長春近郊の野原では、7種類の観賞用の草花が並んで植えられていますが、そのうちの1種は他よりも格段に多くの炭素を保持しています。中国の科学者らによる最新の研究は、その違いが単に葉の性能にあるのではなく、根元に定着する微生物の違いに起因していることを突き止めました。
土壌は陸上で最大の炭素貯蔵庫であり、植物の根圏域の状態が、炭素を地中に留まらせるか、あるいは大気中へと戻してしまうかを決定づける要因となります。長春大学と東北師範大学の研究チームは、ギボウシ、ルトベキア、ガイラルディア、サルビアといった一般的な草花を対象に、光合成速度や葉面積、根圏微生物の構成を測定しました。その結果、日中の二酸化炭素吸収量や夜間の呼吸による排出量は、近縁種の間でさえ大きく異なることが判明したのです。
メタゲノム解析により、すべての植物の根圏において、炭素の分解と固定の両方に関わる遺伝子が存在することが確認されました。しかし、ある種の微生物群集は根からの分泌物を安定した形態の土壌炭素へと積極的に変換する一方で、別の種では二酸化炭素としてより速く放出させてしまうことが分かりました。植物の生理学的指標と微生物の特定の代謝経路との間には、統計的に有意な相関関係が認められています。
この傾向は、二次代謝産物を豊富に含む植物において特に顕著に見られました。こうした植物の根からの分泌物は、最も安定した画分である「鉱物結合型有機炭素」の形成を助ける有用な細菌を、より強力に選別する働きを持っています。その結果、これらの植物は土壌中により確実な「炭素銀行」を形成することになります。
本研究は中国北東部の草原黒土で行われましたが、その知見はより幅広い分野への応用が期待されます。都市の緑化や景観再生において、植栽する草の種類を適切に選択することは、その土地が炭素吸収源としてどれほど効果的に機能するかに大きな影響を及ぼし得ます。しかも、これは遠い未来の話ではなく、植栽から最初のシーズンですでに測定可能なほどの、現実的で明確な差異として現れます。
花壇や公園、環境プロジェクトのために植物を選ぶ際は、見た目の美しさや手入れのしやすさだけでなく、その植物がどのような微生物の味方を土壌に呼び込むかという視点を持つことも重要です。
