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徳島大・愛知製鋼・東大など、アルカリ性不良土壌で農作物を正常に生育させる肥料の開発に成功

発表日:2021年03月10日

不良土壌での農業を可能にする次世代肥料の開発に成功

■研究成果のポイント

・ 全世界の陸地の約3割を占めるアルカリ性不良土壌で農作物を正常に生育させる肥料の開発に成功した。

・ イネ科植物が根から分泌する天然の鉄キレート剤「ムギネ酸」を基に開発した、環境に優しい次世代の肥料である。

・ 世界的な食料難の解決"SDGsの「2.飢餓をゼロに」"につながる成果である。

全世界の陸地の約3分の1は農耕に適さないとされるアルカリ性不良土壌で占められています。アルカリ性不良土壌では鉄分が水に溶けない不溶態鉄として存在するため、植物は根から鉄分を吸収できずに枯れてしまいます。このため、アルカリ性不良土壌での農耕を可能にするためには、土壌中の不溶態鉄を溶かす農業用鉄キレート剤の開発が必要でした。今回、徳島大学大学院医歯薬学研究部の難波康祐教授らと愛知製鋼株式会社(代表取締役社長:藤岡高広)の研究グループは、石川県立大学生物資源工学研究所の小林高範教授ら、東京大学大学院農学生命科学研究科の中西啓仁准教授ら、北海道大学大学院理学研究院の谷野圭持教授ら、公益財団法人サントリー生命科学財団の村田佳子特任研究員らとの共同研究によって、イネ科植物が根から分泌する天然の鉄キレート剤「ムギネ酸」の化学構造を改良した環境調和型の鉄キレート剤「プロリンデオキシムギネ酸(PDMA)」を開発しました。本研究グループは、細胞活性試験、アルカリ性不良土壌でのイネの栽培試験、パイロット圃場試験などを通じて、PDMAがアルカリ性不良土壌でも農作物を正常に生育させる画期的な肥料であることを実証しました。PDMAは世界の食料問題を解決する手段の一つとして今後の実用展開が期待されています。

この研究成果は、3月10日付で英国の科学誌「ネイチャー・コミュニケーションズ」電子版に掲載されます。

(概要)

【背景】

全世界の陸地の約7割は農耕に適さない不良土壌とされており、そのうちの半分はアルカリ性不良土壌(参照:用語解説)とされています。アルカリ性不良土壌では、鉄分が水に溶けない水酸化鉄(III)(参照:用語解説)として存在しているため、植物は根から鉄分を吸収することが出来ず鉄欠乏症を引き起こします。アルカリ性不良土壌での農耕が可能となれば大幅な食料増産が期待できることから、アルカリ性不良土壌で水酸化鉄を溶かす農業用の鉄キレート剤(参照:用語解説)の開発がこれまで精力的に行われてきました。しかしながら、既存の人工鉄キレート剤では十分な効果は得られず、また土壌に残留するため環境への負荷が懸念されていました。一方、イネ科植物は鉄分を効率よく吸収するために、根からムギネ酸(参照:用語解説)と呼ばれる天然の鉄キレート剤を分泌することが知られています。しかしながら、ムギネ酸の発見から40年以上が経過したにも関わらず、ムギネ酸類を農業用鉄キレート剤(肥料)として利用する試みはほとんど行われてきませんでした。これは、ムギネ酸やその誘導体が天然から極微量にしか得られないため非常に高価であり、また土壌中で微生物によって容易に分解されることから、ムギネ酸を肥料として利用することは実質不可能と考えられてきたためでした。

※以下は添付リリースを参照

リリース本文中の「関連資料」は、こちらのURLからご覧ください。

添付リリース

https://release.nikkei.co.jp/attach/606261/01_202103091035.pdf

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