JP2005073639A

JP2005073639A - 代謝／発酵熱を利用した土壌消毒用資材および土壌消毒方法

Info

Publication number: JP2005073639A
Application number: JP2003310100A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Matano; 浩亦野; Shiyuuko Nakamura; 周子中村; Shiori Ueki; しおり植木; Ikuko Sugiyama; 育子杉山
Original assignee: Menicon Co Ltd
Current assignee: Menicon Co Ltd
Priority date: 2003-09-02
Filing date: 2003-09-02
Publication date: 2005-03-24

Abstract

【課題】有害な化学物質を使用することなく、安価で、しかも適用後から作物の定期播種までの期間が短期間であり、効果的に土壌を消毒することができる土壌消毒用資材、さらには、手間のかかる残根処理と土壌消毒を同時に実施できる土壌消毒用資材およびそれらを用いた土壌消毒方法を提供すること。
【解決手段】有機質肥料資材および高温菌を含む土壌消毒用資材であって、該土壌消毒用資材が対象土壌の温度を５５℃以上にもたらすことを特徴とする土壌消毒用資材、および有機質肥料資材、微生物由来の多糖類分解酵素および高温菌を含む土壌消毒用資材。前記土壌消毒用資材を、土壌と混合灌水し、処理初期には中温菌を増殖させると共に一部の雑菌の増殖を抑制し、その後、該中温菌の代謝／発酵熱を利用することにより、高温菌を選択的に増殖させることでさらに処理土壌の温度を５５℃以上まで上昇させ土壌病害細菌・糸状菌・虫および／または雑草種子を死滅させて消毒を行なう土壌消毒方法。
【選択図】なし

Description

本発明は土壌消毒用資材およびその土壌消毒方法に関する。詳しくは、代謝／発酵熱を利用した土壌消毒用資材および土壌消毒方法に関する。

従来、野菜類・花卉類などの床土消毒、キャベツ・ネギなど葉菜類の苗床消毒、施設ほ場の土壌消毒などには臭化メチル剤が使用されてきた。しかしながら、臭化メチル剤はオゾン層を破壊する物質に指定され、平成１７年（２００５年）に全廃する事が決定している（オゾン層を破壊する物質の規制に関するモントリオール議定書平成４年１１月）。このため、他薬剤への切り替えや新しい防除技術の活用に努める必要がある。

現在までに、他薬剤への切り替えとして、クロルピクリン薫蒸剤、ダゾメット粉粒剤、カーバム剤、カーバムナトリウム塩液剤、メチルイソシアネート油剤、Ｄ−Ｄ・メチルイソシアネート油剤、クロルピクリン・Ｄ−Ｄ薫蒸剤、Ｄ−Ｄ剤、ホスチアゼート粒剤、ＤＣＩＰ乳剤／粒剤、オキサミル粒剤、ピラクロホス粒剤、カルボスルファン粒剤などへの切り替えが進んでいる。しかしながら、これらの化学薬剤はその浸透性の低さから、前作物の残根などが対象土壌に存在したときには著しく効果を損なうことが知られ、そのため、消毒前の前作の残根処理が大きな手間となっている。また、具体的には、これらの化学薬剤は、下記のような問題を有する。
（１）クロルピクリン錠剤などでは、３０×３０ｃｍごとに穴をあけ、そこに錠剤を１つずつ使用し直ちに覆土することを繰り返すという手間。
（２）「残根を抜く→すき込み→ガス抜き→肥料を播く」という一連の作業による約１〜３ヵ月という適用後の処理時間の長さ。
（３）消毒後、ガス抜き作業および施肥作業で再度土壌が汚染されやすい。
（４）ハウス単位でしか処理することができない。
（５）病気に感染した前作物の残根があると、消毒効果が低減し再感染を引き起こす恐れがある。
（６）病原菌に対して拮抗的に働く、有効微生物も含め、土壌微生物をすべて殺滅させてしまうため、消毒処理後の播種、移植後直ちに再感染を引き起こす恐れがある。

また、前記のような化学的防除方法は有機農法や有機ＪＡＳ取得を目指す農業関係者には受け入れられ難く、かわりに熱水散布や蒸気消毒機などの熱を利用した物理的防除方法が開発され、各地で実証試験が行われている。しかしながら熱水散布や蒸気消毒機などの熱を利用した物理的防除方法には、設備投資に莫大なお金がかかり、さらには、土壌の蒸気熱透過性の違いなどから、土壌によっては、期待した効果が発揮されない（とくに粘土質の土壌に対しては使用することが難しい）などの問題点がある。

近年、これら化学的および物理的土壌処理にかわる手段として、微生物を使用した土壌処理としては、有機物に、中温菌放射菌、高温放射菌、中温糸状菌、高温糸状菌などの微生物を接種培養して得られる土壌病害抑制剤や、土壌病害菌に対して拮抗能を有する微生物をさらに接種培養して得られる土壌病害抑制剤（たとえば、特許文献１参照）などが報告されており、有機物を利用した土壌処理方法としては、有機物を土壌と混合させ発酵熱を利用して土壌病原菌の菌密度を低下させることを特徴とする土壌病害の抑制方法（たとえば、特許文献２参照）などが報告されている。

特開平６−２８７０９７号公報特開平７−３２７５７４号公報

しかしながら、これらの方法では、土壌病害製剤の製造を装置内で行なっており、温度の人為的制御が行なわれているが、そのような装置には多大なコストが必要なばかりか、畑の中に装置を適用できないという問題や、到達温度が40〜55℃であり、温度が充分でないためにフザリウム属菌や有害な糸状菌が充分に殺菌できないという問題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するために新たな知見に基づいてなされたもので、有害な化学物質を使用することなく、安価で、しかも適用後から作物の定期播種までの期間が短期間であり、効果的に土壌を消毒することができる土壌消毒用資材および土壌消毒方法、さらには、手間のかかる残根処理と土壌消毒を同時に実施できる土壌消毒用資材および土壌消毒方法を提供することを目的とする。

有機質肥料資材および高温菌を含む土壌消毒用資材であって、該土壌消毒用資材が対象土壌の温度を５５℃以上にもたらすことを特徴とする土壌消毒用資材。

また、本発明は、有機質肥料資材、微生物由来の多糖類分解酵素および高温菌を含む土壌消毒用資材に関する。

前記土壌消毒用資材において、さらに、内部に微生物が増殖できる微細孔構造を有する多孔質土壌改良材を含むことが好ましい。

前記有機質肥料資材が、油粕、米糠、ふすま、コーンスティープリカー、黒砂糖、大豆油粕、肉粕、乾血粉、チキンミール、魚粕、鰹節煮粕、さなぎ粕、酵母エキス粕またはビール粕であることが好ましい。

前記高温菌が、バチルスコアグランス（B. coagulans）、バチルスフラボサーマス（B. flavothermus）、バチルスカウストフィルス（B. kaustophilus）、バチルスパリダス（B. pallidus）、バチルスシュリジェリー（B. schlegelii）、バチルススミシー（B.smithii）、バチルスステアロサーモフィラス（B. stearothermophilus）、バチルスサーモケイトニュレイタス（B. thermocatenulatus）、バチルスサーモクローカー（B. thermocloacae）、バチルスサーモデニトリフィカンス（B. thermodenitrificans）、バチルスサーモグルコシデイジアス（B. thermoglucosidasius）、バチルスサーモレオボランス（B. thermoleovorans）、バチルスサーモルーバー（B. thermoruber）およびバチルスツスシー（B. tusciae）からなる群より選択されるバチルス属に属する高温菌であることが好ましい。

前記微生物由来の多糖類分解酵素が、セルラーゼ、キシラナーゼまたはペクチナーゼであることが好ましい。

前記多糖類分解酵素がセルロモナスｓｐ．Ｋ３２Ａ（受託番号ＦＥＲＭＢＰ−６７６６）由来の多糖類分解酵素であることが好ましい。

本発明は、前記土壌消毒用資材を、土壌と混合灌水し、処理初期には中温菌を増殖させると共に一部の雑菌の増殖を抑制し、その後、該中温菌の代謝／発酵熱を利用することにより、高温菌を選択的に増殖させることでさらに処理土壌の温度を５５℃以上まで上昇させ土壌病害細菌・糸状菌・虫および／または雑草種子を死滅させて消毒を行なうことを特徴とする土壌消毒方法に関する。

本発明はまた、前記土壌消毒用資材を、土壌と混合灌水し、処理初期には中温菌を増殖させると共に一部の雑菌の増殖を抑制し、同時に多糖類分解酵素を土壌中の残根に作用させ、その後、該中温菌の代謝／発酵熱を利用することにより、高温菌を選択的に増殖させることでさらに処理土壌の温度を５５℃以上まで上昇させ土壌病害細菌・糸状菌・虫および／または雑草種子を死滅させて消毒を行なうことを特徴とする土壌消毒方法に関する。

本発明の土壌消毒用資材を用いることにより、化学的防除方法と比較して、化学薬品を使用していないため、健康被害の不安がなく、機械ですべてを行うことができ、処理期間を２〜３週間にまで短縮でき、作業効率をあげることができる。また、化学的防除方法では薫蒸ガス抜き作業のためハウス単位でしか処理できないが、本発明の土壌消毒用資材を用いた土壌消毒方法においては、ガス抜きが必要ないため、畝単位で処理できる。さらには、本発明の多糖類分解酵素を含む土壌消毒用資材を用いることによって、残根処理が必要なく、さらに処理後、肥料を入れる必要がない。

また、本発明の土壌消毒方法は、物理的防除方法と比較して、莫大な設備投資や大掛かりな設備が必要なく、そのような設備などによって使用される大量の電力および用水をカットし省エネできる。

さらには、従来の有機物および微生物を利用した方法と比較して、醤油粕や稲ワラのような従来使用の有機物を野積みにして堆肥化しようとしたときには火事などの恐れがあり、しかも、微生物が増殖し代謝が盛んになると密閉された空間内では外気温以上に温度が上がり、微生物の栄養源が枯渇するか、その代謝産物の蓄積および酸素欠乏による増殖阻害が引き起こされるまで微生物は増殖し続け、その結果として温度が上昇し続けるといった現象があった。本発明に従えばそのような恐れがないばかりでなく、残根処理も同時にできる。

また、本発明の土壌消毒用資材を用いることにより、処理後も高温菌が存在するため、処理後に入ってくるような悪影響を及ぼす菌に対し、拮抗作用が働く。

さらに、多糖類分解酵素を土壌消毒用資材に加えることで、効率的に、正常残根のみならず、感染残根も処理し消毒効果をあげることができる。

本発明において使用する有機質肥料資材は、有機ＪＡＳに掲載されているものであれば特に限定されるものではない。そのなかでも、微生物増殖の蛋白源、炭水化物源として利用しやすいことから、油粕、米糠、ふすまおよびコーンスティープリカー、大豆油粕、コーン油粕、ごま油粕、カラシ菜以外のアブラナ油粕、ピーナッツ油粕、カシューナッツ油粕、米糠油粕などの植物性油粕、醤油粕、酒粕、ビール粕、焼酎かす、黒砂糖などを含む植物性有機質資材；肉粕、乾血粉、チキンミール、魚粕、鰹節煮粕、さなぎ粕、および酵母エキス粕などの動物性有機質資材；または廃みつ、各種シロップ付けの残渣などがあげられる。

これらの有機質肥料資材は、エネルギー（カロリー）が高くかつ、分解速度が速いため、エネルギーは高いものの、分解速度が遅く発酵熱を得ることが難しい油脂類に比べ、微生物が利用しやすいという利点がある。

本発明の土壌消毒用資材に対する有機肥料資材の配合量は、そのカロリーで換算して、対象土壌１平方メートル当たり、夏場（気温２５℃以上）は２５００ｋｃａｌ〜４０００ｋｃａｌが好ましく、冬場（２５℃より低い気温）は４０００ｋｃａｌ〜６０００ｋｃａｌが好ましい。それぞれ上限よりも高いカロリーを設定すると、定植・播種操作後に再度温度上昇を引き起こすことが懸念され、下限よりも低く設定すると、充分な地温上昇が得られない恐れがある。また、このとき有機質肥料資材の炭素に対する窒素の比率が、４５〜２０％が好ましく、４０〜３０％がより好ましい。理由は、こうした炭素に対する窒素の比率は、微生物分解が著しく速いためである。

本発明において使用する高温菌としては、５５℃以上、好ましくは６５℃以上で増殖するような高温菌が好ましい。これは、５５℃以下であると、植物に悪影響を及ぼすとされる微生物群が増殖できる傾向があるためである。本発明に使用する高温菌の具体例としては、バチルスコアグランス、バチルスフラボサーマス、バチルスカウストフィルス、バチルスパリダス、バチルスシュリジェリー、バチルススミシー、バチルスステアロサーモフィラス、バチルスサーモケイトニュレイタス、バチルスサーモクローカー、バチルスサーモデニトリフィカンス、バチルスサーモグルコシデイジアス、バチルスサーモレオボランス、バチルスサーモルーバーおよびバチルスツスシーなどがあげられる。

本発明の一実施態様は、このように高温菌とこれらの増殖に栄養となる有機質肥料資材とを含む土壌消毒用資材であり、短時間で微生物が増殖し、それによって発生する代謝／発酵熱により対象土壌の温度を５５℃以上にもたらすため、真冬でも地温を上昇させ、消毒効果を得ることができる。このような対象土壌の温度の上昇は、有機質肥料資材が使われやすい糖の形になったあとに、中温菌が増殖を開始し、そののち、連続して該中温菌の代謝／発酵熱を利用することにより、高温菌を選択的に増殖させることで達成することができ、処理土壌の温度を６５℃以上まで上昇させることが好ましい。また、約３０分間対象土壌を６５℃以上にもたらすことが最も好ましい。それにより、シュードモナスソラナセアラム（Pseudomonas solanacearum）、フザリウムオキシポラム（Fusarium oxysporum）、フザリウムソラニ（Fusarium solani）、フザリウムエスピーライコペルシシ（Fusarium sp. lycopersici）、フザリウムエスピーカカメリナム（Fusarium sp. cucumerinum）、フザリウムエスピーバタタス（Fusarium sp. batatas）、リゾコトニアソラニ（Rhizoctonia solani）、ピチウムカカービタセーラム（Pythium cucurbitacerum）、バーティシリウム（Verticillium）、キサントモナスキャンベストリスピーブイキャンペストリス（Xanthomonas campestris pv. campestris）、エルビニアカロタエ（Erwinia carotae）、ハイトホラ（Phytophthora）などの植物病原性微生物を抑制することができる。また、鋤き込む有機質肥料のカロリー計算からおよその到達温度を設定することができる。

本明細書における多糖類分解酵素とは、土の中で植物性繊維を分解する作用を有する微生物由来の酵素類であり、たとえばセルラーゼ、キシラナーゼ、ペクチナーゼ、プルラナーゼおよびグルコシダーゼなどがあげられる。本明細書における微生物とは、多糖類分解酵素を産生するものであれば制限されず、セルラーゼ、キシラナーゼおよび／またはペクチナーゼを少なくとも産生する微生物が好ましい。たとえば、セルロモナス属（Cellulomonas）、バチルス属（Bacillus）、セルビブリオ属（Cellvibrio）、シュードモナス属（Pseudomonas）、スポロシトファーガ属（Sporocytophaga）、アセチビブリオ属（Acetivibrio）、クロストリジウム（Clostridium）、バクテリオイデス属（Bacterioides）、ブチリビブリオ属（Butyrivibrio）、トレポネマ（Treponema）、ルミノコッカス属（Ruminococcus）、ストレプトミセス属（Streptomyces）、サーモアクチノミセス属（Thermoactinomyces）、サーモノスポラ属（Thermonospola）、チャエトミウム属（Chaetomium）、フミコラ属（Humicola）、ミセリオフソラ属（Myceliophthola）、スポロトリシューム属（Sporotrichum）、タラロミセス属（Talaromyces）、サーモアスコス属（Thermoascus）、チエラビア属（Thielavia）、アクレモニウム属（Acremonium）、アグリコス属（Agricus）、アルタナリア属（Alternaria）、アスペルギルス属（Aspergillus）、ボトリオジプロディア属（Botryodiplodia）、イルペックス属（Irpex）、ミイロセシウム属（Myrothecium）、ニューロスポラ属（Neurospora）、ペリシュラリア属（Pellicularia）、ペニシリウム属（Penicillium）、ペスタロチオプシス属（Pestalotiopsis）、プレウロタス属（Pleurotus）、ポリポルス属（Polyporus）、ポリア属（Poria）、ピクノポルス属（pycnoporus）、ピリクラリア属（Pyricularia）、リゾプス属（Rhizopus）、シゾフィラム属（Schizophyllum）、スクレロチウム属（Sclerotium）、スクイタリジウム属（Scytalidium）、テルミトミセス属（Termitomyces）、トラーメテス属（Trametes）、トリコダーマ属（Trichoderma）などに属するもので、多糖類分解酵素を産生する微生物をあげることができる。これらの微生物の中でも、セルロモナス属またはクロストリジウム属に属する微生物由来の多糖類分解酵素が好ましく、セルロモナス属由来の多糖類分解酵素がさらに好ましい。具体的に好ましい種としては、セルロモナスｓｐ．Ｋ３２Ａ（通商産業省工業技術院生命工学工業技術研究所における受託番号ＦＥＲＭＢＰ−６７６６）菌株およびクロストリジウムセルロボランス（Clostridium cellulovorans）ＡＴＣＣ３５２９６菌株を挙げることができる。田畑にて多糖類分解酵素を機能させることから、多糖類分解酵素としては中温菌由来であることが好ましい。ここで中温菌とは、高温域（５５℃以上）にも低温域（０℃以下）にも増殖できない微生物である。なお、セルラーゼ、キシラナーゼまたはペクチナーゼ活性は常法にて測定することができるため（Walfgang, H.、Analitical Biochem.、第１６４巻、７２〜７７頁、１９８７年；Wood, T. M.ら、Methods of Enzymology、第１６０巻、８７〜１１２頁、１９８８年）、当業者は多糖類分解酵素を産生する適当な微生物を適宜選択することができる。さらに、本明細書における多糖類分解酵素としては、遺伝子組換え技術により微生物由来の多糖類分解酵素遺伝子を含有した微生物または培養細胞などの形質転換体を作製し、該形質転換体を培養することで得られる酵素も含まれる。

通常、多糖類分解酵素には、植物性繊維の末端から分解するエキソ型多糖類分解酵素と繊維の内部から分解するエンド型多糖類分解酵素とが存在する。本発明においては、どちらの多糖類分解酵素も好ましい。また、本発明における多糖類分解酵素としては、１０℃〜６０℃、好ましくは１５℃〜５５℃において、酵素活性を有するものが好ましい。酵素活性は、当業者に周知の手法により測定することができる。たとえば、セルラーゼ、エンドグルカナーゼおよびキシラナーゼ活性などの多糖類分解酵素の活性も、前述の従来法（Walfgang. H.、１９８７年、Analitical Biochem.、第１６４巻、７２頁〜７７頁；Wood, T. M.ら、Methods of Enzymology、第１６０巻、８７〜１１２頁、１９８８年）により測定することができる。

中温菌については、本来、土壌中に存在するため添加しなくても良いが、本土壌消毒用資材に任意に添加することで、短期間に高温菌が消毒効果を高めることも可能である。本発明における中温菌とは、２０℃〜４５℃で増殖するような菌であることが好ましい。中温菌として具体的なものは、バチルスアルヴェイ（B. alvei）、バチルスアミロリチカス（B. amylolyticus）、バチルスアゾトフィクサンス（B. azotofixans）、バチルスサーキュランス（B. circulans）、バチルスグルカノリチカス（B. glucanolyticus）、バチルスラーベー（B. larvae）、バチルスロータス（B. lautus）、バチルスレンチモーバス（B. lentimorbus）、バチルスマセランス（B. macerans）、バチルスマッククオリエンシス（B. macquariensis）、バチルスパバリ（B. pabuli）、バチルスポリミキサ（B. polymyxa）、バチルスポピリエー（B. popilliae）、バチルスシクロサッカロリチカス（B. psychrosaccharolyticus）、バチルスパルヴィフェイシェンス（B. pulvifaciens）、バチルスチアミノリチカス（B. thiaminolyticus）、バチルスヴァリダス（B. validus）、バチルスアルカロフィラス（B. alcalophilus）、バチルスアミロリカフェイシャンス（B. amyloliquefaciens）、バチルスアトロフェーアス（B. atrophaeus）、バチルスカロテーラム（B. carotarum）、バチルスファーモス（B. firmus）、バチルスフレクサス（B. flexus）、バチルスラテロスポラス（B. laterosporus）、バチルスレンタス（B. lentus）、バチルスリケニフォミス（B. licheniformis）、バチルスメガテリウム（B. megaterium）、バチルスミコイデス（B. mycoides）、バチルスニアシニ（B. niacini）、バチルスパントテニチカス（B. pantothenticus）、バチルスパミラス（B. pumilus）、バチルスシンプレックス（B. simplex）、バチルスサブチリス（B. subtilis）、バチルスサリンジェンシス（B. thuringiensis）およびバチルススフェリカス（B. sphaericus）などがあげられる。中でもバチルスサリンジェンシスを用いるとその産物であるクリスタリンタンパクが消毒土壌に蓄積し、感受性のある病害虫の進入を防ぐことも可能となる。また、バチルスポリミキサを用いると増殖中に抗生物質ポリミキシンＢを産生し土壌中に存在する感受性細菌を死に至らしめる。さらにバチルスサブチリスは微生物農薬「ポトキラー（出光興産（株）社製）」として野菜類においては灰色カビ病、ウドンコ病、ブドウにおいては灰色カビ病に対して、予防的に働くことが知られている。それゆえ、バチルスズブチリスを中温菌として用いた場合、土壌中に芽胞状態で定着し、前記機能をもたらすことが期待できる。中温菌としてバチルスマセランス、高温菌としてバチルスポリミキサの組合せを用いることで嫌気条件下で窒素固定を行ない、植物栄養源を増加させることができる。また、バチルススフェリカスを用いると、バクテリウムなどを効果的に抑制できる。

本発明の土壌消毒用資材には、さらに内部に微生物が増殖できる微細孔構造を有する多孔質土壌改良剤を含有することが好ましく、このような多孔質土壌改良剤としては、微生物の住居となりやすい空間を有するものであれば特に限定されないが、好ましくは炭、燻炭、ラジオライト、籾殻燻炭、かに・エビ殻がよい。このような多孔質土壌改良剤をさらに含有させることにより、微細孔内に空気を含有し、好気性もしくは通性嫌気性であるバチルス属の増殖を一層盛んにする。

本発明の土壌消毒用資材には、消毒後の土壌栄養成分の組成を整えるために草木灰を配合することも可能である。このような草木灰を添加することによって、植物にとって必須である窒素、リン、カリウムなどの栄養成分の組成を整えることができ、定植・播種後の植物の成長をより向上させることができる。

本発明の土壌消毒は、有機質肥料資材および高温菌を含む土壌消毒用資材であって、該土壌消毒用資材が対象土壌の温度を５５℃以上にもたらすことを特徴とする土壌消毒用資材を土壌と混合灌水し、処理初期には中温菌を増殖させると共に一部の雑菌の増殖を抑制し、同時に多糖類分解酵素を土壌中の残根に作用させ、その後、該中温菌の代謝／発酵熱を利用して、高温菌を選択的に増殖させることでさらに処理土壌の温度を５５℃以上まで上昇させ土壌病害細菌・糸状菌・虫・雑草種子など死滅させて消毒を行なうことにより実施できる。

また、本発明の土壌消毒は、有機質肥料資材、微生物由来の多糖類分解酵素および高温菌を含む土壌消毒用資材を土壌と混合灌水し、処理初期には中温菌を増殖させると共に一部の雑菌の増殖を抑制し、同時に多糖類分解酵素を土壌中の残根に作用させ、その後、該中温菌の代謝／発酵熱を利用して、高温菌を選択的に増殖させることでさらに処理土壌の温度を５５℃以上まで上昇させ土壌病害細菌・糸状菌・虫・雑草種子など死滅させて消毒を行なうことにより実施することができる。

微生物が増殖し代謝が盛んになると密閉された空間内では外気温以上に温度が上がり、微生物の栄養源が枯渇するか、その代謝産物の蓄積による増殖阻害が引き起こされるまで微生物は増殖し続け、その結果として温度が上昇し続けるといった醤油粕や稲ワラのような従来使用の有機物を野積みにする方法に対し、本発明は、微生物が容易に利用できる（腐食し易い）有機質肥料資材、木炭、燻炭等の内部に微生物を固定できる微細孔構造を有する多孔質土壌改良材と高温菌とを消毒対象土壌に共に鋤込み、適度な水分を補給した後、ビニール等で上部を覆う（マルチ）といった方法を提供する。その際、土壌中に本来存在、もしくは任意で本土壌消毒用資材に含有させた中温菌は増殖をはじめ、初期の場面では中温菌がその代謝／発酵熱で地温は上昇し、中期以降は該中温菌の代謝／発酵熱を利用して、高温菌がよりいっそう地温を上げ、５５℃以上に達する。その結果、植物に害をなす細菌、糸状菌、線虫および土壌病害虫を死に至らしめることが可能となり、さらに消毒対象土壌に混入した雑草種子の発芽までも不可能とするような土壌消毒用資材、およびそれを用いた土壌消毒方法を提供する。またこのとき、バチルス属の好気性細菌もしくは偏性好気性細菌を用いると、その増殖中にビニールで覆われた閉鎖性の空間では酸素が食い尽くされた還元状態となり、線虫や昆虫は窒息状態となり容易にしかも効率良く殺滅が可能となる土壌消毒を効率良く、かつ消毒を実施できるものである。

又、前記の効果に加え、前記代謝／発酵熱を利用した土壌消毒用資材にセルラーゼ、キシラナーゼ、ペクチナーゼなどの多糖類分解酵素を添加することで、発酵初期に酵素が残根に作用して、その後、高温で残根が蒸し上げられ感染源となる前作物の残根等の分解が容易になるという効果を得られる。

その後、微生物の代謝が低下し、処理土壌の温度が低下した後のこの地中には、微生物が代謝した産物すなわち肥料が蓄積され、消毒後に定植・播種された作物の栄養として役立ち、さらに、定植・播種後、新たに進入する病原性微生物に対して、消毒作業に加わった耐熱性細菌（Bacillus/Clostridium）または耐熱性放線菌が拮抗的に作用し作物の発病を低減させる効果も有すると考えられる。

本発明の土壌消毒を適用する対象土壌の水分量は、中温菌および高温菌の微生物を効率良く作用させたり、地温をより早く上昇させるために、３５〜７５％が好ましく、４０〜６０％がより好ましい。対象土壌の水分量が少ない場合は、適宜水分を補給し、前記の好ましい範囲の水分量となるよう調節する必要がある。

以下、具体的な実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。以下の実施例は単に説明を目的とするものであり、条件および技術範囲などを限定する目的のものではない。

実施例１〜５および比較例１〜６
実験ほ場を１平方メートルごとに区切り、実施例１〜５および比較例１〜６として、表１に示す組成の資材を、約２０ｃｍの深さにすき込んだ。中温菌としてはバチルスサブチリス（枯草菌）ＡＴＣＣ−６６３３の芽胞を、高温菌としてはバチルスステアロサーモフィラスＡＴＣＣ−７９５４の芽胞をそれぞれ約１０⁸個使用した。そののち、水を１０Ｌ散水し、上部をビニールシートで被覆した。

処理後、実施例１〜５および比較例１〜５の各群の中心部の約１０ｃｍの深さにおいて、地温を午前８時および午後８時に測定し記録した（図１〜５）。また、実施例１〜５および比較例１〜６および未処理の対照土壌を実験前後にそれぞれ１ｇ採取し、ペプトン食塩緩衝液にポリソルベート（Ｔｗｅｅｎ２０）を０．０５％添加した混合液１０ｍＬに懸濁し、その後、ボルテックスミキサーで溶出しサンプルを調製した。このサンプルの一部を用いて細菌および真菌数を日本薬局方一般試験法生菌数試験（日局微生物限度試験、生菌数試験）に従い測定した。このとき、真菌測定用培地にはクロラムフェニコールを培地１Ｌあたり５０ｍｇ加え、細菌の増殖を阻害して実施した。また、細菌および真菌数を測定したサンプルの残りを６０℃で３０分間保持したのち、耐熱細菌として、バチルス属の耐熱性芽胞形成菌を、同様に日本薬局方一般試験法生菌数試験（日局微生物限度試験、生菌数試験）に従い測定した。

中温菌および高温菌を加えた実施例１〜５については７０℃以上に達し、良好な地温上昇が認められた。また、中温菌および高温菌を加えなかった比較例１〜５では、地温の最高温度は５５℃付近であった。この中でも、黒砂糖を用いた実施例２、４および５については、より素早い温度上昇が認められた。これは、黒砂糖は糖が小さい形で存在するため、より微生物が使用しやすいためと考えられる。一方、米糠は地温上昇には問題ないが、糖がデンプンなどの多糖類の形をとっているため、黒砂糖添加群と比較すると地温上昇までにやや時間がかかる。よって、より良い形態としては、有機質肥料資材として黒砂糖が添加されていることが好ましい。

また、処理後２週間経過後の土壌の細菌数、真菌数および耐熱細菌数を表２に示す。中温菌および高温菌を加えた実施例１〜５においては、処理後２週間経過後の土壌の真菌数は検出感度（１００個）以下であった。

実施例６〜１０および比較例７〜１２
実施例１〜５および比較例１〜５に、セルラーゼとして、セルロモナスｓｐ．Ｋ３２Ａ（受託番号ＦＥＲＭＢＰ−６７６６、（株）メニコン社製）の培養上清で２ｇ添加したものを、それぞれ実施例６〜１０および比較例７〜１１とした。比較例１２としては、比較例６と同じものを用いた。実験ほ場にはネギの収穫後のほ場を使用し、１平方メートルごとに区切り、実施例６〜１０および比較例７〜１２の資材を、約２０ｃｍの深さにすき込んだ。そののち、水を１０Ｌ散水し、上部をビニールシートで被覆した。なお、試験期間は２００３年の８月８日〜８月２４日であった。

ネギの残根量の評価は以下のように行なった。

まず、対照土壌区から約５ｋｇの土壌をサンプルとして試験開始時に採取し、処理前残根サンプルとした。処理開始から１６日後、対照土壌区対、実施例６〜１０および比較例７〜１２の試験区それぞれから約１．１〜１．８ｋｇの土壌をサンプルとして採取し秤量した。

各サンプルは笊にとり、水道水を流しながら小石、土、砂などの土壌成分を取り除いた。その後、笊に残った固形成分をＰＥＴ製不織布の袋にとり、水道水でさらに洗い流し、そののち袋ごと乾燥させた。乾燥後のサンプルを紙の上にあけ、残留している細かい石などをピンセットで取り除いたのち、元の袋に戻した。各サンプルを袋ごと秤量し、袋の重量を差し引いて残根量とした。各サンプルについて、採取した土壌１ｋｇあたりの残根量を算出して比較した。結果を表３に示す。

処理前の残根が０．６７３ｇ／ｋｇ土壌であったのに対し、セルラーゼを含む資材を使用したものに関しては、残根を効率よく減らすことができることが判明した。

本発明の土壌消毒用資材は、通常の土壌消毒以外に、（１）ペット、畜糞や下水道の活性汚泥等（窒素源や炭素源の豊富な）の減量・減容化（発酵熱で水分がとんでしまう。）、（２）食品加工残差（食品工場。レストラン）の減量・減容化（油分を多く含んでも高温で処理することで分解可能に）、（３）ぼかし（堆肥）肥料製造の時間短縮、および発熱・加熱を必要としない家庭用生ゴミ分解基材などにも、その利用が期待される。

米糠、高温菌および中温菌で処理した土壌（実施例１）、ならびに米糠のみを鋤き込んだ土壌（比較例１）、それぞれの地温の変化を示すグラフである。米糠、黒砂糖、高温菌および中温菌で処理した土壌（実施例２）、ならびに米糠と黒砂糖のみを鋤き込んだ土壌（比較例２）、それぞれの地温の変化を示すグラフである。米糠、大豆油粕、高温菌および中温菌で処理した土壌（実施例３）、ならびに米糠と大豆油粕のみを鋤き込んだ土壌（比較例３）、それぞれの地温の変化を示すグラフである。黒砂糖、大豆油粕、高温菌および中温菌で処理した土壌（実施例４）、ならびに黒砂糖と大豆油粕のみを鋤き込んだ土壌（比較例４）、それぞれの地温の変化を示すグラフである。米糠、黒砂糖、大豆油粕、高温菌および中温菌で処理した土壌（実施例５）、ならびに米糠と黒砂糖と大豆油粕のみを鋤き込んだ土壌（比較例６）、それぞれの地温の変化を示すグラフである。

Claims

有機質肥料資材および高温菌を含む土壌消毒用資材であって、該土壌消毒用資材が対象土壌の温度を５５℃以上にもたらすことを特徴とする土壌消毒用資材。
有機質肥料資材、微生物由来の多糖類分解酵素および高温菌を含む土壌消毒用資材。
さらに、内部に微生物が増殖できる微細孔構造を有する多孔質土壌改良材を含む請求項１または２記載の土壌消毒用資材。
前記有機質肥料資材が、油粕、米糠、ふすま、コーンスティープリカー、黒砂糖、大豆油粕、肉粕、乾血粉、チキンミール、魚粕、鰹節煮粕、さなぎ粕、酵母エキス粕またはビール粕である請求項１または２記載の土壌消毒用資材。
前記高温菌が、バチルスコアグランス（B. coagulans）、バチルスフラボサーマス（B. flavothermus）、バチルスカウストフィルス（B. kaustophilus）、バチルスパリダス（B. pallidus）、バチルスシュリジェリー（B. schlegelii）、バチルススミシー（B.smithii）、バチルスステアロサーモフィラス（B. stearothermophilus）、バチルスサーモケイトニュレイタス（B. thermocatenulatus）、バチルスサーモクローカー（B. thermocloacae）、バチルスサーモデニトリフィカンス（B. thermodenitrificans）、バチルスサーモグルコシデイジアス（B. thermoglucosidasius）、バチルスサーモレオボランス（B. thermoleovorans）、バチルスサーモルーバー（B. thermoruber）およびバチルスツスシー（B. tusciae）からなる群より選択されるバチルス属に属する高温菌であることを特徴とする請求項１または２記載の土壌消毒用資材。
前記微生物由来の多糖類分解酵素が、セルラーゼ、キシラナーゼまたはペクチナーゼであることを特徴とする請求項２記載の土壌消毒用資材。
前記多糖類分解酵素が、セルロモナスｓｐ．Ｋ３２Ａ（受託番号ＦＥＲＭＢＰ−６７６６）由来の多糖類分解酵素であることを特徴とする請求項２記載の土壌消毒用資材。
請求項１記載の土壌消毒用資材を、土壌と混合灌水し、処理初期には中温菌を増殖させると共に一部の雑菌の増殖を抑制し、その後、該中温菌の代謝／発酵熱を利用することにより、高温菌を選択的に増殖させることでさらに処理土壌の温度を５５℃以上まで上昇させ土壌病害細菌・糸状菌・虫および／または雑草種子を死滅させて消毒を行なうことを特徴とする土壌消毒方法。
請求項２記載の土壌消毒用資材を、土壌と混合灌水し、処理初期には中温菌を増殖させると共に一部の雑菌の増殖を抑制し、同時に多糖類分解酵素を土壌中の残根に作用させ、その後、該中温菌の代謝／発酵熱を利用することにより、高温菌を選択的に増殖させることでさらに処理土壌の温度を５５℃以上まで上昇させ土壌病害細菌・糸状菌・虫および／または雑草種子を死滅させて消毒を行なうことを特徴とする土壌消毒方法。