Improvement of water quality and food production via nutrient recovery in climate-vulnerable wetlands through nature-based floating rice cultivation
本研究は、洪水が発生しやすいバングラデシュの湿地において、浮き筏の上で高収量品種の稲を栽培することが、溶存栄養素を大幅に除去することで水質を改善すると同時に、穀物の収量とバイオマスの増大を通じて食料生産を押し上げ、気候変動に対して強靭な農業のための拡張可能な自然に基づいた解決策を提供することを実証している。
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バングラデシュの低地にある河口デルタでは、土地と水が絶えず変化する関係の中で結びついています。何世紀もの間、農家はモンスーンの雨が自分たちの田畑を湖へと変える様子を見守ってきました。それは自然のサイクルですが、気候変動によって洪水が激化するにつれ、今や災厄へと変わろうとしています。水が土壌を覆い続ける時間が長すぎると、作物は溺れ、植物を育むはずの栄養分は洗い流されるか泥の中に閉じ込められ、水は濁り、生産性を失ってしまいます。これは困難な選択を生み出します。地面が水に浸かっているときに、どのようにして人々は食料を育てることができるのか。そして、土壌が飽和状態にあるときに、どのようにして水を清潔に保てるのか。科学者たちは、植物が天然のフィルターとして機能し、成長過程で水中の溶存ミネラルや化学物質を取り出すことを古くから知っています。このプロセスは「ファイトレメディエーション（植物による環境浄化）」と呼ばれ、多くの湿地再生プロジェクトの基礎となっています。バングラデシュの研究者たちが答えを出したいと考えた問いは、特定の種類の農業によって、この問題を解決策へと転換できるのではないか、ということでした。植物を使って単に家族を養うだけでなく、同時に水を浄化させるために、洪水の水面に直接稲を育てることができるのでしょうか。
これを知るために、シルヘット農業大学の研究チームは、制御された池の環境に一連の浮き畑を設置しました。彼らは軽量のフォームシートとペットボトルを使用して、沈むことなく土と稲の苗を保持できる安定したプラットフォームとなる浮き台を構築しました。実験では、3種類の異なる米を選定しました。伝統的な地元品種である「マロティ（Maloti）」と、バングラデシュ稲研究所が開発した、高収量をもたらす現代的な2種類の品種「BRRI Dhan-79」および「BRRI Dhan-51」です。目標は、これらの植物のうち、どの種類が浮遊状態での生存に適しており、最も多くの穀物を生産し、そして最も重要な点として、どれだけ効果的に水中の栄養分を取り除けるかを検証することでした。研究チームは、各植物がどれほど効果的に環境を浄化しているかを追跡するために、窒素、リン、カリウム、および総溶存固形物（TDS）のレベルを毎週測定し、水をモニタリングしました。
結果は、伝統的な品種と現代的な品種の間で劇的な違いを明らかにしました。これら2種類の高収量米は、強力な天然フィルターとしての能力を発揮しました。栽培期間を通じて、BRRI Dhan-79とBRRI Dhan-51は、水中の溶存窒素とリンを80パーセント以上除去しました。また、カリウムレベルを約40パーセント減少させ、総溶存固形物の量をほぼ40パーセント減少させました。植物は成長するにつれて、これらの栄養分を吸収して自身の茎、葉、そして穀物を構築し、事実上、水中の汚染物質を食物へと変えていったのです。対照的に、伝統的なマロティはこれに追いつくのに苦労しました。マロティは窒素やリンをほとんど除去できず、驚くべきことに、総溶存固形物を約9パーセント増加させてしまいました。この古い品種は、水を浄化する代わりに、むしろより多くの物質を水中に放出しているようで、効果的なフィルターとして機能することに失敗しました。
浄化能力の違いは、収穫量の劇的な差にも現れました。現代的な米の品種は、伝統的なマロティよりも3.5倍以上多い穀物収量をもたらしました。浮き台の1平方メートルあたり、高収量米は0.26から0.27キログラムの穀物を生産したのに対し、地元品種はわずか0.07キログラムでした。研究者たちは、植物がいかに水を浄化したかと、どれだけの食料を生産したかの間に直接的な関連性があることを見出しました。植物が最も効果的に栄養分を取り除き、水を最も清潔に保ったポットこそが、最も多くの穀物を生産したポットでした。このことは、米が水から栄養分を引き出す能力が、単なる成長の副産物ではなく、その成功の鍵となる原動力であることを示唆しています。水をろ過することに長けた植物は、それらの栄養分を収穫へと変える効率も最も高かったのです。
この研究は、浮き稲栽培が単に水の上で食料を育てる方法であるだけでなく、水質を改善しながら収穫を確保するための、二重の目的を持つシステムであることを証明しています。適切な種類の米を選択することで、洪水が発生しやすい地域の農家は、破壊的な洪水を、栄養摂取と環境再生の両方の機会へと転換できる可能性があります。高収量品種は「生きたバイオフィルター」として機能し、自然に基づいた解決策が、より高度に設計・運用できることを証明しました。収量は陸上でのものより低いものの、洪水中に食料生産と水質浄化を同時に行う能力は、気候変動に直面するコミュニティにとって不可欠なセーフティネットとなります。本研究は、適切な植物の選択によって、浮き農業が湿地の回復を助け、変化する気候の中で人々の生活を支えるための、拡張可能な戦略となり得ることを裏付けています。
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