異なる植生が現れる。具体的には、ツバキ科のサザンカ（おそらく八重咲き）が植えられていた。八重咲きは雄蕊が花弁に変化したもので、自然種ではなく人為的に植えられた可能性が高い。人がサザンカの生育に適した場所として参道を選んだことは、森林生態系の理解に繋がる貴重な知見となる。

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大阪北部では優先種であるツブラジイは、九州南部ではイスノキにその座を譲る。ツブラジイは耐陰性が強く、成長も遅い。九州南部は台風が多く、成長の速い木は風に弱いため、成長の遅いイスノキが優先種となる。著者は、森林生態系への人為的な介入、特に木の成長促進への疑問を呈する。家畜糞肥料による成長促進は、木の強度を弱め、台風被害を助長する可能性があるため、森林より海洋微細藻類培養への利用を提案する。これは、海洋における窒素、リン酸、鉄不足の解消にも繋がる。牛糞堆肥の利用についても、土壌への過剰な窒素供給は、土壌のバランスを崩し、かえって生産性を低下させる可能性があると指摘している。

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森林生態系の物質循環、特に窒素とリン酸の循環に焦点を当てた解説。森林の生産性は水や窒素の循環に影響され、窒素は降雨や落葉、窒素固定によって供給される一方、脱窒やアンモニア揮発、渓流水で流出する。窒素は植物体内や森林全体で再利用性が高い。リン酸も重要で、再利用性が高く、母岩からの溶出が供給源となる。窒素は肥料木や動物の活動で森林に蓄積され、リン酸は母岩由来の供給が大きい。全体として、森林生態系における窒素とリン酸の循環の複雑さと重要性を示唆している。

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アカガシとツクバネガシの標高による棲み分けについての本を読み、高槻の本山寺（標高約520m）へアカガシを探しに行った。樹皮とドングリ、葉の特徴からアカガシを確認。境内にもアカガシ林保護の掲示があった。アカガシが現れる直前まではアラカシらしき木が生えていたが、その後はアラカシが見られなくなり、標高による棲み分けの可能性を感じた。

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ブナ科樹木の風媒花と虫媒花に着目し、森林内での棲み分けと進化の過程について考察している。風媒花の樹木は林縁に、虫媒花は奥地に分布する傾向がある。コナラ属など一部は風媒花だが、シイ属やクリ属は虫媒花である。林縁は昆虫が多いにも関わらず風媒花が存在するのはなぜか、風媒花から虫媒花への進化、あるいはその逆の退化が起こっているのかを疑問として提示。さらに、風媒花による花粉散布が他の植物の生育に影響する可能性にも触れている。

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陰樹の耐陰性は、暗い林床でも生存できる能力を指す。陰樹の葉は陽樹に比べ薄く、構成する層も少ないため、維持コストが低い。これは光合成量が限られる環境では有利となる。また、呼吸量が少ないことも、ネズミによる食害リスクを減らす点で生存に寄与する。陰樹の中でも、ツブラジイはスダジイより耐陰性が高い。葉の厚さや呼吸量の差に加え、クチクラ層による遮光なども耐陰性に関係する。これらの要素が、成長は遅いが長期間生存できる陰樹の特性を支えている。

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荒れ地に最初に進出するパイオニア植物であるハギは、痩せた土地でも生育できる窒素固定能力を持つ。マメ科植物特有の根粒菌との共生により、空気中の窒素を土壌に固定し、自身の成長だけでなく、他の植物の生育環境も改善する。ハギは、森林が成立するまでの遷移の初期段階を担う重要な役割を果たす。繁殖においても、種子散布だけでなく、地下茎による栄養繁殖も得意とするため、急速に群落を拡大できる。これらの特性により、荒れ地を緑化し、次の遷移段階への足掛かりを作る役割を担っている。

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筆者はブナ科植物の進化に興味を持ち、殻斗と堅果の関係に着目している。クリは一つの殻斗に複数の堅果を持つ一方、コナラは小さな殻斗に一つの堅果を持つ。シイは大きな殻斗に一つの堅果だが、複数の堅果を持つ種も存在する。これらの観察から、進化の過程で殻斗と堅果の関係がどのように変化したのか疑問を抱いている。 最新の研究に基づくブナ科の系統樹を参照し、クリ属からシイ属、コナラ属、そして大きな堅果を持つ種へと進化した流れを考察。マテバシイ属の特異な形態に着目し、今後の研究で系統樹に変化が生じる可能性を示唆。最後に、ブナ科系統樹の基部に位置するブナ属への強い関心を表明し、ブナ林を訪れたいと考えている。

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ブナ科樹木の森林における優位性について、外生菌根菌との共生関係が要因として考えられている。京都大学出版会発行の「どんぐりの生物学」ではこの説を取り上げているが、決定的な証拠はない。外生菌根菌は、共立出版「基礎から学べる菌類生態学」によると、担子菌門や子嚢菌門の菌類で、マツ科、ブナ科などの樹木と共生する。テングダケ科なども含まれ、菌根ネットワークを形成することで宿主植物を強化する可能性がある。しかし、テングダケの毒性と菌根ネットワークの安定性との関連は不明であり、カバイロツルタケのようにブナ科と共生するテングダケ科の菌も存在する。

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イネの生育に影響を与える水素酸化能を持つ内生菌に関する研究報告が紹介されている。この内生菌は土壌や海洋由来の水素を酸化すると考えられ、そのエネルギーを利用している可能性が示唆されている。 以前のケイ酸と土壌微生物の関係性についての考察を踏まえ、ストレプトマイセス属のような細菌とイネの共生関係について調査した結果、この水素酸化菌の報告に辿り着いた。水素酸化の目的は不明だが、今後の研究でケイ酸と微生物、そしてイネの関係性が解明される可能性に期待が寄せられている。

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レンゲ米栽培田と慣行栽培田を比較観察した結果、中干し後、慣行栽培田では葉色が薄くなっているのが確認された。これは幼穂形成期における養分転流の影響と考えられる。養分転流は微量要素の移動にも関わり、根の活性が高いと新葉での転流利用率は低下する。サイトカイニンは葉の老化抑制に作用するため、発根が盛んなレンゲ米栽培田では葉色が濃いまま維持されている可能性がある。猛暑時期の光合成を盛んにするには、地温・外気温・紫外線対策といった水管理が重要となる。

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筆者は、ハナバチが横向きや下向きの花を好むという記述から、オニアザミの花の向きについて考察している。一般的にアザミは筒状の集合花で、チョウやハナバチが訪れる。しかし、オニアザミは花が大きく重いため下向きになり、チョウは蜜を吸えなくなる可能性がある。つまり、花の向きが送粉する昆虫の選択性に関わっているのではないかと推測している。筆者は、大型で下向きの花を持つオニアザミには、どのような昆虫が送粉に関わっているのか疑問を投げかけている。

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プロポリスは、ミツバチが植物の新芽や樹液から集めた樹脂混合物で、巣の隙間を埋めたり、補強、抗菌・抗酸化のために使われます。成分は樹脂、バルサム、精油、ワックス、花粉など多様で、産地や季節によって組成が変化します。人間は健康食品やサプリメントとして利用し、抗菌、抗炎症、抗酸化、免疫賦活などの効果が期待されていますが、科学的根拠は限定的です。また、アレルギー反応を起こす可能性もあるため注意が必要です。プロポリスはミツバチにとって巣の衛生と安全を維持する重要な役割を果たしています。

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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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レンゲ米の質向上には、レンゲの生育環境改善が鍵となる。レンゲの旺盛な発根を促し、根圏微生物の活動を活発化させることで、土壌の団粒構造が形成され、難吸収性養分の吸収効率が高まる。 具体的には、稲刈り後の水田の土壌を耕し、粘土質土壌をベントナイト等の粘土鉱物や粗めの有機物で改良することで、レンゲの根張りを良くする。さらに、レンゲ生育中に必要な金属成分を含む追肥を行うことで、フラボノイドの合成を促進し、根粒菌との共生関係を強化する。 つまり、レンゲ栽培前の土壌改良と適切な追肥が、レンゲの生育を促進し、ひいては次作の稲の品質向上、ひいては美味しいレンゲ米に繋がる。緑肥の効果を高めるためには、次作で使用する土壌改良資材を前倒しで緑肥栽培時に使用することも有効である。

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アザミの群生地を観察し、周辺環境との関係を探っている。前回は硬い茎の草との関係を考察したが、今回はスギナのような草が繁茂する場所で見つけた。スギナは酸性土壌指標植物であることから、アザミと土壌酸性の関係に疑問が生じた。しかし、栽培環境と自然環境では植物の好む土壌が異なるという専門家の指摘を思い出し、単純に結びつけられないことに気づく。アザミがスギナを好むのか、スギナに追いやられているのかは不明であり、引き続き観察が必要だ。

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菌根菌との共生により特定の植物種（イネ科）が優占化し、植物多様性を低下させる事例がある。しかし、ナズナ優占化の原因を菌根菌に求めるのは難しい。ナズナはアブラナ科であり、菌根菌と共生しないためだ。「栽培しやすい土壌」でナズナが増加した要因は、菌根菌以外に求めるべきである。

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著者は10数年前、師のもとで緑肥による土壌改善効果に感銘を受け、独学を開始しました。その指針となったのが『土壌微生物生態学』です。 同書を再読した際、土壌微生物が粘土鉱物周辺に集まるという事実に改めて注目。この知見から、根圏微生物を豊かにする緑肥と粘土鉱物肥料を併用することで、緑肥効果を一層高められる可能性を示唆しています。経験を重ねることが、同じ情報から深い知見をもたらすことを強調する記事です。

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殺菌剤の使用は、植物の表面にいる氷核活性細菌を減らし、昆虫の耐寒性を高め、食害被害を増加させる可能性がある。ある研究では、アーバスキュラー菌根菌（AM菌）と共生した植物は、葉食性昆虫の食害を受けにくく、逆に殺菌剤を使用した区画では食害が増加した。AM菌との共生は、植物のリン酸吸収効率向上よりも、防御反応に関わる二次代謝産物の影響が大きいと考えられる。つまり、ヨトウガなどの害虫対策には、病原菌の発生を抑え、植物の抵抗力を高めることが重要となる。これは、家畜糞堆肥の使用を避け、土壌微生物のバランスを整えることにも繋がる。

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ネナシカズラは、種子の寿命が長く、動物の胃の中でも生存できることから、日本全国に広く分布しています。 寄生するためには宿主植物に巻きつき、寄生根で宿主体内に侵入します。その寄生根は宿主植物の維管束と繋がり、寄生を開始します。 ただ、すべての植物に寄生できるわけではなく、宿主植物の種類によっては寄生率が低くなります。また、幼植物は寄生率が低いため、生き残る確率も低くなります。 そのため、ネナシカズラがイネ科の植物に寄生できる可能性は低く、雑草の多い畑や、通路に雑草対策が施されている畑では被害は限定的である可能性があります。

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こども園で見たカブトムシの蛹が白く、羽化後に黒くなるのを見て、筆者は黒色の色素に疑問を抱きました。検索の結果、その色素は「メラニン」であることが判明。メラニンはチロシンからL-ドパを経て合成され、外骨格に蓄積されます。これは単に色を決めるだけでなく、昆虫が傷害や感染を受けた際の防御機能も担っており、黒っぽい昆虫の外骨格にはフェノール性化合物が蓄積されていると言えます。今後は、死骸のメラニンが土に還る過程に興味が持たれています。

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水田に水が入り、窒素やリンが豊富になると緑藻が急増した。それを餌に動物プランクトンも増え、水は茶色くなった。数日後には水は澄み、動物プランクトンは姿を消した。代わりに現れたのはカブトエビ。彼らは水底を動き回り、藻類やプランクトンの死骸などを食べているようだ。このように、水田では栄養塩が藻類、プランクトン、カブトエビへと変化し、無機物から有機物への急速な転換が見られた。これは撹乱された生態系の典型的な個体数変化と言える。

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ショウガの根茎腐敗病は、卵菌類（フハイカビ）によるもので、根茎が腐敗する。卵菌類はかつて菌類とされていたが、現在ではストラメノパイルという原生生物に分類される。細胞壁にキチンを含まないため、カニ殻肥料によるキチン分解促進や、キチン断片吸収による植物免疫向上といった、菌類対策は効果がない可能性がある。卵菌類はかつて色素体を持っていた藻類であった可能性があり、この情報は防除対策を考える上で重要となる。

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ライムギは麦角菌に感染しやすく、菌が産生する麦角アルカロイドにより麦角中毒を引き起こす。中毒症状は壊疽型と痙攣型に分類され、深刻な健康被害をもたらす。中世ヨーロッパでは「聖アントニウスの火」と呼ばれ恐れられた。現代では品種改良や栽培管理により麦角中毒は減少したが、ライムギは依然として麦角菌の宿主となる可能性がある。家畜への飼料にも注意が必要で、感染したライムギは家畜にも中毒症状を引き起こす。そのため、ライムギの栽培・利用には麦角菌への感染リスクを考慮する必要がある。

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ヨトウムシの食害が深刻な中、グラスエンドファイトという菌類に着目した。内生菌の一種であるグラスエンドファイトに感染したホソムギ（イタリアンライグラス）は、ヨトウムシの生育を抑制する効果があることが『基礎から学べる菌類生態学』で紹介されている。ヨトウムシは種類によってはイネ科を摂食しないため、全てのヨトウ対策に有効かは不明だが、イタリアンライグラス周辺を産卵場所としない可能性があり、幼虫の大移動を防げるかもしれない。農業への応用はまだ研究段階だが、グラスエンドファイトに関する翻訳本でさらに詳しく調べてみる。

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ブログ記事「植林・植樹の前に」は、ハゲ山への安易な植林では木が定着しにくい現状に警鐘を鳴らしています。筆者は「大地の五億年」などの書籍や生態学の知見から、健全な森の形成には、まずシダや低木といった下草が先に充実し、腐植を蓄積させ、湿潤な環境を整えることが不可欠だと強調。この環境作りには草が密に茂る状態が先行するため、特にススキのようなイネ科の草の種を蒔くことから始めることが、ハゲ山の植林における最適解だと提言しています。

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アーバスキュラ菌根菌は、リン酸などの養分吸収を助けるため、共生関係を築ける環境作りが重要。土壌に水溶性養分や糖分が多いと共生しにくいため、過剰な施肥は避けるべき。ネギの菌根菌はネギだけでなく緑肥とも共生するため、除草剤で全て除去するのではなく、通路などに緑肥を栽培すると共生菌が増加。クローバーの根圏は共生菌が豊富との報告もあり、緑肥は土壌の物理性改善だけでなく肥料効率向上にも貢献する可能性がある。

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アーバスキュラ菌根菌、特にグロムス菌門は、多くの陸上植物と共生関係を築き、アーバスキュラ菌根を形成する。宿主植物の根よりも細く長い菌糸を伸ばし、リン酸などの養分吸収を促進する。また、感染刺激により植物の免疫機能を高め、病原菌への抵抗性を向上させる「ワクチン効果」も持つ。乾燥や塩害への耐性も向上する。しかし、植物にとって共生は負担となるため、養分が豊富な環境では共生関係は形成されにくい。

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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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白色腐朽菌とトリコデルマの生存競争において、培地成分が勝敗を左右する。硫安添加はトリコデルマを活性化させる一方、糖の種類も菌の繁殖に影響する。グルコース添加では白色腐朽菌、キシロースではトリコデルマが優勢となる。これは、米ぬかや糖蜜などデンプン質をキノコ培地に添加する既存のノウハウを裏付ける。つまり、窒素系肥料は控えめ、デンプン質は多めにするのが有効である。この知見はキノコ栽培だけでなく、堆肥作りにも応用できる可能性を秘めている。

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倒木分解における白色腐朽菌とトリコデルマの競合を解説。トリコデルマはセルロース分解菌で、白色腐朽菌の菌糸を溶解する菌寄生性を持つ。実験により、硫酸アンモニウムなどの速効性窒素源が多いとトリコデルマが優勢になることが判明。このため、木質堆肥に家畜糞などの速効性窒素を加えると、リグニン分解を担う白色腐朽菌の働きが阻害され、分解効率を損なう可能性が指摘されている。高C/N比材には窒素固定菌の活用も示唆された。

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倒木の分解過程で、難分解性のリグニンがセルロースを覆っているため、多くの微生物はセルロースを利用できない。リグニンを分解できるのは白色腐朽菌と褐色腐朽菌で、この記事では白色腐朽菌に焦点を当てている。白色腐朽菌は木材に白い菌糸を張り巡らせ、リグニンを分解することで木を脆くする。リグニン分解後、セルロースを分解してエネルギーを得てキノコを形成する。その後、セルロースを好むトリコデルマ属菌が現れ、白色腐朽菌と競合が始まる。この競合が堆肥作りにおいて重要となる。

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木質資材で堆肥を作るなら、キノコ栽培の知識が役立つ。キノコ栽培では、おがくずのような高C/N比資材に、さらにC/N比の高い米ぬかを加えてキノコを育てる。鶏糞のような窒素分の高い資材は使わない。にもかかわらず、キノコ栽培の副産物である廃培地は優れた堆肥となる。これは、キノコ（木材腐朽菌）がおがくずの分解を効果的に進めているため。高C/N比資材に窒素分を加えるという一般的な堆肥作りの常識とは異なるアプローチだが、キノコ栽培は効率的な堆肥作りのヒントを与えてくれる。農業における堆肥作りの検証不足が、非効率な方法の蔓延を招いている現状を指摘し、キノコとカビの生態学への理解の重要性を強調している。

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イネも窒素固定を行うという。水田のミネラルだけで生育できるとは思えず、空気中からの窒素固定でタンパク質を合成しているのでは、と推測。日本の主食であるイネが窒素固定できることは、日本の文明にとって必然だったと言える。人類が窒素固定植物を選抜したことで農耕文化が発展した。

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ススキはセイタカアワダチソウの攻撃にも強く、群生することで勢力を拡大する。さらに、ススキは土壌微生物生態学によると、体内に窒素固定を行うエンドファイト窒素固定細菌と共生している。このため、マメ科植物のように窒素固定能力を持つ。ススキの旺盛な生育は昔から知られていたが、目立った特徴がなかったため窒素固定能力の発見は遅れた。

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クローバーの根圏には、他の植物と比べて格段に多くの菌類が集まる。特に木質資材が多い養分の乏しい環境では、クローバーは木質を分解する腐朽菌を根圏に集めることで、生育に有利な環境を作り出していると考えられる。この現象は、土壌微生物生態学の書籍にも記されており、クローバーが木質資材の分解を通じて優位に立つ仕組みを説明づけている。実際に木質資材でクローバーを育てると、根元に多くのキノコが生える様子が観察される。

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中秋の名月にススキと月を愛で、秋の訪れを感じた作者。川原で風にそよぐ白い綿毛を見て、秋の涼しさ、収穫の喜び、安心感に浸る。しかし、ふと我に返り、ススキは乾燥した高台に生えるものだと気づく。川原にあったのは、ススキに似たオギだった。これは大学で生態学の講義と期末テストで習った内容だった。