除草剤は 1940 年代後半に農業に革命をもたらしたとき、「奇跡の」化学物質として賞賛されましたが、現在研究者たちは、作物の成長を促進しながら雑草を抑制する、より持続可能で土壌に優しく、毒性のない方法を見つけることに熱心です。現在、中国の研究者らは、小麦作物の環境に優しい未来につながる可能性のある大きな進歩を達成したと信じている。
華中農業大学の研究チームは、基本的に作物の健康と成長を促進しながら雑草の標的を除去できる微生物群集のように機能する新しい実験室で栽培された合成微生物群集（別名SynComs）を開発した。特に雑草や小麦の根粒から分離された細菌の 1 つである SynCom は、業界の除草剤使用量の削減に大きな期待を寄せています。
4 つの SynCom (C1、C2、C3、C4) の温室比較研究では、C4 がトップとなり、小麦作物に被害を与える有害なヒエを殺すだけでなく、穀物の健康と成長を促進しました。
研究チームは、「土壌植物分析開発（SPAD）値と新鮮なバイオマスの増加によって証明されるように、すべてのSynComsは小麦の成長を促進した。同時に、SynComC4は、低用量のアキシャル除草剤と組み合わせると、SPAD値と、侵入した雑草リトルカナリーグラスの新鮮なバイオマスを効果的に減少させた。」と述べた。
これらの結果に勇気づけられて、研究者らは長年にわたって深刻な昆虫の蔓延に悩まされてきた地域で大規模な野外試験を実施した。彼らは、Axial のさまざまな用量 (25%、50%、75%、100%) を実験し、この主食作物に使用される化学物質を大幅に削減できる可能性のあるゴールデン ゾーンを発見しました。
研究者らは、「C4と50％および75％のAxialを組み合わせると、小麦に対する除草剤の副作用が軽減され、小麦の生育が大幅に改善された。雑草の侵入により、50％および75％のAxial投与量での穀物の収量がそれぞれ16％と25％減少した。AxialとC4を組み合わせると、Axial単独と比較して、雑草侵入による穀物の収量損失の22％が回復した」と述べた。
「研究結果は、除草剤と SynComs の組み合わせが雑草の抑制と小麦の成長促進に相乗効果をもたらすことを示しています。したがって、この組み合わせは持続可能で環境に優しい雑草管理戦略を提供します。」
除草剤は商品化されて以来、賛否両論あり、収量を増やし肉体労働を減らすために、集約農業では何百もの合成化合物が広く使用されてきました。しかし、除草剤は作物を破壊する植物を防除し、成長促進効果をもたらすために広く使用されているが、ベトナム戦争中に米軍が樹木を落葉させ、植生や作物に被害を与えるためにエージェント・オレンジと呼ばれる除草剤（および紫、青、ピンク、緑、白の除草剤）の混合物を使用したことにより、人間に対する除草剤の毒性が明らかになった。この除草剤は 1971 年に米国で禁止されました (有毒な殺虫剤 DDT が登場する 1 年前)。
米国では除草剤の使用が厳しく規制されていますが、その使用は深刻な波及効果をもたらす可能性があります。人間の腸内マイクロバイオームが健康全体にとって重要であるのと同様に、土壌中のマイクロバイオームも生命を維持するために不可欠です。除草剤は土壌中の栄養素を循環させる有機物を減少させ、この独特のマイクロバイオームを劣化させ、その結果作物の収量が減少します。これにより、成長を促進するために使用される化学物質が増加します。
ただし、SynComs には、自然環境に放出されると土壌中で競合種が存在するなど、独自の課題が伴います。合成微生物も進化や遺伝子の水平伝播により時間の経過とともに変化する可能性があります。 （除草剤の使用により、植物は繰り返しの化学攻撃に抵抗するメカニズムも発達します）。
この研究では、Axial が存在しない場合でも、C4 が小麦の成長を大幅に促進することを科学者が発見しました。これは、新しい砂糖ベースの除草剤、「失敗した」抗生物質から派生した別の除草剤、さらには植物ベースの泡を含む研究分野における有望な開発である。
研究者らは、「圃場条件下では、たとえ低用量の除草剤と併用した場合でも、C4は小麦アブラムシの防除と小麦の成長促進という理想的な二重の機能を発揮する。したがって、SynComsと低用量の除草剤を組み合わせることで、持続可能で環境に優しい除草戦略となることが期待される」と述べた。
この研究は雑誌「Soil Ecology Letters」に掲載された。