加温せず土壌を用いたハウスにおける堆肥と植物生長促進根圏細菌によるキュウリ生産の向上

なぜキュウリと土壌生物が重要か

キュウリはサラダの定番作物ですが、ハウス栽培では合成肥料に依存しがちで、長期的には土壌や水環境に悪影響を及ぼすことがあります。本研究は、日常的に得られる有機資源――再生廃棄物から作った堆肥と有用な土壌細菌――が、環境負荷を抑えつつキュウリの収量を維持できるかを検証します。これらの生物的資材を組み合わせて評価することで、土壌生物学を活かした農業が生産者の収入と環境保全の両立に寄与できることを示しています。

廃棄物を土壌資源に変える

堆肥は基本的に有機廃棄物を再生処理して得られる、黒っぽく崩れやすい土壌改良材です。土壌構造を改善し、水分や養分の保持を高め、流出による汚染を軽減します。本実験では、西トルコの加温していないポリエチレンハウスの表層10cmに、混合有機残渣から作った堆肥を施用しました。施用量は無施用から比較的多めまでの4段階で、商業用ハウス品種の接ぎ木キュウリを用いた実生産条件下で試験しました。目的は、作物に有益な効果を得られる堆肥量の目安を探ることでした。

根の周りに有用な細菌を導入する

堆肥と併せて、研究チームは根圏に自然に生息する2種類の植物有益細菌、Bacillus subtilisとPseudomonas fluorescensを扱いました。これらの微生物（植物成長促進根圏細菌）は、土中の栄養を利用可能にしたり、根の生長を促す物質を放出したり、時に植物のストレス耐性を助けたりします。研究者たちは若苗の根域にこれらの細菌を2回施用し、堆肥量の違いと各細菌の有無を組み合わせた処理を作成しました。その後、根と地上部の生長、収量、果実品質、葉中の主要栄養素濃度を追跡しました。

根・栄養・収量に現れた変化

最も顕著な変化は地下部と植物の栄養状態に現れました。堆肥と細菌の併用は、根の鮮重および乾重を増加させ、植物により多くの「地下の装置」を与えて水や無機養分の吸収能力を高めました。葉の詳細な分析では、特にP. fluorescensを用い、かつ堆肥施用量が高い処理でマグネシウムとリンが顕著に増加しており、これらは植物のエネルギー代謝や糖の移動に密接に関連する栄養素です。主成分分析と呼ばれる統計手法は、特にマグネシウムが1株当たりの果実数や平均果重と強く結びついていることを示し、栄養改善が収量向上につながった理由を説明しました。

堆肥と細菌の適正点を見つける

すべての組み合わせが同じ効果を出したわけではありません。最も良好な結果を示した処理は、1平方メートル当たり200gの中程度の堆肥施用とP. fluorescensの接種を組み合わせたものであり、堆肥も細菌も施していない区と比べて商品価値のあるキュウリ収量を約9%向上させました。堆肥を多めに単独で施すと、収量よりも地上部の葉茎成長や果実の硬さが高まる傾向があり、単に有機物を多く投入するだけでは葉葉化が進み果実生産が相対的に伸びない可能性が示唆されます。これに対し、P. fluorescensを含む処理は根の強化、養分吸収、果実生産に重心を移し、果実の見た目（大きさ、色、甘さなど）に大きな変化はもたらしませんでした。

生産者と消費者にとっての意味

生産者にとって、本研究は実用的な堆肥と適切な根圏細菌の組み合わせが、商業的なハウス栽培でも収量を押し上げつつ土壌の健全性を高め得ることを示しています。推奨される実践は、1平方メートル当たり200gの堆肥施用とP. fluorescensによる接種で、飲料水涵養域のような敏感な地域で合成肥料への依存を減らす現実的な一歩となります。消費者や政策立案者にとっても、生産性を犠牲にすることなく持続可能なハウス野菜生産が可能であるという証拠を補強します。著者らは、今後の研究では他の土壌条件、乾燥や塩害ストレス下、より低い肥料投入での試験を行い、長期的かつ資源・気候面でより適合したキュウリ生産の指針を精練すべきだと述べています。

引用: Memelİ, İ., Tüzel, Y., Durdu, T. et al. Enhancing cucumber production through compost and plant growth promoting rhizobacteria in an unheated soil based greenhouse. Sci Rep 16, 6742 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36907-2

キーワード: ハウス栽培キュウリ, 堆肥, 有益な土壌細菌, 持続可能な施肥, 植物栄養