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2024年6月、理化学研究所、京都大学、科学技術振興機構（JST）の共同研究チームが、環境に優しい窒素肥料を開発したことを発表しました。この研究は、光合成細菌を使って、従来の化学肥料に代わる持続可能な肥料を作るというものです。農業分野では特に注目されており、これからの食糧生産や環境保護に大きな影響を与える可能性があります。
研究の中心となったのは、「Rhodovulum sulfidophilum」という海洋性の非硫黄紅色光合成細菌。この細菌は、空気中の窒素や二酸化炭素を取り込み、それを「バイオマス」として活用できるんです。今回の研究では、このバイオマスが約11％もの窒素を含んでいて、無機肥料の代替として十分に利用できることが明らかになりました。実験では、従来の無機肥料の4倍に相当する量を使っても、植物（コマツナ）の発芽や成長に全く悪影響が見られなく、有効性が伺えます。
光合成細菌を利用した持続可能な窒素肥料の背景と研究の意義
窒素は、植物の成長に欠かせない栄養素ですが、空気中に豊富に存在する窒素を直接利用できる植物は少ないです。
だからこそ、これまでは化学的に合成された無機肥料に頼っていたのですが、その製造過程や使用後の環境への負荷は、深刻な問題となっています。例えば、過剰に使用された肥料は土壌や水系に流れ出し、温室効果ガスの一因となることもあります。
そんな中、光合成細菌を利用した今回の研究は、環境に優しい窒素供給源として、持続可能な農業の実現に向けた大きな一歩となるかもしれません。
光合成細菌を利用した持続可能な窒素肥料の研究の成果
研究チームは、この細菌を破砕・乾燥させてバイオマスに加工し、その肥料としての効果を詳しく検証しました。
バイオマスの窒素含有量
バイオマスは、窒素含有量が非常に高く、一般的な有機肥料よりも効率よく植物に栄養を与えることが期待されます。
実際、コマツナの実験では、無機肥料と同等の成長を示し、低温や高温といった様々な栽培環境でも優れた効果が確認されました。また、この肥料は、無機肥料と比べて窒素の放出がゆっくりなので、植物が長期にわたって栄養を吸収できるんです。
光合成細菌を利用した持続可能な窒素肥料の今後の展望
今後は、バイオマスの大量生産や保存期間、さらには商業的な利用の可能性についても研究が進められていく予定です。
長期的には、この肥料が無機肥料の代わりとして、農業の環境負荷を大幅に減らす可能性が期待されています。
この研究成果は、国連の「持続可能な開発目標（SDGs）」にも貢献するものであり、特に「飢餓をゼロに」や「気候変動に具体的な対策を」といった目標の達成に向けた一助となると考えられます。
これからの持続可能な農業がどう発展していくのか、とても楽しみです。
参照：理化学研究所
