植物のミカタ

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アロフェンは、pH依存的に陽イオン交換容量(CEC)と陰イオン交換容量(AEC)を示す粘土鉱物です。低pH環境では、アルミニウムイオンが水と反応してプロトンを放出し、正に帯電した表面を形成するため、陰イオンを吸着しAECを示します。高pH環境では、水酸基がプロトンを放出し、負に帯電するため、陽イオンを吸着しCECを示します。つまり、アロフェンを含む土壌のイオン交換容量はpHに大きく影響され、酸性土壌ではAEC、アルカリ性土壌ではCECが支配的になります。この性質は、土壌の養分保持能力や土壌改良に影響を与えます。

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鹿沼土は栃木県鹿沼市で採掘される軽石の一種で、火山灰が凝結した凝灰岩。ダイソーで購入した鹿沼土は風化が進み、指で容易に粉砕できた。断面は層状構造や色の濃淡が見られ、黒っぽい硬い部分は鉄を含む鉱物と思われる。鹿沼土にはアロフェンが含まれる場合があり、他の資材との組み合わせで新たな可能性が期待される。アロフェンは火山ガラスなどが風化してできた粘土鉱物で、保水性、通気性、肥料保持に優れる。鹿沼土の多孔質構造も相まって、植物の生育に適した環境を提供する。

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軽石の主成分である火山ガラスには鉄などの不純物が含まれ、水が作用することで酸化される可能性がある。酸化により火山ガラスが脆くなるかどうかは不明だが、不純物の酸化が風化に影響を与えるかもしれない。

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軽石の物理的風化は、凍結融解作用による可能性が高い。花崗岩は鉱物ごとの熱膨張率の違いで風化するが、軽石は鉱物の集合体ではないためこのメカニズムは当てはまらない。しかし、軽石には多数の孔があり、そこに水が入り込む。冬に水が凍結すると体積が増加し、軽石に圧力がかかる。これが繰り返されることで、軽石はひび割れ、細かくなり風化する。これは凍結融解作用と呼ばれ、含水量の多い岩石で顕著に見られる。霜柱による土壌の発達も、この作用の一種と考えられる。

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軽石を落葉抽出液（おそらくタンニンを含む酸性）に浸したところ、黒い鉱物が脱落し、軽石に穴が空いた。軽石の主成分である無色鉱物（石英、長石）は酸に反応しないため、脱落した黒っぽい鉱物は有色鉱物（角閃石か磁鉄鉱と推測）と考えられる。これらの有色鉱物は酸に反応し溶解することで軽石から脱落した可能性がある。結果として軽石表面に穴が空き、水の浸透による風化が促進されると考えられる。

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軽石の化学的風化における酸の作用を検証するため、ブナ科の落葉からタンニンを含む褐色液体を抽出し、軽石を3日間浸漬した。液体を拭き取った結果、微細な小石が脱落し、軽石表面には多数の穴が観察された。これは落葉抽出液、つまりタンニンによる酸の作用で風化が進んだ可能性を示唆する。しかし、更なる検証が必要であり、現段階では断定的な結論は避ける。

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SOY CMS向け「キーワード自動抽出プラグイン」が開発されました。Google Gemini APIを利用し、記事内容からキーワードを自動抽出し、サイト内検索を強化します。特徴は、キーワードの読み仮名検索に対応している点です。例えば、「風化」を「ふうか」と入力しても記事がヒットします。MeCabのような形態素解析エンジンの導入・設定の手間を省き、生成AIの力で実現しました。将来的には入力補完や類義語検索も実装予定です。プラグインパッケージはsaitodev.co/soycms/からダウンロードできます。

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庭の軽石の表面の茶色い部分は風化によってできた粘土鉱物ではないかと考え、軽石の風化を早める方法を模索している。軽石の主成分である火山ガラスは、化学的風化（加水分解）によって水と反応し、粘土鉱物に変化する。水に浸けるだけでは時間がかかりすぎるため、より効率的な風化方法を探している。

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アロフェンは火山灰土壌に特有の粘土鉱物で、リン酸吸収力が高く、植物の生育に重要です。微細な球状構造で、内部に空洞を持つため、保水性と通気性を両立します。また、陽イオン交換容量も高く、土壌肥沃度に貢献します。 しかし、リン酸を強く吸着するため、植物が利用しにくい形態で固定される欠点も持ちます。このため、アロフェン質土壌ではリン酸肥料の施用が重要となります。生成は火山ガラスの風化に由来し、腐植との相互作用も影響します。

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蛇紋岩土壌は、貧栄養、高重金属、高pHといった特徴から植物にとって過酷な環境です。特にニッケル過剰が問題で、植物は鉄欠乏に似た症状を示します。ニッケルは鉄の吸収を阻害するのではなく、鉄と同時に吸収され、鉄の本来の場所にニッケルが入り込むことで、植物は鉄欠乏だと錯覚し、更なる鉄とニッケルの吸収を招き、悪循環に陥ります。しかし、蛇紋岩土壌にも適応した植物が存在し、その耐性メカニズムを理解することが、この土壌での栽培攻略につながります。

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塩基性暗赤色土は、蛇紋岩や塩基性火成岩を母材とする弱酸性～アルカリ性の土壌です。赤褐色～暗赤褐色を呈し、粘土含量が高く、肥沃度は低い傾向にあります。ニッケルやクロムなどの重金属を多く含み、特定の植物しか生育できない特殊な土壌環境を形成します。 日本では、北海道、関東、中部地方などの蛇紋岩分布地域に局地的に分布しています。塩基性暗赤色土は、その特異な化学的性質から、植生や農業に影響を与え、特有の生態系を育んでいます。

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白雲母は、フィロケイ酸塩鉱物の一種で、化学組成はKAl2□AlSi3O10(OH)2です。特徴は、鉄の含有量が少なく絶縁体や断熱材としての性質を持つことです。黒雲母と違い、白っぽい色をしています。菫青石が風化する過程で生成されることもあり、栽培においてはカリウム供給源として利用されます。風化が進むと、2:1型粘土鉱物へと変化します。

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京都府木津川市の黒雲母帯は、黒雲母と絹雲母を含む泥質千枚岩が変成作用を受けた地域です。この地域には菫青石も存在し、風化すると白雲母や緑泥石に変わり、最終的には2:1型粘土鉱物を構成する主要成分となります。菫青石の分解断面は花びらの様に見えることから桜石とも呼ばれます。木津川市で見られる黒ボク土は、これらの鉱物の風化によって生成された可能性があります。

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山口県岩国市の「ざくろ石帯」は、石灰岩とマグマが反応して形成されたスカルン鉱床です。スカルン鉱床は、石灰岩中の柘榴石を多く含んでいます。柘榴石は、カルシウム、マグネシウム、鉄を含むネソケイ酸塩鉱物で、Yにアルミニウム、Zにケイ素が入っているのが一般的です。この地域では、柘榴石が土壌の母岩として風化するため、柘榴石に由来する土壌が形成されていると考えられます。

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柘榴石はケイ酸塩鉱物の一種で、研磨剤や宝石のガーネットとして知られています。栽培において重要なかんらん石もケイ酸塩鉱物ですが、柘榴石はアルミニウムを含むため風化耐性が強く、かんらん石のように土壌中の養分供給源として期待できません。そのため、柘榴石の存在は栽培上、直接的な影響は少ないと考えられます。ただし、柘榴石を含む土壌は水はけや通気性が良い可能性があり、間接的に植物の生育に影響を与える可能性はあります。

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造岩鉱物から粘土鉱物への風化の後、カオリナイトはさらに水と反応してギブス石と二酸化ケイ素になる。ギブス石はCECがなく、二酸化ケイ素も栽培に不利なため、造岩鉱物の風化の行き着く先は栽培難易度の高い赤黄色土と呼ばれる土壌となる。 赤黄色土は日本土壌インベントリーで容易に確認できる。ギブス石はさらに風化してボーキサイトになる可能性があるが、ここでは触れない。

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火山灰土壌に特徴的なアロフェンは、風化すると層状の粘土鉱物であるカオリナイトに変化します。この過程で、アロフェンの構造中の余剰なアルミニウム（Al）が活性アルミナとして遊離します。 アロフェンは、内側に少ないケイ素（Si）、外側に多くのAlを持つ構造です。風化によってAlが外れることで構造が変化し、カオリナイトのような層状構造が形成されます。 この活性アルミナは植物の根の成長に悪影響を与える可能性があり、火山灰土壌での栽培では注意が必要です。特に、アロフェンを多く含む黒ボク土では、活性アルミナの量が多くなる傾向があります。

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火山ガラスは、急速に冷えたマグマからできる非晶質な物質です。黒曜石や軽石などがあり、風化すると粘土鉱物であるアロフェンに変化します。軽石は風化すると茶色い粘土になり、これはアロフェンを含んでいます。このことから、軽石を堆肥に混ぜると、アロフェンが生成され団粒構造の形成を促進し、堆肥の質向上に役立つ可能性があります。軽石の有効活用として期待されます。

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アロフェンは、外側にAl、内側にSiが配置する独特な構造を持つ粘土鉱物です。Alによる正電荷とSiによる負電荷が、特徴的なAECを示します。また、Si-O結合の不規則な切断（Broken-bond defects）により、高いCECを示します。アロフェンは火山ガラスだけでなく、長石の風化過程で生成されることもあります。

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アロフェンは、土壌名「アロフェン質黒ボク土」に見られる重要な粘土鉱物です。非晶質で、中空球状の形態をしています。構造は、Al八面体シートとSi四面体シートが組み合わさり、球状に重なり合った形をしています。シートの重なりには小さな隙間が存在します。一般の粘土鉱物とは異なり、層状構造を持たない点が特徴です。

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カリ長石(KAlSi3O8)は水と二酸化炭素と反応し、カオリナイト(Al2Si2O5(OH)4)、炭酸カリウム(K2CO3)、二酸化ケイ素(SiO2)を生成します。カオリナイトは1:1型粘土鉱物の一種です。二酸化ケイ素は石英などの鉱物になります。ただし、長石からカオリナイトへの風化は段階的に進行し、両者間には複数の粘土鉱物が存在します。造岩鉱物と土壌の関係を深く理解するには、これらの粘土鉱物についても学ぶ必要があります。

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長石は、アルカリ金属やアルカリ土類金属のアルミノケイ酸塩を主成分とする鉱物グループです。ケイ酸四面体が三次元的にすべて結合したテクトケイ酸構造を持ち、その隙間にナトリウムやカリウム、カルシウムなどが配置されます。 テクトケイ酸は、ケイ酸四面体の4つの頂点がすべて他のケイ酸四面体と結合した構造をしています。すべてのケイ酸が完全に結合しているわけではなく、結合度の低い箇所が存在し、そこに金属イオンが入り込みます。 完全に結合したテクトケイ酸はSiO2と表され、石英となります。長石は石英と異なり、テクトケイ酸構造中に金属イオンを含むため、様々な種類が存在します。

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記事「く溶性苦土と緑泥石」は、土壌中のマグネシウム供給における緑泥石の役割について解説しています。 土壌中のマグネシウムは植物の生育に不可欠ですが、多くの場合、植物が直接吸収できる「く溶性」の状態にあるマグネシウムは限られています。そこで注目されるのが緑泥石です。 緑泥石は風化しにくいため土壌中に長期間存在し、ゆっくりとマグネシウムを供給します。つまり、緑泥石は土壌中のマグネシウムの貯蔵庫としての役割を担っています。 さらに、土壌中のpHや他の鉱物の影響を受けて緑泥石からマグネシウムが溶け出す速度が変化することも指摘されています。

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ミカン栽培において「青い石が出る園地は良いミカンができる」という言い伝えがあります。この青い石は緑泥石を多く含む変成岩である「青石」のことです。緑泥石は保水性・排水性・通気性に優れており、ミカンの生育に必要なリン酸の供給源となるため、良質なミカン栽培に適した土壌となります。言い伝えは、経験的に緑泥石がもたらす土壌の利点を表しており、科学的根拠に基づいた先人の知恵と言えます。

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かつて黒雲母は単一の鉱物と考えられていましたが、現在ではマグネシウムを多く含む金雲母と鉄を多く含む鉄雲母の固溶体であることが分かっています。金雲母の化学組成はKMg3AlSi3O10(OH)2、鉄雲母はKFe3^2+AlSi3O10(OH,F)2です。金雲母は風化すると、緑泥石やバーミキュライトといった粘土鉱物へと変化します。つまり、金雲母の風化を理解することは粘土鉱物の理解を深めることに繋がります。

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鉱物の風化速度は結晶構造に影響されます。単鎖構造のケイ酸塩鉱物（例：輝石）は複鎖構造（例：角閃石）よりも風化に弱く、複鎖構造はさらに重合が進んだ環状構造（例：石英）よりも風化に耐性があります。これは、重合が進むほどケイ酸イオンが安定し、風化による分解に抵抗するためです。 そのため、角閃石は輝石やかんらん石よりも風化に強く、風化が進んでから比較的長い間、元の形態を保持できます。

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輝石はかんらん石よりもケイ酸の重合が進んだ構造を持っており、そのため風化しにくい。ケイ酸が一次元の直鎖状に並んでおり、その隙間に金属が配置されている。この構造では、金属が常に外側に露出しているように見えるが、ケイ酸塩鉱物では重合が進んだ構造ほど風化速度が遅くなることが知られている。つまり、輝石の金属溶脱はかんらん石よりも起こりにくい可能性がある。

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かんらん石は風化により、2価鉄が溶け出して水酸化鉄に変化する。また、ケイ酸も溶出し、重合して粘土鉱物に近づく。一次鉱物のかんらん石は二次鉱物として緑泥石を経てバーミキュライトになる。この反応では、かんらん石のアルミニウム以外の成分が溶脱し、ケイ酸は重合して粘土鉱物の形成に関与する。

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ケイ酸は、ケイ素と酸素で構成され、自然界では主に二酸化ケイ素(SiO2)の形で存在する。水に極わずか溶け、モノケイ酸として植物の根から吸収される。 しかし、中性から弱酸性の溶液では、モノケイ酸同士が重合して大きな構造を形成する。この重合の仕方は、単鎖だけでなく複鎖など、多様な形をとる。 造岩鉱物は、岩石を構成する鉱物で、ケイ酸を含有するものが多い。熱水やアルカリ性の環境では、ケイ酸塩が溶けやすくなる。

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橘本神社の向かいの川原には、緑色の結晶片岩が多く見られる。しかし、近づいてみると薄茶色の結晶片岩も存在する。これは砂岩が変成作用を受けた砂岩片岩の可能性がある。濃い茶色の部分は、鉄の酸化または緑泥石の風化が考えられる。ルーペを使ってさらに詳しく観察することで、その正体に迫ることができるだろう。

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ミカン栽培の上級者は、良いミカンができる土地には青い石（結晶片岩）が多いことに気づき、土壌と母岩の関係に関心を寄せている。 しかし、素人が岩石を見分けるのは難しく、良い図鑑が求められていた。 「くらべてわかる岩石」は、似た岩石の見分け方が豊富で、結晶片岩も多数掲載。栽培技術向上に役立つこと間違いなし。 土壌の物理的特性を理解するには、岩石を構成する鉱物の化学的性質を解説した書籍も必要となる。

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この記事は、「青い石」と呼ばれる緑色片岩が、どのようにして優れた肥料となるのかを地質学的な視点から解説しています。 海底火山で生まれた玄武岩は、プレート移動により日本列島へ移動し、陸のプレート下に沈み込みます。その過程で強い圧力と熱を受け、変成作用によって緑泥石を多く含む緑色片岩へと変化します。 緑色片岩は、もとの玄武岩由来のミネラルに加え、海水由来のミネラルも含み、さらに、その層状構造から容易に粉砕され、植物が吸収しやすい状態になります。また、粘土鉱物である緑泥石は腐植と相性が良く、理想的な土壌環境を作ります。 このように、地下深くで長い年月をかけて形成された緑色片岩は、栽培者にとって理想的な肥料と言えるでしょう。

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枕状溶岩を見るため、大阪府高槻市にある本山寺を訪れた。本山寺は、安山岩でできた山中に位置している。周辺の地層は、古生代ペルム紀に海底火山活動でできた「超丹波帯」の一部と考えられている。境内で観察できる岩石は、緑色片岩に変質した安山岩で、その中に枕状溶岩が見られる。枕状溶岩は、水中に噴出した溶岩が急速に冷やされて固まった際にできる特徴的な形状をしている。本山寺の枕状溶岩は、かつてこの地が海底火山の活動する場所だったことを示す貴重な証拠である。

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風邪の予防にミカンが良いと言われるのは、ビタミンCが豊富だからというのは実は誤解です。ミカンのビタミンCは100gあたり約35mgと、他の果物と比べて特別多いわけではありません。 ミカンの効能は、β-クリプトキサンチンという成分にあります。これは体内でビタミンAに変換され、免疫力を高める効果があります。 また、リモネンという香り成分にはリラックス効果があり、風邪の予防だけでなく、疲労回復やストレス軽減にも効果が期待できます。 つまり、ミカンはビタミンCだけでなく、様々な栄養素が豊富に含まれているため、風邪予防に効果的なのです。

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一見、養分のなさそうな真砂土の公園に、アレチヌスビトハギが群生しています。窒素固定を行うマメ科植物のアレチヌスビトハギは、養分の少ない場所でも生育可能です。写真から、真砂土の下には養分を含む海成粘土が存在すると推測され、アレチヌスビトハギはそこから養分を吸収していると考えられます。将来的には、アレチヌスビトハギの群生が刈り取られる可能性もありますが、放置すれば、生態系豊かな草原へと変化していく可能性を秘めています。

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仁多米の生産地である奥出雲町は、花崗岩が多く、特に鬼の舌振に見られる粗粒黒雲母花崗岩は風化しやすく、鉄分を多く含んでいます。この鉄分が川を赤く染め、水田にミネラルを供給している可能性があります。さらに、土壌中の黒雲母も風化によってバーミキュライトを生成し、稲作に良い影響を与えていると考えられます。これらの要素が、仁多米の高品質に寄与していると考えられ、他の地域での稲作のヒントになる可能性があります。

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粘土鉱物の一種である緑泥石は、海底の堆積岩に多く含まれています。海水には岩石から溶け出した鉄やマグネシウムなどのミネラルが豊富に含まれており、特に海底火山付近では活発な熱水活動によってミネラルが供給され続けています。これらのミネラルと海水中の成分が反応することで、緑泥石などの粘土鉱物が生成されます。つまり、緑泥石は海底での長年の化学反応の結果として生まれたものであり、海水由来のミネラルを豊富に含んでいる可能性があります。

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沖縄の琉球石灰岩帯の森林では、風化した石灰岩の上でも木々が生い茂っています。木の根は気根と呼ばれる形で岩の接地面まで伸びており、岩の風化が進んでも倒れないような構造になっています。これは、風化しやすい岩地に生える木の特徴と言えるでしょう。気根はトウモロコシの支柱根など、他の植物にも見られます。支柱根は、トウモロコシのように茎が細長い植物を支える役割を担っています。

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沖縄・名護の土壌「国頭マージ」は、酸性で粘土質、保水性が高く栄養分が少ないため、サトウキビ栽培に適していません。そこで、生育旺盛なマメ科植物「ウマゴヤシ」を活用し、緑肥として土壌改良を試みています。ウマゴヤシは、空気中の窒素を土壌に固定する性質を持つため、有機物が蓄積しにくい国頭マージでも土壌改善効果が期待されています。

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沖縄の島尻マージのサトウキビ畑にある用水路で、たくさんのオタマジャクシを発見しました。4月中旬でも水がある環境と亜熱帯気候のため、オタマジャクシが生息していることに驚きを感じます。また、カタツムリの殻も多く見つかり、多くの生き物が暮らしていることを実感しました。用水路は、琉球石灰岩が風化した土壌である島尻マージの畑に水を供給する役割も担っており、沖縄の自然の豊かさを感じさせる風景です。

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ヤンバルの緑色片岩を探訪し、その下の土壌を調査した。観察の結果、団粒構造が形成されたフカフカの土が見つかり、この地域では適切な管理により土壌中に有機物が蓄積する可能性があることが示唆された。 この地域では緑色片岩の影響により、かつて稲作が盛んであったことが判明。緑色片岩は土壌のアルカリ性を高め、有機物の分解を抑制することで、土壌の保肥力を向上させると考えられる。 また、緑色片岩は硬い性質のため取り扱いにくいことが指摘された。これらの発見は、緑色片岩が土壌形成に果たす役割と、ヤンバルの農業の歴史的意義を浮き彫りにしており、沖縄の土壌環境を考える上で貴重な知見を提供している。

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石灰岩が風化すると、なぜ赤土になるのでしょうか？ 記事では、沖縄の琉球石灰岩と島尻マージ（赤土）を例に、そのメカニズムを解説しています。 琉球石灰岩は、サンゴや貝殻が堆積してできた岩石です。風化すると、石灰分は溶け出し、残った鉄分が酸化して赤褐色になります。これが、島尻マージの正体です。 慶座絶壁では、琉球石灰岩が風化し、赤土へと変化していく様子を間近で観察できます。岩の隙間に根付く植物の周りには、風化した赤土が見られます。 このように、石灰岩が風化すると、鉄分の酸化により赤土が生成されるのです。

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沖縄の深刻な問題であるサトウキビ畑からの赤土流出は、亜熱帯特有の気候条件により有機物が土壌に定着しにくいことが原因です。そこで、豊富なアルミナ鉱物を含み有機物の分解を抑える効果が期待できる桜島の火山灰に着目しました。しかし、地理的な問題から輸送コストが課題となります。

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沖縄の土壌改良、特に国頭マージについて考える。国頭マージは酸性が強く、カオリナイトを多く含むため土が固く、有機物が定着しにくい。さらに微量要素も不足しがちである。これらの特徴から、家畜糞を土壌改良材として使う場合、負の影響が懸念される。具体的には、家畜糞に含まれるリン酸が土壌中で過剰に蓄積され、リン酸過剰を引き起こす可能性がある。リン酸過剰は作物の生育阻害や環境問題を引き起こす可能性があるため、国頭マージでの家畜糞の使用は慎重に検討する必要がある。

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沖縄の石灰過剰土壌の改善策として、耐性のある作物の活用が現実的です。特に、ムギネ酸を分泌して鉄分吸収を助けるイネ科植物(サトウキビなど)が有効です。 イネ科植物は根の構造も土壌改良に適しています。客土と並行してイネ科緑肥を育て、有機物を補給することで土壌が改善される可能性があります。 さらに、耐塩性イネ科緑肥と海水の活用も考えられます。物理性を高めた土壌で海水栽培を実現できれば、画期的な解決策となるでしょう。

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沖縄の土壌は、北部・中部では赤黄色土、南部では未熟土が分布しています。赤黄色土は風化が進み、植物の生育に必要な栄養分が少ない土壌です。元は未熟土でしたが、風化によって赤黄色土になったと考えられます。未熟土は、赤黄色土よりも風化が進んでいない土壌です。沖縄の土壌の多くは、風化が進んだ状態であることが分かります。

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沖縄の土壌改良について、琉球石灰岩由来の赤い土と、亜熱帯気候による有機質分解の速さ、多雨による風化の早さが土壌特性に影響を与えている点を指摘しています。特に、有機物の分解が速いため、暗赤色土の期間は短く、2:1型粘土鉱物は有機物の保護を受けられないため、1:1型粘土鉱物に変性してしまう点が、土壌改良を考える上で重要となります。

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カリ肥料不足の深刻化に伴い、代替肥料として塩化カリや鶏糞燃焼灰が挙げられるが、それぞれ土壌への影響や供給安定性の問題がある。塩化カリは土壌への悪影響が懸念され、鶏糞燃焼灰は供給不安定な上、カルシウムやリン過剰のリスクもある。 そこで、日本の伝統的な稲作のように、川からの入水など天然資源を活用する方向へ転換すべき時期に来ていると言える。土壌鉱物の風化作用など、自然の力を活用することで、持続可能な農業を目指せるだろう。

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## 山の鉄が川を経て海へ：250字要約 この記事では、山の土壌から溶け出した鉄分が、川を通じて海へ運ばれる過程を解説しています。 雨水が土壌に浸透すると、酸素に触れず鉄は溶け出しやすい状態になります。川に流れ込んだ鉄分は、酸素に触れて酸化鉄となり、一部はプランクトンに取り込まれます。 しかし、鉄分は川底に沈殿しやすく、海までは届きにくい性質を持っています。特にダムは鉄分の流れを阻害し、海への供給量を減らしています。 鉄分は海洋プランクトンの成長に不可欠な栄養素であるため、その供給量の減少は海の生態系に影響を与える可能性があります。

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日本の食糧事情の脆弱さを、塩化カリの入手困難という点から解説しています。塩化カリは肥料の三大要素であるカリの供給源であり、世界的な供給不安は日本の農業に大きな影響を与えます。著者は、減肥栽培や土壌中のカリ活用など、国内資源を活用した対策の必要性を訴えています。特に、家畜糞はカリを豊富に含むものの、飼料輸入に依存しているため、安定供給が課題として挙げられています。社会情勢の変化が食糧生産に直結する現状を踏まえ、科学的な知識に基づいた農業の重要性を強調しています。

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く溶性苦土の水溶性化とは、土壌中の植物が吸収しにくい形の苦土(く溶性苦土)を、吸収しやすい形(水溶性苦土)に変えるプロセスです。このプロセスは、土壌の酸性度と密接に関係しています。土壌が酸性化すると、水素イオンが増加し、く溶性苦土と結合していたカルシウムやマグネシウムが土壌溶液中に溶け出す「交換反応」が起こります。これにより、く溶性苦土が水溶性化し、植物に吸収されやすくなるのです。

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ヤシャブシの葉は水田の肥料として利用され、果実にはタンニンが多く含まれる。タンニンは金属と結合しやすく、土壌中の粘土鉱物と結びつき、良質な土壌形成を促進する。つまり、ヤシャブシの葉を肥料に使うことで、水田の土作りが積極的に行われていた可能性が高い。しかし、現代の稲作では土作り不要論が主流となっている。この慣習の起源は不明だが、伝統的な土作りを見直すことで、環境負荷を低減し持続可能な農業への転換が期待される。関連として、カリウム施肥削減による二酸化炭素排出削減や、レンゲ米栽培といった土壌改良の事例が挙げられる。

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土壌の形成過程において、緑泥石は重要な役割を果たす。緑泥石は一次鉱物である雲母や長石などが風化・分解される過程で生成される二次鉱物で、粘土鉱物の一種である。緑泥石の生成は、カリウムやカルシウムなどの塩基が溶脱し、ケイ素とアルミニウム、鉄、マグネシウムなどが残留・再結合することで起こる。この過程で土壌は酸性化し、塩基は植物の栄養分として利用される。 緑泥石自体は風化しにくいため、土壌中に長期間残留し、土壌の骨格を形成する。また、緑泥石は保水性や通気性を高める効果があり、植物の生育に適した土壌環境を作る。特に、火山灰土壌では緑泥石が主要な粘土鉱物となり、その特性が土壌の性質に大きく影響する。

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高槻の本山寺境内には砂岩頁岩互層と枕状溶岩（玄武岩）が近距離で露出し、土壌形成の違いを観察できる貴重な場所が存在する。アカガシのドングリ拾いの際、旧参道でこの露頭の上を歩き、土壌の違いを確認した。砂岩頁岩互層上の土壌は薄く砂っぽいのに対し、枕状溶岩上の土壌は黒く、肥沃な黒ボク土のようだった。これは母岩の違いによるものと考えられる。緑泥石の風化過程も観察でき、砂岩と玄武岩という異なる母岩による植生の違いも今後の観察課題とした。本山寺は土壌形成と植生の関係を学ぶ上で有益な場所である。

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ケイ酸苦土肥料を用いた稲作の可能性を探る記事。ケイ酸は稲作に有効だが、風化しにくい石英ではなく、風化しやすいケイ酸塩鉱物である必要がある。ケイ酸苦土肥料の原料は蛇紋岩で、風化しやすいネソケイ酸塩であるかんらん石が変質して生成される蛇紋石を主成分とする。水田上流にこれらの岩石が存在し、水路がコンクリートで固められていない環境であれば、ケイ酸が水田に供給され、猛暑でも登熟不良を起こしにくい稲作が可能になる可能性がある。しかし、そのような環境は標高の高い涼しい地域に限られる。蛇紋石とかんらん石に加え、緑泥石の活用にも言及。さらに、植物が利用できるケイ酸は、微生物が鉱物から溶出したものが多いと指摘している。

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粘土鉱物肥料は、土壌の物理性・化学性を改善する効果が期待される。粘土鉱物は、CEC（陽イオン交換容量）が高く、養分保持能に優れ、土壌の団粒化を促進し、通気性・排水性を向上させる。特に2:1型粘土鉱物はCECが高いため有効だが、風化すると1:1型粘土鉱物になりCECが低下する。有機物と粘土鉱物が結合した粘土有機複合体は、さらに養分保持能を高め、微生物の住処となる。粘土鉱物肥料は、化学肥料に比べて肥効が穏やかで持続性があり、環境負荷も低い。土壌の種類や作物の特性に合わせた適切な粘土鉱物肥料の選択と施用が重要である。

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高槻城跡公園で緑泥片岩の岩に鳩が頻繁に集まっているのを観察。岩の上部が白っぽくなっているのは、おそらく岩表面が朽ちたためと考えられ、緑泥石が土になる過程の変化を示す可能性がある。鳩の糞に含まれる尿酸が風化を促進している可能性を示唆している。 また、岩の形成に関する関連情報を2つ紹介している。1つ目は、緑泥石から土が形成される過程。2つ目は、枕状溶岩の空隙にゼオライトが充填されていることだ。

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清水っ粉（米粉）の品質向上を目指し、米の食味向上、特に甘味・旨味と粉の粘性の関係を探る著者は、高品質米産地との共通点から水質の重要性に着目している。栄村や浅川町等の事例から、カリウムよりも鉄やマグネシウム豊富な水質が鍵となる可能性を示唆。仁多米産地周辺のベントナイト鉱山に着目し、海由来のミネラルを含む粘土鉱物が水質に影響を与え、米の食味向上に寄与する仮説を立てている。小滝集落の牛糞施肥はカリウムが少ない土壌で有効だったと推測し、ベントナイトのような粘土鉱物肥料の可能性を探っている。

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阿波の土柱は、侵食が進行中の地形であり、脆い部分が崩落し、風化に強い部分が柱状に残っている。柱の先端には礫が見られ、崩落箇所にも礫が転がっている。吉野川北岸に位置し、南岸の大歩危（三波川変成帯）とは地質が異なり、堆積岩で構成されている。土柱の形成過程は、礫を含む堆積物が風雨に晒され、浸食の差によって柱状の地形が生まれたと考えられる。周辺の地質図を見ると、南北で地質が明確に異なり、興味深い。

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緑泥石を含む緑泥片岩が吉野川に多く存在する理由を探るため、著者は大歩危下流の川辺を調査。安全な場所を地元住民の行動から判断し、川原の石を観察した。扁平な緑色の石が多く、図鑑を参考に緑泥片岩を特定。顕微鏡で確認すると緑色で、緑泥石に加え黄緑色の緑廉石も含む可能性が高いことがわかった。また、窪みのある石も見つかり、粘土鉱物である緑泥石が水に溶けやすく風化しやすい性質から、窪みが形成されたと推測。このことから、緑泥石が川の水に溶け込み、下流の土壌形成に影響を与えている可能性を示唆している。

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ペクチンは植物の細胞壁や細胞間層に存在する多糖類で、主要構成成分はガラクツロン酸である。ガラクツロン酸はグルコースからUDP-糖代謝を経て合成されるガラクトースが酸化されたもの。つまり、ペクチンの材料は光合成産物であるグルコースを起点としている。ガラクトース自体は主要な炭素源である一方、細胞伸長阻害等の有害性も持つため、植物は単糖再利用経路でリサイクルまたは代謝する。ペクチン合成にはマンガンクラスターによる光合成の明反応が重要だが、家畜糞の連続使用はマンガン欠乏を招き、光合成を阻害する可能性がある。つまり、健全な土壌作り、ひいては良好な植物生育のためには、マンガン供給にも配慮が必要となる。

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竹野海岸のグリーンタフ観察から土壌形成の過程を考察。グリーンタフは火山活動で生成された緑色の凝灰岩で、風化しやすい。風化によって粘土鉱物や金属イオンが放出され、土壌の母材となる。植物の根は土壌の固い部分を砕き、根の先端からは有機酸が分泌される。有機酸は鉱物の風化を促進し、根の表層から剥がれ落ちたペクチンなどの有機物は粘土鉱物と結合し、団粒構造を形成する。さらに、根から放出された二次代謝産物は微生物によって重合し、土壌に吸着される。このように、岩石の風化、植物の根の作用、微生物活動が複雑に絡み合い、土壌が形成される過程をグリーンタフ観察から推察できる。

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1:1型粘土鉱物は、風化により正電荷を帯び、病原菌を吸着不活性化する可能性を持つ。火山灰土壌に多いアロフェンではなく、畑土壌に豊富な1:1型粘土鉱物に着目し、その風化を促進する方法を考察する。風化には酸への接触が必要だが、硫安等の残留性の高い肥料は避けたい。そこで、米ぬかボカシ肥に着目。嫌気発酵で生成される乳酸による持続的な酸性環境が、1:1型粘土鉱物の風化を促すと考えられる。同時に、嫌気発酵中の微生物増殖により病原菌も抑制できる。理想的には、米ぬかボカシ肥が1:1型粘土鉱物の正電荷化を促進し、病原菌の吸着・不活性化に貢献する効果が期待される。

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ゼオライトは、沸石とも呼ばれる多孔質のアルミノケイ酸塩鉱物で、粘土鉱物のように扱われるが粘土鉱物ではない。凝灰岩などの火山岩が地中に埋没し、100℃程度の熱水と反応することで生成される。イオン交換性や吸着性を持つ。記事では、凝灰岩が熱水変質によってゼオライトや粘土鉱物などに変化する過程が解説され、同じ火山灰でも生成環境によって異なる鉱物が形成されることが示されている。ベントナイト系粘土鉱物肥料の原料である緑色凝灰岩とゼオライトの関連性にも触れられている。

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徳島県吉野川市周辺では「青い石が出る園地は良いミカンが出来る」という言い伝えがある。この青い石は緑泥石片岩で、三波川変成帯でよく見られる。緑泥石片岩は、マグネシウム肥料の原料となる水滑石（ブルーサイト）を生成する場所であることから、土壌にマグネシウムが豊富に含まれる。さらに、緑泥石片岩は風化するとカリウムやマグネシウム、2:1型粘土鉱物を含む肥沃な土壌となる。これらの要素がミカン栽培に適していると考えられ、地元農家からは土地への高い信頼が寄せられている。

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緑泥石は2:1型粘土鉱物だが、層間物質のためCECは低い。しかし風化と有機酸でスメクタイト状になり、CECが向上する。ベントナイト(モンモリロナイト)は緑泥石を含みCECが低く見られがちだが、海底由来でカリウムやマグネシウムを含む。緑泥石のCEC向上と合わせ、ミネラル供給源として優れている。カリウムは作物生育に重要で、ベントナイトは自然な補給を可能にする。また、緑泥石の緩やかなCEC上昇は連作土壌にも適している。ゼオライトより劣るとされるベントナイトだが、水溶性ケイ酸供給や倒伏軽減効果も期待できる。つまり、緑泥石を含むベントナイトはミネラル豊富な土壌改良材として有望である。

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緑泥石は2:1:1型粘土鉱物で、風化によって層間に金属水酸化物イオン等を取り込んだ14Å中間体を形成する。14Å中間体はバーミキュライトと緑泥石の中間的性質を示し、クエン酸処理で層間物質を除去するとスメクタイト様の性質を示す。これは植物根から分泌される有機酸が緑泥石に作用し、スメクタイト様の粘土鉱物へと変化させる可能性を示唆する。つまり、CECの低い緑泥石が風化と植物の作用によってCECの高いスメクタイト様の性質を獲得する可能性がある。このことから、緑色岩露頭下に有機物豊富な黒土が形成される現象も説明できる。緑泥石の風化と植物による変化を理解することは土壌の理解を深める上で重要である。

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この記事では、粘土鉱物の生成過程、特に続成作用に着目しています。海底で風化した鉱物は海底に堆積し、海のプレートの移動に伴って海溝付近で圧力を受けることで続成作用が起こります。この作用により、堆積物中の水分が反応に関与したり、熱水変質が起こったりすることで、スメクタイト、緑泥石、イライト、混合層鉱物といった2:1型の粘土鉱物が生成されます。これらの粘土鉱物は粘土鉱物系の肥料の成分として重要であり、この記事は肥料検討に必要な知識を提供することを目的としています。海底風化は陸上風化とは異なり、海水中のミネラルイオンや硫酸イオンが関与し、隆起後の風化にも影響を与えます。

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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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粘土鉱物は、岩石の風化によって生成される微粒で層状の珪酸塩鉱物です。風化には、物理的な破砕と、水や酸との化学反応による変質があります。カリ長石がカオリンに変化する過程は、化学的風化の例です。鉱物の風化しやすさは種類によって異なり、一般的に塩基性の強い火山岩ほど風化しやすいです。同じ珪酸含有量でも、急速に冷えて固まった火山岩は、深成岩より風化しやすい石基を多く含みます。そのため、玄武岩のような火山岩は斑れい岩のような深成岩よりも風化しやすく、結果として異なる種類の粘土鉱物が生成されます。

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石灰岩は炭酸カルシウムを主成分とする堆積岩で、その成り立ちは遠い海と深く関わっている。陸から運ばれた堆積物が続成作用で固まる過程で、石灰岩も形成されるが、主成分である炭酸カルシウムの由来は陸起源ではない。実は、サンゴなどの生物の遺骸が遠方の海で堆積し、長い年月をかけて地殻変動により陸地へと現れることで、石灰岩が形成される。つまり、現在の日本の石灰岩は、かつてハワイのような温暖な海で形成されたサンゴ礁の名残である。

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中国西部の赤色粘土質の土壌で、石灰過剰という分析結果から、石灰性暗赤色土での栽培について考察されている。石灰岩の風化によって生成されるこの土壌は、日本では珍しく、大陸で多く見られる。石灰岩は炭酸カルシウムが主成分で、pH調整に用いる石灰質肥料と同じ成分だが、過剰施用は有害となる。醒ヶ井宿の居醒の清水のような石灰岩地域での知見を活かし、中国の土壌で多様な作物を育てる方法を探る。具体的には、石灰岩土壌の性質を理解し、適切な作物選択、土壌改良、水管理などを検討する必要がある。

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高アルカリ性の温泉に見られる白い沈殿物は、温泉水に含まれるケイ酸が空気に触れて重合し、非晶質シリカ（SiO₂・nH₂O）となったもの。これは粘土鉱物の生成過程初期段階に似ている。粘土鉱物は層状珪酸塩鉱物で、ケイ酸が重合してシート状構造を形成する。温泉沈殿物は結晶化しておらず粘土鉱物ではないが、ケイ酸重合という共通点を持つ。つまり、温泉の沈殿物観察は、粘土鉱物生成の初期段階を理解するヒントとなる。さらに、温泉水中のカルシウムやマグネシウムと反応すれば、炭酸塩鉱物や粘土鉱物へと変化する可能性も示唆されている。

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枚岡公園で風化した斑れい岩の露頭の下に堆積した灰色の土を観察し、京都北部の舞鶴の土壌構成を想起した。舞鶴は山々が斑れい岩質だが、予想に反し黒ボク土は見られない。斑れい岩は苦鉄質で粘性が低いため、風化後には腐植が蓄積し黒ボク土が形成されやすいと予想していた。しかし、枚岡公園の観察結果と同様、舞鶴でも黒ボク土は存在せず、粘性の低い深成岩＝腐植蓄積とは単純に結びつかないことが示唆された。このことから、土壌形成には岩石の種類だけでなく、マグマの冷却過程も影響すると推測し、粘土鉱物の理解を深めることで土壌予測の精度向上に繋がるとしている。

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生駒山で風化した斑れい岩の露頭を観察した結果、露頭の下に堆積した土は灰色だった。観察者は赤い土を想像していたが、実際は異なっていた。露頭自体は灰色っぽいが、部分的に鉄分の影響で赤く風化した箇所も見られた。このことから、斑れい岩が風化しても有機物は蓄積されにくいと推測された。この発見は、筆者が抱いていたある疑問の解決につながるという。

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竹野海岸のグリーンタフ（緑色凝灰岩）は、日本海形成時の火山活動で噴出した火山灰が海底に堆積し、熱水作用で変質した岩石。その緑色は、含まれる鉱物中の鉄イオンが酸化第二鉄から酸化第一鉄に変化したため。風化すると褐色になる。 グリーンタフは、その形成過程から、当時の日本海の環境や地殻変動を知る上で重要な手がかりとなる。周辺には、グリーンタフが風化してできた粘土質の土壌が広がり、水はけが悪く、稲作には不向きだが、果樹栽培などに適している。 記事では、グリーンタフを観察しながら、岩石の風化と土壌形成のプロセス、そして地域の農業との関連について考察している。火山活動が生み出した岩石が、長い時間をかけて土壌へと変化し、地域の産業に影響を与えていることを示す好例と言える。

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枚岡公園（暗峠）を訪れ、風化した斑れい岩を観察した。急坂で有名な暗峠は、松尾芭蕉が最後に訪れた場所でもある。地質図によると、枚岡公園は斑れい岩質の深成岩地帯。額田山展望台付近で風化した斑れい岩の露頭と、青っぽい深成岩（おそらく斑れい岩）を確認。他に、斑れい岩に貫入した輝緑岩や花崗岩も存在するらしく、深成岩らしい露頭を輝緑岩と予想。今回の訪問は、斑れい岩風化土壌の観察が目的。斑れい岩の説明は次回に持ち越し。本山寺の枕状溶岩や凝灰岩採石場跡訪問の記事へのリンクあり。

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長崎県の一部地域では、赤土の客土が頻繁に行われている。客土に使われている土壌は、島原地域に分布する暗赤色土である。暗赤色土は、塩基性の強い岩石が風化した土壌で、有機物含量が低く、粘土含量が高く、有効土層が浅い。塩基性暗赤色土は、玄武岩質岩石の風化物でミネラルが豊富である。酸性暗赤色土は、塩基性暗赤色土からミネラルが溶脱したもの。いずれも粘土質が良好で、腐植と相性が良く、黒ボク土へと変化していく過程にあると考えられる。そのため、客土材として有効で、実際に赤土客土した地域では土壌が改善している。

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海底風化は、土壌生成の重要なプロセスであり、特に粘土鉱物の生成に大きく関わっている。陸上で生成された火山岩物質は、風や河川によって海へと運ばれ、海底で化学的風化作用を受ける。海水はアルカリ性であるため、岩石中の長石などの鉱物は分解され、粘土鉱物へと変化する。この過程で、岩石中のミネラルが溶出し、海水に供給される。生成された粘土鉱物は、海流によって運ばれ、堆積岩の一部となる。特にグリーンタフ地域は、海底風化の影響を受けた火山岩が多く分布し、多様な粘土鉱物が観察される。これらの粘土鉱物は、土壌の保水性や保肥性に影響を与え、農業にも重要な役割を果たしている。

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宝塚周辺、特に六甲山麓は、風化した花崗岩質の土壌が広がっているため、水はけが良く保水性が低いという特徴を持つ。この土壌は、一般的に野菜栽培には不向きとされ、水や肥料を多く必要とする。しかし、逆に水はけの良さを活かし、水やりを控えることで根張りを良くする栽培方法も可能となる。 また、この地域は造園業が盛んで、庭石や石垣などに花崗岩が利用されている。これは、花崗岩が風化しやすく加工しやすいという特性を持つためである。さらに、六甲山系の豊富な森林資源も、造園業の発展に貢献している。このように、宝塚周辺の造園業は、地域の土壌や地形といった自然環境に深く結びついている。

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奈良公園の若草山山頂で赤い土が目立ち、その地質を調べたところ、1500万年前〜700万年前に噴火した火山の岩石（安山岩・玄武岩類）だとわかった。これは安山岩が風化したものと考えられる。 若草山の赤い土は、日本列島が形成された頃の火山活動の名残である。奈良には二上山、曽爾高原、若草山など、かつて火山だった場所が点在している。夜久野高原の宝山でも同様の赤い土が見られ、火山活動と関連があると推測される。

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曽爾高原の広大なススキ草原は、長年にわたり連作されているにも関わらず、障害が発生していない。山焼きの灰が肥料となる以外、特に施肥されていないにも関わらず、ススキは元気に育っている。これは、ススキがエンドファイトによる窒素固定能力を持つこと、そして曽爾高原の地質が関係していると考えられる。流紋岩質の溶結凝灰岩や花崗岩といったカリウムやケイ素を豊富に含む岩石が風化し、ススキの生育に必要な養分を供給している。さらに急な勾配により、風化による養分は流出せず高原に留まる。長期間の連作を可能にする曽爾高原の土壌は、重要な知見の宝庫と言える。

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岩石が土壌に変化する過程は、鉱物の風化と植物の死骸の分解によって起こる。鉱物は、水や酸素、二酸化炭素などと反応し、化学的に組成が変化して風化する。物理的な風化は、温度変化や氷の凍結・融解などによって岩石が砕ける現象である。植物の死骸は微生物によって分解され、腐植と呼ばれる有機物を生成する。腐植は土壌に養分を供給し、保水性や通気性を向上させる役割を持つ。これらの風化生成物と腐植が混ざり合うことで、植物の生育に適した土壌が形成される。風化と分解は時間をかけて進行し、様々な要因が複雑に絡み合って土壌の性質を決定づける。

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鉱物の風化と植物の死が、岩石を土壌へと変える過程を解説している。岩石は、風化によって物理的・化学的に分解され、細かい粒子となる。物理的風化は、温度変化や水の凍結などにより岩石が砕ける現象。化学的風化は、水や酸素などが岩石と反応し、組成が変化する現象。生成した粘土鉱物は保水性や保肥性に優れ、植物の生育に適した環境を作る。さらに、植物の死骸は微生物によって分解され、有機物となる。この有機物は土壌に養分を供給し、団粒構造を形成、通気性や保水性を向上させる。つまり、岩石の風化と植物の死骸の分解が土壌生成の重要な要素であり、両者の相互作用が豊かな土壌を育む。

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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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土壌分析の結果pHが中性でもスギナが繁茂する理由を、アルミナ含有鉱物の風化に着目して解説しています。スギナ生育の鍵は土壌pHの酸性度ではなく、水酸化アルミニウムの存在です。アルミナ含有鉱物は風化により水酸化アルミニウムを放出しますが、これは酸性条件下だけでなく、CECの低い土壌でも発生します。CECが低いと土壌中の有機物や特定の粘土鉱物が不足し、酸が発生しても中和されにくいため、粘土鉱物が分解され水酸化アルミニウムが溶出します。同時に石灰が土壌pHを中和するため、pH測定値は中性でもスギナは繁茂可能です。対照的にCECの高い土壌では、腐植などが有機物を保護し、粘土鉱物の分解とアルミニウム溶出を抑えます。つまり、pHだけでなくCECや土壌組成を総合的に判断する必要があるということです。

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アオサは肥料として利用価値があり、特に発根促進効果が注目される。誠文堂新光社の書籍と中村和重氏の論文で肥料利用が言及され、窒素、リン酸、カリウムなどの肥料成分に加え、アルギン酸も含有している。アルギン酸は発根や免疫向上に寄与する可能性がある。リグニン含有量が少ないため土壌への影響は少なく、排水性やCECを改善すれば塩害も軽減できる。家畜糞でアオサを増殖させれば、肥料活用と同時に二酸化炭素削減にも貢献し、持続可能な農業に繋がる可能性がある。

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地球温暖化による台風被害増加への懸念から、温室効果ガス削減の必要性を訴える。二酸化炭素の300倍の温室効果を持つ一酸化二窒素に着目し、その排出源を考察。一酸化二窒素は土壌中の微生物の脱窒作用で発生し、窒素系肥料の使用増加が排出量増加につながると指摘。特に高ECの家畜糞堆肥の使用は土壌の硝酸呼吸を活発化させ、一酸化二窒素排出を促進する可能性が高いと推測。慣習的な家畜糞堆肥による土作りは、土壌の物理性・化学性を悪化させ、地球温暖化、ひいては台風被害の増加に寄与する恐れがあり、環境問題の観点から問題視している。

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高槻市の安満遺跡公園で「高槻の土を攻略する」と題して土に関するセミナーが開催され、講師が土壌の成分や形成について説明した。 また、講師は前日に高槻の本山寺を訪問し、土の母岩による風化の違いを視察した。本山寺は土の教材として優れており、高槻市の環境が学習の機会を提供していることを認識した。 講師は、ファームプロ社の支援を受け、高槻の土壌の特徴を把握し、農業や環境保全に役立てることを目指している。

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崩れた斜面で腐食した木の根を観察すると、一部が黒く変色している。この黒化は、地衣類などの生物が根に影響を与えて発生している可能性がある。地衣類は、周囲の生物に影響を与える物質を放出することで、自らの生育環境を確保している。そのため、根の付近の地衣類によって放出された物質が、根を黒く変色させているのではないかと考えられる。 地衣類の周辺は特に黒く変色しており、根からの影響が顕著に表れている。このことから、木の根は、周辺の生物の生育に影響を与える物質を放出している可能性がある。これらは、他の植物の生長を抑制したり、逆に促進したりするアレロパシー効果を持つ物質かもしれない。

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風化斜面に生えたキノコは、樹木の根元の有機物を分解していることが示唆される。これは、植物の根が有機物量を増やし、キノコがそれらを分解することを目の当たりにする好例。このプロセスは、植物の成長、土壌の肥沃度、生態系のバランスに不可欠である。

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かつて京都南部に存在した広大な巨椋池は、干拓事業により姿を消し、現在は農地となっている。宇治川は残るものの、池の面影はほとんどない。Wikipediaには、京都競馬場の池が名残だとする記述もある。 巨椋池南西部の干拓地を訪れ土壌を観察したところ、石英のような小石を含む砂質土であった。これは、干拓により山から運ばれた風化しにくい土砂が堆積したためと考えられる。鳥取砂丘で見られた花崗岩質の砂と同様に、干拓地の土壌の特徴を示す一例と言えるだろう。

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福岡県糸島市の海岸沿いの畑の土壌分析結果で、苦土（マグネシウム）が異常に高く、カリウムも多いという不思議な現象が見られた。現地調査の結果、畑の土は近隣の森を切り崩した土で客土されており、周囲の地質は花崗岩主体だが、斑れい岩質の深成岩も存在する事がわかった。斑れい岩は苦土や鉄を多く含むため、客土された土に斑れい岩由来の成分が含まれていると推測される。この仮説は、畑の土から緑色の鉱物粒子が確認されたこと、土壌図で畑が森林土に分類されていることからも裏付けられる。通常の砂質土壌とは異なり、この畑では苦土による緩衝作用は期待できないため、腐植による緩衝に注力する必要がある。近隣の他の畑は通常の砂質土壌で、今回の畑は特殊な事例と言える。

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佐賀平野の麦畑の広がりから、麦作に適した土壌なのか考察している。平野は元々は海で、干拓により陸地化された歴史を持つ。縄文海進期には海抜が高く、吉野ヶ里遺跡の存在からも海が近かったことが推測される。筑後川による土砂堆積で形成された平野の土壌は、風化しにくい岩石由来で、栽培には不利な可能性がある。鳥取砂丘の例を挙げ、砂地でも大麦は育つことから、佐賀平野でも他の作物が育ちにくい環境下で、高カロリーな大麦が選ばれたのではないかと推測している。

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二上山の凝灰岩に興味を持った著者は、大阪側の太子町にある鹿谷寺跡を訪れた。鹿谷寺跡は、8世紀頃に凝灰岩の採石場跡に造られた寺院跡である。二上山は約1500万年前に噴出した火山岩類から成り、様々な火山岩や凝灰岩が見られる。著者は凝灰岩の風化土の色を調べ、植物の根が入り込んだ箇所を観察した。今回は珍しい溶結凝灰岩を近くで見ることができなかったが、数年後に再訪して観察したいと考えている。

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摂津峡のホルンフェルスについての記事です。著者は大阪市立自然史博物館のガイドを参考に摂津峡を探索し、砂岩と泥岩がホルンフェルス化している様子を観察しました。ホルンフェルスは熱変成作用によって硬くなった岩石で、ゴツゴツとした岩肌が特徴です。比叡山のホルンフェルスと同様に風化しにくいため、摂津峡の独特の渓谷地形形成に影響を与えていると考察しています。地質図で確認すると、ホルンフェルス化した堆積岩は、花崗岩とチャートに挟まれており、これらの硬い岩石が川の浸食に抵抗し、狭い渓谷ができたと考えられます。以前の考察よりも一歩進んだ理解に至ったと述べています。

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山の鉄分が川を経て海へ運ばれる過程を解説した記事です。山にある岩石は風化によって鉄分が溶け出し、川に流れ込みます。川底の砂や泥に鉄分は吸着され、一部は海まで運ばれます。海に到達した鉄分は、植物プランクトンの成長に不可欠な栄養素となります。しかし、現代の河川はダムや護岸工事によって鉄分の移動が阻害され、海への供給量が減少しています。鉄分不足は植物プランクトンの減少を招き、地球規模の二酸化炭素吸収量の低下につながる可能性があります。記事では、自然の鉄循環の重要性と人間活動による影響について警鐘を鳴らしています。

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仕事で諫早市を訪れ、諫早公園の眼鏡橋を見学。橋を渡った先には露頭があり、700万年前からの火山岩屑なだれの堆積物と判明。地衣類や苔で風化した白い粒子と黒い腐植が露出し、脆く崩れやすい凝灰岩の可能性を考察。木の根が岩に入り込んでいる様子から、風化のしやすさが木の生育に影響を与えていると推測。諫早公園は眼鏡橋だけでなく、国指定天然記念物の暖地性樹叢もあり、樹木の生育と地質の関連性を示唆する興味深い場所だった。

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石垣の表面にオレンジ色の模様を作るダイダイゴケを接写で観察。高倍率撮影のできるOLYMPUS TGシリーズのカメラを使用し、肉眼では見落としてしまう細部まで捉えている。オレンジ色の正体は、以前観察した黄色い地衣類と同様に、アントラキノン系色素の可能性が高い。さらに拡大すると、ダイダイゴケの周辺にキラリと光るものが見える。これは花崗岩の風化で現れた石英ではないかと推測している。接写によって、普段は見えないミクロの世界を観察できる面白さを改めて実感している。

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台風によるイネの倒伏被害を抑えるには、ケイ酸の吸収促進が有効である。イネはケイ酸を吸収し、細胞壁に蓄積することで茎葉を強化する。しかし、ケイ酸は土壌中で不溶化しやすく、吸収されにくい形態も多い。そこで、ケイ酸資材を施用することで吸収可能なケイ酸量を増やし、倒伏抵抗性を高める。さらに、ケイ酸吸収を促進する遺伝子の研究も進められており、品種改良による解決も期待されている。これらの取り組みによって、台風被害の軽減と安定した収穫量の確保を目指している。

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土壌再生において、藍藻類の役割に着目した記事を要約します。藍藻類、特にネンジュモは、塩類集積地などの荒廃土壌において、粘液物質（多糖類）を分泌することで土壌の物理性を向上させる効果があります。土壌藻である藍藻類は土壌粒子を包み込み、団粒構造を形成します。この団粒構造は、塩類集積地のような劣悪な環境でも形成され、植物の生育に適した環境を創造するのに貢献します。これは、従来の牛糞を用いた土壌改良とは異なるアプローチであり、荒廃土壌の再生に新たな可能性を示唆しています。

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公園の木の根元に、掃き集められることなく落ち葉が堆積している様子が観察されています。風によって、木の自身のものだけでなく、周囲の様々な種類の落ち葉や砂埃も集まり、根の間に溜まっていきます。これらの落ち葉は、やがて土へと変わっていくと考えられます。まるで木が、自らの成長に必要な土を、根元に自ら作り出しているように見える、という観察者の感想が述べられています。さらに、関連する記事へのリンクが示されており、土壌生成のメカニズムや、清掃活動の影響について考察が深められています。

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硬いチャートの表面で土ができる過程を観察した記事の要約です。チャートの表面にコケが生え、その上に草が生育している様子が確認されました。コケは仮根でチャートに付着し、水分を保持することで、草の生育を可能にする土壌のような役割を果たしていると考えられます。さらに、草の根は有機酸を分泌し、チャートの風化を促進している可能性が示唆されました。これは、コケと草の共生関係が、硬い岩石の表面で土壌を形成する重要な要因であることを示唆しています。時間の経過とともに、この風化プロセスはチャートの表面を変化させ、新たな生命の基盤を作り出していくと考えられます。

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宝塚周辺の造園業が盛んなのは、土壌がマツの栽培に適していたため。マツは土壌が肥えていない、遷移の初期段階に育つ木である。宝塚周辺の地質は流紋岩質や花崗岩質の火成岩由来の真砂土で、粘性が高く腐植をため込みにくい。このため、肥沃な土壌を必要としないマツの生育に適していた。宝塚の人々は土壌の特性を理解し、マツ栽培を発展させ、それが造園業の盛んな地域へと繋がった。海岸線にもマツが多く見られるのは、海岸の砂も風化しにくい性質を持つためである。鳥取砂丘のような未熟土でもマツは生育できる。

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畑作継続の難しさは、土壌の劣化、特に酸性化にある。生産現場では土壌pHの重要性は認識されているものの、その原理の理解は曖昧なまま施肥が行われていることが多い。土壌酸性化は、肥料成分の溶解性に影響し、作物の養分吸収を阻害、生理障害や病虫害 susceptibility を高める。土壌は、地質時代からの生物活動による風化・堆積物で、化学肥料の登場により酸性化が加速した。しかし、肥料の中には酸性化を促進するものと緩和するものがあり、適切な施肥管理が重要となる。土壌形成の歴史を理解することで、pH管理の重要性も深く理解できる。

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齋藤の嫁、亮子さんの電子書籍第4巻「地質と栽培」が発刊。第3巻に続く旅の記録で、城ヶ島の砂岩凝灰岩互層や巌立峡の溶岩地形観察から、川や温泉への興味へと展開。地形、川、温泉成分、土壌、そして栽培への影響を考察する内容となっている。全48記事、約245ページ。城ヶ島、巌立峡、飛騨小坂、天川村、有馬温泉、福島県浅川町など各地の地質や湧水、温泉を分析し、黒ボク土、客土、施肥設計など栽培への応用を検討。中央構造線や三波川帯にも言及し、地質学的な視点から農業を考える示唆に富む一冊となっている。

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この記事は、鉱泉に含まれる二価鉄の起源を探る後編です。前編では山の岩石が水質に影響を与えていることを示唆し、後編では岩石の中でも特にかんらん石に着目しています。かんらん石は鉄やマグネシウムを含む有色鉱物で、苦土やケイ酸の供給源となるだけでなく、二価鉄(Fe2+)を含む(Mg,Fe)2SO4という化学組成を持ちます。かんらん石は玄武岩に含まれ、風化しやすい性質のため、玄武岩質の山の川はかんらん石の影響を受け、二価鉄を含む水質になると考えられます。実際に、含鉄(Ⅱ)の鉱泉の上流は玄武岩質であることが地質図から確認できます。最後に、この考察に基づき、各地の調査結果を次回報告するとしています。

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植物の生育に必須な二価鉄は、過剰症のリスクもある。岐阜県飛騨小坂の巌立峡は火山由来の渓谷で、周辺には二価鉄を含む鉱泉や湧水が存在する。地元民によると、川も含めた周辺の水はマグネシウム、カルシウム、キレート化された二価鉄が多いという。巌立峡の地質は安山岩・玄武岩類からなる非アルカリ苦鉄質火山岩類である。つまり、二価鉄を多く含む川の上流の地質は火山岩である可能性が高い。下流には食味の良い米の産地があることも興味深い。

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木は倒木となってキノコに分解されるだけでなく、生きた状態でも土壌形成に貢献している。木の幹に地衣類が定着し有機物を蓄積、その後にコケが生育する。やがてこの表皮は剥がれ落ち、根元に堆積する。剥がれた表皮を観察すると、地衣類の活動の痕跡である黒ずみが見られる。これは地衣類が生成した有機物が表皮内部に浸透したためと考えられる。このように、木の代謝活動と地衣類の働きが土壌形成の一端を担っていると言える。これは、倒木や落葉による土壌生成に加え、生きた木による緩やかな土壌生成プロセスを示している。

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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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いわくらとは、愛知県田原市にある地名で、渥美半島の先端に位置する。周辺の海岸には、チャートと呼ばれる硬い岩石が多く見られる。チャートは、放散虫というプランクトンの殻が海底に堆積し、長い年月をかけて固まったもの。硬いため風化しにくく、いわくらの海岸では、波の侵食によって削られたチャートの断崖や奇岩が独特の景観を形成している。 これらのチャートは、赤色、茶色、黒色など様々な色合いを持つ。これは、チャートに含まれる不純物の種類や量の違いによるもの。また、チャートの中には、化石が含まれているものもある。これらの化石は、太古の海の環境を知る上で貴重な手がかりとなる。いわくらは、地質学的に貴重な場所であり、自然の力強さを感じることができる場所である。

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粘土鉱物肥料に含まれる黒っぽい砂の正体について考察している。火山灰由来の粘土鉱物肥料に着目し、火山灰に含まれる黒っぽい鉱物として角閃石と輝石を候補に挙げ、特に角閃石について詳しく分析。角閃石は風化によってバーミキュライト、さらにカオリナイトへと変成する。バーミキュライトは保肥力が高い粘土鉱物である一方、カオリナイトは保肥力が低い。角閃石の中心部はバーミキュライト、表面はカオリナイトに変成するという研究結果から、風化の進行度合いによる変化が示唆される。角閃石肥料が植物によって利用され、変成した鉱物に腐植が取り込まれると良質な土壌が形成される可能性があるが、実現可能性は不明。また、黒い砂が本当に角閃石であるかは断定していないものの、有色鉱物であればミネラル供給源となるため、肥料としての価値は高いと推測している。

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人工林の切り株が中心部から白色の菌糸によって朽ちて空洞化している。菌糸は木材を細かく分解し、剥がれ落ちた断片は切り株の中心に集まり、落ち葉に覆われる。下部には根の有機物が残っており、鉱物がないため断片は完全に分解される。もし風化した石が流れ込めば、断片は未来の植物の栄養となるが、白色腐朽菌にとっては不利な環境となる。

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アーバスキュラ菌根菌、特にグロムス菌門は、多くの陸上植物と共生関係を築き、アーバスキュラ菌根を形成する。宿主植物の根よりも細く長い菌糸を伸ばし、リン酸などの養分吸収を促進する。また、感染刺激により植物の免疫機能を高め、病原菌への抵抗性を向上させる「ワクチン効果」も持つ。乾燥や塩害への耐性も向上する。しかし、植物にとって共生は負担となるため、養分が豊富な環境では共生関係は形成されにくい。

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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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鉱物の風化と植物の死が土壌形成に不可欠である。岩石の風化は、物理的風化（温度変化、凍結融解）、化学的風化（水、酸素、二酸化炭素との反応）、生物的風化（植物の根の成長、地衣類の作用）によって起こる。風化によって岩石は細粒化し、新たな鉱物が生成される。 一方、植物の死骸は土壌有機物の主要な供給源となる。枯れた植物は微生物によって分解され、腐植と呼ばれる複雑な有機物に変化する。腐植は土壌に養分を供給し、保水性や通気性を向上させる。 風化によって生成された鉱物と植物由来の有機物が混ざり合い、肥沃な土壌が形成される。土壌生成は非常に長い時間を要するプロセスであり、岩石の種類、気候、生物活動などの様々な要因に影響される。

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福島県安達郡日山周辺に分布する阿武隈花崗岩類は、主に黒雲母花崗岩と白雲母花崗岩から構成される。黒雲母花崗岩は粗粒等粒状でカリ長石の斑晶を含む。一方、白雲母花崗岩は中粒～粗粒で、黒雲母花崗岩よりカリ長石の斑晶が少なく、白雲母を多く含む。両者は漸移関係にある。 黒雲母花崗岩には、さらに細粒相、斑状相、巨晶相といった岩相変化が見られる。 また、アプライト、ペグマタイト、花崗閃緑岩などの小規模な岩脈も貫入している。これらの花崗岩類は、白亜紀後期に貫入したと考えられる。

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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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比叡山山頂付近には大きな岩が配置されているが、これは庭園用に持ち込まれたものではなく、元からあったホルンフェルスと考えられる。ホルンフェルスはマグマの熱で変成した堆積岩で、風化しにくい性質を持つ。比叡山と大文字山は、風化しやすい花崗岩部分が削られ、ホルンフェルス部分が残り形成された。つまり、ホルンフェルスは土壌の主要構成要素にはなりにくく、地形形成に影響を与える。比叡山の地質図を見ると、山頂付近は花崗岩と堆積岩（付加体）が分布しており、周辺にはチャートが多い堆積岩も存在する。これらの岩質の違いが、比叡山の地形を形成する要因となっている。

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ブラタモリ京都・東山編で比叡山と大文字山の成り立ちを知り、比叡山山頂のガーデンミュージアム比叡の展望台から大文字山を眺めた。両山は9000万年前のマグマ活動で形成された花崗岩とホルンフェルスから成る。大文字山を望むことで花崗岩の巨大さを体感し、山の風化による変化を想像しやすくなった。比叡山山頂からの景色は、地質学的スケールの大きさを感じさせる貴重な体験となった。

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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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塀のひび割れは、植物にとって格好の侵入口となる。写真のホトケノザのように、植物は垂直な壁面でもひび割れに根を張り成長する。植物の根から分泌される酸は、コンクリートの炭酸塩を溶かす作用があるため、風化を加速させる。ひび割れは酸素の侵入も容易にし、風化作用をさらに促進する。結果として、わずかなひび割れも植物の根酸と風化によって拡大し、塀のような人工物にとって深刻なダメージとなる。所有者にとっては、ひび割れの発生は早急な対応が必要な脅威と言える。

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煉瓦は粘土を焼成した人工物で、主成分はケイ酸アルミニウム等を含む粘土鉱物。赤煉瓦の色は酸化鉄による。製法は、粘土を成形・乾燥後、800〜1200℃で焼成する。この高温焼成により、粘土鉱物は化学変化を起こし、硬く焼き固まる。多孔質構造で吸水性がある一方、耐火性・耐久性も備える。種類は、普通煉瓦、耐火煉瓦など用途に応じて多様。現在も建築材料として広く利用され、その歴史は古代メソポタミア文明に遡る。

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森の木の根は、山から土壌の流出を防ぐ役割を果たしている。土壌の削れに耐える深い根のおかげで、木は根付き続け、土砂の落下を防ぐ。 森の木々は、風化した岩石から生まれる土壌の保全に貢献している。しかし、土壌が過度に削られた場合は、根が地上部を支えきれなくなる。 このように、森の生態系は、山の自然環境を維持し、土砂災害を防ぐ役割を担っている。

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京都府亀岡市にある桜石は、菫青石の仮晶で、都道府県の石に指定されている。泥質岩にマグマが貫入し、熱変成作用を受けてホルンフェルス化した際に再結晶した鉱物である。六角短柱状で、容易に割れる断面には花弁状の模様が現れることから「桜石」と呼ばれる。産地の積善寺・桜天満宮付近は付加体であり、周辺の山地には花崗岩が分布する。桜石の形成はマグマの熱変成作用と関連し、近隣に存在するラドン温泉の熱源も深成岩中の放射性鉱物の崩壊熱と推測される。

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植物の細胞壁成分リグニン合成は、複数の金属酵素が関わる複雑な過程である。リグニンモノマー(モノリグノール)はペルオキシダーゼ(鉄)もしくはラッカーゼ(銅)により酸化され、重合を繰り返してリグニンになる。モノリグノールはベンゼン環を持ち、フェニルプロパノイドに分類される。フェニルプロパノイドは芳香族アミノ酸であるフェニルアラニンから合成され、その前段階として光合成(マンガン、鉄が必要)や、シロヘム(鉄)が関与するアミノレブリン酸合成経路が重要となる。このように、リグニン合成は鉄、銅、マンガン等の金属、そして光合成産物が必須である。

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開聞岳周辺の畑土壌には、火山由来の硬い小石が多く含まれており、農業機械の刃を痛めるため厄介な存在となっています。 これらの小石は、開聞岳の安山岩質の火砕物と推測され、風化途中のものも多く見られます。安山岩には、植物の生育に必要なミネラルが含まれており、風化によって土壌に供給されると期待されます。 しかし、石の風化は時間がかかるため、農業経営上は速やかな風化と、溶け出した養分の保持が課題となります。

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苦土（マグネシウム）は植物の生育に必須で、葉緑素の構成要素やリン酸吸収を助ける役割を持つ。土壌中の苦土は、粘土鉱物や腐植に吸着された交換性苦土として存在し、植物はこれを利用する。しかし、火山灰土壌では交換性苦土が少なく、リン酸過剰やカリウム過剰によって苦土欠乏症が発生しやすい。土壌分析で交換性苦土が1.5cmol/kg以下なら欠乏の注意が必要。対策として、苦土肥料の施用が有効だが、土壌pHや他の養分とのバランスも考慮する必要がある。特に、リン酸とカリウムは苦土の吸収を阻害するため、過剰施用は避けるべき。苦土欠乏は葉脈間が黄化するなどの症状で現れるため、早期発見と適切な対応が重要。

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あそこの畑がカリ不足している理由を、土壌中のカリウムの形態に着目して解説している。日本の土壌はカリウム含有量が多いと言われるが、それはカリ長石などの形で存在しており、植物が直接利用できる形態ではない。植物が利用できるのは土壌溶液中のカリウムイオンだが、その量は土壌全体の数%に過ぎない。土壌溶液中のカリウムイオンが不足すると、植物はカリウム欠乏症を起こし、収量低下や品質劣化につながる。したがって、土壌中のカリウム総量ではなく、実際に植物が利用できる形態のカリウム量を把握することが重要である。

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長野県栄村小滝集落では、特別な農法により高品質な米が栽培され、台風による倒伏被害もほとんど見られなかった。倒伏した一部の水田と健全な水田の違いは、赤い粘土の客土の有無であった。イネの倒伏耐性向上に有効とされるシリカに着目すると、赤い粘土に含まれる頑火輝石やかんらん石などの鉱物がケイ酸供給源となる可能性がある。これらの鉱物は玄武岩質岩石に多く含まれ、二価鉄やマグネシウムも豊富に含むため、光合成促進にも寄与すると考えられる。赤い粘土に含まれる成分が、米の品質向上と倒伏耐性の鍵を握っていると考えられるため、イネとシリカの関係性について更なる調査が必要である。ただし、玄武岩質土壌はカリウムが少なく、鉄吸収が阻害されると秋落ちが発生しやすい点に注意が必要。

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黒ボク土は排水性、保肥力が高く、土が固くなりにくい利点を持つ一方で、活性アルミナが出やすく、養分を溜め込みやすく、pHが低くなりやすいとされる。しかし、活性アルミナは腐植で対処可能で、養分の蓄積は減肥で、pH低下は良質な肥料で解決できる。つまり、黒ボク土の欠点は適切な管理で克服できるため、栽培しにくい土ではないと言える。むしろ、これらの特性を理解し適切に対処すれば、高塩ストレスを回避し秀品率向上に繋がる。黒ボク土へのネガティブなイメージは、黒ボク土中心の技術書が原因であり、他の土壌と比較すれば、黒ボク土の利点の多さが際立つ。

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岩石が風化して粘土鉱物となり、更に植物の死骸が分解された腐植と結合することで、植物にとって良好な土壌環境が形成される。腐植と粘土鉱物は互いに分解を防ぎ合い安定した状態を保ち、作物の生育を促進する。植物のリグニンは、植物体を固くする役割を持つと同時に、分解されて土壌中で鉱物と馴染み、土壌改良に貢献する。この自然界の精巧なメカニズムは、偶然か必然かは不明だが、絶妙なバランスの上に成り立っており、このバランスが崩れると土壌環境は容易に変化する。腐植と粘土鉱物の結合、リグニンの分解による土壌改良効果など、自然界の巧妙な仕組みが土壌の肥沃度を高めている。

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粘土鉱物の保肥力向上に寄与する同型置換について解説。Si四面体やAl八面体構造において、Si⁴⁺がAl³⁺、Al³⁺がMg²⁺などに置換されることで、全体が負に帯電する。この負電荷が養分を引き付けるため、保肥力が高まる。置換されたAl³⁺は水と反応し、水酸化アルミニウムAl(OH)₃とH⁺を生成する。この水酸化アルミニウムは、正長石からカオリナイト(1:1型)が形成される過程にも関与する。同型置換は粘土鉱物の風化過程で発生し、2:1型から1:1型への変質にも関連している。

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土壌の保肥力について、石の構造と風化による影響に着目した考察。鉱物の同型置換と破壊原子価による保肥力の仕組みを説明し、大鹿村の中央構造線露頭見学で得た知見を紹介。学芸員との会話から、玄武岩質の土壌と泥岩質の土壌の特性比較、特に泥岩に含まれる太古の有機物由来の肥沃性への期待が示唆される。堆積岩である泥岩の形成過程を解説し、風化によって砂、粘土、有機物が含まれる泥岩が、土壌への有効な有機物を供給する可能性について考察している。関連として、泥炭土や客土の話題にも言及。

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ブルカノ式火山の火山灰土壌は、輝石や角閃石といった造岩鉱物を多く含み、植物の生育に有利な性質を持つ。これらの鉱物は風化速度が速いため、カリウムやマグネシウム、カルシウム、鉄などの植物必須元素を供給する。また、風化過程で粘土鉱物が生成され、保水性や保肥性を向上させる。ただし、リン酸固定能が高いため、リン酸肥料の施用には注意が必要となる。さらに、火山性土壌特有の軽石や火山礫は、土壌の通気性や排水性を高める効果がある。これらの特性から、ブルカノ式火山由来の土壌は、適切な管理を行うことで高い生産性を持つ農地となる可能性を秘めている。

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筆者は、土の成り立ち、特に粘土鉱物について深く知りたいと考えています。土壌学では粘土鉱物の性質について学びましたが、生成過程や分布など、鉱物としての視点からの情報が不足していました。そこで、各地のジオパークや博物館を訪れ、地質や岩石について学びを深めてきました。その過程で、粘土鉱物が珪酸塩鉱物、特にテクトケイ酸塩と関連性が深いことを知り、さらなる探求を続けています。

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飛騨小坂の巌立峡では、川による侵食作用が地形形成に大きな影響を与えている。エメラルドグリーンの川は美しく、特に11月は水が澄んでいる。巌立の絶壁下部には土壌と礫が堆積しており、川が岩を削り、土壌を形成した痕跡が見られる。上部では岩の隙間に風化した黒い土が入り込み、植物が生育している。川は下から、植物は上から、長い時間をかけて巌立を侵食している。5万年かけて川が巌立を分断した事実は、川による侵食力の強さを示す。地形変化の主役は川であり、そこにはドラマがある。だからこそ、山だけでなく川にも注目する必要がある。

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高槻の本山寺周辺の枕状溶岩観察の後、川久保渓谷の緑色岩エリアを訪れた筆者は、白っぽい岩に緑色の斑点がある緑色岩を発見する。崩れ落ちた岩片は表面が薄い緑色で、これは緑泥石によるものだと推測される。この緑色岩を注視した筆者は、破砕すれば鉱物系の肥料として利用できる可能性を感じ、客土用の土として緑色岩が有効なのではないかと考察する。

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高槻の本山寺周辺で枕状溶岩を含む緑色岩の露頭を観察した。南側の砂岩頁岩互層から北上し、断層と思われる境を越えると緑色の露頭が現れた。風化部分は赤や黒色が混じり、黒ボク土のような黒い土も確認できた。地質図によれば、この地域は1億6000万年前の付加体で、緑色岩は玄武岩質。枕状溶岩であることから海底火山由来と考えられ、黒ボク土の元となった火山活動は3億年前ほど前と推定される。古代の火山活動が生んだ土壌が現代の農業に利用されていることを実感した。

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玄武岩質の黒ボク土を客土したハウスで、鮮やかな赤色の土壌が部分的に見られた。周辺には黒っぽい石があり、表面が茶色く錆びているものもあった。この赤色の土壌と石の錆は関連があるのだろうか。以前観察したスコリアと比較すると、今回の赤色は鮮やかで判断に迷う。土壌は目が粗く、風化が始まったばかりの可能性もある。この鮮やかな赤色の正体を突き止められれば、土壌の状態を理解する上で大きな手がかりとなるだろう。

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滋賀県にある白鬚神社は、琵琶湖畔の鳥居と道路を挟んで反対側にある本殿が特徴。本殿近くの山道を登ると、巨岩の磐座が祀られている。この巨岩は人が運ぶには困難な場所にあり、周囲の風化とは対照的に残っていることから、神秘的な意味を感じさせる。地質図によると、この巨岩は日本がユーラシア大陸と繋がっていた時代に形成された花崗岩質の深成岩である。

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石灰岩質の土壌では、カルシウム過剰により植物がカルシウム欠乏を起こすという逆説的な現象が起こる。高濃度のカルシウムは土壌pHを上昇させ、鉄やマンガン、リン、ホウ素、銅、亜鉛などの微量要素の吸収を阻害する。これらの要素は植物の生育に必須であるため、欠乏すると生育不良や黄化などの症状が現れる。 具体的には、鉄欠乏は葉脈間の黄化、マンガン欠乏は葉脈に沿った黄化を引き起こす。リン欠乏は生育不良や根の発達阻害、ホウ素欠乏は花や果実の奇形、銅欠乏は葉の先端の白化、亜鉛欠乏は節間の短縮などを招く。 カルシウム過剰によるこれらの問題に対処するには、土壌pHの調整が重要となる。酸性の堆肥や硫黄を施用することでpHを下げ、微量要素の吸収を促進できる。また、微量要素を含む肥料を施用することも有効である。

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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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ボーキサイトは、酸化アルミニウムを主成分とする鉱物で、ラテライトという土壌が岩化したものである。ギブス石など複数の鉱物の混合物であり、水酸化アルミニウムを含むため、土壌pHによっては水に溶け出す。溶出したアルミニウムは植物の生育に悪影響を与えるが、土壌中の珪酸と結合し白色粘土となる。ヤンゴンの赤い土に白いものが多く見られたのは、ボーキサイト由来のアルミニウムと珪酸の反応による可能性がある。ボーキサイトの多い花崗岩地帯は宝石の産地となる一方、アルミニウム溶脱の影響で農業には適さない可能性がある。

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ミャンマーの土壌ポテンシャルは、花崗岩に含まれるボーキサイトによるラテライト(紅土)形成の影響で低い。建築石材に茶色の花崗岩が多く見られ、これはボーキサイトを含むためと考えられる。ボーキサイトは酸化アルミニウムを主成分とし、風化するとラテライトとなる。ラテライトは農業に不向きな土壌として知られる。ミャンマーで真っ赤な土の畑が少ないのは、この土壌の栽培困難性によるものと推測される。地質図からもボーキサイトの存在が示唆されている。

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ミャンマーのヤンゴンで畑の土を観察した。ヤンゴンはアジア大陸の沿岸に位置し、赤い土壌が広がっている。現地で畑の土を間近で見ると、石英のような粒子が目立ち、花崗岩が風化した土壌と思われた。砂の隙間はカオリン粘土で埋まっている可能性がある。さらに、崩れた赤い石も多く見られ、土壌の組成について更なる考察の余地を残した。

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蛇紋岩地帯は、マグネシウムと鉄が多く、窒素、リン酸、カリウムが少ない特殊な土壌環境です。蛇紋岩はかんらん岩が水と反応して生成され、この過程で磁鉄鉱と水素も発生します。このため、蛇紋岩の山は磁性を帯びています。 土壌はpHが高く、蛇紋石は粘土鉱物であるものの、腐植蓄積は少ないと予想されます。一般的な植物はマグネシウム過多とカリウム欠乏で吸水障害を起こしますが、一部の植物は適応し「蛇紋岩地植物群」を形成します。水田には利点がある一方、畑作では対策が必要です。また、高pHのため土壌中の鉄が溶脱しにくく、鉄欠乏も起こりやすい環境です。

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カルシウム過剰土壌では、植物はカルシウムを過剰吸収し、他の必須栄養素、特にマグネシウム、カリウム、鉄の吸収を阻害する。これが「カルシウム過剰によるカルシウム欠乏」と呼ばれる現象である。植物はカルシウム過多により、葉緑素の生成が阻害され、生育不良、黄化、葉の壊死などの症状を示す。土壌pHの上昇もカルシウム過剰の一因となり、微量栄養素の欠乏を招く。対策としては、硫黄や酸性肥料で土壌pHを調整し、拮抗作用を利用してマグネシウムなどの吸収を促進する必要がある。さらに、堆肥などの有機物を施用することで土壌構造を改善し、栄養バランスを整えることも重要となる。

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東尋坊近くの国営農地で、深く掘り返された畑の土壌を観察した。土壌は赤っぽく粘土質で、安山岩質の火山岩が風化したものと推測される。地質図もこれを裏付けている。以前訪れた桜島も安山岩質であり、火山灰の風化による土壌形成との共通点が見られる。掘り返された土壌の粘土質な性質から、この地域の岩は粘土鉱物まで風化が進んでいると考えられる。赤っぽい土壌は安山岩由来の可能性を示唆しており、今後の土壌観察の指標となる。

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京丹後の峰山にある国営農地を訪れた筆者は、赤い水の流れや緑色の石に興味を持つ。これらの石は以前訪れた夜久野高原の火山岩に似ており、地質図を調べると農地北西に火山由来の地層が存在することが判明。農地造成時に山を切り開いた際に現れたか、近隣から持ち込まれた可能性が考えられる。赤い水は鉱物の風化によるものと思われ、この地域の鉄加工が盛んだったことと関連があるかもしれない。また、以前訪れた真砂土と黒ボクが混在する畑の土壌も、鉄やマグネシウムが多い特殊な真砂土の可能性が出てきた。

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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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砂丘農業の土壌は、真砂土と呼ばれる花崗岩が風化した砂で構成されています。真砂土は保水性と通気性に優れますが、有機物を分解する微生物の活動が活発なため、腐植が蓄積しにくいという特徴があります。 腐植は保肥力や土壌構造の改善に重要ですが、砂丘地ではすぐに分解されてしまいます。そのため、砂丘農業では堆肥や緑肥などの有機物施用が欠かせません。しかし、過剰な施肥は地下水汚染のリスクを高めるため、適切な量の施用が求められます。 また、真砂土は養分が流亡しやすいため、肥料の効率的な利用も課題です。適切な土壌管理と施肥設計によって、砂丘地での持続的な農業が可能になります。

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関西圏では、火山活動が少なく、黒ボク土は主に2:1型粘土鉱物が主体で、アロフェン質の黒ボク土に比べてアルミニウム障害が発生しにくい特徴があります。 一方、アロフェン質黒ボク土は火山灰の影響を強く受け、アルミニウム障害のリスクが高いです。 関西圏では、歴史的に黒ボク土での栽培が比較的容易であったため、「黒ボク土は良い土」というイメージが広まったと考えられます。 しかし、黒ボク土の性質は地域によって異なり、一概に「良い土」とは言えません。

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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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砂丘農業では、花崗岩由来の腐植が溜まりにくい土壌で栽培が行われている。しかし、藻が砂の隙間に生成し、粘土を保持する団粒構造を形成することが観察された。この藻の発生を促し、粘土を追加することで、砂地の栽培環境を改善できる可能性が示唆される。また、低保水力の土壌であるため、スプリンクラーによる散水が行われている。

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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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鳥取の砂丘農業地帯の周辺の地質は、磁鉄鉱を含む花崗岩が主体であり、風化しやすい柱状節理が見られる。この花崗岩は鉄分が豊富で、砂丘農業の土質に影響を与えている可能性がある。柱状節理は花崗岩では珍しい現象であり、周辺の土質の形成に貢献していると考えられる。

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摂津峡の川の上流で、堆積岩の露頭を観察。風化しつつある岩肌を間近で見ることができ、岩が土へと変わる過程を実感した。この様子から、土質は母岩に由来することを再認識。山は加齢とともに地すべりが増加し平坦化していくが、風化で削られた表層の岩や vegetation が地すべりで崩落することで、山は徐々に細くなっていくのだろう。

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大阪・高槻市の摂津峡は、都会からすぐ近くにある渓谷。巨岩が点在する川沿いを進むと白滝があり、そこから急斜面を登ると行者岩と呼ばれる巨大な岩に辿り着く。この巨岩は、周囲が風化して露頭したと推測される。やがては風化が進み、川底の巨岩のように砕けていくのだろう。アクセスも容易な摂津峡は、自然のダイナミズムを感じられる場所だ。

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著者はホウ素欠乏対策としてホウ素を含む鉱物を探していた。宝石図鑑でトルマリン（鉄電気石）がホウ素を含むことを知り、自身が以前に天川村で見た黒い鉱物が鉄電気石ではないかと推測する。鉄電気石は花崗岩などに含まれ、ホウ素の供給源となる可能性があるため、畑の上流に花崗岩由来の母岩があればホウ素欠乏は起こりにくいと考えた。電気石には鉄電気石以外にも様々な種類があり、全てにホウ素が含まれている。

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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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宝山の赤い土から大陸の紅土について考察。宝山の赤い土は玄武岩質噴出物の鉄分が酸化したもの。一方、紅土（ラテライト）は高温多湿な気候で、鉄・アルミニウム水酸化物が集積した痩せ土。宝山周辺は黒ボク土だが、紅土は保肥力の低いカオリナイトが主成分で、鉄酸化物と相まって栄養分が溶脱しやすい。さらに高温環境では有機物の分解が早く腐植も蓄積されないため、赤い鉄酸化物が目立つ。つまり、母岩は類似していても、気候条件の違いが土壌形成に大きく影響する。

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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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川の上流の石の下には、風化した砂や粘土、落葉などが混ざった川砂がある。これは良質な粘土と腐植を含み、砂の大きさもトラクターの刃を傷つけない程度であるため、客土として畑に入れるメリットがある。川砂の粘土は保水性を高め、腐植は土壌生物の活動を促進し、団粒構造の形成を助ける。適切な大きさの砂は水はけを良くし、通気性を確保する。これらにより、水はけと水持ちのバランスが良くなり、肥沃な土壌が作られる。つまり、川砂は土壌改良に有効な資源と言える。

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土壌中のアルミニウムは、腐植の分解を抑制し土壌中に長期間貯蔵する役割を果たす。腐植は植物遺体などが微生物によって分解されたもので、土壌の肥沃度や保水性に大きく貢献する。しかし、腐植は微生物によってさらに分解され、二酸化炭素として大気中に放出される。アルミニウムイオンは、腐植の分子と結合し、微生物による分解から守る。特に酸性土壌ではアルミニウムイオンが溶出しやすく、この保護作用が顕著になる。このメカニズムは、土壌炭素貯留の観点から地球温暖化対策としても重要である。アルミニウムと腐植の相互作用を理解することは、持続可能な農業や環境保全に繋がる。

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畑作を続けると土壌中の鉱物が溶脱し、作物に悪影響が出る。昔は米と野菜の転作、特に水田に川から水を引くことで、川水に含まれるミネラルが供給され、土壌の鉱物不足を補っていた。また、洪水も新しい鉱物を運ぶ役割を果たしていたが、洪水を人為的に再現する手段として川砂客土が生まれた。川砂はミネラル豊富な一次鉱物が多いが、二次鉱物への風化には時間がかかる。つまり、川砂客土は、水田稲作における川からのミネラル供給や、洪水による新たな鉱物の供給を人為的に再現し、土壌のミネラルバランスを維持するための伝統的な手法と言える。

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ブラタモリ別府温泉の回で、温泉の源である由布火口の白い土壌が映し出された。これは風化しにくい石英が残り、植物の生育に不利な環境となっている。しかし、そこでススキらしき植物が育っているのを発見。通常、石英質の土壌では緑肥も効果が薄く、植物の生育は難しい。それなのに育つススキは、土壌を選ばない強い植物として知られる。著者は、このススキこそが、不利な土壌での栽培の鍵を握るのではないかと考え、現地調査を決意する。

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岩石の種類が土壌の性質に大きく影響する。真砂土の母岩である花崗岩は酸性岩でシリカが多く、有機物が蓄積しにくい。関東ローム層とは異なり、関西の内陸部など花崗岩地帯では、土壌改良に工夫が必要となる。有機物を単純に投入しても効果が薄く、保肥力向上には母岩の性質を理解した対策が重要。このため、関東で研修を受けた人が関西で土壌に苦戦する一方、関西で研修を受けた人は関東で容易に適応できるという現象が生じる。岩石を知ることで、地域による土壌の違いへの理解が深まる。

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寒起こしは、冬の低温を利用して土壌を改良する伝統的な農法です。土を凍らせることで土塊が破壊され、排水性と通気性が向上します。同時に、土壌中の微生物の活動が抑制され、病害虫のリスクも軽減されます。 具体的には、秋に耕起した土をそのまま冬越しさせ、霜や雪にさらします。凍結と融解の繰り返しにより、土壌構造が変化し、ふかふかした状態になります。春になると、このふかふかした土は種まきや苗の植え付けに適した状態になります。 寒起こしは、特に粘土質の土壌で効果的です。粘土質の土は、水はけが悪く、作物の生育に悪影響を与えることがあります。寒起こしにより、土壌の物理性が改善され、作物の生育が促進されます。また、化学肥料や農薬の使用量を減らすことにもつながり、環境保全にも貢献します。

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岩に苔が生え、それが朽ちて土になる。この過程が繰り返され、長い年月をかけて黒ボク土のような肥沃な土壌が形成される。石垣の苔もいずれ土になる。しかし、岩の上の土は雨で流されやすく、窪地に溜まるか、水たまりに堆積する。つまり、土は岩の上だけでなく、岩の下にも蓄積される。堆積した土は、風化した岩石の欠片が流されてきたものと考えられる。

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岩の白い模様は石英で、風化しにくい。石英の主成分である砂浜に有機物を投入しても蓄積されにくい。これは土壌における有機物の蓄積にも関係し、石英が多い土壌では植物性堆肥の効果は限定的だが、少ない土壌では堆肥の投入量を減らせる可能性がある。つまり、土壌の組成、特に石英の含有量は、堆肥投入量の判断基準となる。

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ビットコインの信用は、ブロックチェーンという技術に基づいています。取引記録をブロックにまとめ、暗号技術を用いて安全性を確保し、世界中のコンピュータに分散保存することで改ざんを防ぎます。マイナーと呼ばれる人々がトランザクションを検証しブロックチェーンに追加することで、ビットコインが生成されます。この検証作業には高度な計算が必要で、成功したマイナーは報酬としてビットコインを受け取ります。この報酬システムと分散管理によって、ビットコインの信用と不正防止が実現されています。

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ポリフェノールとアミノ酸は反応し、メラノイジンと呼ばれる褐色物質を生成します。この反応は、食品の加工や貯蔵中に起こる褐変現象の原因となります。ポリフェノールは植物に含まれる抗酸化物質であり、アミノ酸はタンパク質の構成要素です。両者が反応するには、熱やアルカリ性の条件が必要です。メラノイジン生成反応は複雑で、様々な中間生成物を経て進行します。生成物の種類や量は、反応条件やポリフェノール、アミノ酸の種類によって異なります。この反応は食品の風味や色に影響を与えるだけでなく、栄養価の低下にもつながる可能性があります。

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関東ローム層は、富士山の火山灰が堆積した赤土の地層。富士山から関東へは80km近く離れているが、火山灰は風で広範囲に飛散する。火山灰は草木灰ではなく、スコリアや火山弾の微細な鉱物で、0.1mm程度の粒子から成る。関東ローム層のさらさらとした土質は、この微細な火山灰の堆積によるもの。つまり、赤土は母岩の風化ではなく、火山灰の風化によって形成されたと言える。

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スコリアは、玄武岩質マグマが噴火時に発泡してできた多孔質の暗色の火山噴出物である。玄武岩は二酸化ケイ素含有量が少なく粘性が低いため、溶岩は遠くまで流れ、周辺に高い山は形成されない。噴火口付近では、噴き出たマグマが急速に冷却されスコリアや火山灰となる。関東ローム層もこの火山灰の堆積によって形成された。スコリアは風化しやすく、赤土の形成にも関わっている。実際に噴火口跡でスコリアを観察することで、赤土への理解を深めることができる。

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この記事は、火山岩、特に玄武岩の風化について考察しています。著者は、硬い岩が土に変わる過程に疑問を持ち、玄武岩の表面に見られる穴に着目します。これらの穴は、マグマが冷える際に、特に地表付近で水分が蒸発し体積が減少することで形成されたと説明されています。穴の多い玄武岩は、固い岩盤に比べて風化しやすく、土壌形成に寄与すると推測しています。しかし、実際に風化して土になるには長い時間が必要であることを認め、次の記事「スコリアという多孔質の塊」への繋がりを示唆しています。

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夜久野の玄武岩公園、かつての採石場を訪れ、玄武岩の風化過程を観察した。柱状節理の玄武岩地表で、木の根が侵入した箇所は茶色の赤土になっていた。さらに、局所的に鮮やかな赤い部分を発見。これは玄武岩中の鉄が風化し、土壌化している過程だと推測。茶色の土は腐植を含んでいると考えられる。超望遠レンズで撮影した画像は、これらの変化を捉えており、土壌への遷移を理解する手がかりとなった。

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夜久野高原で採取した玄武岩は、表面は赤褐色だったが、割ってみると内部は黒色だった。これは、玄武岩に含まれる鉄分が表面で酸化し、赤土と同じ原理で赤くなっていると考えられる。玄武洞博物館で入手した玄武岩の標本も同様に、風化面は赤褐色だったが、新鮮な破断面は黒色だった。これは、岩石の表面だけが酸化の影響を受けていることを示唆している。さらに、夜久野高原で採取した赤い石は、研磨すると鮮やかな赤色になった。これは、酸化鉄鉱物、おそらく赤鉄鉱の含有によるものと考えられる。これらの観察から、玄武岩の赤色は風化による酸化鉄の生成によるものであり、内部は鉄分を含むため黒色であることが確認された。

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知人は「師は向こうからやってくる」と言い、準備が整うと運命的に出会いが訪れると説く。それを実感する体験をした著者は、大陸の赤い土の写真を見たことがきっかけで、土壌への興味を抱く。福井の東尋坊訪問で、赤土が玄武岩の風化したものだと知り、土壌学の知識と繋がった。そこで、玄武岩を理解するため、兵庫県の玄武洞を訪れる。玄武洞は柱状節理の玄武岩の採掘場で、その岩石は亀の甲羅に似ていることから玄武と名付けられ、後に玄武岩の由来となった。著者は、赤土色の玄武岩の表面を見て、新たな発見の予感を感じている。

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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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安山岩柱状節理周辺の土壌を観察したところ、赤土が見られた。水田では黒みがかっており、畑では薄い茶色だった。赤土の赤色は、鉱物中の鉄が酸化したためである。柱状の安山岩にも茶色い箇所があり、この地域の赤土は安山岩由来と考えられる。長い時間をかけて、硬い火山岩が風化し土壌になったと考えられる。侵食が激しい場所はより茶色く、植物の根から出る酸や潮風も風化を促進する。次の記事では、一般的に赤土には腐植が多いと言われることについて考察する。

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ブラタモリに触発され、地質と地域の歴史の関係に興味を持った筆者は、東尋坊と鉾島で観察した柱状節理から地質を考察している。これらの島は安山岩で形成されており、五角柱状の岩や侵食された岩が見られる。安山岩は火山岩で、流紋岩と玄武岩の中間的な性質を持つ。筆者は、安山岩が風化すると鉄分が少ない土壌になると推測し、安山岩風化土の肥沃度について、深成岩由来の真砂土よりも高い可能性を指摘し、今後の調査を示唆している。

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カボチャの果実内発芽は、土壌の深刻な風化を示唆する指標となる。果実内発芽は、種子の休眠を誘導するアブシジン酸の不足によって引き起こされ、その原因として土壌中の硝酸態窒素過多またはカリウム不足が挙げられる。硝酸態窒素は施肥で調整可能だが、カリウムは土壌の一次鉱物の風化によって供給されるため、連作により枯渇しやすい。果実内発芽が発生した場合、土壌の風化が進みカリウム供給源が不足している可能性が高いため、単純な作物変更や休耕では改善が難しい。土壌の根本的な改善策として、一次鉱物を含む資材の投入や、カリウムを保持する腐植を増やす緑肥の導入などが有効と考えられる。

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世界遺産の寺の庭園で、水が流れることで岩の色が変化するオブジェを観察した。乾いた部分は茶色、濡れた部分は緑色に変化しており、水垢ではなく風化によるものと推測。茶色の風化は鉄、緑はマグネシウム由来ではないかと考えた。 大きな岩なので現地由来と推測し、周辺の土質はマグネシウムが多いのではないかと考察。岩全体も緑がかっており、岩の種類を特定できればと結んでいる。

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粘土は粒子の大きさと鉱物組成で定義され、コロイド状の性質を持つ。コロイドとは、疎水性と親水性の部分を持つ物質が水中で特定の形状に集まる現象で、粘土鉱物もこの性質を持つ。ハロイサイトは1:1型粘土鉱物で中空管状のコロイドを形成し、水を内部に含む。モンモリロナイトやバーミキュライトのような2:1型粘土鉱物は薄板状で、こちらも疎水性と親水性を持つためコロイドを形成する。バーミキュライトは加熱により膨張した形状で利用されることが多い。粘土は粒子が小さいが、必ずしも土を重くするわけではない。真砂土は風化した花崗岩で、様々な鉱物を含み、粘土もその一部である。

バーミキュライトを購入した。 JAの職員に渡される施肥診断技術者ハンドブックによると、バーミキュライトは雲母由来の板〜薄板状の二次(粘土)鉱物となっている。 そもそも粘土って何？ モンモリロナイトと同じ2:1型鉱物と呼ばれ、保肥力が半端無く高く、保水力も高い粘土鉱物として扱われている。 粘土鉱物は買ってでもいれろ 保肥力とは？ でもさ、上の写真は全然粘土に見えないよね。 まぁ、細かい粒子が合わさってあの形状になっているなら、粘土だと言えなくもないか。 (薄)板

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ケイ酸肥料はイネ科作物に良いだけでなく、土壌改良にも大きな可能性を秘めている。長石の風化過程でカリウムと共に生成されるケイ酸は、同時に発生する水酸化アルミニウムと反応し、カオリナイトという粘土鉱物を形成する。水酸化アルミニウムは土壌酸性化で溶脱し、植物の根に障害を与える有害物質である。つまり、ケイ酸を投入することで、この有害なアルミニウムを無害な粘土へと変化させ、土壌の保肥力・保水力を向上させることができる。スギナ繁茂地のようなアルミニウム障害の畑では、特にケイ酸投入による土壌改良効果が期待できる。

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京都農販の木村さんは、水持ちが悪く軽くなった元水田の劣化した土壌を、半年で団粒構造へと改善することに成功した。土壌劣化と肥料残留、有機物に関する知識を元に、風化した鉱物に合う資材を選定・投入した結果、教科書通りの団粒構造を実現し、水持ちも改善した。この成功は、劣化した土壌での栽培を続ける農家にとって大きな希望であり、肥料代の高騰対策にも繋がる可能性がある。重要なのは、牛糞を使った土壌改良をやめること。牛糞は土壌改良に適しておらず、別の適切な資材選択が重要となる。

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川から水田に流れ込む水には、砂が風化してできた微細な粘土鉱物が含まれている。水田では水が滞留するため、これらの粘土鉱物が堆積する。粘土鉱物は土壌の隙間を埋め、水はけを悪くする。結果として、土壌中の酸素が不足し、鉄が還元されて土壌が黒っぽくなるグライ化現象が起こる。つまり、水田は川から粘土鉱物を受け取り、それがグライ化の要因となっている。

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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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真砂土の主要粘土鉱物であるカオリナイトは、保肥力が低い。著者はマクロレンズ観察と鉱物図鑑、土壌ハンドブックからこの事実を突き止めた。真砂土の白い塊が簡単に崩れるのはカオリナイトの結合の弱さが原因と考えられ、保肥力の低さにも繋がっている。したがって、真砂土での栽培は難しく、保肥力を高めるためには、より保肥力のある粘土を施す必要があると結論付けている。

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真砂土の茶色の原因を探るため、筆者は「楽しい鉱物図鑑」を参考に、角閃石に着目した。角閃石は種類によって色が様々だが、真砂土の色と類似していることから、その色のもとではないかと推測。角閃石の複雑な化学組成式には鉄が含まれており、風化しやすい性質も持っている。肥料農薬部 施肥診断技術者ハンドブックによれば、角閃石はCa、Mg、Feの給源とのこと。これらの情報から、真砂土の茶色は酸化鉄(Ⅲ)によるものではないかと考察し、鉄分を吸収するギシギシのような植物が生えた後の真砂土は、土壌改善に効果があるのではないかと推測している。

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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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京丹後で栽培を学んだ著者は、師の畑の真砂土が白かった記憶を基に真砂土の成分を調べた。花崗岩が風化して真砂土になるが、花崗岩の主成分である石英と長石は白い。しかし、現在の真砂土は白くない。長石は風化すると粘土鉱物のカオリナイトになり、もろくなる。つまり、白い真砂土は長石が豊富に含まれていたが、現在の真砂土は長石が風化して失われた状態であると考えられる。土壌に酸素を入れるトラクター耕作が長石の風化を促進した可能性があり、白い真砂土は耕盤層付近に蓄積したカオリナイトだったのかもしれない。この考察は今後の栽培の問題解決に役立つ知見となる。

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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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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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腐植のマイナスの電荷は、有機酸のカルボキシル基から生じます。このマイナス電荷が保肥力を生み、肥料成分の保持につながります。保肥力は鉱物と腐植の両方によって決定されます。栽培時にこれらを適切に混ぜ込むことで、肥料コストを削減できます。さらに、鉱物が劣化しないように、く溶性成分も追加することが重要です。適した資材を選択することで、保肥力を高め、肥料コストを最適化できます。