なぜ無農薬無肥料でも野菜が育つのか/自然栽培の仕組みを学ぶ｜『ここまでわかった自然栽培』

こんにちは！

家庭菜園が趣味のシュフ、シロイクジラです。

我が家では、庭に畑を作ってからずっと無農薬無肥料の「自然栽培」を行っています。

が、ずっと見よう見まねでやってきて迷走していました。

今回は、そんな中見つけた自然栽培についての本をご紹介します。

ぼくが自然栽培を始めた理由はいろいろあります。

自然栽培をやるにあたっては、木村秋則さんの本を何冊か読みました。

木村さんのお話は、自分の観察と経験がもとになっています。

その現象の科学的なメカニズムを教えてくれる一冊です。

無農薬無肥料でも野菜が育つ仕組みが科学的に解説されています。

ネットを見ると、自然栽培にオカルトっぽい印象がついているように感じる時もありますが、本書は「無農薬無肥料にすれば全部うまくいく」みたいな本ではありません。あくまで科学的な知見から書かれた本です。

わかりづらい自然栽培と有機栽培の違い

自然栽培＝無農薬無肥料

自然栽培は、肥料も農薬も除草剤も使わず作物を育てる方法です。

小学生でも「農業には肥料が必要」と習っているのに、完全に真逆です。

なので、自然栽培に対し怪しい印象を持たれている方もいると思います。

ただ、著者が研究している自然栽培は「神秘の力」みたいなものではありません。

自然栽培を行うには、科学的な知識が必要です。

自然栽培では、農地に棲む生き物が肥料や農薬の代わりを果たすように農地のシステムを整えることに主眼が置かれる。

（中略）

自然栽培の技術は、自然についての科学的知識を基礎に作られる。その知識とは、農地に棲む植物・動物・微生物の生態であり、それら生物が農地の生態系とどのように関係しているかについての洞察である。この知識の核となるのは生態学である。自然栽培の基礎となる技術は生態学の言葉では、①微生物を活性化させることで土壌の自律的栄養塩供給力を向上させること、②農地に棲息する生物間の相互作用を強化することで病害虫や雑草の被害を抑えることに集約される。

P15

科学的なアプローチができれば、無農薬無肥料でも作物を育てることは可能だということです。

有機栽培＝国が決めた資材のみ使用

自然栽培と有機栽培の違い。

本書を読むまで、正直よくわかりませんでした。

有機栽培とは、国が決めた「使用できる資材」だけを使う栽培方法です。

有機栽培は、化学肥料と合成農薬の使用を認めず、公的機関で認証された堆肥などの有機質肥料や天然由来の農薬のみを認める栽培である。

P13

もう少し補足します。

農林水産省の有機農業の定義は、「農業の自然循環機能の維持増進を図るため、科学的に合成された肥料及び農薬の使用を避けることを基本として、土壌の性質に由来する農地の生産力を発揮させるとともに、農業生産に由来する環境への負荷をできる限り低減した栽培管理方法を採用したほ場において生産」する農業とあり、化学肥料と合成農薬の不使用以上の意味が含まれている。

（中略）

栽培方法の多様化は、有機農産物市場での混乱を招く。理念のすべてを追及する先進的な有機栽培農家から、農薬の使用量を減じただけの減農薬栽培農家、中には農作物の付加価値を上げるための名前だけの有機栽培農家も現れる。悪貨が良貨を駆逐するように、不適切な方法で作られた有機農産物の市場への流入は「有機」農産物の価値を失わせ、消費者の信頼を失うのは必然である。

（中略）

欧米の基準に倣い、日本の農林水産省も「使用できる資材」を有機農作物の基準に採用した。

P93-94

自然栽培とは異なり肥料は使うので、使い方によっては慣行栽培同様、後述する窒素過多に陥りやすいと指摘されています。

そもそも化学肥料や農薬ができる前、人類は有機栽培であったので、有機栽培を推奨することで収量が昔の水準に戻ってしまうという矛盾も指摘されています。

窒素のこと

作物の成育のカギは窒素

農業素人のぼくにとって、本書を通しての一番の発見。

それは、農作物が育つ上で最も重要なのが「窒素」だということです。

（プロのみなさん、低レベルでゴメンナサイ）

昔は土壌が窒素不足だから収量が上がらなかった。

だから常に飢餓に悩まされた。

やがて、窒素を科学的に生成し化学肥料として使えるようになった。

だからこそ、現代のように飢えのない時代がある。

つまり、肥料は「土壌に窒素を供給するため」に使っているということ。（リンとかカリウムとかは省略します）

無機窒素は土壌中で恒常的に不足しており、現在でも耕地以外の地球上の植物生産を制限する最も大きな要因の一つになっている。

（中略）

アンモニア態窒素が化学肥料として安価に利用できるようになった。化学肥料由来の窒素を大量に使うことができるようになり、作物は窒素不足から解放され、作物の飛躍的な増産が可能になり、人類は飢えの恐怖から解放された。

P10-11

窒素は、植物の成長を支配する最も重要な元素である。窒素は、タンパク質の構成元素であり、タンパク質から作られる酵素は、光合成や呼吸、物質合成などほとんどの生命現象に関わっている。

P21

農作物の成育には窒素が深く関わっている。

だから、無肥料で農作物を育てるためには、肥料以外の方法で土の中に窒素を増やせばいい。

論理的ですよね。

こまでわかっただけでも、ぼくにとっては大きな収穫でした。

窒素過多の弊害

化学肥料をたくさん使えば安定して農作物が収穫できるか、と言えばそうでもなく、別の問題が発生したそうです。

それが害虫です。

化学肥料を大量に施与することで、別の問題も発生した。窒素をたくさん吸収することで、作物は病気や害虫の被害を受けやすくなった。病原菌も害虫も作物と同じように、成長のために窒素を必要とするので、窒素をたくさん含む作物に好んで集まるようになる。化学肥料の使用は作物の病害虫被害を拡大し、それを抑えるための農薬の使用が不可欠になった。

P11

野菜に虫が集まるのは、単に葉っぱが食べたいだけでなく、窒素を補給するためでもある、ということ。

たくさん肥料を使えばたくさん野菜はとれるけど、その分害虫もたくさん集まってくるから、今度は農薬が必要になる。

そういう悪循環になってしまうようです。

自然栽培の野菜がおいしい理由

著者は肥料により過多に共有された窒素が、野菜の味にも影響していると述べています。

化学肥料を与えて育てる慣行栽培は、自然の状態にはない、富栄養な状態を土壌に作り出す。その結果、作物は土壌から必要以上に窒素を吸収し、苦み成分となる硝酸態窒素を葉に蓄積する。

（中略）

自然栽培野菜は、一般的に甘味成分のブドウ糖、旨味成分のグルタミン酸の含有量が高くなり、葉物野菜を中心に苦み成分で有害な硝酸態窒素が低下することでおいしさにつながっていると考えられる。

P155-157

我が家のエダマメはめちゃくちゃ味が濃かったです。

自然栽培の欠点

窒素を補給し収量を増やすための「肥料」と、作物を食害する害虫を駆除するための「農薬」を使わないということは、当然デメリットもあります。

「自然栽培にすればすべてうまくいく」みたいな情報も目にしますが、勘違いはしないようにしたいです。

収量が少ない

人類の飢餓を救った化学肥料を使わないので、慣行栽培に比べて収量は上がりにくいです。

自然栽培を続けると、自然に作物の生産性が向上すると誤解している人がいる。しかし、条件の悪い土壌で何年も自然栽培を続けても、収量が改善する可能性は低い。

P72

これはぼくも勘違いしていました。

無農薬無肥料を続けていれば、自然の循環の中で勝手に良い環境ができるのかと思っていました。

当然ですが、科学的なアプローチがなければ、無肥料で窒素を土壌に供給することができません。

したがって、収量を上げることは難しいということになります。

虫の食害

農薬を使わないので、当然虫の被害を受けます。

いろんな防除の方法があるでしょうが、完璧には防げません。

農薬を使った化学的防除では害虫の根絶を目指すが、天敵による生物的防除では、農地に害虫が定着し、ある程度作物が被害を受けることを許容することが前提となる。

P124

管理コスト手間がかかる

結局大切なのは、窒素が循環する土づくり、天敵が来て害虫を捕食する環境づくりです。

なので、それが自然に循環する環境を整えるのには相当な時間がかかります。

また、農薬も除草剤も使わないので、慣行栽培に比べて作業量が多くなります。

自然栽培のポイント

前述した欠点をどう補うか、そのやり方がわかれば、自然栽培が可能になると思います。

自然のサイクルを確立することで、「無肥料による窒素補給」、「無農薬による害虫防除」、「除草剤なしの除草」ができればいい。

繰り返しますが、科学的な視点、生態学の視点が必要です。

本書を読めば、神頼みでの自然栽培は不可能だと思うはずです。

肥料を使わない窒素供給

農業生態系では作物を収穫し、そのとき、収穫物に含まれる栄養塩が農地の外へ持ち出されるため、農地内での栄養塩の循環は完結しない。持続可能な作物生産のためには、外部に持ち出された栄養塩の同量かそれ以上を農地に補給する必要がある。

P18

畑では、土壌中の窒素は農作物に吸収されます。

その窒素は、作物の収穫と同時に畑の外に持ち出されるわけですから、畑では作物に吸収された分の窒素が不足します。

それを肥料によって補うのが慣行栽培になります。

一方で自然栽培では、肥料を投入せずに土壌に窒素を補給することが必要になります。

次の２つの方法があります。

(1)微生物による有機物の分解

有機物には窒素が含まれています。

その有機物を土壌微生物が分解する際に窒素が土壌中に放出されます。

これを「窒素の無機化」と呼びます。

一方で、放出された窒素は土壌中の微生物に再吸収されます。

これを「窒素の有機化」と呼びます。

なので、

「無機化（放出）される窒素」＞「有機化（消費）される窒素」

の状態を作れば、土壌に窒素が補給されることになります。

そして大切なことは、「有機化（消費）」ではなく「無機化（放出）」する微生物を土壌中に増やすということです。

慣行栽培土壌に適応した微生物は呼吸速度が高く、窒素の取り込みが高い特徴を持ち、土壌中の無機窒素を減らす方向に作用することを示す。

一方、長期間無肥料で管理が行われてきた半自然草地では、土壌中の窒素が常に低く抑えられているため、慣行栽培草地土壌のように窒素要求性の高い微生物より、窒素をあまり必要とせず、呼吸速度の低い微生物が有利となる。その結果、窒素の有機化が低く抑えられ、低窒素のワラが投入されても土壌に放出される無機化窒素は有機化を上回る。

（中略）

化学肥料や堆肥の投与は、土壌の無機窒素量を増やして作物の成長を促進するが、その一方で、土壌中の微生物の組成や機能も変える働きをするのである。

P26-27

(2)細菌による窒素固定

もうひとつの方法は、細菌を利用し、空気中の窒素ガスを吸収し土壌に放出する方法です。

木村秋則さんが大豆の根につく根粒菌を使っているやり方です。

毎年、外部への窒素の持ち出しが起こる農地生態系では、農地内の有機物を循環させるだけでは持ち出される窒素を補給することはできない。最終的には、生物的固定により空中の窒素ガスを取り込み、不足する窒素を補うことが必要になる。

生物による窒素固定反応は、化学式で表すと以下の通りである。

N2＋3H2→2NH3

（中略）

生物的窒素固定は工業的窒素製造と基本的には同じ反応なので、生物的窒素固定は土壌中の細菌に窒素肥料を作らせているといい換えることができる。

生物的窒素固定能力は、生物の中では細菌（古細菌を含め）だけが持っている。

（中略）

マメ科植物の根粒菌は、根粒内に酸素を取り除くしくみを作り、細胞内に嫌気条件を作り出すことで、窒素固定を可能にしている。

P29-30

有機物分解と窒素固定を効率化させる土壌管理

肥料を使わずに土壌中に窒素を増やす方法がわかりました。

そしてそれを効率化させるのが、土壌炭素を増やすための土壌管理です。

土壌の無機窒素量は土壌の炭素割合と密接な関係を示し、有機物が多く含まれる、つまり土壌炭素割合が高い土壌ほど窒素供給力が高くなった。

（中略）

この関係をまとめると、土壌有機物の多いことが微生物の活動を活発化し、有機物に含まれる窒素の無機化と窒素の生物的固定を通じて、土壌中の無機窒素の供給を増やすことで、土壌の生産性が向上し、トウモロコシの成長を促すという一連の流れが見えてくる。

（中略）

自然栽培畑地で作物生産を上げるには、土壌炭素を増やすことが栽培管理上極めて重要なことを示している。

（中略）

土壌有機物を増やすためには二つの方法がある。それは、①良質な有機物の投入と、②土壌を耕起しない不耕起栽培の導入である。

有機物投入では、有機物の質が重要になる。畜産由来の窒素割合の高い未熟堆肥を自然栽培で使うべきではない理由は、土壌の窒素環境が変わり、低窒素環境に適応した微生物の組成が壊されるからである。

（中略）

耕起は土壌を反転、砕土することで土壌が酸素に触れやすくなり、有機物の分解が促進され、土壌炭素を減少させる。一方、耕起しないことで逆に文会が抑えられ、土壌炭素の減少は抑えられる。

（中略）

有機物の投入は土壌炭素を直接増加させる効果を、不耕起栽培は土壌炭素の減少を抑える効果を持つので、両方を組み合わせることで土壌炭素の増加にとって補完的な効果がある。

P61-67

農薬を使わない害虫対策

自然栽培における害虫防除のメインの手段は、害虫の天敵による「生物的防除」です。

人の手で害虫を捕殺する「物理的防除」必要になりますが、当然その分労力がかかります。

農地内での長期にわたる害虫と天敵の安定した関係の確立、つまり、害虫と天敵が低密度で変動する平衡ステージでの安定的な関係をつくることは容易ではない。

多様な作物は作付けされる露地栽培では、害虫の発生が不安定で、エサ環境が悪化する季節には天敵はエサを求めて他の場所に移動する。自然に任せるだけではなく、土着天敵が一年を通して安定的にエサや生息場所、繁殖環境を確保できるように、天敵に不利となる環境をなくし（保護）、天敵が有利となる環境を作る（強化）ための環境管理が必要になる。

P126

野菜を作るために、生物の知識も勉強しないといけないわけです。

木村秋則さんも、「一日中畑で虫を見ていた」なんてことを著書で書いていましたね。

害虫を駆除するためには天敵が必要で、その天敵を畑に集めるためには天敵が棲息しやすい環境を作ることが必要になります。

天敵の棲息場所を確保し、安定的にエサを供給するためには、農地やその周辺に天敵に好適な植物群集を計画的に作り出すことが効果的で、植生管理が自然栽培における天敵による害虫防除技術の基礎となる。

P129

除草剤を使わない雑草対策

除草剤を使わない雑草対策として、本書で紹介されている方法は４つです。

特にわかりにくいのは①生物間競争です。

植物間の競争は、窒素などの栄養塩吸収をめぐる地下部の競争と、光獲得をめぐる地上部の競争に分かれる。

（中略）

一般的に、成育の初期には地下部の競争が、その後成長が進み、葉が茂りだすと、地上部の競争の影響が大きくなってくる。（中略）したがって、作物が雑草との競争を有利にするためには、作物の発芽直後から、雑草の発芽を遅らせ、成育を抑制し、作物を相対的に大きくする対処が必要になる。

（中略）

作物が成育初期に大きさで優位性を持ち、その後の光競争で雑草に勝つようになれば、競争で劣勢にある雑草は発芽しても大きくなれず、雑草は光競争に負けて自然と消失していく。自然栽培の雑草防除の基本は、作物の競争力を高め、雑草を競争敗者にすることである。

P100-101

「野菜という生物」が「雑草という生物」との競争に勝ちやすい環境を作ればいいということです。

キャベツが大きくなるとその下は日が当たらないので雑草が生えにくい、という現象と同じ仕組みかと思います。

自然栽培をやってみた感想

ぼく自身の自然栽培の体験も少しだけ。

感想としては、自然栽培はやっぱり難しいです。

野菜の成育

全体的に、サイズは小さいし、数も多くとれません。

ピーマンはなぜか毎年株自体が大きくなりません。

ニンジンは家庭菜園を初めてから一度も成功したことがりません。

2022年は、ダイコンが約20cm、キャベツが直径約18cmでした。

一方で、エダマメは食べきれないくらいの量がとれたりします。

農業の知識もないので、土壌の窒素の問題なのか、そもそも日頃の管理が悪いのか、わからないことがたくさんあります。

生き物

畑に登場する生き物は、毎年少しずつ変わっているように感じています。

昔はヨトウムシや青虫がたくさん出ましたが、最近はあまり見かけなくなりました。

ナガメは、今も昔も変わらず出ます。

油断するとブロッコリーがボロボロになるので、そろそろ天敵を勉強しないといけないなと思っています。

2022年は、ミツバチとクマバチとマメコガネが目立ちました。

カナヘビも登場しました。

あと、初めて「カンタン」という昆虫を見ました。

野菜を育てると同時に、いろんないきものも観察できるので楽しいです。

雑草

除草は手作業で行っています。

油断すると、あっという間に雑草だらけになります。

でも、その中にツユクサとかが交ざっているので、それはそれでうれしいです。

昔はスギナが一番の悩みの種でしたが、2022年は名前がわからない「ツルを巻く」植物が初めて発生して、一部の作物がやられてしまいました。

さいごに

自然栽培は、生き物が好きな方や、農薬が苦手な方にオススメです。

一方で、無農薬無肥料で野菜をたくさん育てたいという場合には、それなりの勉強が必要になります。

本書でも述べられているように、自然栽培にはまだまだわからない点があります。

それに、それぞれの畑の環境が違うので、ある成功事例がそのままどこの畑でも使えるわけではありません。

でも、本書を読んで思ったのは「自然栽培は難しいけど不可能ではない」ということです。

本書には自然栽培のポイントが他にもたくさん書かれています。

そもそも自然栽培について体系的にまとまった本が少ないです。

興味のある方はぜひ一度読んでみていただければと思います。

最後までお読みいただき、ありがとうございました！