植物のミカタ

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哺乳類の大便の臭い成分は、スカトールやインドールなどのインドール環を含む化合物です。これらは、セロトニンやメラトニンのような神経伝達物質の代謝産物であると考えられています。インドールは、白色腐朽菌（キノコ）によって分解が促進されることが知られています。

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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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サツマイモ基腐病が産地で蔓延し、収入減を引き起こしている。病原菌 *Plenodomus destruens* による基腐病は、牛糞堆肥の使用と連作が原因と考えられる。牛糞堆肥は土壌の糸状菌バランスを崩し、基腐病菌の増殖を助長する可能性が高い。また、連作も発病を促進する。解決策は、牛糞堆肥を植物性堆肥に変え、緑肥を導入して連作障害を回避すること。しかし、緑肥は時間を要するため、肥料による対策も必要。農薬は、既に耐性菌が発生している可能性が高いため、効果は期待できない。天敵であるトリコデルマやトビムシの活用も、牛糞堆肥の使用を中止しなければ効果は薄い。

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イースト菌発酵液散布で耕盤層が破壊されるという農法の真偽を検証している。発酵による二酸化炭素発生で耕盤層を破壊するという説明には無理があり、他に要因があると考察。根による物理的破壊、酸による化学的破壊に加え、菌の活動で生成された酸素や有機酸、あるいは発酵液へのミミズの走性が耕盤層破壊に繋がっている可能性を挙げ、ミミズの行動範囲と誘引物質について更なる調査の必要性を示唆している。

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マッシュルーム栽培は、メロン栽培用の温床から偶然発見された。馬糞と藁の温床で発生する熱が下がり、ハラタケ類が発生することに気づいたのが始まりだ。栽培過程で、堆肥中の易分解性有機物は先駆的放線菌などの微生物によって分解され、難分解性有機物であるリグニンが残る。その後、マッシュルーム菌が増殖し、先に増殖した微生物、リグニン、最後にセルロースを分解吸収して成長する。このことから、野積み堆肥にキノコが生えている場合、キノコ菌が堆肥表面の細菌を分解摂取していると考えられる。これは土壌微生物叢の遷移を理解する一助となる。

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トリコデルマ・ビレンス(T.virens)が植物成長促進や病害抑制効果を持つことから、畑での活用に興味を持った筆者は、木材腐朽菌に対するトリコデルマの拮抗作用や、堆肥でのキノコ発生後の散布時期との関連性について考察している。キノコ発生後にトリコデルマが堆肥に定着する可能性を推測しつつも、広大な畑への散布ではトリコデルマが優勢になるには量が必要だと考え、トリコデルマ含有堆肥の効果的な使用方法に疑問を呈している。

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ブナシメジの廃菌床の活用法に着目した記事。ブナシメジは抗菌作用のある揮発性物質VAを生成し、特にキャベツの黒すす病菌に有効。廃菌床にもVAが含まれる可能性が高く、大量廃棄されている現状は資源の無駄。白色腐朽菌であるブナシメジの廃菌床はリグニン分解済みで、水田への施用によるレンゲ栽培や米の品質向上、ひいては二酸化炭素排出削減、農薬使用量削減にも貢献する可能性を提示。休眠胞子が大半を占める廃菌床は、作物への悪影響がない限り積極的に活用すべきと結論づけている。

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高槻の原生協コミュニティルームで行われたレンゲ米栽培の報告会では、レンゲの土壌改良効果に焦点が当てられました。レンゲは窒素固定により土壌への窒素供給を助け、化学肥料の使用量削減に貢献します。また、土壌の物理性改善にも効果があり、透水性や保水性を向上させます。これは、今回の記事で問題視されている荒起こしによる土壌の弾力低下やガス交換能の低下といった問題への解決策となり得ます。さらに、レンゲは雑草抑制効果も持ち、無草化による土壌有機物減少を食い止める可能性も示唆されました。つまり、レンゲの活用は、化学肥料や家畜糞に頼らない持続可能な稲作への転換を促す鍵となる可能性を秘めていると言えるでしょう。

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森林生態系の窒素・リン酸循環に着目し、家畜糞堆肥の散布が森林生産性に与える影響について考察している。窒素は森林生産性の制御要因であり、堆肥は窒素供給源となり得る。しかし、落葉分解における白色腐朽菌とトリコデルマの競合への影響や、土壌養分が急に豊かになった場合の樹木への影響は不明である。記事では、落葉の分解遅延による断熱効果の可能性にも触れつつ、堆肥散布のメリット・デメリットを比較検討し、最終的な判断は保留している。

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記事「カロテノイドの先にあるもの」は、生物における色素の役割と進化について考察しています。光合成色素であるカロテノイドは、光を吸収しエネルギーに変換するだけでなく、過剰な光エネルギーから植物を守る役割も担っています。陸上植物への進化に伴い、カロテノイドは多様化し、花や果実の鮮やかな色彩を生み出し、受粉や種子散布に貢献するようになりました。さらに、カロテノイドは動物にも取り込まれ、視覚や免疫機能など重要な役割を果たしています。記事は、生物が色素を巧みに利用することで環境に適応し、進化してきたことを示唆し、生命の多様性と進化の妙を強調しています。

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家庭内で行われた生ゴミのコンポスト化実験で、刈草の下に大量のダンゴムシとワラジムシが発生した。これらの虫は生ゴミを分解するデトリタスであり、刈草の下で生ゴミを食べて死んだことで、腐植の材料であるメラニンが急速に生成されたと推測される。また、ダンゴムシやワラジムシが掘り起こす穴の深さが考察されている。

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カブトムシの黒色色素メラニンを分解する菌について調査。花王の特許に見つかったメラニン分解酵素は、土壌中の担子菌セリポリオプシス・エスピー．MD-1株由来のマンガンペルオキシダーゼで、マンガンと過酸化水素存在下で毛髪メラニンを分解する。分解後はインドール等、或いはL-ドパ等のフェノール性化合物として土壌残留の可能性があるが詳細は不明。セリポリオプシス・エスピー．MD-1株はコウヤクタケの一種で、白色腐朽菌として知られ、針葉樹林の発酵処理に利用される。メラニンがコウヤクタケにより腐植化するか否かは今後の研究課題。

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ネギとマルチムギ（コムギ）の混作で、劣悪土壌の改善、アザミウマ防除、ネギ生育向上に成功した事例から、コムギのアレロパシー物質DIMBOAに着目。DIMBOAは広範囲の病原体への抗生物質だが、土壌への吸着で活性を失う可能性がある。そこで、緑肥マルチムギの効果を高める施肥設計を提案。次作の基肥と共に堆肥を投入し、緑肥の生育環境を整える。さらに、黒糖肥料を追肥することで、糖供給によるDIMBOAの土壌吸着促進と、アミノ酸・金属による成長促進を図る。つまり、緑肥を衰退した環境に植えるのではなく、堆肥と黒糖肥料で積極的に生育を促し、アレロパシー効果を最大限に活かす戦略。同時に、コウジカビがアレロケミカルを宿主にとって無毒で有益な物質に変換する可能性にも言及。

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スズメが集まる場所の足元の石に白い鳥の糞が付着している。鳥の糞は尿酸という固形物で、水に溶けにくく酸性である。この尿酸が雨に溶けることで、少しずつ石の成分を溶かしている可能性がある。鳥の糞は鶏糞と同じく、尿酸を主成分とする。関連する記事では、鶏糞の成分や、白色腐朽菌との関係、抗酸化作用などが解説されている。石の表面の白い尿酸は、雨によって溶解し、酸性の溶液となって石の表面を侵食していると考えられる。これは、山の鉄が川を経て海へ運ばれる現象と同様に、自然界における物質の移動・変化の一例と言える。

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食用キノコから発見されたストロビルリンは、農業に革命をもたらした殺菌剤の基となった天然物質です。1960年代、マツタケから発見されたストロビルリンAは、強い抗菌活性を示しましたが、光に弱く実用化には至りませんでした。 その後、研究者たちは様々なキノコからストロビルリン類縁体を探索し、より安定した構造を持つものを発見。これらの化合物を元に合成されたストロビルリン系殺菌剤は、広範囲の植物病害に効果を発揮し、低い毒性と環境への優しさから広く利用されるようになりました。 ストロビルリン系殺菌剤は、ミトコンドリア呼吸を阻害することで菌類の生育を抑えます。この作用機序は既存の殺菌剤とは異なり、耐性菌の発生リスクを低減する効果も期待されています。こうして、食用キノコの研究から生まれたストロビルリンは、農業における病害防除に大きく貢献しています。

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白色腐朽菌とトリコデルマは、木材腐朽において拮抗関係にあります。白色腐朽菌はリグニン、セルロース、ヘミセルロースを分解する一方、トリコデルマは主にセルロース分解菌です。両者が遭遇すると、トリコデルマは白色腐朽菌の菌糸を攻撃、巻き付き、溶解することで成長を阻害します。これは、トリコデルマが産生する抗生物質や酵素によるものです。 木材腐朽の過程では、白色腐朽菌がリグニン分解により木材を白色化し、トリコデルマがセルロース分解により木材を軟化させます。両者の競合は、木材分解の速度や最終的な分解産物に影響を与えます。この拮抗作用は、自然界における物質循環において重要な役割を果たしています。

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筆者は京都府立植物園のキノコ展で、椎茸の原木栽培と菌床栽培を比較する機会を得た。特に菌床栽培では、培地全体に菌糸が行き渡っているのではなく、未分解の木屑が部分的に残っていることを観察した。このことから、キノコ栽培は培地全体への菌糸蔓延をもって終了するとの推測に基づき、展示されていた菌床は終了間際のものと判断。もしこの判断が正しければ、キノコ農家から譲り受ける廃菌床にも、想像以上に未分解の木屑が含まれている可能性がある。この観察は、廃菌床堆肥利用に関する考察を深める契機となった。

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「山の鉄が川を経て海へ」は、鉄が森林生態系、特に樹木の成長に重要な役割を果たし、最終的に海へ運ばれる過程を解説しています。森林土壌中の鉄は、微生物によって可溶化され、樹木に吸収されます。樹木は光合成を通じて、大気中の二酸化炭素を吸収し、酸素を放出しますが、鉄はこの光合成に必要な酵素の構成要素となっています。落ち葉や枯れ枝は、土壌中の微生物によって分解され、鉄は再び土壌に戻ります。しかし、一部の鉄は雨水に溶け込み、川を流れ、最終的に海へと到達します。海では、植物プランクトンの成長に不可欠な栄養素となり、食物連鎖の基盤を支えています。このように、鉄は森林から海へと循環し、地球全体の生態系を維持する上で重要な役割を担っています。

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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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寺の境内の木の根元に、サルノコシカケと思われる硬いコブ状のキノコが生えていた。サルノコシカケの子実体は非常に硬く、柄がないものが多い。大部分のサルノコシカケは木材を分解する白色腐朽菌や褐色腐朽菌で、木と共生はしない。つまり、この木はサルノコシカケによって腐朽させられている過程にあり、おそらく寿命が尽きかけていると考えられる。

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リグニンは植物細胞壁の主要成分で、その複雑な構造のため分解が難しい。白色腐朽菌は、リグニンペルオキシダーゼやマンガンペルオキシダーゼ、ラッカーゼといった酵素を産生し、リグニンを効率的に分解できる唯一の生物群として知られる。これらの酵素は、リグニンの複雑な構造を酸化的に分解し、低分子化することで、他の微生物による分解を促進する。 白色腐朽菌によるリグニン分解は、地球上の炭素循環において重要な役割を果たしているだけでなく、バイオエタノール生産や環境浄化など、様々な分野での応用が期待されている。特に、リグニン由来の芳香族化合物を有用物質に変換する技術開発は、持続可能な社会の実現に向けて重要な課題となっている。

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名古屋大学の研究チームは、植物ホルモン・オーキシンが植物の発根を促進する詳細なメカニズムを解明しました。オーキシンは、植物の細胞壁を緩める酵素を活性化させることで発根を促進します。 具体的には、オーキシンが細胞内の受容体と結合すると、特定の転写因子が活性化されます。この転写因子は、細胞壁を分解する酵素群の遺伝子の発現を促し、細胞壁を緩めます。これにより細胞の伸長が起こりやすくなり、発根が促進されることが分かりました。この発見は、発根を制御する農薬の開発に貢献する可能性があります。

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白色腐朽菌はリグニンを分解する能力を持つが、トリコデルマ菌と競合するとリグニンの分解が抑制される。これは、トリコデルマ菌が白色腐朽菌の生育を阻害する抗生物質を産生するためである。一方、堆肥化過程で白色腐朽菌が優占すると、トリコデルマ菌の増殖は抑制される。つまり、堆肥化におけるリグニンの分解効率は、白色腐朽菌とトリコデルマ菌の拮抗作用によって左右される。木質資材と家畜糞を組み合わせた場合、両菌のバランスが変化し、リグニンの分解が抑制される可能性があるため、この点に注意が必要だ。

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キノコ栽培後の廃培地は、リグニン分解が進み土壌有機物蓄積に重要なフェニルプロパノイドを含む貴重な資源だが、現状は産業廃棄物として焼却処分されている。これは、植物が固定した二酸化炭素を放出するだけでなく、土壌改良材としての活用機会も失う二重の損失となる。キノコ栽培の活性化と廃培地の有効活用は、地方創生に貢献し、大気中の温室効果ガス削減にも繋がる可能性を秘めている。ただし、廃培地を堆肥として利用するには、作物との窒素競合を防ぐため適切な処理が必要となる。

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キノコ栽培は、資源に乏しい農村の経済活性化に貢献してきた。特に原木栽培は、山林資源を活用し、シイタケなどの乾燥保存できる高付加価値商品を生み出すことで、村外への販売による外貨獲得を可能にした。 さらに、現代では廃校を活用したキクラゲやシイタケの培地栽培も注目されている。この方法は食品廃棄物を再利用するため、焼却処分を減らし、温室効果ガス削減にも繋がる持続可能な取り組みと言える。

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人工林の切り株が中心部から白色の菌糸によって朽ちて空洞化している。菌糸は木材を細かく分解し、剥がれ落ちた断片は切り株の中心に集まり、落ち葉に覆われる。下部には根の有機物が残っており、鉱物がないため断片は完全に分解される。もし風化した石が流れ込めば、断片は未来の植物の栄養となるが、白色腐朽菌にとっては不利な環境となる。

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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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アルミニウムは強い結合力を持つため、土壌中で様々な物質と結合し、植物の生育に影響を与える。特にポリフェノールと強く結合し、難溶性の錯体を形成する。このため、ポリフェノールが豊富な堆肥などを施用すると、アルミニウムが固定化され、植物への吸収が抑制される。これはアルミニウム毒性を軽減する一方で、ポリフェノール自体も植物にとって重要な役割を持つため、その効果も同時に減少する可能性がある。土壌中のアルミニウムとポリフェノールの相互作用は複雑で、植物の生育に多大な影響を与えるため、土壌管理において考慮すべき重要な要素である。

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ハウスミカンの落ち葉が分解されないのは、単一作物の連作で微生物の多様性が失われ、白色腐朽菌が不足しているためと考えられる。外部資材にキノコが生えたのは、資材に腐朽菌が苦手とする成分が含まれていたとしても、ハウス内に腐朽菌が少ないためである。解決策は、腐朽菌を含む資材で落ち葉を覆い、更にクローバを播種して腐朽菌の活動を促進することだ。しかし、土壌の排水性低下とEC上昇により、クローバの生育が懸念される。

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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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おがくず堆肥化の課題は、C/N比の高さに加え、撥水性による水分浸透の悪さである。リグニン分解に必要な白色腐朽菌の活動には、十分な水分と栄養が不可欠。そこで、糖蜜の粘性と栄養を利用し、水分保持と菌の活性化を図ることが提案されている。糖蜜には糖、アミノ酸が豊富で、水分発生と菌の栄養源となる。さらに、pH調整に苦土石灰、微量要素供給と保水性を高めるためにベントナイトの添加も有効と考えられる。おがくずの撥水性を克服し、水分を保持させる工夫が、堆肥化成功の鍵となる。

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水耕栽培に使用したヤシガラ培地に褐色腐朽菌が生えた場合、堆肥としての利用価値が問われる。褐色腐朽菌はリグニンを分解せず酸化型リグニンに変性させるため、土に馴染む断片化リグニンは少ない。そのため、堆肥としてそのまま利用する場合は、排水性向上等の効果は期待できるものの、土壌への馴染みは低い。より良質な堆肥にするには、乾燥・殺菌後、白色腐朽菌を繁殖させるか、おがくずと混ぜて撥水性を弱める方法が考えられる。培地にはコケも生えているため有機物量は多い。ただし、褐色腐朽菌は炭素量を多く残すため、酸化型リグニンの量は重要でない可能性もある。

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水耕栽培で使ったヤシガラ培地に黄色いキノコが生え、堆肥化の可能性について考察している。キノコの種類はコガネキヌカラカサタケと推定され、Wikipediaの情報から木の分解者である真正担子菌網に属するため、堆肥化に適している可能性がある。ただし、褐色腐朽菌の可能性が高く、木質成分の分解ではなく変性をしている可能性もあるため、褐色腐朽菌のリグニン変性メカニズムの理解が必要。なお、イボコガネテングタケの可能性も残っており、その場合は菌根菌のため堆肥には不向き。キノコの正確な同定には鮮明な写真と図鑑が必要。

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籾殻が敷かれた通路に生えるキノコは、他の菌類との生存競争を繰り広げている。籾殻は保水性と通気性を高め、キノコにとって有利な環境を作り出す。特に、窒素が少なくグルコースが多い環境で優位となる。 鶏糞などの施肥はこの環境を一変させる可能性がある。窒素が増えることで、キノコは競争に敗れ、分解しやすいセルロースは消費され、分解しにくいリグニンが残るかもしれない。 いずれにせよ、菌類によるセルロース分解は熱を発生させるため、地温上昇は避けられない。知識を持つことで、一見ただのキノコも、微生物間の攻防という新たな視点で見ることができる。

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師から堆肥のまき方を指導された時の経験から、高C/N比資材の堆肥化における窒素分の補給の必要性について疑問を呈している。師の指示通りに間伐材チップを高く積み上げたところ、発酵促進資材無しでも大型のキノコが多数発生した。通常、キノコの成長には窒素分が必要とされるが、日向に置かれたチップの山で、窒素分補給無しにキノコが繁殖したことは、従来のおがくず堆肥製造における家畜糞などによる窒素分補給の必要性に疑問を投げかける結果となった。この経験は、エノコロの成長に関する考察と同様に、窒素供給に関する固定観念への再考を促すものとなっている。

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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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高C/N比の枝を堆肥化するには、窒素源が必要という通説への疑問を提起している。リグニン分解に必要な白色腐朽菌は、窒素過多だとトリコデルマ菌との競合に敗北し、分解が阻害される。木質堆肥に牛糞などを加える慣習は、速効性窒素によりトリコデルマを優位にし、リグニン分解を阻害する可能性がある。キノコの生育を観察すれば、窒素源が必要か判断できるはずで、土壌中には窒素固定菌も存在する。記事では、窒素源添加はむしろ有害である可能性を指摘し、自然界の分解過程に学ぶべきだと主張している。

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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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キノコは成長過程で、キチナーゼなどの酵素で自身の細胞壁を分解・再構成する。この仕組みは、カニ殻を土壌改良材として使うのと同様に、キノコが生えた場所でもキチン分解効果が期待できることを示唆する。特にシイタケは子実体形成期と収穫後にキチン分解酵素の活性を高める。このことから、キノコが生えた木材を農業資材として活用すれば、カビ病対策に繋がり、農薬使用量削減の可能性も考えられる。しかし、シイタケに含まれる免疫活性物質レンチナンは、収穫後の自己消化で急速に減少するため、天日干しによる効果は限定的である。

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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。