JP2011168532A - 植物芽発酵液と枯草菌からなる植物栽培用組成物、および植物栽培方法 - Google Patents

Abstract

【課題】天然由来の植物栽培用組成物の提供、および、天然由来物質を利用した植物栽培方法の提供を課題とする。
【解決手段】本願発明者らは、植物芽発酵液と枯草菌からなる組成物を用いることにより、植物の病害が防除され、かつ生育が促進されることを見出し、本発明を完成した。すなわち、本発明は、植物芽発酵液と枯草菌からなる植物栽培用組成物、および植物芽発酵液と枯草菌を散布することを特徴とする植物の栽培方法を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、天然由来の植物栽培用組成物、および、天然由来物質を利用した植物栽培方法に関する。より具体的には、植物芽発酵液と枯草菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｕｂｔｉｌｉｓ）からなる植物栽培用組成物、および、これを用いた植物の栽培方法に関する。

植物の病害の防除および成長の促進は農業分野において重要な課題である。これらを目的として、これまでに、農薬や化学肥料が使用されている。しかしながら、農薬や肥料を過度に使用すると、土壌肥沃度の低下、農薬抵抗性の病原体の出現をもたらすと考えられ環境保護の観点から望ましくない。また、近年、食に対する安全が求められており、天然由来で同様の効果を持つ組成物や、農薬や化学肥料を使用しない栽培方法が求められる。

主に、韓国において民間で「天恵緑汁」なるものが伝授されている。天恵緑汁とは、おもにヨモギの芽と黒砂糖を混合して発酵したもので、これを適宜希釈して植物に与えることで、植物が活性化されるという。天恵緑汁の材料とする植物の芽としては、一般的には、ヨモギの芽が用いられる。

一方、日本国内などにおいて、微生物を導入することにより、病害を防除したり、また、作物の生長を改善したりする試みがなされている。微生物は植物栄養素、生物的賦活剤および生物的殺菌剤を分泌し、微生物を植物に接種等することにより、成長促進、病害防除などの効果がもたらされる。

これまでに、シュードモナス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）属の種および、一部のグラム陰性菌など、根圏細菌を植物に導入することにより、全身抵抗性（ｉｎｄｕｃｅｄ ｓｙｓｔｅｍｉｃ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ：ＩＳＲ）を誘発した例が報告されている（非特許文献１）。

しかしながら、バチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）属の細菌の植物への導入に関してはこれまでに報告がない。バチルス属細菌は、好気性、または通性嫌気性の桿菌で通常グラム陽性を示す。環境によっては、前胞子を経て、胞子（芽胞）を形成する。バチルス属の種は高度耐性の芽胞をつくり、広域抗生物質を生成することが知られる(非特許文献２)。なお、バチルス属細菌は、水中や土壌に普遍的に存在し、その特性がよく研究されており、とりわけ、枯草菌は納豆などの発酵食品の生産などに用いられており、安全性、環境への影響などが少なく、植物に導入する微生物として望ましい。

Kloepper JW, Ryu C-M, Zhang S., 2004. Induced systemic resistance and promotion of plant growth by Bacillus spp. Phytopathol. 94, 1259-66. Cavaglieri, L., Orlando, J., Rodriguez, M.I., Chulze, S., Etcheverry, M., 2005. Biocontrol of Bacillus subtilis against Fusarium verticillioides in vitro and at the maize root level; Res. in Microbiol. 156, 748-754. Hiraoka, H., Asaka, O., Ano, T., Shoda, M., 1992. Characterization of Bacillus subtilis RB14, coproducer of peptide antibiotics iturin A and surfactin. J. Gen. Appl. Microbiol. 38, 635-640.

本発明は、天然由来の植物栽培用組成物の提供、および、天然由来物質を利用した植物栽培方法の提供を課題とする。

本願発明者らは、天然由来の植物栽培用組成物として、植物芽発酵液と枯草菌からなる組成物を用いることにより、植物の病害が防除され、かつ生育が促進されることを見出し、本発明を完成した。すなわち、本発明は、植物芽発酵液と枯草菌からなる植物栽培用組成物、および植物芽発酵液と枯草菌を散布することを特徴とする植物の栽培方法を提供する。

本発明により安全でなおかつ安価な天然由来の植物栽培用組成物を提供された。また、本発明の植物栽培用組成物は、以下の実施例で示されるように、植物の病害を防除するとともに、植物の生育を促進し、いずれにおいてもその効果が顕著である。

春菊の栽培におけるＲＢ１４＋ＡＸ−０１散布効果を示す。（Ａ）ＲＢ１４＋ＡＸ−０１を散布した春菊、（Ｂ）対象の春菊 ＲＢ１４＋ＡＸ−０１を散布した試験区のリンゴの木の状態を示す。（Ａ）代表的な状態を示す果実及び葉（Ｂ）代表的な状態を示す果実及び葉 ＲＢ１４＋ＡＸ−０１を散布していない対象区のリンゴの木の状態を示す。（Ａ）代表的な状態を示す果実及び葉（Ｂ）代表的な状態を示す果実及び葉（Ｃ）代表的な状態を示す葉 ＲＢ１４＋ＡＸ−０１の灰色カビ病に対する抑制効果を示す。 対象となる山田錦（左）及びＲＢ１４＋ＡＸ−０１を散布して栽培された山田錦（右）を示す。 １房の稲穂より収穫された籾の写真を示す。対象となる山田錦（上）及びＲＢ１４＋ＡＸ−０１を散布して栽培された山田錦（下）。

本発明は、植物芽発酵液と枯草菌からなる植物栽培用組成物を提供する。
植物芽発酵液とは、植物の芽に糖を含む溶液を加え、一定期間放置したものをいう。
ここで植物芽に用いられる植物は、芽を形成するものであれば、なにを用いてもよく例としてアオイ科、アカネ科、アカバナ科、アケビ科 、 アブラナ科、アヤメ科、イチヤクソウ科、イネ科、イワウメ科、ウキクサ科、ウキゴケ科、ウリ科、オオバコ科、オミナエシ科、カタバミ科、ガマ科、カヤツリグサ科、キキョウ科、キク科、キンポウゲ科、クマツヅラ科、ケシ科、ゴマノハグサ科、サクラソウ科、サトイモ科、シソ科、ジンチョウゲ科、スイカズラ科、スミレ科、セリ科、センリョウ科、タデ科、ツツジ科、ツバキ科、ツユクサ科、ツリフネソウ科、トウダイグサ科、トクサ科、ドクダミ科、ナス科、ナデシコ科、ノウゼンカズラ科、ハス科、バラ科、ヒガンバナ科、ヒルガオ科、フウロソウ科、ブナ科、ベンケイソウ科、ボタン科、マツムシソウ科、マメ科、マンサク科、ミカン科、ミズキ科、ミソハギ科、ムラサキ科、モクセイ科、モクレン科、ヤナギ科、ユキノシタ科、ユリ科、ラン科、リンドウ科、ロウバイ科の植物を挙げることができる。

これらの中で、特に好ましいのは、ナス科植物の芽であり、ナス科の植物としては、ジロ、アメリカイヌホオズキ、ワルナスビ、トマト、ヒヨドリジョウゴ、ツノナス、ナス、ペピーノ、イヌホオズキ、タマサンゴ（リュウノタマ、フユサンゴ）、ジャガイモ、トウガラシ、ピーマン、パプリカ、アヒ・アマリージョ、ウルピカ、キダチトウガラシ、ロコト、シュッコンタバコ、タバコ、チョウセンアサガオ、アメリカチョウセンアサガオ、シロバナヨウシュチョウセンアサガオ、コダチチョウセンアサガオ、キダチチョウセンアサガオ、ホオズキ、オオブドウホオズキ（トマティージョ）、イガホオズキ、ペチュニア、サフィニア、ハシリドコロ、ヒヨス、ベラドンナ、マンドレイク、クコ、ミリオンベルなどを挙げることができる。さらにナス科植物の中で好ましいのはパプリカ、ピーマンである。これらが好ましい理由については後に述べる。

芽とは、植物の茎、葉、花などの未発育の状態で、茎の成長点及びその付近に存在する若い葉をいう。活発に成長している芽を伸芽、休眠している芽を休眠芽、という。本発明においては、伸芽、休眠芽を問わず用いることができる。ただし、伸芽には植物成長ホルモン等が多く含まれ、使用される芽は、伸芽の割合が多い方が望ましい。また、芽は形成される位置により呼び分けられ、茎の先端に形成される芽を頂芽といい、茎の側方へ発生する芽を側芽といい、さらに、側芽のうち、葉腋から形成されるものを腋芽という。本発明においては、これらのいずれを用いてもよいが、側芽は頂芽によって休眠が定められる（頂芽優性）場合があることから、上記と同じ理由により、頂芽の割合が高い方が望ましい。ナス科植物について、特に、パプリカ、及びピーマンについては、生育期に、休眠せず活発に側芽を形成することが広く知られている。また、これらの側芽は、通常は、生産者にて間引いて廃棄されることから、廃棄物リサイクルの観点からも、ナス科植物、得にパプリカ、及びピーマンの側芽が望ましい。

また、植物芽発酵液の作製に用いられる、糖を含む溶液としては、糖質が含まれる溶液であれば限定されることはなく、砂糖、黒砂糖、糖蜜、廃糖蜜、樹液、果汁、野菜汁、植物抽出液、果物、野菜、穀類、イモ類、その他植物、農作物あるいは食品の精製、加工等の過程で生じる副産物または廃棄物、残飯等に適宜水などの液体を加えたものを用いることができる。なお、発酵時、溶液中に含まれる糖の濃度は、糖蜜であれば、溶液の１０％以上加えられていることが望ましい。また、植物芽は重量で溶液の１０％以上加えられていることが望ましい。また、放置する期間は発酵液のｐＨが３から４程度になるまでの期間が適当であり、通常、３日以上であり、さらに望ましいのは７日以上である。

枯草菌は、以下の実施例では、ＲＢ１４株を用いているが、枯草菌であれば、なんら限定されることなく用いられる。

なお、植物芽発酵液は使用時において、１００から１００００倍程度に希釈されていることが望ましく、枯草菌は最終濃度が１０^５個／ｍｌから１０^７個／ｍｌ程度であることが望ましい。植物芽発酵液と枯草菌は、上記の範囲を満たす比率であらかじめ混合されていてもよいし、使用時に混合して使用してもよい。なお、本発明の植物栽培用組成物は使用時に適宜希釈して用いることができるし、または、あらかじめ使用される濃度に調製されていてもよい。

また、本発明は、植物芽発酵液と枯草菌を散布することを特徴とする植物の栽培方法を提供する。この際、植物芽発酵液は上記と同様のものを用いることができる。散布する箇所は問わず、栽培する植物の葉、茎、根、花、種子あるいは植物が栽培されている土壌、水田、苗栽培用のポットなどに散布される。なお、散布の際は、手動あるいは動力噴霧器を用いてもよい。さらには、植物芽発酵液と枯草菌に種子などを浸す、あるいは植物芽発酵液と枯草菌を水田に水に含ませて拡散するなど、農業や園芸の分野において用いられるあらゆる投与方法が散布に含まれる。

ＲＢ１４株の培養
本実施例では、枯草菌として、ＲＢ１４株（非特許文献３）を用いた。培養方法は、下記に掲げる3段階の手法を用いた。

前々培養
RB14株の培養ストック（１０％グリセロール溶液に−８０℃で保存）を５ｍｌのＬ培地（１％ポリペトン、０．５％酵母エキス、０．５％ＮａＣｌ，ｐＨ７．０）に移し、前々培養のために１分間に１２０ストローク（ｓｐｍ）の振盪を加えながら、３０℃で１６時間インキュベートした。

前培養
前培養として振とうフラスコにＮＯ．３Ｓ培地（３％ポリペトンＳ、１％グルコース、０．１％ＫＨ２ＰＯ４、０．０５％ＭｇＳＯ４・７Ｈ２Ｏ、ｐＨ６．８）500mlを入れ、ＲＢ１４の前々培養液５ｍｌを接種し、３０℃、２４時間、１２０ｓｐｍの下でインキュベートした。

本培養
水気を絞った豆腐粕（おから）を重さに対し10%のＲＢ１４の前培養液を接種し、３７℃、３〜５日間静置培養した。次に水で10倍に希釈し、撹拌後不織布でろ過後、得たものを枯草菌ＲＢ１４として使用した。

ＡＸ−０１の作製
植物芽発効液の例として、パプリカの芽を原料として、ＡＸ−０１を調製した。すなわち、パプリカ芽、廃糖蜜、水の割合が１：１：８となるように混合し、常温で放置した。白い膜ができ、ｐＨが３から４の間になれば完成である。なお、完成まで常温で１週間程度要する。千葉県農林総合研究センターにてAX-０１の成分分析を行ったところ、得られた成分は以下のようであった。ｐＨは３．６であった。

ＲＢ１４＋ＡＸ−０１の調製
実施例１で得られた枯草菌ＲＢ１４株を１０倍に希釈した溶液とと実施例２で得られたAX-01を、１：１で混合した。また混合後は雑菌の繁殖を防ぐため使用時まで冷蔵にて保存をした。使用時は、この液体を５００から１０００倍希釈した。

春菊の栽培におけるＲＢ１４＋ＡＸ−０１潅水効果の確認
春菊の栽培において、発芽して約1週間後に、実施例３で調製したＲＢ１４＋ＡＸ−０１をその葉に週１回潅水し、その日以外は水を潅水した。対象となる春菊には、ＲＢ１４＋ＡＸ−０１の代わりに水を潅水した。その後２０日間栽培を続けた結果を図１に示す。ＲＢ１４＋ＡＸ−０１を散布した春菊（図１Ａ）は、対象（図１Ｂ）と比べ、著しく顕著な成長を示した（イールド５０％）。

リンゴの栽培におけるＲＢ１４＋ＡＸ−０１散布効果の確認
青森県南津軽郡藤崎町のリンゴ農園において、リンゴの木にＲＢ１４＋ＡＸ−０１を散布による効果を確かめた。リンゴ農園において、試験区と対象区を設けた。試験区においては、２００９年５月２１日より、月に一度のペースでリンゴの木にＲＢ１４＋ＡＸ−０１を散布した。ＲＢ１４＋ＡＸ−０１は動力噴霧器を用い、葉面に散布された。なお、試験区及び対象区のいずれにも、害虫の忌避効果を目的に、ニームオイルを約５０倍希釈したものをペットボトルに入れ一本の木に２本の割合でつるした。その後、試験区と対象区のリンゴ果実及び葉を、図２から図３に示す。図２、図３の写真はいずれも、２００９年７月１４日に撮影された。図２Ａ、Ｂは試験区の果実及び葉を撮影したものである。図３Ａ，Ｂは対象区の果実及び葉、Ｃは葉を撮影したものである。試験区においては、果実、葉ともに健常であるのに対し、対象区においては、果実にも葉にも黒い斑点があり、黒星病が発生していることがわかる。
また、さらに、この後、対象区で、黒星病を発症した木に、発症後にＲＢ１４＋ＡＸ−０１を散布したところ、黒星病の進行が抑制されることを確認した。

灰色カビ病に対する抑制効果の確認
本実施例では、ＡＸ−０１とＲＢ１４を共培養することにより、灰色かび病に対する抑制効果を観察した。すなわち、出願人らの圃場で栽培されているトマトに発症した灰色カビ病の原因カビを培養し、各試料を添加した場合に形成される阻止円を観察した。

灰色かび病は、ＰＤＡ培地により培養し添加した。その後、ＡＸ−０１を１０μｌ（図４Ｃ）、ＲＢ１４を１０μｌ（図４Ｂ）、または、ＡＸ−０１とＲＢ１４の両方（図４Ａ）を添加した。常温で24時間培養した。その結果、ＡＸ−０１とＲＢ１４の両方を添加した場合に、もっとも大きな阻止円が得られ、灰色カビ病の原因カビの生育を阻止することが分かった。なお、阻止円は、実験後も縮小することなく、抑制効果は持続性があることを確認した。

山田錦におけるＲＢ１４＋ＡＸ−０１散布効果の確認
山田錦の栽培において、実施例３で調製したＲＢ１４＋ＡＸ−０１を散布して栽培した。生育後の結果を図５及び図６に示す。図５は、左側は散布しなかった山田錦、右側がＲＢ１４＋ＡＸ−０１を散布して栽培された山田錦を示す。ＲＢ１４＋ＡＸ−０１を散布した山田錦が著しく顕著な成長を示した。図６は、１房の稲穂より収穫された籾の写真を示す。上が対象となる山田錦、下がＲＢ１４＋ＡＸ−０１を散布した山田錦であり、それぞれの籾のうち、右に示されるのは空胚芽である。Ｂ１４＋ＡＸ−０１を散布した山田錦では、収穫される籾の数が対象と比較してほぼ倍（イールド１００％）であった。

山田錦におけるＲＢ１４＋ＡＸ−０１散布時期の比較
ＲＢ１４＋ＡＸ−０１散布の効果的な時期について検討するため、山田錦に田植え時（発芽後）または定植後（幼穂分化期）に山田錦にＲＢ１４＋ＡＸ−０１を散布し、成長に及ぼす効果を観察した。田植え時に散布する群をＡ群、定植後に散布する群をＢ群とした。いずれの群も群内に３区画を設け、１区画当たり１６から３８株を生育した。
収穫された山田錦の生育状況を以下の表２、表３に示す。

結果は、Ａ群は平均３０本／株、全草丈１３２ｃｍである一方、Ｂ群は平均２２本／株、全草丈１２７ｃｍであるので、全体的には、Ａ群の稲株はよりボリュームがあると思われた。下位節間の長さの合計はＡ群は１８ｃｍ、Ｂ群は１７．１ｃｍであるため、田植え時にＲＢ１４＋ＡＸ−０１を投与されたＡ群では、初期の生育が著しかったと考えられる。一方上位節間はＡｇｕｎｎｈａ ８３．８ｃｍ、Ｂ群は８４．８ｃｍであるため、定植後にＲＢ１４＋ＡＸ−０１を散布したＢ群では、初期以降の生育に効果があったと考えられる。トータルでは顕著な差は観察されず、いずれの時期の投与においても効果があることが分かった。穂の形は、二次枝梗に差が見られ、定植後の散布による効果の影響が見られる。
なお、それぞれの群の登熟歩合についても検討を行った。登熟歩合の選定は、塩水（比重１．１０）により行ったところ、Ａ群で総籾重２９２．５ｇ中沈下籾重が２８３．３ｇであり、登熟歩合は９６．８％、一方Ｂ群で総籾重１９５．９ｇ中沈下籾重は１９１．１ｇであり、登熟歩合は９７．５％と、わずかにＢ群が勝っていた。

以上実施例より、本発明の植物芽発酵液と枯草菌からなる植物栽培用組成物が、植物に対し、成長促進、及び病害防除の効果を有することが示された。また、同様に、植物芽発酵液と枯草菌を散布することにより、植物の成長促進、及び病害防除の効果が得られることが示された。

Claims (3)

1. 植物芽発酵液と枯草菌からなる植物栽培用組成物。
2. 前記植物芽がナス科植物の芽である請求項１の植物栽培用組成物。
3. 植物芽発酵液と枯草菌を散布することを特徴とする植物の栽培方法。