JPWO2015041336A1 - 有益微生物を活用した水耕栽培方法 - Google Patents

Abstract

化学肥料や化学合成農薬を使用しない、またはこれらの使用量を削減できる水耕栽培方法を提供する。本発明は、菌根菌とそのパートナー細菌のような有益微生物を活用した水耕栽培方法であって、菌根菌とそのパートナー細菌が生息しやすいパートナー植物を作物の間に育てることや、これら有益微生物が増殖しやすい環境を作り出すことができる水耕栽培装置を使用することによって、作物の収量や品質を高めることができ、化学肥料や化学合成農薬の使用量の削減、ないしは不要が可能となる。

Description

本発明は、例えば、菌根菌とそのパートナー細菌を活用した水耕栽培方法に関する。

菌根菌は、植物の根に感染し、植物から光合成産物を得る見返りに、植物に養水分の供給、環境ストレス耐性や病害虫抵抗性の付与などに貢献する土壌共生微生物である。菌根菌の中でも、特にアーバスキュラー菌根菌（ＡＭＦ）は、ほぼ全ての陸生植物と共生関係を築くことができるので、この菌の機能や役割を踏まえて効果的な活用法を考えることにより、化学肥料や化学合成農薬の使用量の削減、ないしは不要が可能となり、安心・安全で持続可能な食糧を増産できることが期待される。

最近、ＡＭＦの胞子内やその周辺に生息するパートナー細菌は、ＡＭＦの菌糸生長を促進し、リン溶解能や窒素固定能、植物病原菌に対する拮抗作用を有していることが明らかになっている（例えば、非特許文献１および２参照）。

また、サラダナの水耕栽培におけるパートナー植物の一つであるバヒアグラスおよびＡＭＦの導入について調査したところ、バヒアグラスの導入はサラダナの生育に悪影響を及ぼさないか、わずかに生育を抑制する傾向がみられること、および、低温などのストレスによってサラダナとバヒアグラスとの間に養分競合が発生しやすい場合にはＡＭＦの活用によって、その競合が緩和されることが明らかとされている（例えば、非特許文献３参照）。

クルス アンドレ フレイリ、外４名、「アーバスキュラー菌根菌、Ｇｉｇａｓｐｏｒａ ｍａｒｇａｒｉｔａの胞子から分離した細菌は菌根菌菌糸生長を促進し、リン溶解能および窒素固定能を有す」、園芸学研究、園芸学会、２０１０年、第９巻（別１）、ｐ．２６５． 石井孝昭、「アーバスキュラー菌根菌およびその菌に関連する微生物とパートナー植物を活用した土壌管理に関する研究」、ＩＦＯ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、発酵研究所、２０１２年、第２６巻、ｐ．８７−１００． 三輪由佳、外２名、「サラダナの水耕栽培におけるバヒアグラスの利用」、園芸学研究、園芸学会、２００８年、第７巻（別１）、ｐ．３４５．

しかしながら、ＡＭＦとそのパートナー細菌、並びにこれら有益微生物の増殖を助けるパートナー植物を活用した体系的な水耕栽培技術はこれまで全く報告されていない。また、水耕栽培下におけるＡＭＦとそのパートナー細菌、並びにパートナー植物の活用が作物生産量や、例えば、果実品質等の品質に及ぼす影響について調査した研究報告もみられない。

そこで本発明は、ＡＭＦとそのパートナー細菌、並びにそれらのパートナー植物を用い、収量や品質に好影響を及ぼす水耕栽培方法を提供することを目的とする。

この課題を解決するため、請求項１にかかる本発明は、菌根菌とパートナー細菌である有益微生物とを活用した作物の水耕栽培方法であって、前記菌根菌およびパートナー細菌が生息しやすいパートナー植物を前記作物間に育てる、ことを特徴とする水耕栽培方法である。

請求項２は、請求項１の水耕栽培方法において、前記菌根菌は、アーバスキュラー菌根菌であって、前記作物の水耕栽培開始前にあらかじめ前記作物または前記パートナー植物に感染させる、ことを特徴とする。

請求項３は、請求項１または２の水耕栽培方法において、前記パートナー細菌は、前記菌根菌の胞子内やその胞子周辺に生息するものであり、前記菌根菌の菌糸生長を促進させ、リン溶解能、窒素固定能、および植物病原菌に対する拮抗作用を有する、ことを特徴とする。

請求項４は、請求項１ないし３のいずれかの水耕栽培方法において、前記パートナー植物は、前記菌根菌の菌糸ネットワーク形成を促進させ、かつ前記パートナー細菌が根周辺で生息しやすく増殖を助け、前記作物の生育に悪影響を及ぼさないものである、ことを特徴とする。

請求項５は、請求項１ないし４のいずれかの水耕栽培方法において、前記菌根菌およびパートナー細菌が増殖しやすく、前記作物の根から溶出する植物生長抑制物質を除去できる養液循環方式であって、水温が調整可能な水耕栽培装置を用いる、ことを特徴とする。

請求項６は、請求項１ないし５のいずれかの水耕栽培方法において、前記パートナー細菌であらかじめ腐熟させた有機物による有機液体肥料を用いる、ことを特徴とする。

請求項７は、請求項１ないし６のいずれかの水耕栽培方法において、前記パートナー細菌は、Ｂａｃｉｌｌｕｓ属、Ｐａｅｎｉｂａｃｉｌｌｕｓ属又はＰｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ属である、ことを特徴とする。

請求項８は、請求項１ないし７のいずれかの水耕栽培方法において、前記パートナー植物は、菌根植物である、ことを特徴とする。

請求項９は、請求項５の水耕栽培方法において、前記水耕栽培装置は、ゼオライト又は炭を装備している、ことを特徴とする。

請求項１０は、請求項６の水耕栽培方法において、前記有機物は、緑肥などの有機液体肥料である、ことを特徴とする。

請求項１１は、請求項１０の水耕栽培方法において、前記有機液体肥料は、マメ科植物の茎葉又はイネ科植物の茎葉などの有機物を加えて腐熟させたものである、ことを特徴とする。

本発明によれば、菌根菌とそのパートナー細菌を活用する作物の水耕栽培方法であって、菌根菌およびパートナー細菌が生息しやすいパートナー植物を作物間に育てて、作物の生育を助け、収量を増加させ、作物の品質を向上できるとともに、病害抵抗性や環境ストレス耐性を付与できる。

本発明の実施例１に係る水耕栽培方法下におけるアーバスキュラー菌根菌とそのパートナー細菌、並びにパートナー植物が作物の生育に及ぼす影響を示す表であって、対照区は慣行水耕栽培方法、アーバスキュラー菌根菌（ＡＭＦ）＋パートナー細菌（ＰＢ）＋パートナー植物（ＰＰ）区は本発明に係る水耕栽培方法である。 上記実施例１の１例として、本発明に係る水耕栽培方法下におけるアーバスキュラー菌根菌（ＡＭＦ）とそのパートナー細菌（ＰＢ）、並びにパートナー植物（ＰＰ）がピノグリーンの生育に及ぼす影響（移植１か月後）を示す写真であって、左側２本は慣行水耕栽培方法で、右側２本はＡＭＦ＋ＰＢ＋ＰＰ区を示す。 上記実施例１の水耕栽培方法下におけるアーバスキュラー菌根菌感染バヒアグラス（パートナー植物の一つ）（矢印）の利用方法の１例を示す写真である。 上記実施例１の水耕栽培方法下におけるバヒアグラス（パートナー植物の一つ）の根に絡み合って伸長しているアーバスキュラー菌根菌（ＡＭＦ）菌糸を示す写真である。 上記実施例１の１例として、本発明に係る水耕栽培方法下におけるアーバスキュラー菌根菌（ＡＭＦ）＋パートナー細菌（ＰＢ）＋パートナー植物（ＰＰ）処理区におけるピノグリーンの菌根（ｘ１００）（水耕栽培開始１か月後）を示す顕微鏡写真である。 上記実施例１の水耕栽培方法下におけるアーバスキュラー菌根菌（ＡＭＦ）＋パートナー細菌（ＰＢ）＋パートナー植物（ＰＰ）処理区の培養液中のパートナー細菌を培養１日後、ＵＶ照射下で観察した写真である。 上記実施例１の１例として、本発明に係る水耕栽培方法下におけるアーバスキュラー菌根菌（ＡＭＦ）＋パートナー細菌（ＰＢ）＋パートナー植物（ＰＰ）処理区におけるピノグリーン根のパートナー細菌の生息状況を水耕栽培開始１か月後、ＵＶ照射下で観察した顕微鏡写真である。 本発明の実施例２に係る水耕栽培方法下におけるアーバスキュラー菌根菌（ＡＭＦ）とそのパートナー細菌（ＰＢ）、並びにパートナー植物（ＰＰ）がトマトの生育に及ぼす影響（移植約１か月後）を示す写真であって、左側が慣行水耕栽培方法（対照区）で、右側がＡＭＦ＋ＰＢ＋ＰＰ区である。 上記実施例２の１例として、本発明に係る水耕栽培方法下におけるアーバスキュラー菌根菌（ＡＭＦ）とそのパートナー細菌（ＰＢ）、並びにパートナー植物（ＰＰ）がトマトの果実品質に及ぼす影響（移植約２か月後）を示す表であって、対照区が慣行水耕栽培方法、ＡＭＦ＋ＰＢ＋ＰＰ区が本発明に係る水耕栽培方法である。 本発明の実施例３に係る水耕栽培方法下における緑肥および化学肥料がアーバスキュラー菌根菌（ＡＭＦ）とそのパートナー細菌（ＰＢ）接種のサラダナの生長に及ぼす影響を示す表であって、化学肥料使用（慣行水耕栽培方法）の常法濃度（化学肥料１）区と、その半分の濃度（化学肥料１／２）区と比較し、常法濃度区と同様な電気伝導度（ＥＣ）値にした緑肥１区とその半分の濃度（緑肥１／２）区におけるサラダナの生育を対比したものである。 本発明の実施例４に係る水耕栽培方法におけるアーバスキュラー菌根菌（ＡＭＦ）とそのパートナー細菌（ＰＢ）並びにパートナー植物（ＰＰ）を用いた有機液肥の水耕栽培がネギの生長に及ぼす影響を示す写真である。 上記実施例４に係る水耕栽培方法におけるアーバスキュラー菌根菌（ＡＭＦ）とそのパートナー細菌（ＰＢ）並びにパートナー植物（ＰＰ）を用いた有機液肥の水耕栽培がシュンギクおよびネギの菌根感染率および生長に及ぼす影響を示す表である。

本発明の一実施形態に係る水耕栽培方法は、菌根菌とそのパートナー細菌のような有益微生物を活用する栽培法である。そして、菌根菌とそのパートナー細菌が生息しやすい間作植物（パートナー植物）を作物の間に育てる（間作）方法を活用する。このような活用法と有益微生物が増殖しやすい環境を作り出すことができる水耕栽培装置を用いることによって、作物の収量や品質を高めることができ、化学肥料や化学合成農薬を使用しない、またはこれらの使用量を削減できるものである。

菌根菌は、特にほぼ全ての植物と共生関係を築き上げるアーバスキュラー菌根菌（ＡＭＦ）であって、水耕栽培開始前の播種時や挿木時に菌根菌胞子を含む接種源を処理し、あらかじめ作物や間作植物に感染させる。そして、菌根形成がみられる接種１−２週間後に水耕栽培装置用の発泡スチロールの穴にスポンジで作物の苗をくるんではめ込み移植し、水耕栽培装置の液面にセットして栽培を開始する。

パートナー細菌（ＰＢ）は、Ｂａｃｉｌｌｕｓ属、Ｐａｅｎｉｂａｃｉｌｌｕｓ属、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ属などの人畜に害を及ぼさない細菌で、菌根菌の胞子内やその胞子周辺に生息するものであって、菌根菌の菌糸生長を促進させ、リン溶解能や窒素固定能、植物病原菌に対する拮抗作用などを有しているものである。

パートナー植物（ＰＰ）は、バヒアグラスのような菌根植物であって、菌根菌の菌糸ネットワーク形成を促進させるものであり、かつそのパートナー細菌が根周辺で生息しやすく、その増殖を助けるものであり、さらに作物の生育などに悪影響を及ぼさないものである。

水耕栽培装置は、水温を２０〜２５℃前後に調整可能とされており、菌根菌とそのパートナー細菌が増殖しやすく、植物の生育などに悪影響を及ぼさない環境を作り出せるように、根から溶出する植物生長抑制物質を除去できるゼオライト、炭などを装備した養液循環方式のものが望ましい。

水耕栽培に用いる肥料には、化学肥料の代わりに、あらかじめパートナー細菌、乳酸菌、酵母などで腐熟させた有機物、例えば緑肥からの有機液体肥料が望ましい。特に、有機物としては、有害な物質を含まない有機物であるとともに、カラスノエンドウ、レンゲ、クローバー、ダイズなどのマメ科植物の茎葉や、これらにイネ科植物の茎葉などを加えて腐熟させた緑肥からの発酵液が良い。

以上により、本発明の一実施形態によれば、菌根菌とそのパートナー細菌が生息しやすいパートナー植物を作物の間に植えることによって、有益微生物が増殖しやすい環境を作り出すことができる。また同時に、有益微生物が増殖しやすい環境を作り出すことができる水耕栽培装置を用いることにより、化学肥料や化学合成農薬を使用しない、またはこれらの使用量を著しく削減させて不要としても作物の育成を旺盛にさせることができる。

すなわち、水耕栽培下においても、菌根菌とそのパートナー細菌の活用は、作物の生育を助け、収量を増加させ、その品質を向上できるとともに、病害抵抗性や環境ストレス耐性を付与できる。

特に、菌根菌が一般に感染しにくいといわれているアブラナ科作物にあっても、菌根菌はそれらの根にいくらか感染し、作物の生育を旺盛にさせるので、収量増加や品質向上ができるとともに、病害抵抗性や環境ストレス耐性をも付与できる。また、水耕栽培開始前にあらかじめ作物やパートナー植物に菌根菌を感染させておくことにより、作物の生育促進、収量の増加、品質の向上をより効率良くでき、病害抵抗性や環境ストレス耐性をより付与できる。

また、菌根菌の菌糸生長を促進し、リン溶解能や窒素固定能、植物病原菌に対する拮抗作用を有しているパートナー細菌は、作物およびパートナー植物の根表面やその周辺に多数生息するので、作物の養分吸収を助けるとともに、根の健全性などを付与できる。

さらに、根から溶出する植物生長抑制物質を除去できるゼオライト、炭などを装備した養液循環方式で水温が調整可能な水耕栽培装置を用いることにより、菌根菌とそのパートナー細菌を増殖しやすくでき、作物やパートナー植物の生育などに悪影響を及ぼさない環境を作り出すことができる。

また、化学肥料の代わりに、あらかじめパートナー細菌などで腐熟させた有機物、例えば緑肥からの有機液体肥料を用いることにより、水耕栽培下でも完全有機栽培が可能となり、安心・安全な作物を増産することができる。

＜本発明の水耕栽培方法における野菜の生育＞
次に、上記水耕栽培方法の実施例１として、８種類の野菜を用いた実験例について説明する。

アップルミント（Ｍｉ）をバーミキュライト入りの育苗箱に挿木するとともに、サラダナ（Ｓａ）、ルッコラ（Ｒｕ）、レッドマスタード（Ｒｍ）、レッドカラシナ（Ｒｋ）、チンゲンサイ（Ｔｉ）‘武帝’、コマツナ（Ｋｏ）‘蔵王’およびピノグリーン（Ｐｉ）をバーミキュライトに播種した。その直後に、パートナー細菌（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｓｐ．（ＫＣＩＧ００１）ＮＢＲＣ１０９６１３）が共存するＡＭＦ（Ｇｌｏｍｕｓ ｃｌａｒｕｍ （ＩＫ９７）接種源（胞子約９００個）を接種した。なお、対照区として無接種のものも用意した。

これらを約２週間育成させた後、循環式水耕栽培装置（颯爽工業（株）製ＡＱＵＡ ＶＩＴＴＯＮ）２機を用い、これら２機のそれぞれに大塚一号７００ｇおよび大塚二号４６５ｇを含む養液（水道水で２．８ｍ^３）を作り、両区の苗を装置に移植した。特に、ＡＭＦを接種した区ではパートナー植物として予めＡＭＦを接種しておいたバヒアグラスも作物ごとに、１パネル（８９．５ｃｍ×５４．８ｃｍ×４．３ｃｍ)に付き２苗を移植した（ＡＭＦ＋ＰＢ＋ＰＰ区）。なお、両区の水温は２５℃とした。

移植した１か月後、供試作物を収穫し、全生体重および根生体重を測定した。同時に根の先端部を採取し、菌根感染率の測定およびＵＶ照射下でのパートナー細菌の観察に用いた。

また両区の養液を採取し、ニッスイ寒天培地上での細菌のコロニー観察を行った。培養条件は２５℃の暗黒とし、培養１日後、シャーレ上のコロニーをＵＶ照射下で観察した。

その結果、いずれの供試野菜でも、対照区と比べて、ＡＭＦ＋ＰＢ＋ＰＰ区で生育が良好となった。特に、図１に示すように、Ｍｉ、ＳａおよびＲｕでは全生体重および根生体重が、Ｋｏ、Ｐｉ、ＲｍおよびＲｋでは全生体重が有意に高くなった。ここで、図１中の数値は、平均値±標準誤差（ＲｕおよびＳａはｎ＝６、他はｎ＝４）を示している。また、Ｐｉの生育状態を図２に示す。

ＡＭＦ＋ＰＢ＋ＰＰ区では、図３に示すように、パートナー植物の一つであるバヒアグラスをいずれの野菜の間にも植え付けた。そのバヒアグラスの根に感染したＡＭＦは、図４に示すように、養液中で旺盛に菌糸を伸ばしていた。

また、ＡＭＦ＋ＰＢ＋ＰＰ区では、図１に示すように、いずれの野菜の根にも菌根が形成されていた。図５は、Ｐｉの菌根を示す。

ＡＭＦ＋ＰＢ＋ＰＰ区の養液中では、図６に示すように、パートナー細菌が大量に増殖し、図７に示すように、根に多数付着し生息していた。すなわち、図６および図７に示すように、左側の慣行水耕栽培方法（対照区）は、ＵＶ照射下で根が蛍光を示さないが、右側のＡＭＦ＋ＰＢ＋ＰＰ区は、ＵＶ照射菓子等で根に蛍光がみられ明るく観察されている。

これらの結果、水耕栽培下でもＡＭＦとそのパートナー細菌の活用は作物の生育を助け、収量増加に大いに貢献することが明らかとなった。特に、ＡＭＦが一般に感染しにくいといわれているアブラナ科作物においてもそれらの生育が旺盛になっていた。この原因は、ＡＭＦがそれらの作物の根にいくらか感染するとともに、パートナー細菌がそれらの根の周辺で多数生息し、リン溶解能、窒素固定能、根の健全性などに大きく関与していると考えられる。

＜本発明の水耕栽培方法におけるトマトの生育と果実品質＞
次に、上記水耕栽培方法の実施例２として、トマトを用いた実験例について説明する。

トマトをバーミキュライトに播種した直後、上記実施例１と同様に、パートナー細菌（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｓｐ．（ＫＣＩＧＣ０１）ＮＢＲＣ１０９６１３）が共存するＡＭＦ（Ｇｌｏｍｕｓ ｃｌａｒｕｍ （ＩＫ９７）接種源（胞子約９００個）を接種した。なお、対照区として無接種のものも用意した。

これらを約２週間育成した後、上記実施例１と同様の方法で水耕栽培を行った。

移植した約２か月後、トマト果実を収穫し、果実品質、特に糖と酸を分析した。なお、糖含量は屈折糖度計で、酸含量は滴定酸度法で測定し、クエン酸に換算して求めた。

その結果、図８に示すように、トマトの生育は、対照区と比べて、ＡＭＦ＋ＰＢ＋ＰＰ区においてきわめて良好となった。ここで、図８中の左側が慣行水耕栽培方法（対照区）を示し、右側がＡＭＦ＋ＰＢ＋ＰＰ区を示している。

また、図９に示すように、ＡＭＦ＋ＰＢ＋ＰＰ区におけるトマト果汁中の糖含量は、対照区と比べて、著しく高く、酸含量は低くなったので、糖酸比が著しく高かった。ここで、図９中の各数値は、平均値±標準誤差（ｎ＝８）を示している。

＜本発明の水耕栽培方法における緑肥を用いた有機液体肥料の効果＞
次に、上記水耕栽培方法の実施例３として、化学肥料の代わりに緑肥からの有機液体肥料を用いた実験例について説明する。

サラダナをバーミキュライトに播種した直後、上記実施例１と同様に、パートナー細菌Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｓｐ．（ＫＣＩＧ００１）ＮＢＲＣ１０９６１３）が共存するＡＭＦ（Ｇｌｏｍｕｓ ｃｌａｒｕｍ （ＩＫ９７））接種源（胞子約９００個）を接種した。

これらを約２週間育成した後、上記実施例１と同様の化学肥料を用い、またその濃度も上記実施例１と同様にした常法濃度（化学肥料１）区とその半分の濃度（化学肥料１／２）区、並びに常法濃度区と同様な電気伝導度（ＥＣ）値にした緑肥１区とその半分の濃度（緑肥１／２）区を設けて、サラダナを移植した。

移植した約３週間後、サラダナを解体調査し、全生体重および根生体重を測定した。

その結果、図１０に示すように、化学肥料１区、緑肥１区および緑肥１／２区におけるサラダナの生育は良好であった。化学肥料１区では生長量が高い傾向にあったが、不揃いでばらつきが大きかった。また、化学肥料１／２区ではきわめて生育が悪かった。しかしながら、緑肥１区および緑肥１／２区ではサラダナの大きさが揃っており、その両区の生育量の差異も小さかった。ここで、図１０中の数値は、平均値±標準誤差（ｎ＝６）を示している。

＜本発明の水耕栽培方法における数種類の園芸作物の生育に及ぼす影響＞
次に、ＡＭＦ、ＰＢおよびＰＰを用いた化学液肥および有機液肥の水耕栽培が数種類の園芸作物の生育に及ぼす影響につき、ＡＭＦ、ＰＢおよびＰＰを利用しない慣行水耕栽培と比較した実験例について説明する。

（実験１）
４月２２日にミニトマト‘ステラ’、同年６月１日にサラダナをバーミキュライトに播種した直後、上記実施例１と同様に、ＰＢ（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｓｐ．（ＫＣＩＧ００１）ＮＢＲＣ１０９６１３）が共存するＡＭＦ（Ｇｌｏｍｕｓ ｃｌａｒｕｍ （ＩＫ９７）)接種源（胞子約９００個）を接種した。なお、対照（慣行）区として無接種のものも用意した。

循環式水耕栽培装置（颯爽工業（株）製ＡＱＵＡ ＶＩＴＴＯＮ)２機を用い、これら２機のそれぞれに化学液肥（水槽容量２．８ｍ^３に大塚一号７００ｇ、大塚二号４６５ｇを施与)を作り、これら装置へ、ＡＭＦ＋ＰＢ接種および無接種のミニトマト苗を同年５月１６日、ＡＭＦ＋ＰＢ接種および無接種のサラダナ苗を同年６月２５日に移植した。

ＡＭＦ＋ＰＢ接種苗では、ＰＰとして予めＡＭＦを接種しておいたバヒアグラスも作物ごとに、１パネル（８９．５ｃｍ×５４．８ｃｍ×４．３ｃｍ)に付き２苗移植した（ＡＭＦ＋ＰＢ＋ＰＰ区)。なお、両区の水温は２５℃とした。

その後、サラダナを同年７月２２日に収穫し、収穫したサラダナの全生体重および根生体重を測定した。同年７月２９日からミニトマトを順次収穫していき、収穫したミニトマトの全生体重、根生体重、糖度および酸度のそれぞれを測定した。また同時に、供試作物の根の先端部を採取し、菌根感染率の測定およびＵＶ照射下でのＰＢの観察に用いた。

この結果、サラダナおよびミニトマトのいずれにおいても、ＡＭＦ＋ＰＢ＋ＰＰ区の生育は、対照区と比べ、非常に旺盛となり、収穫までの栽培期間が著しく短縮されることが分かった。また、ミニトマトの場合には、果汁の糖度や糖酸比が有意に高くなった。さらに、ＡＭＦ＋ＰＢ＋ＰＰ区では、供試作物の根に菌根形成やＰＰが観察でき、個々の苗の生育差も極めて小さかった。これは、水耕栽培下においてもＡＭＦ菌糸ネットワークが機能しており、養分の分配が適切に行われていることを示している。

（実験２）
１００Ｌタンクにカラスノエンドウ（同年４月１５日採集）約１０ｋｇを入れたものを３個用意し、これら各タンクに、筆者らが独自開発した枯草菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ属)およびＰｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｓｐ．（ＫＣＩＧ００１）ＮＢＲＣ１０９６１３を主体としたＰＢを含む培養液約１Ｌを入れて発酵させ有機液肥（緑肥）を作成した。同年８月２９日に、ネギ‘小春’、同年８月３１日にシュンギク‘中葉しゅんぎく’を播種し、上記実験１と同様に、ＡＭＦ＋ＰＢ接種および無接種の苗を用意した。その後、同年９月１３日、上記実験１と同様に、循環式水耕栽培装置２機を用いて、ＡＭＦ＋ＰＢ＋ＰＰに有機液肥を加え、ＥＣを０．６ｍＳ／ｃｍとした有機液肥区を設け、有益微生物を接種した苗を移植した（ＡＭＦ＋ＰＢ＋ＰＰ＋有機液肥区）。

一方、対照区は、ＡＭＦ＋ＰＢ＋ＰＰを利用せず、化学液肥（ＥＣ：１．２ｍＳ／ｃｍ）のみの水耕栽培（慣行）区とした。なお、両区の水温は２０℃とした。

その後、ネギを同年１０月３１日に収穫し、シュンギクを同年１０月２４日に収穫し、それぞれの全生体重および根生体重を測定した。また、上記実験１と同様に、採取根の菌根形成やＰＢの調査を行った。なお、上記実験１および本実験２における病害虫防除は、カンキツオイル粉末を植物保護剤として利用した。

この結果、ネギ（図１１参照。）およびシュンギクのいずれにおいても、図１２に示すように、ＡＭＦ＋ＰＢ＋ＰＰ＋有機液肥区では、ＥＣの濃度が対照区の１／２であっても、対照区と比較し、生育が非常に旺盛となり、収穫期が早まった。また、上記試験１と同様に、ＡＭＦ＋ＰＢ＋ＰＰ＋有機液肥区においては、菌根形成やＰＢを確認でき、各苗の大きさも揃っていた。よって、ＡＭＦ＋ＰＢ＋ＰＰは、化学液肥および有機液肥のいずれにおいても作物の生育を旺盛にし、収穫を早め、収量増加に多大に貢献することが明らかとなった。

【０００２】
菌根菌菌糸生長を促進し、リン溶解能および窒素固定能を有す」、園芸学研究、園芸学会、２０１０年、第９巻（別１）、ｐ．２６５．
非特許文献２：石井孝昭、「アーバスキュラー菌根菌およびその菌に関連する微生物とパートナー植物を活用した土壌管理に関する研究」、ＩＦＯ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、発酵研究所、２０１２年、第２６巻、ｐ．８７−１００．
非特許文献３：三輪由佳、外２名、「サラダナの水耕栽培におけるバヒアグラスの利用」、園芸学研究、園芸学会、２００８年、第７巻（別１）、ｐ．３４５．
発明の概要
発明が解決しようとする課題
［０００６］
しかしながら、ＡＭＦとそのパートナー細菌、並びにこれら有益微生物の増殖を助けるパートナー植物を活用した体系的な水耕栽培技術はこれまで全く報告されていない。また、水耕栽培下におけるＡＭＦとそのパートナー細菌、並びにパートナー植物の活用が作物生産量や、例えば、果実品質等の品質に及ぼす影響について調査した研究報告もみられない。
［０００７］
そこで本発明は、ＡＭＦとそのパートナー細菌、並びにそれらのパートナー植物を用い、収量や品質に好影響を及ぼす水耕栽培方法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
［０００８］
この課題を解決するため、請求項１にかかる本発明は、菌根菌とパートナー細菌である有益微生物とを活用した作物の水耕栽培方法であって、前記菌根菌、および前記菌根菌と相性が良くて共存するパートナー細菌を接種し、前記菌根菌および前記パートナー細菌が生息しやすいパートナー植物または前記作物に前記菌根菌を感染させ、前記パートナー植物を前記作物間に育てる、ことを特徴とする水耕栽培方法である。
［０００９］
請求項２は、請求項１の水耕栽培方法において、前記菌根菌は、アーバスキュラー菌根菌であって、前記作物の水耕栽培開始前にあらかじめ前記作物または前記パートナー植物に感染させる、ことを特徴とする。
［００１０］
請求項３は、請求項１または２の水耕栽培方法において、前記パートナー

【０００７】
とともに、カラスノエンドウ、レンゲ、クローバー、ダイズなどのマメ科植物の茎葉や、これらにイネ科植物の茎葉などを加えて腐熟させた緑肥からの発酵液が良い。
［００２７］
以上により、本発明の一実施形態によれば、菌根菌とそのパートナー細菌が生息しやすいパートナー植物を作物の間に植えることによって、有益微生物が増殖しやすい環境を作り出すことができる。また同時に、有益微生物が増殖しやすい環境を作り出すことができる水耕栽培装置を用いることにより、化学肥料や化学合成農薬を使用しない、またはこれらの使用量を著しく削減させて不要としても作物の育成を旺盛にさせることができる。
［００２８］
すなわち、水耕栽培下においても、菌根菌とそのパートナー細菌の活用は、作物の生育を助け、収量を増加させ、その品質を向上できるとともに、病害抵抗性や環境ストレス耐性を付与できる。
［００２９］
特に、菌根菌が一般に感染しにくいといわれているアブラナ科作物にあっても、菌根菌はそれらの根にいくらか感染し、作物の生育を旺盛にさせるので、収量増加や品質向上ができるとともに、病害抵抗性や環境ストレス耐性をも付与できる。また、水耕栽培開始前にあらかじめ作物やパートナー植物に菌根菌を感染させておくことにより、作物の生育促進、収量の増加、品質の向上をより効率良くでき、病害抵抗性や環境ストレス耐性をより付与できる。
［００３０］
また、菌根菌の菌糸生長を促進し、リン溶解能や窒素固定能、植物病原菌に対する拮抗作用を有している相性の良いパートナー細菌は、作物およびパートナー植物の根表面やその周辺に多数生息するので、作物の養分吸収を助けるとともに、根の健全性などを付与できる。
［００３１］
さらに、根から溶出する植物生長抑制物質を除去できるゼオライト、炭などを装備した養液循環方式で水温が調整可能な水耕栽培装置を用いることにより、菌根菌とそのパートナー細菌を増殖しやすくでき、作物やパートナー植物の生育などに悪影響を及ぼさない環境を作り出すことができる。
［００３２］
また、化学肥料の代わりに、あらかじめパートナー細菌などで腐熟させた

Claims (11)

1. 菌根菌とパートナー細菌である有益微生物とを活用した作物の水耕栽培方法であって、
   前記菌根菌およびパートナー細菌が生息しやすいパートナー植物を前記作物間に育てる
   ことを特徴とする水耕栽培方法。
2. 請求項１記載の水耕栽培方法において、
   前記菌根菌は、アーバスキュラー菌根菌であって、前記作物の水耕栽培開始前にあらかじめ前記作物または前記パートナー植物に感染させる
   ことを特徴とする水耕栽培方法。
3. 請求項１または２記載の水耕栽培方法において、
   前記パートナー細菌は、前記菌根菌の胞子内やその胞子周辺に生息するものであり、前記菌根菌の菌糸生長を促進させ、リン溶解能、窒素固定能、および植物病原菌に対する拮抗作用を有する
   ことを特徴とする水耕栽培方法。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の水耕栽培方法において、
   前記パートナー植物は、前記菌根菌の菌糸ネットワーク形成を促進させ、かつ前記パートナー細菌が根周辺で生息しやすく増殖を助け、前記作物の生育に悪影響を及ぼさないものである
   ことを特徴とする耕栽培方法。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の水耕栽培方法において、
   前記菌根菌およびパートナー細菌が増殖しやすく、前記作物の根から溶出する植物生長抑制物質を除去できる養液循環方式であって、水温が調整可能な水耕栽培装置を用いる
   ことを特徴とする水耕栽培方法。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の水耕栽培方法において、
   前記パートナー細菌であらかじめ腐熟させた有機物による有機液体肥料を用いる
   ことを特徴とする水耕栽培方法。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の水耕栽培方法において、
   前記パートナー細菌は、Ｂａｃｉｌｌｕｓ属、Ｐａｅｎｉｂａｃｉｌｌｕｓ属又はＰｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ属である
   ことを特徴とする水耕栽培方法。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の水耕栽培方法において、
   前記パートナー植物は、菌根植物である
   ことを特徴とする水耕栽培方法。
9. 請求項５記載の水耕栽培方法において、
   前記水耕栽培装置は、ゼオライト又は炭を装備している
   ことを特徴とする水耕栽培方法。
10. 請求項６記載の水耕栽培方法において、
    前記有機物は、緑肥などの有機液体肥料である
    ことを特徴とする水耕栽培方法。
11. 請求項１０記載の水耕栽培方法において、
    前記有機液体肥料は、マメ科植物の茎葉又はイネ科植物の茎葉などの有機物を加えて腐熟させたものである
    ことを特徴とする水耕栽培方法。