植物のミカタ

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イネはシリカを吸収すると、葉が硬くなり倒伏しにくくなるだけでなく、病気や害虫への抵抗力も高まります。これは、シリカが細胞壁に沈着することで物理的な強度が増すとともに、植物の防御機構を活性化する働きがあるためです。 具体的には、シリカはイネの葉に多く蓄積され、表皮細胞の細胞壁を強化することで、害虫の侵入や病気の感染を抑制します。また、シリカはイネの免疫システムを刺激し、病原菌に対する抵抗力を高める効果もあります。 さらに、シリカはイネの光合成を促進し、収量増加にも貢献します。これは、シリカが葉の表面に薄い層を作り、光を効率よく吸収できるようになるためです。

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この記事は、日本の猛暑の中での稲作の可能性と、飼料高騰による飼料米への注目について論じています。 著者は、稲作が水資源を活用し、低肥料栽培を可能にすること、猛暑に強く、土壌環境を向上させること、機械化が進んでいることなどを挙げ、その利点を強調しています。 さらに、飼料米の栄養価に関する研究に触れ、飼料米とトウモロコシの栄養価の違い、特にビタミンA合成に関わるカロテノイド含有量の違いに着目しています。 結論は示されていませんが、飼料米が畜産の飼料としてどの程度代替可能なのか、今後の研究に期待が持たれるとしています。

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著者は、水不足の解決策として森林の保水力に着目し、特に「消失保水力」について解説しています。消失保水力とは、森林の木が蒸散によって水を大気に還元する機能を指します。成長の早いスギやヒノキは、成長のために多くの水を必要とし、活発な蒸散によって水を大気に放出するため、川への水量減少につながる可能性があります。ただし、水不足への影響は単純ではなく、更なる考察が必要であると締めくくっています。

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植物が陸上に進出した際、水中より強い光への対策が必要となった。その解決策として、過剰な光エネルギーを熱に変換して放出する仕組みを獲得した。これは、カロテノイドやキサントフィルサイクルなどの働きによるもので、光合成の効率を調整し、光によるダメージから植物を守っている。

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ビニールマルチは、雑草抑制、地温制御、水分の蒸散抑制などの利点があり、農業において広く利用されています。しかし、使用後のビニールの劣化や流出は深刻な環境問題を引き起こす可能性があります。特に、ESG投資が活発化する中で、ビニールマルチの使用は投資家からの風当たりが強くなる可能性があります。旬の時期を外した野菜の栽培など、ビニールマルチの使用が避けられないケースもありますが、代替作物の検討など、早急な対策が必要です。また、生分解性プラスチックについても理解を深めていく必要があります。

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クボタの「田んぼは水を管理する」は、水田における水管理の重要性を解説する記事です。水田は、冠水と落水を繰り返すことで、雑草の抑制や地温上昇によるイネの生育促進などの効果を得ています。 記事では、水管理の具体的な手法として「代かき」や「中干し」などの伝統的な方法に加え、「水管理システム」などの最新技術も紹介されています。水管理システムは、水位や水温を自動で制御することで、農家の負担軽減と安定的な収穫に貢献します。 さらに、水田の水は周辺環境にも影響を与え、生物多様性の保全や気温上昇の緩和にも役立つことを解説。水田の水管理は、食料生産だけでなく、環境保全にも重要な役割を担っています。

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田んぼの総合的病害虫管理において、中干しは慣行的に行われていますが、本当に必要かどうか再考が必要です。中干しは土壌の酸化を促進し、土壌病害の発生リスクを高める可能性があります。また、土壌微生物の多様性を低下させ、土壌の健全性を損なう可能性も。さらに、稲の生育を一時的に抑制し、収量や品質に悪影響を与える可能性も懸念されます。中干しの代替として、抵抗性品種の利用や適切な施肥管理など、環境負荷の低い方法を検討する必要があるでしょう。

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レンゲ栽培と中干しなし稲作で、土壌の物理性向上による肥料過多と倒伏が課題として浮上。レンゲによる窒素固定量の増加と、物理性向上による肥料効能の持続が重なった可能性。中干しのメリットは物理性向上により減少し、デメリットである高温障害回避と益虫増加の方が重要となる。解決策は施肥量減らし。この技術確立は、肥料・農薬削減によるSDGs、土壌炭素貯留によるCO2削減、鉄還元細菌によるメタン発生抑制に繋がり、持続可能な稲作に貢献する。

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トマトが緑の香り（ヘキサナール）を吸収すると、体内で熱ショックタンパク質（HSP）の合成が誘導されます。HSPは分子シャペロンとしてタンパク質を安定化させ、高温ストレス下でも光合成を維持し、葉温を下げることで花落ちを軽減します。さらに、蒸散による気化熱で栽培施設内の温度が約3℃低下することも確認されています。

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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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トマトの秀品率向上のため、ある程度の段数で若い葉を摘葉する技術がある。摘葉により蒸散が抑えられ、下葉への日当たりが改善される。さらに、養分の分配先が変わり、果実への転流量が増加することで品質向上に繋がる。具体的には、摘葉前には葉と果実に分配されていた養分が、摘葉後には果実への分配比率が高まる。ただし、将来的な影響も懸念されるため、更なる指標を用いた考察が必要となる。

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トマトの水耕栽培において、水温制御の重要性が考察されています。筆者は、根に低温の水を供給することで葉温が下がり、光合成酵素の失活を防ぎ、光合成効率が向上するという仮説を立てました。この疑問から、農研機構の「根域冷却水耕栽培」の研究に辿り着きます。同研究では、供給水を12℃に保つと葉、茎、根の発生は減少するものの、果実の糖度が向上することが判明。これは「木をいじめる」栽培技術に類似し、水温がトマトの成長と品質に大きな影響を与えることが示唆されました。

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ケイ素は植物に様々な効果をもたらす。レタスではマンガン毒性を緩和し、トウモロコシでは蒸散を抑制する。トマトはケイ素集積量が低いものの、全くないと奇形が生じるため微量は必要。トマト体内でのケイ素輸送機構に欠損があり、効率的に運搬できないことが原因と考えられる。ケイ素はトマトの葉内マンガンの分布均一化を通して光合成ムラをなくし生産性向上に寄与する可能性があり、蒸散にも影響すると思われる。

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植物は、病害虫や紫外線など様々なストレスから身を守るため、様々な防御機構を備えている。その中でも重要な役割を果たすのが、芳香族アミノ酸であるフェニルアラニンやチロシンから合成される二次代謝産物だ。これらは、リグニン、サリチル酸、フラボノイドといった物質の原料となる。リグニンは細胞壁を強化し、病原菌の侵入を防ぐ。サリチル酸は、病原菌に対する抵抗性を高めるシグナル物質として働く。フラボノイドは、紫外線吸収剤や抗酸化物質として機能し、光ストレスや酸化ストレスから植物を守る。つまり、芳香族アミノ酸は植物の防御システムの基盤を担っており、健全な生育に不可欠な要素と言える。

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植物の気孔開閉は、根で合成されるアブシジン酸だけでなく、葉でも合成されることがわかった。葉でのアブシジン酸合成は、光ストレスによる活性酸素の発生を抑えるためと考えられる。合成経路は、カロテノイドの一種であるゼアキサンチンから数段階の酵素反応を経て行われる。このゼアキサンチンは、過剰な光エネルギーの吸収を防ぐキサントフィルサイクルにも関わっている。乾燥していない環境下でも、過剰な日光によって葉でアブシジン酸が合成され気孔が閉じると、光合成の効率が低下し生産性のロスにつながる可能性がある。

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高温ストレス下では、植物は葉のイオン濃度を高めることで根からの吸水力を高め、蒸散による葉温低下と光合成促進を図る。この生理現象は土壌水分の枯渇を早める一方、降雨後の急速な吸水と成長を促す。つまり、高温ストレスと降雨の繰り返しは植物の成長に良い影響を与える可能性がある。このメカニズムの理解は、例えば稲作における中干しの最適な時期の判断に役立つと考えられる。

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トマト果実の割れを防ぐには、気孔の開閉による水分コントロールが重要。気孔は光合成に必要なCO2を取り込み、同時に蒸散で水分を失う。光合成が活発な時は糖濃度が上がり、浸透圧で根から水を吸い上げる。しかし、乾燥した日は蒸散量が増え、土壌水分が枯渇しやすいため、植物ホルモンが分泌され気孔が閉じる。葉の湿度は蒸散量に影響するため、光合成には受光量と湿度が関係する。トマトの秀品率向上には、スプリンクラーによる霧状噴霧で葉周辺の湿度を適切に保つことが重要となる。

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トマト果実の割れ防止対策として、葉の気孔に着目。気孔はCO2吸収と蒸散のバランスを保つため開閉し、孔辺細胞のカリウムイオン濃度変化と膨圧が関与する。日中はCO2獲得と水損失のバランス調整が重要。気孔開閉機構の詳細は不明だが、カリウムイオンが孔辺細胞に出入りすることで水の移動が起こり、気孔が開閉する。トマト栽培ではカリウム不足が懸念され、これが気孔開閉に影響し、微量要素吸収阻害など品質低下につながる可能性が考えられる。

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トマト果実の割れは、果皮の柔らかさと急激な吸水により発生する。吸水抑制のため、葉のシンク強度を高めることが有効である。葉のイオン濃度を高めることで、浸透圧の原理により果実への水の移動を抑制できる。微量要素の葉面散布は、葉内イオン濃度を高め、光合成を促進することで糖濃度も高めるため効果的。シンク強度はサイトカイニンが関与し、根で合成されるため、発根量の確保も重要となる。

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トマトの花落ちは、高温や窒素過多で生じる器官離脱現象です。筆者は微量要素の観点から、亜鉛の軽微な欠乏が花落ちに関与すると仮説を立てます。環境ストレス時、植物は重要な亜鉛を花から新芽へ転流させ、そこでストレス耐性物質を合成するため、花を安全に落とすと考察。マンガンや活性酸素の役割にも言及しています。

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10月になってもアサガオは夕方でも咲いている。夏は昼にしぼむのに、秋はなぜ夕方まで咲いているのだろうか。学研キッズネットによると、気温の低下により花びらからの水分の蒸散量が減るためだそうだ。品種によるしぼむ時間の違いは花弁の厚みが関係している。一方、ヒルガオは夏でもしぼみにくい。アサガオとヒルガオの花粉の色については別記事で触れられているが、ヒルガオの萎みにくさは、アサガオとは異なる水分蒸散抑制の仕組みがあると考えられる。

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猛暑日が続く中、稲作における中干しの意義を再検討する必要がある。高温は光合成の低下や活性酸素の増加につながり、葉の寿命に悪影響を与える。中干しは発根促進効果がある一方、高温時に葉温上昇を招く可能性もある。レンゲ栽培田では中干しによるひび割れがないにも関わらず、高温に耐えているように見える。ケイ酸質肥料は高温時の光合成を改善し、特に中干し後の幼穂形成期に吸収量が増加する。ケイ酸吸収が少ないと気孔の開きが悪くなり、葉温上昇につながる。また、珪藻等の微細藻類の殻は、植物が吸収しやすいシリカの形になりやすい可能性がある。

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植物の養分転流は、師管と導管の連携による圧流説で説明される。導管は浸透圧で根から葉へ水を吸い上げ、ソース器官(葉など)へも水が移動する。これによりソース側水圧が上がり、水圧の低いシンク器官(果実など)へ水が移動し、同時に養分も転流される。シンク器官ではサイトカイニンがインベルターゼを活性化し、ショ糖を単糖に分解、シンク強度を高めて養分転流を促進する。つまり、導管による水圧差を駆動力とした養分の流れが、サイトカイニンによるシンク強度の増強によって促進されている。

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ナスの施設栽培における深刻な脅威として、タバココナジラミによるウイルス病の蔓延と、アザミウマによる被害が挙げられる。タバココナジラミは薬剤抵抗性を持ち、ウイルス病を媒介するため、早期発見と徹底した防除が重要となる。一方、アザミウマは微小なため発見が難しく、食害痕から病原菌が侵入し、生育不良を引き起こす。特に高温乾燥条件下で増殖しやすく、薬剤散布だけでは防除が難しい。総合的な対策として、天敵昆虫の活用や、粘着トラップによる早期発見、適切な薬剤ローテーションなどが有効である。これらの対策を怠ると、収量・品質の大幅な低下を招く可能性がある。

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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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葉面散布は、植物の葉に栄養液を散布する施肥方法です。尿素を添加すると葉の細胞膜の透過性が高まり、栄養吸収が促進されると考えられてきました。しかし、尿素には葉焼けのリスクがあり、効果も限定的です。尿素の働きは、気孔を開かせることではなく、クチクラ層を一時的に溶かすことで栄養分の吸収を助けることです。ただし、高濃度の尿素は植物に害を及ぼす可能性があります。葉面散布の効果を高めるには、植物の種類や生育段階、気象条件などを考慮し、適切な濃度と散布方法を選択することが重要です。

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C4型光合成は、高温乾燥環境に適応した光合成の仕組みである。通常のC3型光合成では、高温時に気孔を閉じ二酸化炭素の取り込みが制限されるため光合成速度が低下する。しかしC4植物は、葉肉細胞で二酸化炭素を濃縮し、維管束鞘細胞でカルビン回路を行うことで、高温時でも効率的に光合成を行う。二酸化炭素濃縮にはエネルギーが必要となるため、低温・弱光下ではC3植物より効率が落ちる。トウモロコシやサトウキビなどがC4植物の代表例である。

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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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こんもりドーム状に繁茂したカタバミの内部は、徒長した葉柄で構成され、葉が外側を覆っている。内部は保温・保湿され、夏場に蓄積された根圏の有機物が、カタバミの呼吸熱と水分、そしてもしかすると根から放出されるシュウ酸によって分解されている可能性がある。このカタバミドームは微生物にとってのパラダイスであり、数ヶ月後には他の植物にとっても良好な生育環境となる。ドーム内部をかき分けた行為は、この微生物たちの環境を破壊してしまったかもしれない。

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溢泌液は、植物が葉から排出する液体で、昆虫の水分補給源となる。乾燥ストレス下で植物はプロリンを合成し、これが溢泌液に含まれることで、昆虫にとって水分だけでなく栄養源ともなる。溢泌液中のプロリンは、昆虫にとって葉が栄養豊富であることを示すサインとなり、葉への定着を促す可能性がある。また、溢泌液の蒸散後に残る白い粉は肥料過多の指標となる。局所的な乾燥状態が溢泌液の生成を促し、これが昆虫の行動に影響を与えることから、栽培において重要な要因と言える。

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クローバーの根圏は、植物と微生物の相互作用が活発な場所です。クローバーは根粒菌と共生し、空気中の窒素を固定して土壌に供給します。この窒素は他の植物の成長にも利用され、土壌全体の肥沃度を高めます。 根圏では、クローバーの根から分泌される物質が微生物の増殖を促進します。これらの微生物は、有機物を分解し、植物が利用しやすい栄養素に変換する役割を果たします。また、一部の微生物は、植物の成長を促進するホルモンや、病原菌から植物を守る抗生物質を産生します。 このように、クローバーの根圏は、植物と微生物の複雑な相互作用によって、豊かな生態系を形成しています。この相互作用は、土壌の肥沃度を高め、植物の成長を促進する上で重要な役割を果たしています。

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落葉針葉樹の落葉は、冬の寒さと日照不足による光合成効率の低下に対応するためのものと考えられる。広葉樹同様、呼吸による消費を抑え、蒸散を防ぐ役割がある。しかし、筆者は広葉樹の紅葉のように、落葉後も何らかの役割があるのではと推測する。しかし、地面に落ちた針葉は広葉樹の落ち葉に埋もれて目立たず、光合成の合理化以上の役割は見当たらない、と考察している。

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イスラエル製サンホープのスプリンクラーは、噴霧状の散水で周囲の湿度を上げることで秀品率向上に貢献する。高温・低湿度下では植物は蒸散を抑えるため光合成速度が低下するが、噴霧散水は気温を下げ湿度を高め、光合成を促進する。また、モジュール式の設計で組立・解体・移動が容易で、先端部分の交換も簡単なので、パフォーマンスを維持しやすい。散水の様子は動画で確認でき、京都農販のスプリンクラー特設ページで詳細な情報が得られる。

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肥料業者向け勉強会で、尿素と塩化カリウムの使用への抵抗感が話題になった。尿素は硫安の代替として窒素を供給するが、ガス発生への懸念がある。しかし、硫安は産廃である一方、尿素は天然物であるため、速効性窒素肥料として尿素が推奨される。塩化カリウムはカリウムを供給する天然鉱物で、土壌pHに影響を与えない。ただし、塩素イオンがECを高める可能性があるため、排水性とCECを高め、塩素イオンを流しやすい土壌環境を整備する必要がある。つまり、適切な土壌管理を行うことで、尿素と塩化カリウムは有効な肥料として活用できる。

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京都市内の畑で、肥料過多と土壌pHの低下により野菜が育たない問題が発生。土壌分析の結果、リン酸過剰とpH4.5という強酸性が判明。施肥設計書に基づき堆肥と石灰を投入してきたことが原因で、土壌中のリン酸が鉄やアルミニウムと結合し、植物が利用できない状態になっていた。さらに、石灰過剰によりカルシウム濃度が異常に高く、マグネシウム欠乏も引き起こしていた。解決策として、有機物を投入し微生物の活性化を図り、リン酸を可給化することが提案された。この事例は、過剰な肥料投入とpH調整が土壌劣化につながることを示す重要な教訓となる。

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果実内発芽は、種子が休眠できずに発芽する現象で、アブシジン酸(ABA)の不足が原因である。ABAは、水ストレス時の気孔閉鎖、種子休眠誘導、器官離脱に関与する植物ホルモン。玄米に多く含まれるABAは、活性酸素生成を促すため毒性があると噂される。ストレスを感じた植物はABAを合成し、ABAが活性酸素生成の鍵となる。活性酸素は通常、ミトコンドリアで生成されるが、ABA蓄積により過剰生成される可能性が懸念され、玄米食の危険性が議論されている。

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夏に咲く厚い葉の花の名前を知りたい。多肉質の葉は乾燥地帯や海岸で見かけることが多く、蒸散を防ぐため葉を厚くしていると考えられる。気孔から中心までの距離を長くすることで、水ストレスの影響を低減し、体内の水分を保持する。この花は日本の多湿な環境でも元気に咲いている。一体、この花の名前は何だろう？

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線路沿いの過酷な環境で逞しく生きる草は、上部に枝を集中させている。成長著しい枝の葉は薄緑色で、盛んに蒸散を行うため、根からの水の吸い上げも活発だ。しかし、下の葉は元気がない。枝への水分の集中が原因で、下の葉まで行き渡らないのだろうか。それとも、枝が成長したため、下の葉の養分を回収し枯れようとしているのか。あるいは、茎を直射日光から守るための防御策なのか。いずれにせよ、この草の生存戦略の一端が垣間見える。

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籾殻は水を弾くため分解しにくく、堆肥化が難しい。しかし、燻炭にしたり、適切な水分と圧力を加えることで分解を促進できる。 籾殻は水を弾き、微生物分解が阻害される。しかし、適度な塊になると内部の水分蒸散が抑えられ、菌糸が繁殖しやすくなる。菌糸により撥水性が失われ、土壌への馴染みが向上する。 つまり、籾殻の堆肥化には、水分と圧力を適切に管理することが重要となる。

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葉の裏にある気孔は、ガス交換だけでなく、蒸散による葉内浸透圧の上昇を通じて土壌からの吸水を促す重要な役割を担う。葉の水分量が多い時は気孔から蒸散し浸透圧を高め、少ない時は気孔を閉じて蒸散を防ぐ。しかし、葉周辺の湿度が高いと蒸散が抑制され、光合成に必要なミネラルを土壌から吸収できなくなる。つまり、光合成能力は十分でも、材料不足に陥る可能性がある。この問題に対処するには、単なる水やりや追肥だけでなく、蒸散を促進する工夫が必要となる。湿度が低すぎても蒸散過多で気孔が閉じるため、適切な湿度管理が施肥効果を高め、秀品率向上に繋がる。

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水田から硫化水素による腐卵臭がするのは、老朽化水田と呼ばれる現象です。硫酸カルシウムが土壌に蓄積し、水が滞留する環境で硫酸還元細菌が活動することで発生します。通常、露地では降水で硫酸カルシウムは流出しますが、水田は水を溜めるため、特に水の入れ替えが少ないと土壌に残りやすいです。硫酸還元細菌は有機物から電子を取り出し、硫酸カルシウムと反応させて硫化水素を生成します。この現象は近年増加傾向にあり、様々な問題を引き起こしています。

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暑い夏の森の中で、前年の落ち葉が蓄積され、湿っていた。この落ち葉は、木陰による低温と蒸散の遮断によって、土を常に湿った状態に保っていた。しかし、畑では直射日光が当たるため、落ち葉を敷いただけでは同様の効果は得られない。