アグリフルの力：植物と土壌の健康を科学的に向上させるVol.2（全3回）

チュートリアル更新日：2024年8月21日

当記事では、YouTubeチャンネル「味の素グループアミノ酸肥料ch」で公開されている動画「【科学的/徹底解説】Agriful（味の素KKフルボ酸資材）とは何か？目から鱗の作用メカニズムが全てわかる！科学的見地からのハイレベル講義。」の内容をテキスト化してご案内しています。

前回のVol.1ではアグリフルの基本情報として、バイオスティミュラントの概念とその重要性、またアグリフルの成分に着目して解説しました。アグリフルがどのようなバイオスティミュラント製品なのか、特徴や主要成分、成分ごとの役割についてご理解いただけたかと思います。

Vol.2となる今回は、アグリフルの施用で得られる効果について着目していきます。アグリフルは植物栽培において、多面的な効果を発揮するバイオスティミュラントです。植物に対する具体的な効果と土壌や生態系に与える効果について細かく解説していきますので、ぜひ最後までご覧ください。

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アグリフルの多面的な効果

アグリフルを植物や土壌に施用することで、多方面において様々な効果が期待できます。アグリフルに配合される成分により、土壌中の微生物を活性化させて土壌環境を整える効果のほか、植物自体の成長促進効果も得られます。土壌と植物、どちらにも有益なのがアグリフルの特徴です。具体的な効果は以下のとおりです。

土壌	土壌構造の改善 pH値の調整有益微生物の活性化
植物	植物の成長調整病害虫に対する抵抗力の強化環境ストレス耐性の向上

以下ではアグリフルが持つ多面的な効果について解説します。

アグリフルが植物に与える効果についての具体的な例

初めに、植物に対する効果について解説します。アグリフルには植物ホルモンを調節する作用のほか、害虫への抵抗力の強化、気温や塩害といった栽培環境から受けるストレスへの耐性向上といった効果があります。

次に、アグリフルが与える効果について詳しく見ていきましょう。

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成長調節

アグリフルが植物に与える効果の1つ目は、植物の成長調節です。アグリフルに配合される豊富な成分どうしが互いに有効に働くことで、特に根の成長促進効果が見込めます。その効果が発揮された一例がありますので、次の写真をご覧ください。

この写真は、アグリフルの施用による苗の成長度合いを比較したものです。左の写真はアグリフル未施用のもの、右の写真はアグリフルを施用して栽培したものです。両方の植物を比べてみると、根の成長度合いが明らかに異なり、違いは一目瞭然です。アグリフルを施用していない方は根が十分に成長していない印象を受けます。反対に、アグリフルを施用した植物は根がしっかりと成長しているのがわかります。

さらに次の写真をご覧ください。

こちらは中国にある苗床の様子です。この時期に起きた台風の影響により、苗床の植物は大きなダメージを受けてしまい、左の写真のように生育にバラつきが見られていました。そこでアグリフルを施用したところ、一週間後には植物の健康状態が完全に回復しました。その様子が右の写真です。

これは、アグリフルに含まれる成分によって得られた効果です。植物の成長には、植物ホルモンの存在が大きく影響します。植物ホルモンが根の成長プロセスを調節することにより、根の発達を促進します。

例を挙げると、アグリフルに含まれるポリフェノールが担う役割は、植物の抗酸化作用とストレス応答のサポートです。ストレスに対する防御機構を強化することで、植物の自然な成長プロセスをサポートし、植物ホルモンの働きを強化します。

さらに、植物ホルモンのバランスを整えるビタミンや、植物ホルモンの前駆体となるアミノ酸など、植物ホルモンの活性化に関与する成分が多くに配合されており、これらが植物の健康と成長を促進します。

病害虫抵抗力の強化

アグリフルが植物に与える効果の2つ目は、病害虫に対する抵抗力の強化です。土壌中の病害菌からの影響を防ぎ、病原菌や害虫に対する抵抗力を高める効果が期待できます。

次の写真をご覧ください。

この写真は、アグリフルを施用した土壌と未施用の土壌で同じ植物を栽培した際のものです。右のアグリフルを施用していない土壌の株では、葉に多くの斑点や変色している様子が見られます。一方で、アグリフルを施用した土壌で栽培した左の株でも斑点は見られるものの、右側の株に比べてはるかに小さいことが観察されます。所々に斑点が見られるかもしれませんが、全体的に見ても斑点の数はかなり少なめです。

同じ植物でもこのような結果が出たのは、アグリフルの施用によって、植物が太陽の光を効果的に浴びることができたからです。アグリフルには根の発達をはじめ、葉や茎の成長促進にあわせてして光合成能力を向上させる作用があります。結果、大きく成長した葉は太陽光を多く浴びることができ、より活発に光合成をおこなえます。

つまり、アグリフルの有効成分が植物の生育活動を活発にさせることで健康状態を保ち、ストレス耐性を高めて病原菌や害虫からの被害を防いでいるのです。

また、コスタリカでおこなわれたバナナの栽培試験においても、害虫に対する成果を示しました。この試験では線虫の問題を対処するために、異なる量のアグリフルを3つのパターンに分けて散布しました。

画像内のグラフは、以下の条件でアグリフルを散布した際の線虫の数値です。青色はアグリフルを散布する前の数値、赤色はアグリフルを施用後の数値を示しています。

左から1番目：1ヘクタールあたり3リットル→4回散布
左から2番目：1ヘクタールあたり6リットル→4回散布
左から3番目：1ヘクタールあたり12リットル→2回散布
左から4番目：アグリフル未施用のまま経過観察

グラフを見ると、アグリフルを施用したすべての土壌で線虫に対して明確な効果がありました。アグリフルを施用しなかった土壌では線虫の数が増加したのに対し、アグリフルを施用した3つの土壌では、明らかに線虫の数が減っています。

この試験も先ほどの葉の斑点と同様、アグリフルの成長促進効果により、植物の抵抗力が向上した結果です。加えて、アグリフルには線虫を寄せ付けにくくする有機酸やミネラル成分が豊富に入っているため、線虫に対してより効果的に働いたのでしょう。

線虫は病原菌の侵入の原因にもなる害虫です。植物の様々な器官に寄生し、深刻な健康被害を与えるため、対策をおこなわないと被害が大きくなってしまい取り返しのつかない状態になることも考えられます。

アグリフルは病気予防や害虫駆除を目的として作られたバイオスティミュラントではありませんが、土壌改善や植物の成長サポートの付加的なものとして、十分な効果が期待できます。そのような面でも、アグリフルは植物栽培において大いに役立つ製品です。

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ストレス耐性の向上

アグリフルが植物に与える効果の3つ目は、環境ストレス耐性の強化です。特に高温ストレスからなる熱ストレスや水分ストレス、塩害ストレスへの耐性の強化が見込めます。

1）高温ストレス・水分ストレス耐性

アグリフルは、熱ストレスや水分ストレスへの耐性強化に効果的です。『蒸散作用』とは、植物が葉の気孔から水蒸気を放出する自然なプロセスです。これにより、植物は過熱や乾燥から自身を冷却しようとします。また、「浸透圧調整」とは、植物が細胞内の水分量を保ち、過酷な環境下で生存する能力を維持するための調整プロセスです。植物は高温が続いたり強い紫外線を浴びたりと、熱ストレスを感じる環境においては葉や茎にストレス症状が現れます。次の写真をご覧ください。

この写真は中国南部で露地栽培されているトマトの様子です。この写真を撮影した時期は非常に高温であったため、左側のトマトの葉は、くるりとカールした状態になっています。

これは高温が原因で植物の蒸散が過剰になってしまい、葉に影響が及んだ状態です。植物は葉にある気孔の開き具合を調節することで、蒸散量をコントロールしています。しかし、気温が高温になると、通常よりも気孔が開きやすくなってしまう傾向にあります。

そうなれば必然的に、気孔の開きに合わせて蒸散量も増えてしまうため、植物は体内から大量の水分を失ってしまうのです。結果、葉の水分量が少なくなり、葉がカールしてしまう症状を引き起こします。

一方、アグリフルを施用した右の写真をご覧ください。葉は巻いておらず、綺麗な形をしているのが見てわかります。同じ栽培環境にもかかわらず葉にこのような差が出たのは、植物が受ける高温ストレスや水分ストレスの影響をアグリフルが軽減しているからです。アグリフルの成分が各器官で機能することにより、根の成長促進効果と細胞での浸透圧調整がおこなわれ、ストレス耐性が強化されているのです。

土壌中に根が広がると、より多くの二次根に根毛が生じます。二次根とは主根、または側根からさらに生じる側根のことです。根毛は側根の先端にできる突起物を指しており、効率よく水分を吸収する役割を担っています。つまり、ニ次根が増加する分だけ、植物は栄養素と水分の効率的な吸収が可能となり、高温や水分ストレスへの耐性が向上するのです。

また、アグリフルには細胞の浸透圧を調整する成分であるプロリンや、植物が感じる熱ストレスや水分ストレスに耐えられるように機能するベタインも含まれています。

根が効率よく水分と栄養素を吸収しても、細胞が耐えきれずに流出してしまっては元も子もありません。プロリンとベタインの両方がもつ細胞膜の浸透圧調整の役割により、蒸散量をコントロールすることで、高温ストレスや水分ストレスから植物を守っているのです。

さらに、アグリフルは高温や熱によるダメージから、植物内に存在する酵素を保護しています。アグリフルを植物に与えることで、「ヒートショックプロテイン」と呼ばれる特定のタンパク質の生成を促進させます。

ヒートショックプロテインとは、細胞が高温などの熱ストレスを受けた際に生成されるタンパク質のことです。植物の細胞はタンパク質を生成することにより、生育プロセスに必要な酵素を保護する役割を果たしています。

つまり、植物には高温などの熱ストレスを受けると、体内の酵素を守るためにタンパク質を生成するメカニズムが存在し、アグリフルはそのタンパク質の生成を活性化させることで生育プロセスも活発にし、ストレス耐性を向上させているのです。

2）塩害ストレス耐性

アグリフルは植物が受けた塩害ストレス対策としても有効に働きます。

アグリフルには植物の浸透圧調整機能を支え、水分保持能力を高めるベタインやプロリンが配合されています。2つの成分が機能することで、植物がストレス環境下にあっても、健康的に成長できるようにストレス耐性を強化しています。

では実際に、植物の塩害ストレスにどのような効果があったのかをみてみましょう。

こちらは、塩害ストレスを受けた植物の状態を写したものです。右に写っているのは、まさに土壌中の塩分が植物の成長に悪影響を及ぼしている様子です。写真を見てわかるとおり、株ごとに成長速度の差があり、とても健康に育っているとは言えない状況でした。

そこで、アグリフルを土壌に散布したところ、左の写真のように植物は健康を取り戻し、理想的な姿で成長するようになりました。塩害ストレスにより思うように成長しなかった植物が健康な状態にまで回復したのです。

このような結果が現れたのは、土壌に散布したアグリフルに含まれる腐植酸が土壌中の塩類のキレート作用を促進し、その結果、土壌中の過剰な塩類が効率的に水溶性の形となり、塩類が洗い流されるように作用したからです。具体的には、腐植酸は金属イオンやその他の塩分を有効に結合し、これらが植物の根に到達する前に土壌から除去されるよう作用します。このキレート化により塩類が水に溶けだし土壌から洗い流され、結果的に塩分濃度が下がり、植物がより成長しやすい環境に整えられたのです。

さらにアグリフルの効果は、塩害ストレスを受けた植物自体にも及びます。先ほど解説したように、アグリフルは植物の浸透圧バランスを調整する効果が期待できるバイオスティミュラントです。

塩害ストレスを受けた植物は細胞内の浸透圧が高くなるため、細胞内から水分が流れ出てしまいます。その結果、植物は体内から水分が失われていき、しまいには枯れてしまうことも十分考えられます。したがって、塩害ストレスを受けた植物を回復させるには、細胞内の浸透圧バランスを調整する必要があるのです。

アグリフルに含まれるベタインやプロリンのような浸透調整物質は、植物が蒸散作用によって失う水分量を抑制し、土壌からより多くの水分を吸収し保持する役割があります。

このメカニズムにより、アグリフルを施用することで植物は細胞内の水分が保たれ、塩害による水分の流失を防げるようになるのです。

このように、アグリフルは植物が受ける塩害ストレスに対して、土壌と植物自体の両方の面から高い効果を発揮します。

土壌改善と生態系への利益について

続いては、アグリフルが土壌に与える優れた効果についての解説です。植物自体に与える効果と同様、アグリフルの豊富な成分は土壌や土壌中の微生物に対しても有効に作用します。以下で具体例を用いながら効果ごとに解説します。

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土壌構造の改善

アグリフルが土壌にもたらす効果の1つ目は、土壌構造の改善です。アグリフルを施用することにより、植物の栽培に適さない土壌でも保水性や通気性、根の発達に適した土壌へと品質改善することが可能です。従って、植物の健康維持にも効果的です。

それでは次の写真をご覧ください。

この写真は南米にあるチリの土壌の様子です。中央に写っている土壌は、触ると非常に硬い状態でした。このあと雨が降る予定だったため、土が硬いままでは侵食が起こり、土が全て流されてしまうかもしれない、と生産者は頭を悩ませていました。さらに雨水が地表にたまり、土壌が水没することも考えられました。

そこで、土壌構造を変えるべく、生産者の判断で1ヘクタールあたり60リットルのアグリフルを土壌に散布しました。すると、土壌への改善効果が発揮され、見事に硬い土から柔らかい土へと土壌構造が変化したのです。

土壌が柔らかくなることで、土壌自体の機能や植物の生育にも良い影響を与えます。

土壌機能の面：病害虫の発生を抑制、保水性や撥水性、通気性の向上や土壌の侵食防止
植物の生育面：根の発達促進、作物の収量増加

ある技術者は、構造が変化した土地に対して「この土はミミズが作りだす腐植物資のようだ」と述べました。それほどまでにアグリフルが土壌構造を良好な状態へと改善し、生産者が抱えていた悩みを見事に解決したのです。

pH調整の効果

アグリフルの土壌に対する効果の2つ目は、pH値の調整です。アグリフルに配合されている腐植酸の機能により、土壌のpH値を植物が育ちやすい範囲内に調整することが可能です。

土壌のpH値が酸性、もしくはアルカリ性に極端に傾きすぎると、植物は根から栄養吸収できなくなり、生育に大きな影響が出てしまいます。

そうならないよう、腐植酸を施用して土壌のpH値を中和させ、植物が栄養吸収しやすい適正範囲内に調整することが重要です。具体例を見てみましょう。

こちらの写真は、中国の土地の様子です。

写真の左側がアグリフルを施用していない状態、右側がアグリフルを施用した後の土壌の様子です。

この土壌はpH値が4.2と、やや強めの酸性を示していました。その後にアグリフルを散布した結果、右側のようにpH値を中性寄りの5.2まで上げることに成功しました。たとえばpH値が5前後の土壌では、ブルーベリーなどの植物の栽培が可能になります。

もちろん、アグリフルの効果は土壌のpH値を下げたい時にも有効です。強いアルカリ性を示す土壌にアグリフルを施用することで、同じように酸性寄りのpH値にまで下げることが可能です。

pH値を調整するこの効果は、アグリフルに含まれる腐植酸が大きく影響しています。フルボ酸やフミン酸、カルボン酸などの腐植酸には、土壌のpHを下げる効果が期待できます。そのため、アグリフルの施用により土壌のpH値が下がるのは、当然とも言える結果です。

では、なぜpH値を上げる効果も期待できるのでしょうか。その答えは、腐植酸の役割にあります。腐植酸には土壌微生物を活性化する作用があり、それにより土壌にある有機物の分解が促進されます。

有機物が分解されると、土壌中にはアルカリ性の成分も生成されるようになります。その結果、酸性とアルカリ性の成分バランスが保たれた土壌へと変化し、植物が成長しやすいpH値の範囲内に調整されたのです。

腐植酸を施用すると一時的に酸性に傾きますが、長期的にみると土壌のpH値を上げる効果が期待できます。

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有益微生物の活性化

アグリフルが土壌にもたらす効果の3つ目は、有益微生物の活性化です。土壌中に存在する有益な微生物を活性化させることにより、土壌内での栄養分の循環や有害な病原菌から根を保護します。

通常、PGPR（植物成長促進根圏細菌）と呼ばれる土壌中の微生物は、根の周辺に保護バリアを形成しています。加えて、有益な微生物が多糖類やホルモンといった特定の物質を生成し、病原微生物から根を守っています。

こちらの図をご覧ください。

植物にとって有害な病原微生物は青色、保護バリア物質を赤色で示しています。この図からもわかるように、基本的に赤色のPGPRは根の周辺に集まり、青色の病原微生物から根を守るように存在しています。そのため、病原微生物は根には侵入できないはずですが、実際には病原微生物が根へと侵入する事態が起こっています。

その原因として考えられるのは、保護バリアとなるはずのPGPRの不足です。

図の中央、赤色の四角部分をご覧ください。

この写真からは、有益な微生物が根を取り囲んでいる様子が観察できます。しかしよく見ると、中央部分には微生物がおらず、保護されていない根の部分があります。つまり、この部分の根は有害な病原微生物にさらされている状態です。ここから病原菌が根に侵入し、植物の成長に悪影響を与えているのです。

そこで、アグリフルの出番です。アグリフルに配合されている多種多様な成分には、土壌中のPGPRを活性化させる効果があります。PGPR が増殖すれば根全体を保護できるようになるため、病原菌の侵入を防げます。つまり、アグリフルは土壌由来の病害を予防するのにも大いに役立つ資材なのです。

まとめ

Vol.2となる今回は、アグリフルの多面的な効果について具体例を用いて解説しました。アグリフルが植物や土壌に与える効果は単一的なものではなく、あらゆる方面に対して優れた効果を発揮します。

植物	植物の成長調整病害虫に対する抵抗力の強化環境ストレス耐性の向上
土壌	土壌構造の改善 pH値の調整有益微生物の活性化