スペインの研究者らが、シリコンを用いたオリーブの施肥法を先駆けて開発
コルドバ大学の研究者らは、害虫、干ばつ、病害に対する耐性を高めるためのケイ素施肥の有効性に関する研究を完了した。
コルドバ大学農学部のマリア・デ・マエツゥ卓越研究ユニット（DAUCO）の研究者らは、オリーブ園における肥料としてのケイ素を検証した初の主要な研究論文を発表した。彼らは、この豊富に存在する元素が干ばつや多種多様な害虫・病害から植物を保護し、環境への悪影響を与えることなく、天水栽培および灌漑栽培のオリーブ園に施用できると結論付けた。
酸素に次いで土壌中に最も豊富に存在する元素であるケイ素は、干ばつ、凍結、塩害、栄養バランスの乱れ、害虫、病原体といった主要なストレス要因に対する植物の耐性を高めることが、数多くの研究で示されてきた。しかし、これらの研究の大部分は、小麦、米、トマト、根菜類などの地植え作物に限定されていた。
オリーブ園におけるシリコン施肥の効果的な適用に関する科学的根拠を確立するため、研究チームはコルドバ大学ラバナレス実験農場で、アルベキーナおよびピクアルの品種を用いて3つの実験を実施しました。
品種とは何か？
オリーブの栽培品種（cultivar）とは、果実の大きさ、油分含有量、害虫や病気への耐性など、特定の望ましい特性を生み出すために、選択的に交配・繁殖されたオリーブの亜種のことである。最もよく知られているオリーブ栽培品種には、「ピクアル」、「アルベキーナ」、「カラマタ」、「フラントイオ」などがある。
各実験において、研究者らは2つのシリコン施肥法（灌漑水による根への直接施用と葉面散布による葉への施用）の有効性を調査した。120日間の処理後、すべての植物の根にシリコンが大量に蓄積していた。葉や新梢にも有意なレベルのシリコンが確認された。
さらに、処理群と対照群の葉への蓄積量の違いは、施用後60日以内に明らかになった。
葉への蓄積は特に重要な意味を持ちます。葉の外層間に形成されるシリカゲル層は物理的なバリアとして機能し、多くの害虫や病気、さらには干ばつなどの非生物的ストレスから植物を保護します。さらに、これまでの研究では、この層を持つ葉において光合成が活発に増加することが示されています。
一度シリカゲル層が形成されると、シリコンは移動しなくなる。そのため、研究者は、植物の成長に伴い新しい葉がシリコンを利用できるよう、定期的な施用を推奨している。
物理的なシリカゲルバリアに加え、シリコンによって生化学的・分子的なメカニズムが誘導または強化される。これにより、植物はフェノール類やフィトアレキシンなどの防御性化合物を活用し、ペルオキシダーゼやポリフェノールオキシダーゼなどの防御酵素を活性化させることができる。
これまでの研究では、シリコンと、有益な捕食者種を引き寄せる「草食動物誘発植物揮発性物質（HIPV）」の生成能力との関連性も示されている。その一例であるサリチル酸メチルは、オリーブハナアブなどの多くのオリーブ害虫の天敵であるアオカメムシを引き寄せることが確認されている。
実験の終了時、研究者らは、どちらの施用方法も植物のシリコン濃度を高める点で同等の効果があることを確認した。この結果から、葉面散布法は、灌漑法が灌漑オリーブ園にもたらすのと同様の恩恵を、天水栽培のオリーブ園にも提供できると結論付けた。
研究者のリカルド・フェルナンデス・エスコバル氏は、この発見の重要性を次のように強調した。「ほとんどのオリーブ園は天水栽培であり、葉面散布を行うことは[すでに]非常に一般的です。」
「本研究は、様々な種類のストレスに対するシリコンの正確な効果を解明する今後の研究の基礎を確立する出発点です。現在、我々は塩分ストレス、水分ストレス、およびオリーブミバエに対する効果を研究しています」とフェルナンデス氏は述べ、シリコン処理がオリーブ孔斑病の原因菌であるSpilocaea oleaginaに対して既に有効であることが証明されている点を指摘した。
今後の研究により、シリコン施肥が効果的な病害虫防除法であることが確認されれば、その結果は経済的・環境的に大きな意味を持つことになるだろう。表土を含む地殻に豊富に存在するシリコンは、入手が容易であるだけでなく、生態系への懸念もほとんどない。
おそらくさらに重要なのは、米や小麦などの他の作物で見られるように、この元素が商業用オリーブの木における干ばつ耐性を高める可能性を秘めている点だ。2022年には、極端な気象現象や季節外れの気象現象により、ヨーロッパおよび地中海全域でオリーブの収穫量が過去最大の損失を記録したが、多くの地域で干ばつがその主因となっていた。