著者の所属・活動拠点の国は、中国です。

掲載誌：Journal of Fungi

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

研究の目的

著者らはまず、集約的な農業によって世界的に土壌の劣化が進んでいることを背景に挙げています。連作や化学肥料の多用、有機物の補給不足によって、土の粒が集まってできる「団粒」が崩れやすくなり、すき間の構造や養分を保つ力が損なわれます。団粒は有機炭素がたまり微生物が活動する場となるため、土の質を示す重要な指標とされています。

有機資材が団粒や地力を改善することは、これまでにも報告されてきました。一方で、特定の生物由来の資材が土の構造、養分、植物の生育を同時にどう左右するのかは十分に分かっていない、と研究チームは述べています。また、工業から出る有機性の残りかすが増え、それを資源として活かす方法も求められています。そこで研究チームは、カビ（糸状菌）の一種トリコデルマ・ビリデ（Trichoderma viride）で工業副産物を固体発酵させた資材が、土の団粒や養分の状態、植物の生育をどう変えるのかを調べました。

何を、どのように調べたか

原料には、トウモロコシの穂軸から商業用のキシロース（糖の一種）を製造する際に出る副産物「キシロース残さ」を使いました。これを、中国吉林省の朝鮮人参の根の周りの土（根圏土）から分離されたトリコデルマ・ビリデの菌株で発酵させ、土壌改良資材としました。

試験は温室内の鉢植えで行い、キュウリを育てました。資材を加えない対照区と、資材の施用量を段階的に変えた複数の処理区（T1〜T5）を比べています。このうちT2の施用量は0.75%です。

土については、酸性度（pH）、電気伝導度（EC、土に溶けている塩類の量の目安）、かさ密度（土の詰まり具合）、水分、全窒素・全リン・全炭素・有機炭素の量を調べました。さらに、団粒を大きさ別に分け、250マイクロメートルを超える大きな団粒（マクロ団粒）、小さな団粒、より細かいシルト・粘土の割合と、団粒の安定性、すき間の状態を評価しました。植物については、根の長さ・表面積・体積などの形、葉緑素の量、光合成の速さ、植物体の窒素とリンの量、乾かした地上部と地下部の重さ（バイオマス）を測りました。

統計では、鉢一つひとつを独立した単位として処理区間の差を検定しました。加えて、相関分析と、多数の変数の関係をまとめて調べるマンテル検定を使い、土や根の性質とバイオマスとの関連を調べています。

主な報告結果

植物の生育では、地上部のバイオマスが対照区に比べ、T2で59.80%、T3で46.69%、T4で46.58%増えました。根のバイオマスもT2とT3で対照区より有意に大きくなりましたが、それより多く施用しても増加は続きませんでした。T2とT3では根の長さや表面積、体積、植物体の窒素・リンの蓄積も増えました。葉緑素の量と光合成の速さはT2で最も高く、T2が全体として最も強い反応を示しました。

土の養分では、全窒素が施用量の増加とともに高まり、最も多いT5で対照区より22.82%増えました。全リンはT2で最も高く、対照区を85.01%上回りました。全炭素はT4で最大となり、有機炭素はT4とT5で他の処理区より有意に高くなりました。

土の構造では、施用によって大きな団粒の割合が増え、対照区と比べてT3で3.12%、T4で6.09%の増加でした。団粒の安定性を示す指標も施用によって改善しました。土のpHはすべての処理区で対照区より低くなりました。かさ密度はT2〜T4で比較的低く保たれました。

マンテル検定では、地上部・地下部のバイオマスが、pHやEC、土の養分、団粒の特徴、根の形、植物体の窒素とリンの量と有意に関連していました。

この報告が示すこと

研究チームは、トリコデルマ・ビリデで発酵させたキシロース残さが、温室のポット条件では土の構造とキュウリの生育の両方に働きかける資材になりうると結論づけています。施用量を増やすと団粒や炭素に関わる指標は一部さらに高まりましたが、植物の生育が上乗せされるとは限らず、著者らは資材の効果は量に比例するわけではないとし、試した中では0.75%が今後さらに評価する価値のある施用量だとしています。また、工業から出る植物性の残さを農業に活かす道の一つになりうるとも述べています。

一方で、研究チームは限界も明記しています。マンテル検定が示すのは統計的な関連であり、因果関係ではありません。測ったのは土に含まれる養分の総量で、植物が実際に利用できる形の養分ではありません。また、菌の根への定着や酵素の働き、微生物がつくる物質も直接は測っていません。そのため、特定の仕組みが証明されたとは解釈できないとしています。さらに、発酵させていないキシロース残さや、養分量をそろえた比較区を設けていないため、発酵そのものの効果を、有機物や養分を加えた効果と区別できていません。結果は温室での鉢植え試験に基づくものです。

原著論文の著者・所属：Xiaowei Wei（Jilin Provincial Key Laboratory for Plant Resources Science and Green Production, Jilin Normal University, Siping 136000, China）、Yuqi Pan（Jilin Provincial Key Laboratory for Plant Resources Science and Green Production, Jilin Normal University, Siping 136000, China）、Mingyue Sun（Jilin Provincial Key Laboratory for Plant Resources Science and Green Production, Jilin Normal University, Siping 136000, China）、Guangyuan Yao（Jilin Provincial Key Laboratory for Plant Resources Science and Green Production, Jilin Normal University, Siping 136000, China）、Shihan Feng（Jilin Provincial Key Laboratory for Plant Resources Science and Green Production, Jilin Normal University, Siping 136000, China）、Yidi Gai（College of Life Sciences, Jilin University, Changchun 130000, China）、Yize Zhao（Jilin Provincial Key Laboratory for Plant Resources Science and Green Production, Jilin Normal University, Siping 136000, China）、Xuechen Yang（State Key Laboratory of Ecological Safety and Sustainable Development in Arid Lands, Xinjiang Institute of Ecology and Geography, Chinese Academy of Sciences, Urumqi 830011, China）

※本記事は原著論文をもとに、日本語で要約・説明を加えた研究紹介です。 出典（原著論文）：Xiaowei Wei, Yuqi Pan, Mingyue Sun, et al. Solid Fermentation Products of Trichoderma viride Improve Soil Aggregation, Soil Nutrient Status and Plant Growth. Journal of Fungi（出版社：Multidisciplinary Digital Publishing Institute） 2026-09-19. DOI: 10.3390/jof12090701. 原著ライセンス：CC BY.