植物のミカタ

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今年の冬はラニーニャ現象の影響で厳しい寒さが予想されるため、畑作では平年以上の寒さ対策が必要です。作物の耐寒性を高めるだけでなく、地温上昇も重要です。 地温上昇には、廃菌床堆肥や米ぬかなどの有機質肥料の施用、緑肥の活用が有効です。土壌微生物による発酵熱や根の代謝熱で土が暖まります。 対処療法として、土壌に米ぬかを混ぜ込む中耕も有効ですが、窒素飢餓に注意が必要です。米ぬか嫌気ボカシ肥のような発酵が進んだ有機質肥料が理想的ですが、入手が難しい場合は、牛糞などの家畜糞の使用も検討できます。ただし、リン酸過多による耐寒性低下には注意が必要です。

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野菜の硝酸イオン濃度が高いと、体内でニトロソ化合物という発がん性物質に変換される可能性がある。日本では、特に葉物野菜の硝酸イオン濃度が高い傾向にある。これは、過剰な肥料施用や吸収によるものである。 家畜糞堆肥は、熟成するほど硝酸イオン濃度が上昇する。そのため、過剰施用が日本各地の畑で問題となっている。ベテラン農家の場合、一時的に栽培が順調に見えるため、牛糞の使用を推奨することが多いが、その影響で硝酸イオンが蓄積され、植物のストレス耐性が低下する可能性がある。 したがって、野菜の硝酸イオン濃度は低い方が望ましいとされる。その実現には、肥料の適切な施用や、家畜糞堆肥の過剰施用を避けることが重要である。

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野菜の旨味成分としてGABAが注目されている。GABAは抑制性の神経伝達物質で、リラックス効果や血圧低下作用などが知られている。グルタミン酸脱炭酸酵素(GAD)によってグルタミン酸から変換されるGABAは、トマトや発芽玄米などに多く含まれる。特にトマトでは、成熟過程でGABA含有量が急増する品種も開発されている。茶葉にもGABAが多く含まれ、旨味成分として機能している。GABAは加工食品にも応用されており、GABA含有量を高めた醤油などが販売されている。健康効果と旨味成分としての両面から、GABAは食品分野で重要な役割を担っている。

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免疫向上に野菜スープが良いという記事をきっかけに、活性酸素抑制に重要なグルタチオンに着目し、二価鉄と共に豊富に含む食材として春菊を推している。春菊は葉緑体周辺に二価鉄とグルタチオンが多く、β-カロテンも豊富。コマツナではなく春菊を選んだ理由は、菌根菌がつかないコマツナは微量要素が不足しがちで、キク科の春菊は病気に強く殺菌剤の使用量が少ないため。殺菌剤が少ないことは、虫による食害被害の増加を抑えるなど、様々な利点につながる。

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この記事は、野菜の耐寒性と美味しさの関係について考察しています。寒さに触れた野菜は糖を蓄積するため甘くなりますが、耐寒性育種における不飽和脂肪酸の役割にも注目しています。不飽和脂肪酸は融点が高いため凍結防止に寄与し、特に冬野菜に多く含まれるとされます。 記事では、寒さに強い野菜の美味しさの背景に不飽和脂肪酸の濃度が関係している可能性を提起し、必須脂肪酸であるリノール酸、リノレン酸などのバランスがとれている野菜は健康的で美味しいという仮説を立てています。ω-3脂肪酸、ω-6脂肪酸といった必須脂肪酸の種類にも触れ、多様な脂肪酸の摂取の重要性を示唆しています。

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作物のストレス軽減は、収量や品質向上に繋がる重要な要素である。葉面散布によるアミノ酸や微量要素の供給は、葉の艶や病害虫耐性を向上させ、トウ立ちを遅らせる効果がある。これは、植物がストレスを感じにくい健全な生育環境を肥料で整えることで実現できる。トウ立ちの遅延は、収穫期間の延長や栄養価の高い状態の維持に貢献する。 植物のストレス理解には、プロリン合成、光合成、病害虫、発根、アミノ酸・タンパク質の役割を学ぶことが重要となる。土壌環境の改善や適切な水管理もストレス軽減に不可欠で、鉱物の風化による土壌改良やスプリンクラーによる水管理、マルチ栽培による土壌保護が有効な手段となる。

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葉物野菜の筋っぽさは、開花準備の開始による栄養分の移動が原因とされる。開花が早まる要因として塩ストレスが挙げられ、高塩濃度環境では開花が促進されるという研究結果がある。つまり、土壌の高塩濃度化は野菜の食感を損なう。家畜糞堆肥による土作りは塩濃度を高める可能性があり、食味低下につながる。一方、土壌の物理性を高め、高塩環境を避けることで、野菜は美味しく育ち、人間の健康にも寄与する。ストレスの少ない健康的な栽培が、美味しい野菜、ひいては人の健康につながる。

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南九州の青果農家向け勉強会で、肥料によるストレス緩和がテーマで講演が行われた。青果農家が抱えるキャベツの寒腐れやカルシウム欠乏などの課題を解決するには、作物が受ける環境ストレスを緩和することが重要とされた。乾燥ストレスを軽減するには牛糞堆肥による土作りが有効で、寒さに対する耐性を高めるには葉物野菜に低温を体験させることが挙げられた。化学肥料だけでなく有機肥料を活用し、作物がより健康的に成長できる環境を整えることが、収穫時期の調整や品質向上に効果的であると説明された。

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この記事は、植物における葉酸の役割について考察しています。筆者は、ヒトではDNA合成に関わる葉酸が植物でも同様の働きをしていると仮定し、ホウレンソウにビタミンB12が含まれると予想しましたが、実際には含まれていませんでした。そこで、植物における葉酸の機能について論文を調べた結果、シロイヌナズナでは葉酸が光合成を行わない色素体において、スクロースからデンプンへの変換を抑制することを発見しました。つまり、葉酸は植物の成長と貯蔵のバランスを調節する役割を担っており、成長期には葉酸合成が盛んになる可能性が示唆されています。このことから、葉酸の存在は植物の活発な成長を示す指標となる可能性がある一方、乾燥ストレスのような環境変化時には貯蔵に切り替わるため、単純に葉酸が多い野菜が常に良いとは言えないと結論付けています。

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道端のカラスノエンドウなどのマメ科植物は、真冬でも旺盛に生育している。11月頃から線路の敷石の間などから芽生え、1月後半の寒さの中でも葉を茂らせ、巻きひげを伸ばして成長を続けている。 なぜエンドウやソラマメはこのような寒さに耐えられるのか？ 考えられるのは、密集した葉によって代謝熱を閉じ込めていること、あるいは低温でも機能する葉緑素を持っていることだ。 いずれにせよ、この寒さへの強さは、緑肥としての利用価値の高さを示唆している。葉物野菜が低温下で甘くなるのと同様に、エンドウも厳しい環境に適応するための独自のメカニズムを備えていると言えるだろう。

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乾燥耐性を持つ生物は、トレハロースやLEAタンパク質を蓄積することで乾燥ストレスから身を守っている。トレハロースは水分子を代替し生体膜やタンパク質を保護する「水置換仮説」と、ガラス状態を形成し生体分子を固定化する「ガラス状態仮説」が提唱されている。LEAタンパク質はシャペロン様作用や膜への結合により、乾燥によるタンパク質の凝集や膜の損傷を防ぐ。これらの物質の作用メカニズムを解明することで、乾燥に強い作物の開発やバイオ医薬品の保存技術向上に繋がることが期待される。

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植物体内でのトレハロースの役割について、菌根菌との関連から考察されています。トレハロースはグルコースが2つ結合した二糖で、菌根菌との共生時に植物の根に蓄積されることが知られています。また、植物自身もトレハロース合成遺伝子を持ち、種子形成に必須の役割を果たしています。一方、過剰なトレハロースは発芽時のアブシジン酸過剰感受性や光合成活性低下を引き起こします。アブシジン酸は乾燥ストレス応答に関わる植物ホルモンであり、トレハロースも乾燥耐性と関連付けられています。菌根菌共生による宿主植物の乾燥耐性向上も報告されており、トレハロースが植物のストレス応答、特に乾燥耐性において重要な役割を担っている可能性が示唆されています。

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パクチー等を栽培する株式会社エヌエスHATAKEファームに対し、京都農販が施肥設計に関する説明会を実施した。ベビーリーフなどを扱うHATAKEカンパニー（旧社名）向けに、普段から提案している基肥設計の考え方や、秀品率向上に繋がる施肥設計のポイントを解説。農薬防除の回数削減にも繋がる施肥設計見直しや緑肥の効果についても言及した。今回の説明会の内容が、同社のパクチー栽培における秀品率向上に貢献することが期待される。

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日陰の草むらでは、ホトケノザが繁茂する中、日陰の端にはドクダミ、スギナ、ヤブガラシが生息していた。 栽培では厄介者とされるこれらの雑草が日陰に追いやられているのは、ホトケノザが良好な環境を占拠しているため。環境が悪い日陰では、栽培環境の悪さの指標となる草を生やす可能性がある。 ヤブガラシは強靭だが、日陰では繁栄できない。ヤブガラシに悩まされる農家は、日陰など栽培環境が悪化していないか確認することが重要となる。 栽培環境を改善するには、草が生えている環境に目を向け、そこに生える草の種類をヒントにすることで、栽培環境の問題点を把握できる。

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オオイヌノフグリは、早春に鮮やかな水色の花を咲かせる越年草。その名前は果実の形が犬の陰嚢に似ていることに由来する。寒さに耐える工夫として、細胞内の糖濃度を高め、葉の毛で保温する。花は、中央に白い雌蕊があり、両側に雄蕊が配置されている。昆虫が蜜を吸う際に雄蕊と雌蕊に触れ、自家受粉を行う仕組み。他家受粉の可能性もある。花弁は大きさや色の濃淡が異なり、昆虫の着地目印になっていると考えられる。

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寒さによりアントシアニンが蓄積したキャベツで、成長の小さいものほど蓄積が多い。これは、光合成の明反応で電子を取り出したものの、暗反応で二酸化炭素を糖に合成できなかったためと考えられる。 寒さの中で暗反応を活発にするには、葉を厚くして保温効果を高めることが重要である。これにより、葉の内部の生理活動が落ちにくくなり、暗反応が継続しやすくなる。結果的にアントシアニンを蓄積しにくくなる。 つまり、寒さの中でも暗反応を活発に保てるキャベツは、成長が良く、アントシアニン蓄積が少ない傾向にある。また、成長の小さいキャベツは暗反応の活性が低く、結果としてアントシアニン蓄積が多くなっていると考えられる。

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兵庫県南あわじ市のアイ・エス・フーズ主催の勉強会で、京都農販が肥料の施肥設計と活用法について講演しました。基肥設計の考え方や病気予防に有効な肥料の活用法を解説し、秀品率向上を目指しました。講演内容は普段から京都農販が提案している施肥設計の見直しによる農薬防除回数削減、酸素供給剤の効果、低温と葉物野菜の甘味に関する知見に基づいています。アイ・エス・フーズは淡路島で青葱を生産しており、今回の講演が同社の生産力向上に貢献することが期待されます。

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京都農販は、京都市肥料講習会で農家・職員向けに肥料の勉強会を実施しました。昨年は堆肥の土作りについて、今年はアミノ酸肥料を中心とした基肥設計と予防対策について講演しました。秀品率向上のため、基肥設計で丈夫な株を作り、酸素供給剤とアミノ酸肥料で病原菌抑制と免疫向上を図る手法を解説。農薬防除の回数を減らすための施肥設計の見直し、酸素供給剤の効果、葉物野菜の甘味向上など関連情報も紹介しました。

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スクロースは、グルコースとフルクトースがグリコシド結合した二糖類で、砂糖の主成分。植物では光合成産物として葉で合成され、師管を通って貯蔵器官や成長部位へ輸送される。ショ糖とも呼ばれる。非還元糖であり、変旋光を示さない。水への溶解度は高く、甘味料として広く利用される他、保湿剤や医薬品添加物としても使用される。加水分解によりグルコースとフルクトースになり、転化糖と呼ばれる。スクロースは、生物にとって重要なエネルギー源であり、植物の成長や代謝に不可欠な役割を果たす。

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道端の草むらでヤブガラシの繁茂を観察した。畑では厄介な雑草として知られるヤブガラシだが、この場所では他の草を覆いながら成長していた。以前、ネギに巻き付くヤブガラシの被害や、広く展開することで繁茂する様子を記録したことがある。しかし、今回ヤブガラシの繁茂をクズと比較した結果、クズの侵略性の高さを改めて認識した。ヤブガラシはクズと比べるとまだ大人しく、クズの繁殖力の強さが際立つ結果となった。

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空芯菜は、茎の中が空洞になっているため水に浮く性質を持つ。ミャンマーでは、水田のように水で覆われた畑で空芯菜が栽培されている。この方法は、浮草による除草効果と水に含まれる肥料分による生育促進を期待できる。同様に、京都の植物園でも空芯菜と浮草が共存している様子が観察され、両者の相性の良さが示唆されている。空芯菜の空洞の茎と水耕栽培の親和性、そして浮草との共存関係が、ミャンマーにおける空芯菜の繁茂を支えている。

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空き地のフェンスに巻き付く草を見て、筆者は疑問を抱く。ヒルガオ、カボチャ、ヤブガラシなどは巻き付いた後に大きな葉を展開し、他の植物の成長を抑制する。しかし、この草は葉が小さく、巻き付いてもすぐに他の植物に追い抜かれてしまうのではないか。せっかく高い位置に到達しても、葉の面積が小さいため成長速度も遅く、生存競争で不利になるのではと推測する。筆者は、この草の生存戦略に疑問を感じている。

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農薬不使用のオーガニック栽培において、作物自身がBT毒素に似た殺虫性を持つ現象が確認された。これは遺伝子組み換え作物ではなく、F1品種で発生した。土壌中の細菌との共生により、作物がBT毒素を獲得した可能性が高い。つまり、オーガニック栽培でも、遺伝子組み換え作物と同様に植物以外の遺伝子が入り込み、同じ殺虫成分を持つことがある。オーガニック栽培で抵抗性獲得は大規模化が難しく、時間もかかるが、作物の味は圧倒的に優れる。ストレスが少ない環境で育つため、苦味成分が少ないためだ。自然の力を最大限に活かしたオーガニック栽培は、遺伝子組み換え技術とは異なるアプローチで同様の結果をもたらす可能性がある。

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ヤブガラシが生い茂っていた畑が、廃菌床と二次鉱物の投入により土質改善後、ほぼ消滅した。ヤブガラシは土壌の指標植物になり得るのか？ 図鑑には記載がない。ヤブガラシが消えた土壌には弱酸性土壌の指標植物シロザが生育していた。シロザは土壌に良い影響を与える緑肥候補。ヤブガラシとシロザの生育時期は重なるため、ヤブガラシ優勢下ではシロザは育ちにくい。土壌pHが安定し緩衝能を持つ土壌ではヤブガラシは弱体化するようだ。ヤブガラシ旺盛な土壌は作物に不向き。ヤブガラシの繁茂は土壌改善のサインと言える。

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ヤブガラシは除草剤が効かず、葉物野菜に巻き付いてしまう厄介な雑草。知人の畑ではネギに絡みつき、除草剤散布後もヤブガラシだけが残ってしまった。手で抜くしか方法がないが、巻きひげが作物を傷つけるため、除草剤散布後の手作業も重労働となる。ヤブガラシへの効果的な対策がなく、農家にとって大きな負担となっている。しかし、筆者はヤブガラシに関する面白い発見をしたようで、次回に続く。

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植物性有機肥料で育てた葉物野菜に苦味がないのは、硝酸態窒素が少ないためと考えられる。硝酸態窒素とは、硝酸カリウム等の硝酸塩の形態の窒素のこと。肥料の窒素は、アンモニア態、硝酸態、有機態に大別される。硝酸態窒素が多いと苦味を感じる理由として、硝酸の酸化作用が挙げられる。硝酸は強い酸化剤であり、体内に取り込まれると様々な問題を引き起こす可能性があるため、苦味として感知し、摂取を避ける生物的な反応が生じると考えられる。