作物残渣の還元が土壌の多機能性を促進する：物理的再構築から微生物生態遷移まで

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides a synthesized framework for comparing straw return strategies and identifying research gaps in soil multifunctionality.

🏢実務担当者:Offers guidance on selecting straw management options based on soil constraints and desired functions, though context-specific validation is needed.

🏛政策担当者:Supports development of region-specific soil carbon sequestration policies by highlighting the variability of outcomes across different straw return methods.

長期にわたる集約的農業は、土壌の圧密、炭素の枯渇、養分の不均衡、および微生物の生態学的プロセスの撹乱を引き起こし、これらが相まって農業の持続可能性に関連する複数の土壌機能を制約してきた。作物わらの還元は、これらの制約を緩和する潜在的な戦略として広く考えられている。しかしながら、既存の研究やレビューは、直接的なわら還元、わら由来のバイオ炭、およびわら由来の堆肥を、個別に、または個々の土壌指標を通じて評価することが多く、バイオマスの変換、改良材の特性、および立地条件がどのように共同で土壌の応答を形成するかについての理解を制限している。このギャップに対処するため、本レビューは、土壌の多機能性フレームワーク内で、これら3つの戦略の報告されたメカニズム、成果、限界、および潜在的な適用状況を比較統合する。レビューされた文献は、土壌タイプ、気候、原料、改良材の調製、施用率、実験期間、および管理条件においてかなりの不均一性を特徴とするため、報告された効果の方向性、大きさ、および持続性は、状況に応じた解釈を必要とする。直接的なわら還元は、土壌構造、易分解性炭素の利用可能性、保水性、および微生物活性の変化としばしば関連していたが、これらの応答はわらの種類、すき込み深さ、水分条件、分解速度、および窒素利用可能性によって異なった。バイオ炭は、炭素の安定化、吸着、養分保持、およびpH緩衝能と頻繁に関連していたが、これらの効果の大きさは、原料の特性、熱分解条件、施用率、土壌特性、および気候状況によって異なった。堆肥は、一般的に養分利用可能性と微生物活性の増加と関連していたが、その性能は、熟度、原材料の組成、塩分および病原体リスク、および圃場管理によって異なった。これらの比較は、3つの戦略が機能的に同等であると想定されるべきではないことを示唆しているが、それらの効果は重複する可能性があり、いくつかの条件下では潜在的な組み合わせが有益である可能性がある。レビューされた文献全体で特定されたパターンに基づき、我々は、主要な土壌制約を改良材の特性および対象とする土壌機能と結び付ける解釈的フレームワークを統合する。この文献由来のフレームワークは、普遍的な処方を提供するのではなく、状況依存の証拠を整理し、適応的なわら還元管理を支援することを意図している。将来の研究は、標準化された土壌多機能性指標、長期的な多地点比較、および農業上の利益、炭素の持続性、養分損失、温室効果ガス排出、経済的実現可能性の統合的評価を優先すべきである。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Long-term intensive agriculture has contributed to soil compaction, carbon depletion, nutrient imbalances, and disruption of microbial ecological processes, collectively constraining multiple soil functions relevant to agricultural sustainability. Crop straw return is widely considered a potential strategy for alleviating these constraints. However, existing studies and reviews have often evaluated direct straw return, straw-derived biochar, and straw-based compost separately or through individual soil indicators, limiting understanding of how biomass transformation, amendment properties, and site conditions jointly shape soil responses. To address this gap, this review comparatively synthesizes the reported mechanisms, outcomes, limitations, and potential application contexts of these three strategies within a soil multifunctionality framework. The reviewed literature is characterized by substantial heterogeneity in soil type, climate, feedstock, amendment preparation, application rate, experimental duration, and management conditions; therefore, the direction, magnitude, and persistence of reported effects require context-specific interpretation. Direct straw return was often associated with changes in soil structure, labile-carbon availability, water retention, and microbial activity, although these responses varied with straw type, incorporation depth, moisture conditions, decomposition rate, and nitrogen availability. Biochar was frequently linked to carbon stabilization, sorption, nutrient retention, and pH buffering, but the magnitude of these effects varied with feedstock properties, pyrolysis conditions, application rate, soil characteristics, and climatic context. Compost was commonly associated with increases in nutrient availability and microbial activity, whereas its performance varied with maturity, raw-material composition, salinity and pathogen risks, and field management. These comparisons suggest that the three strategies should not be assumed to be functionally equivalent, although their effects may overlap and potential combinations may be beneficial under some conditions. Based on patterns identified across the reviewed literature, we synthesize an interpretive framework linking dominant soil constraints with amendment properties and targeted soil functions. This literature-derived framework is intended to organize context-dependent evidence and support adaptive straw-return management rather than provide a universal prescription. Future research should prioritize standardized soil multifunctionality indicators, long-term multi-site comparisons, and integrated assessments of agronomic benefits, carbon persistence, nutrient losses, greenhouse gas emissions, and economic feasibility.

• semanticscholar https://doi.org/10.3390/su18147231first seen 2026-07-20 05:41:34 · last seen 2026-09-22 05:15:58