コンパニオンプランツ

園芸や農業におけるコンパニオンプランティングとは、雑草抑制、害虫駆除、受粉、益虫の生息地の提供、空間の最大活用、その他作物の生産性向上など、さまざまな理由から、異なる作物を近くに植えることです。コンパニオンプランティングは、複合栽培の一種です。

コンパニオンプランツは、先進国と発展途上国の両方で、多くの理由から農家や園芸家によって使用されています。コンパニオンプランツの現代の原理の多くは、何世紀も前のアジアの森林庭園や、数千年前のメソアメリカに存在していました。この技術により、農家は高価な化学肥料や農薬の投入を減らすことができるかもしれません。

ヨーロッパ人が到着する以前、アメリカ大陸の先住民はさまざまな形でコンパニオンプランティングを行っていた。彼らは8,000年から10,000年前にカボチャを栽培し、 ^{[2] [3]}トウモロコシ、そして豆を栽培し、スリーシスターズ農法を形成した。トウモロコシの茎は豆が登るためのトレリスとして機能し、豆は窒素を固定してトウモロコシに利益をもたらし、カボチャの広い葉は土壌に十分な日陰を提供し、土壌を湿潤で肥沃に保つ。^{[4] [5] [6]}

約2000年前の古代ギリシャとローマの著述家たちは、一部の植物が近くの他の植物に有毒（アレロパシー）であることを認識していました。 ^[7] テオプラストスは、月桂樹とキャベツがブドウの木を弱らせると報告しました。 ^{[8] [9]} 大プリニウスは、クルミの木（ Juglans regia ）の「陰」が他の植物を毒すると書いています。^{[10] [9]}

中国では、少なくとも千年にわたり、アゾラ属の植物が稲作の伴侶植物として利用されてきた。アゾラ属の植物は、大気中の窒素を固定するシアノバクテリア（アナベナ・アゾラエ）を宿主とし、稲と競合する植物からの光を遮断する。^[11]

最近では、1920年代から有機農業や園芸では、施肥、雑草の除去、害虫駆除などの他の多くの方法が禁止されているため、コンパニオンプランツが頻繁に使用されるようになりました。^[12] パーマカルチャーも同様の方法を提唱しています。^[13]

このようなシステムで使用されるコンパニオンプランツのリストは大きく、野菜、果樹、台所用ハーブ、庭の花、飼料作物などが含まれます。ペアワイズ相互作用の数は、肯定的（種同士が互いに助け合う）と否定的（植物は一緒に栽培しない方がよい）の両方でより多くなりますが、そのような相互作用の証拠は、管理された実験から伝聞まで多岐にわたります。たとえば、キャベツ科（アブラナ科）の植物は、セロリ、タマネギ科（アリウム科）、および芳香性ハーブと一緒によく育つと伝統的に主張されていますが、イチゴやトマトと一緒に栽培するのは最適ではないと考えられています。^{[14] [15]}

2022年、農学者は、作物の「持続可能な」保護を実現するために、作物の植物病害抵抗性、生物学的害虫防除のための天敵（寄生虫や捕食者）の保全、害虫を撃退するための芳香性雑草などのコンパニオンプランツを含む複数のツールを使用する必要があると推奨しました。彼らは、作物、コンパニオンプランツ、草食害虫、およびその天敵の間の多くの相互作用を考慮した多栄養段階のアプローチが不可欠であると考えました。 ^[16]多くの研究で植物が作物の害虫に与える影響が検討されていますが、相互作用を詳細に研究したり、フィールド試験を使用して研究したりした研究は比較的少数です。^[17]

コンパニオンプランティングは、さまざまなメカニズム（時には組み合わせることもあります）を通じて作物の生産性を高めるのに役立ちます。これには、受粉、雑草抑制、害虫駆除（有益な昆虫の生息地の提供を含む）が含まれます。^[18]

コンパニオンプランツは、害虫が視覚で作物を見つける能力を阻害したり、害虫を物理的にブロックしたり、標的作物から犠牲トラップ作物に害虫を誘引したり、揮発性化合物を放出する芳香のあるコンパニオン植物を使用して作物の臭いを隠したりすることで、作物への害虫被害を軽減できます。^{[19]使用されるコンパニオン植物の種類に応じて、窒素固定、益虫の誘引、雑草の抑制、根を損傷する}線虫の減少、土壌の水分維持などの他の利点があります。 ^[19]

クローバーなどのマメ科植物は、根粒中の共生細菌を利用して空気中の窒素を固定し、イネ科植物などの近隣の植物に窒素化合物を供給します。これにより、イネ科植物やその他の近隣植物はより多くのタンパク質を生産し（人工肥料の投入量を減らして）、より多く成長することができます。^{[20] [21] [22] [23]}

トラップ栽培では、害虫を主作物から遠ざけるために代替植物を使用する。例えば、キンレンカ（Tropaeolum majus ）は、主にキャベツ科（アブラナ科）の植物を食べる一部の毛虫の食用植物である。^[24]害虫の卵はキンレンカに優先的に産み付けられるため、アブラナ科植物の周囲にキンレンカを植えると食用作物を被害から守れると主張する園芸家もいる。^[25]しかし、小規模な温室、庭園、圃場での実験では多くのトラップ作物が害虫を主作物から遠ざけるのに対し、大規模な商業規模ではこれらの植物のごく一部だけが害虫被害を軽減する。^[26]

S. フィンチと RH コリアーは、「雑草がなくなった今、昆虫ははっきりと見ることができる」と題する論文で、飛翔害虫は宿主植物が他の植物、あるいは緑色の「おとり植物」に囲まれていると、成功率が大幅に低くなることを実験的に示しました。 ^[27]害虫は段階的に宿主を見つけます。まず植物の匂いを感知し、それが裸地を避けて宿主植物に着陸しようとします。植物が孤立している場合、昆虫は匂いの近くの緑の部分に着陸し、「適切な着陸」を行います。間違った植物に着陸した場合、つまり「不適切な着陸」の場合、昆虫は飛び立ち、別の植物に飛びます。「不適切な」着陸が多すぎると、最終的にその場所を離れます。^[27]クローバーをグランドカバーとしてコンパニオンプランツで植えると、4 つの異なる昆虫目に属する 8 種の害虫に同様に悪影響を及ぼしました。ある実験では、裸地で育つキャベツのそばにキャベツハエの36%が卵を産み（作物を破壊）、一方クローバーで育つキャベツのそばではわずか7%しか卵を産みませんでした（クローバーのおかげで作物は豊かに育ちました）。緑色のボール紙で作った単純なおとりも、生きたグランドカバーと同じように効果がありました。^[27]

いくつかの植物はアレロパシーを持ち、他の種の成長を阻害する化学物質を生成します。例えば、ライ麦は穀物作物として有用であり、コンパニオンプランツで雑草を抑制するためのカバークロップとして使用したり、刈り取って雑草抑制マルチとして使用したりできます。^{[28] [29]}ライ麦は2つの植物毒性物質[2,4-ジヒドロキシ-1,4(2H)-ベンゾオキサジン-3-オン（DIBOA）と2(3H)-ベンゾオキサゾリノン（BOA）]を生成します。これらはイネ科植物と双子葉植物の両方の発芽と実生の成長を阻害します。^[30]

コンパニオンプランツの中には、揮発性の芳香性化学物質を生成することで害虫や病原菌による作物への被害を防ぐものもあり、これもアレロパシーの一種である。^[17]例えば、マリーゴールドの葉の香りは、アブラムシが近隣の植物を食べるのを防ぐと言われている。 ^[31] 2005年の研究では、メキシカンマリーゴールドから抽出された油性揮発性物質が、暴露後5日で3種のアブラムシ（エンドウアブラムシ、モモアカアブラムシ、温室アブラムシおよびジャガイモアブラムシ）の繁殖を最大100％抑制できることがわかった。^{[32]園芸家に馴染みのある別の例は、タマネギとニンジンが互いの害虫と相互作用することである。タマネギの香りが}ニンジンルートバエを追い払い、ニンジンの香りがタマネギバエを追い払うと一般に信じられている。^{[19] [1]}

いくつかの研究では有益な効果が実証されている。例えば、キャベツの作物は、キャベツガによって深刻な被害を受ける可能性がある。この蛾には天敵として、寄生蜂のミクロプリティス・メディエーターがいる。キャベツの間にヤグルマギクを共生させると、この蜂が蛾を駆除するのに十分な数に増える。これは、殺虫剤の使用を減らして自然駆除が可能になることを意味し、農家と地域の生物多様性に利益をもたらす。^[33]園芸では、マリーゴールドは、それが生成する芳香性リモネンを介して、トマトの植物を温室コナジラミ（アブラムシの一種）からよく保護する。 ^{[34]ターゲットとコンパニオンのすべての組み合わせが効果的というわけではない。例えば、多くの作物の有用なコンパニオンであるクローバーは、}アブラナ科の作物を隠蔽しない。 ^[35]

しかし、多種多様な種が共存するシステムへの影響は複雑で、収穫量の増加にはつながらない可能性がある。例えば、マリーゴールドは、幼虫がリンゴを食い荒らす深刻な害虫であるコドリンガの繁殖を阻止するが、コドリンガの天敵である寄生バチの Ascogaster quadridentata （イチバチ科）の繁殖も阻止する。その結果、コンパニオンプランツはリンゴへの被害を減らすことができない。^[36]

野菜畑で大量の蜜や花粉を生産するコンパニオンプラント（昆虫食植物）は、害虫を駆除する有益な昆虫の個体数を増やすのに役立つ可能性があります。^[38]

芳香性揮発性物質を生成するいくつかのコンパニオンハーブは天敵を引き寄せ、害虫の抑制に役立ちます。ミント、バジル、マリーゴールドはすべて、草食昆虫の天敵、例えば一般捕食者を引き寄せます。たとえば、スペアミントはメクラカメムシの一種であるNesidiocoris tenuisを引き寄せ、バジルはミカンカゲロウの一種であるCeraeochrysa cubanaを引き寄せます。^[37]

植物種間、また植物種と害虫種、そして害虫の天敵との間の多様な相互作用は複雑で、十分に理解されていない。2019年にブラジルで行われた現地調査では、対象作物であるコラードグリーンにパセリを混植すると、アブラムシ害虫（Brevicoryne brassicae、Myzus persicae）の抑制に役立ったが、同時に寄生蜂の数も減少したことが判明した。捕食性昆虫種の数が増加し、アブラムシを殺す寄生蜂を捕食した可能性がある一方、アブラムシの減少は、汎用捕食者の増加によって引き起こされた可能性がある。^[39]

いくつかの作物は、防風や日陰を作るためなど、さまざまな種類の植物の保護下で栽培されます。たとえば、日陰で栽培されるコーヒー、特にアラビカコーヒーノキは、伝統的に、散在する薄い樹冠の木々が作り出す明るい日陰で栽培され、光はコーヒーの木に届きますが、過熱からは守られています。^[40]適したアジアの木には、エリスリナ・スブムブランス（トントンまたはダダップ）、グリリシディア・セピウム（カエ・ファラン）、カシア・シアメア（キ・レック）、メリア・アゼダラク（カオ・ダオ・サン）、有用な木材の木であるパウロニア・トメントサなど^{があります。 [41]}

現在使用中または試験中のコンパニオンプランティングのアプローチには、次のものがあります。

• スクエアフットガーデニングは、植物をできるだけ密集させることで雑草の蔓延などの問題から植物を守ろうとします。これは、通常よりも密集させることができるコンパニオンプランツを使用することで容易になります。^[42]
• 森林園芸では、生態系をシミュレートするためにコンパニオンプランツが混在し、森林内で最大7つの異なる高さの植物の相互作用を模倣します。^[43]

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