土壌づくり：世界の農業における有機物と微生物叢の健康を育む

健康な土壌は、豊かな生態系と持続可能な農業の基盤です。それは単なる土ではなく、生命、特に有機物と多様な微生物群集で満ち溢れた複雑な生きたシステムです。これらの構成要素は密接に結びついており、栄養循環、保水、病害抑制、そして全体的な土壌の健康において重要な役割を果たしています。このガイドでは、土壌における有機物と微生物の健康の重要性を掘り下げ、世界規模での農業生産性の向上と環境の持続可能性のために、それらの成長と活動を促進する実践方法を探ります。

土壌有機物（SOM）の重要性

土壌有機物（SOM）は、植物や動物の残骸、分解中の生物、腐植土など、かつて生きていたものすべてで構成される土壌の一部です。それは土壌の質を示す重要な指標であり、様々な物理的、化学的、生物的特性に影響を与えます。SOMは以下の点で非常に重要です：

• 保水性： SOMはスポンジのように機能し、その重量の数倍の水を保持することができるため、乾燥期に植物が利用できるようになります。これは特に乾燥地域や半乾燥地域で重要です。
• 栄養素の利用可能性： SOMは窒素、リン、カリウムなどの必須植物栄養素の貯蔵庫として機能します。それが分解されるにつれて、これらの栄養素は植物が容易に吸収できる形で放出されます。
• 土壌構造： SOMは土壌粒子を結合させ、土壌構造、通気性、排水性を改善する団粒を形成します。これにより、土壌の圧密と浸食が減少します。
• 炭素隔離： SOMは重要な炭素吸収源であり、大気中の炭素を土壌に貯留することで気候変動の緩和に貢献します。
• 浸食管理： SOMによる土壌構造の改善は、降雨や風の影響を軽減し、土壌浸食と栄養素の損失を最小限に抑えます。

世界的な視点： 土壌劣化と水不足が主要な課題であるアフリカのサヘル地域などでは、SOMを増やすことが土壌の肥沃度を回復させ、農業生産性を向上させるために不可欠です。同様に、ヨーロッパや北米の集約的農業システムにおいても、SOMレベルを維持することは土壌浸食と栄養素の枯渇を防ぐために不可欠です。

土壌微生物の役割

土壌は、細菌、真菌、原生動物、線虫、古細菌など、広大で多様な微生物群集の生息地です。これらの生物は以下の点で重要な役割を果たしています：

• 分解： 微生物は有機物を分解し、植物が吸収するための栄養素を放出し、腐植土を形成します。
• 栄養循環： それらは窒素固定（大気中の窒素を植物が利用可能な形に変換する）、リンの可溶化（リンを植物が利用できるようにする）、硫黄の酸化など、様々な栄養循環に関与しています。
• 病害抑制： 有益な微生物は、病原体と競合したり、抗生物質を生産したり、植物に全身抵抗性を誘導したりすることで、植物の病気を抑制することができます。
• 土壌構造の改善： 特に真菌は、土壌粒子を結合させるのに役立つ粘着性の物質であるグロマリンを生成し、土壌構造を改善します。
• 植物成長促進： 菌根菌や植物成長促進根圏細菌（PGPR）などの一部の微生物は、栄養吸収、水分吸収、ストレス耐性を向上させることで植物の成長を促進します。

世界的な視点： 東南アジアの水田では、窒素固定細菌がイネに窒素を供給する上で重要な役割を果たしています。アマゾンの熱帯雨林では、栄養の乏しい土壌での栄養吸収に菌根菌が不可欠です。土壌微生物の力を理解し、活用することは、世界中の多様な生態系における持続可能な農業にとって不可欠です。

土壌有機物を増やし、微生物の健康を促進するための実践方法

いくつかの農業実践は、土壌有機物を大幅に増加させ、繁栄する微生物群集を促進することができます。これらの実践は、世界中のさまざまな農業システムや地域で適用可能です：

1. 被覆作物の栽培

被覆作物とは、直接の収穫よりも主に土壌の健康を改善するために栽培される植物です。それらは多くの利点を提供します：

• SOMの増加： 被覆作物は分解される際に土壌に有機物を加えます。
• 栄養循環： マメ科植物などの一部の被覆作物は、大気中の窒素を固定し、この必須栄養素で土壌を豊かにします。
• 浸食管理： 被覆作物は地表を覆うことで土壌を浸食から保護します。
• 雑草抑制： 資源をめぐって競合することで雑草を抑制することができます。
• 土壌構造の改善： 被覆作物の根は土壌構造と通気性を改善します。

例： 米国中西部では、農家はトウモロコシや大豆の収穫後にライ麦、エンバク、クローバーなどの被覆作物を一般的に使用します。ヨーロッパでは、マスタードが被覆作物としてよく使われます。南米では、熱帯地域の土壌肥沃度を改善するために、サンヘンプやベルベットビーンなどの被覆作物が利用されています。

2. 堆肥化と厩肥の施用

堆肥と厩肥は、土壌に有機物と栄養素を加える貴重な有機質改良材です。それらはまた、有益な微生物を導入します。

• SOMの増加： 堆肥と厩肥は有機物が豊富で、土壌構造、保水性、栄養素の利用可能性を改善します。
• 栄養供給： それらは必須の植物栄養素を緩効性の形で提供します。
• 微生物の接種： 堆肥と厩肥は、有益な微生物の多様な群集を含んでいます。

例： 中国では、伝統的な農業システムが土壌肥沃度を維持するために長年にわたり堆肥化と厩肥の施用に依存してきました。アフリカの多くの地域では、農家は小規模農場で土壌の健康を改善するために動物の糞尿を使用しています。ミミズコンポスト（ミミズを使って有機廃棄物を分解する）は、高品質の堆肥を持続可能な方法で生産する方法として世界中で人気が高まっています。

3. 耕うんの削減または不耕起栽培

耕うんとは、植え付けや雑草管理のために土壌を機械的にかく乱することです。耕うんの削減または不耕起栽培は、土壌のかく乱を最小限に抑え、いくつかの利点をもたらします：

• SOMの増加： 耕うんを減らすことで、有機物が土壌表面に蓄積しやすくなります。
• 土壌構造の改善： かく乱を最小限に抑えることで、土壌団粒が保持され、土壌構造が改善されます。
• 浸食の減少： かく乱が少ないため、土壌浸食のリスクが減少します。
• 微生物活動の促進： 耕うんを減らすことで、より安定した土壌環境が促進され、有益な微生物に有利に働きます。

例： 不耕起栽培は南北アメリカ、特にブラジルとアルゼンチンで広く実践されており、土壌浸食の減少と土壌の健康改善に貢献してきました。オーストラリアでは、乾燥地農業地域での土壌劣化と戦うために保全耕うんが用いられています。不耕起栽培の導入には、多くの場合、専門の機器と管理戦略が必要です。

4. 輪作

輪作とは、同じ土地に計画された順序で異なる作物を植えることです。これは以下のことに役立ちます：

• 土壌の健康改善： 異なる作物は異なる根系と栄養要求を持つため、よりバランスの取れた栄養循環と改善された土壌構造につながります。
• 病害虫サイクルの打破： 作物を輪作することで、病害虫のライフサイクルを断ち切ることができます。
• SOMの増加： 輪作に被覆作物や緑肥作物を含めることで、SOMを増やすことができます。

例： ヨーロッパでは、伝統的な輪作システムにはしばしば穀物、マメ科植物、根菜類が含まれます。インドでは、農家は米と豆類や油糧種子を輪作することがあります。特定の輪作システムは、気候、土壌の種類、市場の需要によって異なります。

5. アグロフォレストリー

アグロフォレストリーは、樹木や低木を農業システムに統合します。それは多くの利点を提供します：

• SOMの増加： 樹木や低木は、落葉や根の分解を通じてSOMに貢献します。
• 土壌構造の改善： 樹木の根は土壌構造を改善し、浸食を防ぎます。
• 栄養循環： 樹木はより深い土壌層から栄養素にアクセスし、他の植物が利用できるようにすることができます。
• 微気候の改変： 樹木は日陰を提供し、風速を減少させることで、作物や微生物にとってより好ましい微気候を作り出すことができます。

例： アフリカでは、樹木の列の間に作物を栽培するアリークロッピングが一般的なアグロフォレストリーの実践です。東南アジアでは、樹木、低木、作物を統合した家庭菜園が伝統的なアグロフォレストリーの一形態です。樹木と家畜の放牧を組み合わせたシルボパスチャーは、世界の多くの地域で実践されています。

6. 菌根菌の接種

菌根菌は植物の根と共生関係を形成し、栄養と水分の吸収を促進します。有益な菌根菌を土壌に接種することで、特に栄養の乏しい土壌やかく乱された土壌において、植物の成長と回復力を向上させることができます。

例： 菌根菌の接種は、苗の定着と成長を改善するために、園芸や林業でますます利用されています。より広範な農業システムにおける菌根菌接種の可能性を探る研究が進行中です。異なる種類の菌根菌は、異なる植物種や土壌条件に適しています。

7. 化学的投入の削減

合成肥料や農薬の過剰な使用は、土壌微生物に害を与え、土壌の健康を損なう可能性があります。化学的投入を減らし、総合的病害虫管理（IPM）戦略を採用することで、土壌マイクロバイオームを保護するのに役立ちます。

例： 有機農業システムは、輪作、被覆作物の栽培、生物的防除など、自然な病害虫管理方法を優先し、合成化学物質の使用を最小限に抑えます。IPMには、モニタリング、生物的防除、そして必要な場合の農薬の標的を絞った使用など、病害虫を管理するための方法の組み合わせが含まれます。

土壌の健康評価

土壌の健康を定期的に評価することは、土壌づくり実践の効果を監視し、改善すべき領域を特定するために不可欠です。土壌の健康を評価するために、以下を含むいくつかの方法が使用できます：

• 視覚的評価： 土壌の構造、色、団粒を観察することで、土壌の健康に関する貴重な洞察を得ることができます。
• 土壌試験： 土壌サンプルの化学分析により、栄養レベル、pH、有機物含有量を決定できます。
• 生物学的評価： 土壌微生物群集の構成と活動を分析することで、土壌マイクロバイオームの健康と機能に関する情報を提供できます。
• 物理的評価： 土壌の仮比重、水の浸透率、団粒の安定性を測定することで、土壌の物理的特性を評価できます。

世界的な視点： 土壌の健康評価方法は、生物学的指標にますます重点が置かれ、絶えず進化しています。標準化された土壌健康評価プロトコルが、土壌の健康動向を監視するための一貫した枠組みを提供するために、様々な地域で開発・実施されています。

課題と考慮事項

土壌有機物を増やし、微生物の健康を促進することは多くの利点をもたらしますが、留意すべき課題や考慮事項もあります：

• 時間と投資： 健康な土壌を築くには時間がかかり、被覆作物、堆肥、または設備への初期投資が必要になる場合があります。
• 知識と専門性： 土壌づくりの実践を効果的に実施するには、土壌科学、農学、微生物学に関する知識と専門性が必要です。
• 気候と土壌の種類： 異なる土壌づくり実践の効果は、気候と土壌の種類によって異なる場合があります。
• 市場の需要： 農家は、土壌づくりの実践を採用する際に、市場の需要と収益性を考慮する必要があります。
• 政策支援： 政府の政策や奨励金は、持続可能な土壌管理実践の採用を促進する上で重要な役割を果たすことができます。

結論

健康な土壌を築くことは、持続可能な農業と健康な地球にとって不可欠です。土壌有機物を増やし、繁栄する微生物群集を促進することに焦点を当てることで、私たちは土壌の肥沃度を改善し、作物の生産性を高め、気候変動を緩和し、自然資源を保護することができます。このガイドで概説された実践を実行し、異なる地域における特定の課題と機会を考慮することは、将来の世代のためにより強靭で持続可能な食料システムを構築することに貢献します。土壌生態系に関する我々の理解を深め、世界規模での土壌健康管理のための革新的な解決策を開発するためには、さらなる研究と協力が不可欠です。私たちの地球の長期的な健康は、私たちの土壌の健康にかかっています。土壌の健康に投資することは、私たちの未来に投資することです。