コンゴ盆地でのマメ類との混作はトウモロコシ収量を増やすが温室効果ガス排出は増やさない

コンゴ熱帯雨林で食糧需要と気候をどう両立させるか

コンゴ盆地は世界有数の大規模な熱帯雨林を抱えますが、急増する人口が食料生産のために土地を開墾し、とくにトウモロコシの栽培面積を広げています。本研究は差し迫った問いを投げかけます：農家は既存の耕地からより多くのトウモロコシを収穫できるのか、しかも地球を温めるガスを大幅に増やさずに？ 実際の小規模農家が採用しうる簡単な変化を比較することで、研究者たちは収量を上げつつ気候と周辺の森林を守る方法を探っています。

なぜ森林の縁が重要か

コンゴ盆地の森林は膨大な量の炭素を貯蔵し、何百万もの人々の生計を支えています。しかし新たな森林破壊の多くは、焼畑や低投入型の農法を用いる家族によって切り開かれる小規模な圃場から生じます。酸性で肥沃度の低いこれらの土壌では収量が限られるため、農家は既存の圃場からより多くの穀物を得ようとするよりも新たに森林を伐採することを選びがちです。既存の畑の生産性を高めれば森林への圧力を和らげられる可能性がありますが、土壌からの一酸化二窒素やメタンなど強力な温室効果ガスの大幅な放出を招いては意味がありません。

農家が実行できる単純な対策を試す

カメルーンで研究チームは森林端に三つの小さなトウモロコシ圃場を設置し、二作にわたって追跡しました。一つは現地の慣行である無施肥のトウモロコシ（対照）。二つ目は根で大気中の窒素を取り込めるマメ類をトウモロコシと混植したもの。三つ目は中程度の量の無機窒素肥料を施したトウモロコシで、より従来型の「緑の革命」的手法への一歩を表します。近くの二次林は自然な温室効果ガス水準の参照として使われました。科学者たちはトウモロコシの収穫量、全植物バイオマス、土壌と大気の間での二酸化炭素・一酸化二窒素・メタンの連続的な交換を追跡しました。

より多い穀物、異なる気候コスト

いずれの集約化戦略も無施肥トウモロコシに比べて収量を押し上げました。マメ類との混作はトウモロコシの粒収量を約40％増やし、全植物バイオマスも増加させ、加えてタンパク質に富むマメの追加収穫をもたらしました。無機肥料はトウモロコシ収量を二倍以上にし、最も多い植物バイオマスを生み、これらの土壌で窒素追加に対する作物の強い反応を裏付けました。しかし土壌の温室効果ガス排出の反応は大きく異なりました。マメ類との混作では一酸化二窒素の排出は低く、無施肥トウモロコシと同程度にとどまり、土壌はほぼ同じ速度で大気からメタンを吸収し続けました。対して肥料を施した区画では一酸化二窒素の排出が概ね五倍に跳ね上がり、近隣の森林土壌で測定された値を超えることさえあり、土壌のメタン吸収能力は弱まりました。

土壌の内部を詳しく見ると

土壌の詳しい観察がこれらのパターンを説明します。すべての耕地は既に森林と比べて有機炭素を一部失っており、過去の伐採を反映しています。肥料を施しても、土壌中で測定される無機窒素は通常低く、植物と微生物が施用された窒素をすばやく取り込んでいることを示しました。豪雨が施肥に続くと土壌の孔隙が水で満たされ、酸素の少ない箇所が生じ、そこで微生物が窒素を一酸化二窒素に変換して大気に放出します。こうした湿潤で暖かい熱帯条件では、1キログラムの施肥窒素が一酸化二窒素排出に与える影響が、より乾燥したアフリカの地域よりもはるかに大きくなるため、追加したトウモロコシ1トン当たりの気候コストが異常に高くなります。

より賢い集約化の選択

選択肢を公平に比較するため、研究者たちはトウモロコシ粒1トン当たりおよび収穫タンパク質1トン当たりの一酸化二窒素排出量を算出しました。両方の尺度で、トウモロコシ–マメ混作が最も優れていました：食糧とタンパク質の供給を増やしつつ、収量単位当たりの排出は最も低く抑えられました。施肥したトウモロコシは最も多くの穀物を供給しましたが、トン当たりの排出も最も高く、世界のトウモロコシ平均を大きく上回りました。言い換えれば、この湿潤な森林地域では無機肥料だけで収量を押し上げることは、既存の圃場から強い温室効果ガス排出を招き、森林保全とのトレードオフを生むリスクがあるということです。

農家と森林にとっての意義

コンゴ森林地帯沿いの地域社会にとって、本研究はトウモロコシに窒素固定性のマメ類を混植することが有力な「中道」の選択肢になり得ることを示唆します。それは収量格差を完全には埋めませんが、トウモロコシの収量を改善し、タンパク質豊富な食糧を追加し、メタン吸収を維持し、無機肥料で見られる一酸化二窒素の急増を回避します。肥料が高価で供給網が脆弱であり、土壌が湿った際に高い排出をしやすい場合、マメ類の混作は農地の気候負荷や森林のさらなる伐採圧を大きく高めずにより多くの食料を生産する実践的でリスクの低い道を提供します。

引用: Kwatcho Kengdo, S., Djatsa, L.D., Njine-Bememba, C.B. et al. Intercropping with legumes in the Congo Basin increases maize yields but not greenhouse gas emissions. npj Sustain. Agric. 4, 38 (2026). https://doi.org/10.1038/s44264-026-00146-9

キーワード: コンゴ盆地の農業, トウモロコシ–マメ類混作, 一酸化二窒素排出, 熱帯小農の農業, 持続可能な強化