土壌の微生物や生物が、化学的, 物理的機能に大きく関わっている。

土壌学, 生態学,  生物学, 地球科学など、各分野における広範で、 地下部と地上部の生物量を一定レベルまで「土壌生成の原動力」や「植物生産機能」を高めることが必須条件です。

生体状況（栄養/ 生殖成長期、熟成期/ 収収穫期、品質/ 収穫量、病害虫など） や、気象条件, 生育観察, 成長記録など、その土地/ 設備に最も適した栽培体系を模索しながら、独自の農法（栽培法）を構築することが望まれる。

現在の農業栽培技術レベルは、化学肥料や化学合成農薬を分子生物学, 生化学, 物理学, 植物学, 動物学, 昆虫学, 微生物学, 土壌学, 作物学, 園芸学, 生態学などの各学問分野において、適応性や有効性が、明確になっています。

また、分子, 組織, 個体, 個体群, 生態系の各レベル（自然の本質）によっても、農業栽培技術のメカニズム, 適応性や有効性が、明確になってきています。

化学窒素系肥料の施用は、窒素吸収の回転を速めるとともに、作物の収量や品質, 窒素利用効率, 環境保全などに大きく関わります。

数多くの野菜や土壌, 作付体系のデータが、詳細な知見で蓄積し解明化が行われて、施肥の最適化が進められています。

「土壌生成の原動力」には、微生物

「微生物」は、本来有する土壌の多種多様性が、生態系の構造と機能に、大きく影響する因子です。

１）作物の生育に関係する土壌は、根の張る領域や伸長しやすさを規定する耕土の深さや柔らかさ（ ち密度）、作物が必要とする水の安定供給にかかわる保水性、同じく根の呼吸に必要な酸素の供給力（排水性）など、これらは物理的性質とされます。

２）作物に対する養分供給に関与で、ｐH（ 酸性の度合）, 養分の供給力, 養分保持力（保肥力）, 有機物含有量など、化学的性質とされています。

３）有機物の分解や合成、酸化還元反応、有害物を無効化し安定した環境を維持する機能（緩衝力）は、土壌中に生息する生物活性によるもので、生物的性質とされています。

「植物生産機能」向上に、酵素

「酵素」は、野菜本来有する光合成と生合成による、ミネラルの構造と生理生態特性の機能に、大きく影響する因子です。

肥料施用からアンモ ニアに至るまでの経路が複雑であり、多くの生物/機関が関与するため、一般に肥効効果が遅いこと、生物種, 気温, 地温, 水分, 酸素濃度などの環境要因によって、肥効が大きく変動します。

植物生産は、葉の光合成の結果であり、 葉の光合成速度は葉窒素により制御されている。

葉の厚さ, 器官の分化, 開花時期等の生長プログラムは、光や温度, 日長といった環境要因に支配されています。

光合成は、葉面積指数に葉面積の増加に帰している。

植物個体あたりの地上部乾物生産速度、葉面積, 純同化速度, 葉面積あたりの葉窒素濃度, 窒索利用効率/生産速度を葉窒素濃度で除すと、葉窒素あたりの生産速度すなわち窒素利用効率（光合成）が得られる 。

有機物を直接吸収する経路の組成, 分子量, 難溶性, 難分解性の点から、リズム３の利点に位置づけられた。

光合成による炭素同化とショ糖合成に大きく影響する鍵は酵素であり，活性の増大が収量にも大きく影響するこ とを明らかにしたもので，高い評価を得ている。

葉緑体は植物細胞に固有の細胞内小器官であり，光合成を始めとする様々な機能を行なっている。

これまでは光エネルギーを固定し，１次代謝基質を生産する機能が重視されてきたが，ホルモンを始めとする様々なシグナル分子の生合成にも関わっている。

葉緑体の形質転換が可能となり，母性遺伝することから組換え遺伝子の拡散の危険が少ない葉緑体を細胞内工場として利用しようとする試みも急である。

葉緑体の機能は多面的であり，そのポテンシャルは高いが，多くの除草剤のターゲットとなることが示すように，悪戯な改変が，その破壊（細胞死）に至る危険もある。

葉緑体の分子細胞生物学が，面白い所以である。

光合成細菌を肥料として与え ることにより，稲の増収，トマト，富有柿，ミカン，ス イカ，メロン，イチゴ，レタス，ナス，キュウリなどの 収量増加と品質改善が，科学的データに基づき報告され ています。

主として、分子生物学的手法を用いて、光合成生物が環境ストレスに対する適応戦略をどのように進化させてきた。

つまりストレス応答機能の進化プロセスの解明すると共に、こうした研究から得られた知見を応用し、植物を用いた環境浄化や有用物質生産、環境再生、食糧増産の実現を目指しています。


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