アグロフォレストリーはバナナの土壌病害を防止できるのか？

1.共同研究機関

2.研究期間

2020～2022年度 JSPS科研費

3.責任者

藤井 一至（立地環境研究領域）

4.研究の背景

東南アジアでは熱帯林伐採後のバナナの単一栽培は、土壌劣化（有機物の減耗）によって病害リスクを増加しています。在来のマメ科樹木を農園に導入するアグロフォレストリーは土壌改良と病害予防を両立する有効な技術となることが期待できます。申請者らはこれまでに、マメ科樹木の導入には土壌有機物量の回復効果と土壌酸性化の問題があることを確認していますが、酸性化にはバナナに必要なケイ酸供給と病害抵抗性を高める効果も期待できます。

5.研究の目的

土壌酸性化をバナナの病害予防に活用するとともに、土壌有機物量の回復によって病原菌・ウイルスと拮抗する微生物群集の多様性を高めることで病害リスクを低減できる可能性があります。本研究では、アグロフォレストリーの土壌改良および病害防止効果を検証し、土壌酸性化とバナナ病害リスクを低減できる最適なシステム（植栽密度・年数、土壌条件）を構築します。

6.研究内容

本研究では以下の内容を行います。

（1）マメ科樹木とバナナの植栽密度による土壌有機物量・土壌酸性化の予測
（2）バナナの病害に関与する微生物遺伝子の探索
（3）土壌酸性化とバナナ病害の抑制できるマメ科樹木とバナナの植栽密度の最適化

7.得られた研究成果

病害を受けたバナナでは健康なバナナよりも葉中のケイ素含量が低いことをフィリピンで確認し、インドネシアではアグロフォレストリーや土壌タイプによってバナナ葉中のケイ素含量が異なることを解明しました。アグロフォレストリーによって土壌微生物の多様性が増加し、フザリウム菌が減少することも明らかにしました。

マメ科樹木を農園に導入したアグロフォレストリーサイト

マメ科樹木の葉はヤギの飼料となる

8.研究成果の利活用

アグロフォレストリーや土壌タイプによってケイ素含量や土壌微生物群集が異なることを解明した研究成果は進行中のフィリピンにおける病害抑制研究に活用されています。

9.研究論文

Fujii K, Toma, T., Sukartiningsih (2021) Comparison of soil acidification rates under different land uses in Indonesia. 465. Plant and Soil 1-17.

Fujii, K., Ichinose, Y., Arai, K., Komatsu, K., Hayakawa, C., de Guzman Alvindia, D., Hartono, A. (2023). Effects of soil types and fertility management practices on soil silicon availability and banana silicon uptake. Soil Science and Plant Nutrition, 1-7.

Zheng, J., Sakata, T., Fujii, K. (2023). Deciphering nitrous oxide emissions from tropical soils of different land uses. Science of The Total Environment, 862, 160916.