植物のミカタ

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植物は、ベンゼン環を含む芳香族化合物を合成する際に、最初に芳香族アミノ酸のフェニルアラニンを合成します。フェニルアラニンは、光合成で合成された糖の中間物質からシキミ酸経路を経て合成されます。このフェニルアラニンを基に様々な芳香族化合物が合成されます。 ちなみに、除草剤ラウンドアップは、シキミ酸経路に作用して芳香族化合物の合成を阻害することで効果を発揮します。

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植物は、土壌中の有機物が微生物によって分解される過程で生じるアンモニア態窒素や硝酸態窒素などの無機態窒素を栄養源として利用します。しかし、植物は土壌中の無機態窒素の大部分を利用できるわけではなく、その一部しか吸収できません。土壌中の窒素の多くは、有機物の中に含まれており、植物が直接利用することはできません。植物は、土壌微生物と共生関係を築くことで、有機物中の窒素を間接的に利用しています。

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水田を乾田にすることでメタン発生は抑えられますが、鉄の溶脱が減り、下流の生態系や生物ポンプへの影響が懸念されます。水田は腐植蓄積によってメタン抑制と減肥を両立できるため、安易な乾田化ではなく、水田の特性を活かした持続可能な農業が重要です。また、畑作における過剰な石灰施用も、土壌劣化や温室効果ガス排出増加につながるため、土壌分析に基づいた適切な施肥が求められます。

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中干し無しの稲作に取り組む農家の米が、品質検査で最高評価を得た事例を紹介しています。 この農家は、土壌改良、レンゲ栽培、中干し無しに加え、減肥にも取り組んでおり、収量が多いだけでなく、品質も高い米を生産しています。 記事では、この品質向上の要因として、 1. **初期生育段階での発根促進** 2. **猛暑日における水張りによる高温障害回避** 3. **川からのミネラル供給量の増加** の3点を挙げ、土壌の物理性改善とガス交換能向上による重要性を指摘しています。 さらに、中干し無しの稲作は、水管理コストや農薬散布の削減、夏季の気温上昇抑制にも繋がり、環境にも優しい持続可能な農業を実現するとしています。

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牛糞堆肥を施用すると、土壌中のリン酸濃度が上昇し、生育初期に生育が促進される一方、後々生育障害や病害発生のリスクが高まる可能性があります。 具体的には、リン酸過剰による根の伸長阻害、微量要素の吸収阻害、土壌pHの上昇による病害発生などが挙げられます。 これらの問題は、牛糞堆肥の投入量を減らし、化学肥料や堆肥の種類を組み合わせることで改善できる可能性があります。

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除草剤の中には、植物のBCAA合成を阻害するものがあります。特に、ALS（アセト乳酸合成酵素）阻害剤は、BCAA合成の初期段階を阻害することで、イソロイシン、ロイシン、バリンの生成を妨げます。ダイズ栽培では、ALS阻害剤耐性遺伝子組み換えダイズが存在することから、実際にALS阻害剤が使用されている可能性があります。しかし、実際の使用状況については更なる調査が必要です。

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イトミミズは、水田の土壌中に生息するミミズの一種で、有機物を分解し、土壌を肥沃にする役割を担っています。鳥取県の研究によると、イトミミズが形成する「膨軟層」には、コナギなどの雑草の生育を抑制する効果があることが分かりました。 イトミミズは、土壌中の有機物を分解することで、窒素などの栄養塩を供給し、イネの生育を促進します。しかし、過剰な有機物の供給は、イネの倒伏を招く可能性もあるため、注意が必要です。 イトミミズの抑草効果を最大限に活用するためには、イトミミズの生態や食性を詳しく調査し、最適な水管理や施肥管理を行う必要があります。

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道路脇の雑草放置は、海外では罰金対象となるほど重視されています。日本でも輸出時に種子が混入するなど、問題視され始めています。雑草駆除にはコストがかかりますが、葛のように、産業利用できれば解決策になります。例えば、葛は根を食用に、蔓を衣料や工芸品に、葉を飼料にと、様々な活用が可能です。雑草管理をコストと捉えるのではなく、収益源へと転換できるような、企業の取り組みが重要となるでしょう。

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筆者は白いユリの花を見て、テッポウユリとタカサゴユリの交配種であるシンテッポウユリについて調べた。その後、花弁に筋があり葉が細いことからタカサゴユリと判断できるユリの花を見つけた。そこは頻繁に草刈りされる場所だが、円錐状のオリの中では除草されず、タカサゴユリは立派な花を咲かせていた。このことから筆者は、タカサゴユリの勢いは今後も衰えないだろうと感じた。

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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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ゴールデンライスは、胚乳にβカロテンを蓄積するように遺伝子組み換えされたコメです。βカロテン合成経路のうち、コメに欠けていた「GGPPからフィトエン」と「フィトエンからリコペン」の2つの遺伝子を導入することで実現されました。フィトエン合成遺伝子はトウモロコシ、リコペン合成遺伝子はバクテリア由来です。この遺伝子導入により、コメは再びβカロテンを生成できるようになりました。ゴールデンライスは長年の開発期間を経て、フィリピンで商業栽培が開始されています。

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レンゲ栽培は、雑草管理にも効果があります。レンゲはアレロパシー効果は弱いものの、生育後に速やかに分解され、土壌表面に有機酸を含む層を形成します。これが雑草の発生を抑制する効果を生みます。 著者は、レンゲ栽培後の水田で雑草の発生が抑制された経験から、レンゲの分解による有機物層の効果を実感しています。 稲作は、レンゲの活用など、植物の特性を活かした興味深い知見に溢れています。

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## レンゲと中干しなし稲作がもたらした秀品率向上 今年は、土壌の物理性改善に加え、レンゲ栽培と中干しなし稲作を実践した結果、稲作の秀品率が劇的に向上しました。 従来は、雑草や害虫の発生に悩まされていましたが、今年はレンゲの抑制効果と、稲自身が分泌する「フェノール性アミド」という物質の増加により、除草剤や殺虫剤の使用を大幅に減らすことができました。 その結果、稲は健全に生育し、食害による品質低下も抑えられ、高品質な米の収穫に繋がりました。 今回の結果は、レンゲ栽培と中干しなし稲作が、環境負荷を低減しながら収益性の高い稲作を実現する可能性を示すものです。

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土壌改良により土壌の物理性が向上すると、特定の単子葉植物の生育が抑制される可能性があるという観察記録です。 筆者は、固い土壌を好むが養分競争に弱い単子葉植物が存在すると推測し、土壌改良によってレンゲやナズナなどの競合植物が旺盛に生育することで、単子葉植物の生育が阻害されると考えています。 この観察から、土壌改良初期にはソルガムやエンバクを、その後は土壌生態系のバランスを整えるために緑肥アブラナを使用するなど、緑肥の種類選定の重要性を指摘しています。

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著者は今年、大阪府高槻市の米粉「清水っ粉」の取り組みが最も印象的だったと振り返る。注目すべきは、土壌の物理性を改善し、レンゲを栽培し、中干しを行わない稲作だ。この方法は、水管理、肥料、農薬のコスト削減、収穫量増加、生物多様性向上、周辺環境への好影響など、多くの利点をもたらす。さらに、清水っ粉のように米粉の製造・普及に取り組むことで、米の新たな需要を創出し、持続可能な農業を実現できる。この革新的な稲作と米粉の利用拡大は、農業所得の向上、環境保護、地域活性化に貢献する可能性を秘めている。

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この記事では、植物性の有機物を土に投入することの重要性を論じています。 植物性の有機物を土に投入しないと、土の物理性が悪化し、スベリヒユやヤブガラシのような除草剤が効きにくい雑草が生えやすくなります。一方、植物性の有機物を投入した土壌では、シロザのような抜きやすい雑草が生え、除草作業が楽になります。 さらに、トラクターや自走式草刈り機などの機械化と組み合わせることで、理想的な植生管理が可能となり、管理コストの削減と利益率の向上につながると結論付けています。

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田んぼで藁焼きをしている様子が写真付きで投稿されています。筆者は、藁焼きは土壌の物理性を低下させ、稲作で蓄積された有機物を炭化させてしまうため、時代にも逆行する行為だと批判しています。この田んぼは、以前から雑草が多く、除草作業のし過ぎで収量が低下するなど、管理が上手くいっていない様子でした。筆者は、藁焼きが次作にどう影響するか注目していくと述べています。

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この記事では、中干しを行わない稲作が、収益性向上と環境改善に有効であることを論じています。 従来、中干しは雑草抑制に有効とされていましたが、著者は中干しを行わない田んぼで雑草が生えないことを観察。これは、良好な田んぼの状態がイネのアレロパシー効果を高め、さらに天敵の活動も活発化するためだと推測しています。 中干しは除草剤や殺虫剤の使用増加につながる可能性があり、著者は、周囲の慣習にとらわれず、物理性の改善など、収益性と環境性を両立させる稲作を推奨しています。

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中干しをしない稲作は、カエルの大量発生により、IPM(総合的病害虫管理)に貢献する可能性があります。カエルは世代交代の早い害虫を捕食するため、耐性を持つ害虫への対策として有効です。さらに、カエルは水田周辺の畑にも生息範囲を広げ、間接的に畑の害虫駆除にも役立ちます。畑にカエルを誘致するには、緑肥を植えておくことが有効です。緑肥は土壌環境改善にも効果があり、カエルの住みやすい環境を作ります。このように、中干しなしの稲作と緑肥を活用した畑作は、環境に優しく持続可能な農業を実現する可能性を秘めています。

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水田に生える細長い丸い草は、おそらくホタルイ。イネより背丈が低く、競合している様子もないため、放置しても影響はなさそう。イネの生育が弱い場所に生える傾向があり、土壌の物理性を改善すれば発生を抑えられると考えられる。他の水田雑草についても調査したいが、観察している田んぼでは目立った雑草がなく、水田除草の知識が深まらないのが現状。

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中干しなし、レンゲ後の稲作では、田の水が澄み、雑草が少ない。オタマジャクシが藻や若い草を食べることで除草効果が出ている可能性がある。オタマジャクシは成長後、昆虫を食べるようになるため、稲への影響は少ない。一方、中干しを行う慣行農法では、除草剤を使用する必要があり、コストと手間が増える。さらに、冬季の耕起は米の耐性を下げる可能性もある。中干しなしの田んぼは、オタマジャクシの働きで除草の手間が省け、環境にも優しく、結果としてコスト削減に繋がる可能性がある。

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乾土効果とは、土壌を一定期間乾燥させることで、土壌の物理性・化学性・生物性を改善し、作物の生育を促進する効果のこと。物理的には、土壌の団粒化促進、透水性・通気性向上などが挙げられる。化学的には、難溶性養分の可溶化、有害物質の無毒化などが起こる。生物的には、微生物相の変化による病害抑制効果などが期待される。ただし、乾燥期間や土壌の種類によって効果は異なり、過度な乾燥は逆効果となる場合もあるため、適切な管理が必要である。乾土効果を利用することで、化学肥料や農薬の使用量を削減し、環境負荷を低減しながら、安定した収量を得ることが期待できる。

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サンショウの若い葉「木の芽」は、叩くことで香りが増す。これは植物が食害から身を守る防衛手段であり、葉内の香り化合物が放出されるためだ。木の芽の香りには、青葉アルコールのほか、リナロール、シトロネロール、2-トリデカノン、ゲラニオールが含まれる。中でもリナロールはモノテルペンアルコールで、ビタミンAやビタミンEの合成中間体である。この記事は、植物が成長に必要なビタミンの材料として生成する香り化合物が、人間にとって心地よい香りとして認識されるという、香料への新たな理解を深める内容となっている。

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スギナだらけの畑で、スイバがスギナを押しのけるように成長している様子が観察された。スイバの根にはタンニンが豊富に含まれており、腐植酸へと変化することで、土壌劣化の原因となる水酸化アルミニウムを無害化する効果が期待される。スイバは土壌を改善する役割を担っているように見えるが、雑草としてすぐに除草される可能性が高い。

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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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高槻の水田でジャンボタニシ（スクミリンゴガイ）を発見。その駆除法として、天敵、トラップ、農薬の他、フルボ酸でイネを強化し食害を防ぐ方法や、水管理を徹底しジャンボタニシに除草をさせる方法が挙げられている。中でも注目されている農薬はリン酸第二鉄で、タニシに摂食障害を引き起こし、稲の肥料にもなるため初期生育に有効。つまり、土作りを徹底し、初期生育にリン酸第二鉄を与え、水管理を徹底することが重要。温暖化の影響で越冬生存率が増加しているため、対策の必要性が高まっている。

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冬期灌水のような環境保全型稲作でも、肥料成分が過剰になると害虫被害が増加する。農薬による防除は害虫の抵抗性や天敵への影響で効果が薄れるため、作物の抵抗性と天敵に着目すべきである。静岡県の研究では、水田のクモ類に着目し、コモリグモ科は米ぬか区、アシナガグモ科はレンゲ区で個体数が多いことがわかった。通常栽培区ではどちらのクモも少なかった。米ぬかは亜鉛豊富な有機質肥料だが、課題も多い。レンゲによる土作りが天敵の増加に繋がる可能性があり、今後の研究が期待される。

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薄い花弁のアサガオの生育不良と黄緑色の葉の関連性について考察した記事です。生育の遅延は、フラボノイドの合成量の低下が原因だと推測されています。 通常、植物は紫外線対策としてフラボノイドを葉に蓄積しますが、合成量が減少すると紫外線による活性酸素の発生が増加し、活性酸素除去のためにグルタチオン合成にアミノ酸が消費されます。結果として成長に必要なアミノ酸が不足し、生育が遅延すると考えられています。 記事では、青色色素合成酵素の欠損ではなく、フラボノイド自体の合成量の低下が原因であると推測しています。その理由は、もし酵素が欠損しているだけであれば、中間生成物である黄色や赤の色素が蓄積し、花弁や葉がこれらの色になるはずだからです。この黄葉の性質は、今後のアサガオ栽培における一つの知見となります。

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植物のオートファジーは必須栄養素の欠乏時に活性化される。特に、世界の農耕地の約半数で欠乏し、植物の健全な生育に不可欠な亜鉛（Zn）の欠乏時に注目。亜鉛は金属酵素の補因子であるため、欠乏時にはオートファジーが亜鉛を含むタンパク質を分解し、再利用する。この機能がなければ、活性酸素抑制酵素（Cu/Zn SOD）への亜鉛再分配が滞り、葉に活性酸素が蓄積してクロロシスが発生するなど、植物に深刻な影響が出る。オートファジーは高品質な作物生産（秀品率）にも関与する重要なプロセスである。

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植物のオートファジーは、細胞内のタンパク質を分解し、養分を再利用する仕組みです。大隅氏がノーベル賞を受賞したことでも知られ、秀品率向上への寄与が期待されます。栄養不足時や病原体排除、古い細胞から新しい細胞への養分移行に機能し、分解されたタンパク質等はアミノ酸や糖として再利用されます。植物にはマクロオートファジーとミクロオートファジーがあり、葉緑体のオートファジーは養分再利用だけでなく、光合成調整にも関与すると考えられています。このメカニズムの理解が、農業における品質向上に繋がる可能性があります。

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長野県JAグループのサイトによると、飯綱町のオオアカウキクサは水田雑草抑制に利用されている。しかし、その効用は水温低下によるもので、稲の生育初期には生育を阻害する可能性がある。一方、生育後期には雑草抑制効果を発揮し、除草剤使用量を減らす効果が期待できる。また、オオアカウキクサ自体も緑肥として利用可能で、持続可能な農業への貢献が注目されている。しかし、水温への影響を考慮し、使用方法や時期を適切に管理する必要がある。さらに、オオアカウキクサの繁殖力の強さから、周辺水域への拡散防止策も必要となる。

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この記事では、カロテノイドが植物ホルモンの前駆体となり、植物の成長や健康に重要な役割を果たすことを解説しています。特に、ゼアキサンチンからアブシジン酸、β-カロテンからストリゴラクトンという植物ホルモンが生成される過程が紹介されています。ストリゴラクトンは主根伸長促進、形成層発達制御、菌根菌との共生シグナルといった機能を持ち、台風の被害軽減や秀品率向上に有効です。菌根菌との共生は微量要素の吸収効率を高めるため、亜鉛の吸収促進にも期待できます。そして、カロテノイドを増やすためには光合成を高めることが重要だと結論付けています。

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この文章では、カロテノイド生合成が阻害された場合の植物への影響と、そのメカニズムを利用した除草剤について解説しています。 カロテノイド生合成の阻害剤である除草剤ノルフルラゾンは、フィトエン不飽和化酵素(PDS)を阻害し、フィトエン以降のカロテノイド合成を停止させます。カロテノイドは、フィトエンからリコペンなどを経て合成される一連の色素で、光合成で発生する活性酸素の除去に不可欠です。合成が阻害されると、活性酸素が蓄積して葉緑体が崩壊し、葉が白化して生育が停止します。このことから、植物の光合成にとってカロテノイドの完全な合成がいかに重要であるかがわかります。

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この記事は、カロテノイドの重要性を卵の黄身の色を例に挙げ、健康への効果を解説しています。鮮やかな黄身は人工的でなく、親鳥が雛にカロテノイドという有益な物質を与えている証拠だと述べています。カロテノイドとフラボノイドは、植物が紫外線から身を守るために獲得した抗酸化物質であり、人間が摂取することで同様の効果が得られると説明。具体的には、免疫細胞の保護や殺菌後の活性酸素除去に役立つことを学術論文を引用して示し、ウイルス感染症の重症化抑制にも繋がると推測しています。そして、作物におけるカロテノイド増加の方法を探るには、除草剤のような減少させる仕組みを調べるのが有効であり、PDS阻害剤のようなカロテノイド合成を阻害する除草剤の存在を例に挙げています。

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植物の香り化合物（GLV）は、葉が損傷を受けた際にガラクト糖脂質から合成され、害虫や病害に対する防御機構として機能する。GLV合成経路の研究から、ヘキセナールなどの化合物が病害抵抗性に寄与することが示唆されている。このことから、草生栽培において、定期的な草刈りによって放出される香り化合物が作物の耐性を高める可能性が考えられる。逆に、除草剤の使用は香り化合物の放出機会を奪い、食害被害の増加につながる可能性がある。これは、殺菌剤使用による食害増加と同様に、栽培における新たな課題を示唆している。

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免疫力向上に亜鉛が重要だが、現代の農業 practices が土壌の亜鉛欠乏を招き、人体への供給不足につながっている。慣行農法におけるリン酸過剰施肥、土壌への石灰散布などが亜鉛欠乏の要因となる。また、殺菌剤の過剰使用は菌根菌との共生を阻害し、植物の亜鉛吸収力を低下させる。コロナ感染症の肺炎、味覚障害といった症状も亜鉛欠乏と関連付けられるため、作物栽培における亜鉛供給の改善が急務である。

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肥料選びに迷う際は、開発の経緯も参考にすべきである。例えば、光合成促進を目的とするなら、ヘム合成材料であるアミノレブリン酸を主成分とする肥料が適している。一方、各種アミノ酸混合肥料は、災害後の回復促進にも有効だ。アミノレブリン酸は元々は除草剤として開発され、低濃度で生育促進効果が見つかった経緯を持つ。そのため、高濃度散布はリスクを伴う可能性がある。生育促進と災害回復では肥料の使い分けが重要で、前者はサプリメント、後者は運動後や風邪時に摂取するアミノ酸食品に例えられる。つまり、状況に応じて適切な肥料を選択することが重要である。

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庭の有機物堆肥化エリアに、今まで存在しなかったハコベが出現した。有機物とベントナイトを添加することで、以前は繁茂していたカタバミが減少している。筆者はこれを、菌根菌の効果ではないかと推測している。しかし、緑肥の試験では逆に菌根菌がハコベを抑制することが多い。栽培しやすい土壌ではハコベなどの特定種の雑草が優勢になることが知られている。筆者は、菌根菌以外の要因を探る必要があると考えている。

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畑の土壌が作物に適した状態になると、ハコベ、ナズナ、ホトケノザといった特定の草が生えやすくなる。強靭なヤブガラシが消え、これらの草が繁茂するのはなぜか。除草剤耐性でも発芽の速さでも説明がつかない。何か別の理由があるはずだが、それはナズナには当てはまらないようだ。用水路脇の隙間に生えるナズナを観察すると、根元にコケが生えている。コケが作った土壌にナズナの種が落ちたのが繁茂の理由だろうか？この謎について、思い浮かぶことがあるが、それは次回以降に持ち越す。

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コガタルリハムシは成虫で10ヶ月もの長期休眠を行う。休眠中は休眠特異的ペプチドDiapausinを発現させるが、その機能は謎が多い。Diapausinは昆虫病原菌には効果がないのに、植物病原菌の生育を抑制する。さらに、Diapausinの発現量を減らしても休眠に影響がないことから、休眠維持のためではなく、土壌微生物との相互作用に関与している可能性が示唆されている。休眠中のエネルギー消費を考えると、Diapausin合成には何らかの重要な役割があると推測され、更なる研究が期待される。

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野菜の美味しさと強さを追求する著者は、土壌の健康状態が野菜の品質に大きく影響すると考えている。理想的な土壌は、多様な微生物が共生し、植物の根が深く広く伸びることができる環境。これは、有機農法、特に米ぬかボカシ肥料の使用によって実現可能。一方、化学肥料中心の慣行農法では、土壌の微生物バランスが崩れ、植物の健康状態も悪化、味や食感にも悪影響が出ることがある。実際に、著者は米ぬかボカシと化学肥料で栽培したチンゲンサイの比較実験を行い、化学肥料で育てたチンゲンサイは筋っぽく、食感が悪いという結果を得た。真の野菜の美味しさは、健康な土壌から生まれると結論付けている。

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あるトウガラシ栽培畑では、秀品率と効率化のため草生栽培を採用。多めに与えた肥料の余剰を通路の草が吸収・還元し、無農薬で物理性は向上傾向にある。 しかし、一部で秀品率が低下しアブラムシが発生。その箇所の畝はスベリヒユに囲まれ、基肥を多めに与えていたことが判明した。これはマルチ内で塩類集積が発生し、植物が乾燥耐性のためにアブラムシを呼ぶ成分を溜め込んでいる可能性を示唆する。水溶性栄養塩過多は発根を抑制し、病害虫への耐性を低下させるためだ。解決策として、基肥の家畜糞を減らし、植物性堆肥で物理性を高めることが提案された。草刈り機の進化もあり、草生栽培が今後の主流になる可能性を感じさせる実践例である。

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ネナシカズラは、種子の寿命が長く、動物の胃の中でも生存できることから、日本全国に広く分布しています。 寄生するためには宿主植物に巻きつき、寄生根で宿主体内に侵入します。その寄生根は宿主植物の維管束と繋がり、寄生を開始します。 ただ、すべての植物に寄生できるわけではなく、宿主植物の種類によっては寄生率が低くなります。また、幼植物は寄生率が低いため、生き残る確率も低くなります。 そのため、ネナシカズラがイネ科の植物に寄生できる可能性は低く、雑草の多い畑や、通路に雑草対策が施されている畑では被害は限定的である可能性があります。

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スギナは酸性土壌を好み、活性アルミナが溶出し他の植物の生育を阻害するような環境でも繁茂する。これはスギナがケイ酸を多く吸収する性質と関係している可能性がある。酸性土壌ではケイ酸イオンも溶出しやすく、スギナはこれを利用していると考えられる。イネ科植物もケイ素を多く蓄積することで知られており、スギナも同様にケイ酸を吸収することで酸性土壌への適応を可能にしているかもしれない。また、スギナ茶を飲んだ経験や、土壌の酸性度に関する考察も述べられている。

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藍藻の一種 *Synechococcus elongatus* が産生する希少糖7-デオキシセドヘプツロース (7dSh) は、植物のシキミ酸経路を阻害する。シキミ酸経路は芳香族アミノ酸や特定の植物ホルモンの合成に必須であるため、7dShは植物の生育を阻害する。この作用は除草剤グリホサートと類似しており、シロイヌナズナを用いた実験で生育阻害効果が確認された。7dShは酵母など他の生物にも影響を与える。微細藻類である藍藻の研究はこれまで困難だったが、急速な研究進展により、7dShのような新規化合物の発見につながり、除草剤開発などへの応用が期待される。

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「ざっそう」絵本に登場する真っ赤なヤブガラシの葉の色に着目し、実物の観察から考察を深めている。ヤブガラシの葉は紅色が乗りやすく、アントシアニンが関係していると考えられる。アントシアニンは過剰な光合成による活性酸素から葉を守るために生成される。つまり、ヤブガラシは活性酸素が発生しやすい植物で、土壌が良くなり光合成が盛んになると、活性酸素の発生を抑えきれず枯れる、もしくは生育に不利になる可能性がある。これが、良い土壌でヤブガラシが生えない理由ではないかと推測している。

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小さな池の中央に生えるヒエのような草に着目し、その生命力と周囲の環境について考察している。水中で根付く強さに感銘を受け、競合する草がない理由を除草ではなく自然の摂理だと推測する。落ち葉の堆積状況から、人為的な管理はされていないと判断し、将来的には湿地、そして泥炭土へと変化していく過程を想像している。池の中央の草から、自然の遷移という壮大な時間の流れを感じ取っている。

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アーバスキュラ菌根菌は、リン酸などの養分吸収を助けるため、共生関係を築ける環境作りが重要。土壌に水溶性養分や糖分が多いと共生しにくいため、過剰な施肥は避けるべき。ネギの菌根菌はネギだけでなく緑肥とも共生するため、除草剤で全て除去するのではなく、通路などに緑肥を栽培すると共生菌が増加。クローバーの根圏は共生菌が豊富との報告もあり、緑肥は土壌の物理性改善だけでなく肥料効率向上にも貢献する可能性がある。

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ミカン栽培をやめた畑にマルバツユクサが大量発生した。マルバツユクサは地上と地下の両方で種子を作り、地下の種子は土壌中で長期間休眠できる。ミカン栽培中は発芽が抑制されていたマルバツユクサの種子が、栽培終了後の土壌移動や環境変化により発芽条件を満たし、一斉に発芽したと考えられる。ミカン栽培開始以前から土壌中に存在していた種子が、長年の休眠から目覚めた可能性が高い。これは、ミカン栽培による塩類集積の解消にも役立っているかもしれない。

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エンドファイトは植物体内で共生する菌類で、植物に様々な利益をもたらします。植物は光合成産物を菌に提供する代わりに、菌は土壌から吸収しにくいリン酸やアミノ酸などを植物に供給します。さらに、エンドファイトは植物の免疫系を刺激し、病原菌への抵抗力を高め、発根も促進します。中には、植物を昆虫から守る物質や窒素を固定する菌も存在します。 しかし、エンドファイトとの共生は、一般的な栽培環境では難しいようです。共生菌は多様な植物が生育する環境に多く存在し、栽培土壌には少ない傾向があります。また、土壌中に硝酸態窒素やショ糖が豊富にあると、共生関係が成立しにくいこともわかっています。そのため、水溶性窒素を含む堆肥での土作りは、エンドファイトとの共生を阻害する可能性があります。さらに、エンドファイトと植物の共生関係には相性があり、すべての植物が共生できるわけではありません。

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除草された畑で、ヤブガラシが1本生き残っていた。抜かれた際に土の上に放置され、不定根を生えて根付いたようだ。周囲に他の植物がないため、不安定な不定根の状態でも生育できている。ヤブガラシは繁殖力の強い植物だが、土壌が肥沃になると姿を消すという矛盾。その理由は、土壌が豊かになると、他の植物との生存競争に負けてしまうためと考えられる。

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栽培地に生える草の植生は土作りの段階で変化し、栄養価の高い土壌ではナズナやホトケノザが増加する。これらの草は厄介な雑草の生育を抑えるため、土壌の環境が整うと雑草の種子が発芽しにくい状況になる。 一方、日陰でひっそりと生えるヤブガラシは、土壌の栄養状態に関係なく生育できる。そのため、ヤブガラシの存在は、土壌の栄養状態が悪い、もしくは除草が十分に行われていないことを栽培者に示している可能性がある。 ヤブガラシは、雑草の生育が旺盛な土壌よりも、ナズナやホトケノザなどのより丈夫な草が生える土壌で最後に残る可能性がある。つまり、栽培者が除草を怠っていると、ヤブガラシが土壌の健康状態に関する情報を提供している場合がある。

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土壌改良の指標として、特定の雑草の植生変化が有効である。酸性土壌を好むヤブガラシが減少し、微酸性〜中性の土壌を好むシロザ、ホトケノザ、ナズナ、ハコベが増加した場合、土壌pHが改善され、理想的なpH6.5に近づいている可能性が高い。これは、土壌シードバンクの考え方からも裏付けられる。 土壌pHの安定化は、炭酸塩施肥や植物性堆肥の蓄積によって実現するが、特に後者は土壌改良の他の要素向上にも繋がるため、植生変化は精度の高い指標となる。加えて、シロザは次世代の緑肥としても有望視されている。

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植物ホルモンのサリチル酸生合成の解明をきっかけに、芳香族アミノ酸であるチロシンとフェニルアラニンの関係が注目された。チロシンはベンゼン環にヒドロキシ基を持つのに対し、フェニルアラニンは持たない。動物ではフェニルアラニンからチロシンが合成される。植物では、シキミ酸経路においてシキミ酸からプレフェン酸を経て、チロシンとフェニルアラニンが合成される。また、サリチル酸生合成に関わるコリスミ酸もシキミ酸経路で生成される。シキミ酸経路は植物色素、リグニン、ABAなど様々な物質の合成に関与している。

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鴨川の河川敷でワルナスビが繁茂している。可愛らしいナスやトマトに似た花を咲かせるが、茎には棘があり、根は深く、地下茎で広がる厄介な植物だ。牧野富太郎博士が命名したこのワルナスビは、ソラニンという毒を持ち、除草も困難なため、動物や植物にとってまさに「悪」である。 不思議なことに、ワルナスビの群生は河川敷の一角に集中しており、少し離れると見られない。初夏には赤クローバが繁茂する場所で、数年前からこの関係性は変わらない。ワルナスビの苦手な環境があるのか、人の努力で抑制されているのか、その理由は不明だ。

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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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銭形砂絵周辺の砂地に多数の植物が生育している様子が観察された。砂絵の植生は風による砂の移動を防ぐ役割を果たしていると考えられる。注目すべきは、一本の木の根元付近で、地中に埋まった枝に沿って葉が密集して生えている現象である。これは、枝が植物の生育に重要な役割を果たしている可能性を示唆している。周囲の植生状況から、人為的な除草の結果ではなく、枝の存在が植物の生育を促進していると考えられる。今後の検証として、砂地に枝を埋め、種を蒔く実験が提案されている。関連する腐植の形成や砂丘農業における腐植蓄積の難しさについての考察も示唆されている。

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線路沿いの除草された過酷な環境で繁茂するカタバミに注目した。カタバミの葉にはシュウ酸が多く含まれることを植物図鑑で知り、印象に残っていたからだ。カタバミは酢漿とも書き、五代家紋の一つにもなっている。 シュウ酸は土壌改良に有効である可能性があり、線路沿いで繁茂するカタバミの強さと相まって、土壌への影響が大きいのではないかと考えた。夏草が現れる前の5月という季節、カタバミのシュウ酸が土壌にどう作用するのか興味深い。ただし、葉のシュウ酸が根の周囲にも存在するかは不明である。

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京丹後での10年前のイノシシ対策の経験から、電気柵の非効率性を指摘する。補助金が出て手軽な電気柵だが、イノシシは痛みを回避する方法を学習し突破してしまう。維持費や人件費もかかり、県の研究者も効果を否定していた。電気柵に補助金が出る矛盾への疑問を抱きつつ、研究者からイノシシの習性を学び、トラップを作成。そのトラップが後にイノシシ捕獲に繋がることになる。今後の記事では、その詳細な対策方法を記述する予定。

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リン酸欠乏になると、植物の葉は赤や紫に変色することがあります。これはアントシアニンの蓄積によるものですが、なぜリン酸欠乏でアントシアニンが蓄積するのかは完全には解明されていません。記事では、リン酸欠乏が糖の蓄積を招き、それがアントシアニン合成の基質となる可能性や、ストレス応答としてアントシアニンが合成される可能性について考察しています。また、アントシアニンは紫外線吸収や抗酸化作用を持つため、リン酸欠乏による光阻害ストレスからの防御機構として機能している可能性も示唆しています。さらに、リン酸欠乏と紅葉の関連性についても触れ、今後の研究の進展に期待を寄せています。

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グリホサートは、植物の必須酵素EPSPSを阻害する除草剤です。しかし、遺伝子組み換えにより、グリホサートを分解する酵素GOXを持つ、あるいはグリホサートが結合しない変異型EPSPSを持つ作物が作られました。前者が主流です。自然界でも同様の変異が起こっており、除草剤が効かない雑草の出現の原因となっています。これは、土壌細菌との遺伝子交換による可能性も示唆されています。

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グリホサートは除草剤ラウンドアップの有効成分で、植物体内の酵素EPSPSを阻害することで除草効果を発揮します。EPSPSは植物ホルモンやアミノ酸合成の初期段階に関わる重要な酵素で、グリホサートによってこの働きが阻害されると植物は生育に必要な物質を合成できなくなり、枯れてしまいます。 次の記事では、このグリホサートへの耐性を植物がどのように獲得するかについて解説されています。

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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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ラウンドアップの有効成分グリホサートは、植物の必須アミノ酸合成経路を阻害することで除草効果を発揮する。しかし、論文によればグリホサートは人体において重要な酵素シトクロムP450の働きを抑制し、アルツハイマー病、癌、糖尿病などのリスクを高める可能性がある。シトクロムP450は解毒作用やステロイド合成に関与し、植物にも存在する。仮に植物のシトクロムP450がグリホサートによって阻害されれば、植物は一時的に無防備な状態になり、ダメージを受ける可能性がある。イネではシトクロムP450の候補遺伝子が多数発見されているものの、機能は未解明な部分が多く、グリホサートの影響を断言できない。そのため、分解が早くてもラウンドアップの安全性を断定するのは難しい。

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遺伝子組み換え作物への抵抗感について考察。第一世代の除草剤耐性や害虫抵抗性といった生産者側のメリットに注目した遺伝子組み換えに対し、第二世代は栄養価向上や免疫向上といった消費者側のメリットを重視している。仮に癌軽減効果を持つ物質を産生する遺伝子組み換え作物が開発された場合、健康への直接的な恩恵があっても、依然として「非生物的」「異種遺伝子」といった理由で拒否反応を示す人がいるだろうか？物質を抽出する形であれば抵抗感は減るだろうか？遺伝子組み換え技術に対する議論は、今後このような安全性と健康効果のバランスに関する論点に移行していくと予想される。

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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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アミノレブリン酸は、ポルフィリン生成に関与し、過剰だと活性酸素で植物を枯らす除草剤として研究されていた。しかし、大量に必要で、少量だと逆に植物の生育を促進する効果が見つかり、肥料としての用途が検討された。つまり、ポルフィリンは少量で生育促進、過剰で活性酸素による枯死を引き起こす。肥料としてアミノレブリン酸を使用する場合は、過剰施肥による活性酸素発生、枯死のリスクを避けるため、適量を守る必要がある。

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アミノレブリン酸(ALA)は、植物の葉緑素や赤血球成分など重要な物質の前駆体。ALA合成には硝酸還元に必要なシロヘムの生成に鉄が必要で、ALA周辺分子が不足すると硝酸利用効率が低下する。光合成不足では硝酸態窒素が活用されない点と合致する。鉄は二価鉄である必要があり、有機物由来の電子で三価鉄が還元されるため、糖の潤沢な供給が重要。ALA肥料は鉄、マグネシウムとの併用で効果を発揮するが、高濃度では除草剤となるため注意が必要。ALAは多くの生物が必要とするため元肥効果は限定的だが、特定状況下では大きな効果が期待できる。

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タデ科植物の根から分泌されるシュウ酸の土壌還元作用について考察している。シュウ酸は酸化鉄(Ⅲ)と反応しシュウ酸鉄(Ⅲ)を生成する。この反応で鉄イオンは還元される。さらに、シュウ酸鉄(Ⅲ)は光分解によりシュウ酸鉄(Ⅱ)となり、鉄イオンはさらに還元される。つまり、シュウ酸は鉄イオンに電子を与え、還元剤として作用すると言える。この還元作用が土壌環境に影響を与えている可能性を示唆し、更なる考察の必要性を述べている。