CN107509384A - 土壤病害防治的方法、植物栽培用土壤及土壤病害防治剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够简便地抑制土壤病原菌的土壤病害防治方法。该土壤病害防治的方法包括:在土壤中施用具有下述式(1)所示的结构的至少1种多羟基链烷酸,[‑CHR‑CH2‑CO‑O‑](1)(式中,R为CnH2n+1所示的烷基,n为1以上且15以下的整数)。
Description
技术领域
本发明涉及土壤病害防治的方法、植物栽培用土壤及土壤病害防治剂。
背景技术
由土壤栖息性丝状真菌导致的土壤病害是对果树、蔬菜造成重大损害的重要病害,生产场所希望开发有效的防治方法。目前,处于土壤病害的防治方法依赖于化学药剂的状况,继续开发环保的防治技术。
作为防治土壤病害之一的白根腐病(white root rot)的方法,有向土壤投入对白根腐病菌显示出拮抗性的微生物的方法。作为投入土壤的微生物,专利文献1中记载了芽孢杆菌属(Bacillus)细菌,专利文献2、3及4中记载了木霉属(Trichoderma)真菌等丝状真菌类,并且专利文献5中记载了蘑菇菌类。
专利文献6及7中记载了向土壤投入甲基立枯磷(tolclofos-methyl)等化合物、专利文献8中记载了向土壤投入含碘化合物、专利文献9中记载了向土壤投入3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基对甲苯胺来防治白根腐病的方法。作为这些化学化合物的品种,例如已经注册了氟啶胺(fluazinam)水合剂(商品名:FrowncideSC)、稻瘟灵(isoprothiolane)颗粒剂(商品名:FUJI-ONE颗粒剂)等7种农药。
有向土壤投入有机性废物(大豆渣、麸皮、油渣等)的方法,非专利文献1报告了土壤微生物区系变化,白根腐病菌的蔓延受到抑制。
专利文献10及11中记载了在土壤中施用非病原性的白根腐病菌。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2005-206496号公报
专利文献2:日本专利3213112号公报
专利文献3:日本特开2006-199601号公报
专利文献4:日本特开平10-036211号公报
专利文献5:日本特开2009-292741号公报
专利文献6:日本特开平9-175917号公报
专利文献7:日本特开平9-194311号公报
专利文献8:日本特开2005-263733号公报
专利文献9:日本特开2002-104907号公报
专利文献10:日本专利4936444号公报
专利文献11:日本特开2014-111557号公报
非专利文献
非专利文献1:羽田宏、松崎严、三枝隆夫、“有机材料的施用对土壤病原菌造成的影响(有機資材の施用が土壤病原菌にぇる影响)”、北日本病害虫研究会报、北日本病害虫研究会、第36号(1985)、p.157-159
发明内容
发明要解决的课题
微生物对土壤的投入是将由外部得到的某种特定菌种施用于对象土壤,获得抑制白根腐病菌发病的效果,而完全不考虑该对象土壤中通常存在的微生物。因此,由于这样的通常存在的微生物的作用,会妨碍施用的微生物固定于该土壤,有时会使发病抑止效果快速消失。另外,需要对该微生物进行培养、增殖,同时由于是活菌,即使在寒冷的地方保存期限也短至1年以下。
对于向土壤投入甲基立枯磷、含碘化合物及3-氯-N-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)-α,α,α-三氟-2,6-二硝基对甲苯胺等化合物而言,由于化学化合物、注册为农药的药剂直接作用于病原菌,因此有对环境造成影响的危险。
对于有机性废物对土壤的投入而言,有机性废物容易在保存中发生变质,而且其制造条件不恒定,因此难以准备品质均匀的有机性废物。
在向土壤中施用非病原性的白根腐病菌时,需要对该非病原性的白根腐病菌进行培养、增殖,该非病原性的白根腐病菌不形成耐久孢子等,因此,难以进行工业生产,而且由于是活菌,因此保存期限短。
如上所述,未发现能够用简便的方法抑制土壤病原菌的防治方法。
本发明的目的在于提供一种能够简便地抑制土壤病原菌的土壤病原菌防治方法。
解决课题的方法
本发明人等为了解决上述课题而进行了深入研究,结果是完成了本发明。
即,本发明涉及一种土壤病害防治的方法,该方法包括:在土壤中施用具有下述式(1)所示的结构的至少1种多羟基链烷酸。
[-CHR-CH2-CO-O-] (1)
(式中,R为CnH2n+1所示的烷基,n为1以上且15以下的整数。)
相对于上述多羟基链烷酸及上述土壤的总体积,优选以1%以上体积比的比例施用上述多羟基链烷酸。
上述施用优选为具有上述式(1)所示的结构的至少1种多羟基链烷酸与土壤的混合。
上述土壤病害优选是由白根腐病菌导致的病害。
本发明涉及一种病害防治的方法,该方法包括:将具有下述式(1)所示的结构的至少1种多羟基链烷酸附着在叶、枝、茎/干、果实中的任意一处或两处以上。
[-CHR-CH2-CO-O-] (1)
(式中,R为CnH2n+1所示的烷基,n为1以上且15以下的整数。)
上述病害优选为白粉病。
上述多羟基链烷酸优选为聚(3-羟基丁酸-共-3-羟基己酸)。
本发明涉及一种植物栽培用土壤,其是通过将具有下述式(1)所示的结构的至少1种多羟基链烷酸与土壤混合而得到的。
[-CHR-CH2-CO-O-] (1)
(式中,R是CnH2n+1所示的烷基,n为1以上且15以下的整数。)
上述植物栽培用土壤优选通过以相对于上述多羟基链烷酸及上述土壤的总体积为1%以上体积比的比例混合上述多羟基链烷酸而得到。
本发明涉及一种土壤病害防治剂,其包含具有下述式(1)所示的结构的至少1种多羟基链烷酸。
[-CHR-CH2-CO-O-] (1)
(式中,R为CnH2n+1所示的烷基,n为1以上且15以下的整数。)
发明的效果
根据本发明,能够简便地抑制土壤病原菌。
附图说明
图1是分别示出实验例1中(a)PHBH与土壤刚刚混合后的果树研究所内的梨田地土(Japanese pear field)、及(b)未混合PHBH的果树研究所内的梨田地土的状态图。
图2是分别示出实验例1中(a)PHBH混合土壤(静置1个月)中白根腐病菌的生长、及(b)未混合PHBH的土壤中白根腐病菌的生长的状态图。
图3是示出实验例1中(a)PHBH混合土壤中白根腐病菌的生长、及(b)未混合PHBH的土壤中白根腐病菌的生长程度的表。
图4是分别示出实验例2中(a)放置了在聚合物悬浮液中浸渍过的纸盘的情况下白根腐病菌的生长、及(b)未放置在聚合物悬浮液中浸渍过的纸盘的情况下白根腐病菌的生长的状态图。
图5是示出实验例3中(a)PHBH混合土壤中白根腐病菌的生长程度、及(b)未混合PHBH的土壤中白根腐病菌的生长程度的表。
图6是示出实验例4中(a)PHBH混合土壤中白根腐病菌的生长程度、及(b)未混合PHBH的土壤中白根腐病菌的生长程度的表。
图7是分别示出实验例5中(a)PHBH混合土壤(静置1个月)中白根腐病菌的生长、及(b)未混合PHBH的土壤中白根腐病菌的生长、(c)白根腐病发病后的根的状态图。
图8是示出实验例5中的PHBH混合土壤、及未混合PHBH的土壤的白根腐病发病率的表。
图9是分别示出实验例6中(a)PHBH混合土壤中白根腐病菌的生长、及(b)未混合PHBH的土壤中白根腐病菌的生长的状态图。
图10是示出实验例6中的PHBH混合土壤、及未混合PHBH的土壤的白根腐病发病率的表。
图11是示出实验例7中的PHBH混合土壤、及未混合PHBH的土壤中白根腐病菌的生长程度的表。
图12是示出使用了实验例8中(a)长野县(Nagano Prefecture)葡萄田地土、及(b)市售黑土时白根腐病菌的生长程度的表。
图13是示出实验例9中土壤的各PHBH体积比、白根腐病菌的生长程度的表。
图14是示出实验例10中PHBH混合土壤、及未混合PHBH的土壤的蜜环菌根腐病(Armillaria root rot)发病率的表。
图15是示出实验例10中的蜜环菌根腐病发病状况的状态图。
图16是示出实验例11中紫根腐病(violet root rot)块根整体中的发病部位的状态图。
图17是示出实验例11中的紫根腐病发病状况的状态图。
图18是示出实验例11中的PHBH混合土壤、及未混合PHBH的土壤的紫根腐病发病率的表。
图19是示出实验例12中的PHBH混合土壤、及未混合PHBH的土壤的疫霉病(Phytophthora disease)发病率的表。
图20是示出实验例12中的疫霉病发病状况的状态图。
图21是示出实验例12中的疫病菌(epiphytotic pathogen)繁殖状况的状态图。
图22是示出实验例13中附着有PHBH的苹果树叶、及未附着PHBH的苹果树叶的白粉病的每1片叶的平均病斑数的表。
图23是示出实验例13中的白粉病发病状况的状态图。
图24是示出实验例14中的PHBH混合土壤、及未混合PHBH的土壤中每1根枝条的平均菌瘿数(average number ofgalls)的表。
图25是示出实验例14中冠瘿病(crown gall)发病状况的状态图。
具体实施方式
以下,对本发明的优选实施方式的一例详细地进行说明。
[多羟基链烷酸]
在本发明中,多羟基链烷酸是包含通式:[-CHR-CH2-CO-O-]所示的重复单元的脂肪族聚酯树脂。
多羟基链烷酸优选具有式(1):[-CHR-CH2-CO-O-](式中,R为CnH2n+1所示的烷基,n为1以上且15以下的整数)所示的结构。
可以使用至少1种具有式(1)所示的结构的多羟基链烷酸,也可以组合使用2种以上。
作为多羟基链烷酸的具体例子,可以列举:聚(3-羟基丁酸)、聚(3-羟基丁酸-共-3-羟基戊酸)、聚(3-羟基丁酸-共-3-羟基己酸)(以下有时称为PHBH)、聚(3-羟基丁酸-共-4-羟基丁酸)、聚(3-羟基丁酸-共-3-羟基辛酸)、以及聚(3-羟基丁酸-共-3-羟基癸酸)等。其中,由于非晶部分多、生物降解性优异、且聚合物的生产率高,因此优选为聚(3-羟基丁酸-共-3-羟基己酸)。这些化合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
具有式(1)所示的结构的多羟基链烷酸(以下有时称为PHA)优选为包含60摩尔%以上的3-羟基丁酸的树脂,更优选为包含80摩尔%以上的3-羟基丁酸的树脂,优选为由微生物产生的物质。
与3-羟基丁酸(以下有时称为3HB)共聚的3-羟基戊酸、3-羟基己酸(以下有时称为3HH)、4-羟基丁酸等共聚单体超过40%时,具有粘合性,有时难以在土壤中分散。
PHA的共聚树脂中的各单体比率可以如下所述通过气相色谱法来测定。向约20mg的干燥PHA中添加2ml硫酸/甲醇混合液(15/85(重量比))和2ml氯仿并密封,在100℃下加热140分钟,得到PHA分解物的甲酯。冷却后,向其中逐渐加入1.5g碳酸氢钠进行中和,放置至不产生二氧化碳气体。添加4ml二异丙基醚并充分混合后,利用毛细管气相色谱仪对上清液中的PHA分解物的单体单元组成进行分析,由此求出共聚树脂中的各单体比率。
作为上述气相色谱仪,使用株式会社岛津制作所制造的“GC-17A”、毛细管柱使用GL Sciences公司制造的“NEUTRA BOND-1”(柱长:25m、柱内径:0.25mm、液膜厚:0.4μm)。使用He作为载气,将柱入口压力设为100kPa,注入1μl样品。温度条件为以8℃/分的速度从初始温度100℃升温至200℃,进一步以30℃/分的速度升温至200~290℃。
PHA的重均分子量优选为3000以上,更优选为10万以上,进一步优选为40万以上。重均分子量小于3000时,具有粘合性,难以分散于土壤中。
上述重均分子量的测定方法可以使用凝胶渗透色谱仪(昭和电工株式会社制造的“Shodex GPC-101”),柱使用聚苯乙烯凝胶柱(昭和电工株式会社制造的“Shodex K-804”),以氯仿作为流动相,以换算为聚苯乙烯时的分子量的形式求出。此时,使用重均分子量31400、197000、668000、1920000的聚苯乙烯制作标准曲线。
需要说明的是,上述PHA例如通过向富养产碱菌(Alcaligenes eutrophus)导入了来自于豚鼠气单胞菌(Aeromonas caviae)的PHA合成酶基因而得到的富养产碱菌AC32株(基于布达佩斯条约的国际保藏,国际保藏单位:独立行政法人产业技术总合研究所专利生物保藏中心(独立行政法人産業技術合研究所特許生物寄託センタ一)(日本国茨城县筑波市东1丁目1番地1中央第6(日本国茨城県つくば市東1丁目1番地1中央第6)),原始保藏日:平成8年8月12日,平成9年8月7日移交,保藏编号FERM BP-6038(由原始保藏FERM P-15786移交))(J.Bacteriol.,179,4821(1997))等微生物而产生。
PHA可以用作土壤病害防治剂,由于不容易发生树脂劣化,因此可以在仓库等农家、普通家庭通常使用的保管场所等保存数年。
[土壤]
在本发明中,土壤只要是土壤微生物生存的土壤(含有土壤微生物的土壤)即可,可以使用任意的土壤。
土壤(soil,通称:土)是指覆盖地表表面的受到生物活动影响的物质层。
优选使用适于微生物生长的透气性、保水性、排水性均优异的土壤。作为这样的土壤,可以列举例如分类为砂壤土、壤土及粘壤土(clay loam)的土壤。另外,优选适当含有有机物、矿物质,且土壤pH为弱酸性~中性附近的土壤。
另外,为了适于植物栽培,优选形成土壤粒子彼此相互凝聚而成的颗粒结构。
作为土壤,可以列举例如暗色土(andosol)、褐色森林土(brown forest soil)及低地土等、以及在这些土壤中混合腐叶土、树皮堆肥及家畜粪便堆肥等有机物、土壤微生物的种类和量丰富的材料而形成的耕土。
作为土壤微生物,是指在土壤中定居并栖息而构成了微生物群落的全部微生物。可以列举例如:包含子囊菌类及担子菌类的丝状真菌类(霉菌、蘑菇等)及子囊菌类的酵母类的真核真菌类、细菌类、放线菌类等各种微生物。
另外,通过使土壤含有对PHA显示出分解作用的微生物(以下有时称为PHA分解微生物),可以防治土壤病害。
土壤优选栖息有丰富的土壤微生物。这是由于,混合的PHA分解微生物的个体数、种类多,而且显示出PHA分解作用、且对成为导致土壤病害的原因的菌显示出某种拮抗作用的微生物的个体数、种类也多,可以提高对土壤病害的防治效果。
PHA分解微生物是指将PHA低分子化的微生物,作为PHA分解微生物,可以列举例如:属于食酸菌属(Acidovorax)、产碱菌属(Alcaligenes)、金杆菌属(Aureobacterium)、丛毛平胞菌属(Comamonas)、海杆菌属(Marinobacter)、Paucimonas属、假单胞菌属(Pseudomonas)、链霉菌属(Steptomyces)、泥杆菌属(Ilyobacter)、梭菌属(Clostridum)、拟青霉属(Paecilomayces)、青霉属(Penicillium)、曲霉菌属(Aspergillus)、黄单胞菌属(Xanthomonas)、芽孢杆菌属、以及裂孢菌属(Thermobifida)等的微生物。PHA分解微生物在土壤中存在PHA时,有利于自身增殖。
已知PHA分解微生物广泛分布于土壤、河流、海水中等。这里,根据日本特开2000-157258号公报,对于土壤所具有的白根腐病菌的生长抑制程度与土壤中存在的细菌类的多样性程度相关,因此可以认为,多样的PHA分解微生物对于抑制土壤环境中的白根腐病菌的增殖起到重要的作用。
这里,“显示出拮抗作用的微生物”是指对其它微生物显示出致死、抑制增殖、抑制生长等抑制作用的微生物。
作为土壤病害,可以列举例如:白根腐病菌(属于与子囊菌类的丝状真菌类相同的分类组)等所导致的白根腐病、蜜环菌根腐病(Armillaria root rot)、紫根腐病(violetroot rot)、疫霉病(Phytophthora disease)及冠瘿病(crown gall)。
作为对白根腐病菌显示出拮抗作用的微生物,可以列举:木霉属(Trichoderma)、球囊霉属(Glomus)、青霉属、白僵菌属(Beauveria)、螺旋聚孢霉属(Clonostachys)及粪生菌属(Sordaria)等真菌、芽孢杆菌属、假单胞菌属等细菌类、以及链霉菌属等放线菌类等微生物。
作为对蜜环菌根腐病显示出拮抗作用的微生物,可以列举:木霉属及黑毛菌属等真菌等微生物。
作为对紫根腐病显示出拮抗作用的微生物,可以列举:木霉属及球囊霉属等真菌类等微生物。
作为对疫霉病显示出拮抗作用的微生物,可以列举:木霉属等真菌类、假单胞菌属等细菌类等微生物。
作为对冠瘿病显示出拮抗作用的微生物,可以列举:对植物为非病原性的根瘤菌属(Rhizobium)等细菌等微生物。
[防治方法1]
本发明人开发了通过施用PHA进行土壤病害防治的方法。这里,施用是指只要是使PHA能够对想要防治病害的土壤起到作用的形式即可,没有特别限定。
通过对土壤施用PHA,引起在土壤中普遍存在且能够分解该聚合物的微生物的增殖,从而对该土壤赋予病害防治效果。
通过该施用,可以使土壤中原本栖息、定居的PHA分解微生物、以及显示出PHA分解作用且对成为导致土壤病害的原因的菌显示出拮抗作用的微生物大量增殖。由此,可以使PHA混合土壤中大量含有对成为导致土壤病害的原因的菌显示出某种程度拮抗作用的微生物,能够长期对土壤病害、例如白根腐病带来防治效果。
通过PHA的施用而产生的、对土壤所具有的白根腐病菌的生长抑制程度的强弱取决于使用的土壤中存在的土壤微生物的数量和种类、该土壤的特性、混合处理后的静置条件(温度、时间等)等。
另外,通过PHA的施用,能够使栽培植物患土壤病害的频率(发病率)大幅降低,且可以大幅降低患病的程度(发病程度)。因此,能够在植物栽培中防治土壤病害。
PHA的施用可以是对野外土壤直接进行及对装入容器的土壤进行中的任一者。
PHA的施用对成为导致土壤病害的原因的菌的生长抑制作用的保持程度依赖于使用的PHA的形状、大小、量及施用方法等。
特别是由于能够在PHA分解微生物高效增殖的同时高效地促进PHA的分解,因此优选增大PHA与PHA分解微生物的接触面积。为了增大PHA与PHA分解微生物的接触面积,作为PHA的形状,可以制成表面积大的形状,例如:粉状、球状、以及乳液、浆料状。作为PHA的大小,如果要求速效性,则优选表面性大、即粒径小者,如果要求缓释性,则要求粒径大者。另外,通过组合不同的粒径,可以调整表现出效果的时机。对于粒径而言,例如在乳液、浆料状的情况下,平均粒径可以为0.1μm~100μm,在粉状、球状的情况下,平均粒径可以为1μm~10mm。平均粒径例如可以通过激光衍射/散射法(Microtrac法)来测定。作为装置,可以使用日机装株式会社的Microtrac MT3300EXII通过激光衍射/散射法(Microtrac法)以胶乳、浆料或粉状体来测定平均粒径。
作为施用的方法,可以列举例如:向土壤投入PHA的方法、将PHA与土壤混合的方法、将PHA散布于土壤上的方法、使PHA含浸于土壤中的方法、使PHA附着于生物(土壤小动物等)而释放于土壤中的方法、通过在土壤中开孔注入等使PHA与土壤接触的方法。其中,特别优选将PHA与土壤混合的方法。这是由于能够在PHA分解微生物高效地增殖的同时高效地促进PHA的分解。另一方面,虽然制成浆料状散布于土壤中的方法存在发生渗透至远离根(离开根的位置)的损失的隐患,但操作效率优异、对操作者的负担最小。通过使浆料增稠,能够在目标部位投入而减少损失。需要说明的是,有时将通过混合PHA而得到的土壤称为PHA混合土壤。
PHA的施用优选将PHA在土壤中均匀地分散于根的附近,为了均匀地进行分散,例如可以使用喷雾器、喷洒器、肥料撒播机、耕耘机。
在土壤中施用PHA时,相对于PHA及土壤的总体积,PHA的体积比优选为1%以上的比例。在PHA的体积比为1%以上的比例时,显示出很强的白根腐病菌生长抑制作用。
另外,在PHA混合土壤中,相对于土壤100体积份,PHA的混合量优选为1~60体积份,更优选为5~40体积份。
使PHA与土壤接触后,例如,在将PHA与土壤混合后,优选将该PHA混合土壤静置一定时间。可以使土壤中原本栖息定居的、对于成为导致土壤病害的原因的菌显示出某种程度拮抗作用的微生物特异性地大量增殖。
静置优选在适于PHA分解微生物生长的条件下进行。作为优选温度,例如为10~30℃,PHA混合土壤中的含水量优选为不成为厌氧性的程度。
另外,静置的时间没有特别限定,在PHA与土壤混合后,优选为1周以上且6个月以下。这是由于,在小于1周时,有时无法抑制土壤病原菌,在超过6个月时,土壤病原菌的抑制程度不会增加。在PHA与土壤混合后,在6个月以下时,随着静置时间的经过,PHA分解微生物急剧增殖。
通过将PHA与土壤混合而得到的土壤等含PHA的土壤可以用作植物栽培用土壤。例如,在使用盆及种植器皿等栽培植物时,可以作为培养土使用。另外,在果树园及农田中,可以添加于自然土壤作为培养土使用。作为植物,特别是可以用于果树、花木、例如梨、苹果、葡萄、桃、梅、黄桃、杏、李子、枇杷、无花果、猕猴桃、柿子、栗、茶、樱桃、枫、山茶花、杜鹃花及玫瑰等的栽培。
[防治方法2]
作为通过施用PHA进行病害防治的方法,除了在土壤中施用PHA以外,还可以列举:将PHA附着于叶、枝、茎/干、果实等植物的地上部分中的任意1个或2个以上部位的方法。
通过将PHA施用于植物的地上部分,引起地上部分普遍存在的能够分解该聚合物的微生物的增殖,由此可以对该地上部分赋予病害防治效果。
通过该施用,能够使原本栖息的PHA分解微生物、以及显示出PHA分解作用且对称为导致病害的原因的菌显示出拮抗作用的微生物大量增殖。由此,例如可以赋予对白粉病的防治效果。
通过PHA的施用对成为导致病害的原因的菌的生长抑制作用的保持程度依赖于使用的PHA的形状、大小、量及施用方法等。
特别是由于能够在PHA分解微生物高效地增殖的同时高效地促进PHA的分解,因此优选增大PHA与PHA分解微生物的接触面积。为了增大PHA与PHA分解微生物的接触面积,作为PHA的形状,可制成表面积大的形状,例如粉状、球状、以及乳液、浆料状。作为PHA的大小,如果要求速效性,则优选表面性大、即粒径小者,如果要求缓释性,则要求粒径大者。另外,通过组合不同的粒径,可以调整表现出效果的时机。对于粒径而言,例如平均粒径可以为0.1μm~100μm。平均粒径例如可以通过激光衍射/散射法(Microtrac法)来测定。作为装置,可以使用日机装株式会社的Microtrac MT3300EXII通过激光衍射/散射法(Microtrac法)以胶乳、浆料或粉状体来测定平均粒径。
作为施用的方法,可以列举例如:使用无人直升机等从上空散布PHA的方法、在地上使用喷雾器等散布PHA的方法、用附着有PHA的保持体(例如,由其它柔软材料制成的绳、布、网等形状的保持体)包覆的方法。其中,特别优选在地上散布PHA的方法。
PHA的施用优选将PHA均匀且无遗漏地分散于植物表面,为了均匀地进行分散,例如可以使用喷雾器、喷洒器、肥料撒播机。另外,可以混合用于使PHA高效地附着于植物的添加剂。
实施例
以下,列举实施例对本发明进行说明,但本发明的范围并不限定于此。
(实验例1)
“PHA与土壤的混合对白根腐病菌生长造成的影响”
对于PHA与土壤的混合对白根腐病菌生长所造成的影响进行了研究。
(1)“作为PHA之一的PHBH的合成”
培养生成中使用了KNK-631株(国际公开第2009/145164号)。
种子培养基(seed culture medium)的组成设为1w/v%肉膏、1w/v%细菌用胰蛋白胨、0.2w/v%酵母提取物、0.9w/v%Na2HPO4·12H2O、0.15w/v%KH2PO4、(pH6.8)。
预培养培养基的组成设为1.1w/v%Na2HPO4·12H2O、0.19w/v%KH2PO4、1.29w/v%(NH4)2SO4、0.1w/v%MgSO4·7H2O、0.5v/v%微量金属盐溶液(0.1N盐酸中溶解有1.6w/v%FeCl3·6H2O、1w/v%CaCl2·2H2O、0.02w/v%CoCl2·6H2O、0.016w/v%CuSO4·5H2O、0.012w/v%NiCl2·6H2O)。碳源以10g/L的浓度一次性添加棕榈仁油。
聚酯树脂生产培养基的组成设为0.385w/v%Na2HPO4·12H2O、0.067w/v%KH2PO4、0.291w/v%(NH4)2SO4、0.1w/v%MgSO4·7H2O、0.5v/v%微量金属盐溶液(0.1N盐酸中溶解有1.6w/v%FeCl3·6H2O、1w/v%CaCl2·2H2O、0.02w/v%CoCl2·6H2O、0.016w/v%CuSO4·5H2O、0.012w/v%NiCl2·6H2O)、0.05w/v%BIOSPUREX200K(消泡剂:Cognis Japan公司制造)。
首先,将KNK-631株的甘油储备液(50μl)接种于种子培养基(10ml),培养24小时,进行种子培养。接着,将1.0v/v%的种子培养液接种于装有1.8L预培养培养基的3L发酵罐(B.E.MARUBISHI公司制造的MDL-300型)。运行条件设为培养温度33℃、搅拌速度500rpm、透气量1.8L/min,将pH控制在6.7~6.8之间培养28小时,进行了预培养。pH控制使用了14%氢氧化铵水溶液。
接下来,将1.0v/v%的预培养液接种于装有6L生成培养基的10L发酵罐(B.E.MARUBISHI公司制造的MDS-1000型)。运行条件设为培养温度28℃、搅拌速度400rpm、透气量6.0L/min,pH控制在6.7~6.8之间。pH控制使用了14%氢氧化铵水溶液。使用了棕榈油作为碳源。培养进行了64小时,培养结束后通过离心分离回收菌体,用甲醇清洗,进行冷冻干燥,测定了干燥菌体重量。
向得到的干燥菌体1g加入100ml的氯仿,在室温下搅拌一整天,提取出菌体内的聚酯树脂。滤除菌体残渣后,用蒸发器浓缩至总容量为30ml,然后逐渐加入90ml己烷,缓慢搅拌,并静置1小时。将析出的聚酯树脂滤除后,在50℃下真空干燥3小时,得到了聚酯树脂。
得到的聚酯树脂的单体单元组成分析如下所述通过气相色谱进行测定。
向干燥聚酯树脂20mg中添加2ml硫酸-甲醇混液(15:85)和2ml氯仿并密封,在100℃下加热140分钟,得到了聚酯树脂分解物的甲酯。冷却后,向其中逐渐加入1.5g碳酸氢钠进行中和,静置至不产生二氧化碳气体。添加4ml二异丙基醚并充分混合后,进行离心,利用毛细管气相色谱仪对上清液中的聚酯分解物的单体单元组成进行分析。
气相色谱仪使用株式会社岛津制作所制造的GC-17A、毛细管柱使用GL Sciences公司制造的NEUTRA BOND-1(柱长25m、柱内径0.25mm、液膜厚0.4μm)。使用He作为载气,将柱入口压力设为100kPa,注入1μl样品。温度条件为从初始温度100~200℃以8℃/分的速度进行升温,进一步从200~290℃以30℃/分的速度进行升温。在上述条件下分析的结果是树脂结构为PHBH。3-羟基丁酸(3HB)的比率为89摩尔%,3-羟基己酸(3HH)的比率为11摩尔%。另外,通过GPC(凝胶渗透色谱仪(昭和电工株式会社制造的“Shodex GPC-101”))测定的重均分子量为65万。
(2)“混合土壤的制备”
在不锈钢制圆筒容器内加入作为土壤的田地土(从果树研究所内的梨田地中采集的土)1.6L和PHBH(粉状:平均粒径200μm)400mL份,通过将PHBH与土壤混合制备PHBH混合土壤(图1(a)),在23℃暗暗处静置给定时间。然后,酌情将混合土壤用于以下的试验。需要说明的是,在静置期间中,为了避免土壤干燥,酌情在土壤表面喷洒灭菌蒸馏水。
(3)“混合土壤中白根腐病菌生长程度的研究”
作为白根腐病菌的接种源,准备了如下树枝:将直径约5mm的梨树枝切成厚度5mm左右,对高压灭菌器灭菌后的树枝接种白根腐病菌(W563株),并培养2周。
接着,在灭菌后的玻璃培养皿中加入PHBH混合土壤约30ml,使其变得平坦。此时,PHBH混合土壤分别使用了静置1周后及1个月后的混合土壤。在培养皿中央部的土壤中挖出直径5mm左右的孔,埋设接种源,使其与培养皿底面接触、且接种源上表面未被土覆盖。
然后,在23℃的暗处静置,9天后对土壤表面及培养皿底面中显示出最良好生长状态的菌丝前端距接种源的直线长度进行测量(图2(b))。显示出最良好生长状态的菌丝是指从接种源至菌丝的前端的距离最远的菌丝。试验分别重复4次,白根腐病菌生长程度以每1天生长的菌丝前端距接种源的直线长度来表示。图3所示的结果是4次重复试验的各白根腐病菌生长程度的平均值。
另外,作为对照,使用了未混合PHBH的果树研究所内的梨田地土(未混合PHBH的土壤)来代替PHBH混合土壤,除此以外,同样地测定了白根腐病菌生长程度。将结果示于图3。
(4)“结果”
测量的结果是,与使用了未混合PHBH的土壤的情况相比,在提供了上述制备的PHBH混合土壤的情况下,无论是静置1周后、1个月后的任一种土壤,白根腐病菌的菌丝生长均受到了抑制(图3)。特别是培养皿底部的抑制明显。例如,图2(a)表明,在静置1个月后的PHBH混合土壤的情况下,底面的菌丝基本上不生长。
由此可知,与未混合PHBH的土壤相比,进行了混合PHBH的处理的土壤对白根腐病菌显示出很强的生长抑制。
推测该强生长抑制是由于PHBH分解微生物中对白根腐病菌具有拮抗作用的微生物在土壤中增加所引起的。
(实验例2)
“PHA对白根腐病菌的直接影响”
可以推测,通过实验1确认了的PHA混合土壤所具有的对白根腐病菌的生长抑制作用是由于对白根腐病菌显示出拮抗作用的微生物增加而获得的。但是,由于存在使用的PHA自身具有对白根腐病菌的生长抑制作用的可能性,因此,对于不存在PHA分解微生物的环境下有无PHA对白根腐病菌的生长抑制作用进行了研究。
(1)“无菌条件下有无PHA对白根腐病菌的生长抑制作用的研究”
将PHBH(粉状:平均粒径200μm)约50ml份和蒸馏水50ml加入栽培箱中,在105℃下进行15分钟高压灭菌,冷却至室温。以下,将其称为聚合物悬浮液。
将直径6mm的纸盘沉入聚合物悬浮液使其附着聚合物,然后将其直接放置于将营养成分稀释至1/10后的添加葡萄糖的马铃薯渗出液琼脂平板培养基(1/10PDA培养基)。
在同一1/10PDA培养基上放置从培养有白根腐病菌(W563株)的PDA培养基中切下的直径4mm盘状含菌琼脂,使其距上述纸盘约3cm(图4)。然后,在23℃暗处进行培养。试验重复3次,定期持续观察白根腐病菌的生长程度,直至10天后。
另外,作为对照,除了未放置浸渍过聚合物悬浮液的纸盘以外,同样地培养了白根腐病菌。
(2)“结果”
其结果是,当存在浸渍于聚合物悬浮液而附着有聚合物的纸盘时,也显示出与未放置该纸盘的培养基相同的生长程度(图4)。
由于可同样地确认该白根腐病菌的生长程度与有无PHBH无关,因此可以确认PHBH自身不具有对白根腐病菌的生长抑制作用。
(实验例3)
“PHA混合土壤中含有的微生物对白根腐病菌的影响”
可以推测,实验例1中制备的PHBH混合土壤所具有的白根腐病菌生长抑制作用是由于对白根腐病菌显示出拮抗作用的微生物增加而获得的。
因此,对该土壤进行灭菌处理,研究了对白根腐病菌的生长抑制作用是否随有无灭菌处理而变化。
(1)“灭菌处理后的PHA混合土中白根腐病菌生长抑制的变化的研究”
按照实验例1中记载的混合土壤的制备方法制备PHBH混合土壤,使用静置1周后的土壤,按照实验例1中记载的研究步骤,将白根腐病菌的接种源埋设在装入了土壤的培养皿中央部的土壤中。
另外,在灭菌后的玻璃培养皿中加入PHBH混合土壤约30ml,然后在110℃下进行10分钟高压灭菌,然后冷却至室温。然后,按照实验例1中记载的研究步骤,将白根腐病菌的接种源埋设在装入了该高压灭菌后的PHBH混合土壤的培养皿中央部的土壤中。
将白根腐病菌的接种源埋入后,将所有培养皿在23℃暗处静置9天,然后对土壤表面及培养皿底面的菌丝长度进行测量。试验分别重复4次,白根腐病菌生长程度以每1天生长的菌丝前端距接种源的直线长度来表示。图5所示的结果是4次重复试验的各白根腐病菌生长程度的平均值。
另外,作为对照,使用了未混合PHBH的果树研究所内的梨田地土(未混合PHBH的土壤)来代替PHBH混合土壤,除此以外,同样地对白根腐病菌的生长程度进行了测定。将结果示于图5。
(2)“结果”
在使用了高压灭菌处理后的PHBH混合土壤及高压灭菌处理后的未混合PHBH的土壤的情况下,均得到了比使用未高压灭菌的土壤时更高的值(图5)。而且,对于聚合物混合土壤而言,通过高压灭菌处理,培养皿底部的白根腐病菌生长显著增加。
由此表明,对白根腐病菌的生长抑制与土壤微生物相关,特别是PHBH混合土壤中白根腐病菌的生长抑制与土壤微生物密切相关。可以推测,特别是在PHBH混合土壤中,增加的PHBH分解微生物的影响很大。
(实验例4)
“PHA混合土壤的长期静置对白根腐病菌生长抑制的影响”
对于PHBH混合土壤中的白根腐病菌生长抑制作用在长期静置的情况下是否能够保持进行了研究。
(1)“混合土壤的制备”
按照实验例1中记载的混合土壤制备方法制备了PHBH混合土壤。
(2)“长期保存后的混合土壤中的白根腐病菌生长程度的研究”
对于上述制备的PHBH混合土壤,为了研究该土壤中的白根腐病菌生长抑制程度,与实验例1记载的测量方法同样地操作,测量了菌丝的长度。此时,混合土壤使用了静置2个月及6个月的混合土壤。
另外,作为对照,使用了未混合PHBH的果树研究所内的梨田地土(未混合PHBH的土壤)作为土壤来代替PHBH混合土壤,除此以外,同样地对白根腐病菌生长程度进行了研究。将结果示于图6。
(3)“结果”
其结果是,与实验例1所示的静置1周后、1个月后的土壤中的生长抑制程度相比,设置了2个月、6个月的静置时间的情况显示出同等以上的高值(图2、图3、图6)。
由此表明,PHBH混合土壤在PHBH混合后静置1周起确认到了生长抑制作用,随后静置至6个月显示出生长抑制作用保持或逐渐增强。
(实验例5)
“PHA混合土壤对白根腐病的防治效果(部分处理)”
对于在实际栽培植物时是否能够确认到白根腐病的发病抑制进行了研究。在本实验中,对于将植物与PHBH混合土部分接触时的效果进行了研究。
(1)“发病抑制试验”
在盆(直径9cm)的底部装入深度约1cm的果树研究所内的梨田地土,然后埋入白根腐病菌的接种源。此时,作为接种源,使用了将白根腐病菌(W563株)接种于灭菌后的梨树枝片(长度3~4cm、直径0.8~1cm)并培养了约1个月的树枝片。
再在接种源上加入PHBH混合土壤约30ml,并使其平坦(图7)。PHBH混合土壤使用了按照实验例1中记载的混合土壤制备方法静置了1个月的土壤、以及静置了6个月的土壤。
作为对照,使用了未混合PHBH的果树研究所内的梨田地土(未混合PHBH的土壤)来代替使用PHBH混合土壤,除此以外,同样地制备了装入土壤的盆。
使用田地土将用自来水对根部进行水洗后的2年生苹果砧木苗分别移植至装有PHBH混合土壤及未混合PHBH的果树研究所内的梨田地土(未混合PHBH的土壤)的盆中(图7),然后在25℃的环境控制玻璃大棚中进行培育。对于装有静置了1个月的PHBH混合土壤、静置了6个月的PHBH混合土壤、以及未混合PHBH的土壤的盆,各使用了6个盆栽苗。
2个月后,挖出苗,对地下部分(根部)的腐烂状况进行观察,计算出发病的个体的比例(发病率)。将结果示于图8。是否发病根据根部是否腐烂且是否在其树皮下观察到白根腐病菌的菌丝来判断。对于实验例6也同样处理。将发病的苗的例子示于图7(c)。
(2)“结果”
其结果是确认了:与对照相比,在使用了PHBH混合土壤的情况下,静置了1个月的混合土壤和静置了6个月的混合土壤的白根腐病发病率均显示出低至1/2以下的值(图7、图8)。
而且,在使用了PHBH混合土壤的情况下,静置了1个月的混合土壤和静置了6个月的混合土壤的根均是健康的,而使用了未混合PHBH的土壤的情况下,根发生了腐烂(图7)。
(实验例6)
“PHA混合土壤对白根腐病的防治效果(整体处理)”
对于在实际栽培植物时是否能够确认到白根腐病的发病抑制进行了研究。在本实验中,对于用PHBH混合土培育植物时的效果进行了研究。
(1)“发病抑制试验”
使用PHBH混合土壤(刚刚混合后)将用自来水对根部进行了水洗的2年生苹果砧木苗移植至盆(直径9cm)中(图9),在25℃的环境控制玻璃大棚中培育1个月及2个月。此时,不将土壤填充至盆的最上部,在上部留有1~2cm。
在新盆(直径9cm)的底部装入深度约1cm的果树研究所内的梨田地土,然后埋入白根腐病菌的接种源。此时,作为接种源,使用了将白根腐病菌(W563株)接种于灭菌后的梨树枝片(长度3~4cm、直径0.8~1cm)并培养了约1个月的树枝片。
将用PHBH混合土培育了1个月及2个月的苹果砧木从盆中连同土壤一起取出,置于接种源上(图9),接着在25℃下进行培育。各使用了6个盆栽苗。
2个月后,挖出苗,对地下部分(根部)的腐烂状况进行观察,计算出发病的个体的比例(发病率)。
作为对照,使用了果树研究所内的梨田地土(未混合PHBH的土壤)来代替使用PHBH混合土壤,除此以外,同样地制备了苹果砧木苗,并挖出苗对地下部分(根部)的腐烂状况进行观察,计算出发病的个体的比例(发病率)。将结果示于图10。
(2)“结果”
其结果是确认了:与对照相比,在使用了PHBH混合土壤的情况下,培育了1个月的砧木苗、培育了2个月的砧木苗的白根腐病发病率均显示出低至1/2的值(图9、图10)。
而且,在使用了PHBH混合土壤(刚刚混合后)的情况下,根是健康的,而使用了未混合PHBH的土壤的砧木苗的根发生了腐烂(图9)。
(实验例7)
“PHA混合土壤1年以上长期静置对白根腐病菌生长抑制的影响”
对于混合有PHBH的土壤的白根腐病菌生长抑制作用在1年以上长期静置的情况下能否保持进行了研究。
(1)“混合土壤的制备”
按照实验例1中记载的混合土壤制备方法制备了PHBH混合土壤。
(2)“长期保存后混合土壤中白根腐病菌生长程度的研究”
对于上述制备的PHBH混合土壤,仅对培养皿底面的白根腐病菌生长程度进行测量,除此以外,与实验例1同样地为了研究该土壤中白根腐病菌的生长抑制程度而对菌丝的长度进行了测量。此时,混合土壤使用了静置15个月的土壤。
另外,作为对照,使用了未混合PHBH的果树研究所内的梨田地土(未混合PHBH的土壤)作为土壤来代替PHBH混合土壤,除此以外,同样地对白根腐病菌的生长程度进行了研究。将结果示于图11。
(3)“结果”
其结果显示,与实验例1中静置1周后、1个月后、实验例4中静置2个月后、6个月后的土壤中的生长抑制程度相比,在设置了15个月的静置时间的情况下,可得到同等的高值(图11)。
由此表明,PHBH混合土壤在PHBH混合后静置1周起确认到了生长抑制作用,随后至静置15个月显示出生长抑制作用得到保持。
(实验例8)
“混合PHA的土壤不同对白根腐病菌生长抑制的影响”
对于混合PHBH的土壤不同对白根腐病菌生长抑制作用是否造成影响进行了研究。
(1)“使用的土壤”
使用了长野县须坂市(Suzaka City,Nagano Prefecture)的果树试验场内的葡萄田地土及市售黑土(枥木县产、刀川平和农园(Tochigi Prefecture,TACHIKAWA HEIWANOUEN CO.,LTD.))。
(2)“混合土壤的制备”
按照实验例1中“混合土壤的制备”所记载的方法制备了PHBH混合土壤。
(3)“保存后的混合土壤中白根腐病菌生长程度的研究”
对于上述制备的PHBH混合土壤,仅对培养皿底面的白根腐病菌的生长程度进行测量,除此以外,与实验例1同样地为了研究该土壤中白根腐病菌的生长抑制程度而对菌丝的长度进行了测量。此时,混合土壤使用了静置1个月的土壤。
另外,作为对照,使用了未混合PHBH的长野县须坂市的果树试验场内的葡萄田地土及市售黑土(枥木县产、刀川平和农园)作为土壤来代替PHBH混合土壤,除此以外,同样地对白根腐病菌的生长程度进行了研究。将结果示于图12。
(4)“结果”
其结果显示,在长野县须坂市的果树试验场内的葡萄田地土及市售黑土(枥木县产、刀川平和农园)的情况下,可得到与实验例1中使用了果树研究所梨田地土时的生长抑制程度同等的高值(图12)。
由此表明,混合PHBH的土壤不同对生长抑制作用没有很大区别。
(实验例9)
“土壤中混合的PHA量不同对白根腐病菌生长抑制的影响”
对于土壤中混合的PHBH量不同是否对白根腐病菌的生长抑制作用造成影响进行了研究。
(1)“混合土壤的制备”
按照实验例1中“混合土壤的制备”所记载的方法制备了PHBH混合土壤。此时,改变使用的材料的分量,在不锈钢制圆筒容器内装入田地土(从果树研究所内的梨田地中采集的土)800mL和PHBH(粉状:平均粒径200μm)200mL(体积比20%)、田地土950mL和PHBH 50mL(体积比5%)、田地土990mL和PHBH 10mL(体积比1%)、田地土999mL和PHBH 1mL(体积比0.1%)、田地土999.9mL和PHBH0.1mL(体积比0.01%)作为土壤,通过将PHBH与土壤混合制备PHBH混合土壤,并在23℃暗处静置给定时间。然后,酌情将混合土壤用于以下的试验。需要说明的是,在静置期间中,为了避免土壤干燥,酌情用灭菌蒸馏水对土壤表面洒水。
(2)“保存后的混合土壤中白根腐病菌的生长程度的研究”
对于上述制备的PHBH混合土壤,仅对培养皿底面的白根腐病菌的生长程度进行测量,除此以外,与实验例1同样地为了研究该土壤中白根腐病菌的生长抑制程度而对菌丝的长度进行了测量。此时,混合土壤使用了静置1个月及2个月的土壤。
另外,作为对照,使用了未混合PHBH的果树研究所内的梨田地土(未混合PHBH的土壤)作为土壤来代替PHBH混合土壤,除此以外,同样地对白根腐病菌的生长程度进行了研究。将结果示于图13。
(3)“结果”
其结果显示,在以5%、1%体积比混合而成的土壤的情况下,与实验例1所示同样地以20%体积比混合而成的土壤中的生长抑制程度相比,可得到同等的高值(图13)。
由此表明,相对于PHBH及土壤的总体积,通过使PHBH混合土壤为1%以上体积比的比例,可显示出对白根腐病菌的强生长抑制作用。
(实验例10)
“PHA混合土壤对蜜环菌根腐病的防治效果”
对于能否确认到对蜜环菌根腐病的发病抑制进行了验证。蜜环菌根腐病是土壤病害,作为蜜环菌根腐病的病原菌的蜜环菌(Armillaria mellea;与担子菌类的丝状真菌类属于相同的分类组)可使以果树为代表的木本植物的根腐烂。
(1)“发病抑制试验”
在盆(直径9cm)的底部装入深度约1cm的、将以相对于果树研究所内的梨田地土10份混合蛭石1份的体积比而得到的土壤,然后埋入蜜环菌根腐病菌的接种源。此时,作为接种源,使用了将蜜环菌根腐病菌(P-A株)接种于灭菌后的梨树枝片(长度3~4cm、直径0.8~1cm)并培养了约2个月的树枝片。
再与实验例5同样地在接种源上装入PHBH混合土壤约30ml,使其平坦。PHBH混合土壤使用了按照实验例1中记载的混合土壤制备方法静置了4个半月的土壤。
作为对照,使用了未混合PHBH的果树研究所内的梨田地土(未混合PHBH的土壤)来代替使用PHBH混合土壤,除此以外,同样地制备了装入土壤的盆。
用自来水对根部进行水洗,将切断了全部根的前端的2年生苹果砧木(Malusprunifolia var.ringo)苗分别移植至盆中,然后在25℃的环境控制玻璃大棚中进行培育,所述盆中以相对于各土壤10份混合蛭石1份的体积比装入了使用梨田地土的PHBH混合土壤及未混合PHBH的梨田地土(未混合PHBH的土壤)和蛭石。对于装入了PHBH混合土壤及未混合PHBH的土壤的盆,各使用了5个盆栽苗。
2个月后,挖出苗,对地下部分(根部)的腐烂状况进行观察,计算出发病的个体的比例(发病率)。将结果示于图14。是否发病根据根部是否腐烂且是否在其树皮下观察到蜜环菌根腐病菌的菌丝来判断。将发病的苗的例子示于图15。
(2)“结果”
其结果是确认了:与对照相比,在使用了PHBH混合土壤的情况下,蜜环菌根腐病的发病率显示出低至1/2的值(图14)。而且,在使用了PHBH混合土壤的情况下,根是健康的,而使用了未混合PHBH的土壤的情况下,根发生了腐烂(图15)。
(实验例11)
“PHA混合土壤对紫根腐病的防治效果”
对于能否确认到对紫根腐病的发病抑制进行了验证。紫根腐病是土壤病害。作为紫根腐病的病原菌的桑卷担菌(Helicobasidium mompa;与担子菌类的丝状真菌属于相同的分类组)可使以果树为代表的木本植物及草本植物的根腐烂。
(1)“发病抑制试验”
塑料箱(长度35cm、宽度25cm)的底部装入深度约2cm的以相对于果树研究所内的梨田地土10份混合蛭石1份的体积比而得到的土壤,然后在2个部位埋入紫根腐病菌的接种源。此时,作为接种源,使用了将紫根腐病菌(V650株)接种于灭菌后的苹果树枝片(长度3~4cm、直径0.8~1cm)并培养了约1个月的树枝片。
再放置PHBH混合土壤约30ml,使其覆盖全部各接种源。PHBH混合土壤使用了按照实验例1中记载的混合土壤制备方法静置了5个月的土壤。
作为对照,使用了未混合PHBH的果树研究所内的梨田地土(未混合PHBH的土壤)来代替使用PHBH混合土壤,除此以外,同样地制备了装入土壤的箱。
在每个放置有接种源的部位,将用自来水水洗后的1个甘薯块根放置在PHBH混合土壤及未混合PHBH的果树研究所内的梨田地土(未混合PHBH的土壤)上,将以相对于果树研究所内的梨田地土10份混合蛭石1份的体积比得到的土装入,直至覆盖全部甘薯块根,然后在25℃的环境控制玻璃大棚中培育。对于装入了PHBH混合土壤及未混合PHBH的土壤的箱,各使用2个甘薯块根,对于各土壤使用了2箱总计各4个。
1个半月后,挖出块根部观察发病状况,以百分率表示块根总体中发病部位的比例。将结果示于图16。在未混合PHBH的土壤的情况下,整体发病,其发病程度为90%,在PHBH混合土壤的情况下,仅一部分发病,其发病程度为20%。是否发病根据能否在根部表面观察到紫根腐病菌侵入植物体时形成的被称为侵染垫(infection cushion)的结构体来判断。将发病的块根的例子示于图17。
(2)“结果”
其结果是确认了:与对照相比,在使用了PHBH混合土壤的情况下,紫根腐病菌的发病程度显示出低至2/3的值(图18)。而且,在使用了PHBH混合土壤的情况下,块根是健康的,而使用了未混合PHBH的土壤的情况下,块根发生了腐烂(图17)。
(实验例12)
“PHA混合土壤对植物流行病的防治效果”
对于能否确认到对植物流行病的发病抑制进行了验证。疫霉病是土壤病害及叶、果实的病害,作为植物流行病的病原菌的恶疫霉(Phytophthora cactorum;与原生生物的卵菌类(oomycota)属于相同的分类组)可使以果树为代表的木本植物、草本植物的干/茎及叶/果实腐烂。
(1)“发病抑制试验”
在种植盒(AGC TECHNO GLASS公司制造)的底部装入PHBH混合土壤约20ml。PHBH混合土壤使用了按照实验例1中“混合土壤的制备”所记载的方法制备并静置了4个半月的土壤。
作为接种源,使用了将疫病菌(58-a-1株)接种于灭菌后的小麦粒并培养了约2个月的小麦粒。将作为接种源的培养小麦粒(干燥重量1g)混入种植盒内的土壤中,然后浇入灭菌蒸馏水,直至水浮至土壤表面。
作为对照,使用了未混合PHBH的果树研究所内的梨田地土(未混合PHBH的土壤)来代替使用PHBH混合土壤,除此以外,同样地制备了装入土壤的种植盒。
将1个用自来水进行了水洗的梨幼果(直径3~3.5cm)放置在混入了接种源的土壤中。对于装入了PHBH混合土壤及未混合PHBH的土壤的种植盒,分别使用了6个梨幼果。
2周后,观察幼果的发病状况,计算出发病的幼果的比例(发病率)。将结果示于图19。是否发病根据能否在幼果表面观察到作为疫霉病特征的变黑的病斑来判断。将发病的幼果的例子示于图20。
(2)“结果”
其结果是确认了:与对照相比,在使用了PHBH混合土壤的情况下,疫霉病的发病率显示出低至1/2以下的值(图19)。而且,与对照相比,在使用了PHBH混合土壤的情况下,疫病菌的繁殖减少(图21)。
(实验例13)
“PHA对白粉病的防治效果”
对于能否确认到对白粉病的发病抑制进行了验证。白粉病是叶、果实的病害,作为白粉病的病原菌的白叉丝单囊壳(Podosphaera leucotricha;与子囊菌类的丝状真菌属于相同的分类组)可在苹果的叶/果实的表面蔓延,妨碍光合成而使其衰弱。
(1)“发病抑制试验”
将用灭菌蒸馏水清洗后的苹果叶放置在装有用灭菌蒸馏水润湿的无尘纸(Kimwipe)的密封容器内,在23℃下静置5天。
在玻璃烧杯内混合灭菌蒸馏水100ml与PHBH(粉状:平均粒径200μm)10ml,将上述苹果树叶浸渍于其中,使叶表面附着PHBH,然后放置在装有用灭菌蒸馏水润湿的无尘纸的密封容器内,在23℃下静置2天。
作为接种源,使用了从果树研究所内种植的苹果树上采集的患有白粉病的10片叶。将采集的患病叶放置在筛子(4mm目)上,在附着有PHBH的叶的上方振动,使白粉病菌的分生孢子落下。然后在23℃下培养。
作为对照,使用了未混合PHBH的灭菌蒸馏水来代替混合了PHBH的灭菌蒸馏水,除此以外,同样地制备了装有苹果树叶的密封容器。对于附着了PHBH的苹果树叶及未附着PHBH的苹果树叶,各使用了5片叶。
10天后,观察苹果树叶上的发病状况,计算出每1片叶的平均病斑数。将结果示于图22。是否为病斑根据能否在叶表面确认到白色粉状的白粉病菌的菌落来判断,将连续的一块作为1个病斑。将形成于叶上的病斑的例子示于图23(a)。
(2)“结果”
其结果是确认了:与对照相比,使用了附着有PHBH的叶的情况下,白粉病菌的发病率显示出低至1/3以下的值(图22)。
(实验例14)
“PHA混合土壤对冠瘿病的防治效果”
对于能否确认到冠瘿病的发病抑制进行了验证。冠瘿病是土壤病害,作为冠瘿病的病原菌的放射杆状根瘤菌(Rhizobium radiobacter;与细菌类的革兰氏阴性菌属于相同的分类组)在以果树为代表的木本植物、草本植物的根、基底部形成菌瘿(がんし吵,gall)而导致生长受阻、枯萎。
(1)“发病抑制试验”
在盆(直径30cm)中填充向从果树研究所葡萄/柿子研究基地的葡萄田地中采集的土11L混合PHBH 1L而得到的土壤(PHBH混合土壤),在玻璃大棚内放置约1个半月。
作为接种源,对土壤表面浇灌用灭菌蒸馏水将培养基中培养的冠瘿病菌(1株)的浓度调整至5×109cfu/ml而得到的菌液950ml,在玻璃大棚内放置1周。
用刀在苹果砧木(Malus prunifolia var.ringo)的枝条(长度约30cm)的3个部位划伤,将10根这样的枝条插枝在盆中的PHBH混合土壤中(插入土壤约10cm),然后在野外放置约半年。
作为对照,使用了未混合PHBH的果树研究所葡萄/柿子研究基地内的田地土(未混合PHBH的土壤)来代替使用PHBH混合土壤,除此以外,同样地准备了装入土壤的盆,浇灌接种源的培养菌液,将苹果砧木枝插枝于盆中的PHBH混合土壤,然后在野外放置约半年。
挖出插枝,测量每1根插枝形成的菌瘿的最大直径和数量(由于形成于伤口,因此最大数量为3)。将结果示于图24。
(2)“结果”
其结果是确认了:与对照相比,在使用了PHBH混合土壤的情况下,因冠瘿病而形成的菌瘿的数量显示出低至约1/2的值(图24)。而且,在使用了PHBH混合土壤的情况下,冠瘿病所导致的菌瘿的大小(平均最大直径1.3cm)小于对照的菌瘿的大小(平均最大直径2.8cm)(图25)。
Claims (11)
1.一种土壤病害防治的方法,该方法包括:在土壤中施用具有下述式(1)所示的结构的至少1种多羟基链烷酸,
[-CHR-CH2-CO-O-] (1)
式中,R为CnH2n+1所示的烷基,n为1以上且15以下的整数。
2.根据权利要求1所述的土壤病害防治的方法,其中,相对于所述多羟基链烷酸及所述土壤的总体积,以1%以上体积比的比例施用所述多羟基链烷酸。
3.根据权利要求1或2所述的土壤病害防治的方法,其中,所述施用为具有所述式(1)所示的结构的至少1种多羟基链烷酸与土壤的混合。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的土壤病害防治的方法,其中,所述土壤病害是由白根腐病菌导致的病害。
5.一种病害防治的方法,该方法包括:将具有下述式(1)所示的结构的至少1种多羟基链烷酸附着在叶、枝、茎/干、果实的任意一处或两处以上,
[-CHR-CH2-CO-O-] (1)
式中,R为CnH2n+1所示的烷基,n为1以上且15以下的整数。
6.根据权利要求5所述的病害防治的方法,其中,所述病害为白粉病。
7.根据权利要求1~4中任一项所述的土壤病害防治的方法,其中,所述多羟基链烷酸为聚(3-羟基丁酸-共-3-羟基己酸)。
8.根据权利要求5或6所述的病害防治的方法,其中,所述多羟基链烷酸为聚(3-羟基丁酸-共-3-羟基己酸)。
9.一种植物栽培用土壤,其是通过将具有下述式(1)所示结构的至少1种多羟基链烷酸与土壤混合而得到的,
[-CHR-CH2-CO-O-] (1)
式中,R为CnH2n+1所示的烷基,n为1以上且15以下的整数。
10.根据权利要求9所述的植物栽培用土壤,其是通过以相对于所述多羟基链烷酸及所述土壤的总体积为1%以上体积比的比例混合所述多羟基链烷酸而得到的。
11.一种土壤病害防治剂,其包含具有下述式(1)所示结构的至少1种多羟基链烷酸,
[-CHR-CH2-CO-O-] (1)
式中,R为CnH2n+1所示的烷基,n为1以上且15以下的整数。
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