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2023年4月25日 21:58 ( )モロコシ、Sorghum:燃料と実用タイプ
これまで、モロコシを燃やすために育てるという発想に注目する人はほとんどいなかった。穀物学者たちは、当然のことながら、この植物を専ら食料とみなしてきたのである。しかし、最近では、火 を養うことは人を養うのと同じくらい難しいことである。ある種のモロコシは、その助けになる可能性があり、研究が必要です。
また、燃料は現代生活のさまざまな場面で重要な役割を担っている。人類の大半は、工場の操業や電車、トラック、自動車、バスの動力源として可燃性液体に依存しており、電気はもちろん、可燃性液体なしでは生活が成り立たない、あるいは少なくとも耐えられない。
しかし、その液体燃料の代表格である石油の危機が迫っている。これからの世紀の最大の課題は、持続可能な代替燃料の開発であろう。意外なことに、モロコシはその一つかもしれない。実際、モロコシは、多くの国々に、ポスト石油時代の生活を維持するために誰もが期待している再生可能エネルギーの未来に向けた大きな一歩をもたらす可能性があるのである。
本章では、固体燃料と液体燃料の両方を生産し、工業製品を生産し、農業生産全体の持続可能性を維持するのに役立つモロコシの可能性を紹介する。
ファイヤーウッド(焚き木)
現代の食生活において、食は基本であるが、燃料も同様に基本である。穀物、豆類、根菜類、そして多くの野菜は、火を通さなければ食べることができない。
現在、多くの人が直火で調理している。実際、世界の3分の1以上の人々にとって、本当のエネルギー危機は薪の奪い合いである。最貧国では、人口の90%が調理を薪に頼っている。アフリカや東南アジアの一部では、平均的な利用者が1年に1トン以上燃やしていることもあるのである。
食料の確保は何十億もの人々の日常生活の大きな部分を占めているが、それを調理するための燃料の確保も同様に手間がかかるようになってきている。薪はますます手に入りにくくなっている。薪の調達はますます難しくなり、今では食料の栽培よりも燃料の調達に時間がかかるところも増えている。アフリカでは、「鍋に水を入れるより、鍋を温める方がコストがかかる」という言い伝えがある。
近年、薪作物の開発には力が注がれているが、焚き火用のモロコシの開発を考えるアドバイザーや行政官はほとんどいない。しかし、ある種は木質化した茎を持ち、驚くほどの熱を発することも事実である。将来の薪作物の一つになる可能性は十分にある。
この茎のしっかりしたモロコシは、これまで燃料資源としてほとんど研究されてこなかったが、ある種類については予備的な実験が行われている。エジプト産のモロコシは、穀物よりも茎の方が高く評価されている。エジプトでは燃料として利用されている。ギザ114と呼ばれるこの植物は、木質化した固い茎を持ち、草の茎としては特に高温で燃焼する。
ギザモロコシについてはほとんど知られていないが、予備試験の結果によれば、輝かしい未来が待っているかもしれない。例えばペルーでは、調理用ストーブやレンガ窯の燃料として生産され、有望視されています。現在、ハイチでもテストが行われており、燃料としての可能性は十分にあるようだ。
燃料不足の国では、このようなモロコシが農業の標準となる可能性は否定できない。モロコシの年間バイオマス収量は、樹木と同等かそれ以上になる可能性がある。モロコシの茎の収量は、中国では1ヘクタール当たり75トンと測定されており、おそらく1ヘクタール当たり10トン以上の乾燥バイオマスがある。これは、最も成長の早い樹木の年間生産量に匹敵するものである。1ヘクタール当たりの燃料カロリーの全体的な生産量も同程度と思われるが、最も密度の高いモロコシ茎でも、同量の木材サンプルのカロリー生産量には及ばないだろう。おそらく、適度な穀物の収穫も可能であろう。
樹木と比較すると、モロコシは数ヶ月から数週間で燃料を生産することができるという利点がある。このことは、今日のような熾烈な薪探しだけでなく、砂漠や劣化した土壌が残ることで初めて終わるように思える森林や林の破壊を緩和することにもつながるだろう。身近な野原で燃料を調達できる人は、遠くの森まで歩いて行って、かさばる薪を持ち帰るようなことはしない。必要なのは太い幹ではなく、切りやすく、運びやすく、岩の上に置いた鍋の下の空間に入れやすい小さな茎なのだ。そのためには、茎のしっかりしたモロコシが、これからの重要な資源になるかもしれない。
液体燃料
国家経済の安定と発展のために、灯油、ガソリン、軽油などの石油系液体燃料は欠かせないものとなっている。工場や電車、トラック、バスなどの動力源となるだけでなく、発電や機械、医薬品などの生産にも利用されている。警察、消防、救急車、公共交通機関、建設機械などはすべて、内燃エンジンのシリンダー内で爆発する液体に依存しているのである。
このような理由から、将来の石油供給に対するジレンマが高まっており、再生可能燃料、特に既存のエンジンタイプに適した燃料を調査することが不可欠となっている。非石油系燃料の中で、エタノールは現在、自動車輸送に広く利用されている唯一の燃料である。
現在、エタノールはサトウキビかトウモロコシから作られているが、将来はモロコシも主要な供給源になると思われる。モロコシの茎には、サトウキビと同じように糖分が多く含まれている。果汁には13〜20パーセントの発酵性糖分が含まれている。アルコール度数も6%程度になる。
アフリカやインドのモロコシの産地では、緑色の柔らかい茎をサトウキビのように噛んで食べたり、シロップや糖蜜、砂糖、菓子などを作って食べるため、甘い茎の種類がまばらに分布している。アメリカ南部では、かつて甘味料の主な原料として使われていた。かつてはアメリカ南部の主要な甘味料だったが、現在では燃料としての可能性も高まっている。
スイートモロコシには以下のような特徴があり、将来のエタノール生産に重要である。
・バイオマス収量が高い。
・発酵可能な糖の割合が高い。
・可燃性物質の割合が高い(処理用燃料として)。
・比較的短い成長期間
・干ばつストレスに強い。
・肥料を比較的必要としない。
さらに、スイートモロコシからは食用や飼料用の穀物も生産される可能性がある。モロコシは最も効率的な植物の一つであり、穀物だけでなく発酵可能な糖類も生産するため、エネルギーと食糧の両方を生産する。ほぼ理想的な植物であると考えられる。サトウキビ産業で使われている技術は、ほぼそのまま適用できる。
スイートモロコシには、サトウキビと比較して多くの潜在的な利点がある。例えば、熱帯気候に限定されるサトウキビとは異なり、様々な生育条件に適応する。水や肥料をあまり必要としない。また、より簡単に植えることができる(茎ではなく種から)。また、完全な機械化が可能で、サトウキビ畑のように畑を焼く必要がないため、単価を低く抑えられる可能性もあります。
モロコシは、トウモロコシ(穀物をアルコールに変換する)と比べて、デンプンではなく糖分を生産することができるのが利点である。その結果、モロコシのジュースは、最初の加水分解の費用や遅延なしに、直接発酵させることができる。
最近、少なくとも3カ国の研究者がモロコシの燃料としての可能性を評価し始めた。以下の例が示すとおりである。
インド
インド南部では、穀物と糖分を含んだ茎の両方を収穫できるモロコシの品種の可能性が模索されている。Nimbkar農業研究所(NARI)の技術者たちは、この両用品種が、食料、それを調理する燃料、その生産を助ける家畜に与える飼料の3つの問題を解決することを発見している。植物の上部からは食用となる穀物が、茎からは燃料となる糖(アルコール)が、そして糖を抽出した後に残る果肉からは家畜の飼料が得られる。
これまで多目的モロコシは、個々の生産物の収量が少ないという理由で敬遠され、見過ごされてきた。しかし、NARIの研究者たちは、そうではないことを示そうとしている。1ヘクタールのモロコシから、年間2〜4トンの穀物、2000〜4000リットルのアルコール、3〜5頭の牛の飼料となる砕いた茎が得られるというのだ。発酵には、NARIはサッカロミセス・セレビシエの菌株を使用している。平均的な発酵効率は90%で、発酵プロセスは48〜72時間で完了する。
もちろん、燃料用アルコールの「栽培」という発想は、決して新しいものではない。しかし、他のほとんどのプログラムは、アルコールを蒸留するのに必要な燃料費が経済的に見合わず、失敗に終わっている。そこでNARIは、太陽熱を利用した蒸留器を開発し、太陽熱集熱器により5070℃の高温で蒸留できるようにした。 パイロットモデルは、平板太陽集熱器(面積 38 m2)と温水貯蔵タンク(容量 2,150 1)を組み合わせたものである。また、加圧ランタンと無加圧ランタン、そして蒸留器から直接取り出した水性アルコールで作動する芯のないコンロも開発した。
NARIは、この多目的モロコシと適切な技術の組み合わせにより、理論的には2000年までにインドで必要なすべての自動車燃料をまかない、マハラシュトラ州で現在使われている灯油を完全に代替し、マハラシュトラ州のすべての牛の飼料の80%を供給することができると提案してる。実際には、このようなレベルに達することはないだろうし、砂糖も生産すると穀物の収量が落ちるのは自明の理であるが、NARIのコンセプトは、モロコシを世界のエネルギー資源として押し上げる大きなブレークスルーとなり得る強力なものである。そして、モロコシが茎に糖分を多く含み、穀物収量が高いというのも、あながち夢物語ではないのかもしれない。 テキサス州の研究者は、砂糖の高収量は穀物の高収量と相容れないものではないことも発見している。
米国
米国では、1978年から1984年にかけて、アルコール用モロコシの大規模なプロジェクトが実施された。このプロジェクトの一環として、ネブラスカ大学が、再生可能燃料のみを使用した実証農場を開発した。アルコール生産の主要作物はスイートモロコシであった。急速に成長し、大量の砂糖を生産する交配種が作られた。
温帯地域におけるスイートモロコシの主な制約は、収穫時期である。凍結の可能性がある場所では、凍結前に作物を集めなければならないため、収穫期間が大幅に短縮される。傷んだ茎の糖分は発酵し始める。
ブラジル
エタノール燃料のパイオニアといえばブラジルである。すでに燃料用アルコールは全国で大規模に使用されている。しかし、その原料はほとんどサトウキビである。そのブラジルで、スイートモロコシという作物の利用が検討されている。モロコシは、サトウキビが手に入らない季節にアルコールを供給することができるのだ。ブラジルのサトウキビは通常6月から11月の間に収穫できる。スイートモロコシの収穫期は2月から5月である。
モロコシは毎年生産されている。サトウキビの茎もモロコシの茎も、同じ装置で処理される。
ブラジルの研究者たちは、副産物を食品、飼料、肥料、繊維として利用する統合システムにモロコシを組み込むための研究も進めている。さらに、この技術をマイクロスケールで応用し、分散型産業で燃料を経済的に生産できるようにしようとしている。これにより、輸送コストを削減し、農家が自分たちでエネルギーを生み出すことができるようになるかもしれない。
モロコシの脇役たち
世界中でモロコシはほとんどが食用か飼料用に栽培されており、(先ほど述べたように)燃料用も少し栽培されている。しかし、モロコシはそれ自身のためではなく、他の作物のために栽培されているという、興味深い使い方もいくつかあります。以下はその3例です。
土壌の再生
塩類土壌
最近、モロコシとスダジイ(モロコシの特殊品種)の交配種が、ナトリウム化合物で痂皮(かさぶた)状になった塩性土壌を修復する能力があることが判明した。米国農務省アイダホ州キンバリーの農業局土壌・水管理研究部長David L. Carter氏は次のように述べている。「これらの限界集落の土地に良い飼料を生産すると同時に、これらの土壌の一部を人間が食べるための作物に再生するだろう」と予測している。
ソルダンの根が放出する酸は、炭酸カルシウムや石灰を溶かし、その際にカルシウムを放出する。そして、カルシウムは土壌中のナトリウムを置換する。ナトリウムは二酸化炭素と反応して炭酸水素ナトリウムになり、植物への害が少なく、雨でほとんど洗い流される可溶性の塩となる。
ソルダンを約2年間栽培した後、農家はその土壌を通常の作物に再利用できることが多い。
有毒土壌の再生
ネブラスカ州リンカーンの米国農務省科学者は、モロコシが土壌から汚染物質を吸収する優れた能力を持っていることを発見し
た。その研究によると、モロコシは土壌から過剰な窒素を効率的に除去するため、窒素を含む廃棄物を発生させる都市や畜産業(フィードロットなど)の廃棄物処理問題を解決できる可能性があるという。「私たちはモロコシが本来持っているスカベンジャーとしての能力を利用することができました」とKenneth J. Mooreは言う。「モロコシは、回復力の弱い植物を枯らすような有毒な土壌で繁茂し、その浸透性の高い根は、膨大な量の土壌中の窒素を捕捉することができます"。
農学者のムーアと同僚の植物遺伝学者のジェフリー・F・ペダーセンは、現在、窒素を除去するだけでなく、安全かつ経済的に利用できるように戻すシステムを開発している。高濃度に汚染された土壌にモロコシを植え、生育期間中に数回刈り取り、その葉を家畜に食べさせるのだ。このプロセスの鍵は、モロコシの丈夫な生長と幅広い根系にある。
このような環境対策は、昨今では非常に貴重なものとなっている。例えば、ネブラスカ州では、都市ごみと家畜排泄物を休耕地に散布して処理することが一般的です。その結果、窒素が過剰に蓄積されるという問題がある。「フォレージモロコシを適切に管理された作付体系に植えることで、生産者は安全に窒素を再利用することができます」とムーア氏は言います。
2年前、MooreとPedersenは下水汚泥処理場で、穀物タイプ、飼料タイプ、熱帯タイプ、スイートモロコシ、モロコシ-スーダングラスのハイブリッドなど、数種のモロコシを植えてプロジェクトを開始しました。土壌には1ヘクタールあたり400kgの窒素が含まれていた。熱帯性モロコシとその交配種は土壌から最も多くの窒素を吸収し、平均200kgを除去し、1シーズンで1ヘクタールあたり20トン以上の乾物を収穫した。
「私たちはもっと期待したのですが、初年度の生育期間が短く、涼しいことが判明しました」とムーア氏は言う。「通常の条件下では
熱帯モロコシは300kgもの窒素を吸収し、1ヘクタールあたり25トンの乾物を収穫する。
モロコシは非常に効率的な捕捉剤であるため、葉の中の窒素レベルが実際に家畜に有害なレベルまで蓄積される可能性がある。この硝酸塩中毒の可能性に対処するため、研究者はモロコシの硝酸塩含有量を評価した。ほとんどのモロコシは有毒レベルかそれに近いものでしたが、サイレージ処理(乳酸発酵)により、家畜への脅威は取り除かれた。
さらに改良を加えれば、このプロセスは、都市や産業から出る廃棄物から窒素(そしておそらく他の汚染物質も、有用なものと危険なものの両方)を継続的に除去する方法であることが証明されるかもしれない。「モロコシとスダグラスの交配種は、ネブラスカ州をはじめとする中部平原や中西部の州で今とても人気があります。「有機廃棄物を消費するために、すぐにでも使えるでしょう。
風による侵食
世界中の研究者がモロコシを生かすために努力しているが、ジェームズ・D・ビルブロJr.はモロコシを枯らすことに関心がある。彼は、テキサス州の農地から土を拾い上げ、アメリカの風景に渦巻く冬の風を阻止したいと考えている。死んだモロコシは、その答えのようだ。
テキサス州ビッグスプリングに住む米国農務省の農学者ビルブロは、作物が収穫され土地がむき出しになる長く寒い冬に、農地を保護する方法を模索している。現在、彼の地の農家では通常、特別な作物を入れて土地を覆い、土壌をピンと張った状態に保っています。この植物は雪の下でも生き残り、再び主要作物を植えるための土地を取り戻すために、農家は最終的に除草剤で植物を殺さなければならない。
ビルブロは問う。自然がやってくれることなのに、なぜ除草剤にお金をかけ、環境を危険にさらすのか」。夏の終わりから秋にかけて、彼は暖地性の作物を植え、それが非常によく働くことに気づいた。12月には枯れてしまいますが、地面の60%以上を覆っているので、風による侵食もありません。
ビルブロ氏がテストした16種類の作物の中で、飼料用モロコシは最も有望である。農家にとっては、経費節減になり、環境にも優しく、霜が降りるまでの期間が短いため、後続の作物のために水分を多く残すことができるため、近いうちに土壌保護に使われるようになるだろうと彼は考えている。
この技術はテキサス州のハイプレインズで開発されたものだが、寒冷地において風食が問題となる場所であれば、どこでも役に立つと思われる。
これは主要な食用作物にとっては些細なことに思えるかもしれないが、実はその可能性は非常に大きい。風による被害は174万ヘクタール、前回の風食シーズン(1991年11月から1992年5月)に10州の大平原地帯の農地と放牧地 そして、600万ヘクタール以上が、風によって表土を失う危険性があると報告された。しかも、それはアメリカ国内だけの話である。
雑草対策
以前は、農家は雑草をコントロールするために多くの植物を輪作で使用していた。しかし、近代的な除草剤の登場により、この方法は廃止され、最も収益性の高い換金作物の栽培が継続されるようになった。このような農家の人々が知っていたこと、そしておそらく忘れていたことが、現在では科学的に明らかにされつつある。米国の例では、モロコシが挙げられる。
アメリカの農家は毎年2億キロ近い除草剤を散布しているにもかかわらず、100億ドル相当の作物を雑草に奪われている。しかし、ネブラスカ州のある農家、ゲリー・ヤングは除草剤を一切買わずに、100ヘクタールの作物を順調に育てている。10年ほど前、ヤングはモロコシを栽培した翌年、畑の雑草が通常より少なくなっていることに気がついた。それ以来、彼は化学薬品ではなく、モロコシに頼るようになった。
そして今、モロコシが除草剤として有効であることを証明するものが増えつつある。サウスダコタ大学の生物学者フランク・アインヘリグと、同州ヤンクトンのマウントマーティ大学の生態学者ジェームズ・ラスムッセンは、ヤングの農場で最近3年間のフィールドテストを完了した。6ヘクタールの試験圃場に、モロコシ、トウモロコシ、大豆を植え、翌年の作物の雑草の数を測定した。モロコシの植えられた区画では、作物の植え付け時に雑草の苗が3分の1しか生えてこなかった。除草剤も耕作もしない真夏でも、雑草の総量は前年にトウモロコシと大豆を植えた区画より40%少なかった。
驚くべきは、モロコシが穀物に影響を与えることなく広葉樹の雑草を抑制したことである。モロコシは選択的な「除草剤」であるため、穀物農家にとって特別な重要性を持っている。(モロコシに続く広葉樹の作物は収量が悪くなりやすいことも知られている)。
有効成分は、モロコシの根から出るフェノール酸とシアノゲニン・グリコシドであると考えられている。フェノール酸は植物細胞膜に影響を与え、植物の吸水能力を低下させる。また、細胞分裂やホルモン活性を阻害し、種子の発芽や苗の初期生育とのびを阻害するようである。
シアノ配糖体は、分解するとシアン化合物を含む二次物質になることが知られている。「シアン化合物は、あらゆる生育システムに対してかなり強力な阻害要因になる」とアインヘリグは指摘する。
ゲリー・ヤングの最新の技術では、秋にモロコシを植え、冬の間に凍らせる。枯れたモロコシは一年を通して雑草、特に広葉樹の雑草をほぼ完全に抑制した。翌シーズンに残渣に植えるスナップビーン(サヤインゲン)などの作物は、ほとんど雑草を駆除する必要がなか
った。
現在、ヤングの隣人の多くもモロコシを植えており、除草剤を使わずに適度な雑草抑制効果を得ている。
アフリカでは、こうした効果は特に重要かもしれない。現在、アフリカの農業で最も重労働とされているのが除草である。そのほとんどは手作業で、なかには手と膝を使って行うものもある。昔ながらのやり方に戻れば、この問題は解決するかもしれない。
ソルガムからトウモロコシへの転換が、アフリカの雑草問題を悪化させている可能性があるのだ。しかし、将来的にはソルガムはトウモロコシ農家の最良の友になるかもしれない。モロコシとトウモロコシの輪作は、両者に利益をもたらすかもしれない。
作物のサポート材として
西アフリカの農家では、ヤマイモの苗を支えるためにモロコシを使っている。茎が棒(槊杖)のようになっている特殊なものを使っている。ヤマイモの苗は非常に重いので、モロコシがそれを支えることができるのは、その強さを示す目で見れる証拠である。ヤマイモのつるは高さ3メートル、重さ50キロにもなる。ベト病の原因となる地面から離すことができれば、収量が飛躍的に増加する。
実は、これは見た目以上にすごいことなのだ。実際、モロコシは見かけよりももっとすごい。モロコシは、ヤマイモが成熟して枯れてから8ヶ月たっても、その押しつぶされそうな重さを支えているのだ。農家はモロコシの茎を折り曲げて、高さ1.2mほどの絡み合った「トレリス」(格子垣)を作る。ヤムイモは、前シーズンのモロコシの枯れ茎で編まれたこの壁の上で育つ。
このような扱いに耐えられる植物はほとんどない。テント状の天蓋に覆われたヤマイモは、熱と湿気を閉じ込め、さまざまな種類のカビやベト病、腐敗を促進する。そのため、モロコシは枯れてもカビに強い植物でなければならない。
これまで、ヤマイモを杭にしたモロコシはあまり注目されてこなかった。中南米では、トウモロコシの木で豆を支えるという伝統的な方法が紹介されているが、アフリカでは、それ以上に素晴らしい方法があることはあまり知られていない。
この強い茎を持つモロコシは、例えば、以下のような多くの一年草のつる性植物に最適であろう。
・Macroptilium-非常に有望な熱帯の飼料用マメ科植物。
・ウィングドビーン:安価な栽培方法が見つかれば、熱帯地方の主要作物になる可能性のあるつる性の豆。
・ライ豆、インゲン豆、エンドウ豆、ランナー豆のつる性タイプで、収量が最も多い品種だが、支柱を立てる費用がかかるため、あるいは支柱がないため、あまり栽培されない傾向がある。
・豆類、カボチャ、その他トウモロコシの上で伝統的に栽培されているつる性植物。モロコシに切り替えることで、この有用な方法を、トウモロコシには乾燥しすぎている場所にも拡大できるかもしれない。
工業製品におけるモロコシ
厳密には、本書は食物を生産する植物に関するものであるが、モロコシの物語を終えるにあたり、この植物が工業用や家庭用の日用品 の原料として実際に、そして潜在的に役立っていることを垣間見ないわけにはいかないだろう。
繊維資源
アフリカやアジアの農村部では、モロコシの茎を様々な用途に利用することができる。例えば
・屋根の葺き替え
・寝袋やバスケット(皮をむいた茎から作られる)。
・伝統的な楽器の弦(ナイジェリアなどでは、剥いた樹皮をこのように使用する)。
中国では、茎がしなやかで密度が高く、特に強いタイプが開発された。通常、ガリアン・モロコシとして知られ、フェンスや壁、多くの家庭用品、ピックアップトラックの荷台よりも大きな穀物容器を構築するために使用されている。
ブルームコーン
ブルームコーンもこのガリアンモロコシの仲間である。食用、飼料用、燃料用としてではなく、花頭(花序)から生える剛毛のために栽培される特別なモロコシである。この硬くて非常に強い藁のような突起は、長さが60cmにもなる。数世紀にわたり、人々はこれを箒や刷毛の材料として使ってきた。
ブルームコーンは、中世に地中海沿岸で開発されたようだ。(1596年以前にはイタリアで栽培され、その後すぐにスペイン、フランス、オーストリア、南ドイツで栽培されるようになった。
このモロコシの伝来以前、ヨーロッパの家屋や倉庫、玄関先、道路など、ほこりや土、葉、馬糞などがたまる場所では、藁の束をばらばらにして掃き掃除をしていた。しかし、藁はすぐにボロボロになるだけでなく、強度がなく、バネがないため、隙間からゴミをはじき出すことができなかった。したがって、ブルームコーンはヨーロッパの公衆衛生に最も有益な進歩の一つであったといえる。
アメリカでは、ほうき草はヨーロッパ以上に重要な役割を果たすようになった。この奇妙なモロコシを導入したのは、ベンジャミン・フランクリンとされている。彼は1725年(当時19歳)にイギリスから種を持ち込んで、北米で初めてブルームコーンを栽培したらしい。しかし、それは定着した。1781年、トーマス・ジェファーソンは、ブルームコーンをバージニア州の重要農作物6種のうちの1つに挙げている。以来、何十億本もの長持ちするブラシや箒の基礎となったのである。
人工繊維や掃除機など、本来なら掃き捨てるほどあるはずの競合の中で、ブルームコーンは米国で健在である。現在、このモロコシから作られた製品は、アメリカの何百万という家庭、倉庫、店舗、工場、製鉄所、製錬所、綿花工場、納屋などで使われている。その用途は、泡立て箒から、大まかな掃除や特殊な用途に使われる庭箒まで、多岐にわたる。
その後、米国ではブルームコーンの開発がかなり進んだが、他の国ではほとんど注目されていないようだ。これは驚くべきことであり、調査すべきことである。ルワンダからロシアに至るまで、何十カ国もの国々が藁の束で掃き掃除をしている。ルワンダからロシアまで数十カ国で、まだ藁の束で掃き掃除をしているのだから、この花付きモロコシは彼らにとっても福音になるかもしれない。
ブルームコーンという植物は、他のモロコシとは違います。茎は乾いていて硬い。穀粒は小さく、長い楕円形の殻のようなもの(グルーム)に包まれていることが多い。
箒やブラシの原料とされることが多いが、他にも重要な用途があるはずだ。例えば、フランスでは、ほうき草の茎は紙として使われている。高密度に植えることで、繊維の収量が非常に高くなるという。パルプは、クラフト紙、新聞紙、ファイバーボードなどの製造に使われる。
デンマークの科学者たちは、節間から出るチップを使って、良い羽目板を作りました。ジンバブエでも同様の製品が研究され始めている。しかし、その可能性を知るにはまだ十分な調査が行われていない。
中国の研究者は、トールモロコシを合板の製造に利用している。このプロセスはうまくいっているようで、木材よりも強度の高い製品を得ることができる。
染料
モロッコの革の色は、特殊なモロコシから抽出した赤い染料から得られると言われている。この赤い種はサハラ砂漠以南のアフリカで育ち、昔はサハラ砂漠を越えてフェズなどにキャラバンで運ばれていた。最近は天然染料(特に赤)の需要が増えているので、もう一度商業生産ができるかもしれない(次頁囲み参照)。
樹脂
アフリカ産の黒粒モロコシ「シャウヤ」は、工業用樹脂の生産に有望である。
動物用飼料
モロコシの飼料としての開発は、おそらく米国が世界をリードしている。モロコシは現在、米国の温暖な地域全体で重要な動物飼料となっている(160ページ参照)。
米国では古くから栽培されているが(186ページ参照)、グレインモロコシが初めて米国の主要作物となったのは1930年代で、矮性品種が育成された時である。矮性品種は大規模経営やコンバイン収穫に適しており、作付面積は増加の一途をたどった。第二次世界大戦後まもなく、モロコシはテキサス州で最も重要な換金作物となり、他のいくつかの州でも貴重な資源となった。
そして1950年代後半にモロコシに雄性不稔性が発見された。これによって交配が可能になった。南アフリカ、エチオピア、スーダンを原産地とするモロコシが交配され、ハイブリッドが誕生し、収量が40%も跳ね上がったのである。その結果、モロコシの作付面積は大幅に増え、やがてアメリカの動物たちがモロコシの穀物で生活するようになった。1957年には、米国のモロコシの約15パーセントがハイブリッド型であったが、2-3年のうちにその割合は90パーセントを超えた。
現在では、年間約1900万トンのモロコシの穀物が生産され、何百万というアメリカの牛、豚、鶏、七面鳥が、モロコシの穀物を食べて、肥育している。生産は大平原地帯を中心に、メキシコ湾からダコタにかけての広大な地域に及んでいる。
しかし、この作物はそれ以上に重要な飼料である。アメリカのモロコシは、穀物用として収穫されるのは全体の3分の2程度で、残りの大部分も飼料用として使われる。しかし、それらはフォレージやサイレージにされたり、放牧のために畑に残されたりします。このように、穀物ではなく葉を利用するようになったのは、1909年頃に導入されたスダジイ草がきっかけです。このイネ科のモロコシは、その後グレインモロコシと交配され、「モロコシ-スーダン」交配種が誕生した。これらの交配種は現在、平原諸州の乾燥地帯や、他の飼料が真夏の干ばつや害虫の被害を受けることのある南東部で広く利用されている。
モロコシは過去50年間に急速に発展したが、アメリカ人が主に家畜の飼料として開発したという事実は、ある意味不幸なことである:品種は通常、茶色または赤色の種皮を持ち、食糧生産には周辺的な関連性しかない。さらに、この作物は「動物の餌」という汚名を着せられた。今になってようやく、モロコシは人が食べられるものだという認識が全国的に広まってきた。現在、アメリカの農家は、茶色や赤の種子を捨てて、黄色や白の種子を持つ食用穀物のモロコシを増産している。この作物を扱う人々でさえ、「モロコシ」という名前はアメリカ人の心の中にあまりにも多くの悪い意味合いを持たせていると考えている。研究者のBruce Maunderは、白、クリーム、黄色の粒が「太陽のよう」であり、受粉から収穫まで直接太陽の光にさらされることを根拠に、「sungrain」という名称を提案している。
モロコシ:特殊タイプ
モロコシの遺伝子の多様性には本当に驚かされる。いくつかの品種は見た目が異常で、最近まで別種として分類されていた。しかし、これらの品種はすべて互いに容易に交配し、染色体の相補性はすべて2n=20であり、今日ではすべて同じ植物、Sorghum
bicolorの変種として認識されている。 同義語には、Sorghum
vulgare(種全体)、Sorghum caffrorum, Sorghum
caudatum, Sorghum conspicuum, Sorghum arundinaceum, Sorghum dochna, Sorghum
durra(現在亜種または「種」と考えられているもの) が含まれる。一般名は何百もある。広く使われているものに、ギニアコーン、ジョワー(インド)、カオリャン(中国)、カフィールコーン、マイロ(アメリカ)、ソルゴー、マイシロ(中央アメリカ)などがある。
変わったタイプの多くは、それ自体が有望な資源である。あるものは、穀物として は全く予想外の性質と用途を持っている。その中には、現在の主要なモロコシよりも、はるかに優れた穀物を生産する可能性を秘めたものもある。また、全く新しいタイプのソルモロコシ食品を提供する可能性のあるものもある。また、飼料、飼料、肥料、繊維、燃料、砂糖、各種工場用原料を生産できるものもある。このように様々な種類の植物から、この驚くべき種の大きな可能性を見出すことができる。以下、有望だがあまり知られていない食品タイプの例について説明する。
ポッピングモロコシ
アフリカとアジアの一部では、ポップコーンのように弾けるモロコシが見られる。これらは科学的にも起業的にもあまり認識されていない。しかし、おそらく巨大な潜在的市場がある。おいしいし、世界的にも有望だ。ポッピングはモロコシの風味を良くし、エネルギー効率も良く、栄養的にも好ましい。(茹でるのに比べ、ポッピングはとても速いので、燃料をほとんど使わず、タンパク質やビタミンの変性や加水分解もわずかである)。
ポップモロコシは、インド中部ですでに人気があり、他のいくつかの国でも人気が出始めている。インドでは、人々は熱した砂や鉄板の上に、乾燥した穀物を一握りずつ振りかける。弾けた殻は、形成される際に払い落とされる。多くは小学生がおやつに食べる。粗糖(ジャガリー)と一緒に丸めて食べることもある。また、ミルクや砂糖、バターミルク、塩、唐辛子などを混ぜて、ナッツのような風味の粉にすることもある。
モロコシの世界的なコレクションはICRISATで管理されている。試験された3,682の接種のうち、36の接種が良好なポップ品質を示した。そのほとんどがインドで生まれた。これらの品種は、科学的根拠に基づいたポップモロコシの育種の出発点となる可能性がある。実際、モロコシを主食として栽培している30カ国以上の国のほとんどで、非常においしい新しい食品を作ることができるだろうし、少なくともそれ以上の国々とは言わないが、現在モロコシを「かろうじて牛に合う」と見ている国でも定着するだろう。 ポップコーンも、つい最近まで軽視されていた。アメリカでは昔から人気のあるお菓子だったが、電子レンジの普及で家庭やオフィスでも手軽に食べられるようになってから、ここ10年ほどで近代的な品種改良が本格的に行われた。その結果、売れ行きが急上昇した。電子レンジの普及は、ポッピングモロコシの普及にもつながるだろう。
ポップコーンと同様、最高のポップタイプは通常、粒が小さく、胚乳が緻密な "ガラス質"(角膜状)で、圧力が爆発レベルに達するまで蒸気を閉じ込めることができる。
植物性モロコシ
ある国ではモロコシはスイートコーンのように食べられている。穀物がまだ柔らかいうち(ドウ・ステージ)に種頭(穂)ごと収穫する。炭火で焙煎し、柔らかくて甘い種子を食す。インドのマハラシュトラ州が代表的な産地である。スイートコーンと同様、グリコーゲンを30%含む糖度の高い胚乳を持ち、乾燥すると粒がしぼんでしまう。誰にでも喜ばれる食品である。
このユニークな方法で、モロコシは、大麦というよりブロッコリーのような野菜作物に生まれ変わる。これまで科学者による本格的な研究はほとんど行われていないが、ほとんどの作物が不作になるような土地で、食料を生産する植物の能力を生かす強力な方法となる可能性がある。このような能力を持つ品種を集め、比較し、試験栽培することが必要である。また、伝統的な製法や栄養価の分析も必要である。生地の段階の種子は、予想以上に食品価値が高いかもしれない。
ビタミンAモロコシ
発展途上国の中には、毎日の食事でビタミンAが不足し、多くの子供たちが盲目になっている。しかし、黄色い粒を持つある種のモロコシは、少なくともモロコシを食べる社会の間では、この問題を解決してくれるかもしれない。この色はキサントフィルと、ビタミンAの前駆体であるカロチン色素からきている。これを食べている人は、ビタミンAの生産が通常より良い。
イエローモロコシは特にナイジェリアでよく知られているが、おそらく他の地域でも見つけることができる。カロテンの量は通常、イエローモロコシに含まれる量の数分の一しかない。しかし、貧困や地域性のために、モロコシを食べる人は食生活を変えるチャンスがないことが多い。黄色い品種は、彼らの視力を保護する最も現実的な方法かもしれない。
タンニンを含まないモロコシ
モロコシの中には、タンパク質やデンプン を体内に取り込むことができないようにする「閉じ込める」 有害な成分を含むものがある。伝統的にこれらの成分は「タンニン」と呼ばれてきたが、厳密にはこれは正確な用語ではない。最近の研究により、抗栄養成分はタンニンとして知られる色素だけではないことが明らかになっている。
特に現在東アフリカで栽培されているモロコシの多くは、タンニンを多く含んでいる。モロコシの多くはタンニンを多く含み、特に東アフリカで栽培されているものは、鳥がほとんど触れないため、意図的に選ばれている。アフリカの一部では、イナゴに代わって小粒穀物作物の最も深刻な厄介者となっているのは、小さくて何の変哲もないハタオリドリ(スズメ)がその一種である。この貪欲に種子を食べる鳥は、地球上で最も生息数の多い鳥の一種といえる。例えばジンバブエでは、1972年から1987年の間に5億2150万匹以上(年平均3260万匹)が殺処分されているが、ハタオリドリ(スズメ)は依然として農作物の脅威である。
現在では、現在では、人々はタンニンを除去しなければ食べることができない。これを回避する為には2つの接近方法がある。1つは加工中種子のタンニンを中和する事であり、ビール製造あるいは粒を発酵する際、木材の灰が試験された。木灰処理に関する情報は、ペルーのカンペシーノがモロコシを食べやすくする方法として開発したことに気づいたG.グラハムからのものである。もうひとつは、タンニンが主に穀物の外側の層にあることを利用するものである。これを取り除くことで穀物の残りの部分を食べられるようにするものである。しかし、この作業は容易ではなく、アフリカのほとんどの農村では、重い棒で種を叩くという終わりの見えない作業により、毎日何時間も苦役を強いられている。実際、これがこの作物の普及を阻む根本的な要因の一つとなっている。
タンニンの問題を克服することで、モロコシは世界の食用穀物の新たな可能性が開けるだろう。1980年代の研究により、タンニンの生成を制御する遺伝子を交配によって減少させることができることが実証された。タンニンをなくすか、少なくとも無視できる量に減らすことができる。ホワイトシードでタンニンを含まないタイプが知られており、特に将来が期待されている。
鳥害防止モロコシ
タンニンを除去することで、モロコシは人間にとってはるかに良い食べ物になるが、アフリカの一部では、残念ながら鳥にとっても良い食べ物になるようである。しかし、タンニンを含まず、かつ鳥に敬遠されるホワイトシードタイプもすでにいくつか利用されている。
鳥抵抗性,タンニン無しの2種のモロコシが1989年に同定された。
この2つの遺伝子型(Ark 1097とブラジリアンハイブリッド)を分析したところ、種子が発育する全期間を通じてタンニンを全く含まないことがわかった。また、米国インディアナ州での試験で、両者とも良好な鳥類抵抗性を示した。鳥の圧力が大きいプエルトリコでは、それぞれが被害を受けたが、2つのうち1つだけで、もう1つはそのままであった。全体として、これらの白色種子でタンニンを含まない遺伝子型は、標準的で強い耐性を持つ高タンニンタイプよりもわずかに鳥に対する耐性が低いようである。それでも、耐性のレベルは十分で、通常鳥害が深刻な地域では、これらのモロコシは非常に有用である。
この2つのモロコシの栄養価はまだ完全には決定されていないが、いずれも低タンニン(鳥害受けやすい)モロコシと十分に匹敵することが示唆されている。たとえば摂食試験では、実験用ラットが(高タンニン、鳥抵抗性)対照品 よりもはるかに速く成長し、より効率的に飼料を利用することが示された。驚くべきことに、低タンニンタイプよりもさらに優れていたのである。実際、この穀物の摂取に関連する栄養上の問題は見受けられない。
このモロコシの試用はケニアで行われている。
クイッククッキングモロコシ
ほとんどのモロコシの粒に含まれるデンプンは、約70℃の糊化温度を持っている。調理して食べられるようになるには、その温度に達する必要がある。しかし、研究の結果、モロコシの中には糊化温度が55℃程度のデンプンもあることが判明した。このため、調理時間を短縮することができる。これらのモロコシは、硬いガラス質の穀粒ではなく、ワックス状の穀粒(胚乳)を持っている。このように常に普通のやり方では使われない。にもかかわらずそれらが多くの人にとりアピールするのは、いつもより素早い加工品にしてくれるといういい可能性であることだ。
この異常なタイプのものは特に東アジアで見られる。そのデンプンは,むしろアミロースや他の正常フォームよりほぼアミロペクチンに近い。
アロマティックモロコシ
スリランカやインド北東部のモロコシは、多くのアジア人が好む香り高い米バスマティ(香米)のような香りがすると言われている。バスマティ種の米は、国際的には味気ない米が主流であったが、熱帯アジアでは常に好まれており、現在では高価格の特産品として世界中(米国でも)で販売されるようになってきている。モロコシの発見も、同様の可能性を秘めている。モロコシも、高価な特産品になる可能性がある。また、モロコシが主食の地域でも、最も味気ない穀物であるモロコシが受け入れられるようになるかもしれない。
全体として、これらのような風味豊かなタイプは、農家への還元を高めることはもちろん、市場を改善し、消費を増やすための良い機会を提供するものである。
良質なタンパク質のモロコシ
エチオピアの高地の霧のかかった緑の谷間の奥深くに、栄養面でも食味面でも、他の地域で見られる何千種類ものものをはるかに凌ぐ、ユニークなモロコシが隠されている。
エチオピア人は、この品種を「口の中のミルク」(wetet
begunche)、「蜜が吹き出る」(marchuke)と呼んでいる。普通のモロコシの粉を食べたことがある人なら、その名前だけで何か特別なものであることがわかるだろう。どちらの品種も収穫量は通常よりやや少ないが、誰もが好んで食べる。マルキュウは焼き栗のような味わい。粒を集めて火で炒り、ピーナッツのようにポンと落とす。どちらも、普通のソルガムで作った郷土料理の味を引き立てるためによく使われる。この味は、炒ることで還元糖がカラメル化することに由来する。
1973年まで、この2品種はエチオピア中北部の小さな高原地帯に限定されていた。生産者がモロコシ畑の真ん中に隠していたのだ(主に、地主に見つかって、このエリート品種からの副収入で家賃を上げられないようにするため)。しかし1973年、さまざまなモロコシの食品としての価値を分析する研究者たちはそこでスリップした。試験された 9,000 品種のうち、この 2 品種はユニークだった。この2つの品種は、タンパク質が30%多く含まれており、さらに重要なことに、タンパク質には、栄養の質を左右するアミノ酸であるリジンが通常の約2倍含まれていたのである。
この発見は、モロコシを主食としている5億人以上の人々が、栄養的に言ってあまり良くない食品に頼っていることを考えると、重要である。モロコシのタンパク質含有量は控えめ(平均約9%)で、そのタンパク質の質は、主にリジンのレベルが低いため、あらゆる穀物の中で最低レベルである。
1973年以来、2つのタンパク質品質モロコシのどちらも、その期待に応えていない。その理由はいくつかある。両者とも胚乳が小さく柔らかいので、鳥や菌類、昆虫の影響を受けやすく、粉っぽい粒になる。しかし、それ以上に重要なことは、柔らかい穀物は伝統的な用途には向かないということである。搗いたり、機械で挽いたりすると、粉ではなくペースト状になってしまうのだ。また、そもそも粉にするための胚乳があまりない。穀物の種類に関するこの基本的な問題は、大きな障壁となっている。穀物を硬い胚乳の形に変えるために手間のかかる育種プログラムが必要であるか(これは高リシントウモロコシで行われている) 、人々が通常の穀物モロコシとは異なる柔らかい形のものを使用しなければならないのだ。
これらの注目すべき品種をすぐに利用できるのは、飼料としてである。動物は人間より気難しくなく、特に豚に必要なリジンを多く含む飼料は、多くの地域で決定的に不足している。魚粉や大豆粕(家畜の主なリジン源)は、特に第三世界の遠隔地では手に入らなかったり、高すぎたりすることがよくある。高リシンモロコシには強靭さと耐乾性が備わっているので、中国北部、ソビエト連邦の広大な乾燥地帯、中東の大部分、インドとパキスタンの半乾燥地帯、メキシコのかなりの部分、その他乾燥し塩分が高くリジンの多い飼料が不足している地域にとって重要な飼料になる可能性は十分にある。
さらに、高リシンの原因となる単一の遺伝子は、従来のモロコシの品質を向上させるために非常に重要であると考えられる。いくつかの研究施設では、この遺伝子の導入に取り組んでいる。彼らは、穀物構造や他の重要な形質に影響を与えることなく、通常のモロコシの栄養価を高めることを期待している。
ソルホス
モロコシはさとうきびとかなり近縁で、ある種のモロコシ(しばしば「ソルホス」と呼ばれる)は、茎の部分にサトウキビと同じように豊富な栄養を含んでいる。これらの甘いモロコシは、サトウキビやサトウダイコンに比べて驚くほど知られていない。 とはいえ、再生可能エネルギー源の必要性がますます高まっている世界において、これらは大きな可能性を秘めている。 また、食用作物としても注目に値する。 サトウキビとは異なり、スイートモロコシは広い地理的範囲で育つ。 「乾燥温帯のサトウキビ」といえる。 少なくとも月単位で考えると、サトウキビと同等かそれ以上の生産能力がある。
育種化によって2つのタイプが開発された。
・結晶化を防ぐのに十分なフルクトースを含むシロップモロコシ。
・主にスクロースを含み、容易に結晶化するサトウモロコシ。
ライスル型モロコシ
シャルル型モロコシ(ギニア種のマルガリティフェラ亜種)は、小さくて白いガラス質の種子を持ち、米のように茹でられる。今日のところ、この興味深い形態のモロコシについてほとんど何も分かっていないが、将来的には良い可能性があり、探索的な研究 に値すると考えられる。
移植モロコシ
西アフリカの半乾燥地域の一部では、様々な特殊なモロコシが稲のように移植されている。これらは特に、カメルーン、チャド、ニジェール、ナイジェリアの一部を含むニジェール川の湾曲部に住む人々によって使用されている。
これらについては、ほとんど知られていない。しかし、移植用モロコシは乾季に生産され、成長も成熟もすべて下層土の水分で行われる。土壌が乾燥して粉状や舗装になる前にライフサイクルを終えなければならないはかない植物である。生き残るためには、早く成熟する必要がある。中には90日で収穫できるものもあり、これはその地域で天水栽培が必要とする期間のわずか半分に過ぎない。
マリ北部のガオで発見された魅力的な例がある。元遊牧民のトゥアレグ族が栽培しており、小雨の後に残る流出水の残留水分で1ヘクタールあたり1,000kg以上の収穫がある。他の2つはモサクワとモスクワリスである。
これらの乾季のモロコシは、以下のような特別な特徴を持っているす。
粒が大きく、硬く、高品質で、地元では特別な珍味とされている;
苗の段階での耐熱性
干ばつに強い、または耐えられる
重粘土質土壌の残留水分で栄える能力。
移植モロコシは、水位が高い粘土質の粘度盤でのみ生育する。バーティソルは、世界で最も扱いにくい、苛立たしい土壌の一つであり、その上で栽培されることが多い。バーティソルは、水に濡れると柔らかく、粘り気のあるプラスチック状になり、乾くと鉄のように硬く、深くひび割れた状態になる。少なくとも年に一度は、この両極端な状態になる。このトラウマ(おぞましい体験)に耐えられる植物はほとんどない。しかし、バーティソルは肥沃度が高い。このような土地で育つ作物があれば、バーティソルに適した作物がないために困っている熱帯地方のいくつかの地域にとって、大きな助けとなるはずだ。したがって、移植モロコシは国際的に注目されるべき作物である。
移植モロコシの収量は土壌中の水分量に依存するが、栽培が非常に難しい場所の基準からすると、比較的高い収量である。(その高い収量は、おそらく沼沢地の粘土が肥沃であることに起因している)。
これらの移植種は、明らかに浸水した粘土の異常な条件に独自に適応しており、おそらく乾燥した土壌や不毛の土壌には不向きであろう。
脱穀不要のモロコシ
一般的な意見とは裏腹に、モロコシの中には簡単に脱穀できるものがある。しかし、農家は小麦や米を脱穀するのと同じような労力で、種子を頭部から分離することができる。例えば、モロコシの「リオ」という品種は、この「脱穀しやすさ」を特徴としている。また、現在アメリカの育種プログラムで使用されている品種にSC599がある。この品種は脱穀が容易で、開花後の段階での干ばつにも耐性がある。これらの自由脱穀型のグルーム(籾殻状の苞)は、種子の約30%を覆っている。
「フリー脱穀」という用語は、西アフリカのギニアモロコシのいくつかの不定型籾殻にも適用される。その種子は完全に露出しており、茎から完全に離れた状態で容易に脱穀することができる。
中国産モロコシ
モロコシは全てアフリカ原産ですが、アジアにはかなり以前に渡来しており、何千もの品種が開発されている。極東では、広大な面積がこの作物に費やされている。特に北は満州まで、熱帯の作物が寒冷地にあるのは驚きだ。しかし、中国北部の農民は、小麦がないときの食糧確保だけでなく、家庭で必要な多くのものをモロコシに頼っている(囲み記事参照)。小麦が手に入ったとしても、人々は安くて粗いモロコシのパンを食べることが多い。地域によっては、モロコシから特別な蒸しパンを作るところもある。モロコシは麺類、おかゆ、おひたしなどにも使われる。強い酒を作るのにもかなりの割合で使われる。モロコシは日本でも食べられているが、その程度は低い。
中国には、他国では知られていない様々な種類のものがある。例えば、『中国モロコシ品種図鑑』には1,000種以上の地方品種が掲載されている。食用980種、工業用50種、砂糖用14種である。これらはすべて、世界の他の場所で急速に集められ、テストされるべきものである。これらの品種は、間違いなく遺伝的に多くの利点を備えている。いずれは、中国以外の多くの地域で、人類の生存に欠かせない存在となるかもしれない。
これらの極東型とアフリカ型の遺伝子を2,000年ぶりに再会させることは、まったく新しい「チャイナフ」交配種を生み出す極めて強力な遺伝的介入となりうるのである。
耐寒性モロコシ
CIMMYTがメキシコのバレーで初めてモロコシの栽培を試みたとき、この作物の種子はつかなかった。問題は、夜間の低温だった。そこで研究者たちは、エチオピアから標高の高いモロコシを入手し、交配を行い、今では夜の冷え込みが厳しい高地の谷に適応した品種を手に入れることができた。耐寒性は遺伝資源から得られるが、まだ十分に活用されていない。
ヒートショックモロコシ
モロコシは灼熱の条件下で成長する。気温が45℃でも平気でいられる。その温度でも、若い植物は1日で20%も背が伸びることが知られている。しかし、モロコシにも限界がある。地温が50℃を超えると、苗の生存が危ぶまれる。半乾燥地帯の土壌表面ではこのような温度は珍しくなく、モロコシ農家はしばしば悲惨な結末を迎えることになる。
このたび、ICRISATの研究者は、ある種のモロコシが他のものよりも暑さに強いことを発見した。これまでこの性質に注目した人はおらず、現在流通しているモロコシのほとんどは、焼くような高温の土壌に影響されやすい苗を生産している。
高温の畑に種をまき、どれが生き残るかを見ることで、暑さに強い苗を持つ系統が特定されてきた。しかし、このような試験には費用と時間がかかり、多くの不確定要素がある。現在、ウェールズ植物育種所の研究者たちは、実験室でより正確に行えるマススクリーニング技術を考案している。
ICRISATがすでに採用しているウェールズの手法の1つは、発芽した種子が合成するタンパク質の量をモニターするものである。暑い環境では、最も耐熱性の高いタイプが最も多くのタンパク質を生成するのである。そこで現在、ウェールズの研究者たちは、「ヒートショックタンパク質」(HSP)に基づく第2世代の検査法を開発している。
すべての生物は、通常の温度範囲より高い温度にさらされると、HSPを生成する。HSPは、通常より高い温度にさらされるとすぐに作られる。植物、動物、バクテリアに共通するこのタンパク質は、一度作られると、暑さに耐える能力を与えるようである。その正確な機能はまだ不明だが、生物のタンパク質、メッセンジャーRNA、膜を損傷から守っているのかもしれない。HSPのひとつであるHSP70(相対分子量7万)は、熱で傷ついたタンパク質が正しい形を取り戻し、酵素、筋肉、抗体として働き続けることを保証してくれるかもしれない。
研究チームは今回、モロコシの苗を40℃から45℃の温度に短時間さらすと、特徴的なHSPのセットが生成されることを突き止めた。その後、50℃以上の高温にも耐えることができるようになった。
モロコシはどの苗でもHSPを作るが、暑さに強い苗は発芽後すぐにHSPを作り出します。そのスピードが成功の秘訣なのである。
この反応を利用して、種子に負担をかけずに耐熱性を識別できるような、わかりやすい特徴を見つけようと研究している。これが成功すれば、暑い地域の農家が、膝の高さにも満たないうちに炎天下で枯れていく畑を見るという悲しい思いをしなくてすむように、大量選別への道が開ける。
もう一つの方法は、熱ストレスに耐えるために重要な染色体領域を見つけることである。ウェールズの研究者たちは、DNAプローブをマーカーとして使い、耐熱性形質に関連する染色体の領域を、親から次の世代へと追跡している。
熱帯モロコシ
湿度の高い低地の熱帯地方では、いくつかのモロコシが生育しています。これらはあまり研究されていないが、ギネンスやその他の関連グループ(例えばroxburghiiやconspicuum)は、湿度の高い熱帯地域の遺伝子型の改良のための遺伝源として有用であると思われる。
野生のモロコシ
少なくとも2つの手のつけられていない種は、最も過酷な条件下でも極めて強健な生育を示す。
1つは、スーダンから南アフリカにかけて分布する野生の草であるverticiliflorum型(以前はSorghum verticiliflorumとして知られていた)である。湿った場所(例えば、川岸や灌漑用水路沿い)や耕作地の雑草としてよく見かけられる。一方、この地域の乾燥した背の高い草のサバンナの多くは、支配的なクライマックス種でもある。モロコシのバイカラー、コーダタム、カフィールなどの祖先と考えられているが、これまで遺伝資源として扱われることはほとんどなかった。しかし、現在行われている研究では、この植物がまぐさ用繁殖品種として非常に有用であることが証明されつつある。この植物が病気と闘う能力や害虫に対する抵抗力をもっていることは間違いなく、モロコシに役立てることができるだろう。
もう一つ(これ迄Sorghum
arundinaceumとして知られていた)は、アフリカの湿潤熱帯地域で繁茂する熱帯雨林の野生種で、現在の家畜化されたモロコシでは適応が不十分な雑草種である。情報は非常に少ないが、栽培モロコシよりも低光量での光合成効率が高いようである。現在のところ栽培はされていないが、湿潤森林地帯の家畜作物として将来性があるのかもしれない。現在は栽培されていないが、湿潤地や森林地帯で家畜化された作物として利用される可能性がある。丈夫な種で、道端や都市の空き地などの「荒れ地」に非常によく見られる。
幅広い交配
モロコシは、異なる属、あるいは異なる亜科に分類されるほど遺伝的に離れたイネ科植物と交配することが可能である。このような交配が経済的にメリットがあると考えるのは非常に推測に過ぎないが、探索的な研究努力は十分に価値があると思われる。ここではいくつかの可能性を議論する。
モロコシとある種のChrysopogon、Vetiveria、Parasorghumとの交配は可能である。Pseudosorghumとの交配、またBothriochloeaeとSorgheaeの一部も可能であると思われる。また、ChrysopogonとCapillipediumの一部を使用すれば、亜種族間の交配も可能かもしれない。
モロコシとある種のChrysopogon、Vetiveria、Parasorghumとの交配は可能である。Pseudosorghumとの交配、またBothriochloeaeとSorgheaeの一部も可能であると思われる。また、ChrysopogonとCapillipediumの一部を使用すれば、亜種族間の交配も可能かもしれない。このような推測は、数十年前にロバート・セラリアがモロコシ亜科の分類学的関係を明らかにするという観点から提唱したものである。しかし、こうした人為的な交配がもたらす経済的な可能性は、相当なものかもしれない。
アメリカの研究者たちは現在、モロコシとジョンソングラス(Sorghum
halepense)の実験的な交配を行っている。ジョンソングラスは多年生飼料で、アメリカではすでにソルガムと交配して悪質な雑草になっている。モロコシの穀物としての性質とジョンソングラスの根粒性との融合により、強力な新しい多年生穀物の誕生が期待されている。
近年、モロコシとその亜種のスダレ草 (Sorghum
bicolor subspecies sudanense)の交配により、樹勢に優れたハイブリッドイネが誕生している。その生産性と性能は、アメリカやアルゼンチンの畜産業の中心である飼料用モロコシの作付面積と総収量をさらに増加させた。また、塩害地の再生にも役立つと期待されている。
モロコシがサトウキビと交配できることは以前から知られていた。中国の研究者たちは、どちらの親よりも糖分が多く、茎と穀物を多く生産する、この2つの雑種を開発したと報告している。これらの種に沿った研究で夢にも思わなかった新しい魅力的なものが得られた。S. Wittwer, Y. Yu, H. Sun, and L. Wang.
1987. 1987. Feeding a Billion. ミシガン州立大学出版。このような交配は、モロコシの穀物収量を高める方法を証明するかもしれない。モロコシの花は、1対の花穂のうち1つだけが受精可能である。サトウキビやその近縁種では、1対の花穂の両方が受精する。さらに、この形質は、少なくとも4倍体レベルではモロコシにも移植可能である。Guptaら、1978を参照。