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ミカタ仮説集
酸性化を回避するの続き
話をかなりすっ飛ばしますが、
pHは常に修正されながら緩衝性を得て補正する
という風に締めた記事に対して、
セレクトファームの西前よりこのようなコメントをいただきました。
/** コメントここから **/
なるほどね。
これが正しければpHが低いほど窒素固定が促進されることになるのか。
あとは電子供与体の形成過程で何が起こってるかってことに依るんじゃないですかね？
/** コメントここまで **/
ポイントは
pHが低いほど窒素固定されるんじゃないの？
という意見
ここに対しては、
肯定否定(どちらかというと肯定)は特にないのですが、
pHが低いほどというコメントを見て、懸念事項があります。
それは、
堆肥内での養分の溶脱について
って、
溶脱して、みすみす重要な成分を下方に流すほど、
生態系という集合はアホじゃないよな？
というわけで、
こんな関係性を考えてみました！
って…、
書いてて思ったけど、嫌気状態にならなければ
この系は動き出さないんですよね…
やっぱり、一度は強酸性環境になるのかな？
まぁ…、
うまくいってれば、
それに越したことはないんですけれどもね！
朝、布団の中でふと思ったので書くことにする。
早速、ニトロゲナーゼの反応式ですが、
N2 + 8H+ + 8e- + 16ATP -> 2NH3 + H2 + 16ADP + 16Pi
なんですが、
ニトロゲナーゼが活性を示す度に
周囲にある窒素ガスの手が二本伸び、
それがプロトン(H+)の受容体となる。
この話と合わせると、
pHは常に修正されながら緩衝性を得て補正する
ってことにならね？
(今回のポイントは、いつもの文章に修正されながらというものが追加されました)
朝からちょっと感動気味だけど、
これってATPからADPになる過程で周囲が酸性化しないという話で成り立つよね？
そこんとこどうなの？
この私の感動を汲みとってくれる人がいるはずなので、
この話に共感した(または反論ありの)人はなんかコメントか意見を頂戴！
追記
今回の化学反応式の生態系適応は自分の中で結構大発見の部類に入る。
この話が応用できるなら、
肥料と農薬の経費を大幅に削減できるようになるはずです。
(まぁ、実際に削減してるけど→奇跡のキャベツ)
超が付くほどのシンプルさで、結構真実に近づいたんじゃね？
注意
これは私の主観であるため、
いやいや違うだろ！というような意見を持ったとしても、
反論以外の意見はしないようお願いします。
( 撮影日 : 2009/07/27 撮影場所 : 京都市左京区 )
一向に夏の空を拝める日がおとずれない。
去年までいつも外にいたから、
昨年の梅雨明けが大体いつごろだったか覚えている。
降水量はあるが、
日照で正常に育たない植物( + 作物 )が現れるかも？
とちょっと心配…
この空を見て思ったんだ。
もし仮に現在が世界的な温暖化に向かっているとするならば、
雲が空を覆うことによって、
太陽光を遮断して、
温度面での生態系の補正をしているのではなかろうか？と
でも、
こういう風に考えるとちょっとおかしいことが起こる。
太陽光を遮断してしまうと
CO2を固定する光合成が抑制されてしまうではないか！？
でもさ、( でもばかりになりそう )
雨はCO2を溶かして、
H2CO3という形で地面に対して水を落とすんだろ？
だったら、
雨がたくさん降れば、
いろんな場所( 土や川 )にCO2がたくさん落ちる。
そうなると、
土にCO2が通常値よりも蓄積して、
根腐れとか起こりやすくなるんじゃない？
まぁ、
もとから雨がたくさん降っているから、
水分量の時点で根腐れするから、
雨＋CO2の影響で起こるかどうかなんて測定できるものじゃないけど…
さぁ、出番だぞ、藻類( 光合成細菌 )！
太陽の季節( 梅雨明け )になったら、
( 土壌や川に )蓄積した分のCO2を使い切れ！
そして、
酸素を周囲の植物の根に分けてやれ！
( 補足エントリー : 最後はすべて黒になる、大雨の翌日 )
植物の生育にとって良い環境になったら当然、
植物の光合成能は…？
変化した環境は
系にいる生物らが全力で補正する！
と信じているから！
追記
雨にはミネラルも溶けてるって言うし、
梅雨明けはすごいかもよ！
本日、私は大発見をした！
この発見をこの場に記載したいが、
この場で私の感じている感動を載せることができるのだろうか？
ブログという形では
いささか不自由を感じる。
ホウレンソウロジックという話で
ホウレンソウの中にたくさんある成分が還元剤という話を記載した。
その内容のコメントで
<!-- ここからコメント -->
セレクトファーム 西前
なるほど！
一理どころか二、三理ありまくりますね。
シュウ酸は、キレート作用による難溶性カチオンの可溶化や溶けだした有害カチオンの吸収抑制などの効果があるといいますが。
また、法蓮草はあまり虫に食われないから、シュウ酸には忌避効果もありそうですね。人間も渋味として感じますし。
その上今回のような効果もあるとすれば、シュウ酸があれば植物界はバラ色！？
でもアルカリ土類のシュウ酸塩は難溶性とも聞きます。
特定の植物に多いとなれば、やはり諸刃の刃的側面があるのですね。
ちなみに、うちのゴロ土水田土壌の法蓮草の生育は今のところ悪くないです。
齋藤 毅
>アルカリ土類のシュウ酸塩は難溶性
この現象に何か問題はある？
難溶解
すなわち、イオン化しにくい。
しかし、
アルカリ土類ではすでにカチオン( 陽イオン )が多いとなれば、
難溶解を示しても
なんら問題はないはずですが …
陽イオンを難溶解性にすることで
リン酸との結合、沈殿も防いでいるように見えます。
<!-- コメント終了 -->
シュウ酸が還元剤、キレート作用と陽イオンとの結合で難溶解性の特徴を持つ…？
ん？
もしかしてこれって…？
出荷時の葉物野菜の黄化に関する問題のほぼ全てを解決できるのではないか？
( キレートに関しては質問リストに入れておくので、説明はまた後日 )
ここにシュウ酸の多いホウレンソウかギシギシが植わっていたとする。
図で示した根の周辺は
陽イオンが還元されていると同時に
周囲がアルカリ性ならば
難溶解性( 水に溶けにくい )のシュウ酸塩( シュウ酸とミネラルが結合したもの )になっている。
難溶解性ということは
そう簡単にミネラルを吸収できない状態になっているが、
周囲がアルカリ性ならば、
シュウ酸塩になっている方が良い！
なぜなら、
ミネラルとリン酸が結合して地下水に流れ込まなくてもよくなる！
次に葉の部分を考えてみると
シュウ酸を合成するのは味覚に影響しているから
たぶん葉で正解だろう。
葉に蓄積されているということは
この葉が朽ちて土に返った時にシュウ酸は還元剤として働く。
さらに
葉で合成、蓄積されていることも考えられるため、
葉でもシュウ酸塩になっている可能性がある。
これが土に還ったならば、
上記のように土壌のpHによって振る舞いが変わる。
まとめると
シュウ酸をたくさん持つ植物は土壌の還元とミネラル調整の能力に特化している！
ということが考えられる。
これを栽培に当てはめていきたいが、
長くなりすぎたので次回に続く
追記
今回のタイトルはフェルマー予想を真似た。
本当ならフェルマーの最終定理を真似て
サイトウの最終定理と名付けたかったが、
もしかしたら、
黄化以上の難問が出てくるかもしれないので、
今回は控えておくことにします！
グライと向かい合うのコメントに
シュウ酸は還元剤として働くらしい
というものがげんからきた。
ちょっと待てよ！
と便器に座っているときにふと思った。
ここでちょっと連想してみることにする。
シュウ酸が還元剤であることを正しいとする。
シュウ酸を持つもので有名な作物はホウレンソウ
ホウレンソウの特徴は
酸性土壌では発芽しない
酸性土壌ではミネラル欠乏が生じやすい
酸性土壌でシビアに影響が出てくるミネラルは酸化した鉄
ホウレンソウは鉄分を多く含むという定説がある
まとめると
ホウレンソウは鉄分がほしいのに
鉄分は酸化にシビア
自身が合成したシュウ酸放出によって
酸化された鉄を還元する
ホウレンソウがシュウ酸を合成する理由ってこれなのか？
シュウ酸を持つ植物は
土壌中のミネラルを還元し、吸収し、蓄積する。
朽ちることにより、
土壌中に還元された金属を還す？
マジか！？
追記
どうやら最近、
自分の中でロジックという言葉がブームらしい…
言葉の使い方は正しいかな？
東京行きのバスの中
我ふとおもふ
もしかしたら、
脱窒は植物にとってかなり有効なものではなかろうか？と…
って、
空き時間があったらこんなことを考えてしまうって…
ちょっと悲しい…
硝酸について詳しくはわからないけど、
硝酸を脱窒( 還元すると )
酸素と窒素ガスが発生するんだっけ？
しかも、
脱窒は周辺の酸素濃度が低くなったときに生じる反応だったはず
では、
これを今までの話とあわせてみると
脱窒現象により
土壌中( ≒根圏 )の酸素濃度が高まる。
根圏の酸素濃度が高まれば、
根が下に伸長することを促進すると考えられる。
( サイトカイニンの影響だけど、詳しい説明は割愛する )
次に
バチルスキルで記載したように
B.cereusの合成する植物ホルモンIAAによって
根が横方向( 側根 )に伸長する
植物ホルモンを勉強した人は
これじゃあIAAとCK( サイトカイニン )の効果が相殺するんじゃないの？
と思うかもしれませんが、
ここのところは深く考えていないので、
間違いだらけのはずです。
それよりも伝えたいことは
パラコッカスの脱窒と植物ホルモンが相乗効果を引き起こすのでは？
なので、
この考えにたどり着いたことを共感してくれればうれしく思います。
これから記載する内容は
ボクが京丹後での最後の仕事で発表した内容である。
あくまで仮説なので、
事実ではありません。
そこのところをご了承ください
そして、
このエントリーが質問にある
植物性有機資材は積んでおくべきか、それともすぐに透きこむべきか？
の返答になります
Introduction
昨年、センダンの根がチップ片を貫通して、
そのチップ片の破砕と分解が速かった。
これより、
チップのような難分解性の有機物が素早く土に返るならば、
荒れ地に対して有効な技法を開発できる可能性を見いだせる上、
他の有機物資材のより有効な活用法を開発できると考えられる。
Method
( チップの初期状態 )
チップをより効率的に分解するために
・作物を育てながら、何らかの動作で分解を促す。
・緑肥を利用する。
・米ぬか＋何かの資材を組み合わせて、微生物によるチップの分解を早める。
という三つの手法を試すことにした。
まずは
第一項目である作物を育てながら、何らかの手を加えるという話に入るが、
仮説として、
単子葉の植物は根の物理的強さが強く、
難分解性の有機物を物理的な力で破砕し、
有機物の表面積を増やし、
様々な微生物の接着面を増やし、
微生物の個体数によって、
分解速度が上がる
と考えている。
これより、
作物種は単子葉をメインとして考え、
サトイモとトウモロコシをメイン作物とする。
ここで、
サトイモはイモによる栄養繁殖
トウモロコシは種子による繁殖
という違いがあり、
イモならば土地の養分が少なくてもある程度初期生育が出来る点から、
初期生育の違いで比較検討することにした。
次に
単子葉と双子葉の比較をするために
サトイモとジャガイモを植えることにした。
これは同じイモ同士
初期生育から成長の軌道に乗るまでが大体類似している。
続いて、
果菜類のナス科とウリ科を定植した。
果菜類は一株から収穫出来る収量が多く、
一株辺りの周囲面積は葉物や根物よりも広いため、
株周りのスペースに何か施せないか？
という理由で定植を行った。
行ったこととして、
後述するが、
・緑肥との混播
・米ぬか等の資材の試験
緑肥について
緑肥の試験として、
・イネ科緑肥の採用( エンバク )
・マメ科緑肥の採用( クローバ )
イネ科は前述したが、
一本毎の根の物理的強さが高いため、
伸長に勢いがある。
しかし、
エンバクは養分食いのため、
すぐに使える養分が少ないと考えられているチップでは、
生育に支障が出やすい
と思われる。
マメ科はクローバを採用した。
クローバはマメ科であるため、
自身で窒素固定できるため、
養分が少ないと思われるチップの環境では有利に成長すると考えられるが、
根の張り方が弱いということも考えられる。
さらに
ある論文では、
クローバは集菌能力が高いという情報があったため、
その集菌能力がどのようにチップの環境を変えていくのか？
ということにも興味があった。
緑肥について考えてみた ～結局のところ、マメ科植物はどうなの？編～
資材について
難分解性のチップはC/N比の概念では、
限りなく高い数値で、
窒素飢餓を起こす
と考えられている。
よって、
C/N比の低い牛糞などの家畜糞を混ぜて畑に施用する
という話を良く聞く。
しかし、
チップは植物の体を形成していたセルロースやリグニンを主成分としている。
これらの有機物が分解されるために関わる微生物群に
家畜糞に依存する菌はいるのだろうか？
と考えてみると、
植物残渣と家畜糞はまったく異質のもの。
寄ってくる菌は異なる
と考えられる。
これより、
チップを分解する菌が好む成分を含む有機物として
米ぬか( ＋α )を調べることにする。
行ったこととして、
米ぬか単体( 表面施用 )
米ぬか＋上から刈草敷き
米ぬか＋上から籾殻敷き
牛糞( 表面施用 )
項目の2と3番目の
上から資材を敷くは
( 左が刈草 右が籾殻 )
( 牛糞 )
米ぬかが常に湿気ているように
上から蒸散を防ぐため。
刈草は菌床の意味も含む物
籾殻は蒸散を防ぐ事のみ
を意味している。
以上の試験区で
チップ分解に関する試験栽培を開始した。
Result
感覚的ではあるが、
土が大幅によくなった条件は
・サトイモを栽培した場所
・クローバを播種した場所( 特にアカクローバ )
・チップの上に米ぬか＋刈草を施した場所
土が良くなったという判断は
チップ片がほとんどなくなり、
チップ片と土壌粒子の区別がつかなくなった場所( 相対的 )
サトイモについて
サトイモは単子葉で節根が双子葉での主根ほどではないが、
物理的強さを持ち、
さらに複数根発生する。
チップを貫通している上、
チップ上に多くの菌糸がはびこっていた。
クローバについて
クローバを播種した場所から
大きめのキノコがたくさん生えた。
夏期に
1mを超えるエノコログサがたくさん繁茂した。
( 他の場所はメヒシバ？系のイネ科が優先種 )
米ぬかについて
米ぬか＋刈草の試験区のチップ粉砕が良好だった。
これは単純に
米ぬかが起爆剤となり、
刈草が土壌の保水性と菌床になったものだと考えられる。
順はずれるが、
チップを分解する菌として
キノコ菌( 子のう菌と担子菌 )が挙げられるが、
キノコ菌は
チップ( リグニン )を分解するためには
刈草の繊維質から糖質を摂りだしてから、
その糖質を起爆剤としてリグニンを分解し始める。
今回は
米ぬかがリグニン分解の起爆剤になったのだろう
と考えられる。
さらに
米ぬかを施用した場所には
写真にあるような
白い菌糸が植物の根にたくさん寄生していた。
米ぬかの糖質で増えた菌が
植物の根と共生し、
チップを分解し始めたのだろう。
朝倉書店の土壌微生物生態学によると
子のう菌は菌根菌として植物と共生出来る他、
土壌注のセンチュウを捕獲し、
センチュウからアミノ酸を取り出すことが出来る。
サトイモについて
チップの貫通と
周囲の菌糸増加が見れた。
これを踏まえて、
考えられることとして
この節根がチップを貫通し、
表面積を内側から増やしていく。
このように
チップを破砕しながら、
チップ内の養分を吸収し、
成長をしていく。
サトイモが順調に成長したのに対して、
トウモロコシの成長はダメだった。
考えられることとして
子のう菌との共生関係を形成するまでに
ある程度成長していなければならない。
サトイモの場合は
種芋の養分で共生関係まで初期生育を持っていけるからだろう
と考えている。
クローバとキノコについて
キノコが生えるということは
周辺のチップ片に菌糸を広げ、
チップ片の分解を促進している
と考えられる。
ではなぜ、
クローバの周辺にキノコがたくさん生えたのか？
を考えてみると
植物は少なからず、
周辺の環境を自身の有利になるように
根圏に微生物を集めることを行っている。
( これを根圏フロラと呼ぶ )
根圏フロラに関して
クローバは何も生えていないところに比べて24倍の微生物量
イネに比べて4倍の微生物量のフロラを作り出す。
つまり、
クローバの集菌能力は非常に高く、
クローバによって引きつけられた担子菌( または子のう菌 要はキノコ)は
周辺のチップ片に住み着き、
そこで胞子体を形成したのだろう
と考えられる。
エノコロについて
クローバ播種地に
1mを超えるエノコロの集団が繁茂した。
エノコロはC4光合成型の草の上、
単子葉の植物なので、
有機物量が多く、
根の物理的強さも持ち合わせている。
これにより
チップの破砕と排水性の向上を望める。
エノコロは他のイネ科植物に比べ、
光合成の際の孵化が高い。
環境が良くなければ、
他の種を抑えて優先種にはなれないはず…
( 現にクローバを播種していない場所はメヒシバのような植物が優先種になっている )
これより
クローバはエノコロのような負荷の多い植物にとって良い環境を生み出しているのか？
ということが考えられる。
( これが正しければ、負荷が大きい作物に適した環境になっているということをいうことができる。 )
補足
枯死する前に草刈りをすると、
刈草の下からキノコがたくさん生える。
偶然かもしれないが、
このようにして
体内の光合成産物( 糖質 )が流出し、
それが起爆剤となってキノコが生える
ということが考えられる。
話は
サトイモとクローバに戻って、
周囲の菌根菌( 又は共生菌 )の活性化に
自身の光合成産物を菌に与えている
ということも考えられる。
このような
作物と土壌微生物の共生関係を生み出すことにより
難分解性と言われるチップから養分をとりだし
栽培を有利にしていく。
作物か土壌微生物のどちらかの調子が悪くなっても
有機物の有効利用が出来なくなる
と考えられ、
殺菌剤のような農薬を利用することは
有機物をうまく使えなくする要因である
ということも考えられる。
これらの情報を基礎として
さまざまな資材に対して、
自身で向かい合って、
利用法を考えられることを切に願う。
Discussion
チップを栽培に有利な形に持っていく。
つまりは
難分解性のものを栽培に使えるような形にするために
植物の物理的な力と
植物と微生物との共生関係を促す必要がある
と記載した。
どうやら、
栽培を有利な展開に持っていくためには
共生微生物の動きについて注意を払う必要がある
と考えられる。
これを踏まえた上で、
刈草山積みによる栽培環境向上についてを考えてみる。
はじめに
刈草分解に関係する菌の関連性を考えてみると
というように
刈草の繊維質から糖質をいかに取り出し、
発酵熱で
周辺の温度を高めることによって、
糖質と温度を起爆剤として難分解性の繊維やリグニンを分解する
( セルロース分解細菌は60度付近で活性化する )
これを図に表すと
( 病原性の微生物はグラム陰性であることが多いため、高温で死滅する可能性大 )
刈草を土壌に山積みすることによって、
有機酸による保肥力の増加とミネラル成分の吸着
刈草分解に関わった菌( 腐朽菌 )が土壌中に流れ込み、
その菌らと作物の共生関係により
土壌中にある養分の有効利用と
耐病性の増加が見込める。
最後にこの山ごと透き込めば
繊維質による保水性を獲得することができる
前回、
ジャガイモの種イモの切り分けの大きさの最適に関する調べ方を
自分なりに考えて記載した。
( まぁ、自分では試験はしないけどね )
そのときに
ジャガイモ株は種イモの養分から
自身で光合成をして得た養分を使う切り替え点があるのでは？
ということを記載した。
さぁ、
この話の続きを展開していこう！
ジャガイモが種イモからではなく、
自身の養分を使い始めるとするならば、
最低でも第一葉
できれば、
第二葉まで展開していれば、
根はしっかりと張っており、
自身で合成した養分を使って成長できるはず…
( この状態では、もう種イモの養分に依存していないのではないか？)
後は土壌の肥沃さの問題に持っていけるでしょう！
次に最適化を考えるならば、
今の話だと
切り分ける種イモの体積量は
地上に芽が出るだけの養分があれば良い
ということになる。
つまりは、
種イモに芽が少なければ少ないほど、
切り分けの効率が上がる
と考えられる。
ならば、
芽が一個ずつになるように切り分ければいいのですね？
という話になるが、
それは甘い！
発芽率の問題があるでしょう！
間引きの概念から言って、
ひとつの種イモに
最低三個の芽はほしい！
まとめ
種イモ切り分けの最適化は
芽が集中している頂芽を切り取って、
残りの芽の個数をカウントする。
( 芽が一箇所に集中していると、すべての芽がばてやすくなる )
それから、
芽が3個になるように切り分ければ、
1つの種イモから最大の収量を上げることができる！
と考えられる。
まぁ、
どうでもいい話だけどね…
だって、
さほど変わらないでしょ…
園芸店に行くと、土や肥料の種類がたくさんありますが、それぞれの違いを知りたい