JP3390473B2

JP3390473B2 - 根粒菌の接種資材及び接種方法

Info

Publication number: JP3390473B2
Application number: JP31930192A
Authority: JP
Inventors: 由貴子西鳥羽; 拓司直川; 広進北川
Original assignee: 有機質肥料生物活性利用技術研究組合
Priority date: 1992-11-05
Filing date: 1992-11-05
Publication date: 2003-03-24
Anticipated expiration: 2018-03-24
Also published as: JPH06141848A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は豆科植物などの共生作物
の栽培において、窒素固定能の高い優良な根粒菌による
根粒を、効率よく共生作物の根に着生させるための根粒
菌の接種資材及び接種方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】根粒菌は、豆科植物の根をコロニー化
し、これらの植物に使用できる形で、空中窒素を固定し
供給する。窒素固定能の高い根粒が多数着生すると、豆
科植物の成長を促進し収量が増加することが知られてい
る。そこで、窒素固定能の高い優良な根粒菌株が分離さ
れ、これを培養して接種する技術が種々開発されてきて
いる。

【０００３】従来知られている根粒菌の接種方法として
は、根粒菌を予め種子に封入しておく方法、種子に粉衣
する方法、あるいはピートモス等を担体として用いた接
種材を播種時に施用する方法が挙げられる。

【０００４】一方、我国においては古くから例えば大豆
が積極的に栽培されており、土壌中にかなりの密度の大
豆根粒菌が生息している。これらの土着の根粒菌の生育
密度は、土壌の種類、大豆の栽培歴などにより１０〜１
０⁷と大きく変動し、すでに土壌環境に順応している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の接種方法を用いても、窒素固定能の高い根粒菌を優先
的に着生させることは困難であった。その原因として、
土壌中に種々の根粒菌が存在し、その競合により必ずし
も窒素固定能の高い根粒菌を優先的に着生させることが
できないことが挙げられる。すなわち、人工培養した根
粒菌は、すでに土壌環境に順応している土着根粒菌に優
先して共生作物に着生するための競合力が弱く、接種効
果が現われ難い。一般に、従来の接種方法で接種効果が
期待できるのは、土壌中の土着の根粒菌密度が１０³を
越えない範囲であるとされている。接種の効果を期待す
るためには、根粒の少なくとも３０％が接種菌株によっ
て形成される必要があるとされている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、窒素固定能の
高い、優良な根粒菌を、現実の作物用の土壌に施用した
時に、充分な根粒形成活性を有し、土着の根粒菌株と競
合した場合でも、より優位に着生し、保存中も菌活性が
低下しない根粒菌の接種資材及び接種方法を提供するも
のであって、その構成は、窒素固定能の高い根粒菌と滅
菌した肥沃な土壌と水溶性高分子物質とを含有し、造
粒、乾燥され、水分２５〜４５重量％の粒状であること
を特徴とし、更に、この接種資材を共生作物に施用する
ことを特徴とする。

【０００７】本発明における窒素固定能の高い根粒菌と
しては、例えば、Bradyrhizobium japonicum A-1017 、
Bradyrhizobium japonicum A-1014 、Bradyrhizobium j
aponicum A-1016 、Bradyrhizobium japonicum CB-1809
等が使用できる。これらの根粒菌を着生させると大豆収
量が向上することが知られている。

【０００８】本発明の接種資材は滅菌土壌を主体とし、
培養された上記の根粒菌を必要量包含し、水溶性高分子
物質により造粒され、かつ好ましい量の水分を含有する
ものである。造粒することにより、作物に施用して他の
土壌と混合した場合に、根粒菌を好ましい環境下に存在
させ、活性を維持し続けさせることにより共生作物への
着生を容易にする。

【０００９】本発明の接種資材は粒状であり、球形、楕
円形、円柱形、角形など自由であるが、土壌中にあっ
て、優良な培養菌株を恵まれた環境に長く保存できる大
きさであることを要する。更に根粒菌が積極的に共生作
物の根に着生していけるような崩壊性も要求される。一
般に、小径が０.5〜８mm程度が好ましい。

【００１０】土壌について特に限定はしないが、適度に
養分を含む肥沃な土壌が好ましい。土壌の性質によっ
て、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム等を用いてｐＨ
調整をすることができる。また、ベントナイト、モンモ
リロナイト等の粘土鉱物類を添加することで、土壌の物
理、化学的性質を改善することも可能である。また、必
要があれば各種有機物を添加し、根粒菌の活性を向上さ
せることもできる。

【００１１】この土壌を５０〜１００タイラーメッシュ
程度の篩を通過させたものは、その後の造粒が円滑に行
なわれ、さらに資材の水分含有率を適度に保持すること
ができる。このように調製した土壌は滅菌して使用す
る。滅菌条件に限定はないが、１０５〜１３０℃で５〜
６０分、好ましくは１１５〜１２５℃で１５〜３０分で
高圧蒸気滅菌して使用する。滅菌操作を省略すると接種
する根粒菌と土着の根粒菌との競合によって、接種根粒
菌の生存性が著しく損なわれることになる。

【００１２】本発明における資材は、滅菌した土壌或い
は滅菌した配合物を含有する土壌を主たる固形成分とし
て含有し、これに水溶性高分子物質と、培養した根粒菌
を配合し、造粒し、根粒菌を阻害しない温度で乾燥し、
水分２５〜４５重量％、好ましくは３０〜４０重量％に
調整したものである。

【００１３】水溶性高分子物質としては、ポリビニルア
ルコール（以下、ＰＶＡとする）、カルボキシメチルセ
ルローズ、デキストラン、ポリアクリル酸、アルギン酸
ナトリウム等種々の水溶性高分子物質が使用できるが、
ＰＶＡが特に好ましい。ＰＶＡを使用する場合は、水溶
液としても固形のままでも使用できる。水溶液としては
粘度が１〜３００ｃｐｓ程度のものが好適である。粘度
１ｃｐｓ未満では、でき上がった造粒物が脆く、粘度３
００ｃｐｓを越えると混合時の操作性が悪く不均一とな
りやすい。

【００１４】ＰＶＡの配合量は土壌と他の添加物との混
合物１００重量部に対し、ＰＶＡ原体に換算して０.5〜
３０重量部、好ましくは１〜１０重量部である。ＰＶＡ
を固形のまま用いる場合は、常温での溶解性の点から部
分ケン化物でかつ微粉状であることが好ましい。また、
ＰＶＡは水に溶解すると、ｐＨは酸性側を示すが、根粒
菌の至適ｐＨに調整して用いる。根粒菌は乾燥に弱い
が、本発明に係る資材は２５〜４５重量％の水分を含有
し、且つ滅菌土壌が配合されているため、保存中に生菌
数が減少することがない。

【００１５】本発明の資材を造粒して製造するには、工
業的には例えば下記の方法が採用される。 (1) 培養した根粒菌をＰＶＡ水溶液に分散後、バン型
造粒装置を用いて土壌または土壌を主体とする配合物に
吹きつけながら造粒物を製造する。その後、根粒菌に損
傷を与えない温度で必要な水分含有量になるまで乾燥す
る。 (2) 培養した根粒菌をＰＶＡ水溶液に分散後、混練機
などを用いて土壌または土壌を主体とする配合物と混合
し、押出成形機を用いて任意の形状の押出成形物を製造
する。その後、根粒菌に損傷を与えない温度で必要な水
分含有量になるまで乾燥する。

【００１６】人工培養して添加する根粒菌としては、豆
科植物の種類毎に、種類に対応した各種根粒菌が利用さ
れているが、本発明の接種資材及び接種方法には、いず
れの根粒菌も適用可能である。資材中に混合する菌量と
しては、特に限定しないが、オーダーとして１０²〜１
０¹¹／g 、好ましくは１０⁴〜１０¹⁰／ｇの割合であ
る。本発明に係る接種資材を用いることにより増収効果
を期待することができる共生作物は根粒を形成する作物
であって、代表的には豆科植物である。

【００１７】本発明による接種資材の施用法としては、
播種時に種子の直下に施用するだけでなく、耕起時に肥
料等と共に土壌中に施用し、生育圏内に均一に分散させ
て施用することも可能である。その後の栽培管理は通常
通りでよい。

【００１８】

【作用】本発明は、窒素固定能の高い優良な根粒菌株を
培養し、滅菌した土壌と水溶性高分子物質とを含有し、
水分が２５〜４５重量％である粒状の接種資材と配合す
ることにより、乾燥に弱い根粒菌を常時適度の水分の存
在下に置くことが可能になり、接種する根粒菌の土着の
根粒菌に対する競合力を向上させる。また、土着の根粒
菌を含まない滅菌した土壌を配合することにより、施用
時における土壌の物理化学的な影響を緩和することがで
きる。

【００１９】更に、適度の水分と土壌の存在下にあっ
て、純粋培養した根粒菌を活性状態に保ち、これが造粒
されていることにより根粒菌と滅菌土壌とが一定の組成
の塊として挙動する。したがって、栽培土壌にあっても
培養根粒菌だけは周囲の土壌より恵まれた環境下で活性
が維持され、優先的に共生作物の根に着生していく競合
力を付与されている。

【００２０】その結果、培養した優良な根粒菌に、土壌
中で積極的に豆科植物の根に着生する活性を維持され、
土着の根粒菌と競合状態に置かれた場合でも、優先的に
豆科植物の根に着生することができるものである。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明は実施例に限定されるものではない。

【００２２】実施例１ Bradyrhizobium japonicum Ａ−１０１７^r（kasugamy
cin 、spectuinomycin耐性株）を酵母エキス・マンニッ
ト液体培地で２８℃で、好気的条件下で１週間培養の
後、集菌し、０.8５％食塩水に懸濁し、菌懸濁液を調製
した。ＰＶＡＢ−１７（電気化学工業社製）を温浴上
（９０℃以上）で溶解して水溶液とし、冷却後ｐＨ６.9
〜７.1に調製した。このＰＶＡ水溶液５mlに菌懸濁液
１.2mlを添加して根粒菌含有ＰＶＡ水溶液中の濃度が５
％になるように調製した。

【００２３】この微生物含有ＰＶＡ水溶液（生菌数１０
¹²個／mlを含む）に電気化学工業株式会社、総合研究所
内土壌１０g を添加した後よく混合し、注射筒を用いて
押し出して直径１mm、長さ５〜６mmの円柱状に造粒し
た。室温で送風下に乾燥し、含水率が３５％の目的とす
る根粒菌接種資材を得た。この接種資材１g 中には３×
１０¹⁰個の生菌が存在していた。得られた根粒菌接種資
材をポットによる植物栽培試験に供した。

【００２４】大豆栽培履歴のある土壌（土着根粒菌密度
１×１０⁵ｃｅｌｌ／g ）を６００ｇ入れたポットに接
種資材を１ｇずつ施用した。表面を殺菌した（７５％エ
タノールに１０分、１％アンチホルミンに２分浸漬後、
滅菌水で充分に洗浄）大豆種子を接種資材施用位置に播
種し、温室で通常の管理のもとに栽培した。播種後４０
日目に大豆の根部を採集し、根粒を採集した。

【００２５】比較のため、同一のポットに本発明接種資
材を施用しない以外は実施例１と同様にして大豆種子を
播種して栽培し、実施例１と同様にして根粒を採集し
た。

【００２６】根粒を１％アンチホルミンに３分間浸漬し
て表面殺菌したのち、０.8５％食塩水中に入れホモジナ
イズした後、抗生物質（kasugamycin 、spectinomycin
各５００ppm ）を含む酵母エキス・マンニット培地で培
養し、根粒菌の由来を調べた。その結果を表１に示し
た。

【００２７】

【表１】

【００２８】表１より、本発明の接種資材は土着の根粒
菌が存在しても優先的に豆科植物の根に着生し、接種菌
由来の根粒の割合が３５％以上であった。

【００２９】実施例２ Bradyrhizobium japonicum Ａ−１０１７^rを含有する
根粒菌接種資材は実施例１と同様の方法で得た。この接
種資材１g 中には３×１０¹⁰個の生菌が存在していた。
得られた根粒菌接種資材をポットによる植物栽培試験に
供した。

【００３０】６００g の人工培土（太平園芸培土）を入
れたポットに各接種資材を１ｇ施用した。施用した日及
び１カ月後に表面を殺菌した（７５％エタノールに１０
分、１％アンチホルミンに２分浸漬した後、滅菌水で充
分に洗浄）大豆種子を接種資材施用位置に播種し、人工
気象下で通常の管理のもとに栽培した。播種後４０日目
に大豆の根部を採集し、根粒を採集した。

【００３１】比較のため、同一のポットに本発明接種資
材を施用しない以外は実施例２と同様にして大豆種子を
播種して栽培し、実施例２と同様にして根粒を採集し
た。

【００３２】根粒を１％アンチホルミンに３分間浸漬し
て表面殺菌したのち、０.8５％食塩水中に入れホモジナ
イズした後、抗生物質（kasugamycin 、spectuinomycin
各５００ppm ）を含む酵母エキス・マンニット培地で
培養し、根粒菌の由来を調べた。その結果を表２に示し
た。

【００３３】

【表２】

【００３４】表２より、本発明接種資材は土壌中におい
て、その効果を長く持続でき、根粒の着生数も大きいこ
とが判明した。

【００３５】

【発明の効果】本発明による根粒菌接種資材は、土壌中
においても生菌数が安定しているため、植物栽培前の土
壌に事前に施用しておくことが可能であり、作業が省力
化され、根粒菌の植物栽培への応用範囲が拡大する。ま
た、土着の根粒菌が大量に定着している土壌に施用した
場合においても、接種した優良な根粒菌による根粒を優
位に着生させることができ、豆科作物の育成・増収技術
として効果をもたらす。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩ (Ｃ１２Ｎ 1/20 Ｃ１２Ｎ 1/20 Ｃ１２Ｒ 1:01）Ｃ１２Ｒ 1:01 (56)参考文献特開平３−266915（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−30585（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C12N 1/00 - 7/08 C12N 11/00 - 11/18 A01G 7/00 C12M 1/00 ＢＩＯＳＩＳ／ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ) ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】窒素固定能の高い根粒菌と滅菌した土壌と
水溶性高分子物質とを含有し、造粒、乾燥され、水分２
５〜４５重量％の粒状であることを特徴とする根粒菌の
接種資材。
【請求項２】水溶性高分子がポリビニルアルコールであ
り、土壌が肥沃であることを特徴とする請求項１記載の
根粒菌の接種資材。
【請求項３】根粒菌がブラディリゾビウムまたはリゾビ
ウム細菌である請求項第１項または第２項記載の根粒菌
の接種資材。
【請求項４】窒素固定能の高い根粒菌と滅菌した土壌と
水溶性高分子物質とを含有し、造粒、乾燥され、水分２
５〜４５重量％の粒状である接種資材を、共生作物に施
用することを特徴とするとする根粒菌の接種方法。