一部の土壌では、植物が最適に成長するために保護する友人が必要です。土壌を菌根菌で豊かにすることで、収量を最大 40% 増加させることができると研究者は報告しています。研究では、この増加は主に病原体に対するワクチン接種の効果によるものであることが示されています。したがって、治療は、チームが体系的に記録した特定の診断値が土壌にある場合にのみ価値があります。科学者らは、この結果は菌根製剤の使用を成功させるのに役立つ可能性があると述べている。
一部は敵ですが、植物には菌類の中にも友人がいます。菌類は特定の種と親密な交換関係、いわゆる菌根共生関係を結びます。パートナーは、土壌中の菌類の広範なネットワークと植物の根の間の接続を介して栄養素を交換します。菌類は主に土壌からリンを植物に供給し、その見返りに炭水化物を受け取ります。しかし、研究が示しているように、植物にとっての共生の重要性は栄養素の供給をはるかに超えています。植物の防御が強化され、真菌の仲間が土壌中の病原体の蔓延を抑制します。
農業の可能性を探る
特定の状況下では、共生の促進が植物の成長にプラスの効果をもたらす可能性があることが研究ですでに示されています。今回、スイスの研究チームは初めて、農業における真菌の胞子製剤の応用がどの程度価値があるかについて大規模な調査を実施した。これを行うために、科学者らはスイス北部と東部にある54のトウモロコシ畑の800の試験地域を菌根菌の繁殖材料で処理した。この製剤は、以前は温室に密集した植物を使用して生成され、播種前に土壌に組み込まれていました。その後、実験区と未処理の対照区の間でトウモロコシの収量を比較しました。
評価の結果、次のことがわかりました。「菌根菌により、畑の 4 分の 1 で収量が最大 40% 向上しました。 「これは非常に大きなことです」と共著者であるチューリッヒ大学のマルセル・ファン・デル・ハイデン氏は言う。当初、チームは成功における大きな違いを説明できませんでした。研究者らは、この処理が畑の 3 分の 1 で収量の増加につながらないことを発見しました。特定の土壌パラメータがこの大きな変動の原因であることは明らかでした。したがって、研究の一環として、研究者らはそれぞれの試験場のさまざまな化学的、物理的、生物学的土壌特性を分析しました。
病原菌に対する防御は重要です
植物への栄養供給が改善されるため、菌根化の改善によるプラスの効果は少なくなることが判明しました。研究者らは、農地はすでにリンで飽和していることが多いと説明している。しかし、収量増加効果は生物学的に弱った土壌で発生しました。「土壌に多くの真菌病原体が存在する場合、この処理は特に効果的に機能することが明らかになりました。すると、菌根菌は植物を弱らせるこれらの病原体に対する一種の保護シールドとして機能するようです」とチューリッヒのアグロスコープ研究所の筆頭著者ステファニー・ルッツは言う。したがって、汚染の少ない畑ではこの処理は価値がありません。 「そこの植物はすでに強く、見事に成長しています。菌根菌の蔓延は、もはやここでは追加の利益をもたらさない」と共著者であるフリック有機農業研究所のナターシャ・ボーデンハウゼンは言う。
科学者らによると、研究結果の重要性は、どの分野で菌根菌処理が価値があるかを予測できることにもあるという。「特定の土壌指標、主に特定の菌類の存在を使用して、菌根菌の処理が成功していることを正確に確認することができました。」 「畑の季節が始まる前でも作物の収量を予測できます」と共著者であるバーゼル大学のクラウス・シュレッピ氏は言う。 「この予測可能性により、実際に違いがある分野で特に菌根治療を使用できるようになります。 「これは、この技術が信頼できる農法に発展するために非常に重要です」と科学者は言いました。
チームは今後もこの目標に向けて全力を尽くしていきます。 Van der Heijden 氏は、「私たちの野外試験の結果は、より持続可能な農業に向けた大きな一歩です。」と結論付けています。
出典: チューリッヒ大学、専門記事: Nature Microbiology、doi: 10.1038/s41564-023-01520-w
