研究・論文

Setha Low · · Global

本章では、パリとニューヨーク市における環境の持続可能性と公共空間の緑化について、コミュニティガーデン、都市農業、持続可能な公園といった介入の歴史と影響をたどります。これらの取り組みは、より強力なコミュニティを構築し、社会再生産を支援し、環境正義を促進することで、生態学的持続可能性に貢献します。本研究は、人間生態学的計画と生態系サービス評価が、公共空間設計における持続可能性を高めるための科学的戦略を提供することを示しています。

Mary Ann N Daculog, Thea P Suaco, Romalyn D Parado · Advances in Agriculture Horticulture and Entomology · Philippines (Baguio City)

フィリピンのバギオ市ルクナブ地区の土壌の化学的特性、特に主要栄養素と微量栄養素の存在を分析しました。調査の結果、土壌の水分含有量は27.26%から33.60%と低く、pH値は4.1から4.83と強い酸性であることが判明しました。また、有機物含有量も2.71%から3.45%と低く、この酸性が植物の栄養素の利用可能性と溶解度に影響を与え、収穫量と生産性を低下させている可能性が示唆されました。

Scattareggia, Florent, Ancion, Nicolas, Jijakli, Haissam, Crutzen, Nathalie · Open Repository and Bibliography (University of Liège) · Global

本稿は、世界の土地消費と食料需要の増加に対する潜在的な解決策として屋上温室（RTG）について論じている。RTGは既存の都市の屋上空間を利用し、土地利用の競合を避け、廃熱、CO2、尿、雨水を利用することで支持建物との相乗効果を生み出し、環境上の利点を提供する。さらに、RTGを含む都市農業は、都市部で雇用と教育の機会を提供することができる。

Kristiina Valter · Green Energy and Environmental Technology · Global

本論文は、雨水管理のための生産的なブルーグリーンルーフについて記述しており、持続的な環境利益にとって重要な特徴を強調しています。ブルーグリーンルーフは、雨水の流出を遅らせたり、蒸発のために保持したりする貯留層を使用し、グリーンルーフと組み合わせることで食用作物を栽培でき、相乗効果をもたらします。本論文では、食用および非食用の植物を用いた様々なブルーグリーンルーフのサブレイヤーの組み合わせに関するケーススタディとテストベッドを提示し、設計パラメータと監視システムを考察しています。

Anna Paltseva, Zhongqi Cheng, Murray B. McBride, Maha Deeb, Sara Perl Egendorf, Peter M. Groffman · Frontiers in Ecology and Evolution · Global

この総説論文は、都市菜園土壌における鉛（Pb）汚染に関する現在の科学的知識を要約し、実際の健康リスク評価と曝露制限のための明確な推奨事項を提示しています。都市菜園土壌には、主に過去の発生源に由来する高濃度の鉛が含まれていることが多く、これが都市菜園の主要な障壁となっています。土壌改良材は汚染土壌の処理として常に汚染物質の有害性を低減するわけではないため、信頼できないと指摘されています。

Monika Egerer, Brenda B. Lin · CABI Reviews · Global

本レビューは、都市農業システムにおける生態系サービス（ES）と、それらのサービス間のトレードオフを評価した。都市農業は食料供給や社会的結束、気候調節などの多くの利益と環境サービスを提供する。しかし、管理上の決定は生態系サービス間でトレードオフを生み出す可能性があり、あるサービスの増加が別のサービスを提供するシステムの能力を低下させる場合があることが示された。

Nini Sané, Malick Mbengué, Amandine Laffite, Serge Stoll, John Poté, Philippe Le Coustumer · Water · Global

本研究は、家庭排水中の糞便指標菌および抗生物質耐性菌を減少させるため、モリンガ・オレイフェラの種子処理と組み合わせた排水処理プラントのプロトタイプを開発した。プロトタイプ単独で細菌を99.34%削減した。モリンガ・オレイフェラの種子を加えることで、大腸菌（36.6～78.8%）、糞便性大腸菌群（28.3～84.6%）、コレラ菌（35.3～95.6%）、総菌群（32.1～92.4%）に対して高い除去率を達成した。抗生物質耐性菌については、大腸菌および糞便性大腸菌群で最大98%、コレラ菌で100%、総菌群で91.96%の除去率であった。

Byoung-Kwon Lee, Hyung-Kwon Yun, In-Kyoung Hong, Young-Bin Jung, Sangmi Lee, Sang-Deok Lee · Journal of people, plants, and environment · Global

この研究は、フレンチマリーゴールド、ジニア、スペアミント、バジルをコンパニオンプランツとして、10、20、40cmの株間でミニトマトの生育と果実品質への影響を調査した。茎の太さと1株あたりの総果実数に統計的有意差が見られたが、草丈、総果実生重、糖度、果実硬度、ビタミンCには差がなかった。スペアミントとバジルを20cmまたは40cmで植えた場合、対照群と比較して茎の太さが減少し、ジニアを40cmで植えた場合のみ1株あたりの総果実数が増加した。

Jiefu Wang, Yuepeng Sun, Kang Xia, Allison Deines, Ross Cooper, Karen Pallansch, Zhi‐Wu Wang · Water Environment Research · Global

本レビューは、持続可能な都市農業における都市水資源再生施設（WRRFs）の極めて重要な役割を検証している。再生水は他の水源よりも高品質で供給変動が少ない可能性があり、廃水処理からのバイオソリッドは肥料や土壌改良材として利用できると指摘している。さらに、WRRFsは再生可能電力、熱、CO2、バイオプラスチックを生産でき、これらは都市農業運営にとって不可欠な資源となり得る。

Nam-Gyeong Gim, Nam-gyeong Gim · The Jounal of Cultural Exchange · Cuba

本研究は、キューバのオルガノポニコシステムに焦点を当て、小学校における効果的な学校菜園運営のための戦略的方法を模索した。オルガノポニコのPEST分析を行い、学校菜園教育に関連する技術的強みを抽出し、国内の小学校菜園を運営の観点からSWOT分析した。結果として、オルガノポニコはカンテーロ農法を通じて狭い空間の問題を解決できること、また生物を活用した有機農法が学校菜園における戦略的連携に最も必要な部分であることを示唆している。

Uk-Hyeon Yeo, Sang‐Yeon Lee, Se‐Jun Park, Jun‐Gyu Kim, Jeong-Hwa Cho, Cristina Decano-Valentin, Rack-woo Kim, In-Bok Lee · Agriculture · Global

本研究は、建物エネルギーシミュレーション（BES）と計算流体力学（CFD）技術を組み合わせて、都市農業のための建物一体型屋上温室（BiRTG）の省エネルギー効率を分析した。トマト栽培の場合、BiRTGの年間エネルギー負荷は464,673 MJで、単一スパン温室（490,128 MJ）と比較して平均5.2%の削減となった。建物からの熱伝達により10月から4月にかけて省エネルギー効果が確認され、11月から3月にかけて空気温度管理（ATM）を交互に適用することで暖房エネルギー負荷がさらに削減され、平均11.8%の省エネルギー効果が得られた。

Eleano Rodrigues da Silva, Sônia Sena Alfaia, Marta Iria da Costa Ayres, S. G. A. de Sousa, Robert Corrêa Rodrigues · Concilium · Global

本研究は、都市および準都市の緑化と農業における使用を目的として、異なる溶媒と比率を用いた液体腐植土（HL）の生産を調査した。栄養素の含有量と濃度、収量、および残留物の臭いと外観が分析された。結果として、全てのHLにおいて臭いは非常に穏やかで実質的に無臭であり、都市での使用が可能であることが示された。分析された製品の化学組成から、HLは都市農業の実践に利用可能であり、土壌の陽イオン交換容量（CTC）の改善に貢献する可能性が示唆された。

José Hilario Rocha Araujo, A. Pando-Bahuon, C. Hartmann, H. Aroui-Boukbida, Thierry Desjardins, Thomas Z. Lerch · Frontiers in Ecology and Evolution · Global

本研究は、掘削された深層土壌と緑肥堆肥から作られた土壌で緑色野菜を栽培する可能性を評価した。3シーズンにわたり、堆肥の量（10、20、30%）とミミズ（Lumbricus terrestris）の追加がレタス、ルッコラ、ほうれん草の生産に与える影響を現場で試験した。結果として、都市の鉱物および有機廃棄物を再利用して農業に適した土壌を構築できることが示された。堆肥の量が多いほど植物バイオマスが有意に増加し、特にミミズを導入した場合に顕著であった。

· Middle East Journal of Agriculture Research · Egypt

2020年と2021年にエジプトのギザにある屋上菜園で2つの実験が行われ、基質タイプと施肥プログラムがモロヘイヤとほうれん草の収量と硝酸塩含有量に及ぼす影響を調査した。基質S1（パーライト50％：ピートモス50％）は高収量に適していることが判明した。化学栄養液（CNS）単独が最高の収量をもたらしたが、S1とCNSに収穫前5日間のコンポストティー（CNS+5）を組み合わせたものが、高収量と低硝酸塩蓄積の両方にとって最も適切な組み合わせであった。

Jerome Wei Chiang Teng, Chew Beng Soh, Shiddalingeshwar Channabasappa Devihosur, Ryan Hong Soon Tay, Steve Kardinal Jusuf · Sustainability · Global

本研究は、アグリボルタイクスシステムが屋上微気候とPV効率に与える影響を調査した。ENVI-metシミュレーションでは、PVシステムの下に作物を配置した区画のPV温度は、晴れた日で2.83 °C、曇りの日で0.71 °C低く、それぞれPV効率が1.13～1.42%および0.28～0.35%向上することが示された。物理プロトタイプから収集されたデータは、蒸発冷却が周囲温度の低下に寄与し、アグリボルタイクスシステムが作物のない対照システムと比較して、1日あたり3.05～3.2%多くのエネルギーを生成したことを示した。

Petra Schneider, Tino Fauk · · Global

貸し農園（AG）の自然と人々をつなぐ役割について、2017年から2020年にかけてエクアドル、ドイツ、スウェーデン、ウガンダ、ベトナムで行われた文献レビューと現地調査に基づき検討された。貸し農園は、都市の生態系サービスを提供し、生息地の連結性や人間の健康に大きく貢献する。また、食料生産やレクリエーションに加え、公衆衛生、福祉、社会的包摂、環境、文化アーカイブとしても重要な利益をもたらし、生息地、人々、生態系サービス、循環型フロー管理のための連結性を本質的な目的としている。

José Luis Villalpando, Daniel Francisco Chi-Maas, Itzel López‐Rosas, Víctor Ángel Aquino-Luna, Jesús Arreola-Enríquez, Julia Cristel Alcudia-Pérez, Gilberto Matos-Pech, Roberto Carlos Gómez-García, Jesús Froylán Martínez-Puc, William Cetzal‐Ix · Agriculture · Global

本研究は、トウモロコシとピーナッツを対象に、50cm×50cmの松材箱を用いた裏庭システムを9ヶ月間評価しました。約213kgの有機残渣から約300kgの堆肥を生産し、堆肥処理区と対照区で植物の生育を比較しました。形態学的特性の相関分析では、栄養素の効果が作物の形態と正の関連があることが示され、トウモロコシの収量は堆肥区で9kg/m2、対照区で6.6kg/m2、ピーナッツは堆肥区で184g/m2、対照区で73g/m2でした。

Blessing Chidinma Nwachukwu, Olubukola Oluranti Babalola · Frontiers in Sustainable Food Systems · Global

本レビューは、植物の根に関連する微生物叢と微生物生態学を研究するためのメタゲノミクス技術を探求し、農村および都市農業における作物収量の理解と改善におけるその役割を強調しています。非培養アプローチであるメタゲノミクスは、培養不可能な微生物とその機能的特性の特定を可能にします。これらの生物とその相互作用を詳細に理解することで、植物の成長と持続可能な作物生産の改善が促進されます。

Paulien C. H. van de Vlasakker, Karin Tonderski, Geneviève S. Metson · Frontiers in Sustainable Food Systems · Global

土壌・地面ベースの都市農業からの水系への養分(窒素・リン)流出について、2000年から2021年に発表された査読付き実証研究をレビューした論文。水系への流出への懸念を明示した文献241件をスクリーニングし20件を採用したが、実際に水への流出量を測定していたのはそのうち7件のみだった。実験的研究4件のうち3件が排水中の養分流出を測定し、実環境での研究16件のうち浸出水としての流出量を定量化していたのは4件にとどまった。測定された平均流出量はリンで1ヘクタール当たり0.005〜6.5kg、窒素で同0.05〜140kgの幅があった。非実験的研究16件中13件は投入量と収穫量のデータを提供しており、これに基づく養分収支を見ると、値の幅は大きいものの調査対象の菜園の多くで窒素・リン(カリウムは除く)の投入超過(サープラス)がみられ、これは水系への流出リスクとして特定された。投入超過が大きいほど浸出流出も増える傾向がみられたが、常にそうとは限らなかった。レビューは、都市農業が養分関連の水質悪化を伴わずに循環経済に寄与できるかを判断するには、水系への流出量を測定し文脈要因を記録するフィールド研究がさらに必要だと結論づけている。

Mamdouh M. Arafa Arafa, Sabry M. Shaheen, A.M.K Mansour, M. F. A. Ahmed · International journal of Environmental Studies and Researches · Egypt

エジプト・メヌーフィーヤ県、カイロ〜アレクサンドリア砂漠道路沿いのサダトシティ農場で、2020年と2021年の2作期にわたり、コンポスト施用がトマトの根腐病管理と生産性向上に及ぼす効果を検証した。腐敗したトマト株からRhizoctonia solaniとSclerotium rolfsiiが根腐病・立枯病の主要な病原菌として分離され、収量損失の原因となっていた。定植前に植物残渣、牛糞、堆肥（植物残渣＋牛糞）といった各種有機物を1.2kg/m²の割合で土壌に施用したところ、対照区に比べ両作期とも発病率が有意に低下し、生存株率が上昇した。中でもトマト由来の有機肥料である堆肥を1.2kg/m²施用した区は、両作期を通じて発病率の低下が最も大きく、栄養成長（草丈、分枝数、葉数）、収量関連形質、フラボノイドおよび総フェノール含量の増加も最も大きかった。一方、植物残渣区と牛糞区の間では、植物の生育特性に明確な有意差は見られなかった。

Eric J. Chapman, Gaston E. Small, Paliza Shrestha · Urban Ecosystems · Global

実験用の都市菜園区画に、堆肥・化学肥料など異なる種類の土壌改良材(高濃度・低濃度の堆肥および市の生ごみ堆肥、化学肥料、無施用)を施し、3年間にわたり浸出水量と土壌水分を定量した研究。市の生ごみ堆肥を高濃度で施用した区画と無施用の区画、および参照区画としての芝生区画を対象に、単純な水収支水文モデルをパラメータ化し、通常の降水条件と3種類の増加降水シナリオのもとで3成長期分のモデルを実行した。結果として、土壌水分は処理区によって異なり、堆肥施用区画で最も高く、化学肥料施用区画で最も低かった。土壌改良の処理は週次浸出水量の変動をほとんど説明しなかったが、市の生ごみ堆肥の高濃度施用区画と化学肥料施用区画は浸出水量が最も少なく、堆肥(高・低濃度とも)施用区画はやや多かった。菜園区画は灌漑により芝生区画より総水量投入が12~16%多かったが、蒸発散量が50~60%高いため浸出水の総量は全シナリオを通じて菜園区画で20~30%少なかった。高濃度堆肥施用区画と無施用区画の差は、菜園区画全体と芝生区画との差に比べて小さかった。以上から、菜園への土壌改良材の施用は保水性に影響を与え、菜園土壌は芝生に比べ保水・浸透・蒸発散の潜在能力が高く、水文生態系サービスとして十分に評価されていない可能性のある便益であると結論づけている。

Kyle Richardville, Dan Egel, Andrew Flachs, Amit K. Jaiswal, D.J. Perkins, A. W. Thompson, Lori Hoagland · Urban Agriculture & Regional Food Systems · Global

都市部の劣化した土壌を対象に、自家製の落ち葉堆肥による土壌改良がトマト（Solanum lycopersicum）の生産性や、植物成長促進・病害抑制能を持つ微生物接種資材（Trichoderma harzianum T-22）の定着に与える影響を2年間の圃場試験で検証した。堆肥を施用した区画では両年とも活性土壌有機物量と販売可能な果実収量が大きく増加し、2年目には葉の病害の重症度も低下、T-22の接種による移植ストレス死も一品種で減少したが、著者らは堆肥に重金属や病原体が含まれないか必ず検査すべきこと、過剰施用は作物の健全性を損ないうることも注意点として付け加えている。

Jennifer Paola Borja Llivigañay, Karla Maribel Rocano Bustamante · Universidad Politécnica Salesiana Repositorio Digital (Universidad Politécnica Salesiana) · Global

エクアドル・アスアイ州パウテ郡の農業教育機関ウニダ・エドゥカティバ・アグロノミコ・サレシアーノの生徒による卒業研究（サレジアン工科大学リポジトリ、2022年）は、土壌病原菌（Phytophthora、Rhizoctonia、Sclerotium、Pythium、Fusarium）に対する生物的防除資材として、拮抗菌トリコデルマ属の捕獲・繁殖・応用を評価した。土中に穴を開けて炊いた米を入れた罠で菌を捕獲し、これをもとに調製した液剤を用いて、2021年11月から2022年5月にかけてレタス栽培における寄生菌への防除効果を分析した。

Brunno da Silva Cerozi, Caitlin G. Arlotta, Matthew L. Richardson · Agriculture · Global

都市農業と養殖業の統合による水利用・コスト削減、水資源をめぐる競合の緩和、化学肥料削減、栄養分に富む農業排水を淡水・海水域へ放流することによる環境負荷の低減を検討した研究(2022年、Agriculture誌)。都市での養殖は新鮮な低脂肪タンパク質の地産供給源として人の健康にも直接寄与しうるが、養殖排水を都市環境の特産作物の潅水施肥に利用した実用性・生産上の利点を示した研究は少なかった。そこで春作4種(チンゲンサイ・タサイ・ラディッシュ・カブ)と秋作2種(つるいんげん・スナップエンドウ)を、養殖排水と井戸水/水道水のいずれかで栽培し、土壌肥沃度と作物生産性への効果を評価した。養殖排水は土壌のpHとカリウムを上昇させ、つるいんげんの莢数を9.1%増加させた(莢の重量も有意に近い増加傾向)。使用した土壌はもともと養殖排水投入前から比較的養分に富んでおり、これが効果の限定性の一因である可能性があるとし、より酸性・低養分の土壌や、より長期間の施肥では差がより顕著になる可能性があるとしている。

M.C.G. Haitsma Mulier, F.H.M. Van de Ven, Paul Kirshen · Energy Nexus · Global

都市農場を対象とした水・エネルギー・食料(WEF)ネクサスに関する事例研究の中で、都市農業にとっては「食料」を2種類に分けて捉えることが重要だと分かったことを踏まえ、WEFネクサスの「食料」構成要素を分割し、水・エネルギー・栄養・食料(WENF)ネクサスの枠組みを都市農業向けに構築した研究(2022年、地域限定なし)。この体系的なWENFネクサスのモニタリング・分析・評価枠組みは、都市農業と閉鎖的循環に関する定量データの不足を埋めるため、農場での事例研究時の質の高いデータ取得を促すことを目的とする。水・エネルギー・栄養・食料の各ストックの種類を区別し、それぞれのフローを記述した上で、4つの主要な資源ストック間の複数セクターにわたるフローとその相互作用・相互依存関係を特定し、都市農業における循環性実現の選択肢の定式化を試みた。分析の結果、廃棄物管理と農業が相互に強化し合い得ることから、都市システムは都市における持続可能な農業実現の多くの機会を提供することが示された。都市の「廃棄物」中の資源を地域内で再利用することは、雨水による問題、水・栄養・食料輸送や灌漑・排水ポンプ揚水に要するエネルギー需要を減らす可能性を持ち、合成的な土壌改良材や持続不可能な鉱物採掘の必要性をなくすとされる。都市(廃)水由来の資源を都市農業に再利用することは、食料生産が環境に与える負の影響を全体として低減しうるとしている。