植物のミカタ

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鹿沼土（鹿沼降下軽石）を粉砕し、水に溶けるか（正しくはコロイド化するか）を実験した。粉砕した鹿沼土を半透明容器に水と共に入れ、静置した結果、粒子の大きさによって層状に分離した。大きな粒子は浮遊し、細かい粒子は沈殿した。上澄みは半日後には透明になった。浮遊物を除去した残りは、粘土（モンモリロナイト、カオリナイト）のような粘性は無いものの、一時的に泥水状態になったことから、粘土鉱物（アロフェン）とみなせる。容器底には黒い粒子が確認され、これは鉄を含む鉱物と考えられる。

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鹿沼土（鹿沼降下軽石）を粉砕し、その構成要素を観察した。鹿沼土は3.2万年前の赤城山の噴火によるもので、火山ガラス、輝石、角閃石が含まれる。火山ガラスは形状が様々で、鹿沼土中の層状に見えたものは繊維状の火山ガラスだと推測された。粉砕により火山ガラスのイメージが掴みやすくなり、他地域の軽石との比較で更なる理解が期待される。

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白い層が多い結晶片岩を分析し、珪質片岩である可能性を探っています。白い部分は滑らかで、石英の特徴と一致するためです。透明感があり層状になっていることから、変成作用前の石英の状態に思いを馳せています。滑石片岩の可能性もありますが、透明感から珪質片岩の可能性が高いと推測しています。白い箇所はすべすべとしていますが、透明感があるため滑石片岩ではないと考えられます。変成作用を受けても残る石英の透明感から、過去の状態を想像しています。

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田植え前のレンゲ栽培が、田植え後の雑草抑制に効果がある可能性を示唆する記事。レンゲ栽培を行った田では、雑草の発生が抑制され水が澄んでいる様子が観察された。レンゲ栽培と鋤き込みが、田の生態系に影響を与え雑草抑制に繋がると推測。一方、一般的な除草剤はオタマジャクシに悪影響を与える可能性があり、結果的にカメムシ等の害虫増加に繋がる可能性も指摘。中干しなしの稲作と合わせて、環境負荷の低い雑草対策の可能性を示唆している。

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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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筆者はpH測定器の仕組みを理解するため、ガラス電極法について調べています。 ガラス電極法は、pHガラス電極と比較電極を用い、pHガラス応答膜の内側と外側のpHの違いにより生じる起電力を測定することでpHを算出します。 pHガラス応答膜の内側にはpH7の塩化カリウムが用いられ、測定したい液体に当てると、pHの差に応じて起電力が発生します。 この起電力は温度によって変動するため、測定前にキャリブレーションが必要です。 筆者はpH測定器をRaspberry Piに接続しようとしましたが、A/D変換が必要なため、接続は保留となっています。

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サンショウは、先駆植物のカラスザンショウと形態が似ている落葉低木。幹にはとげがあり、種類によってはとげがないものもある。葉は互生し、奇数羽状複葉で長さ10〜15cm。5〜9対の小葉は1〜2cmの楕円形で、葉縁には鈍鋸歯があり、油点を持つ。この油点が強い芳香を放つ。山椒の「椒」は胡椒と同じく、芳ばしい・辛味の意味を持つ。

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植物の亜鉛欠乏は、老化促進やクロロフィル分解を引き起こし、深刻な生育阻害をもたらします。亜鉛は光合成に関わるタンパク質やクロロフィルの生合成に必須です。欠乏状態では、オートファジーと呼ばれる細胞内分解システムが活性化し、不要なタンパク質や損傷した葉緑体を分解することで亜鉛を回収しようとします。このオートファジーは、亜鉛欠乏への適応戦略として機能し、一時的な生存を可能にしますが、長期的な欠乏は植物の成長を著しく阻害します。したがって、植物の健全な生育には適切な亜鉛供給が不可欠です。

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水田の水が濁ったままとなる原因を調査した結果、水溶性肥料の溶解が原因ではないことが判明した。 この水田は畑作から転換されており、連作による土壌の劣化が懸念される。劣化により締まりやすくなった土壌は、水溶性肥料の流出を防ぎ、細かな土壌粒子が浮遊し続ける可能性がある。 さらに、栄養塩が豊富な入水直後には藻類が急増することがあるが、今回のケースでは濁りが一過性のものではなかった。よって、藻類の増殖も濁りの原因ではないと推測される。 したがって、濁りの要因としては、沈殿しない浮遊物が考えられる。今後、その物質の特定と対策を検討することが必要である。

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苔の中に芽生えた小さな草の葉先に、透明な組織が見られた。他の個体には見られない特徴で、正常な発達過程なのか変異体なのかは不明。葉緑素がこれから形成されるのか、あるいは形成されにくい組織なのかもわからない。葉緑素がないと葉は透明になるということが、この観察から推測される。ただし、この個体だけの特徴であるため、一般化するにはさらなる観察が必要である。

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粘土鉱物は、同型置換という現象により高い保肥力を持ちます。同型置換とは、粘土鉱物の結晶構造中で、あるイオンが別のイオンで置き換わる現象です。例えば、四価のケイ素イオンが三価のアルミニウムイオンに置き換わると、電荷のバランスが崩れ、負電荷が生じます。この負電荷が、正電荷を持つ養分（カリウム、カルシウム、マグネシウムなど）を吸着し、保持する役割を果たします。このため、粘土鉱物を多く含む土壌は保肥力が高く、植物の生育に適しています。花崗岩に含まれる長石も風化によって粘土鉱物へと変化するため、花崗岩質の土壌は保肥力を持つようになります。

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粘土鉱物は、岩石の風化によって生成される微細な鉱物で、その種類や性質は元の岩石や風化の過程に影響される。花崗岩のような深成岩は風化しやすい性質を持つため、特に粘土鉱物の生成に大きく関わる。風化過程では、長石などの鉱物が分解され、カオリナイトやスメクタイトなどの粘土鉱物が形成される。これらの粘土鉱物は、農業や陶磁器など、様々な分野で利用されている。さらに、粘土鉱物は土壌の保水性や通気性にも影響を与え、植物の生育にも重要な役割を果たしている。粘土鉱物を理解することは、地球の物質循環や土壌の特性を理解する上で不可欠である。

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有馬温泉名物の炭酸せんべいは、小麦粉、砂糖、でんぷんなどに、温泉の炭酸冷泉を加えて焼いたもの。この炭酸冷泉は、銀泉と呼ばれる無色透明な冷泉で、単純二酸化炭素冷鉱泉に分類される。 湧出口付近では水路に茶色の沈着が見られることから、少量の鉄分も含んでいる。有馬温泉は化石海水型のため、炭酸冷泉といえども塩分濃度は高い。炭酸ガスの由来は、海洋プレートの沈み込みに伴い、石灰岩層が熱水で溶解したものと考えられている。炭酸せんべいは、この塩分と炭酸ガス、そして微量の鉄分を含んだ冷泉を用いて作られるため、独特の風味を持つと推測される。

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鳥取砂丘の砂は、大部分が石英と長石で構成されており、これは花崗岩の主要構成鉱物と同じです。著者は砂丘で砂を採取し、実体顕微鏡で観察することで、砂粒の形状や色から鉱物種を推定しました。砂粒は全体的に白っぽく、透明感のあるものやピンクがかったものが見られました。透明感のあるものは石英、ピンクがかったものはカリ長石と推定されました。また、砂鉄の存在も確認されました。これらの観察結果から、鳥取砂丘の砂は、中国山地の花崗岩が風化・侵食され、千代川によって運ばれてきたものと推測されます。砂丘で採取した砂は、顕微鏡観察だけでなく、今後、X線回折などで本格的に分析する予定です。

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京都舞鶴の大江山は、かんらん岩や蛇紋岩といった超塩基性岩で世界的に有名な地域。そこで緑色の石を発見し、かんらん石（宝石名：ペリドット）ではないかと推測。かんらん石はMg₂SiO₄とFe₂SiO₄の組成を持つケイ酸塩鉱物で、熱水変成すると蛇紋岩や苦土石に変化する。写真の白い部分は炭酸塩鉱物に似ているが、かんらん石が透明になったものか、蛇紋岩特有の模様かは不明。この地域で聞き取り調査を行い、次回に続く。

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木津川近くの畑で、マルチ上の土に赤っぽい透明な塊を発見。木津川ではガーネットが拾えるという図鑑情報から、期待が高まる。肉眼ではガーネット特有の鮮やかな赤は確認できなかったが、土の色は既知のものと異なり、薄い褐色で透明な鉱物が混ざっていた。ガーネットは柘榴石の一種で、組成によって色が変わる。写真の灰ばん柘榴石はカルシウムとアルミニウムを含む。畑で見つけた褐色の鉱物の正体は不明だが、ガーネット発見の可能性にワクワクしている。

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鳥取県西因幡にある井手ケ浜海水浴場は、キュッキュと鳴る鳴き砂で有名です。砂は白く美しく、透明な鉱物が多く含まれています。鳥取砂丘の砂と比べると、透明や白い鉱物の量が際立って多く、砂丘に見られる磁鉄鉱のようなものも存在します。鳴き砂は不純物が少なく、粒径が0.2〜1mmである必要があるそうです。海岸にはムギのような草も自生していました。

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鳥取砂丘を9年ぶりに再訪し、砂丘の砂の組成を観察した。海岸近くの砂は石英が多く、風化に強い石英が残りやすい環境であることが推測された。砂丘の奥へ進むと、黒い鉱物の割合が増え、風紋周辺の砂には鉄が多く含まれているようだった。これは、風によって軽い石英が飛ばされ、重い鉄を含む鉱物が残るためと考えられる。山陰帯の花崗岩は鉄を多く含むという情報とも一致する。また、小石が多い場所には黒っぽい石が多く見られた。砂丘の土壌は石英が多く、鉄も含むという特徴を持つことが分かった。

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大阪の鉱物展で鹿児島のシラスを初めて間近に観察し、その白さに驚いた著者は、シラスの成分を考察する。火山灰であるシラスは二酸化ケイ素を多く含み、石英とカリ長石が主成分だと推測。桜島の火山灰と比較しても白さが際立ち、石灰要素はほぼ無いと考える。酸性岩の組成から、石英とカリ長石が大半を占め、残りを斜長石が占める構成と推定。これらの鉱物の微細なものがシラスを構成しているため、保水性が低く排水性が高い。また、カリを多く含むため、カリを必要とするサツマイモ栽培に適していることを説明。長石由来の粘土は腐植を蓄積しにくい点にも触れ、火山灰だから良い土壌とは限らないと結論づけている。そして、作物によって適した火山灰の種類が異なると指摘する。

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菱苦土石(マグネサイド, MgCO₃)は、菱面体結晶の炭酸塩鉱物で、水溶性苦土肥料の原料となる。大阪市立自然史博物館の鉱物展示で実物を見て、大きさや透明感、特徴を掴むことができた。この経験から、肥料への加工方法への興味が深まった。菱苦土石は熱水からの析出や鉱物の風化で生成されるため、苦鉄質地質で地熱の高い場所で見つかりやすい。実際に苦土肥料を使用している京都の農家の成果向上にも貢献している。

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夜久野高原の宝山(田倉山)は、府内唯一の火山でスコリア丘。玄武岩質の溶岩が風化し、赤い土壌が確認できた。山麓は黒ボク土で、山頂付近になるにつれ赤茶色の土壌が目立つ。火口付近ではスコリアが多く見られ、ストロンボリ式噴火の特徴を示す形状が確認できた。宝山は玄武岩の成り立ち、スコリア丘の形成、土壌の変化を観察できる貴重な場所である。

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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。