今回はこちらの論文 「Vermicomposting Methods from Different Wastes: An Environment Friendly, Economically Viable and Socially Acceptable Approach for Crop Nutrition: A Review」からバーミコンポスト(ミミズ堆肥)を利用することで作物にどのような効果をもたらすかといったことを説明します。
バーミコンポストの土壌への施用
バーミコンポストは、作物の生産と土壌の健康に良い影響を与える栄養素を含んでいるため、より良い作物の生産に適しています。
ですので、他の肥料に比べると非常に簡単で、植物の周りに適量混ぜるだけで効果を発揮します。
これまで、様々な研究者がバーミコンポストを使った実験で最良の結果を得ています。
例えば、バーミコンポストで得られた肥料を使うことで、トマトの収量が 50% 増加したという報告や、イネの収量が増加したという結果が報告されています。
ミミズ堆肥、単純堆肥、化成肥料の比較
今日では、化学肥料が増加し、土壌の肥沃度と作物の栄養価が低下していると言われています。
化学肥料の増加は、有機物含有量の減少を引き起こし、持続可能な栽培に悪影響を及ぼします。
無機肥料は、近年、作物の大量生産に適していることが認められていますが、無機肥料を長期間使用すると、土壌の肥沃度と有機物が低下します。
このことから、ミミズ堆肥、単純堆肥、および化学肥料を組み合わせて利用することで、収量と栄養の安定性が維持され、栄養素の欠乏が減少し、望ましい土壌の物理的状態が確保されます。
バーミコンポストは、微生物とミミズとの共同作業によって形成される天然の素材であり、完全にバランスの取れた自然な土壌に改善します。
その理由としては、ミミズの排泄物には有益な、多糖類、タンパク質、およびさまざまな窒素化合物が含まれており、肥沃度レベルを上げ、作物生産を改善するためです。
さらに、バーミコンポストにはフミン酸と植物成長ホルモンが含まれているため、作物の成長と収量を向上させます。
バーミコンポストのメリット
バーミコンポストは、作物が必要とするさまざまな必須栄養素 (窒素、リン、カリウム、カルシウム、マグネシウム、鉄、亜鉛、銅、マンガンなどの微量栄養素) を適切な量で含む高品質の肥料であり、作物の質と量を増加させます。
また、土壌の透過性と空隙率が増加するため、土壌構造も改善されます。
さらに、バーミコンポストには、植物の成長と発育に役立つ抗生物質、ビタミン、ホルモン、酵素、アミノ酸が過剰に含まれており、植物に抵抗力と栄養を与えます。
バーミコンポストを有効利用できれば、化学肥料の使用を減らすことにつながり、生産コストと栽培全体のコストを削減します。
Lantana camaraやAgeratum conyzoidesといった多くの有害な雑草であっても、バーミコンポストにて良質な肥料に再生します 。
詳しくはこちらで解説しております。
バーミコンポストが作物の成長と生産性に及ぼす影響
持続可能な農業では、バーミコンポストは土壌を豊かにし、植物の発育に有益な影響を与えます。
例えば、根の発育を刺激したり、葉面積などの作物植物の形態を増加させたり、開花を促進し、花の数とバイオマスを増加させたり、果実収量を全体的に増加させること、及び、種子の発芽、実生の成長を促進し、植物生産を向上させるといった様々な効果が認められています。
具体的な植物の例を挙げると、コントロールと比較して、リョクトウの発芽率と収量が増加したという報告や、 ミミズ堆肥を推奨される化学栄養素の投与量と一緒に適用すると、化学栄養素を単独で使用した場合と比較して、最大のエンドウ収量が得られたという報告、またトマトにおいても同様の結果が報告されています 。
他の研究者はまた、バーミコンポストにはミミズから分泌されるいくつかの成長促進ホルモンに重金属が含まれていないことも報告しています。
さらに、バーミコンポストの適用により米粒とわらの収量が増加し、陸稲の化学肥料 NPK を最大 50% 節約できるといった報告もあり、バーミコンポストの使用は、コストのかかる肥料への依存を減らし、米生産からの純収益を高めました。
土壌特性に対するバーミコンポストの影響
土壌にミミズが存在すると、土壌が多孔質になり、水の浸透が改善されます。有機廃棄物を食べたり、穴を掘ったり、といったミミズの活動は、有機物と土壌の物理的、化学的、生物学的特性を変化させます。
バーミコンポストの土壌の栄養素は通常、従来のコンポストよりも高くなっています。
まず、物理的には、ミミズ堆肥を添加した土壌は、通気性、多孔性が向上し、保水力が高まります。
次に、pH、栄養素、有機物の状態などの土壌の化学的性質が大幅に改善され 、前述のように植物の成長と収量が改善されたという報告があります。
さらに、ミミズは、糞中にいくつかのホルモン、酵素、およびビタミンを分泌し、土壌中の他の有益な微生物の活動を促進し、それによって土壌の健康を改善します。
ミミズの糞には、腐植質(有機物が土壌中で、微生物の作用により徐々に分解してできた黒褐色のもの)が高い割合で含まれています。
腐植は、土壌粒子の凝集を助け、その結果、多孔性が向上し、土壌の通気と保水能力が向上します。
さらに、腐植中のフミン酸は、カリウム、鉄、カルシウム、硫黄、リンなど、さまざまな植物栄養素の結合部位を提供します。
これらの栄養素は、すぐに利用できる栄養素の形でフミン酸に保存され、植物が必要とするときに放出されます。
ミミズが摂取した土壌は、新鮮なミミズのキャストの水分含有量と栄養素の利用可能性が高いため、植物の成長にさらに好ましい環境を作り出す可能性があります。
ミミズ堆肥を適用した後の稲の茎の成長の増加と土壌肥沃度の改善を報告しています。
ミミズの糞は一般に、より良い土壌構造に関与し、土壌の物理的特性、すなわち保水性、侵食および浸透に対する抵抗性を高めると考えられている。
前述のように、ミミズの糞は化学的および生物学的に豊富であるため、ミミズ堆肥を埋め込んだ土壌は、植物成長ホルモンとフミン酸の割合が高く、根の病原体や土壌媒介性疾患が少なく、微生物の活動と個体数が高く、陽イオン交換が高くなります。
ミミズ糞内の微生物が、ミミズの代謝に重要な量の大気中の N を固定し、植物の成長のための窒素源として使用できると述べています。
バーミコンポストの施肥後の土壌への浸透率が 5 倍高いことも報告されているため、上記の結果を裏付けています。
まとめ
化学肥料の過剰使用による土壌の肥沃度低下や作物の栄養価の減少を避けるために、ミミズ堆肥、単純堆肥、化学肥料の組み合わせを活用することが求められています。
バーミコンポストは、作物の成長と生産性に多くの影響を与え、根の発育を刺激したり、花の数とバイオマスを増加させたり、果実収量を増加させることができます。
バーミコンポストは、微生物とミミズとの共同作業によって形成される天然の素材であり、多くの必須栄養素、抗生物質、ビタミン、ホルモン、酵素、アミノ酸などを含み、作物生産を改善するために有効な高品質の肥料であることが様々な研究により検証されています。
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