著者の所属・活動拠点の国は、マレーシア、インドです。

掲載誌：Tropical Life Sciences Research

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

研究の目的

水耕栽培は、土の代わりに養分を溶かした水で作物を育てる方法です。研究チームによると、水耕栽培には病害の抑制や水・資源の効率的な管理といった利点があります。一方で、設計が不十分なシステムでは養液中の養分の多くが使われないまま排出され、環境に負担をかける場合があります。そこで研究チームが注目したのが「バイオスティミュラント」です。これは、作物の養分吸収やストレスへの耐性を高め、品質のよい収穫につなげることを狙って使う資材です。

微細藻類やシアノバクテリア（光合成を行う細菌の仲間）は、多糖類、アミノ酸、ビタミン、抗酸化物質、植物ホルモンなどを作るため、バイオスティミュラントの候補とされています。研究チームは、緑藻のクロレラ（Chlorella vulgaris）と、スピルリナとも呼ばれるシアノバクテリアのアルスロスピラ（Arthrospira platensis）の2種類を取り上げました。目的は、水耕栽培のチンゲンサイ（パクチョイ）の草丈、重さ、葉の数、色素、光合成の働きに、これらの藻類がどう影響するかを評価することです。あわせて、藻類を加えることで水耕栽培の貯水槽の水質や養分がどう変わるかも調べました。チンゲンサイを選んだのは、生育が速く栽培期間が短いうえ、土を使わない栽培にもよく適応するためです。

何を、どのように調べたか

研究は3段階で進められました。微細藻類の培養、チンゲンサイの種子の発芽、水耕栽培での生育・藻類・水質の評価です。クロレラはマラヤ大学の培養株コレクションから入手した株を使い、アルスロスピラは市販の株を使いました。どちらも実験室の条件に慣らしてから、それぞれに適した培地で培養しました。培養条件は、明暗12時間ずつの光周期、約25℃、常時通気です。

水耕栽培では3つの条件を比べました。藻類を加えない対照、クロレラを加えた区、アルスロスピラを加えた区です。生育は4週間にわたって記録しました。草丈、重さ、葉の数、葉の長さは、各条件10株ずつ測りました。光合成の働き、色素（クロロフィルaとカロテノイド）、水質は、各条件3反復で分析しました。光合成の指標には、葉が受けた光エネルギーをどれだけ効率よく光合成に使えるかを示すFv/Fmなどを用いています。

水質の項目は、溶存酸素、電気伝導度、濁度、pH、酸化還元電位、化学的酸素要求量（COD）です。CODは、水中の有機物の多さを示す目安です。さらに、リン酸態リン、硝酸態窒素、アンモニア態窒素の濃度も測定しました。条件と時間の影響は、二元配置分散分析と多重比較を使って統計的に検討しています。

主な報告結果

研究チームによると、2種類の微細藻類はいずれも、合成肥料を使わない水耕栽培でチンゲンサイの生育を支えました。特にクロレラは、アルスロスピラと比べて草丈、バイオマス（植物体の量）、光合成の効率を高めました。クロレラは、茎葉や根の発達を含むほとんどの生育項目で、アルスロスピラを一貫して上回ったとされています。

光合成については、どちらの藻類を加えた区でもFv/Fmが上昇しました。色素では、カロテノイドの量がクロレラ区で多く、アルスロスピラ区では色素の蓄積が比較的少なくなりました。アルスロスピラは本来フィコシアニンなどの色素を多く作る生物です。研究チームは、今回は環境要因や水耕システム内での相互作用によって、その合成が抑えられた可能性があると考えています。

養分については、アルスロスピラ区のアンモニア態窒素とリン酸態リンの濃度が、クロレラ区より低くなりました。研究チームは、この養分の制約のために、アルスロスピラが新しい環境に慣れる段階から活発に増える段階へ移るのが遅れた可能性を指摘しています。リン酸態リンは、4週目までにすべての条件でゼロまで下がりました。研究チームはこれを植物による吸収と解釈しており、同じ時期に植物体の量も増えていました。硝酸態窒素の濃度は実験期間中に増減しましたが、クロレラ区ではより速く安定して吸収されたと報告されています。

水質の結果もあります。クロレラ区の濁度は3週目に最も高くなり、4週目には下がりました。一方、アルスロスピラ区の濁度と溶存酸素の推移からは、水を澄ませる働きや酸素を供給する働きが弱いことがうかがえました。pHはすべての条件で安定していました。CODもすべての条件で低下し、低下が最も目立ったのはクロレラ区でした。

この報告が示すこと

研究チームは、2種類の微細藻類はいずれも植物の生育や養分の動きの一部を改善しうると結論づけています。そのうえで、チンゲンサイの水耕栽培用のバイオスティミュラントとしては、クロレラのほうが全体として有望だとしています。クロレラが優れていた理由としては、オーキシン、サイトカイニン、ジベレリンといった植物ホルモンを豊富に含むことが考えられるとしています。また、作物や栽培システムの条件に合わせて藻類の種類を選ぶことが重要だとも述べています。

論文は、この研究を、水耕栽培での微細藻類の役割について予備的な知見を示すものと位置づけています。限界として、複数の項目で反復数が3と少なかったことを挙げています。これは空間や資源の制約によるもので、結果は慎重に解釈すべきだとしています。また、今回の結果はチンゲンサイに限ったものであり、植物の種類や環境条件が変われば異なる結果になりうると明記しています。

原著論文の著者・所属：Isha Rasheed（School of Biosciences, Faculty of Health and Medical Sciences, Taylor's University, 47500 Subang Jaya, Selangor, Malaysia）、Fong-Lee Ng（Centre for Active Living, Taylor's University, 47500 Subang Jaya, Selangor, Malaysia; Food Security and Nutrition Impact Lab, Taylor's University, 47500 Subang Jaya, Selangor, Malaysia; School of Biosciences, Faculty of Health and Medical Sciences, Taylor's University, 47500 Subang Jaya, Selangor, Malaysia）、Ming-Li Teoh（Centre for Active Living, Taylor's University, 47500 Subang Jaya, Selangor, Malaysia; Food Security and Nutrition Impact Lab, Taylor's University, 47500 Subang Jaya, Selangor, Malaysia; School of Biosciences, Faculty of Health and Medical Sciences, Taylor's University, 47500 Subang Jaya, Selangor, Malaysia）、Nallammai Singaram（Centre for Active Living, Taylor's University, 47500 Subang Jaya, Selangor, Malaysia; Food Security and Nutrition Impact Lab, Taylor's University, 47500 Subang Jaya, Selangor, Malaysia; School of Biosciences, Faculty of Health and Medical Sciences, Taylor's University, 47500 Subang Jaya, Selangor, Malaysia）、Georgepeter Gnana kumar（Department of Physical Chemistry, School of Chemistry, Madurai Kamaraj University, Madurai-625021, Tamil Nadu, India）、Fiona Seh-Lin Keng（Institute of Biological Sciences (ISB), Faculty of Science, Universiti Malaya, 50603 Kuala Lumpur, Malaysia; Institute of Ocean and Earth Sciences, Universiti Malaya, 50603 Kuala Lumpur, Malaysia）、Sze-Looi Song（Institute for Advanced Studies, Universiti Malaya, 50603 Kuala Lumpur, Malaysia）

※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）：Isha Rasheed, Fong-Lee Ng, Ming-Li Teoh, et al. Effect of Microalgal Biostimulants (Chlorella vulgaris and Arthrospira platensis) on the Growth Performance of Pak Choy in a Hydroponic System. Tropical Life Sciences Research（出版社：Penerbit Universiti Sains Malaysia） 2026-10-28. DOI: 10.21315/tlsr2026.37.3.5. 原著ライセンス：CC BY.