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水田のメタン発生抑制のために鉄剤を検討しており、今回は鋼鉄スラグに着目しています。鋼鉄スラグは鉄鋼生産時の副産物で、シリカなどの不純物と石灰から成ります。鉄分が含まれているためメタン抑制効果が期待できますが、石灰が多く含まれるため、効果があるのか疑問が残ります。そこで、鋼鉄スラグについてさらに詳しく調べています。
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水田のメタン発生を抑制する為の鉄剤を考える
養液栽培の養液の交換回数を減らすことは可能か？の続き
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養液栽培で養液交換を減らすには、根から分泌される物質の影響を抑制する必要がある。根からは二酸化炭素、剥離した細胞、粘液質、有機酸、フラボノイド、無機イオンなどが分泌される。これらの物質が養液中に蓄積されると、溶存酸素の低下や鉄の沈殿などを引き起こし、根腐れのリスクを高める可能性がある。養液交換を減らすには、これらの分泌物の影響を最小限に抑える技術開発が求められる。
養液栽培の養液の交換回数を減らすことは可能か？
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養液栽培で肥料不足のため養液交換ができないという相談に対し、根腐れを防ぎながら養液交換回数を減らす方法を検討する。
根腐れの原因は、養液中の溶存酸素低下による糸状菌や細菌の増殖である。
対策としては、紫外線や熱殺菌による殺菌、マイクロバブルによる酸素量増加が考えられる。
さらに、根圏から分泌される成分を制御することで、病原性微生物の増殖を抑えるアプローチも重要となる。
土耕栽培の知見も参考に、根圏環境の改善による根腐れ防止策を探ることが有効である。
グローバック栽培
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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。
水耕栽培のアップ剤とダウン剤
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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。
トマト栽培において最適な根域温度は何℃であるか？
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トマト栽培において、最適な根域温度は25℃付近。30℃以上では高温障害が発生する。最適温度では根のオーキシン含有量が増加し、根の生育や木部発達、養分輸送が促進される。高温期の根域温度制御は重要である。
トマトの水耕栽培で水温を意識すべきか？
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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。
水耕栽培でマイクロバブルの利用は有効か？
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マイクロ・ナノバブルは農業分野での応用が期待される技術である。ナノバブルはマイクロバブルよりもさらに小さく、水中での滞留時間が長い。これは溶存酸素量を高め、植物の生育促進や病害抑制に効果があるとされる。具体的には、根への酸素供給向上による収量増加、発芽・育苗の促進、洗浄効果による農薬使用量削減などが期待される。ただし、効果的なバブルサイズや濃度、生成方法などは作物や用途によって異なり、最適な条件を見つける必要がある。また、導入コストやメンテナンスも考慮すべき点である。
施設栽培におけるECの管理について
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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。
トマト栽培の最大の課題の青枯病についてを見る
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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。
人にとっての旨味成分が植物の発根を促進するか？
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鶏肉や魚粉に含まれる旨味成分、イノシン酸の関連物質であるイノシンが植物の発根を促進する。農研機構の研究で、イノシンが水耕栽培で根の発育を促すことが示された。イノシンはアミノ酸製造の副産物であり、黒糖肥料に多く含まれる可能性がある。発根促進は微量要素の吸収を高め、品質向上に繋がる。土壌劣化を回避し、微量要素が吸収しやすい環境を維持することが重要となる。アミノ酸廃液由来の発根促進剤も市販されている。発根促進でカリウム欠乏も軽減できるため、黒糖肥料は発根に有効。
京都北部の舞鶴全般の土壌の考察
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舞鶴でのグローバック栽培に関する勉強会をきっかけに、地域の土壌と水質について考察。グローバック栽培は初期費用が安く土壌病害のリスクも低い一方、水耕栽培のため原水のpH調整が重要となる。舞鶴のある施設では原水pHが7.5と高く、周辺の地質が斑れい岩であることを確認。斑れい岩は塩基性火成岩で、pHを高める鉱物を多く含むため、水質も高pHになると推測。さらに、塩基性火成岩はカリウム含有鉱物が少なく、土壌分析の結果もカリウム不足を示唆。カリウムは根の吸水に重要で、舞鶴の栽培ではカリウム肥料の施用が必須。土壌だけでなく、散水に使う川の水のミネラル組成も考慮する必要がある。
IoTによる施設栽培の自動制御の今後は？
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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。
土作りの視察に行くなら赤黄色土の地域へ
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客土、つまり土壌改良のための土の入れ替えは、地域によって定着度に差がある。愛知県の渥美半島は赤黄色土という痩せた土壌が広がり、客土が必須の地域。良質な土壌がないため、近隣の豊橋市で川砂を採取し客土に用いるが、近年は入手困難になっている。一方、黒ボク土が広がる宮崎県都城市では、水はけ改善のため客土を行う地域もあるものの、必ずしも必須ではない。土壌改良材の発達により客土の必要性が低下した地域もある。このように、土壌の性質や入手可能な資材、歴史的背景によって客土の定着度は地域差が大きい。技術の進歩も客土の必要性に影響を与えている。
褐色腐朽菌のいるところではリグニンはどうなるか？
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水耕栽培に使用したヤシガラ培地に褐色腐朽菌が生えた場合、堆肥としての利用価値が問われる。褐色腐朽菌はリグニンを分解せず酸化型リグニンに変性させるため、土に馴染む断片化リグニンは少ない。そのため、堆肥としてそのまま利用する場合は、排水性向上等の効果は期待できるものの、土壌への馴染みは低い。より良質な堆肥にするには、乾燥・殺菌後、白色腐朽菌を繁殖させるか、おがくずと混ぜて撥水性を弱める方法が考えられる。培地にはコケも生えているため有機物量は多い。ただし、褐色腐朽菌は炭素量を多く残すため、酸化型リグニンの量は重要でない可能性もある。
水耕栽培の培地は露地栽培の堆肥として再利用できるか？
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水耕栽培で使ったヤシガラ培地に黄色いキノコが生え、堆肥化の可能性について考察している。キノコの種類はコガネキヌカラカサタケと推定され、Wikipediaの情報から木の分解者である真正担子菌網に属するため、堆肥化に適している可能性がある。ただし、褐色腐朽菌の可能性が高く、木質成分の分解ではなく変性をしている可能性もあるため、褐色腐朽菌のリグニン変性メカニズムの理解が必要。なお、イボコガネテングタケの可能性も残っており、その場合は菌根菌のため堆肥には不向き。キノコの正確な同定には鮮明な写真と図鑑が必要。
原価と投資、肥料はどちらで見るべきか？
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鉱物は植物の生育に必須の微量要素を含み、土壌の状態改善にも寄与する。土壌分析で不足する成分を特定し、適切な鉱物を施用することで、植物の生育を促進し、病害虫への抵抗力を高めることができる。例えば、ホウ素は細胞壁の形成に、ケイ素は病害虫への抵抗力向上に、カルシウムは根の発達に重要である。しかし、過剰施用は逆効果になるため、土壌の状態や植物の種類に合わせた適切な施用が重要である。鉱物の効果は土壌のpHや微生物相など様々な要因に影響されるため、経験に基づいた判断が必要となる。土壌の状態を理解し、鉱物を適切に利用することで、肥料や農薬の使用量を減らし、持続可能な農業を実現できる可能性がある。
キレート鉄Fe-EDTA
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水耕栽培では鉄分の供給が重要だが、従来の硫酸第二鉄はpHを大きく低下させるため、pH調整の手間が課題だった。そこで、pHに影響を与えずに鉄分を供給できるFe-EDTAが開発された。Fe-EDTAはpH4.0〜6.0で効果を発揮し、pH6.0を超えると鉄がキレートから離れ、肥料効果が低下する。このため、ロックウールの適正pHは5.5〜6.0に設定されている。肥料の中にはpHに影響を与えるものが多いので、使用時のpH計算は重要となる。
キレート鉄の使いどころ
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鉄は植物の生育に必須だが、吸収しにくい性質を持つ。土壌中は三価鉄が多く、植物はそれを二価鉄に還元するか、キレート化合物を利用して吸収する戦略を持つ。水耕栽培では、鉄イオンがすぐに酸化してしまうため、キレート鉄が有効。EDTAキレート鉄は鉄イオンをEDTAで包み込み、安定した状態で供給する。これにより、植物は還元の手間なく鉄を吸収できる。土耕栽培では、植物の鉄吸収戦略によってキレート鉄の必要性は変わるが、水耕栽培では必須と言える。
水耕栽培時のpH調整は溶けやすい塩(えん)で
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土壌中の苦土（マグネシウム）は、植物の必須栄養素だが、土壌pHや成分により不溶化し、吸収利用が困難になる場合がある。く溶性苦土を水溶性化するには、土壌pHを適切な範囲（pH6.0～6.5）に調整することが重要である。酸性土壌では石灰資材を施用し、アルカリ性土壌では硫黄華や硫酸第一鉄などを施用してpHを下げる。また、有機物を施用することで土壌の緩衝能を高め、pHの急激な変化を抑えるとともに、微生物活動促進による養分の可溶化も期待できる。さらに、硫酸マグネシウムなどの水溶性苦土資材を施用することで、直接的に植物が利用できる苦土を供給できる。
ロックウールと水耕栽培
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JAやつしろでは土耕からロックウールを使った養液栽培への移行が進んでいる。ロックウールは玄武岩や鉄炉スラグから金属を抽出した残渣に石灰を添加したもので、主成分は二酸化ケイ素と酸化カルシウム。CECや緩衝性はほぼなく、pHは高めだが、栽培用には調整済み。繊維状で通気性が良く、養液栽培に適している。生育不良時はロックウールごと廃棄・リセットが可能。肥料設計の勉強会では、土壌の基礎知識よりも、ロックウール栽培で使用する無機肥料の理解を深めることが重要となる。
熊本JAやつしろの栽培者向け勉強会で施肥設計の話をしました
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熊本JAやつしろで、京都農販の技術顧問として、栽培者向けの肥料勉強会の講師を務めました。JAやつしろは養液栽培やシステム化を進めており、ロックウール栽培も増加傾向にあります。土耕と養液栽培を組み合わせる場合、元肥の重要性が高いため、その見直しと肥効向上による秀品率向上を目指した講演を行いました。JAやつしろ、関係者への感謝を述べ、ロックウールと水耕栽培に関する関連記事へのリンクも掲載されています。