2,000年前の土壌がアマゾンの熱帯雨林の生命線となる可能性

酸素を生産する密林から「地球の肺」と呼ばれるアマゾンは、地球上の炭素を 1,320 億トン吸収することができます。しかし、1970 年代以降、アマゾンの 30,000 平方マイル以上が失われました。森林破壊、農地開拓、気候変動による山火事などがこの地域に深刻な被害をもたらし、1988 年以降、毎日約 10,000 エーカー (カリフォルニア州の面積とほぼ同じ) の森林が破壊されています。

しかし、まだ救う時間はある。そして今、科学者たちはアマゾンの森林再生だけでなく、世界中の枯渇した森林の再生にも役立つ「秘密兵器」を手に入れたかもしれない。その秘密兵器は、この地域の過去の土壌から採取されたものだ。

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紀元前450年から紀元後950年ごろまで、現在のアマゾニア沿いに暮らす人々は、何世代にもわたってもともと痩せていた土壌を変貌させてきた。低強度の火で調理したり、ゴミ、動物の骨、陶器の破片、堆肥、肥料を燃やしたりしてできた木炭で土壌は豊かになった。こうした過程によって肥沃になったのが、アマゾンの黒土（ADE）、またはテラ・プレタである。この非常に肥沃な黒土は、木炭由来の栄養分と安定した有機物に富んでいる。5月5日にFrontiers in Soil Science誌に発表された研究によると、この黒土は現在、それが形成されたのと同じ地域で森林再生に役立っている可能性があるという。

「ADE は栄養価が高く、土壌微生物群に有益なバクテリアや古細菌が存在するため、ADE を使用すると牧草地や樹木の成長を促進できることをここで示しています」と、ブラジルのサンパウロ大学農業原子力エネルギーセンターの大学院生で共同執筆者のルイス・フェリペ・ザガット氏は声明で述べた。「これは、ADE を非常に肥沃にする『成分』に関する知識が、生態系回復プロジェクトのスピードアップに応用できることを意味します。」

研究チームの主な目的は、ADE、つまり究極的にはADEを模倣して人工的に作られた微生物叢を持つ土壌が、森林再生をどのように促進できるかを研究することだった。この研究を行うために、研究チームは研究室で管理された実験を行い、森林破壊地域の牧草地が森林状態に積極的に復元される際に土壌で起こる生態学的遷移を模倣した。

研究者らは、ブラジルのアマゾナス州にあるカルデイラオ実験研究ステーションからADEを採取した。実験の対照土壌は、サンパウロ州にあるルイス・デ・ケイロス高等農業学校のものだった。研究者らは、現在のアマゾナス州の平均気温（71～82ºF）を超える地球温暖化を予測するため、平均気温94ºFの温室内で、36個の鉢に約6.6ポンドの土を入れた。

ポットの 3 分の 1 には対照土壌のみを入れ、別の 3 分の 1 には対照土壌と ADE を 4 対 1 の割合で混ぜたものを入れ、最後の 3 分の 1 には ADE 100% を入れた。牧草地を模倣するため、ブラジルの家畜の一般的な飼料であるパリセード グラスの種を植えた。苗木は 60 日間成長させてから、草を刈り取り、土壌に根だけが残るようにした。

その後、3 つの土壌のそれぞれに、アンベイ パンプウッド (Peltophorum dubium) と呼ばれる定着種の木の種子、またはセドロ ブランコの種子が植えられました。

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種子は発芽し、90日間成長した後、研究チームは種子の高さ、乾燥質量、根の伸びを測定した。また、実験期間中の土壌のpH、微生物の多様性、質感、有機物（カリウム、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、硫黄、ホウ素、銅、鉄、亜鉛）の濃度の変化を数値化した。

当初、ADE は対照土壌よりも多くの栄養素を示し、リンは約 30 倍、マンガンを除くその他の測定された栄養素はそれぞれ 3 ～ 5 倍でした。ADE は pH も高く、砂とシルトが多く含まれていましたが、粘土は少なかったです。

実験後、対照土壌の栄養分は実験開始時よりも減少しましたが、これは植物による吸収を反映しています。しかし、100 パーセント ADE 土壌は対照土壌よりも栄養分が豊富で、20 パーセント ADE 土壌の栄養分レベルは中間でした。

ADE が 20 パーセントおよび 100 パーセントの土壌では、対照土壌よりも細菌と古細菌の両方の生物多様性が高まりました。

「微生物は土壌の化学粒子を植物が吸収できる栄養素に変えます。私たちのデータは、ADE には土壌のこの変換に優れた微生物が含まれており、植物の発育に多くの資源を提供していることを示しています」と共同執筆者でサンパウロ大学の分子生物学者アンダーソン・サントス・デ・フレイタスは声明で述べています。「たとえば、ADE の土壌には、パエニバシラ科、プラノコッカス科、ミクロモノスポラ科、ヒフォミクロブラス科の細菌科の有益な分類群が多く含まれていました。」

さらに、土壌に ADE を加えると、植物の成長と発育が改善されました。対照土壌と比較して、パリセードグラスの乾燥質量は、20 パーセント ADE 土壌では 3.4 倍、100 パーセント ADE 土壌では 8.1 倍増加しました。

これらの結果は、ADE が植物の成長を促進できることを研究チームに確信させるのに十分でしたが、いくつかの注意点もあります。

「ADE は蓄積するのに何千年もかかっており、使用された場合、自然界で再生するのにも同じくらいの時間がかかる」と、共同執筆者でサンパウロ大学の分子生物学者であるシウ・ムイ・ツァイ氏は声明で述べた。「私たちの推奨は、ADE そのものを利用するのではなく、将来の生態系回復プロジェクトで使用するために、ADE の特性、特に微生物を模倣することです。」