JP3574685B2

JP3574685B2 - マメ科植物用微生物製剤

Info

Publication number: JP3574685B2
Application number: JP24631494A
Authority: JP
Inventors: 協長嶋; 武俊鵜澤
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1994-10-12
Filing date: 1994-10-12
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2019-10-06
Also published as: JPH08109110A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、マメ科植物用微生物製剤に関し、詳しくは、ダイズ等のマメ科植物の成長を促進させ、収量を増加させるための微生物製剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マメ科植物は、リゾビウム（Ｒｈｉｚｏｂｉｕｍ）属細菌、ブラジリゾビウム（Ｂｒａｄｙｒｈｉｚｏｂｉｕｍ）属細菌、アゾリゾビウム（Ａｚｏｒｈｉｚｏｂｉｕｍ）属細菌などの根粒菌類の感染により共生的に根粒を形成する。根粒中に形成されたバクテロイドが空中窒素固定を行うことにより、マメ科植物は他の作物の収穫が期待できないような土地においても生産を行うことができる。現在、根粒菌の純粋培養物をマメ科植物に人工接種することにより、収量増加が図られている（Ｍｏａｗａｄ，Ｈ．ｅｔａｌ．，Ｂｉｏｌ．Ｆｅｒｔｉｌ．Ｓｏｉｌｓ，６，１７４−１７７（１９８８））。
【０００３】
一方、アゾスピリラム（Ａｚｏｓｐｉｒｉｌｌｕｍ）属細菌（以下、「アゾスピリラム菌」という）は、植物に緩やかに共生し植物の生育促進を行うことが知られている植物成長促進根圏細菌の一種である。このアゾスピリラム属細菌においても、純粋培養物をコムギ、トウモロコシ、イネ等の単子葉植物に接種することにより収量を増加させようという試みが行われている（Ｓｉｎｇｈ，Ｃ．Ｓ．ｅｔａｌ．，ＰｌａｎｔＳｏｉｌ，５３，３８７（１９７９））。例えば、コムギの水耕栽培に対するアゾスピリラムブラジレンス（Ａｚｏｓｐｉｒｉｌｌｕｍｂｒａｓｉｌｅｎｓｅ）ＡＴＣＣ２９７１０等の効果については、種子に接種して葉の重量が約５０％増加したという報告（ＳｏｉｌＢｉｏｌ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．，１８，２９７−３０１（１９８８））がある。しかし、根粒菌、アゾスピリラム菌をそれぞれ単独で圃場に接種した場合には、安定した効果が得られにくいという問題があった。
【０００４】
上記問題に対し、アゾスピリラム菌を根粒菌と同時にマメ科植物に接種し、更なる収量増加を求める試みがなされており（蒲生卓磨、「農業と園芸」、第６４巻、第７号、第８８９〜８９５頁、１９８９年；仁王以智夫、「微生物と資源」、第６巻、第３５〜４２頁、１９８１年）、ある程度の成果が得られている。ところで、上記のような細菌を植物に接種するには、通常、培養した細菌を鹿沼土などの土壌類、あるいは多孔質の石材等の担体に吸着させ、水分含量を５０重量％より低く調整した、あるいは調整してない微生物製剤が用いられている。例えば、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とを含有し、水分２５〜４５重量％の粒状であることを特徴とする根粒菌の接種資材が開示されている（特開平６−１４１８４８号公報）。しかし、水分含量が５０重量％より低い微生物製剤での微生物の保存性は低く、３か月程度で活性低下により使用できなくなる。植物用の微生物製剤の実用化を進める上で、この保存性の問題が障害となっていた。
【０００５】
一方、根粒菌と光合成細菌とを混合することにより根粒菌の保存中の失活を防ぐ方法が開示されている（特公昭５９−５０３１１号公報）が、アゾスピリラム菌との併用により得られる効果は期待できない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記観点からなされたものであり、マメ科植物に対し優れた成長促進効果及び収量増加効果を有するとともに、保存安定性に優れた微生物製剤を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、アゾスピリラム菌及び根粒菌を、水分量５０％〜９０％の担体に担持させることにより、これらの細菌の保存安定性を高めることができることを見い出し、本発明に至った。
【０００８】
すなわち本発明は、アゾスピリラム菌及び根粒菌を、水分量５０％〜９０％の担体に担持させたマメ科植物用微生物製剤である。この担体としては、有機物担体であることが好ましい。また、本発明のマメ科植物用微生物製剤は、ｐＨが５．５〜８．０の範囲に調製されることが好ましい。
【０００９】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のマメ科植物用微生物製剤は、アゾスピリラム菌及び根粒菌を含有する。アゾスピリラム菌は、窒素固定能を有するグラム陰性の偏性好気性細菌の一種である。本発明に用いるアゾスピリラム菌としては、アゾスピリラム属に属し、マメ科植物に対して生育促進作用を有する微生物であれば特に制限されないが、具体的には、アゾスピリラムブラジレンス（Ａｚｏｓｐｉｒｉｌｌｕｍｂｒａｓｉｌｅｎｓｅ）、アゾスピリラムリポフェラム（Ａ．ｌｉｐｏｆｅｒｕｍ）、アゾスピリラムハロプレファランス（Ａ．ｈａｌｏｐｒａｅｆｅｒａｎｓ）、アゾスピリラムアマゾネンセ（Ａ．ａｍａｚｏｎｅｎｓｅ）等が挙げられる。これらの中では、アゾスピリラムブラジレンスが好ましい。
【００１０】
また、本発明に用いる根粒菌としては、マメ科植物の根に感染して根粒を形成するグラム陰性細菌であり、マメ科植物に対して生育促進作用を有するものであれば特に制限されず、具体的にはリゾビウム（Ｒｈｉｚｏｂｉｕｍ）属、ブラジリゾビウム（Ｂｒａｄｙｒｈｉｚｏｂｉｕｍ）属、アゾリゾビウム（Ａｚｏｒｈｉｚｏｂｉｕｍ）属に属する微生物が挙げられる。さらに具体的には、リゾビウムメリロッテイ（Ｒｈｉｚｏｂｉｕｍｍｅｌｉｌｏｔｉ）、リゾビウムトリフォリイ（Ｒ．ｔｒｉｆｏｌｉｉ）、リゾビウムレグミノサルム（Ｒ．ｌｅｇｕｍｉｎｏｓａｒｕｍ）、リゾビウムファゼオリイ（Ｒ．ｐｈａｓｅｏｌｉ）、リゾビウムルピニ（Ｒ．ｌｕｐｉｎｉ）、リゾビウムフレデイ（Ｒ．ｆｒｅｄｉｉ）、リゾビウムロッテイ（Ｒ．ｌｏｔｉ）、ブラジリゾビウムジャポニクム（Ｂｒａｄｙｒｈｉｚｏｂｉｕｍｊａｐｏｎｉｃｕｍ）、アゾリゾビウムカウリノダンス（Ａｚｏｒｈｉｚｏｂｉｕｍｃａｕｌｉｎｏｄａｎｓ）が挙げられる。
【００１１】
上記根粒菌及びアゾスピリラム菌の培養に用いる培地は、これらの微生物の増殖に適した培地であれば特に制限されないが、液体培地が好ましい。尚、アゾスピリラム菌については、ＤＬ−リンゴ酸を培地に添加すると培地中の菌数を高めることができる。具体的には、アゾスピリラム菌の培養には、ＲＣ培地（ＤＬ−リンゴ酸：５ｇ／Ｌ、ＫＯＨ：４．８ｇ／Ｌ、酵母エキス：０．５ｇ／Ｌ、ＫＨ_２ＰＯ_４：０．５ｇ／Ｌ、ＭｇＳＯ_４・７Ｈ_２Ｏ：０．２ｇ／Ｌ、ＮａＣｌ：０．１ｇ／Ｌ、ＦｅＣｌ_３・６Ｈ_２Ｏ：０．０１５ｇ／Ｌ、ｐＨ７．０）が挙げられる。また、根粒菌の培養には、以下の組成を有する培地が挙げられる。マニトール：１０ｇ／Ｌ、酵母エキス：０．４ｇ／Ｌ、ＫＨ_２ＰＯ_４：０．５ｇ／Ｌ、ＭｇＳＯ_４・７Ｈ_２Ｏ：０．２ｇ／Ｌ、ＮａＣｌ：０．１ｇ／Ｌ。これらの培地に、上記根粒菌あるいはアゾスピリラム菌を１０^８個細胞／Ｌの割合で接種後、３０℃で２４時間、毎分１８０回の振盪培養を行い、その後、遠心分離機で集菌し菌体を得ることができる。
【００１２】
本発明に用いる担体としては、有機質及び無機質のいずれのものも使用でき、有機質及び無機質の両方を含むものでもよい。具体的には、例えば、赤玉土、焼成赤玉土、鹿沼土、黒ボク土、バーミキュライト、パーライト、ゼオライト等の無機質、または、ピートモス、木炭、パルプ、藁、バガス、油かす、魚かす、骨粉、血粉、貝化石、カニがら等の有機物あるいはそれらの混合物が挙げられる。微生物の保存安定性の観点からは、これらのうちでは有機質の担体が好ましい。
【００１３】
担体に上記微生物を担持させるには、担体と微生物又はその懸濁液を混合すればよい。混合物の水分量は、微生物製剤全量に対して５０〜９０重量％、好ましくは６０〜８０重量％の範囲に調整する。従来の微生物製剤は、通常４０重量％以上の水分を含んでいるが、５０重量％より低く調整されている。これに対し、本発明においては、水分含量を５０〜９０重量％とすることで、微生物の保存安定性を向上させることができる。
【００１４】
微生物の配合量としては、特に制限されないが、５０〜９０重量％の水分を含んだ状態の担体１ｇ当たりアゾスピリラム菌及び根粒菌をそれぞれ１０^５〜１０^８個細胞づつ、好ましくは１０^７個以上づつ配合することにより、所期の効果が期待できる。また、アゾスピリラム菌と根粒菌の配合比は、細胞数として０．１〜１０の範囲が好ましい。
【００１５】
本発明の微生物製剤は、ｐＨを５．５〜８．０の範囲に調整することによって、微生物の保存安定性をさらに高めることができる。ｐＨの調整は、例えば石炭灰を担体の一部として配合することによって行える。石炭灰を用いる場合には、石炭灰の配合量は微生物製剤全量に対して５〜３０重量％の範囲であることが好ましく、微生物製剤１重量部に水５重量部を加えたときのｐＨが５．５〜８．０の範囲となるような割合とするのがよい。また、石炭灰の配合量は、石炭灰を除いた担体の乾燥重量の３〜３００重量％の範囲であることが好ましい。この範囲で石炭灰を配合することは、植物に成長に必要なマグネシウム、カルシウム及びカリウム等の金属の他、ホウ素やモリブデン等のような微量元素を補強することができる点からも好ましい。
【００１６】
用いる石炭灰としては、例えば微粉炭の燃焼灰、流動床燃焼灰の粉砕灰等が挙げられる。好ましい石炭灰としては、酸化カルシウムの含量が１．５重量％以上のものであり、平均粉径が５ｍｍ以下、より好ましくは粉径３ｍｍ〜１０μｍの粒子が全体の８０％以上を占めるものである。更に、石炭灰１重量部に水５重量部を加えた時のｐＨが９以上のものが好ましい。
【００１７】
本発明が適用されるマメ科植物としては、ダイズ、エンドウ、インゲン、ソラマメ、ラッカセイ、アズキ等マメ科の植物であれば何れでもよいが、これらの中ではダイズ、エンドウ、インゲンが好適である。尚、根粒菌は通常、宿主特異性を有しているので、マメ科植物の種類に応じて菌種を選択すればよい。例えば、ダイズにはブラジリゾビウムジャポニクムが、エンドウにはリゾビウムレグミノサルムが、インゲンにはリゾビウムファゼオリイが各々好適である。また、アゾスピリラム菌の宿主特異性については、根粒菌に比べ遥かに緩いので、マメ科植物に対しては、同一菌種のアゾスピリラム菌を用いることができる。
【００１８】
本発明のマメ科植物用微生物製剤の使用法としては、育苗培土への散布、播種部位への接種等が挙げられる。育苗培土は、畑土、水田土壌、人工培土などいずれでもよく、適用する植物に応じて適宜設定すればよい。例えば、エダマメの様なダイズには砂や人工培土が好ましい。また、植物を栽培する際に、苗床から本圃に移植する場合には、苗床及び本圃のいずれに使用してもよく、両方に使用してもよい。
【００１９】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を説明する。
【００２０】
＜１＞アゾスピリラム菌及び根粒菌の培養
アゾスピリラムブラジレンス（ＡＴＣＣ２９１４５）は、ＲＣ培地（ＤＬ−リンゴ酸：５ｇ／Ｌ、ＫＯＨ：４．８ｇ／Ｌ、酵母エキス：０．５ｇ／Ｌ、ＫＨ_２ＰＯ_４：０．５ｇ／Ｌ、ＭｇＳＯ_４・７Ｈ_２Ｏ：０．２ｇ／Ｌ、ＮａＣｌ：０．１ｇ／Ｌ、ＦｅＣｌ_３・６Ｈ_２Ｏ：０．０１５ｇ／Ｌ、ｐＨ７．０）を用い、５００ｍＬ坂口フラスコに１００ｍＬづつ培地を分注後、別に液体培養した種菌をフラスコ１本に１０^７個細胞づつ接種して、これを毎分１８０回振盪する振盪培養機の中で３２℃、２４時間培養後、遠心分離により集菌した。
【００２１】
一方、根粒菌（ＢｒａｄｙｒｈｉｚｏｂｉｕｍｊａｐｏｎｉｃｕｍＡＴＣＣ１０３２４）は、マニトール：１０ｇ／Ｌ、酵母エキス：０．４ｇ／Ｌ、ＫＨ_２ＰＯ_４：０．５ｇ／Ｌ、ＭｇＳＯ_４・７Ｈ_２Ｏ：０．２ｇ／Ｌ、ＮａＣｌ：０．１ｇ／Ｌを含む培地を用い、その他の条件はアゾスピリラム菌と同じ条件で培養後、遠心分離により集菌した。
【００２２】
＜２＞担体の種類、ｐＨ及び水分含量の検討
上記のようにして得られたアゾスピリラム菌と根粒菌を用いて、以下に示す試験例１及び比較例１〜３の微生物製剤を調製し、これらの微生物製剤中に含まれる微生物の保存安定性を試験した。
【００２３】
試験例１は、ピートモス９重量部に石炭灰１重量部を加え、水分含量５０重量％に調製し、アゾスピリラム菌と根粒菌をそれぞれ担体１ｇ当たり１０^７個となるように混合した。
【００２４】
比較例１は、アゾスピリラム菌５×１０^１１個と根粒菌５×１０^１１個の湿菌体を均一に混合した。
比較例２は、バーミキュライトの水分含量を５０％に調製してアゾスピリラム菌と根粒菌を、それぞれ担体１ｇ当たり１０^７個体となるように均一に混合した。比較例３は、ピートモスの水分含量を５０重量％に調製し、アゾスピリラム菌と根粒菌をそれぞれ担体１ｇ当たり１０^７個体となるように均一に混合した。
【００２５】
上記の各微生物製剤の保存安定性は次のようにして行った。比較例１の微生物製剤は４℃に、比較例２、３及び試験例１の微生物製剤は２５℃に置き、２４０日保存した。保存前及び保存後に、微生物製剤１ｇを３０ｍＬの０．１ＭＭｇＳＯ_４に懸濁して１時間振盪した後、この懸濁液を１００００倍に希釈し、標準寒天培地に一定量塗布してコロニー形成数を調べ、保存前のコロニー形成数に対する保存後のコロニー形成数を生存率とした。結果を表１に示す。
【００２６】
【表１】

【００２７】
比較例１では、一般に保存性がよいといわれている４℃で保存しても、２４０日後には、ほぼ１００％が死滅したのに対し、試験例では２５℃で保存しても生菌が残存していた。特に、試験例１では４０％の微生物が生存していた。
【００２８】
＜３＞水分含量の検討
微生物製剤中の水分含量が微生物の保存安定性に与える影響を調べた。
ピートモス９重量部に石炭灰１重量部を加え混合後、表２に示したように水分を調製し、さらにアゾスピリラム菌と根粒菌をそれぞれ微生物製剤１ｇ当たり１０^７個となるように均一に混合した。その後、２５℃で２４０日目保存した後、前記と同様にして生存率を測定した。結果を表２に示す。
【００２９】
【表２】

【００３０】
この結果から、水分含量は５０〜９０重量％で４０％以上の微生物が生存できることが明らかである。
【００３１】
＜４＞エダマメに対する成長促進作用
径９ｃｍの黒色ビニールポットに赤玉土を、ポットの上部２ｃｍの隙間を残して加え、エダマメ（品種：サッポロミドリ）の種子を２粒づつ播種した。この様なポットを、比較例９から１３、試験例５のそれぞれにつき２０ポットづつ作成した。
【００３２】
比較例９は、何も添加せず、比較例１０はアゾスピリラム菌を１ポット当たり１０^７個体接種し、比較例１１は根粒菌を１ポット当たり１０^７個体接種し、比較例１２はアゾスピリラム菌と根粒菌を１ポット当たり１０^７個体接種した。試験例５は、前記試験例１の微生物製剤（ピートモス９重量部に石炭灰１重量部を加え、水分量を５０％に調製し、アゾスピリラム菌と根粒菌を担体１ｇ当たりそれぞれ１０^７個体になるように添加、混合したもの）を１ポット当たり１ｇ接種し、比較例１３では、ピートモス９重量部に石炭灰１重量部を加え、水分含量を５０％に調製したものを１ポット当たり１ｇ接種した。
【００３３】
これらのポットは、種子が発芽してから１ポット当たり１本になるように間引きを行い、１日１回潅水し、１か月生育させた。生育１か月の時点で苗を全て引き抜き、根に付いた土を水洗し、地上部と根部を切り分けた後、茎長を測定した。その後、試料と地上部と根とを別々に１１０℃で３日間乾燥させ、各々の重量を測定した。それらの結果を表３に示す。表中の各数値は、比較例９の値を１００とした相対値で示したものである。また、Ｔ／Ｒ率は、根重に対する地上重の比である。
【００３４】
【表３】

【００３５】
この結果から、本発明の微生物製剤は、エダマメに対して顕著な成長促進効果を有することが明らかである。
【００３６】
＜５＞エダマメに対する収量増加作用
エダマメ（品種：サッポロミドリ）を、関東ローム層の畑で栽培した。栽培期間は１９９４年４月２５日〜７月２０日であった。まず、底部が網目になっている３０ｃｍ×４０ｃｍのプラスチックバットに人工培土（呉羽化学社製クレハ園芸培土）を４Ｌ入れ、種子を１バット当たり６０粒播種した。本葉２枚になるまでバットで生育させ、畑に移植した。その際、比較例１４は、苗をそのまま植え付け、比較例１５は苗の植え付け穴に１穴当たりアゾスピリラム菌を１０^７個接種し、比較例１６は１穴当たり根粒菌を１０^７個体接種し、比較例１７はアゾスピリラム菌と根粒菌をそれぞれ１穴当たり１０^７個体づつ接種した。また、試験例６は、試験例１と同様に調製した微生物製剤を１穴当たり１ｇづつ接種し、比較例１８は、比較例１３と同様に調製した担体を１穴当たり１ｇづつ接種した。各区共に、１区４０本づつ３反復とした。
【００３７】
その後、通常の管理により栽培を行い７月２０日に収穫した。収穫時に各苗ごとに果実を全て取り、その果実の総重量を測定後、莢中に種子が１粒入っているものと２、３粒入っているものに分け、それぞれの重さを測定した。その結果を示したのが表４である。ここで各数値は比較例１４での値を１００とした相対値で示してある。
【００３８】
【表４】

【００３９】
この結果から明らかなように、本発明の微生物製剤は、エダマメに対して顕著な収量増加効果を有している。
【００４０】
【発明の効果】
本発明により、マメ科植物に対し優れた成長促進効果及び収量増加効果を有し、かつ、保存安定性に優れた微生物製剤を提供することができる。

Claims

アゾスピリラム菌及び根粒菌を、水分量５０％〜９０％の担体に担持させたマメ科植物用微生物製剤。
担体が有機物担体であることを特徴とする請求項１記載のマメ科植物用微生物製剤。
アゾスピリラム菌及び根粒菌を、それぞれ担体１ｇ当たり１０^５〜１０^８個細胞づつ含有することを特徴とする請求項１又は２記載のマメ科植物用微生物製剤。
アゾスピリラム菌の細胞数に対する根粒菌の細胞数の比率が、０．１〜１０であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のマメ科植物用微生物製剤。
ｐＨが５．５〜８．０の範囲に調整されたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のマメ科植物用微生物製剤。
担体の一部として、石炭灰を微生物製剤全量に対して５〜３０重量％含有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のマメ科植物用微生物製剤。