【有機農業者必見】有機農法と微生物の不思議な関係
ほいっす〜 農学院生のもすたです。
前回こんな記事を書いてしまいました。
微生物と多様性の関係が明らかとなりました。 ですが、遺伝子の研究に携わっている分、遺伝子的(系統的)に証明して欲しいな、という気分になりました。
そこで、「有機農業と微生物の多様性」についてさらに深掘りしてみます。
有機農法と微生物多様性の研究
この研究は、農業で有名なオランダのワーゲニンゲン大学で行われた実験(2006-2013)です。有機農法と慣行農法を比較して、微生物にどのような影響を与えているか調査しています。
つまり、微生物群集は農法によって変化するのか、それとも土壌処理によって変化するのか、はたまた農法×土壌処理の相互作用によるものなのかを調べています。
・有機農法→ 有機肥料のみを入れた。中耕による除草を行った。
・慣行農法 → 有機肥料と無機肥料, 除草剤, 殺菌剤, 殺虫剤を使った。
・3-4年ごとに土壌処理を行う区を設けた。
*土壌処理区 : コンポスト(CO), キチン豊富なエビ殻(CH), マリーゴールド(MA), クローバー被覆(GC), ブロッコリーの生物燻蒸(BF), 土壌嫌気性殺菌(AD), 物理的コントロール(PH), MA・CO・CHの組み合わせ(CB), 化学的コントロール(CC) , カリエンテコントロール(CL), 無処理(CT)
この後出てくる分類と系統の違いは若干ややこしいです。気になる方はリンクを参照してください。http://spider.art.coocan.jp/biology2/systematics.htm
結果
●微生物の分類的な違い
・proteobacteria, Euryarchaeotaは慣行農法で豊富だった。
・Acidobacteria, Plantomycetesは有機農法で豊富だった。
・特定土壌処理区で豊富になる微生物種もあった。
・農法×土壌処理の相互作用はみられなかった。
●α多様性 (ある一つの環境にある種多様性)
・有機農法は慣行農法に比べて遥かに大きかった。
・土壌処理, 農法×土壌処理では差異は見られない。
●β多様性 (別々の環境間の種多様性の違い)
微生物群衆
の分類や系統的多様性を生み出している要因は
農法であり、土壌処理はあまり関与していなかった。
つまり、慣行農法よりも有機農法が微生物の多様性や豊富さが有意に高い、ということです。
なるほど、慣行農法にも有機肥料は投入されているので、化学肥料や農薬が微生物の多様性を減少させている要因になりそうです。
さらに、特定の農法×土壌処理の環境に特有の微生物がいないか調査しています。
●生息分類(どんな環境にどんな微生物がいるか)
・1,001の分類単位が特有の環境にのみ存在していることがわかった。
＊円が並んでいる列は慣行農法(内側), 有機農法(外側)を示す。＊円の大きさは微生物群生の相対的な豊富さを示す。
特有の農法×土壌処理の環境だけに存在する微生物がいることがわかりました。
これらを解析することで、「ある土壌処理はある微生物の住処になる」ということがわかりそうです。
さらに、微生物がどんな働きをしているかわかれば、どの土壌処理が適切かわかってきそうです。
個人的に農業ってこういうところが面白いと思います。笑
慣行農法は微生物の多様性を失う！？
前回の論文同様、有機農法自体が微生物の多様性や豊富性を生み出していたことがわかりました。
農法の違いは肥料と農薬だけです。慣行農法は微生物の多様性や豊富さを減じてしまうということです。
驚いたことに、土壌処理や農法×土壌処理によっては微生物群集の多様性には影響がないということ。 しかし、特定の土壌処理を好んで住み着く微生物もいるようです。
有機農法と微生物の多様性の関係は強く結びついてそうです。
ふと疑問に思うことは、微生物の多様性は耐病効果があるのか、収量向上に寄与するのか、どの微生物が効果的なのか。。などです。
最近ではEM菌を利用した農法も広がっているようです。 気になります。
有機農法の収量は慣行農法に比べて50~80%程度と言われています。
土壌微生物の力を借りることで、もっともっと収量も伸びるのかもしれません。
日本で有機農業が当たり前になる日がくるかも！
皆さんは土の中の微生物気にしたことはありますか？
今回紹介した研究のように、今は簡単に微生物の存在を調べることができます。
近くの大学にお話ししてみると面白いかもしれません！！
それでは！
引用
Lupatini M, Korthals GW, de Hollander M, Janssens TKS and Kuramae EE (2017) Soil Microbiome Is More Heterogeneous in Organic Than in Conventional Farming System. Front. Microbiol. 7:2064. doi: 10.3389/fmicb.2016.02064
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