リビングマルチ
主作物と一緒にマルチとして栽培される被覆作物
トウモロコシの列の間に雑草の成長を遅らせるために植えられたリビングマルチ

農業において、リビングマルチとは、主作物と混植または下播きされる被覆作物であり、雑草抑制や土壌温度の調節といったマルチの目的を果たすことを目的としています。リビングマルチは主作物と長期間共生しますが、被覆作物は土壌に混入されるか、除草剤で枯らされます。

マルチのその他の利点としては、雑草の成長を遅らせ、土壌を水や風による浸食から保護することが挙げられます。一部のリビングマルチは、作物害虫の天敵の個体数を増加させることが分かっています。[1] リビングマルチとして使用されるマメ科植物は窒素固定も行い、肥料の必要性を減らします。

利点

被覆作物が土壌に植え替えられると、主作物に栄養分が供給され、化学肥料の使用量が減少します。[2]供給量はバイオマスに依存し、バイオマスは時間とともに変化し、降雨量などの要因にも左右されます。バイオマスが大きいほど、土地の栄養循環は活発になります。マメ科植物は、大気から固定された窒素を循環させます。報告によると、マメ科植物は一般的に葉面窒素含有量が高く、20～45 mg/gと高い値を示します。[3]

集中的な耕作によって生じる裸地は、土壌浸食、養分損失、農薬の敷地外への移動につながる可能性があります。さらに、雑草は競合なしで発芽・生育する可能性があります。リビングマルチは、水の流出と浸食を軽減し、水路を汚染から保護します。また、リビングマルチは、一部の作物害虫の天敵となる生物の個体数を増加させることも示されています。[1]

リビングマルチは2つの方法で雑草を防除します。雑草が定着する前に播種すると、競合によって雑草を抑制します。[4]場合によっては、リビングマルチのアレロパシー特性を利用して雑草を防除できます。例えば、冬ライ麦（Secale cereale）、ライグラス（Lolium spp）、サブテレーンクローバー（Trifolium subterraneum ）のアレロパシー特性は、スイートコーン（ Zea mays var "rugosa"）やスナップイン（Phaseolus vulgaris ）の雑草防除に利用できます。[5]

アルファルファとクラクローバーのリビングマルチを敷いたトウモロコシと大豆の輪作では、リビングマルチを敷いていない場合よりも、地上性捕食動物の個体数が増加しました。[6]この状況は、農業システムにおける植生構成の変化に一部起因しています。[7]

欠点

リビングマルチは主作物と養分や水分を競合するため[8]、収量が低下する可能性があります。例えば、エルキンスら（1983）は、トールフェスク（Festuca arundinacea）、スムースブロムグラス（Bromus inermis）、オーチャーグラス（Dactylis glomerata）をリビングマルチとして使用した場合の除草剤散布効果を調査しました。その結果、除草剤散布によってマルチの50～70%が枯死しましたが、収穫期末のトウモロコシの収量は5～10%減少しました[9] 。

マメ科の被覆作物はバイオマス生産量と回転率が高いものの、土壌有機物を増加させる可能性は低い。[10]これは、リビングマルチとして使用されるマメ科植物は窒素含有量が高く、炭素と窒素の比が低いためである。[3]そのため、マメ科植物の残渣が分解されると、土壌微生物は土壌中の有機物の分解を促進するのに十分な窒素を利用できるようになる。

種類

熱帯地方では、油ヤシ農園のマメ科植物や[11]ココナッツ[12]、ゴムなどの生きたマルチで樹木作物を播種するのが一般的です。 [13]

冷涼な気候のブドウ栽培では、水の獲得競争がブドウの過剰な栄養成長を防ぐため有利となるため、リビングマルチが使用されることがあります。[14]

メキシコでは、伝統的にリビングマルチとして利用されてきたマメ科植物が、線虫および雑草抑制剤として試験された。[15]マルチには、ベルベットビーン（Mucuna pruriens）、ジャックビーン（Canavalia ensiformis）、ジャンビーン（Leucaena leucocephala）、野生タマリンド（Lysiloma latisiliquum）が含まれていた。ベルベットビーンの水抽出物は、トマトの根におけるネコブセンチュウ（ Meloidogyne incognita）の虫こぶ指数を低下させたが、トマトの発根も抑制した。さらに、ベルベットビーンは、在来雑草であるアレグリア（Amaranthus hypochondriacus）の急激な成長を66%、イヌタデ（Echinochloa crus-galli）の急激な成長を26.5%抑制した。

ニコルソンとウィーン（1983）は、土壌の圧縮抵抗性を高めるために、短い芝草とクローバーをリビングマルチとして利用することを提案した。彼らは、スムースメドウグラス（Poa pratensis）とシロクローバー（Trifolium repens）をリビングマルチとして確立した。これは、これらの植物がトウモロコシ（付随する主作物）の収量を減少させないことによる。[16]

ある研究では、チューイングフェスクまたはレッドフェスク（Festuca rubra）とラディーノクローバー（Trifolium repens）が雑草の生育を抑制する効果的なリビングマルチとして報告されています。[8]残念ながら、これらの被覆作物はトウモロコシと水分を奪い合うため、特に乾期には問題が顕著でした。ラディーノクローバー（Trifolium repens）をリビングマルチとして利用できる可能性も示唆されましたが、冬季には除草剤で駆除することが困難でした。[8]

管理

生きたマルチは主作物と競合するため、最終的には機械的または化学的に殺す必要があるかもしれない。[17] [18]

リビングマルチを焼却する際には、適切な除草剤濃度を慎重に選択することが重要です。1989年、エヒテンカンプとムーマウは、除草剤濃度がリビングマルチ全体を抑制するのに不十分であることを発見しました[8]。そのため、マルチは主作物と資源を奪い合いました。場合によっては、最初の除草剤散布でクローバーを枯らすことができず、2回目の散布が必要になりました。また、別の処理では、濃度が高すぎて被覆作物が急速に枯れ、広葉雑草がトウモロコシに侵入するほどでした。この研究は、除草剤の散布時期と用量を慎重に検討する必要があることを示唆しています。

リビングマルチは、トウモロコシの不耕起栽培システムにおいて、トウモロコシの畝間にイネ科植物とマメ科植物のリビングマルチ（イネ科植物とマメ科植物）を敷設する2つの方法を用いて試験された。[8] 1985年の研究では、手作業による播種と散布に差は見られなかった。しかし、1986年には、播種による播種（97株/m）の方が散布（64株/m）よりも高い密度を示した。これは降雨量の影響と考えられる。農家は降雨量を制御できないため、降雨量を考慮する必要がある。

ビアード（1973）は、トウモロコシや大豆畑の陰になる環境に適応するため、チューイングフェスク（赤フェスク）（Festuca rubra var. "commutata" var. "shadow FESRU"）を優れた生きたマルチとして推奨しました。[19]この草は乾燥した痩せた土壌にもよく適応します。

植物栄養

マメ科植物の被覆作物は、樹木作物の栄養循環に重要なプラス効果をもたらします。[3]マメ科植物のリビングマルチは3つの方法で機能します。

  • 主要作物にとって重要な大気中の窒素を固定し、
  • 土壌養分のリサイクル、そして
  • 主要作物のための土壌養分の利用可能性を高める。

レーマンら（2000）は、熱帯樹木作物に用いられるリビングマルチであるクズの地上部バイオマス蓄積量を測定した。その結果、クズの地上部バイオマス蓄積量は8.8トン/dm（乾物）/haであったのに対し、テオブロマ・グランディフロラム（ Theobroma grandiflorum ）は4.4トン/dm/ ha 、バクトリス・ガシパエス（Bactris gasipaes）は1.4トン/dm/haであった。[3]後者2種はアマゾン原産の栽培種である。

侵食の抑制

リビングマルチのような植生被覆は、土壌を風や水による浸食から保護します。植物はマントルまたは厚いマルチを形成し、土壌の剥離を防ぎます。リビングマルチは雨滴を遮断し、流出を軽減します。このような植生が風から土壌を保護する効果は、主に地面を覆うバイオマス量（種によって異なります）、植物の形状、そして畝の向きによって左右されます。[20]

ある実験では、14%の傾斜地における水流出と土壌流亡を、ロータリ耕起（RT）、コーンストーバーマルチを用いた不耕起（NT-CSM）、CSM＋バーズフットトレフォイルリビングマルチを用いた不耕起（NT-BFT）、CSMとクラウンベッチリビングマルチを用いた不耕起（NT-CV）の3つの条件で比較しました。その結果、水流出量はNT-BFTで6,350 L/ha、NT-CSMで6,350 L/ha、NT-CVで5,925 L/ha、RTで145,000 L/haでした。土壌流亡量はRTで14.22 t/haであったのに対し、他の処理では0.5 t/ha未満でした。土壌流亡量が最も少なかったのはNT-CVで0.02 t/haでした。[21]水の流出と浸食を減らすことは、被覆作物を植えることの最も重要な利点の一つです。地被植物や植物の残渣がなければ、土壌は容易に浸食されます。理想的には、土壌浸食は1ヘクタールあたり年間4～5トン未満であるべきです。[22]

参照

参考文献

  1. ^ ab Hartwig NL, H.. Ammon 2002 被覆作物とリビングマルチ Weed Sci. 50: 688-699
  2. ^ Brophy LS, GH Heichel, MP Russelle. 1987 体系的な植栽設計における飼料用マメ科植物から牧草への窒素移動 Crop Sci 27: 753-758
  3. ^ abcd Lehmann J、JP da Silva、Jr. L. Trujillo、K. Uguen 2000熱帯果樹生産におけるマメ科植物の被覆作物と栄養循環Acta Horticulturae 531: 35-72。
  4. ^ Hartwig NL 1977 不耕起トウモロコシにおけるクラウンベッチ被覆作物の有無によるハマスゲ防除 Proc. Northeast. Weed Sci. Society 31: 20-33
  5. ^ De Gregorio REとRA Ashley. 1986. スナップインゲンの無耕起栽培におけるリビングマルチ/カバークロップの選別. Proc. Northeast. Weed Sci. Soc. 40:87-91
  6. ^ Prafiska J. R, N. P Schmidt, KA Kohler, 2006 トウモロコシ・大豆・飼料輪作におけるリビングマルチの捕食動物の個体数と警戒動物の被食者への影響 Env. Entomology 35: 1423-1431
  7. ^ Andow 1991. 植生多様性と節足動物個体群の反応 Annu. Rev. Entomol. 36: 561-586.
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  9. ^ Elkins, D., D. Frederking, R. Marashi, B. McVay. 1983. 「トウモロコシと大豆の無耕起栽培におけるリビングマルチ」J. soil Water Conserv, 38: 431-433
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  21. ^ Hall J, L. Hartwing, L. Hoffman 1984 「リビングマルチ」およびデッドマルチと、マルチなしの従来型耕起における不耕起トウモロコシからの流出水におけるシアナジン損失」J. Envoron. Qual 13: 105-110
  22. ^ Pimentel D., C. Harvey, P. Resosudarmo et al., 1995 土壌浸食の環境的・経済的コストと保全のメリット Science 267: 1117-1122
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