植物のミカタ

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この記事は、植物が「見えない干ばつ」にどのように反応するかを探っています。目に見える萎れが現れる前の軽度の乾燥状態でも、植物はリン酸欠乏応答を示すことがわかったのです。リン酸は植物の生育に不可欠なため、この発見は重要です。 さらに、以前の記事で紹介されたナイアシンによる乾燥耐性向上との関連性も示唆しています。ナイアシンは乾燥に備え、様々な生合成に必要なNADHやNADPHの合成を促進する可能性があります。 これらのことから、土壌の保水性を高めることの重要性が改めて強調されています。目に見えない干ばつにも備え、早期に対策を講じることが、安定した農業生産には不可欠と言えるでしょう。

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魚粉肥料を使うとトマトが美味しくなると言われるが、本当に魚の出汁の味になるのか？旨味成分であるグルタミン酸、グアニル酸、イノシン酸に着目して解説する。トマトにはグアニル酸とグルタミン酸が含まれており、魚粉肥料にはイノシン酸が豊富である。植物が核酸を吸収して葉に蓄積すると仮定すると、トマトにイノシン酸の旨味が加わり、三大旨味の相乗効果でさらに美味しくなるかもしれない。

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東京農工大学の研究で、木材由来のバイオマス廃棄物「硫酸リグニン」が植物成長促進効果を持つ可能性が示されました。これは、硫酸リグニンを水溶化処理すると、アルカリ性土壌で問題となる鉄欠乏を解消する効果があるためです。硫酸リグニンは土壌投入による環境影響が懸念されますが、土壌中の硫黄化合物の動態や腐植酸への変換によるリン酸固定への影響など、更なる研究が必要です。

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有機質肥料と飼料は、どちらも生物由来の有機物を原料とする点で共通しています。家畜の飼料には、肉や骨粉、魚粉などが使われますが、これらは肥料としても利用されます。 例えば、魚粉はリン酸が豊富なため、リン酸肥料として使用されます。牛骨粉はリン酸とカルシウムを多く含み、リン酸肥料や土壌改良剤として利用されます。 このように、有機質肥料と飼料は密接な関係にあり、相互に利用されています。飼料の品質向上は、結果として有機質肥料の品質向上にもつながります。

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魚粉肥料は動物性タンパク質のイメージが強いですが、骨なども含まれるためリン酸も多く含みます。イワシの栄養価をみても、リン酸はカルシウムより多く含まれており、これはリン酸が骨の成分であるリン酸カルシウムだけでなく、DNAなどの核酸にも含まれているためです。窒素肥料と同様、リン酸肥料も植物体内の様々な成分に関与するため、過剰な施肥は生育バランスを崩し、病害虫のリスクを高める可能性があります。土壌分析に基づいた適切な施肥が重要です。

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白川郷ではかつてトイレの横で硝石を作っていました。硝石は黒色火薬の原料となる物質です。伝統的な製法は手間がかかりますが、牛糞と草木灰から硝酸とカリウムを取り出すことで精製できます。牛糞と草木灰はカリウム肥料としても有用ですが、リン酸やカルシウム過多になる可能性も。硝石製造の過程でリン酸やカルシウムだけを取り除くことができれば、よりバランスの取れた有機肥料を作れるかもしれません。 **文字数: 126文字**

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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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ネギの連作障害解消のために稲作を挟む方法の効果が疑問視されています。原因は、家畜糞の多用などで土壌が老朽化し、ガス発生が問題となっている可能性があります。解決策として、稲作前に腐葉土を鋤き込み、土壌の物理性を改善することが有効と考えられます。物理性改善は稲作中でも可能であり、土壌環境の改善に役立ちます。ただし、稲作に悪影響が出ないように、時期に注意する必要があります。

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鉄鍋から溶け出した鉄分は、体内で活用できるのか？ 結論は、活用できる。 鉄鍋から溶け出す鉄分は、サビ由来の酸化鉄(Fe3+)が多い。しかし、体内ではFe3+はトランスフェリンと結合して運搬され、Fe2+との平衡状態にあるため、ヘモグロビン合成などに必要なFe2+も自然に供給される。 つまり、鉄鍋から摂取した鉄分も、体内で有効に活用される。

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筆者は疲労感解消のため、鉄分不足に着目。運動後の鉄分摂取の重要性を指摘しつつ、鉄分豊富な野菜の栽培環境に疑問を呈しています。施設栽培で家畜糞を使うと土壌がアルカリ性になり、鉄分の吸収率が低下するため、野菜から十分な鉄分を摂取できない可能性を示唆。鉄分不足と疲労感の関係性について、さらに深く考察する必要性を訴えています。

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施設栽培で鉄欠乏が起きると、収量低下や品質低下に繋がるため注意が必要です。鉄欠乏は初期症状の見落としが課題となります。本記事では、鉄欠乏の症状と対策、そして早期発見に役立つ簡易的な測定方法について解説しています。初期症状は葉脈間が黄化するクロロシスで、進行すると葉全体が白化し、枯死に至ることもあります。対策としては、pH調整や鉄資材の施用が有効です。早期発見には、葉緑素計を用いた測定が有効で、数値の低下は鉄欠乏の初期段階を示唆します。日々の観察と葉緑素計による測定を組み合わせることで、鉄欠乏を予防し、収量と品質を確保しましょう。

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尿素不足の代替として鶏糞が注目されていますが、安易な使用は危険です。鶏糞には窒素だけでなく、石灰とリン酸も大量に含まれています。使用前に土壌診断を行い、石灰やリン酸肥料は控えるべきです。過剰な石灰は土壌pHを過度に上昇させ、リン酸過剰は鉄欠乏や土壌病害のリスクを高めます。鶏糞は使い方を誤ると土壌バランスを崩し、植物に悪影響を与える可能性があることを理解しておく必要があります。

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この記事は、生物系出身でRaspberry Piに挑戦している筆者が、パルス幅変調(PWM)を学ぶ過程を記述しています。 まず、LEDの点灯と消灯を繰り返すLチカを通して、HIGH(電気が流れる状態)とLOW(電気が流れない状態)について学びます。次に、PWMの概念、周期、パルス幅、デューティ比について解説し、PWMを用いたLEDの明るさ制御に挑戦します。 具体的なコード例を示しながら、デューティ比を徐々に上げることでLEDが明るくなる様子を観察し、PWMによる制御を体感します。最後に、HIGHはデューティ比100%の状態であり、デューティ比が低くても実際には高速で点滅しているため暗く見えることを補足しています。

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トマト栽培において、落葉を用いた土壌改良は有効だが、大量調達は困難である。落葉にはタンニンが多く含まれており、土壌中の鉱物と反応して粘土有機複合体を形成する。これは土壌の物理性を改善し、窒素過多を防ぐ効果がある。しかし、落葉の使用は土壌鉱物の消費を招くため、長期的には客土の投入が必要となる。トマト栽培ではケイ素の施用も有効であり、根の成長促進や病害抵抗性の向上が期待できる。結論として、落葉と客土、ケイ素などを組み合わせた総合的な土壌管理が重要となる。

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水田土壌で窒素固定を行う新種の細菌が発見された。この細菌は、酸素が存在する条件下でも窒素固定能力を持つ嫌気性細菌で、イネの根圏に生息し、植物ホルモンを生成することでイネの成長を促進する。この発見は、窒素肥料の使用量削減につながる可能性があり、環境負荷軽減に貢献する。さらに、この細菌は他の植物にも共生できる可能性があり、農業全体への応用が期待されている。この研究は、土壌微生物の多様性と農業への応用の可能性を示す重要な発見である。

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トマトへのケイ素施用は、高温ストレスや病害抵抗性の向上に効果がある。ケイ素は細胞壁に沈着し、物理的なバリアを形成することで病原菌の侵入を防ぎ、植物の強度を高める。また、抗酸化酵素の活性を高め、活性酸素の発生を抑制することで、高温ストレスによるダメージを軽減する。 さらに、ケイ素は蒸散を抑制し、水利用効率を高める効果も持つ。これは、ケイ素が葉のクチクラ層の形成を促進し、水分蒸散を抑制するためである。これらの効果により、トマトの生育が促進され、収量や品質の向上が期待できる。ただし、過剰な施用は他の栄養素の吸収を阻害する可能性があるため、適切な量を使用する必要がある。

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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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グローバック栽培は、ヤシガラを詰めた細長い袋を用いる水耕栽培の一種。ロックウールより栽培しやすいと言われる。ヤシガラは保水性が高いため水道代と肥料代を削減できる一方、養液のEC管理が難しく、濃い養液での施肥はできない。肥料の残留にも注意が必要で、化学的な知識が求められる。また、水質の影響を受けやすく、地域によっては金気残留の問題も考慮すべき。さらに、海外資材への依存度が高い点も留意点となる。

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水耕栽培では養液のpH管理が重要で、成分の吸収に影響を与える。pH調整にはアップ剤とダウン剤を使用するが、成分が非公開の製品が多い。しかし、General Hydroponicsの製品は成分を公開しており、アップ剤は水酸化カリウムと炭酸カリウム、ダウン剤はリン酸を使用している。これらは高濃度では危険な劇物であるため、取り扱いに注意が必要。pH調整は経験だけでなく、化学的な理解も重要であることを示唆している。農業高校の生徒に肥料の話をした経験から、土壌のpHや肥料成分の知識不足を実感し、経験だけでなく科学的知識に基づいた農業の必要性を訴えている。

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猛暑日が多いとトマトは水分吸収が追いつかず、萎れや生育不良を起こしやすい。中干しは、一時的に灌水を制限することで根の伸長を促し、吸水能力を高める技術である。しかし、猛暑日では中干しにより水ストレスが過剰になり、かえって生育を阻害するリスクがある。土壌水分計などを用いて適切な水分管理を行い、植物の萎れ具合を観察しながら中干しの実施を慎重に判断する必要がある。猛暑日には、マルチングや遮光ネットの活用、株元への灌水といった対策も併用することで、水ストレスを軽減し、トマトの生育を安定させることが重要となる。

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トマトはケイ素を必要とするが、根の輸送体の一部欠損により葉への運搬が不十分である。ケイ酸の葉面散布以外に、菌根菌との共生によるケイ素供給の可能性を探ったが、確証を得るに至らなかった。トマトは菌根菌と共生可能であり、共生菌がケイ素輸送を補完すれば、緑肥マルチムギとの同時栽培が有効となるかもしれない。たとえケイ素吸収への効果が無くても、マルチムギ栽培は鉄欠乏の回避に繋がる。

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ハウス栽培では、軽微な鉄欠乏が問題となる。キレート鉄を用いることで灌注でも鉄欠乏を回避できるが、マンガンの欠乏は防げない。マンガンは光合成に必須の要素であるため、欠乏を防ぐ必要がある。キレートマンガンも存在するが、土壌環境を整えることが重要となる。具体的には、クエン酸散布による定期的な除塩が有効だ。クエン酸は土壌中の塩類を除去する効果があるが、酸であるため土壌劣化につながる可能性もあるため、客土も必要となる。これらの対策はトマトやイチゴだけでなく、ハウス栽培するすべての作物に当てはまる。葉色が濃くなることは、窒素過多や微量要素欠乏を示唆し、光合成効率の低下や収量減少につながるため注意が必要である。

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施設栽培では、トマトなどの作物は鉄欠乏に陥りやすい。土壌中に鉄は豊富に存在するものの、土壌の酷使による鉄の絶対量の減少と、土壌の化学性の変化が原因となる。施設内では降雨がないため、土壌pHが低下しにくく、石灰やリン酸が過剰になりやすい。鉄の吸収は低いpHで促進されるが、高いpHでは阻害される。植物は根から有機酸を分泌して土壌pHを下げようとするが、施設栽培では発根量も少なく、この作用も限定的となる。結果として、鉄欠乏が生じやすく、光合成に不可欠な鉄の不足は、軽微であっても大きな影響を与える。さらに、アルミニウム過剰な酸性土壌では、アルミニウム耐性植物は鉄吸収メカニズムを利用してアルミニウムを無毒化するため、鉄欠乏を助長する可能性もある。

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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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猛暑日が多いと、中干しによる土壌の乾燥が植物に過度のストレスを与える可能性が高まります。中干しの目的は過湿を防ぎ根の活力を高めることですが、猛暑下では土壌温度が急上昇し、乾燥した土壌はさらに高温になり、根のダメージにつながります。結果として、植物の生育が阻害され、収量が減少する可能性も。中干しを行う場合は、猛暑日を避け、土壌水分計などを活用して土壌の状態を適切に管理することが重要です。また、マルチや敷き藁などを利用して土壌温度の上昇を抑制する対策も有効です。

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土壌病害、特に青枯病はトマト土耕栽培における深刻な問題であり、水耕栽培への移行の大きな要因となっている。青枯病菌は土壌消毒の有効範囲より深い層に潜伏するため、消毒は初期生育には効果があるように見えても、長期栽培のトマトでは後期に根が伸長し感染してしまう。結果として消毒コストと人件費の損失に加え、土壌劣化を招く。感染株の除去も、土壌中の菌を根絶しない限り効果がない。解決策として、果樹園で行われる土壌物理性の改善、特に根への酸素供給に着目した土作りが有効と考えられる。緑肥活用なども土壌改良に繋がる可能性がある。根本的な解決には、土壌環境の改善と病害への抵抗力を高める土作りが不可欠である。

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トマトの老化苗定植は微量要素欠乏のリスクを高める。老化苗は根の活性が低く、土壌からの微量要素吸収が不十分になりやすい。特に亜鉛欠乏は深刻で、葉の黄化や生育不良を引き起こす。さらに、亜鉛は植物ホルモンのオーキシン生成に関与し、不足すると花や果実の形成にも悪影響が出る。結果として、収量低下や品質劣化につながるため、老化苗定植時には微量要素、特に亜鉛の適切な補充が必須となる。葉面散布は即効性が高く効果的である。

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トマト土耕栽培では、木の暴れを抑えるため土壌の物理性改善を怠る傾向がある。しかし、これは土壌EC上昇、塩類集積、青枯病菌繁殖を招き、立ち枯れリスクを高める。土壌消毒は一時しのぎで、土壌劣化を悪化させる。物理性悪化は鉱物からの養分吸収阻害、水切れによる川からの養分流入減少につながり、窒素過多、微量要素不足を引き起こす。結果、発根不良、木の暴れ、更なる土壌環境悪化という負のスパイラルに陥り、土壌消毒依存、高温ストレス耐性低下を招く。この悪循環が水耕・施設栽培への移行を促した一因と言える。SDGsの観点からも、土壌物理性を改善しつつ高品質トマト生産を実現する技術開発が急務であり、亜鉛の重要性も高まっている。

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Micro:bitとサーボモーターを用いて環境制御学習の第一歩を踏み出した著者は、サーボモーターの動作原理を学ぶため、LEGOブロックとミニフィグを使った回転実験を行った。MakeCodeで作成したコードでMicro:bitからサーボモーターに角度指令を送ると、90度を基準に、大きい値では反時計回り、小さい値では時計回りに回転する。しかし、指定角度で停止せず、一回転し続けるという問題に直面。これは、指令値が目標角度ではなく、一定時間内の回転角度を表すためであった。 著者は、サーボモーターの停止方法について疑問を抱いている。

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トマト栽培では、秀品率向上のため土壌環境の徹底管理が必要だが、トマトとサツマイモで生産性悪化が見られた。トマトは樹勢が暴れ、サツマイモは根の肥大が不十分だった。トマト栽培では、老化苗の定植が一般的だが、これが後期の栽培難易度を高めている可能性がある。老化苗は根の先端が少ないため、窒素は吸収しやすい一方、カリウム、マグネシウム、微量要素の吸収は困難になる。結果として、花落ちの原因とされる亜鉛欠乏への施肥での対応は難しく、葉面散布が有効な手段となる。高額な環境制御に頼りすぎないためにも、微量要素の葉面散布剤の活用が重要となる。

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亜鉛欠乏はトマトの秀品率低下に繋がるため、適切な亜鉛供給が重要。亜鉛は植物ホルモンのオーキシン生成に関与し、オーキシンは果実肥大を促進する。亜鉛欠乏はオーキシン不足を引き起こし、奇形果の発生や果実肥大不良につながる。土壌への亜鉛供給は過剰症のリスクもあるため、葉面散布が有効な手段となる。葉面散布は吸収率が高く、即効性があるため、生育ステージに合わせて亜鉛を供給できる。特に開花期や果実肥大期には亜鉛要求量が高まるため、葉面散布による適切な亜鉛供給が秀品率向上に寄与する。

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アブシジン酸（ABA）は、植物ホルモンの一つで、乾燥などのストレス条件下で植物の成長を抑制し、休眠を誘導する働きを持つ。気孔の閉鎖を促進し、水分の損失を防ぐ役割も担う。種子の発達と休眠にも関与し、発芽を抑制する。ABAは植物にとって必須のホルモンだが、高濃度では成長阻害を引き起こす可能性がある。動物に対する毒性は低く、ヒトへの影響はほぼないと考えられる。一部の研究では抗炎症作用や抗糖尿病作用などの効果も示唆されているが、さらなる研究が必要である。

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温室メロン栽培におけるハダニ防除にUV-B照射の効果検証が行われた。実験では、UV-B照射によりハダニ雌成虫の産卵数が減少し、死亡率が増加。さらに、UV-B照射区ではハダニの天敵であるカブリダニの増加も確認された。これらの結果から、UV-B照射はハダニ防除に有効である可能性が示唆された。しかし、実用化には照射量や照射時間、メロンへの影響など、更なる研究が必要である。また、UV-Bランプの設置コストや運用コストも課題として挙げられている。

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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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農研機構の研究では、タバコ由来の「ロリオライド」がナミハダニを始めとする害虫の生存率・産卵数を低下させることが明らかになりました。ロリオライドは殺虫作用を持たず、プラントアクティベータとして働きます。これは、作物の害虫に対する防御反応を示唆しています。 ロリオライドはカロテノイドを起源とし、カロテノイドが分解される際に生じます。植物は、害虫に対する防御反応の一環として、ロリオライドなどのプラントアクティベータを使用している可能性があります。この研究は、害虫防除のための新たな戦略につながる可能性があります。

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食品残渣堆肥に発生したダニの有害性について、様々なダニの食性と役割を踏まえて考察している。一部のダニはホウレンソウなどを食害する有害種も存在する一方、ササラダニのように落ち葉を分解し、土壌改良に貢献する有益な種もいる。「落ち葉のハンバーグ」と称されるササラダニの糞は、微生物の餌となり落ち葉の分解を促進する。食品残渣に集まるダニは無害である可能性が高いが、有害種の存在も否定できないため、栽培開始前の施用が望ましい。

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京都大学の研究によると、ハダニは捕食性のカブリダニと寄生性のハチという異なる天敵に対して、それぞれ異なる防御機構を持つ。カブリダニには網を張ることで対抗し、寄生バチには体表の毛を増やすことで対抗する。しかし、両方の防御機構を同時に発達させることはできず、どちらか一方に特化することでしか身を守れないことが判明した。つまり、ハダニは複数の天敵が存在する環境下では、いずれかの天敵に対して脆弱になるというトレードオフが存在する。この発見は、複数の天敵を利用したハダニの生物的防除に新たな可能性を示唆している。

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道端のアスファルトの隙間を埋めるように苔が生え、遠くからでもうっすらと緑色に見える様子が写真とともに紹介されています。これは苔が光合成を行っている証拠であり、アスファルト上とはいえ二酸化炭素が吸収されていることを示唆しています。記事では、この緑の苔の美しさに注目し、アスファルト上での生命活動に思いを馳せています。関連として、透き通るような緑のコケの葉の記事へのリンク、魚の養殖と鶏糞、IoTによる施設栽培の自動制御の今後についての関連記事へのリンクが掲載されています。

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ヤンマーは、ICTを活用した自動運転トラクターを発売しました。GPSと慣性航法システムにより、高精度な位置情報と姿勢制御を実現し、直進や旋回などの自動運転を可能にしています。これにより、オペレーターの負担を軽減し、作業効率の向上と燃料消費の削減に貢献します。また、タブレット端末で走行ルートの作成や作業状況の確認ができ、農作業の省力化・省人化を推進します。さらに、有人監視下での遠隔操作にも対応しており、将来的には完全無人化を目指しています。この自動運転トラクターは、スマート農業の実現に向けた重要な一歩となります。

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高槻樫田温泉が2018年の台風21号の被害により休館。温泉自体は無事だったが、木質バイオマス燃料「ペレット」を生産するための周辺林が被災し、運営継続が困難になった。環境に配慮した運営を行っていた同施設の閉鎖は、大型化する台風被害への対策の必要性と、自然と調和した持続可能な社会の重要性を改めて示すものとなった。温泉成分や周辺地質への言及を通し、筆者は環境問題への関心の高さを示している。樫田温泉周辺は植物観察にも適した場所で、筆者にとって思い入れのある場所であったことが伺える。

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愛知県渥美半島は、秩父帯由来のチャートや石灰岩を含む土壌で、赤黄色土の粘土質やグライ土が多く、排水保水性が悪いなど栽培に難しい土地である。しかし、日照時間の長さと豊富な水資源という好条件の中、土壌の不利を克服するため土耕栽培で試行錯誤を重ね、高度な追肥技術を培ってきた。この経験と観察眼は施設栽培にも継承され、溶液肥培管理技術の向上にも繋がっている。つまり、恵まれない土壌条件が、逆に高度な栽培技術発展の原動力となったと言える。