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トウモロコシの根に新物質―窒素肥料の弊害防止に道:国際農林水産業研究センターほか

(2023年6月28日発表)

 (国)国際農林水産業研究センター(国際農研)と(国)農業・食品産業技術総合研究所(農研機構)は6月28日、主要穀物「トウモロコシ」の栽培に必要な工業生産による窒素肥料の使用量を削減する手掛かりを得たと発表した。窒素肥料は土壌微生物によって水質汚染や温暖化の原因物質に変換される問題があったが、トウモロコシの根自体にその変換を抑制する新物質が存在することを突き止めた。今後、この働きを強化した新品種開発などを進め、持続可能なトウモロコシ生産システムの開発につなげる。

 近代農業では工業生産された「アンモニア態窒素肥料」が多量に使われている。しかし、これは土壌中の微生物によって水質汚染や地球温暖化の原因物質となる「硝酸態窒素」に変換されるという問題があった。

 研究グループは今回、このアンモニア態窒素肥料を有害な硝酸態窒素に変える硝化菌の増殖とその作用を強く抑制する新物質を、トウモロコシの根から抽出することに成功した。新物質は水になじみやすい性質を持ち、親水性BNI物質(MBOA)と命名した。

 トウモロコシは、新物質の働きでアンモニア態窒素肥料が有害な硝酸態窒素に変わる硝化を抑制できる。そのため、今回の成果をもとに品種改良などを進めることによって、アンモニア態窒素肥料を有害な硝酸態窒素に変換する硝化菌の増殖を抑制する生物的硝化抑制(BNI)の実現にも道がひらける。

 同様の物質は、これまでもトウモロコシの根から見つかっていたが、従来の物質は水に溶けにくい疎水性だった。そのため、アンモニア態窒素肥料を有害な硝酸態窒素に変換する硝化菌の増殖を抑制するという生物的硝化抑制(BNI)をより強化するには、親水性のBNI物質が求められていた。

 研究グループは「農業分野での実利用に適したBNI強化トウモロコシを開発し、環境負荷を低減した持続的なトウモロコシ生産システムの開発を推進する」と話している。