JP5963143B2 - きゅうりうどん粉病の防除薬及び防除方法 - Google Patents

Description

本発明は、きゅうりうどん粉病の防除薬及び防除方法に関する。

うどん粉病は、ウドンコカビ科（Erysiphaceae）の純活物寄生菌による植物病害であり、野菜などの農作物の栽培における重要な病害の一つである。現状、うどん粉病の防除は、化学農薬に頼ることが多い。しかし、化学農薬の環境中への残留、環境ホルモンとしての作用など地球環境への悪影響が懸念されている。

非特許文献１では、地球環境への影響を考慮して、イチゴうどん粉病にフェントン試薬を用いた例が開示されている。ここでは、光フェントン反応により、活性酸素種であるＯＨラジカルを発生させ、ＯＨラジカルの高い反応性、酸化力により、イチゴうどん粉病の治療等について開示されている。

佐久川容子；光フェントン反応で生成するＯＨラジカルによるイチゴうどん粉病の防除効果；日植病報７４，１１０−１１３，２００８

非特許文献１のフェントン試薬は、ＯＨラジカル発生量について改善の余地があった。

本発明は上記事項に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、多量のＯＨラジカルを発生させ得るきゅうりうどん粉病の防除薬及び防除方法を提供することにある。

本発明の第１の観点に係るきゅうりうどん粉病の防除薬は、
３価鉄イオン、過酸化水素及びシュウ酸塩を含有し、
ｐＨが３．５〜４．６であり、
きゅうりうどん粉病の予防又は治療に用いられる、
ことを特徴とする。

また、ｐＨが３．８〜４．３であることが好ましい。

本発明の第２の観点に係るきゅうりうどん粉病の防除方法は、
本発明の第１の観点に係るきゅうりうどん粉病の防除薬をきゅうりに散布して、きゅうりうどん粉病を予防又は治療する、
ことを特徴とする。

本発明に係るきゅうりうどん粉病の防除薬では、ＯＨラジカルを多量に発生させることができ、きゅうりうどん粉病の予防又は治療に有効である。

実験１における発病度を示すグラフである。 図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、防除薬処理区、フェナリモル処理区、コントロール処理区の葉の状態を示す写真である。 実験２における保護効果を示すグラフである。 実験３において、（Ａ）は試薬散布前の相対発病度、（Ｂ）は試薬散布後の相対発病度を示すグラフである。 実験４における防除薬のｐＨとＯＨラジカル発生速度との関係を示すグラフである。

本実施の形態に係るうどん粉病の防除薬（以下、単に防除薬と記す）及び防除方法について説明する。本実施の形態に係るうどん粉病の防除薬は、３価鉄イオン、過酸化水素及びシュウ酸塩から構成される。

防除薬のｐＨは３．５〜４．６であり、より好ましくは３．８〜４．３である。上記ｐＨ範囲であれば、ＯＨラジカルを多量に発生させられる。なお、非特許文献１におけるフェントン試薬では、擬似露水のｐＨ５．４に近い４．８である。後述の実施例にて、ｐＨが高過ぎるとＯＨラジカルの発生量を高めることができない。また、ｐＨが低過ぎてもＯＨラジカルの発生量も高くならないともに、酸性度が高くなると、植物にダメージを与えるおそれもある。

本実施の形態に係る防除薬は、光が照射されると光フェントン反応によりＯＨラジカルが生成する。防除薬におけるＯＨラジカル（・ＯＨ）の発生メカニズムは以下のように考えられる。
Ｆｅ^３＋−oxalate complexes＋light→Ｆｅ^２＋＋２ＣＯ_２ …（式１）
ＨＯＯＨ＋Ｆｅ^２＋→・ＯＨ＋Ｆｅ^３＋＋ＯＨ⁻ …（式２）

光フェントン反応により生成したＯＨラジカルは反応性が高く、ラジカル反応によって電子を奪い、うどん粉病菌のＤＮＡ鎖やタンパク質などを損傷させることが考えられる。

また、うどん粉病に感染した植物へ防除薬を散布等により供給することで、ＯＨラジカルがうどん粉病菌の胞子に直接作用し、強い酸化力による殺菌作用や静菌作用により、発病を抑制するものと考えられる。

また、防除薬は植物のうどん粉病への感染を保護することから、植物にＯＨラジカルを外部から与えた場合、植物体内で病害に対する抵抗性を制御・誘導するシグナルとして作用していることも考えられる。

上記の防除薬は、解離して３価鉄イオンが生じる鉄化合物、過酸化水素及びシュウ酸塩を水に加えて調製することで得られる。また、上記ｐＨとするべく、ｐＨ調整剤が添加される。

解離して３価鉄イオンが生じる鉄化合物として、例えば、塩化第２鉄（ＦｅＣｌ_３）、硫酸第２鉄（Ｆｅ_２（ＳＯ_４）_３）等が挙げられる。

シュウ酸塩として、シュウ酸ナトリウム、シュウ酸カリウムなどが挙げられる。また、シュウ酸がそのまま用いられてもよい。また、シュウ酸塩としてシュウ酸鉄（Ｆｅ_２（Ｃ_２Ｏ_４）_３）が用いられる場合、別途、３価鉄イオンが生じる鉄化合物が添加されていなくてもよい。

また、ｐＨ調整剤として、植物に害を与えない物質（例えば、硫酸や水酸化ナトリウム）が用いられる。

過酸化水素の濃度は３０〜７０ｍＭ、より好ましくは４０〜６０ｍＭであることが好ましい。過酸化水素の濃度が低いとＯＨラジカルの発生量が減少する。一方、過酸化水素の濃度が高いと植物へダメージを与えてしまう。

なお、植物へ供給する前に過酸化水素とＦｅ^３＋との反応を抑えるべく、過酸化水素水とＦｅ^３＋、シュウ酸塩及びｐＨ調整剤を含有する水溶液とに分けて調製しておき、そして、植物へ供給する直前に、これらを混合して防除薬を調製して植物に供給するとよい。

植物への防除薬の供給は、葉や茎へ噴霧等による散布にて供給すればよい。防除薬の供給は、植物の病状に応じて供給すればよいが、一定期間おきに散布しておくことでうどん粉病への感染から保護することができる。また、防除薬は、キュウリ等、種々の植物へ適用できる。

下記実験１〜実験３では、キュウリを栽培し、キュウリうどん粉病に対する防除薬の治療効果、保護効果について検証した。

下記実験１〜実験３における実験条件を以下に示す。紫外線及び可視光線のいずれもが透過するシート（商品名：Ｆ−ＣＬＥＡＮ，旭硝子製）で金属枠を覆い、植物栽培チャンバーを構築した。この植物栽培チャンバーを国立大学法人広島大学キャンパスの平らな場所に設置した。この植物栽培チャンバー内でキュウリの種子を播種し育てた。二回／週の割合で肥料を含有する水を与えた。

下記実験１〜実験３は２００８年の秋に行った。この期間の平均気温は、日中が２３±２℃、夜間が１９±２℃、１日の日照時間が約１４時間、相対湿度は７６．２〜８０％であり、うどん粉病の感染に適している。各日の終わりには、うどん粉病原菌（Ｓｐｈａｅｒｏｔｈｅｃａ ｆｕｌｉｇｉｎｅａ）をプロモートすべく、温室の土に水を散布し湿度を上げた。

うどん粉病原菌の接種には、それぞれの植物の上部の葉に病原菌の懸濁液を噴霧することで行った。うどん粉病原菌は、広島県立総合技術研究所農業技術研究センターから提供されたものを用いた。

キュウリは、いずれも３つの処理区に分け、各処理区に対し、異なる液体をそれぞれ５０ｍＬ噴霧した。各液体の噴霧は早朝に行った。各液体の噴霧は、ファインノズルが取り付けられた電子スプレー装置（ＢＳ−４０００、藤原産業）で行った。また、これらの全ての噴霧は、それぞれのキュウリの葉の上面に行った。

３つの処理区にそれぞれ、噴霧した液体を以下に記す。なお、防除薬のｐＨの調整には、硫酸を用いた。
・防除薬（５０ｍＭ ＨＯＯＨ，０．７ｍＭ Ｆｅ^３＋，３ｍＭ シュウ酸；ｐＨ４．０）
・フェナリモル（市販されている殺菌剤）
・純水（Ｍｉｌｌｉ−Ｑ Ｗａｔｅｒ）
以下、防除薬を噴霧した処理区を防除薬処理区、フェナリモルを噴霧した処理区をフェナリモル処理区、純水を噴霧した処理区をコントロール処理区と記す。

発病度、相対発病度、保護効果は式３〜式５を用いてそれぞれ算出した。
・発病度（％）＝１００×Σ（葉数×発病程度）／（４×全調査葉数）…（式３）
・保護効果（％）＝１００×（ＤＴ／ＤＣ）…（式４）
・相対発病度（％）＝１００×［（ＤＴ−ＤＣ）／ＤＣ］…（式５）
なお、上式中、発病程度は、０〜４の数であり、ここで、０〜４の数は、０：発病無し、１：発病面積が０．１〜５％、２：発病面積が５．１〜２０％、３：発病面積が２０．１〜４０％、４：発病面積が４０．１〜１００％である。また、上式中、ＤＣは、コントロール処理区の発病度を示し、ＤＴは、防除薬処理区或いはフェナリモル処理区の発病度を示す。

（実験１）
既にキュウリうどん粉病に感染しているキュウリについて、防除薬による治療効果を検証した。

キュウリうどん粉病に罹患しているキュウリに、週に一回（実験開始の初日、実験開始から７日目及び１４日目）、それぞれの液体を噴霧した。噴霧は、１植物当たり１０枚の葉（うどん粉病に感染した症状の葉）に行った。

そして、実験開始の初日、４日目、７日目、１１日目、１４日目、１８日目、２１日目に、それぞれの病状を観察して記録し、上記式３を用い、それぞれの発病度を算出した。

それぞれの処理区の発病度の結果を図１に示すとともに、実験開始から２１日目におけるそれぞれの処理区の葉の様子を図２に示す。

図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、防除薬処理区及びフェナリモル処理区は、ほとんど病状は観察されなかった。一方、図２（Ｃ）に示すように、コントロール処理区の葉には病状が観察された。

そして、図１の発病度の結果を見ると、コントロール処理区の発病度は日ごとに高くなり、最終的に１００％であった。一方、防除薬処理区、フェナリモル処理区の発病度は、徐々に低くなっていった。フェナリモル処理区では発病度が６７％から１７％へ、防除薬処理区では発病度が６７％から３５％へとそれぞれ減少した。

この結果から、フェナリモルとほぼ同様に、防除薬はうどん粉病に感染したキュウリの治療に対して効果があることがわかる。

（実験２）
キュウリうどん粉病に感染していない健全なキュウリに対し、フェントン試薬散布によるうどん粉病の予防効果について検証した。

健全なキュウリにそれぞれ液体を噴霧した。液体の噴霧は、１固体当たり１０枚の葉の上側表面に行った。そして、各処理区について、液体を噴霧してから１日後、４日後、７日後にうどん粉病原菌を接種した。

そして、うどん粉病原菌の接種から１１日後、２０日後に、実験１と同様にして病状を調べ、上記式４を用い、それぞれの保護効果を算出した。

保護効果の結果を図３に示す。なお、図３中、Ａ１〜Ｆ２の処理区、病原菌接種時期、観察・記録時期の対応関係は表１の通りである。

図３を見ると、保護効果はいずれも、防除薬、フェナリモルの噴霧１日後＞噴霧４日後＞噴霧７日後となっており、噴霧から日数が経過していないほど保護効果は高かった。

（実験３）
上記実験２でキュウリうどん粉病を感染させたキュウリについて、防除薬による治療効果を検証した。

実験２における病原菌を接種してから２０日目のキュウリをそのまま用いた。それぞれの処理区に対応する液体を葉の表面に噴霧した。即ち、実験２における防除薬処理区のキュウリに対しては防除薬を、フェナリモル処理区のキュウリに対してはフェナリモルを、コントロール処理区のキュウリには純水をそれぞれ噴霧した。

そして、噴霧から７日後に、病状を観察、記録し、式５を用いて相対発病度を算出した。

その結果を図４に示す。図４（Ａ）が液体噴霧前の相対発病度、図４（Ｂ）が液体噴霧して７日目の相対発病度である。なお、図４（Ａ）、図４（Ｂ）中、Ａ２〜Ｆ２は、上記表１に対応している。

図４から、防除薬処理区、フェナリモル処理区のいずれも、相対発病度は低下しており、フェナリモル同様に、防除薬についても治療効果が認められた。

以上の実験結果から、本実施の形態に係る防除薬は、市販の殺菌剤であるフェナリモル同様に、キュウリうどん粉病の感染から保護できるとともに、感染後でも治療が可能であることが立証された。

（実験４）
防除薬のｐＨによるＯＨラジカル発生量について検証した。

水に過酸化水素（５０μＭ）、Ｆｅ_２（ＳＯ_４）_３（０．７μＭ）、シュウ酸ナトリウム（３μＭ）を加え、ｐＨが異なる６種（ｐＨはそれぞれ１．７５、３．４５、４．０５、５．６０、６．２０、７．３０）の防除薬を調整した。ｐＨの調整には硫酸、水酸化ナトリウムを用いた。

３００Ｗキセノンランプ及び３００ｎｍより小さい波長を制限する硝子フィルター（Oriel, AM0及びAM1.0）が装着されたソーラーシミュレータ（Oriel, Model 81160-1000）を使用して各溶液に光を照射し、ＯＨラジカルを発生させた。

各溶液におけるＯＨラジカル生成速度は、ケミカルトラップ試薬としてベンゼン、光照射装置としてソーラーシミュレータ（Oriel, Model 81160-1000）を用いたＨＰＬＣ方法（Arakaki et al.; Measurement of photo-chemically formed hydroxy radical in rain and dew waters; Nippon Kagaku Kishi 1998, Vol.9, p.619-625）に基づいて決定した。

その結果を図５に示す。ｐＨが３．５〜４．６におけるＯＨラジカル生成速度が１５μＭ／ｈ以上と高いことがわかる。そして、ｐＨ４付近、３．８〜４．３におけるＯＨラジカル生成速度がより高く、好ましい防除薬のｐＨであることがわかる。

上記のように、うどん粉病の防除薬は光フェントン反応によりＯＨラジカルを多量に発生させることができ、植物のうどん粉病への感染の予防や、うどん粉病に感染した植物の治療に有効である。また、化学農薬のように地球環境に悪影響を与えることもない。したがって、キュウリをはじめ野菜等の植物栽培を行う農産業への利用が期待される。

Claims (3)

1. ３価鉄イオン、過酸化水素及びシュウ酸塩を含有し、
   ｐＨが３．５〜４．６であり、
   きゅうりうどん粉病の予防又は治療に用いられる、
   ことを特徴とするきゅうりうどん粉病の防除薬。
2. ｐＨが３．８〜４．３である、
   ことを特徴とする請求項１に記載のきゅうりうどん粉病の防除薬。
3. 請求項１又は２に記載のうどん粉病の防除薬をきゅうりに散布して、きゅうりうどん粉病を予防又は治療する、
   ことを特徴とするきゅうりうどん粉病の防除方法。