植物のミカタ

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小学生の息子がスライム作りに使うホウ砂について調べている。ホウ砂(Na₂[B₄O₅(OH)₄]·8H₂O)は水に溶けると四ホウ酸イオン(B₄O₇²⁻)を生じ、これが加水分解してホウ酸(H₃BO₃)になる。更にホウ酸は水と反応し、B(OH)₄⁻と平衡状態になる。水溶液はOH⁻の生成によりアルカリ性になる。スライム作りにおいて重要なのは四ホウ酸イオンの加水分解だが、詳細は後述。

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田植え後の水田で、オタマジャクシが水面に腹部を向け口をパクパクさせているのを頻繁に見かけた著者は、水中の酸素不足を疑う。田植えから二週間、生物が増えたことで水中の酸素が不足し、鰓呼吸のオタマジャクシが苦しがっているのではないかと推測する。さらに、生物の活動が活発化することで水温が上がり、曇天が多い梅雨時期のイネの生育に影響を与える可能性も懸念している。

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濃縮還元は、オレンジジュースなどを長持ちさせる技術です。果汁を濃縮することで、輸送コストを抑えたり、保存性を高めたりできます。 濃縮には、熱に弱い栄養素を守るため、真空濃縮など様々な方法があります。しかし、香り成分は低分子のため、濃縮時に失われてしまうため、後から香料を加える必要があります。 濃縮還元は、海外からの輸入果汁を使う際に特に有効です。果汁の濃度が高くなることで、ジャムのように浸透圧が上がり、保存性も高まります。 香料の詳細は企業秘密ですが、複雑な香りを再現する技術が使われていると考えられます。

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記事は、近年の異常気象による水不足が稲作に深刻な影響を与える中、土壌の保水性を高めることの重要性を訴えています。 著者は、自身が観測している保水性の高い田んぼでは、水位が下がってもひび割れが起きにくいことを例に挙げ、土壌改良の必要性を主張しています。 そして、従来の一発肥料に頼った稲作から脱却し、持続可能な稲作を実現するために、土壌の物理性を向上させる技術の確立が急務であると結論付けています。

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著者は、猛暑日が稲作に与える影響を懸念し、サーモグラフィカメラを用いて中干し無しの田と中干しを行った田の水温を比較しました。 結果は、中干し無しの田では水温が36℃前後と高く、田全体に高温の水が行き渡っている可能性が示唆されました。一方、中干しを行った田では、端は高温でも中心部は遮光により想定より気温が低いかもしれないと考察しています。 これは、中干し無しの田では水による熱伝導で高温が全体に広がりやすく、中干しを行った田では水がない分、遮光の影響を受けやすいことを示唆しています。 著者は、今回の結果から、中干し有無と株への影響について更に考察を深めたいと考えています。

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豪雨と稲妻は、積乱雲によりもたらされます。夏の強い日差しで暖められた空気中の水蒸気が上昇し、積乱雲を形成します。雲の中で水蒸気が冷やされ水滴になると、上昇気流が生じてさらに雲が成長し、激しい雨や雷を引き起こします。地球温暖化の影響で、大気中の水蒸気量が増加し、豪雨の頻度や規模が増大する傾向にあります。豪雨への備えとして、ハザードマップの確認や非常持ち出し袋の準備が重要です。

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本記事は、静電容量式液面計が水と空気の電気抵抗差を利用して水位を測る原理を説明しています。水道水に塩を溶かして導電性を高める実験を実施したところ、液面計の出力結果が500前後から590前後へ上昇。溶液の導電性が測定結果に影響を与えることが明確になりました。この結果を踏まえ、イオン濃度が一定でない田の水位測定には、この種のセンサーが不向きであると結論付けています。

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水位センサーの一種である液面計の一種、静電容量式について解説されています。静電容量式は、物質の誘電率の違いを利用して水位を測定します。水は不純物を含むと誘電率が変化するため、測定値に影響が出ます。記事では、実際に使用しているセンサーが静電容量式かどうかを確かめるために、測定中に塩を溶かして値の変化を見る実験を提案しています。しかし、センサーの構造上、水と空気の測定を区別しているようには見えないため、他の測定方法の可能性も示唆しています。

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記事では、稲作における土壌環境の改善について書かれています。従来の稲作では、土壌への有機物供給源として稲わらが重要視されていましたが、近年は稲わらを飼料や堆肥として利用する動きが進んでいます。しかし、著者は、稲わらを田んぼから持ち出すことで土壌の有機物が減り、土壌環境が悪化する可能性を指摘しています。その解決策として、剪定枝を細かく砕いて土壌に混ぜる方法を提案し、実際に試した結果、土壌環境の向上が確認できたと報告しています。つまり、稲わらに代わる有機物供給源を活用することで、稲作中でも土壌環境を改善できる可能性を示唆しています。

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毎日散歩する道端に、突如シロバナタンポポが三株現れ、筆者はその由来に興味を抱いた。シロバナタンポポは在来種のカンサイタンポポを親に持つ雑種で、白い花弁は花弁が脱色して透明になった状態である。 シロバナタンポポは、他の在来種と異なり単為生殖を行う。これは花粉による受粉を必要とせず繁殖できるため、繁殖力が旺盛である。 外来種のセイヨウタンポポが蔓延る中で、シロバナタンポポは単為生殖によって個体数を増やした可能性があり、興味深い事例と言える。

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この記事では、土壌中の糸状菌の役割と、それが植物やミミズといった他の生物とどのように関わっているのかについて考察しています。糸状菌の菌糸は土壌中に広がり、先端での有機物分解だけでなく、空気と水を運ぶ通気口のような役割も担っている可能性が指摘されています。 また、糸状菌の活性化には家畜糞のリン酸が有効ですが、過剰なリン酸は糸状菌を植物にとって有害な病原菌に変えてしまう可能性も示唆されています。 結論として、糸状菌、ミミズ、植物の相互作用を理解し、環境保全型の栽培を目指すには、家畜糞に頼らない土作りが重要であると主張しています。

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この記事は、栽培用の測定器について理解を深めるための導入として、リトマス試験紙を取り上げています。リトマス試験紙は、水溶液のpHを測定し、酸性かアルカリ性かを判定するために用いられます。 記事では、リトマス試験紙の由来である「リトマスゴケ」について触れ、それが地衣類の一種であることを説明しています。地衣類は藻類と菌類の共生体で、空気のきれいな場所に生息し、大気汚染の指標にもなっています。 そして、リトマスゴケやウメノキゴケの色素がpH測定にどのように関わっているのか、次の記事で詳しく解説することが予告されています。

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水田からのメタン発生抑制のため、使い捨てカイロの活用を提案する。メタン生成は鉄や硫酸イオンの存在下では抑制される。使い捨てカイロには酸化鉄と活性炭が含まれており、土壌に投入するとメタン生成菌を抑え、鉄還元細菌の活動を促す。さらに、活性炭は菌根菌を活性化し、土壌環境の改善にも寄与する。使い捨てカイロの有効活用は、温室効果ガス削減と稲作の両立を実現する可能性を秘めている。

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ヤシャブシの葉は、水田の肥料として古くから利用されてきた。その肥効は、葉に含まれる養分だけでなく、鉄分供給による窒素固定促進の可能性がある。水田土壌には鉄還元細菌が存在し、鉄を利用して窒素ガスをアンモニアに変換する。ヤシャブシの葉に含まれるタンニンは鉄とキレートを形成し、鉄還元細菌の働きを助ける。さらに、キレート鉄はイネにも吸収されやすく、光合成を活性化し、養分吸収を高める。結果として、窒素固定の促進と養分吸収の向上という相乗効果で、イネの生育が促進されると考えられる。この仮説は、ヤシャブシの葉の伝統的な利用方法を科学的に説明する可能性を秘めている。

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日本の夏の高温多湿な環境は、トマトなどの施設栽培で課題となる。換気扇だけではハウス内の局所的な湿度の滞留を防ぎきれないため、農研機構の研究では吸収式除湿機を用いた湿度制御が有効と報告されている。 一方、ベントナイトは吸水性の高い粘土鉱物であり、建築資材の珪藻土や漆喰のように湿度調整に活用できる可能性がある。ベントナイトは水分を吸収して膨潤し、湿度が下がると水分を放出する性質を持つため、ハウス内の湿度を安定させる効果が期待できる。ただし、多量の水分を吸収すると泥状になるため、使用方法や設置場所などを工夫する必要がある。

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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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家畜糞堆肥による土作りは、土壌の硝酸態窒素濃度を高め、作物の生育に悪影響を与える。高濃度の硝酸態窒素は根の成長を阻害し、土壌のヒビ割れを引き起こし、根へのガス障害も発生しやすい。結果として、作物は亜鉛などの微量要素を吸収できず、硝酸イオン濃度が高い葉を形成する。このような野菜は栄養価が低く、健康効果は期待できないばかりか、高濃度の硝酸イオンと不足する抗酸化物質により、健康を害する可能性もある。葉のビタミンCが硝酸イオンの影響を相殺するという意見もあるが、酸化ストレスの高い環境ではビタミンCも期待できない。適切な施肥設計で硝酸イオン濃度を抑制し、健康的な野菜を育てることが重要である。

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マメ科の草が、冬の寒さの中で葉を閉じ、垂れ下がった状態で生存している様子が観察された。葉は緑色を保っており、低温障害は発生していない。葉の裏面を互いに向けるこの状態は、乾燥した空気から葉を守るため、葉の周りの湿度を保つ役割を果たしていると考えられる。さらに、受光量を減らすことで過剰な光合成を防いでいる可能性もある。他に、葉の上に雪などが積もりにくくなる効果も考えられる。この植物の冬越し戦略は、永久しおれ点やアントシアニンの蓄積といった植物生理学の観点からも興味深い。冬は植物の生存戦略を学ぶ良い教材となる。

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筆者は庭にチョウを呼ぶため、アザミの種を集めている。しかし、アザミは種が熟すとすぐに飛散し、また雌雄異熟のため種採集が難しい。そこで新たな群生地を探し、傾斜地で群生を発見。中には白いアザミがあり、シロバナノアザミか、色素欠損の変異体ではないかと推測している。白い花を見ると、学生時代に教授から変異原で花の色が白くなると教わったことを思い出した。シロバナノアザミの種も欲しいが、周辺の花と異なる色で受粉できるのか疑問に思い、「花とミツバチの共進化、花の色」の記事を思い出した。

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この記事は、味噌の熟成過程と米ぬかボカシ肥料の生成過程の類似性から、土壌中の腐植形成メカニズムを探る考察です。味噌の熟成におけるメイラード反応が土壌中の腐植生成にも関わっている可能性に着目し、米ぬかボカシ肥料の生成過程における経験を交えて論じています。 著者は、米ぬか、油かす、石灰を混ぜて嫌気発酵させる米ぬかボカシ肥料の生成過程で、通常分解しにくいウッドチップが大量に混入しても、見事に熟成した経験を紹介しています。この経験から、嫌気発酵環境下では過酸化水素が発生し、リグニンを分解、その結果生じる黒色の液体が米ぬかに付着し褐色になる過程が、土壌中の腐植形成、ひいてはメイラード反応と関連があるのではないかと推測しています。そして、この米ぬかボカシ肥料の生成過程が、腐植形成を理解する重要な手がかりになる可能性を示唆しています。

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緑泥石は、土壌中で最も一般的な粘土鉱物であり、その形成過程は土壌の進化を理解する上で重要です。緑泥石は、一次鉱物の風化や変質、あるいは既存の粘土鉱物の変質によって生成されます。その形成には、特定の化学的環境と温度条件が必要です。マグネシウムや鉄などの元素の存在が緑泥石の形成を促進します。 緑泥石の生成は、土壌の物理的・化学的性質に大きな影響を与えます。その層状構造は、高い陽イオン交換容量と保水性を持ち、植物の栄養供給に貢献します。また、土壌の構造安定性にも寄与し、侵食を防ぎます。 緑泥石の種類は、土壌の生成環境や歴史を反映しています。異なる種類の緑泥石の存在は、過去の気候や地質学的イベントの手がかりとなります。土壌中の緑泥石を分析することで、土壌の形成過程や肥沃度を評価することができます。

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海底風化は、海水や底生生物の作用で海底の岩石や堆積物が変化する現象です。この過程で、粘土鉱物は海水中からカリウムやマグネシウムを取り込み、硫酸イオンも貯め込みます。海底で形成された粘土が隆起すると、硫化鉄が反応して酸性を示すようになり、粘土層が土化した際にミネラルが少なくなる可能性があります。この情報は、粘土鉱物系の肥料の性質を理解する上で重要です。

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ブルーチーズの製造過程、特にロックフォールにおけるアオカビ（ *P. roqueforti* ）の採取方法に焦点が当てられている。ロックフォールでは、洞窟内で大麦と小麦のパンにアオカビを生育させ、内部に繁殖したカビから胞子を得る。記事では、パン内部の隙間がカビの増殖に適した環境である可能性、パンの組成とカビの生育の関係、そしてパンがカビやすい食品であるが故に、カビの生態を理解する上で重要な知見となり得る点が考察されている。

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土壌消毒前に廃菌床などの土壌改良材を使用すべきか、消毒後が良いのかという問いに対し、消毒前に使用することを推奨する。理由は、土壌改良材の使用により土壌物理性が向上し、クロルピクリンくん蒸剤が土壌深くまで浸透しやすくなり、消毒効果が高まるため。また、土壌改良材は土壌鉱物を保護し、窒素化合物の酸化作用による微量要素の溶脱やアルミニウム溶脱を防ぐ効果も期待できる。有用微生物相への影響については、土壌消毒が必要なほど劣化した土壌では、そもそも有用微生物の活動は低いと考えられる。理想的には、土壌改良材→土壌消毒→土壌改良材＋有機質肥料の順序で施用するのが良い。

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卵の殻は物理的な防御だけでなく、化学的な防御機構も備えている。卵白に含まれるオボトランスフェリンは鉄と結合し、細菌の増殖を抑制する。リゾチームは細菌の細胞壁を破壊する酵素である。オボアルブミンは加熱で変性し、細菌を包み込んで不活性化する。さらに、卵殻膜にも抗菌作用がある。卵は多重防御システムにより、胚を微生物から守っている。特に、リノール酸は酸化しやすく発がん性物質に変化する可能性があるため、抗酸化作用を持つフェニルプロパノイド類との併用が重要となる。

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微細藻類は飼料、燃料、健康食品など様々な可能性を秘めている。特に注目すべきは、鶏糞を利用したニゴロブナの養殖事例。鶏糞を水槽に入れると微細藻類が増殖し、それをワムシ、ミジンコが捕食、最終的にニゴロブナの餌となる。この循環は、家畜糞処理と二酸化炭素削減に貢献する可能性を秘めている。微細藻類の増殖サイクルを工業的に確立できれば、持続可能な資源循環システムの構築に繋がる。

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沈水植物は、水中で光合成を行うため、光量の確保と空気の吸収が課題となる。酸素より二酸化炭素の吸収が重要で、水中の二酸化炭素はpHにより形態が変化する。pH6以下では二酸化炭素、6〜10では重炭酸イオンとして存在する。沈水植物は、進化の過程でどちらかの形態を吸収するように特化しており、水質(特にpH)の影響を受けやすい。

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窪川駅に到着すると、看板に「清流と霧の高原」とあるように深い霧に包まれていた。駅から四万十川へ向かう道は霧の影響で湿っており、道端には様々な種類のコケが群生し、活き活きと葉を広げていた。霧の発生により、コケは通常よりも長い時間光合成を行うことができるため、この地域の地表付近の空気は他よりも清浄である可能性があると感じた。霧とコケの関係について考察した記事「コケを理解したければ霧吹きを持てというけれど」も併せて参照すると良い。

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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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塩類集積地のような過酷な環境でも、藍藻類は光合成と窒素固定を通じて生態系の基盤を築く。藍藻は耐塩性が高く、土壌表面にクラストを形成することで、他の生物にとって有害な塩類濃度を低下させる。同時に、光合成により酸素を供給し、窒素固定によって植物の生育に必要な窒素源を提供する。これらの作用は土壌構造を改善し、水分保持能力を高め、他の植物の定着を促進する。藍藻類の活動は塩類集積地の植生遷移の初期段階において重要な役割を果たし、最終的には植物群落の形成に繋がる。このように、藍藻類は過酷な環境を生命が繁栄できる環境へと変える重要な役割を担っている。

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コケ植物は、特殊な細胞壁や生理活性物質により、高効率に金属を吸収・蓄積する能力を持つ。この性質を利用し、重金属で汚染された土壌や水質の浄化に役立てる技術が開発されている。コケは、他の植物と比べて環境への適応力が高く、生育速度も速いため、低コストで環境修復が可能となる。また、特定の金属を選択的に吸収するコケの種類も存在し、資源回収への応用も期待されている。さらに、遺伝子組換え技術を用いて金属吸収能力を向上させたコケの開発も進められており、今後の更なる発展が期待される。

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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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ペルム紀末から三畳紀初期にかけて、海洋無酸素事変と呼ばれる現象が起きた。石炭紀に大気中の酸素濃度が上昇したが、リグニン分解生物の出現で酸素濃度は低下したものの、石炭の埋蔵により地球全体では酸素は多かったはずだった。しかし、活発な火山活動により、メタンハイドレートを含む堆積岩が溶解し、大量の炭素が放出。地球全体で酸素濃度が急減し、二酸化炭素濃度が急増した。結果、大型単弓類は絶滅したが、酸素利用効率の良い小型爬虫類は生き延び、後の恐竜繁栄に繋がる可能性を秘めていた。この火山活動とメタンハイドレートの関係は、日本科学未来館のdeep scienceでも解説されている。

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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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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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牛糞堆肥の土壌改良効果を植物ホルモンの視点から考察した記事です。窒素過多による植物の徒長や病害虫発生リスクを指摘し、牛糞堆肥の緩やかな窒素供給が健全な生育を促すと説明しています。特に、植物ホルモンのサイトカイニン、オーキシン、ジベレリンのバランスが重要で、牛糞堆肥は土壌微生物の活性化を通じてこれらのバランスを整え、根の成長、栄養吸収、ストレス耐性を向上させると主張しています。化学肥料の多用は土壌の劣化につながる一方、牛糞堆肥は持続可能な農業に貢献するとして、その価値を再評価しています。

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森の木に寄生する植物を観察した。寄生植物は不定根を宿主の幹に食い込ませ、養分を吸収している。興味深いのは、不定根が四方八方に伸びている点だ。寄生に必要な数より多く、無駄に見える。根の生成コストは寄生によるコストより低いのか？あるいは、空気中からも何かを吸収しているのか？疑問が残った。

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地衣類は、光合成を行うシアノバクテリアまたは緑藻と共生している菌類です。地衣類は、菌が光合成生物に必要な栄養を提供し、光合成生物が合成した産物を菌に返します。この共生関係により、地衣類は木の幹などの栄養分に乏しい環境でも生存できます。 地衣類の光合成にはマンガンが必要ですが、地衣類は宿主からマンガンを吸収していると考えられます。これは、死んだ幹に残った微量元素を活用している可能性を示唆しています。つまり、地衣類は木の残りを再利用することで、山の生態系における栄養循環に貢献している可能性があります。

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良い土の匂いは放線菌によるものと言われ、放線菌は好気性で土壌中に棲息する細菌である。キチン質を分解して増殖し、世界初の抗生物質ストレプトマイシンを生産する菌種も存在する。ストレプトマイシンは真正細菌のタンパク質合成を阻害することで増殖を抑えるが、動植物には作用しない。放線菌の生育しやすい環境は栽培にも適しており、植物の免疫活性化に繋がるキチンの断片も土壌中に存在するため、病害抑制にも関与すると考えられる。

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東芝ドラム式洗濯乾燥機(TW-Z9500R)の乾燥機能が低下したため、3万円の修理を検討していたが、排気口のホコリ詰まりが原因と推測し、フレキシスネイクSPで清掃を試みた。 東急ハンズで購入したフレキシスネイクSPを排気口に挿入し回転させると、湿ったホコリが大量に取れた。 数回繰り返した後、洗濯乾燥を行ったところ、乾燥機能が回復した。 フレキシスネイクSPは排気口を傷つけることなくホコリを除去でき、高額な修理費用をかけずに問題を解決できた。

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無添加味噌を常温保管していたところ、1ヶ月でカビが生えた。自家製味噌ではカビが生えたら表面を捨てるのが慣習だが、味噌は麹カビで発酵させたものなので、カビが生えるのは自然なこと。しかし、未知の微生物である可能性もあるため、食べるのは危険。味噌販売者によると、市販味噌にはカビの働きを抑えるためアルコールが添加されており、アルコールが蒸発する時期が賞味期限。賞味期限後は熟成が始まるので、空気を抜いて保存すれば、安価で上質な味噌が手に入るという（自己責任）。味噌は元々がぎゅうぎゅう詰めなので、表面のカビを捨てるだけで良い。

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飛騨小坂の炭酸冷泉は、御嶽山の噴火による溶岩流でできた場所に湧き、高い炭酸含有量を誇る飲用可能な鉱泉です。サイダーのような発泡と、鉄由来の独特の血のような味が特徴で、慢性消化器病などに効能があります。成分は含鉄(Ⅱ)-ナトリウム-炭酸水素塩、塩化物冷鉱泉。火山由来の二酸化炭素と重炭酸塩を多く含み、重曹の成分も含まれています。湧水には鉄が多く含まれ、空気に触れて酸化し、周辺は赤い川となっています。

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夜に咲く白い花、特にヨルガオの観察記録です。京都府立植物園の夜間開放で、ライトアップされたヨルガオを目撃しました。昼夜逆転室以外で夜に咲くヨルガオを見るのは初めてで、その白さが際立っていました。ヒルガオ科の花は暑い時期に咲くイメージがありますが、日中の暖かさで夜も開花したようです。白い花は暗闇でよく目立ちます。関連する記事「暗さには白」へのリンクもあります。また、別の記事「白は空気」については、本文中には要約すべき情報がありません。

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ベランダのプランターで生ゴミを堆肥化しているが、落花生の殻を入れすぎて分解が遅くなっている。殻は軽くて隙間が多いため土の表面に浮き上がり、土が乾燥しやすいため堆肥化の速度が落ちる。しかし、土中で魚の骨と共に固まった落花生の殻は分解が進んでいた。魚の骨の周りの油分が分解を促進した可能性がある。植物性有機物を早く堆肥化するには、動物性タンパク質や油分を一緒に混ぜるのが有効かもしれない。

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BBQ後の炭を土に埋めても問題ないかという問い合わせに対し、筆者は炭の土壌への影響について考察している。炭はアルカリ性で、主成分の無定形炭素は分解されにくいため土壌に長く残る。多孔質構造は細菌の好環境だが、BBQ後の油脂付着は細菌の栄養源となる可能性もある。ただし、炭の燃焼過程でpH上昇の要因となる物質は消費されるため、pHへの影響は少ないと考えられる。油脂も燃焼初期に付着したものは変成している可能性がある。しかし、炭の構造や燃焼後の状態が不明なため、現時点では明確な回答は難しい。いずれにせよ、燃焼中の炭を土に埋めるのは危険である。

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鹿児島県南九州市のぬかるんだ黒ボク土の畑で、白い多孔質の石が土壌改良材として使われていた。この石は、表面が発泡しており、無色鉱物の反射でキラキラしている部分もある。九州南部で大量に入手可能なこの資材は、シラス台地の溶結凝灰岩ではないかと推測される。多孔質構造のため物理的に空気の層を増やし、微生物の集まることで有機物分解を促進、土壌の物理性改善と汚泥分解を狙っていると考えられる。

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雷雨の翌日に植物が活発になるのは、雨中のマグネシウムや落雷による窒素酸化物など、葉面吸収による栄養分の供給が関係していると考えられる。雨には無視できない量のマグネシウムが含まれており、落雷のエネルギーは空気中の窒素を窒素酸化物に変換する。雷雨時は光合成が抑制されるため、根からの養分吸収は少ない。しかし、雷雨後には植物が急激に成長することから、葉面吸収によって得たマグネシウムや窒素酸化物を利用している可能性が高い。

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連日の大雨で、土壌への窒素補給を想起する。雨は例年通り降るもので、積乱雲の上昇気流と対流圏界面が関係する。雲粒はエアロゾルを核に形成され、落下・結合し雨となる。雨には火山灰由来のミネラルが含まれ、作物に有益。土壌の保肥力を高めることが、雨の恩恵を最大限に活かす鍵となる。腐植と粘土が保肥力の構成要素。落雷の話は次回へ。

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赤い川は土壌中の鉄分が水に溶け、鉄細菌の働きで水酸化鉄(Ⅲ)が生成されることで発生する。鉱山跡のズリ山に含まれる硫化鉱物が風化し硫酸を生成、土壌の鉄分を溶出させるケースもある。この硫酸は強い酸性で、周辺環境に悪影響を与える可能性があり、過去には鉱山からの硫酸流出で麓の産業が壊滅状態になった事例もある。質問者の畑付近にはマンガン鉱山跡が存在し、茶畑が広がっていることから、鉱山由来の酸性土壌が茶栽培に適した環境を提供している可能性が示唆される。赤い川周辺の植物には目立った生理障害は見られなかった。

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騒音問題で批判を受けた米ぬかボカシ作成動画を再撮影し、音声調整の上で公開した。配合は師の青木氏のものを参考に、米ぬか、菜種油粕、苦土石灰を4:1:1、水の量は全体の1/10とした。今回は落ち葉と糠漬けの糠も加え、土着菌による発酵を促した。材料をよく混ぜ、空気を抜いたビニール袋に入れ、夏は2週間～1ヶ月、冬は1ヶ月～2ヶ月寝かせれば完成。水分量と空気抜きが成功の鍵。再撮影を通して、マイク性能の重要性と字幕の必要性を実感した。

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黒ボク土は通気性・保水性に優れる反面、アルミニウム障害という問題を抱えています。本稿では、黒ボク土の形成過程を、粘土鉱物であるアロフェンと非アロフェンに着目して解説しています。黒ボク土は、玄武岩質火山灰を基材とし、アロフェン質と非アロフェン質に分類されます。非アロフェン質はベントナイトなどの2:1型粘土鉱物ですが、アロフェン質は火山ガラスから生成されるアロフェンを含みます。アロフェンの生成には玄武岩質火山灰由来の成分が関与していると考えられています。

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窓を開けて換気していたら、タンポポの種がパソコンの上に落ちてきた。春の訪れを感じながら、学生時代に学んだタンポポの種の飛散距離について思い出す。平均飛散距離は10メートルだが、平均値は外れ値の影響を受けやすく、実際にはもっと遠くまで飛ぶ種もある。もしかしたら、引っ越し業者の車に乗って遠くから来たのかもしれない、と想像を膨らませる。そして、このブログ記事が1000回目の投稿であることを記し、パソコンの上の種は土のある場所に移した。

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山の岩が土壌へと変化する過程は、風化と侵食という作用による。風化は、温度変化や水、生物の活動などによって岩が砕かれる現象である。これには、物理的な破砕だけでなく、化学的な分解も含まれる。侵食は、風や水、氷河などによって風化された岩片が運ばれる現象である。運ばれた岩片は堆積し、さらに風化や分解が進むことで、やがて土壌の母材となる。土壌生成には、母材に加えて、気候、生物活動、地形、時間といった要素が複雑に影響し合い、長い年月をかけて土壌は形成される。

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JAやつしろでは土耕からロックウールを使った養液栽培への移行が進んでいる。ロックウールは玄武岩や鉄炉スラグから金属を抽出した残渣に石灰を添加したもので、主成分は二酸化ケイ素と酸化カルシウム。CECや緩衝性はほぼなく、pHは高めだが、栽培用には調整済み。繊維状で通気性が良く、養液栽培に適している。生育不良時はロックウールごと廃棄・リセットが可能。肥料設計の勉強会では、土壌の基礎知識よりも、ロックウール栽培で使用する無機肥料の理解を深めることが重要となる。

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土壌中の硝酸態窒素は、脱窒作用により窒素ガスとなって大気中に放出される。脱窒菌が硝酸イオンを窒素ガスに変換するこの過程で、肥料成分としての窒素が失われる。土壌中の窒素は、タンパク質分解から硝化、還元、そして脱窒へと複雑な変化を遂げるため、安定した測定が困難となる。基肥の効果をNPKベクトルで評価する際、この窒素の不安定性が課題となる。変動する窒素量を包括的に捉える指標が必要とされている。

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京都市内の農家で、慣行農法の土壌に苦土肥料（水マグ）を施用することで、カルシウム過剰による生育不良を劇的に改善した事例が紹介されています。現代農業では土壌pH調整に石灰を多用するためカルシウム過剰になりがちで、結果としてカルシウム欠乏症に陥り、秀品率が低下することが問題となっています。カルシウムを含まない苦土肥料を用いることで、pH調整とマグネシウム補給を同時に行い、この問題を解決できる可能性が示唆されています。水マグの原料である水滑石は蛇紋岩から産出するため、地質図を活用することで産地を特定し、土壌改良に役立てられる可能性も示唆しています。この事例は、現代農業の慣行を見直し、土壌管理の重要性を改めて認識させるものとなっています。

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肥料成分の偽装問題に関する記事の要約です。栽培者視点から、硫安の生成について解説しています。硫安は硫酸とアンモニアから合成される他、石炭ボイラーの排ガス中の亜硫酸ガスをアンモニア液で中和する過程で副産物として回収される方法がありました。しかし、近年は石油製品の品質向上に伴い硫酸排出量が増加し、アンモニア注入法に代わり溶解塩噴霧システムが主流となっています。このシステムではNa系塩やMg系塩がコストパフォーマンスに優れ、Ca系塩はコストが悪いとのこと。以前は火力発電所などで副産物として硫安が得られましたが、新技術の普及により減少している可能性があります。肥料としても有用な水マグの使用が別用途に転用され、肥料価格の高騰につながらないことを願っています。

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牛糞堆肥は土壌改良に有効とされるが、窒素過多による生育阻害、雑草種子混入、病害虫リスク、臭気問題などデメリットも多い。特に老朽化水田のような硫化鉄(II)を含む土壌では、牛糞堆肥の窒素により硫化水素が発生し、根腐れを引き起こす可能性がある。さらに、牛糞堆肥の分解過程で生成されるアンモニアは土壌pHを一時的に上昇させ、硫化水素発生を促進する。したがって、老朽化水田の改良には牛糞堆肥ではなく、腐植酸やミネラル豊富な堆肥を選択するべきである。

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黒ボク土は腐植に富み、軽く、空気を取り込みやすい特徴から、栽培に適した土として認識されている。火山灰由来の鉱物に含まれるアルミニウムが腐植の分解を抑制することで、肥沃な土壌が形成される。しかし、火山灰由来であっても関東ローム層のように赤い土壌も存在する。これは火山灰の組成の違い、例えば石英の含有量などが影響すると考えられる。黒ボク土の形成には火山灰に加え、他の条件も関係しているため、より地球規模の視点、鉱物学的視点からの理解が必要とされている。

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緑の革命(1940～60年代)は、農薬、灌漑、合成窒素肥料、品種改良といった技術を発展途上国に広め、劇的な食糧増産を達成しました。中でもハーバー・ボッシュ法は、空気中の窒素からアンモニアを合成することを可能にし、肥料生産に革命をもたらしました。窒素ガス(N₂)と水素(H₂)からアンモニア(NH₃)を合成するこの方法は、高温高圧下で反応を進めることで、安定した窒素分子の三重結合を切断します。こうして得られたアンモニアは、硫安などの肥料の原料となり、植物の生育に不可欠な窒素を供給できるようになりました。この技術革新は、緑の革命の根幹を支え、世界的な人口増加を支える食糧生産を可能にしました。

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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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冬になり落葉したカエデの葉は、独特な形状により乾燥して丸まると、空気を含んだ立体的な層を作る。この構造は他の木の葉では見られない。また、カエデの葉は面積が狭いため、地表の植物を覆いすぎることもない。紅葉はエネルギーを消費して紅くなるが、これは下の植物のために温かい空間を作り、緑の成長を促す効果があると考えられる。まるでカエデが次の世代へ命を引き継いでいるように見える。まさに命の連鎖である。

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火山岩由来の赤土と花崗岩由来の真砂土では、赤土の方が腐植が多い理由について考察している。花崗岩は風化しやすく土になりやすい一方、安山岩は風化しにくいため、土壌化に植物の根や微生物の活動がより必要となる。つまり、安山岩の風化には生物の介入が多く、結果として生物の死骸由来の腐植が蓄積しやすいため、赤土の方が腐植が多くなるという仮説を立てている。この理解が正しければ、山を切り開いた農地への取り組み方も変わると述べている。

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土壌が固くなると根毛の発生が阻害され、ミネラル吸収が低下し、光合成効率も悪くなり野菜の品質が落ちる。根毛はミネラル吸収に重要な役割を果たし、健全な根の成長は相対的なミネラル吸収量の増加につながる。一方、窒素過多は硝酸態窒素の還元に過剰なエネルギーを費やすことになり、ミネラル吸収や他の重要な代謝プロセスを阻害し、野菜の味を損なう。したがって、美味しい野菜を作るには、土壌を柔らかく保ち根毛の活発な発生を促し、ミネラル吸収を最大化することが重要であり、窒素過多を避ける施肥設計が重要となる。過剰なカルシウム蓄積などのミネラルバランスの崩れにも注意が必要。

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天候不順による日照不足と過湿は野菜の生育に悪影響を与える。特に、過湿による土壌の酸素不足は根の伸長を阻害し、ミネラル吸収量の減少、ひいては野菜の不味さにつながる。排水性の良い畑では、このような悪影響を軽減できる。 慣行農業における除草剤の使用は、土壌を固くし、水はけを悪くする要因となる。一方、オーガニック農法では除草剤を使用しないため、土壌に根が張りやすく、排水性が良くなる。結果として、根の伸長が促進され、ミネラル吸収量が増加し、美味しい野菜が育つ可能性が高まる。つまり、除草剤の使用有無が野菜の品質、ひいては収量に影響を与えるため、オーガニック野菜は天候不順時にも比較的安定した収穫と美味しさを維持できる可能性がある。

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大学時代から愛用する植物図鑑で、ヨルガオの白い花弁の秘密を知った。白い花弁は細胞間の空気が光を反射することで白く見え、真空状態にすると透明になるという。今まで白は色素だと思っていたが、空気の反射だと知り、色のメカニズムへの理解が変わった。白は色の出発点ではなく、無色透明な状態に色素が加わることで様々な色が生まれるのだ。この発見に感動しつつも、ヨルガオと真空装置がないため、実際に試せないことが悔しい。学生時代に知っていれば、研究室で実験できたのに。

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「肥料の原料編 第2巻」では、野菜栽培者向けに発酵鶏糞の製造過程、牛糞堆肥の問題点、廃菌床の活用法を解説。全47記事、約300ページで、鶏糞中の有機態リン酸やフィチン酸の活用、土壌分析の落とし穴、EC値、塩類集積、臭気対策、粘土鉱物など、土壌改良に関する幅広い知識を提供。 特に、発酵鶏糞、牛糞堆肥、きのこの廃菌床を肥料として活用する際のメリット・デメリットを詳細に説明。土壌の化学的性質や成分分析、臭気対策といった実践的な内容に加え、粘土鉱物のような関連知識も網羅。第1巻と合わせて、より深く肥料原料を理解するための必読書。

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粘土は、粒子の大きさで定義される一次鉱物が風化した二次鉱物です。脂肪酸のように疎水性と親水性を持ち、水中でコロイドを形成します。その形状はハロイサイトのような中空管状や、モンモリロナイト・バーミキュライトのような薄板状など多様です。粘土は粒子が小さいですが、必ずしも土を重くするわけではありません。

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ヒルガオ科の植物は非常に強い。蔓で他の植物に巻き付いて成長し、アサガオは品種改良にも利用された。中でもサツマイモは荒れ地でも育つほどで、不定根と脇芽の発生が旺盛なため挿し木で簡単に増やせる。しかし、遺伝的多様性が低いため病気に弱い欠点も持つ。さらに、根などに共生する窒素固定細菌のおかげで、空気中の窒素を利用できるため、肥料分の少ない土地でも生育できる。ヒルガオ科の植物は、繁殖力と環境適応力の高さで、その強さを示している。

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アジサイは梅雨の時期に美しく咲き、鮮やかな青色は土壌中のアルミニウムに由来する。雨は二酸化炭素を吸収し炭酸水となり、土壌の鉱物を溶かす。その過程で水酸化アルミニウムが放出され、梅雨の時期に土壌中に蓄積される。アジサイはアルミニウムを吸収し、青色色素を生成する。装飾花には生殖機能や光合成機能がないため、アルミニウムを蓄積することで、葉が動物に食べられるのを防ぎ、光合成効率を高めている可能性が考えられる。

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植物は免疫機構として活性酸素を利用し、侵入した菌を死滅させる。活性酸素(スーパーオキシドアニオン)は、電子伝達系（呼吸）におけるエネルギー生産過程の副産物として常に生成されている。これは、菌侵入への迅速な対応を可能にする。しかし、過剰な活性酸素は自身を傷つけるため、マンガン等の電子を用いて除去する必要がある。つまり、免疫と活性酸素制御の両方に電子が不可欠で、光合成で得た電子を糖に蓄え利用している。この電子の流れとバランスが植物の健康を維持する鍵となる。

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不調の畑の土壌を観察したところ、粘土のように固く締まった部分が目立った。しかし、よく見ると、以前草の太い根があった場所は、周囲と比べて隙間が多く、柔らかな土壌になっていた。これは、根が土壌に酸素を供給し、土壌粒子間の結合を弱めることで、土壌を柔らかくする効果を示している。つまり、根の存在が土壌構造に大きな影響を与え、通気性や水はけを改善する役割を果たしていることを可視化できた。この観察は、「最初はとりあえず空気に当てとけって」と「自分たちの未来は自分たちで決める」という記事の内容にも関連しており、土壌改良には酸素供給と植物の根の働きが重要であることを示唆している。

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牛糞堆肥は土壌改良に広く利用されるが、塩類集積による生育阻害、雑草種子や病害虫の混入、ガス発生、連作障害などの問題を引き起こす。これらの問題は、牛糞堆肥中の未熟な成分や過剰な栄養分に起因する。記事では、牛糞堆肥の代替として、植物性堆肥や米ぬか、もみ殻燻炭などの資材、そして土着菌の活用を提案している。これらの資材は、土壌の物理性改善、微生物活性向上、病害抑制効果など、牛糞堆肥に代わるメリットを提供し、持続可能な農業の実現に貢献すると主張している。

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冬にエンバクなどの緑肥を育てると、ネキリムシが根元で越冬し、春の作付けで被害が増える可能性がある。冬耕しは越冬幼虫を減らす効果があるが、土壌への悪影響もある。ネキリムシ対策として、緑肥栽培のリスクと冬耕しのメリット・デメリットを比較検討し、被害を許容範囲に抑える作付け計画を立てる必要がある。具体的には、ネキリムシに抵抗性のある作物を選んだり、被害が出にくい時期に作付けするなどの工夫が求められる。

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粘土とは、鉱物が非常に細かく砕けたもので、粒子の大きさは0.002mm以下と肉眼では確認できない。この微細な粒子はコロイドとしての性質を持ち、分子間力で互いに引き付け合うため、水を含むと粘り気を帯び、塊状になりやすい。水田の土壌はこの粘土の特徴が顕著で、粒子同士が強く結びついている。そのため、水田土壌改良のためには、この繋がりを断ち切り、空気を含ませることで粘土らしい性質を壊す必要がある。

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水田の土壌が黒く、きめ細かい理由について考察している。山の岩石が風化してできた土壌が、水田の湛水状態によって鉄が還元され黒色化するのは理解できる。しかし、粘土質の増加については疑問が残る。人為的に粘土を投入したとは考えにくく、風化による生成も現実的ではない。では、なぜ水田の土は細かくなるのか？という問いを投げかけている。

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真砂土の白さは長石由来で、風化によってカリウムが溶脱し粘土鉱物に変化することで白さが失われる。長石はカリの供給源であるため、真砂土を長期間耕作するとカリが不足する可能性がある。風化した長石は指でつまむと崩れる白い鉱物だったと記憶している。しかし、真砂土には茶色い部分もあり、これは鉄の酸化によるものかもしれない。つまり、真砂土の色変化は長石の風化だけでなく、他の鉱物に含まれる鉄の酸化も関係していると考えられる。

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米ぬかボカシを作る際、好気発酵と嫌気発酵どちらが良いかという議論があるが、ボカシの特質上、嫌気発酵が適している。ボカシはデンプンを多く含む米ぬかを使用するため、そのまま施肥すると土壌でカビが発生し窒素飢餓を引き起こす。そこで、デンプンを植物が利用しやすい形に変換する必要がある。デンプンは加水分解によりブドウ糖に分解されるが、この反応は好気・嫌気どちらでも起こる。重要なのはブドウ糖の分解過程で、好気条件下では水と二酸化炭素に分解されてしまい肥料としての価値が失われる。一方、嫌気条件下では有機酸に変換され、窒素飢餓を防ぎ、土壌にも有益な効果をもたらす。そのため、米ぬかボカシ作りには嫌気発酵が最適と言える。

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米ぬかボカシの作り方を、材料の解説と仕込みの手順を交えて説明しています。材料は米ぬか、菜種油粕、苦土石灰（入手可能なら水マグ）、そして土着菌供給源として落ち葉を使用。米ぬか：油粕：石灰＝4：1：1の割合で混ぜ、全量の1/10の水を加えます。水は過剰にならないよう注意し、よく混ぜてビニール袋に詰め、空気を完全に抜いて密閉します。夏は2週間、冬は1ヶ月ほど寝かせれば完成。水分の過剰と空気の混入は失敗の原因となるため、注意が必要です。記事では、各材料の役割や、苦土石灰の代わりに水マグを用いる利点についても解説しています。最適な発酵のために、土着菌の重要性も強調されています。

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畑の休耕期に生えるタデ科の雑草は、シュウ酸を含み土壌に良い影響を与える。土壌は耕作により酸化しやすく、植物のミネラル吸収を阻害するが、タデ科植物はシュウ酸による還元作用で鉄の酸化物を還元し、同時に水素イオンを減らすことでpHも調整する。つまり、酸化した土壌環境を改善し、植物がミネラルを吸収しやすい状態に戻す役割を担っていると考えられる。そのため、タデ科の雑草を排除するのではなく、土壌改良の役割を担う存在として活用する視点を持つことが重要である。

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冬場の落ち葉は、保温効果により土壌温度を上昇させ、微生物の活性を向上させるため、土作りに有効である。著名な講師が「落ち葉は養分がないため無意味」と発言したことに著者は反論する。落ち葉の投入は、養分供給ではなく、保温による微生物活性向上、ひいてはPEON増加による団粒構造形成促進を目的とするため、土壌中の空気層を増やす効果も期待できる。根圏の温度上昇は植物の生理機能向上にも繋がるため、落ち葉投入は土壌の生物相を豊かにする上で意義深い。

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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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ソルゴーなどのイネ科緑肥は土壌改良に有効だが、冬場はエンバクを、それ以外の緑肥としてはマメ科植物がある。マメ科緑肥の代表例はヘアリーベッチで、根粒菌との共生により窒素固定を行う。根粒菌は空気中の窒素ガスをアンモニウムイオンに変換し、植物がアミノ酸合成に利用できる形にする。そのため、マメ科緑肥は窒素肥料をあまり必要としない。一方、イネ科緑肥は多くの養分を必要とするため、堆肥などの資材投入が必要となる。つまり、資源が豊富な場所ではイネ科、そうでない場所ではマメ科緑肥が有効と言える。

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硬い土壌でもミミズは穴を掘り、土壌改良に役立つ。理想的な土壌にはミミズの餌となる有機物が速やかに分解されるため、ミミズは少ない。著者は硬くなった畑の株元にミミズを置き、穴を掘る様子を観察した。ミミズは土壌に空気の通り道を作るだけでなく、炭酸塩を生成し、土壌の緩衝性を高める効果も持つ。しかし、広い畑でミミズを配置するのは現実的ではないため、植物性残渣などを用いてミミズが自然発生する環境を作るのが良い。ミミズの土壌改良能力と、硬い土壌でも突き進む力強さを称賛している。

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重曹の消臭効果は、臭い成分を中和するのではなく、気化しにくい状態にすることで実現する。アンモニアのようなアルカリ性の臭いに対して、同じくアルカリ性の重曹を撒いても中和反応は起こらない。重曹は臭い成分を分解するわけでもなく、炭酸水素アンモニウムのような水溶性の物質に変化させるだけなので、臭い自体は残る。したがって、重曹の消臭効果に関する一般的な説明は誤りで、真のメカニズムは別のところにあると考えられる。

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植物は自らの力で生育環境を改善する。根を張ることで水はけを良くし、他の植物の生育を阻害する。また、根は硬い土を砕き、土壌を柔らかくする。枯れた根は腐植となり、抜かれた後は土に空気が入る。つまり、植物は動けないながらも、根を通して水はけの改善、土壌改良を行い、自らの生育に適した環境を作り出している。この性質を利用した緑肥もあるが、それは別の話。

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バーク投入で土の保水力向上は、バーク自体の保水力に加え、土壌表面のひび割れ減少が要因。ひび割れ減少は、土同士の結合が弱まったためと考えられる。耕起後の土壌粒子は放置すると互いに結合し、塊を形成する。硬い塊ほど、塊の間に大きなひび割れが生じる。腐植を投入すると、土粒子間に腐植が入り込み、土同士の結合を阻害する。結果、乾燥時に形成される塊は小さく、ひび割れも発生しにくい。さらに、腐植混入土壌は空気に触れる表面積が広く、鉱物の酸化を促進。これにより土同士の結合はさらに弱まり、大きな塊の形成が抑制される。結果として団粒構造の形成へと繋がる。

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ニンジンの水やり軽減のため、腐植の効果を実験。腐植入り区画と無腐植区画にニンジンを播種し、不織布で覆った。3日後、腐植入り区画は播種箇所が湿っていたが、無腐植区画は乾燥していた。腐植は土のひび割れを減らし、表面積を小さくすることで乾燥を防いだと考えられる。腐植40リットル（800円）で水やり頻度が週3回から週1回に減る可能性があり、作業軽減効果は大きい。更に、腐植入りの土は畝立て作業も楽だった。

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団粒構造の保肥力は、風化で劣化した鉱物ではなく、腐植の有機酸に由来する。腐植の保肥力を高めるには、有機酸の末端にあるカルボキシル基を増やす必要がある。そのためには、デンプン、タンパク質、脂肪が分解されて生成される有機酸を増やすことが重要となる。米ぬかや魚粕などの食品残渣系資材は、これらの成分を豊富に含むため、土壌に投入することで有機酸の生成を促進し、保肥力を向上させる。つまり、団粒構造の形成には、劣化した鉱物だけでなく、食品残渣などの粗大な有機物も重要な材料となる。

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土壌の塊を細かくするには、空気に当てて酸化させる必要がある。しかし、過剰な耕起は土壌を劣化させるため、バランスが必要。土壌の成分である鉱物が適度に劣化すると団粒構造を形成し、土のつながりが弱くなる。ただし、耕起によって土壌が劣化しすぎると、水保持力が低下する可能性があるため注意が必要。

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植物の分解物が土壌に混ざることで生成される腐植は、保水性と排水性を併せ持つ。分解された植物繊維が水を吸い込んで保水し、その間にできる空気層が排水性を確保する。ただし、保水性に優れる段階の腐植を入れる必要がある。早期段階の腐植は排水性のみ向上させ、逆に保水能力を低下させる可能性がある。

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粘土鉱物は土壌の保水性と保肥力を高めますが、悪化した土壌に混入すると、圧縮が促進され、根の伸長を阻害します。土壌粒子が強く凝固し、水分や空気が浸透しにくくなり、排水が悪化します。その結果、作物は必要な水分や養分を十分に吸収できず、成長が抑制されます。粘土鉱物がすでに締まった土壌に混入されると、その悪影響はさらに顕著になります。