牧草地に複数の植物を混合栽培することで、農家のコスト削減と環境保護に貢献できます (2025/12/13)
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過去100年間、農家は収穫量を増やすために、牧草地に単一種のイネ科植物を植え、化学肥料を散布する傾向を強めてきました｡ しかし､ 新たな研究では､ 家畜飼料としての牧草地の潜在能力を高められる、より安価な代替手段があることが示唆されています。

研究チームは、牧草地で栽培される植物種を混合することの可能性と、それがもたらすメリットに特に興味を持っていました。

これは、2種類のイネ科植物、2種類のマメ科植物 (例えば、レッドクローバーとホワイトクローバー)、そして2種類のハーブ (例えば、オオバコとチコリ) を牧草地に混合して栽培することを意味します。

これらの種は、牧草地において異なる役割を果たします。例えば、マメ科植物は大気中の窒素を固定し、ハーブは深く根を張ります。

私たちは、生態学的特性の異なる植物を混合することで、化学肥料の使用を削減するための自然に基づいた持続可能な解決策を提供できるかどうかを明らかにしたかったのです。

もう一つの潜在的なメリットがあります。農家が化学肥料の使用量を削減できれば、運用コストを下げられるだけでなく、環境にも貢献できます。

世界中の化学肥料の価格は過去数年間で上昇しています。2021年から2022年にかけて一部の種類で価格が3倍近くになり、その後は低下したものの、依然として2021年以前の水準より高いままです。そのため、使用量を削減する経済的動機があります。

化学肥料は、温室効果ガスの排出や硝酸塩の浸出など、環境にも悪影響を及ぼします。

Science誌に掲載された新たな国際研究で、LegacyNetプロジェクトは、異なる種の混合栽培によって従来の方法と比較して牧草地の収量を向上させることができ、しかも重要なことに、化学窒素肥料の使用量を大幅に削減できることを示しました。つまり、農家は混合栽培によってコストを削減し、環境への影響も軽減できるということです。

研究はどのように行われたか？

研究チームは、ヨーロッパ、北米、アジア、ニュージーランドの26の研究機関で同一の実験を行いました。各地点では、少なくとも3メートル×5メートルの区画を設け、1種から最大6種までを栽培し、中程度の化学窒素肥料で管理しました。また、1種のイネ科植物のみを植えた区画も設け、肥料の量を2倍以上にしました。

いずれの場合も、作物の収量を測定しました。結果、複数の種を植えた場合、1種のイネ科植物のみを播種した場合よりも収量が11%増加することが示されました。これは、1種のイネ科植物のみの区画には2倍以上の化学窒素肥料を施したにもかかわらずです。

これは、6種の混合牧草にホワイトクローバーやレッドクローバーなどのマメ科植物が含まれていたことが一因です。マメ科植物は、自然のプロセスによって大気中から窒素を固定することができます。

この遊離窒素は土壌に放出され、牧草地のすべての種によって利用されます。イネ科植物とマメ科植物は相性が良いため、現在では、1種のイネ科植物を70%、マメ科植物を30%の割合で播種する農法が広く行われています。これは、イネ科植物のペレニアルライグラス (ホソムギ) とマメ科植物のホワイトクローバー (シロツメクサ) の組み合わせであることが多いです。

これは、イネ科植物とマメ科植物をそれぞれ1種類ずつ栽培するだけで、複数種の混合栽培と同等の収量が得られるという意味でしょうか？ 必ずしもそうではありません。

例えば、ハーブはイネ科植物に比べて根が深く、土壌深部からの水分吸収を促進するなどの利点があるからです。実際、過去の研究では、複数種の混合栽培は干ばつによる収量損失を軽減できることが示されています。

研究では、複数種の混合栽培では、イネ科植物1種類を70%、マメ科植物1種類を30%播種した場合と比較して、収量が18%増加することが分かりました。

また、イネ科植物2種類、マメ科植物2種類、ハーブ2種類を栽培する方が、イネ科植物1種類、マメ科植物1種類、ハーブ1種類を栽培するよりも収量が多いことも分かりました。

ローマ時代から、牧草地は放牧動物の飼料として、あるいは輪作システムの一部として利用されてきました。輪作システムとは、農家が同じ農地に異なる作物を順番に栽培し、土壌を休養させるシステムです。

現在では、1つの牧草地に2種類のイネ科植物、2種類のマメ科植物、2種類のハーブを組み合わせることで、牧草地システムを改善できることが分かっています。

気候変動への適応

気候変動は、農家の生活、農業生産、そして食料安全保障に重大なリスクをもたらします。私たちの実験は様々な気候条件を網羅し、複数種の混合が気温上昇に対処する可能性を調査することができました。

気温が上昇するにつれて、複数種の混合による効果は従来の方法と比較してさらに高まることがわかりました。これは、農家が気温上昇にもかかわらず、より少ない肥料で土地の生産性を向上させる可能性を示唆しています。

歴史的に、農家は牧草地の種の多様性を高めることで、単一種の播種よりも生産性を向上できることを理解していました。

しかし、皮肉にも「緑の革命」と呼ばれた過去1世紀の間に、単一作物の使用と大量の化学肥料の施用が急速に普及しました。第二次世界大戦後の食糧不足は、作物を保護する手段として、肥料、除草剤、殺虫剤、農業機械といった技術の導入を促しました。

これらの技術の普及に伴い、牧草地の収穫量は増加し、最近まで化学窒素肥料は比較的安価でした。

しかし、化学窒素肥料が亜酸化窒素と呼ばれる強力な温室効果ガスを排出することを示す証拠は、現在でははるかに広く知られるようになりました。化学肥料は、硝酸塩が地下水に浸出するなど、他の環境問題を引き起こす可能性もあります。また、化学肥料の製造は、化石燃料の燃焼に大きく依存する集約的な工業プロセスです。

過去20年間で、牧草地における種の多様性を検証する科学的研究が登場し始めました。イネ科植物とマメ科植物を混合することで、イネ科植物を単独で栽培した場合と比較して収穫量が向上する可能性があるというエビデンスがありました。

私たちの研究は、この知見をさらに深め、イネ科植物、マメ科植物、ハーブを混合して栽培し、化学肥料の使用を減らすことで、より良い収穫が得られることを示しました。

農家がより少ない肥料でより多くの生産を得られることを裏付けるこの研究は、農家の経済的な利益と環境にとって大きなメリットとなります。 December 12, 2025