化学肥料に依存しない作物生産技術を開発し
未来の食糧生産や人類の生存に貢献する
三重大学 生物資源学研究科 教授
関谷 信人 先生
作物生産を支える化学肥料に限界がやってきた
第二次世界大戦以降の爆発的な人口増加で世界的な食料不足の懸念が広がったものの、「緑の革命」による作物生産量の増加で、その懸念は大きく払拭されました。「緑の革命」は様々な技術により支えられていますが、中でも化学肥料の投入は最も重要な技術の一つであったと言えます。今では世界のありとあらゆる作物生産において、化学肥料の投入を前提とした栽培技術が作りあげられています。
しかし、農地に投入される化学肥料のうち作物に吸収される割合は多く見積もっても50～60％程度、肥料の種類によっては10％に満たない場合もあります。すなわち、化学肥料を投入するということは、肥料の合成過程で消費した多量のエネルギーを農地へ廃棄しているような側面があるのです。作物に吸収されることなく周辺環境へ流出する肥料成分は、地下水汚染や湖沼の富栄養化を引き起こすことも指摘されています。また、肥料の原料となる鉱物資源は今世紀中に枯渇するとも予測されています。ここ10年ほど世界の肥料価格は上昇し続け、ウクライナ危機がその傾向に拍車を掛けたことで、肥料を輸入に依存する我が国の農業は大きな打撃を受けています。このように、農地への化学肥料の投入は二重三重の環境負荷だけではなく、農業経営にも大きな負荷をかけ始めているのです。今や、化学肥料に代わる作物生産技術の開発は、今後の食料生産ひいては人類の生存に大きく貢献することが自明になりつつあります。
各分野の専門家、自治体、農家が一体となり
新しい作物生産技術の確立に挑む
そこで私は、化学肥料に依存しない、気候変動下でも持続可能な作物の生産技術について研究しています。作物は生育に必要な養分の大部分を肥料ではなく土壌有機物から獲得しています。基本的に、土壌有機物は微生物によって分解され、無機栄養の状態になって初めて作物に吸収されます。微生物が有機物を分解する速度は周辺の温度によって大きく変動するため、地球温暖化は、分解を加速させ、短期的には栄養の吸収量を増加させる一方で、長期的には過剰な分解によって土壌有機物が消耗する可能性も指摘されています。私たちは、作物が土壌有機物から無機栄養を獲得する過程を詳細に調査することで、化学肥料へ過度に依存した現代の作物生産技術を改善し、気候変動に適応できる作物生産技術を確立しようとしています。この大きな課題に挑むため、作物学、土壌学、微生物学、食品化学、農業経済学の専門家に加えて、自治体関係者や農家で構成されるチームを立ち上げ、一体となって研究に取り組んでいます。また、大学内に造成した試験農地だけではなく、実際の農地を対象に分析を進めることで、現実の作物生産活動に還元可能な成果を出すように努めています。
農学が栄えても農業が滅んでは意味がない
私は大学院から博士研究員までの約7年間にわたり、植物生理学の立場から植物の水吸収について研究していました。水不足や乾燥ストレスが作物生産において大きな問題であることに間違いはありません。しかし、私自身が関心を寄せていた気孔の挙動や根の通水性とそれらの相互作用について追求し続けていても、実際の作物生産に大きく貢献しているという実感を持てず、将来的にも貢献できないのではないかと、強い焦燥感を抱えていました。そうした中、国際協力機構（JICA）の専門家としてタンザニアに着任し、現地で役人として農業政策や農業技術普及事業の計画立案に携わるうちに、研究対象を絞り込めば、私自身の科学的知識や能力を実際の作物生産に役立てられる、という可能性を見出しました。その後、縁あって三重大学に着任することとなり、それまで頭の片隅で何となく意識していた化学肥料の限界という問題に正面から向き合うことで、実際の作物生産に大きく貢献する研究に取り組もうと決意しました。着任後は「農学栄えて農業滅ぶ」、この言葉を指針に進むべき道を選択してきました。これは横井時敬（東京農業大学初代学長）が鳴らした警鐘、日本の農業教育は「農業関係者の育成ばかりで農業経営者を育てる視点に欠けている」という指摘です。私がタンザニアへ着任する以前に抱いていた焦燥感は、まさにこの言葉に根差していたと言えます。自治体関係者や農家を巻き込んだ研究チームを結成したことも、そうした選択肢の一つです。研究課題の抽出や研究方針において実際の作物生産とかけ離れた内容になることはなく、少しずつではありますが成果も現場に採用され始めています。未だ道半ばではありますが、研究の成果が直接的に産業へ影響していることを実感できる点は面白さ・やりがいになっています。
関谷先生からのメッセージ
私は高校で国立文系コースに在籍していました。経済学部を目指した現役時代は受験に失敗し浪人することになりますが、これが人生の転機でした。メディアを通じて冒険家であり作家の故C.W.ニコルさんと出会い、彼の生き様に憧れ、農学部進学、つまり文系から理系への転換を決意したのです。入学後は理系科目を理解するのが大変でしたが、一方で本当に学びたいと思った分野を学べる楽しさが勝り、あまり苦しいとは感じませんでした。受験生の皆さんには、多くの情報と出会い、私のように本当に「学びたい」と思える分野を見つけてほしいと思います。ただし、私がそうであったように、最初の選択が正しいかどうかはわからず、時には選択を見つめ直すことも重要です。そして、場合によってはその選択を途中で変更する勇気も持ってほしいと思います。
三重大学 生物資源学研究科
関谷 信人先生の研究室
https://crop.glocal.bio.mie-u.ac.jp/
https://www.mieu-hcd2022.jp/pages/laboratoryArticles.html
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