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窒素固定細菌とは? 「空気を肥料に」

出典:Minorasu

 

 近年、環境負荷の少ないサステナブル(持続可能)な農業の実現が、世界的な課題とされています。その課題解決の救世主として注目されているのが、「窒素固定細菌」です。窒素固定細菌の活用で、化学肥料の過剰施用を抑えながら、高い地力を維持する効果が期待されています。

窒素固定細菌(窒素固定菌)とは

 「窒素固定細菌」は、植物が窒素を吸収するために重要な役割を担う微生物です。その特性を知って正しく農業に取り入れることで、地力向上や施肥量の適正化、環境負荷軽減などの効果が期待できます。本記事では、窒素固定細菌の特徴や研究動向を解説します。

「窒素固定細菌」は、持続可能な農業を実現する手段の1つとして注目を浴びており、日本はもとより世界各国のさまざまな機関で研究が進められています。

 ここでは、窒素固定細菌について、生態や農業との関わりに触れながら解説します。

アゾトバクターなど、“大気中の窒素を窒素化合物にできる”微生物

 窒素固定細菌とは、空気中の「窒素」を利用して有機窒素化合物である「アンモニア」を合成できる微生物の総称です。空気中の窒素からアンモニアなどの窒素化合物を合成することを「窒素固定」といいます。

 窒素固定細菌は、植物との関係性によって大きく2種類に分けられます※。

 1つは、大豆などのマメ科植物やヤマノイモ科植物を宿主として共生し根粒を作る「根粒菌(リゾビウム)」や葉粒菌などで、「共生窒素固定菌」といいます。

 共生窒素固定菌は、単独では空気中の窒素固定をしません。宿主植物と共生することで初めて窒素固定が行われます。

 もう1つは「単生窒素固定菌」といい、アゾトバクターやクロストリジウム、光合成細菌、シアノバクテリア(らん藻)などが含まれます。これらは土壌や水などの中に広く生息し、単独で窒素固定を行います。

 ただし、単生窒素固定菌の中でもいくつかの種類は、植物の根圏の土壌や根の表面に集まって生息し、ゆるい共生関係を持ちます。
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