ドラゴンフルーツ用岩石破砕機 ― ベトナム、メキシコ、イスラエル

ドラゴンフルーツは、乾燥した砂漠の夜と完璧な排水環境に適応するように進化してきた。根圏に石があると、まさにその両方が正反対の状態になり、植物が最も必要とする時に、その状態が悪化してしまう。

これまでの36種のEシリーズ作物（C3およびC4光合成植物）すべてにおいて、根圏の酸素および栄養素吸収の需要は日中に最も高くなります。これは、葉の光合成が活発に行われ、カルビン回路とクロロフィル機能を支えるミネラルの需要が高まるためです。根系の好気呼吸は継続的ですが、需要のピークは概ね太陽エネルギーのピークと一致します。ドラゴンフルーツ（CAM）では、このスケジュールが逆転します。植物の気孔は夜間（熱帯の生育環境では午後8時から午前5時頃）に開き、CO₂を吸収してリンゴ酸に固定し、液胞に最大100mMの濃度で貯蔵します。この夜間のCO₂固定には、茎と気根組織における活発な細胞代謝が必要であり、そのエネルギーは前日に貯蔵された糖のミトコンドリア呼吸によって供給されます。したがって、根系の好気酸素需要は日中ではなく夜間にピークを迎えます。熱帯モンスーン気候において、午後または夕方の雨の後、石によって排水が妨げられることで、6～8時間連続して酸素が供給されないサボテンの根圏は、代謝が活発な時間帯に好気性欠乏に陥り、需要の低い日中は好気性欠乏に陥らない。

ベトナムのビン・トゥアン省とロンアンデルタ（世界最大のドラゴンフルーツ生産地帯）の熱帯性降雨は、通常午後から夕方（午後2時から午後10時）にピークを迎え、嵐の日には午後4時から午後8時の間に最も激しい時間降雨が発生します。この降雨のタイミングは、石による排水障害が夕方から始まり一晩中続く湛水を引き起こし、ドラゴンフルーツのCAM代謝活動のピーク期間と完全に一致することを意味します。以前のEシリーズのフィトフトラ菌に関する議論との比較は参考になります。アボカド（E-12）の場合、6時間の根の湛水が フィトフトラ・シナモミ 感染は一日のどの時間帯でも起こり得ます。ドラゴンフルーツの場合、夜間に同じ6時間の嫌気性エピソードが発生すると、好気呼吸の阻害（CAM代謝ミスマッチによる）に加えて、二重のダメージが発生します。 フィトフトラ・パルミボラ または P. cactorum サボテンの茎の基部の感染。夜間のピークは、同じ湛水条件下でCAM植物以外の植物に起こるよりも代謝障害の要素を増幅させる。

ドラゴンフルーツは、0～25cmの土壌層に集中した非常に浅く密な多肉質の繊維状の根系を持っています。これは、排水性が良くミネラルの少ない砂漠の土壌で最大限の表面被覆を得るために根系が進化したサボテンの祖先によるものです。多肉質の組織は、木質の根に比べて樹皮による保護が非常に少なく、熱帯作物が一時的な湛水に耐えるために根組織に発達させる通気組織（空気の空間）はサボテンの根には存在しません。サボテンには嫌気性条件に対する耐性メカニズムがまったくないのです。石が詰まった土壌では、(a) 石が排水を最も阻害するゾーンに浅く根が集中していること、(b) 通気組織に対する耐性がないこと、(c) 湛水がピークに達する夜間に代謝要求がピークに達すること、の組み合わせによって、石による排水障害によって生じる作物被害率は、浸水期間の長さに比例して、これまでのEシリーズ作物と比較して定量的に深刻なものとなる。

コンクリート製または木製の支柱を石のない土壌穴に設置すると、埋め戻しと圧縮の際に土壌粒子が支柱の表面に密着し、均一な放射状の摩擦が生じて転倒を防ぎます。しかし、穴の中に石の破片（直径3～5cm程度）があると、石と支柱の間に点接触が生じ、土壌が均一に圧縮されない隙間ができます。これらの隙間によって、ブドウの重みや風圧がかかった際に支柱がわずかに横方向に動き、ブドウが毎年バイオマスを増やすにつれて、最初は小さな動きが徐々に緩んでいきます。

緩んだ支柱が風で揺れると、地面レベルで動き、ブドウの根元（ブドウが地面で支柱に付着している基部）を擦りむきます。根元の擦り傷は、 フザリウム および茎腐病菌。樹冠組織が損傷したつるは、(a) 気根が少なくなり（自身の付着と樹冠の安定性が低下する）、(b) 茎の潰瘍が発生して養分の流れが徐々に減少し、(c) 重症の場合は支柱から完全に分離して倒れます。石が緩んだ支柱による樹冠の摩耗は、ベトナムの商業栽培におけるドラゴンフルーツのつるの損失の最も一般的な非病害原因です。

ホップ（E-10）は、分散ワイヤートレリスに高さ5～7mのアンカーポールを使用しており、多数のポールのネットワークのうち1本が石の影響を受けています。キウイフルーツ（E-19）は、ワイヤーで接続されたコンクリート製の支柱を使用しており、1本の支柱が緩むと、荷重が隣接する支柱に伝わります。ドラゴンフルーツ：各支柱は、1本のつる全体を支える唯一の支柱です。隣接する支柱への荷重の再分配はありません。1本の石で緩んだ支柱は、1本のつるを危険にさらします。1,000本の支柱があり、15%の石が支柱穴に影響を与えたプランテーションでは、150本のつるが構造的に損なわれる可能性があり、それぞれが1シーズンの生産量に相当します。

ベタレインは、ナデシコ目（サボテン、アマランサス、ビート、その他いくつかの植物科を含む）に特有の窒素含有色素の一種であり、他の商業的に栽培されている作物には存在しません。赤い果肉のドラゴンフルーツでは、主要なベタレイン色素はベタシアニン、特にベタニンとイソベタニンであり、これらが特徴的なマゼンタ/赤色を生み出します。ベタシアニンの合成は、フェニルプロパノイド-ベタレイン経路で進行します。(1) チロシン → L-DOPA（チロシナーゼ酵素を介して、補因子として銅が必要）; (2) L-DOPA → ドパキサンチン（DOPA-4,5-ジオキシゲナーゼを介して）; (3) ドパキサンチン + シクロ-DOPA → ベタシアニン（縮合）。ミネラル依存性の重要なステップ: ステップ 2 の DOPA-4,5-ジオキシゲナーゼ酵素は、触媒中心として鉄（Fe²⁺）を必要とします。最終縮合酵素は活性化補因子としてマンガン（Mn²⁺）を必要とする。正常なベタシアニン合成のためには、果肉の発達中に根圏で鉄とマンガンが継続的に利用可能でなければならないが、マンゴー（E-27）のカルシウムやナツメヤシ（E-28）のカリウムを枯渇させるのと同じ物理的な根の制限メカニズムによって、火山性玄武岩質の土壌では両方とも枯渇する。

火山性玄武岩土壌中の鉄とマンガンは、主に微細鉱物画分、すなわち植物が利用可能な形でFe²⁺イオンとMn²⁺イオンを提供する風化した長石と輝石成分に関連しています。石片（ベトナムの火山性土壌の深さ15～30cmにある粗い玄武岩の丸石や角張った破片、モース硬度5～7）は、植物が利用可能な形でFeやMnを提供しません。これらは風化していない玄武岩であり、鉄とマンガンは根が吸収できないケイ酸塩結晶構造の中に閉じ込められています。したがって、石が養分供給根系の働きを制限すると、利用可能なFeとMnを提供する微細鉱物画分へのアクセスが減少する一方で、利用可能なFeやMnを提供しない粗い破片画分はそのまま残ります。実際の影響としては、ベトナムの火山性赤土で栽培された核の少ないドラゴンフルーツは、同じ火山性土壌で育った核のないドラゴンフルーツに比べて鉄とマンガンの含有量が少なく、ベタシアニン濃度が低い果肉となる。赤肉のドラゴンフルーツでは鉄とマンガンが不足すると、収穫時に期待される濃いマゼンタ色よりも明らかに薄い色（淡いピンクからほぼ白色まで）の果肉となり、化学分析を行う前に、買い手や加工業者がすぐにその色の低下を視覚的に判断できる。

これまでのシリーズの品質チェーンでは、単一のミネラルが使用されていました。カルシウム（マンゴー E-27、ライチ E-36）、マグネシウム（マカダミア E-30）、カリウム（デーツ E-28）、ホウ素（バニラ E-34、部分的に）。ドラゴンフルーツのベタシアニン合成には鉄とマンガンの両方が必要であり、どちらか一方だけでは不十分です。これは、鉄とマンガンが同じ連続経路で異なる酵素を活性化するためです。鉄は酸化開裂酵素（ステップ 2）を活性化し、マンガンは縮合酵素（ステップ 3）を活性化します。どちらかのミネラルが不足すると、それぞれのステップで経路が阻害され、もう一方のミネラルが十分であっても、ベタシアニンの完全な合成が妨げられます。鉄が枯渇しているがマンガンが十分な、石が制限された火山性の根圏では、ベタシアニンの還元が部分的に見られます。両方が枯渇すると（両方とも同じ火山性微細鉱物画分に由来するため、通常は同時に発生する）、ベトナムの商業農園で観察されるより深刻な土壌の白化現象が生じる。韓国農業科学技術院（NIAST）によるベトナム玄武岩質土壌における鉄マンガン土壌利用可能性に関する研究は、石の衝突を受けた土壌断面における共枯渇パターンを裏付けている。