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2022年08月19日
『有機農業をまるっと見る！！』シリーズ6：持続可能な農業とは？～持続可能な農業の主役は炭素。土中炭素をいかにして増やすか？
前回までの記事で見てきたように、植物は土中微生物との共生ネットワークの中で、健全に育ち、また何世代も生育し続けられる環境を自ら作るメカニズムを持っていることがわかり、さらに、化学肥料を施すことは、そのメカニズムを壊して、土を砂漠化させていくことがわかってきました。
私たちは「同じ土地でずっと作物を作り続ければ、地力が低下して作物は生育しなくなる」「だから肥料を施さなければならない」と考えがちですが、実際はそうではないことがわかってきました。植物は歴史上、肥料なんかなくても、同じ場所で何百年、何千年と世代を繋ぎ、それどころか生息域を拡げてきました。
人間は、化学肥料と農薬を多用する近代農法によって、一過的な増収を実現したものの、植物本来の生存戦略を無視したために、植物が何千年もかけて作ってきた豊かな土壌をわずか50年で砂漠化してしまっているのです。地力を維持するのとは反対に、壊しているのです。
逆に言えば、植物の生態・摂理に即した農業ができれば、化学肥料や農薬に頼らず、収穫量も見込める農法が可能かもしれません。今回の記事では、そのような「再生農業」についてみていきます。
１．再生農業の最重要ポイントは、土中の有機物（炭素）量
本シリーズでここまで見てきたように、植物の生育は、土中微生物との共生関係によって成り立っています。植物は、滲出液として、光合成で合成した糖類（空気中のCO2より炭素を固定したもの）を、土中に分泌しています。
土中の真菌（菌根菌など）やバクテリアは、その滲出液や、植物が落とした葉っぱ等の残渣から得る有機物を餌にして増えていきます。
植物の生育には、窒素・リン酸・カリウムが必要というのが、近代農業の常識ですが、そういった栄養素（さらにはマンガン、マグネシウム、ケイ酸などの微量要素も含め）は、土中微生物が活性であれば、必要量がちゃんと植物に供給される構造になっています。自然界では、植物が必要とする85～90％は、微生物を介して吸収されます。
例えば、最も重要な栄養素として考えられている窒素は、土中の窒素固定菌により、大気中より土中に固定される仕組みを持っています。土中固定されている窒素量の97％は、生物的に固定されたものだそうです。また、リンについても同様です。リンは反応性が高く、鉄やアルミニウムと結合して土中に存在しますが、によってそれを分解されることによって、植物が吸収できるようになります。
つまり「再生農業」にとって最も重要なのは、窒素でもリンでもカリでもなく、いかに炭素を獲得するか？なのです。（実際、植物は自ら窒素を固定する能力を持たないが、空気中のCO2から炭素を固定し糖をつくる能力を獲得していることからも、どっちが植物にとって重要かがわかるはず）。
では、土中炭素の供給源は何か？
我々は、植物の葉っぱや枯れた植物などの残渣、または動物のフンなどを、主な有機物（炭素）の供給源として考えがちです。もちろんそれも重要なのですが、ある研究によると、土中炭素量の実に1/3を占めるのは、植物の根から放出される滲出液であることがわかっています。
ですので、「生きた植物が生えている」ということが、非常に重要です。実は、休耕された裸地土壌よりも、年中植物が生えて被覆されている土壌のほうが、窒素量がはるかに多いことがわかっています。
しかし土中炭素は、投入されてもすぐに微生物によって分解されてしまいます。その多くは、CO2となって大気中に逃げてしまいます。例えば、土中の単糖の半減期は1時間未満といわれているので、かなり早いスピードで消費されていきます。
我々が、肥料がなくても農産物が育つような環境を作り、増収を考えるのであれば、土中の炭素量を増やしていくことを考えなくてはいけません。少なくとも常に一定に保つ必要があります。
これまでの有機農業では、大量のたい肥を投入することにより、微生物が消費する炭素量を補ってきました。しかし、本来は炭素は蓄積されていくものなのです。
どうしたら、炭素が蓄積されるのでしょう？
２．どのようにしたら、土中有機物量を維持or増やし、微生物を増やせるのか？
土壌炭素量を増やすには具体的な方法を整理してみます。
・カバークロップ
上述したように、土壌炭素の供給者として最も大きな役割を果たしているのは、生きた植物自身がつくる滲出液です。カバークロップとは、土を被覆するように草などを、常に生やしておくこと。これにより、滲出液を土中に供給するのです。
・菌類とバクテリアのバランスを保つ
真菌とバクテリアのバランスを整えることで、光合成の効率を5倍にアップできるという試算がある。バクテリアが真菌よりも優勢な土壌では、土中固定された炭素の55％が微生物の呼吸によって空気中に逃げてしまったのに対し、真菌が優勢な土壌では、１1％まで下がるのだ。
バクテリアは窒素が多い土壌を好むが、真菌は炭素量の多い土壌を好む。この点でもやはり土中炭素が重要であることがわかる。
・化学物質は使わない
化学物質の投入は、直接的に微生物を殺してしまうだけでなく、前回記事でふれたように滲出液の放出を減らします。
さらに、化学肥料は、消費量の多いバクテリアの生育を促し、菌類＜バクテリアの構造をつくって、そのバランスを壊します。結果的に化学肥料がさらに必要になり、炭素比率は下がっていきます。
・不耕起
有機農法であっても、むしろ除草剤を使えない有機農法だからこそ、耕起は重要と考えられていますが、耕起することによって、菌根菌などの真菌類を身体を壊し、彼らが住みかとしてつくった団粒構造も壊してしまいます。一回の耕起によって、土中微生物の50％が失われるという実験結果もあります。
・有用な堆肥
たい肥は、炭素を外部から供給するという意味で非常に重要だが、多くのたい肥は、何度も切り返しを行うことで好気性発行を促進する。しかし、切り返しをすることにより、真菌類が死に、バクテリア優位になっていることが多い。切り返しをせずに、パイプによって通気する方法が有用とされている。
【参考】
リジェネラティブ農業（環境再生型農業）とは・意味 | 世界のソーシャルグッドなアイデアマガジン | IDEAS FOR GOOD（https://ideasforgood.jp/glossary/regenerative-agriculture/）
土が変わるとお腹も変わる 著：吉田太郎
土壌炭素の修復：生物学はその役割を果たせるか？ 著：ジャック・キトリッジ
投稿者 o-yasu : 2022年08月19日
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