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植物の生育に大きく影響するバーミコンポストのメタ分析

ミミズコンポスト
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    今回はコチラの論文「Vermicompost significantly affects plant growth. A meta-analysis」からバーミコンポストをメタ分析した報告について紹介します。

    メタ分析とは,「分析の分析」を意味し,複数の研究を収集し,いろいろな角度からそれらを統合したり比較したりする分析研究法です。

    バーミコンポストは、ミミズを使って有機廃棄物を有機肥料に変換するプロセスのことで、(i)有機廃棄物の量を減らし、(ii)有機物を安定させ、(iii)植物バイオマス生産量を増加させることが可能となります。

    その結果、土壌のかさ密度を下げ、水と栄養分の利用可能性を増加させるだけでなく、害虫や病原菌の影響を下げることもでき、バーミコンポストは農業の持続可能性を高めるための有望な解決策であるといえます。

    バーミコンポストが植物の生育に与える影響については、これまで多くの研究がなされてきており、この論文では、過去20年間に発表された文献群を要約したものとなっております。

    本論文ではバーミコンポストが植物のバイオマス生産に与える影響を評価し、バーミコンポストの効果に対するさまざまな要因(生育培地中のバーミコンポストの割合、バーミコンポストを作る有機材料、植物のタイプ)がまとめられております。

    文献

    「バーミコンポスト」に関連するキーワードの検索で得られた文献の中から、バーミコンポストの存在下または非存在下で栽培された植物のバイオマスまたは収量について抄録が記載されている文献が選出され、さらにメタ分析の手法を用いて対象論文が絞られています。

    データ収集として、上記の情報を提供した 論文から、4 つの出力変数を特定した:

    (i)植物の総バイオマス(15 の論文で 73 回)

    (ii)根のバイオマス(25 の論文で 212 回)

    (iii)シュートのバイオマス(31 の論文で 245 回)

    (iv)商業収穫(22 の論文で 122 回)。

    バイオマスとは「動植物などから生まれた生物資源の総称」であり、本調査では具体的に、植物や、根、シュートの資源を表しています

    バーミコンポストの品質の影響を分析するために、基材の有機物の種類(生ゴミ、都市ゴミ、牛糞…)が調べられました。

    結果と考察

    有機物の原料がバーミコンポストの効果に与える影響

    バーミコンポストの効果が最も高かったのは牛糞で、収量が27%、シュートバイオマスが113%、根のバイオマスが88%増加した。

    豚糞も良い材料で、シュートと根のバイオマスがそれぞれ30%と55%増加した。

    よって農場では、有機残渣を活用して、植物の成長を促進する最も効率的なバーミコンポストを製造することができます。

    食品廃棄物も興味深い材料で、植物のシュートのバイオマスは44%増加しましたが、根のバイオマスには大きな影響を与えませんでした。

    食品廃棄物は、都市への人口集中や大量調理に伴い、ますます多くなっているため、バーミコンポスト開発の好機と言えます。

    紙ゴミは、シュートの成長(34%増)よりも根の成長(55%増)に興味深いことがわかりました。

    紙の生産量は世界規模で増加しており、2015年には4億5000万トン、2030年には6億トンが見込まれている(Szabo et al. 2009)。

    バーミコンポストの効果に及ぼす無機肥料の影響

    バーミコンポストの添加は、無機肥料の有無にかかわらず、バイオマス値を増加させます。

    しかし、無機肥料の添加により、バーミコンポスト添加の効果を、収量で38から14%、シュートバイオマスで134から28%、根のバイオマスで72から39%に減少しております

    興味深いことに、van Groenigenet al. (2014)は、ミミズが植物の成長に及ぼす影響のメタ分析において、無機窒素の供給量が30 kg N ha-1year-1を超えると、その効果は+19から+9%に減少し、ゼロからの有意差がなくなったことを示しています。

    これらの観察から、ミミズがいる場合やバーミコンポストを加えた場合の植物バイオマスの増加には、無機窒素(およびその他の無機栄養素)の利用可能性の増加が部分的に関係しているという仮説が立てられています。(Lavelle et al.1992;Airaet al.2005).

    バーミコンポストが様々な植物の成長に与える影響

    バーミコンポストは、データベースに存在するすべての植物科の収量にプラスの影響を与え(n<10であっても)、最も強い影響を与えたのはラミア科(n=21、+31%)、ソラナ科(n=34、+28%)、イネ科(n=50、+15%)でした。

    シュートバイオマスへの影響は科によって異なり、アブラナ科(n=15,+55%)、バラ科(n=12,+4%)では有意ではないが、ウリ科(n=25,+242%)、マメ科(n=22,+164%)、キク科(n=26,+136%)、イネ科(n=15,+128%)とナス科(n=113,+42%)では有意差が見られました。

    最後に、イネ科の根量はバーミコンポストの添加による有意な減少が(n= 15, -30%)が、アヤメ科、アブラナ科、ユリ科では有意な影響はありませんでした。

    一方で、ウリ科(n=10、+182%)、キク科(n=35、+123%)、バラ科(n=14、+70%)、マメ科(n=13、+61%)、ナス科(n=96、+48%)では有意に増加したとのこと。

    以上より、ウリ科、キク科、マメ科は、シュートと根のバイオマスの値において、バーミコンポストに最もよく反応する科であることがわかりました

    異なる植物(科別)への影響

    イネ科、樹木、マメ科、 ハーブといった、植物の科別において、バーミコンポストは、科に関係なく収穫量に、多くは新芽と根のバイオマスに正の効果を示したが、樹木の新芽と草の根には負の効果がある傾向が観察されました。

    この結果は、ミミズの存在によってイネ科とスギ科植物でそれぞれ25%と32%の地上部バイオマスの増加が観察されたとする過去の報告と一致しております(vanGroenigen et al.2014).

    結論

    バーミコンポストは植物バイオマス生産に大きな影響を与えることがわかりました。

    ミミズの植物成長への影響に関するメタ分析(van Groenigen et al. 2014)と比較すると、バーミコンポストの添加により、バイオマス値が同等(収量で+26%)、低い(総バイオマスで+13%)、または高い(シュートバイオマスで+78%、根バイオマスで+57%)増加したことがわかる。

    バーミコンポストが植物の生育に大きな影響を与える条件としては、バーミコンポストの割合が培地容積の30〜50%であること、牛糞を原料としていることなどがあげられる。

    しかし、コンポストに関しては、有機性残渣の収集、取り扱い、処理にかかるコストの包括的な評価がなされていないことが大きな障害となっています。

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