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地球
失いたくない景色がある―― 全国の環境再生型農業の土を分析したい！
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2026/11/8 21:00
【文献紹介】～畑は炭素の貯金箱～環境再生型農業における土壌炭素固定の定量化
今回のポイント
- 世界の陸地で、海の次に多くの炭素をやりとりしているのは、実は「土」。
- 「再生型農業」（不耕起栽培・被覆作物など）を取り入れた畑では、調べられたすべての実践で、平均すると土壌に炭素がたまっていた。
- ブドウ畑のような果樹地では、畑作地よりもさらに高い炭素固定効果が確認された。
＜自己紹介＞
今年の4月からNEO-Commonsで、長期インターンシップをしている野村香瑚（のむらここ）と申します。普段は、茨城大学大学院農学専攻科1年として、環境再生型農業におけるアグロエコロジー評価のインタビュー調査と土壌の健全性に関する調査を、日本とインドネシアを中心とする世界各地の生産者の圃場で行っています。
はじめに：土は「呼吸」している
普段、私たちが野菜や果物を育てる畑の土に目を向けることは、あまりないかもしれません。しかし土は、実は地球の気候を左右するとても大きな存在です。海に次いで、地球上で二番目に活発に炭素をやり取りしている場所こそが「土壌」であることをご存知でしょうか。
土の中には、植物の枯れ葉や根、微生物の死骸などに由来する有機物として、膨大な量の炭素が蓄えられています。この炭素が土の中に留まっている間は、大気中の二酸化炭素（CO2）として温暖化に寄与しません。逆に、耕作や土壌の劣化によって土の中の有機物が分解されると、炭素は再びCO2として大気に放出されてしまいます。健全な土壌は気候を安定させるだけでなく、私たちの腸内環境と同じように、目に見えない微生物のはたらきによって生態系全体を支えている、いわば「地球のマイクロバイオーム」のような存在なのです。
ところが、皮肉なことに、世界で土壌の劣化を最も引き起こしている要因は「農業」そのものだと言われています。それを受けて、欧州委員会は2030年までに健全な土壌を75％増やすという目標を掲げるなど、土壌の再生は世界的な政策課題になりつつあります。
「再生型農業」とは何か、何が分かっていなかったのか
近年、土壌の健康を回復させながら作物を育てる「再生型農業（Regenerative Agriculture）」という考え方が注目を集めています。不耕起栽培（土を耕さない）、被覆作物（作物のない時期にも土を覆う植物を育てる）、家畜統合、アグロフォレストリー（樹木と作物を組み合わせる）など、さまざまな実践が「再生型農業」と呼ばれていますが、実はこの言葉には研究者や実践者の間で統一された定義がまだありません。
それでも多くの研究や実践者が共通して重視している成果指標が、「土壌炭素固定の増加」、つまり土がどれだけ多くの炭素を蓄えられるようになったかです。とはいえ、これまでは「どの実践が、実際にどれくらい炭素を土に固定できるのか」を横並びで比較したデータが乏しく、経験則や部分的な事例に頼らざるを得ない状態が続いていました。
今回ご紹介する論文について
- タイトル：Quantifying Soil Carbon Sequestration from Regenerative Agricultural Practices in Crops and Vineyards（作物・ブドウ畑における再生型農業実践からの土壌炭素固定の定量化）
- 著者：Jessica Villat（ハーバード大学エクステンションスクール）、Kimberly A. Nicholas（ルンド大学持続可能性研究センター）
- 掲載誌：Frontiers in Sustainable Food Systems（2024年1月31日発行）
この研究の目的は、耕作地（畑作地）と、ブドウ畑を含む木本多年生作物地（樹木や果樹など、何年も同じ場所で育てる作物の畑）を対象に、土壌を再生させる複数の農業実践について、それぞれが年間でどれくらいの炭素を土壌に固定できるのかを、既存の学術文献を集めて定量的に比較することでした。
どうやって調べたのか
研究チームは、世界中で発表された学術論文の中から、「実践を導入する前と後」あるいは「実践を導入した圃場と、していない対照区」を比較して炭素固定率を算出できる研究だけを厳選しました。単に「この畑には炭素がこれだけありました」という一時点の絶対値だけを報告している研究は、比較の基準にならないため除外されています。
さらに、集めたデータは実に14種類ものバラバラな単位（t C ha⁻¹ y⁻¹、土壌有機炭素（SOC）の増加率(%)、g/kgでの増加量など）で報告されていました。そこで研究チームはこれらすべてを「1ヘクタールあたり、1年間に何トンの炭素が固定されたか（t C/ha/年）」という共通の単位に変換し、耕作地とブドウ畑を含む木本多年生作物地とを分けて集計し直しました。これにより、初めて実践同士をフェアに比較できるデータセットが完成し、最終的に345件のデータが分析対象となりました。
分かったこと：畑の土は「炭素の放出源」から「炭素の吸収源」に変わりうる
一般的に、耕作を続ける農地の土壌は有機物が分解されやすく、放っておくと炭素を大気中に放出する側（ソース）になりがちだと考えられています。実際に、この研究でも化学肥料を使わない農法（非化学肥料）の一部の事例では、炭素が土壌から放出されてしまう、つまりマイナスの値を示すケースが確認されています。
ところが今回の研究で明らかになったのは、こうした「炭素は失われがちだ」という一般的な傾向とは対照的に、再生型農業の実践を取り入れた圃場では、平均すると土壌がむしろ炭素を「固定」する側（シンク）に転じていたという結果です。調査された耕作地の9つの実践、木本多年生作物地の8つの実践のいずれにおいても、平均値はすべてプラス、つまり土壌への炭素固定を示しました。
耕作地（畑作地）での結果
耕作地では、次のような順序で炭素固定率（平均、t C/ha/年）が確認されました。
- アグロフォレストリー：1.22（N=14、最も高い固定率）
- ダブル被覆作物（マメ科＋非マメ科の組み合わせ）：1.20（N=2）
- 被覆作物＋不耕起の組み合わせ：1.01（N=6）
- 非化学的病害虫管理：0.89（N=4）
- 家畜統合：0.67（N=8）
- 被覆作物単独：0.58（N=15）
- 非化学肥料・不耕起単独・マメ科被覆作物単独：いずれも平均約0.48（N=187、25、3）
実践平均炭素固定率 （t C/ha/年）データ数 (N)アグロフォレストリー1.2214ダブル被覆作物（マメ科＋非マメ科）1.202被覆作物＋不耕起の組み合わせ1.016非化学的病害虫管理0.894家畜統合0.678被覆作物単独0.5815非化学肥料0.48187不耕起単独0.4825マメ科被覆作物単独0.483
「N」とは？
Nは、その実践の平均値を算出するために使われた研究データの件数（サンプル数）です。例えば「アグロフォレストリー」はN=14、つまり14件の研究データをもとに平均1.22という数値が算出されています。
Nが小さい実践（例：ダブル被覆作物 N=2、非化学的病害虫管理 N=4）は、まだ十分なデータの蓄積がなく、今後の研究で数値が変わる可能性がある参考値として見る必要があります。逆にNが大きいほど、多くの研究結果の裏付けがある数値と言えます。
ここで注目したいのが、最もデータ数の多い「非化学肥料」実践です。この実践は平均するとプラス0.48 t C/ha/年ですが、事例ごとのばらつきは-3.8～+5.9 t C/ha/年と非常に大きく、唯一マイナスの値（炭素放出）を示す事例も含まれていました。つまり、条件によっては従来の農地と同じように炭素を失うこともあり得るものの、それでも全体として平均すればプラスに転じている、という点が重要です。
図1：耕作地における実践別の土壌炭素固定率（緑の棒が長いほど、より多くの炭素が土壌に固定されたことを示す。灰色の帯はマイナス＝炭素放出の領域）
木本多年生作物地（ブドウ畑を含む）での結果
樹木や果樹など、長期間同じ場所で栽培される作物地では、耕作地よりもさらに高い固定率が確認されました。
- 家畜統合：2.05（N=4、全実践中で最も高い固定率）
- 非化学的病害虫管理：1.86（N=1）
- 被覆作物＋不耕起の組み合わせ：1.43（N=2）
- 被覆作物単独：1.31（N=6）
- マメ科被覆作物：0.75（N=2）
- 不耕起単独：0.73（N=5）
- アグロフォレストリー：0.67（N=5）
- 非化学肥料：0.04（N=56、最も低い固定率。最低推定値は-6.5 t C/ha/年の放出）
木本多年生作物地全体で見ると、平均固定率は耕作地（0.76 t C/ha/年）を上回る1.10 t C/ha/年でした。家畜統合は耕作地の2倍以上、非化学的病害虫管理は71％増、被覆作物は77％増という高い数値を示しています。統計的に有意な差が確認されたのは非化学肥料のみで、こちらは耕作地の方が有意に高い結果でした。
また、被覆作物と不耕起、あるいは複数の被覆作物を組み合わせるなど、実践を単独ではなく組み合わせた場合には、単独で行うよりも高い炭素固定率が得られる傾向も報告されています。
図2：木本多年生作物地（ブドウ畑を含む）における実践別の土壌炭素固定率
グラフから見えてくること
2つのグラフは、耕作地と木本多年生作物地（ブドウ畑を含む）それぞれについて、実践ごとの平均炭素固定率を示したものです。緑色の棒がゼロラインより右側（プラス側）にあるということは、その実践によって土壌が実際に炭素を蓄えていることを意味します。
通常、農地の土壌は放っておくと炭素を失いやすく、グラフの左側（マイナス側）に傾きがちだと考えられています。実際、非化学肥料の実践では事例によってマイナスの値（グラフに伸びる灰色の範囲線）も観測されています。しかし、今回調べられたすべての実践において、平均値は一貫してプラス側、つまり「炭素を固定する」方向にありました。これは、適切な農法を選ぶことで、農地の土壌を「炭素の放出源」から「炭素の吸収源」へと変えられる可能性を示す、力強いデータだと言えます。
この研究が示す希望
この論文が示しているのは、「再生型農業には統一の定義がなくても、実際に土壌の炭素を増やす効果がある」という科学的な裏付けです。しかもその効果は、農法を組み合わせることでさらに高められる可能性があり、また耕作地よりもブドウ畑のような木本多年生作物地の方が、より高い効果を発揮しやすいということも分かってきました。
もちろん、非化学肥料のようにばらつきの大きい実践もあり、「どんな条件でも必ず炭素が増える」というわけではありません。しかし、平均としては全ての実践がプラスの効果を示したという事実は、私たちが日々口にする作物や、ワインの原料となるブドウを育てる畑が、気候変動を和らげる力を持つ場所になり得ることを教えてくれます。
土の中で静かに進む変化に光を当てたこの研究を出発点として、次回は別の切り口からも、再生型農業と気候変動の関わりについてご紹介していきます。
出典
Villat, J., & Nicholas, K. A. (2024). Quantifying soil carbon sequestration from regenerative agricultural practices in crops and vineyards. Frontiers in Sustainable Food Systems, published January 31, 2024.
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