アレロパシーとは？ 効果が強い植物と農業での活用例

アレロパシーとは、植物が自ら生産・分泌する化学物質（アレロケミカル）によって、周囲の植物や虫などの生育を抑制・促進する現象のことです。日本語では「他感作用」とも呼ばれ、植物同士の「化学的なコミュニケーション」とも言えます。

具体的には、葉・根・茎・種子・落葉といった、植物の各部位から放出される化合物が土壌中や空気中を介して拡散し、近くの植物の発芽や成長に影響を与えることで発現します。

農業現場では雑草の発生抑制や病害虫の発生軽減を目的に活用が進んでおり、化学農薬や除草剤への依存を減らす、持続可能な雑草管理技術として注目されています。

特に有機農業や環境保全型農業を実践する現場では、輪作・混植・被覆作物の選定において重要な考え方のひとつとなっています。

アレロパシーの作用は光や水分、養分の競合による影響と区別しにくく、これらに比べると寄与率も低いため実証は困難とされています。

しかし、これまでの研究で学術的に実証された識別方法もあるので、ここでは作用物質を含めていくつか紹介していきます。

セイタカアワダチソウ

セイタカアワダチソウは、ポリアセチレン（注）という化学物質を分泌し、ほかの植物の発芽を抑制することが報告されています。

同じようにポリアセチレンを含む植物として、ヨモギ、野菊、ヒメジョオンなどが挙げられ、いずれもほかの植物を寄せ付けず繁茂する雑草です。
（注）ポリアセチレン：アセチレンガスの重合化合物。特定の操作を行うことで電気を通すようになるプラスチック、導電性高分子として知られています。

そば類

そば類には、ルチン、没食子酸、カテキン、ファゴミンなどのアルカロイドを多量に含まれており、これらの化学物質はほかの植物の生長を阻害することが報告されています。

また、そば類は生長が早くほかの雑草よりも先に葉を広げ日光を遮り、養分を吸収する力が強い植物でもあります。そのため、雑草との競合に強く、手入れのできない遊休農地の雑草対策として古くから活用されてきました。

ジュグロン

クルミ属（オニグルミやペルシャグルミなど）の根や落葉、殻などには、「ジュグロン」と呼ばれるアレロケミカルが含まれています。

ジュグロンは強い生育抑制作用を持ち、周囲の植物の発芽や根の伸長を阻害します。そのため、クルミの木の下では雑草や他の植物が育ちにくい環境が生まれることが知られています。

shimanto/PIXTA(ピクスタ)

日本でも近年、アレロパシーを農業に活用する事例が増えつつあります。例えばトマトとハーブの一種であるバジルを一緒に植えることで、お互いの生長が促進されることはよく知られています。一方で、連作障害にアレロパシーの作用が関係していたことが明らかになった事例もあります。それらを紹介しながら、農業とアレロパシーの深い関係を探ります。

ヘアリーベッチによる雑草抑制

「ヘアリーベッチ」とは、「ビロードクサフジ」という和名を持つ、つる性のマメ科の草本植物です。近年、窒素やカルシウムなどの肥料成分が豊富で分解が早く速効性も高いことが評価され、水稲や小麦の後作緑肥として、また休耕地や遊休農地の管理に適するとして急速に普及しています。

秋播きをすると雑草をほぼ抑制できるうえに緑肥としての効果が高いため、落葉果樹の下草管理としても広く活用され、今や日本の農業生産になくてはならない存在となりつつあります。

最近は、このヘアリーベッチが強い雑草抑制効果のアレロパシーを持つことが判明し、さらに注目度が高まっています。ヘアリーベッチの持つ他感物質は石灰窒素の成分でもある「シアナミド」で、除草、殺菌、種子休眠覚醒などの効果があります。
ヘアリーベッチがこれから後作をおこなう農地や、休耕地や遊休農地といった栽培跡地の雑草をほぼ完全に抑制できるのは、このアレロパシーの作用が大きく影響しているといえるでしょう。

マリーゴールドによる虫害対策

マリーゴールドは、観賞用としてだけでなく、茎や根から放出される「テルチオフェン」を利用した病害対策植物として広く知られています。特に、根に寄生するセンチュウに対して強い忌避・殺虫効果を示し、土壌中の密度を低下させる働きがあります。

また、マリーゴールドはネギ類やナス科作物との混植・輪作に適しており、畑全体のセンチュウ被害を軽減する「生物的防除植物」として有効です。定植の1か月ほど前に緑肥としてすき込む方法や、作物の畝間に帯状に植える方法など、ほ場条件に応じた活用が可能です。

アレロパシーが原因で起こる連作障害

shimanto/PIXTA(ピクスタ)

野菜の中でアレロパシーをもつ種がアスパラガスです。他感物質はアスパラガスから発生する「アスパラガス酸」で、ほかの植物の発芽や育成を阻害します。

ところが、アスパラガスの場合、長期間同じほ場で栽培するケースが多いため、他感物質の成分濃度が次第に濃くなり、アスパラガス自身が自らの他感物質に影響を受けることがあります。


アスパラガスの連作障害は、こうしてアレロパシーが自分にも作用し株が弱っているところへ、立枯病や株腐病の原因菌であるフザリウム属菌類などが感染することによって、引き起こされると考えられています。

アレロパシーは、これまで学術的な現象として理解されてきましたが、近年ではその作用を応用した「バイオ由来農薬」や「環境調和型除草剤」の開発が世界的に進んでいます。

日本でも「生物系特定産業技術研究支援センター（BRAIN）」が中心となり、国内外の植物からアレロパシー活性を持つ種をスクリーニングするプロジェクトが行われています。発芽抑制や生育阻害作用が特に顕著な植物を上位20種としてリスト化し、それらに含まれるアレロケミカルの同定と作用メカニズムの解析が進められています。

また近年の研究では、アレロパシーは単一成分だけでなく、複数の代謝産物や微生物との相互作用によって発現することも明らかになっています。こうした知見をもとに、植物残渣や被覆作物を活用した生物的防除、雑草制御資材、発芽抑制マルチなどへの応用も検討されています。

新たな防除体系を構築する上で、アレロパシーは今後の持続可能農業を支える重要な研究分野として、産業・現場の両面から期待が高まっています。

出典：J-Stage所収「アレロパシー；植物が放出する化学物質による他の生物との相互作用ーとくに植物が放出する揮発性物質が他の生物に及ぼす作用ー」


アレロパシーを利用した病害虫や雑草の防除は、今後求められる持続可能な農業において、大きな力を発揮することが期待されています。アレロパシーと化学的防除を組み合わせることで、環境負荷の低減と生産性を両立した農業が実現していくかもしれません。