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東北大学の研究グループは、プラズマ窒素固定技術で空気由来の五酸化二窒素（N2O5）を作り、月レゴリス模擬土壌でイネの生育を大きく向上させた。論文は2026年5月2日にnpj MicrogravityでEarly Access公開され、大学が5月14日に公表した。月面長期滞在を支える農業技術の基盤になり得る成果だ。
空気から作る窒素源、土壌環境も改善
研究は、東北大学大学院工学研究科・スペースクロステック研究センターの金子俊郎教授、佐々木渉太准教授、大学院生命科学研究科・スペースクロステック研究センターの東谷篤志教授らが進めた。プラズマ技術で空気中の窒素と酸素から反応性物質を作り、その一つである五酸化二窒素（N2O5）を水に溶かして月レゴリス模擬土壌に与えた。
N2O5溶解水は、窒素肥料の供給源になるだけではなかった。アルカリ性のレゴリスを中和し、カルシウムやマグネシウムなど植物に必要なミネラルが溶け出しやすい状態をつくった一方、有害なアルミニウムイオンの溶出は抑えた。月の砂に近い材料を、作物が根を張りやすい環境へ近づける働きが確認されたことになる。
イネでは、窒素の取り込みに関わる遺伝子の発現増加も確認された。さらにN2O5ガスを噴霧した試験では、植物の免疫応答や成長制御に関わる遺伝子発現が変化し、病害抵抗性に関連する反応の活性化や徒長抑制も示された。論文タイトルは「Plasma nitrogen fixation for future lunar agriculture」で、DOIは10.1038/s41526-026-00602-3。
月面農業に向けた基盤実証
月面土壌であるレゴリスには、地球の土壌のような有機物や窒素肥料成分がほとんど含まれていない。植物が使える硝酸態窒素やアンモニア態窒素が乏しいため、そのままでは作物栽培が難しい。今回の技術は、空気を原料に窒素化合物を作り、月面で不足する肥料成分を現地で補う発想に立つ。
日本は米国提案のアルテミス計画への参加を表明しており、月面などでの長期持続的な有人活動には効率的な食料生産や資源再生技術が必要と位置づけられている。食料や肥料をすべて地球から打ち上げる方式は、費用と輸送量の面で限界がある。水、空気、排泄物などを循環させながら食料を作る仕組みは、月面拠点を長く維持するうえで重要なテーマになる。
今回の成果は、実際の月面で食料生産を実現したものではなく、月レゴリス模擬土壌で作物の生育環境を改善できることを示した基礎的な実証だ。今後は、リンなど窒素以外の栄養供給や、閉鎖環境での水・空気・資源再利用との統合が必要になる。東北大学はこの成果を、月面における持続可能な食料生産の実現に向けた重要な基盤技術と位置づけている。
