雷が多い年は米が豊作って、本当？
― 「稲妻」という名前には、空気を肥料に変える化学がかくれています

稲が実るころに光る雷を、日本では昔から「稲妻」と呼んできました。稲の実りをもたらすもの、という意味だとされています。ただの言い伝えに聞こえますが、雷は本当に、空気から肥料のもとを作っています。それなら豊作の話も本当なのでしょうか。量を数えてみると、答えは「半分だけ本当」でした。

結論からいうと、理由は2つに分かれます

つまり「稲妻」という名前は、化学としては正しいところを突いていて、量としては大きく外しています。まず、なぜ空気の窒素がそのままでは役に立たないのかから見ていきます。

空気は窒素だらけなのに、なぜ植物は肥料不足になるの？

肥料の三大要素のひとつが窒素です。葉やたんぱく質を作るのに欠かせません。そして窒素は、私たちのまわりにあり余っています。空気の約78％が窒素なのですから、田んぼの上にも大量にただよっています。

ところが植物は、その窒素に手を出せません。空気中の窒素は、原子が2個ずつ、三重の結びつきでがっちり組み合わさっているからです。この結びつきをほどくには、とても大きなエネルギーが要ります。植物が窒素を取りこめるのは、水にとけた硝酸イオンやアンモニウムイオンの形になったときだけです。

そのほどけない結びつきを、力ずくでほどくものがあります。雷です。雷の通り道の空気は、およそ3万℃まで熱せられるとされています。太陽の表面の温度の何倍もの高さです。ここでは窒素も酸素もばらばらになり、冷えるときに一酸化窒素という別の物質として結びつき直します（図1）。

では、その量はどれくらい？

ここからが本題です。雷が作る窒素は、田んぼの足しになるほどあるのでしょうか。世界中の雷が1年に作る窒素は、およそ数百万トンと見積もられています。とほうもない量に聞こえます。

ところが、これは地球全体に降る分です。地表の面積で割ってしまうと、1平方キロメートルあたり10キログラムほどにしかなりません。田んぼ10アール分に直すと、わずか10グラム前後です。いっぽう稲が1年に使う窒素は、10アールあたり9キログラムほどとされています。差はおよそ1000倍です（図2）。

では、田んぼの窒素はどこから来るのでしょうか。ひとつは土の中の微生物です。空気の窒素を使える形に変えられる細菌が、根のまわりや水の中でせっせと働いています。もうひとつは人がまく肥料です。この2つに比べると、雷の分は誤差といってよい量です。

まとめ

雷は本当に、空気の窒素をほどいて植物の使える形に変えています。ただしその量は、田んぼが必要とする量の1000分の1ほどです。「稲妻」という名前は、現象をとらえた目の確かさと、原因を取りちがえた推理とが、そのまま一語に固まったものだといえます。

雷は、空気から肥料を作っている。
ただし、田んぼを満たすには1000年分足りない。

雷そのものの形については稲妻は、なぜまっすぐ落ちずにギザギザに折れ曲がっているの？で、身の守り方については雷のとき、木の下に隠れてはいけないのはなぜ？でくわしく書いています。田んぼの土の中で何が起きているかは田んぼの水は、なぜ夏にわざと抜くの？もあわせてどうぞ。

※本記事は一般向けの科学解説です。掲載した数値は、しくみを理解するための目安・概算です。雷が近づいたときの行動は、気象庁の発表や消防・自治体等の指示に従ってください。