図(a): ナノセレン（RF+Se ENMS）を施肥した米は、低肥料（RF）で施肥した米や従来栽培の米（CK）よりも品質が優れている。図(b): ナノセレンを施肥した米の温室効果ガス排出量を調査する圃場実験。
緑の革命の限界への取り組み
前世紀半ばの「緑の革命」の成功の大きな要因の一つは、窒素を豊富に含む合成肥料の発明でした。これにより、農家は作物の収穫量を大幅に増加させることができました。しかし、これらの肥料には、生産コストの高さ、生産過程で大量の二酸化炭素（CO2）が排出されること、そして窒素の多くが溶出してしまうことなど、欠点がありました。
ほとんどの作物は、摂取した窒素の40～60%程度しか吸収しません。これは窒素利用効率（NUE）として知られています。稲の場合、NUEは30%まで低下することがあり、これは農家が施用する肥料の70%が河川、湖沼、そして海に流入していることを意味します。これは富栄養化を助長し、河川や湖沼を汚染し、その他様々な環境問題を引き起こすだけでなく、肥料に費やされた莫大な費用の無駄にもつながります。
窒素が土壌に入ると、数多くの複雑な化学反応や微生物の活動と相互作用します。これらのプロセスは最終的に、メタン（CH4）、アンモニア（NH3）、亜酸化窒素（NO）といった強力な温室効果ガスを大量に生成します。窒素肥料の生産自体もエネルギー集約型であり、地球規模の排出量増加の一因となっています。
現場での有効性
米国科学アカデミー紀要（PNAS）に掲載された研究で、マサチューセッツ大学アマースト校（米国）と江南大学（中国）の科学者チームは、ナノサイズのセレン粒子（ナノセレン）を使用すると、稲作時に必要な肥料の量を減らしながら、収穫量を維持し、栄養分含有量と土壌の微生物の多様性を向上させ、温室効果ガスの排出を削減できることを示しました。
著者らはまた、このようなセレンをベースとした処理が実環境下で効果的に機能することを初めて実証した。ナノセレン肥料をイネの葉と茎に施用した場合、従来の方法と比較して、窒素施肥による環境への悪影響が最大41%軽減され、イネ1トンあたりの経済的利益が38.2%増加することを発見した。
「ナノセレン溶液を生育中の稲田に軽く散布しました。この直接的な接触により、稲は土壌に肥料を与えるよりもはるかに効率的にセレンを吸収します」と、共著者の王伝喜教授は述べています。
セレンは植物の光合成プロセスを40%以上促進します。光合成の促進は、植物がより多くの二酸化炭素を吸収し、それを炭水化物に変換することを意味します。これらの炭水化物は下層に運ばれ、根の成長を助けます。より大きく健康な根はより多くの有機化合物を放出し、土壌中の有益なバクテリアを養います。そして、これらのバクテリアは稲の根と共生し、土壌からより多くの窒素とアンモニアを植物に吸収させます。その結果、窒素酸化物排出量（NUE）は30%から48.3%に増加し、大気中に放出される窒素酸化物とアンモニアの量は19～46%減少します。
栄養素の供給量が増えることで、稲の生産性が向上します。具体的には、米粒の栄養価が向上し、タンパク質、いくつかの必須アミノ酸、そしてセレンの含有量が増加します。さらに、研究チームは、ナノセレンの施用により、農家は窒素肥料の必要量を30%削減できることを発見しました。
現在、稲作は世界人口の43%以上を占める35億人以上の生計の糧となっています。新たな農業技術は、世界人口の増加、気候変動、そして経済・環境コストの増大という3つの困難な問題を解決する可能性を秘めています。
MINH DŨNG (SciTechDaily による)
出典: https://baocantho.com.vn/dot-pha-moi-giup-san-xuat-gao-re-sach-va-tot-cho-suc-khoe-a195512.html
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