ミスカンサス・シネンシス

ミスカンサス・シネンシス
科学的分類この分類を編集する
王国： 植物界
クレード: 維管束植物
クレード: 被子植物
クレード: 単子葉植物
クレード: ツユクサ類
注文： ポアレス
家族： イネ科
亜科: パニコイデ科
属: ミスカンサス
種：
M. sinensis
二名法名
ミスカンサス・シネンシス
高原のススキ

ススキ（ Miscanthus sinensis）は、ススキ科ススキ属の花植物で、東アジア（中国、日本、台湾、韓国）の大部分と東南アジア（フィリピン、インドネシア東部、マレーシア、ベトナム、タイ、ラオス）に自生しています。[ 4 ]

説明

草本性の多年生植物で、高さ0.8～2メートル（3～7フィート）、稀に4メートル（13フィート）まで成長し、地下茎から密集して群落を形成します。葉は高さ18～75センチメートル（7～30インチ）、幅0.3～2センチメートルです。花は紫色で、葉の上に咲きます。この植物は、 Ropalidia fasciataなどの一部のアシナガバチの巣作りに好んで用いられます。[ 5 ]

命名法

ラテン語の種小名sinensisは「中国産」を意味しますが[ 6 ] 、この植物は東アジアの他の地域でも見られます。

形態と種類

  • M. sinensis f. glaber Honda
  • M.シネンシスvar.グラシリムス・ヒッチ。
  • M.シネンシスvar.ヴァリエガトゥスビール
  • M.シネンシスvar.ゼブリヌス・ビール

栽培

世界中の 温帯気候の地域で観賞用植物として広く栽培されています。

ミスカンザスは有望なバイオエコノミー作物です。ヨーロッパにおける現在の栽培面積は比較的小さいです。これは、ミスカンザスが代替作物として位置づけられており、現代の農業システムへの導入方法に関する知識が乏しいことが原因と考えられます。ミスカンザスは、起伏のある地形、傾斜地、比較的土壌の質の低い土地など、不利な条件でも利用することができます。また、土壌保護などの生態系サービス、あるいは農家が自家農場でバイオマスを家畜の飼料として利用できる場合にも、重要な役割を果たす可能性があります。[ 7 ]

ミスカンザスはトウモロコシが栽培されている地域で栽培できますが、標高約700メートルまでが最適条件です。しかし、トウモロコシのような従来の畑作物には水分が多すぎる土壌にも最適です。土壌の圧縮や保水性の低さといった環境要因は、バイオマス生産量とバイオエネルギー利用のための収量を減少させる可能性があります。

北米の一部では侵略的外来種となっている。 [ 8 ]しかし、繁殖と適切な管理によって、逃亡や現存する野生のM. sinensis個体群との交雑 の可能性を減らすことは可能である。 [ 9 ]

収穫量増加のためのススキの施肥

施肥は収量増加に重要な役割を果たし、栄養供給と土壌の質が決定的な要因となります。特に窒素は重要であり、1ヘクタールあたり約60kgの窒素施用が最適とされています。これを超えて窒素を追加しても、収量が大幅に向上することはないようです。[ 10 ]

窒素施肥は植物の水分含量と窒素含量を増加させますが、熱量には影響しません。ミスカンサスの窒素含量は季節によっても変動します。空間的変動、土壌の種類、土壌の質といった他の要因も窒素の利用可能性に影響を与え、ひいては収量に影響を与える可能性があります。[ 11 ] [ 12 ]

その他の近代技術によって、より高い収量を実現できます。エネルギー需要と、食用作物とミスカンサスのような非食用作物との競合により、現在、これらの植物の遺伝子改良に関する研究が進められています。ミスカンサスの場合、改良はセルロース生産量の増加に重点を置き、全体的なバイオマス収量の向上を目指しています。[ 13 ]

栽培品種

いくつかの栽培品種が選抜されており、その中には、細長い生育習性の「ストリクタス」、白い縁取りの「ヴァリエガータ」、葉に黄色と緑の横縞が入る「ゼブリヌス」（「ゼブリナ」と誤って表記されることもある）などがある。「agm」と表記された品種は、王立園芸協会のガーデン・メリット賞を受賞している。[ 14 ]

  • 「国境強盗」
  • 『コスモポリタン』AGM [ 15 ]
  • 「ドローン・イングリッド」
  • 「フェルナー・オステン」AGM [ 16 ]
  • 「フラミンゴ」AGM [ 17 ]
  • 「ゲヴィッターヴォルケ」AGM [ 18 ]
  • 「ガーナ」AGM [ 19 ]
  • 「ゴールド・ウント・シルバー」AGM [ 20 ]
  • 「グラシリムス」
  • 「Grosse Fontäne」AGM [ 21 ]
  • 「カスケード」AGM [ 22 ]
  • 「Kleine Fontäne」AGM [ 23 ]
  • 「クライネ・シルバーシュピンネ」agm [ 24 ]
  • 「マレパルトゥス」
  • 『モーニングライト』AGM [ 25 ]
  • 「セプテンバーロット」AGM [ 26 ]
  • 「シルバーフェダー」AGM [ 27 ]
  • 「ストリクタス」AGM [ 28 ]
  • 『ウンディーネ』agm [ 29 ]
  • 「ヴァリエガトゥス」
  • 「ゼブリヌス」AGM [ 30 ]
  • 「ゼブリヌス」
    「ゼブリヌス」
  • 「ストリクタス」
    「ストリクタス」
  • 「フェルナー・オステン」
    「フェルナー・オステン」
  • 「マレパルトゥス」
    「マレパルトゥス」

バイオエネルギーの用途

M. sinensisは、様々な気候環境や土壌において安定した収量を示し、種子による低コストの増殖が可能で、効率的な栄養循環と高い遺伝的多様性を有することから、バイオエネルギー生産の候補として注目されています。穀物由来のエタノール生産による環境負荷を低減し、エネルギー安全保障を向上させるために、M. sinensisは再生可能エネルギー源として重要な役割を果たしています。[ 31 ]

通常春に収穫されるススキの乾燥表層バイオマスは、藁火力発電所で直接燃焼させ、発電することができます。また、この原料は発酵によるバイオエタノールの生産、または嫌気性消化によるバイオメタンの製造にも利用できます。バイオエタノールとバイオメタンは、様々な輸送手段に動力を供給するバイオ燃料であり、拡張性の高い代替燃料源となります。[ 32 ] [ 31 ] 収穫された原料は、大きな俵、細断された藁、またはペレットの形で、畑から発電所またはバイオリアクターに輸送されます。[ 33 ]

M. sinensisのリグニン含有量は発酵を阻害し、バイオ変換効率に影響を与える。リグニン含有量が低く、バイオ変換効率の向上が期待できるススキを得るには、秋または初冬に青刈りを行い、適切な施肥を行い、好ましい形質を持つ品種改良を行う必要がある。[ 32 ] [ 33 ]

バイオエネルギー作物として意図されたミスカンサスの新しい品種を開発する場合、 M. sinensisは好ましい形質を発現しているため、遺伝物質の供給源として使用できる可能性を示しています。[ 31 ]

環境への利点と炭素隔離

ミスカンサス・シネンシスは、特に中程度の温暖化シナリオ（RCP 4.5）において、土壌有機炭素（SOC）固定能が高いことが示されています。一方、高い温暖化シナリオ（RCP 8.5）では、ミスカンサス・シネンシスは寒冷な気候に適応しやすいため、土壌有機炭素の蓄積量は時間の経過とともに減少する可能性があります[ 34 ] 。 [ 35 ]

土壌有機炭素濃度（SOC）の上昇は、土壌構造、栄養循環、保水性、微生物活性、そして生物多様性を改善します。これらは、農業における土壌の健全性、持続可能性、そして生産性にとって不可欠です。より健全な土壌は、土壌構造と安定性を通じて、特に土壌侵食や水分損失といった極端な気象現象に対する回復力を高めることができます。さらに、土壌中のSOC濃度の増加は、温室効果ガス排出量の相殺に役立ち、気候変動の緩和において重要な役割を果たします。[ 36 ]

通常、C4炭素固定植物は、ミスカンサスよりも根からの浸出量と根圏への沈着量が多い。これは、ミスカンサスにおける炭素動態が炭素安定化ではなくリサイクルプロセスによって支配されていることを示唆しており、根から土壌に直接放出される炭素量は少ないことを意味する。ミスカンサスにおける炭素貯蔵の重要な方法は、収穫前に炭素を根茎に転座させることである。さらに、炭素は植物体の分解によって土壌に戻る。[ 37 ]

ミスカンサス・シネンシスの炭素固定能力は、気候、土壌の種類、管理方法、土地利用履歴によって異なります。[ 38 ]土地利用方法によっては、土壌撹乱によって多くの炭素が失われる可能性があります。ミスカンサス・シネンシスのような多年生作物を使用する利点は、毎年の撹乱がないため、土壌がそれらの損失を補う時間があることです。これにより、土壌炭素含有量が安定します。[ 39 ] [ 40 ]特に最初の数十年間は土壌有機炭素蓄積量が増加する可能性がありますが、従来の栽培方法に戻ると、最終的には再び減少する可能性があります。[ 41 ]

ミスカンサス属の各種は、それぞれ独自の炭素移動・分配機構を持っています。ミスカンサス・シネンシスは、ミスカンサス・ギガンテウスよりも地上部の収量は少ないものの、地下部への炭素分配効率が高く、土壌有機炭素（SOC）の向上に寄与します。さらに、ミスカンサス・シネンシスは水ストレス耐性が高く、これも炭素保持効率の向上に寄与している可能性があります。[ 37 ]

ススキの侵略的潜在性

ススキ（Miscanthus sinensis）は、その適応性と競争性により、著しい侵略的潜在性を示している。Doughertyは、ススキの生態学的地位を特徴づけ、多様な環境条件下で繁栄する能力が侵略性に寄与していることを指摘した。[ 42 ]この適応性により、ススキは様々な生息地に定着し、在来種との競争に打ち勝ち、地域の生態系を変化させている。[ 42 ]

ミスカンサス・シネンシスはスイッチグラスのような侵略的な種に対して競争力を発揮し、他の植物との競争に打ち勝ち、生物多様性を減少させ、潜在的に単一栽培につながる可能性があります。[ 43 ]他の植物に対するその利点には、幅広い温度、土壌の種類、水分レベルへの耐性と、長期的な種子生存能力が含まれます。[ 44 ] [ 45 ]

最後に、ボニンらは、ミスカンサス・シネンシスの定着と生産性を、類似のイネ科植物であるミスカンサス・ギガンテウスと比較し、前者の強固な定着能力を強調した。[ 46 ]この研究は、ミスカンサス・シネンシスはミスカンサス・ギガンテウスと比較して、帰化と拡散の可能性が高いことを示した。[ 46 ]この比較は、意図しない生態学的影響を避けるために、バイオエネルギー生産のための種を選択する際に慎重に検討する必要があることを強調している。

同義語

  • Eulalia japonica Trin.
  • サトウキビ​
  • 11月初旬、兵庫県上川郡砥峰高原にて
    11月初旬、兵庫県上川郡砥峰高原にて
  • 水平方向に斑入りの植物
    水平方向に斑入りの植物
  • 葉の拡大図。0～1 = 1 mm。鋸のような刃先は人間の皮膚を切ることができる。
    葉の拡大図。0 ～1 = 1 mm。鋸のような刃先は人間の皮膚を切ることができる。

参考文献

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