JP2023060853A - Fermented barley bran-containing soil improvement agent - Google Patents
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Abstract
Description
特許法第30条第2項適用申請有り 1.発行者名:日本土壌肥料学会関東支部新潟大会運営委員会 刊行物名:2018年度日本土壌肥料学会関東支部大会講演要旨集 発行年月日:2018年(平成30年)12月1日 2.集会名:2018年度日本土壌肥料学会関東支部大会 開催日:2018年(平成30年)12月1日 ポスター名:大麦ぬかの肥効特性と土壌微生物に与える影響 3.集会名:2018年度日本土壌肥料学会関東支部大会 開催日:2018年(平成30年)12月1日 ポスター名:オオムギ根内生糸状菌の多様性とオオムギの生育に及ぼす影響There is an application for the application of
本発明は、土壌改良剤、特に発酵大麦ぬかを含む土壌改良剤に関する。 The present invention relates to soil conditioners, particularly soil conditioners containing fermented barley bran.
大麦は、味噌・麦茶・ビールや麦焼酎といった我々に身近な食品に加えて飼料にも用いられるなど世界的に重要な穀物である。大麦の需要は、健康志向の上昇や世界人口の増加にともない増加しているが、栽培面積は際立って拡大していない。そのため、限られた栽培面積で効率良く大麦を生産することが重要となる。 Barley is a globally important grain that is used as feed in addition to familiar foods such as miso, barley tea, beer, and barley shochu. Demand for barley is increasing with rising health consciousness and an increase in the world population, but the area under cultivation has not expanded remarkably. Therefore, it is important to efficiently produce barley in a limited cultivation area.
また、大麦を製品に加工すると製造副産物として「大麦ぬか」(大麦糠)が排出される。この副産物の排出量は年間8万トンあり、大部分が廃棄もしくは肥料としてのみ利用されているのが現状である。また、大麦ぬかは、単独では肥料成分含有量も少なく、土壌物理性の改善以外に有効な利用方法が見いだせていない。 In addition, when barley is processed into products, "barley bran" (barley bran) is discharged as a by-product of manufacturing. The amount of this by-product discharged is 80,000 tons per year, and most of it is currently discarded or used only as fertilizer. In addition, barley bran alone has a low content of fertilizer components, and no effective use other than improving soil physical properties has been found.
特許文献1には、ビール粕を茸培養床として利用した後に植物培養土壌に混在させた農業資材が開示されている。
しかしながら、特許文献1の技術は、ビール粕を茸培養床として使用するため植物培養土壌として使用するまで時間がかかりすぎる問題が存在していた。また、特許文献1の技術を大麦ぬかに転用できるかも不明であった。
However, the technique of
そこで、本発明者らは、鋭意研究の結果、大麦ぬかを発酵させた発酵大麦ぬかが、未発酵大麦ぬかよりも優れた肥効を有することを明らかにした。 As a result of extensive research, the inventors of the present invention have found that fermented barley bran, which is obtained by fermenting barley bran, has a higher fertilizing effect than unfermented barley bran.
本発明は、発酵大麦ぬかを含む土壌改良剤である。 The present invention is a soil conditioner comprising fermented barley bran.
この土壌改良材を用いることで、植物の成長をより促進させることが可能な土壌を製造することができる。 By using this soil conditioner, it is possible to produce soil that can promote the growth of plants.
また、上記土壌改良剤は、窒素質肥料を更に含んでいてもよい。上記窒素質肥料は、尿素であってもよい。上記土壌改良剤は、Leptosphaeria属の菌を更に含んでいてもよい。上記菌は、上記発酵大麦ぬかに感染していてもよい。上記菌は、受領番号NITE P-03000として寄託された菌であってもよい。 Moreover, the soil conditioner may further contain a nitrogenous fertilizer. The nitrogenous fertilizer may be urea. The soil improver may further contain a fungus belonging to the genus Leptosphaeria. The fungus may infect the fermented barley bran. The bacterium may be the bacterium deposited under accession number NITE P-03000.
また、本発明の別の態様として、上記土壌改良剤を含む培土が提供される。 Further, as another aspect of the present invention, there is provided culture soil containing the above soil conditioner.
上記土壌改良剤は、上記発酵大麦ぬか由来の全窒素が100質量部の土あたり0.01質量部から1.5質量部となるように上記土に加えられていてもよい。 The soil conditioner may be added to the soil such that the total nitrogen derived from the fermented barley bran is 0.01 to 1.5 parts by mass per 100 parts by mass of soil.
また、本発明の別の態様として、上記土壌改良剤を土に加える工程を含む、培土製造方法が提供される。 Moreover, as another aspect of the present invention, there is provided a culture soil manufacturing method including the step of adding the above soil conditioner to soil.
上記土壌改良剤を土に加える工程は、上記土壌改良剤を、発酵大麦ぬか由来の全窒素が100質量部の土あたり0.01質量部から1.5質量部となるように土に加える工程であってもよい。 The step of adding the soil conditioner to the soil is a step of adding the soil conditioner to the soil so that the total nitrogen derived from fermented barley bran is 0.01 to 1.5 parts by mass per 100 parts by mass of soil. may be
また、本発明の別の態様として、発酵大麦ぬかを含む土壌改良剤と、Leptosphaeria属の菌を含む組成物と、を備える土壌改良キットが提供される。また、本発明の別の態様として、受領番号NITE P-03000として寄託された菌株が提供される。本発明の別の態様として、上記菌株を含む組成物が提供される。 Further, as another aspect of the present invention, there is provided a soil improvement kit comprising a soil conditioner containing fermented barley bran and a composition containing Leptosphaeria spp. Also provided as another aspect of the invention is the strain deposited under Accession No. NITE P-03000. Another aspect of the invention provides compositions comprising the above strains.
定義
便宜上、本願で使用される特定の用語は、ここに集めている。別途規定されない限り、本願で使用される全ての技術用語及び科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者が一般的に理解するのと同じ意味を有する。文脈で別途明記されない限り、単数形「a」、「an」及び「the」は複数の言及を含む。
Definitions For convenience, certain terms used in this application are collected here. Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Unless the context clearly dictates otherwise, the singular forms "a,""an," and "the" include plural references.
本発明で示す数値範囲及びパラメーターは、近似値であるが、特定の実施例に示されている数値は可能な限り正確に記載している。しかしながら、いずれの数値も本質的に、それぞれの試験測定値に見られる標準偏差から必然的に生じる特定の誤差を含んでいる。また、本明細書で使用する「約」という用語は、一般に、所与の値又は範囲の10%、5%、1%又は0.5%以内を意味する。或いは、用語「約」は、当業者が考慮する場合、許容可能な標準誤差内にあることを意味する。 Although the numerical ranges and parameters set forth herein are approximations, the numerical values set forth in the specific examples are described as precisely as possible. Any numerical value, however, inherently contains certain errors necessarily resulting from the standard deviation found in their respective testing measurements. Also, as used herein, the term "about" generally means within 10%, 5%, 1% or 0.5% of a given value or range. Alternatively, the term "about" means within an acceptable standard error, as considered by one of ordinary skill in the art.
以下、本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態は、例示であって、本発明の範囲は、以下の実施形態で示すものに限定されない。なお、同様な内容については繰り返しの煩雑をさけるために、摘示説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described below. The following embodiments are examples, and the scope of the present invention is not limited to those shown in the following embodiments. In addition, in order to avoid complication of repetition about the same content, the brief description is abbreviate|omitted.
発酵大麦ぬかを含む土壌改良剤
本実施形態において、発酵大麦ぬかを含む土壌改良剤を提供する。土壌改良剤を土に加えることで、作物(例えば、オオムギ、コマツナ及びサニーレタス)の生育を促進させることができる。本実施形態において、大麦は、二条大麦、四条大麦、六条大麦、裸大麦又は野生大麦であってもよく、これらに限定するものではない。
Soil Conditioner Comprising Fermented Barley Bran In the present embodiment, a soil conditioner comprising fermented barley bran is provided. Adding soil conditioners to the soil can promote the growth of crops (eg, barley, Japanese mustard spinach, and sunny lettuce). In this embodiment, the barley may be, but is not limited to, two-rowed, four-rowed, six-rowed, bare or wild barley.
大麦ぬかは、大麦を精白した際に生じる果皮、種皮及び胚芽等の剥離物であり、精白過程において胚乳が含まれている場合もある。ある実施形態においては、茸栽培などの培養床に使用されていない及び/又は炭化処理がなされていない大麦ぬかを使用することが好ましい。 Barley bran is exfoliated products such as pericarp, seed coat and germ produced when barley is refined, and may contain endosperm during the polishing process. In some embodiments, it is preferred to use barley bran that has not been used in culture beds such as mushroom cultivation and/or has not been carbonized.
発酵大麦ぬかは、大麦ぬかを発酵させたものである。大麦ぬかは、発酵大麦ぬかは、オートクレーブによって滅菌させてもよい。発酵スターターと大麦ぬかの混合物を得る混合工程と、上記混合物に水を加える加水工程と、上記混合物中の上記大麦ぬか発酵させる発酵工程から製造することができる。発酵スターターと大麦ぬかは、1:0.5から100(質量部)の割合、1:1から80(質量部)の割合、1:5から50(質量部)の割合又は1:10から30(質量部)の割合で混合するのが好ましい。加水工程において、水は、大麦ぬかの水分率が30%から60%、35から55%又は40%から50%となるように加えられることが好ましい。発酵工程において、大麦ぬかの水分率は、30%から60%、35から55%又は40%から50%となるように維持するのが好ましい。発酵工程において、大麦ぬかの温度は、20℃から35℃又は20℃から30℃となるように維持するのが好ましい。発酵工程において、発酵は、10日から60日間行ってもよく、10日、15日、20日、25日、30日、35日、40日、45日、50日、55日及び60日から選択した任意の2点間の範囲内で低下したものであってもよい。発酵工程において、大麦ぬかは、適宜(例えば、毎日、2日に一回及び3日に一回)、撹拌してもよい。発酵方式は、自然発酵でも微生物発酵であってもよく、発酵スターターは、土壌又は微生物(例えば、酵母及び糸状菌)を含む担体(例えば、培地及びオートクレーブ済みの土壌)であってもよい。 Fermented barley bran is obtained by fermenting barley bran. Barley bran may be sterilized by autoclaving. It can be produced from a mixing step of obtaining a mixture of fermentation starter and barley bran, a hydrating step of adding water to the mixture, and a fermentation step of fermenting the barley bran in the mixture. Fermentation starter and barley bran in a ratio of 1:0.5 to 100 (parts by weight), 1:1 to 80 (parts by weight), 1:5 to 50 (parts by weight) or 1:10 to 30 (parts by weight) part). In the hydration step, water is preferably added such that the barley bran has a moisture content of 30% to 60%, 35 to 55% or 40% to 50%. During the fermentation process, the moisture content of the barley bran is preferably maintained at 30% to 60%, 35 to 55% or 40% to 50%. In the fermentation process, the temperature of the barley bran is preferably maintained between 20°C and 35°C, or between 20°C and 30°C. In the fermentation process, fermentation may be carried out for 10 days to 60 days, and from 10 days, 15 days, 20 days, 25 days, 30 days, 35 days, 40 days, 45 days, 50 days, 55 days and 60 days. It may fall within the range between any two selected points. During the fermentation process, the barley bran may be agitated as appropriate (eg, daily, once every two days, and once every three days). The fermentation method may be natural fermentation or microbial fermentation, and the fermentation starter may be soil or a carrier (eg, medium and autoclaved soil) containing microorganisms (eg, yeast and filamentous fungi).
一実施形態において、発酵大麦ぬかは、同一ロットにおける発酵前の大麦ぬかと比較して、炭素率(CN比)が低下したものであってもよい。例えば、発酵大麦ぬかは、同一ロットにおける発酵前の大麦ぬかと比較して、炭素率(CN比)が1%から50%の範囲内で低下したものであってもよく、1%、2%、3%、4%、5%、7%、10%、15%、20%、30%、40%及び50%から選択した任意の2点間の範囲内で低下したものであってもよい。別の実施形態において、発酵大麦ぬかの炭素率(CN比)は、20以下、18以下、15以下、13以下又は10以下であってもよい。発酵大麦ぬかは、オートクレーブによって滅菌させてもよい。ある実施形態において、発酵大麦ぬかは、茸栽培などの培養床に使用されていない、及び/又は炭化処理がなされていない。 In one embodiment, the fermented barley bran may have a reduced carbon ratio (CN ratio) compared to the same lot of barley bran before fermentation. For example, the fermented barley bran may have a carbon ratio (CN ratio) lower than that of the same lot of barley bran before fermentation within the range of 1% to 50%. , 3%, 4%, 5%, 7%, 10%, 15%, 20%, 30%, 40% and 50%. . In another embodiment, the carbon fraction (CN ratio) of the fermented barley bran may be 20 or less, 18 or less, 15 or less, 13 or less, or 10 or less. Fermented barley bran may be sterilized by autoclaving. In some embodiments, the fermented barley bran has not been used in culture beds such as mushroom cultivation and/or has not been carbonized.
発酵大麦ぬかは、生育対象の植物に応じて、土壌改良剤中に0.5質量%から100質量%の範囲で存在していてもよく、0.5質量%、1質量%、5質量%、10質量%、20質量%、30質量%、40質量%、50質量%、60質量%、70質量%、80質量%、90質量%、95質量%、98質量%、99質量%、99.9質量%及び100質量%から選択された任意の2点間の範囲で存在していてもよい。 Fermented barley bran may be present in the soil conditioner in the range of 0.5% to 100% by weight, depending on the plant to be grown, 0.5%, 1%, 5%, 10% by weight. , 20% by mass, 30% by mass, 40% by mass, 50% by mass, 60% by mass, 70% by mass, 80% by mass, 90% by mass, 95% by mass, 98% by mass, 99% by mass, 99.9% by mass and 100% by mass It may be present in a range between any two points selected from % by mass.
土壌改良剤には、本発明の効果を害しない範囲において、界面活性剤、pH調整剤、固化剤、油脂、鉱物資材、植物系繊維資材などの従来公知の添加剤を添加してもよい。 Conventionally known additives such as surfactants, pH adjusters, solidifying agents, fats and oils, mineral materials, and plant fiber materials may be added to the soil conditioner as long as they do not impair the effects of the present invention.
界面活性剤としては、アニオン界面活性剤(例えば、石けん、硫酸化油、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルカンスルホン酸塩、α-オレフィンスルホン酸塩、N-アシルアミノ酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩)、カチオン界面活性剤(例えば、アルキルトリメチルアンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩)、ノニオン界面活性剤(例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、多価アルコール脂肪酸エステル)及び両性界面活性剤(例えば、ベタイン、スルホベタイン)等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。 Surfactants include anionic surfactants (e.g., soap, sulfated oils, polyoxyethylene alkyl ether sulfates, alkyl sulfates, alkylbenzenesulfonates, alkanesulfonates, α-olefinsulfonates, N - acylamino acid salts, dialkylsulfosuccinates, alkylnaphthalenesulfonates), cationic surfactants (e.g. alkyltrimethylammonium salts, alkylpyridinium salts), nonionic surfactants (e.g. polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkylphenyl ethers, polyoxyethylene fatty acid esters, polyhydric alcohol fatty acid esters) and amphoteric surfactants (eg, betaine, sulfobetaine), etc., but not limited thereto.
pH調整剤としては、例えば、消石灰、炭酸カルシウム、硫酸アンモニウム、リン酸、クエン酸等が挙げられる。 Examples of pH adjusters include slaked lime, calcium carbonate, ammonium sulfate, phosphoric acid, and citric acid.
固化剤としては、例えば、糖系高分子化合物(例えば、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、キトサン)、ポリオール系高分子化合物(例えば、ポリビニルアルコール)、酢酸系高分子化合物(例えば、ポリ酢酸ビニル)、天然ゴム類(例えば、アラビアゴム)、ポリビニルピロリドン類、アクリル系高分子化合物(例えば、アクリル酸(塩)、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸(塩)、アクリルアミド等の単重合体又は共重合体)、天然高分子化合物(例えば、キサンタンガム、アルギン酸)を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。 Examples of solidifying agents include sugar-based polymer compounds (e.g., carboxymethylcellulose, methylcellulose, chitosan), polyol-based polymer compounds (e.g., polyvinyl alcohol), acetic acid-based polymer compounds (e.g., polyvinyl acetate), and natural rubber. (e.g., gum arabic), polyvinylpyrrolidones, acrylic polymer compounds (e.g., acrylic acid (salt), 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid (salt), homopolymers or copolymers such as acrylamide ), natural polymer compounds (eg, xanthan gum, alginic acid), but not limited thereto.
油脂としては、植物油(例えば、ナタネ油、ゴマ油、ベニバナ油、オリーブ油、アーモンド油、ヒマワリ油)、魚油(例えば、鯨油、イワシ油、サンマ油、ニシン油)が挙げられる。 Fats and oils include vegetable oils (eg, rapeseed oil, sesame oil, safflower oil, olive oil, almond oil, sunflower oil), fish oils (eg, whale oil, sardine oil, saury oil, herring oil).
鉱物資材としては、バーミキュライト、パーライト、ゼオライト等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。 Examples of mineral materials include vermiculite, perlite, and zeolite, but are not limited to these.
植物系繊維資材としては、ピートモス、ココナッツピート、ヤシガラピートモス、バカス、バーク等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。 Examples of plant-based fiber materials include peat moss, coconut peat, coconut shell peat moss, bacchus, and bark, but are not limited to these.
本実施形態にかかる土壌改良材は、生育対象の植物に応じて、肥料を含んでいてもよく、肥料と共に使用してもよい。肥料としては、窒素質肥料(例えば、尿素、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、石灰窒素)、リン酸質肥料(例えば、過リン酸石灰、重過リン酸石灰、熔成りん肥、焼成りん肥)、加里質肥料(例えば、硫酸カリウム、塩化カリウム、重炭酸カリウム)及びそれらの複合肥料等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。 The soil conditioner according to this embodiment may contain fertilizer or may be used together with fertilizer depending on the plant to be grown. Fertilizers include nitrogenous fertilizers (e.g., urea, ammonium sulfate, ammonium chloride, lime nitrogen), phosphate fertilizers (e.g., superphosphate, heavy superphosphate, molten phosphate, calcined phosphate), potassium Non-limiting examples include high-quality fertilizers (eg, potassium sulfate, potassium chloride, potassium bicarbonate) and compound fertilizers thereof.
本実施形態にかかる土壌改良剤は、Leptosphaeria属の菌(糸状菌)が含まれていてもよい。ある実施形態において、土壌改良剤中の発酵大麦ぬかは、Leptosphaeria属の菌に感染している。Leptosphaeria属の菌は、例えば、オートクレーブした発酵大麦ぬかに接種して、1×10^9 cfu/gまで増殖(例えば、25℃で2周間から4週間)させることで発酵大麦ぬかに感染させることができる。別の実施形態として、土壌改良剤は、Leptosphaeria属の菌(糸状菌)と共に使用してもよい。Leptosphaeria属の菌は、菌株のまま使用してもよく、Leptosphaeria属の菌を含む任意の組成物(例えば、液体寒天生育培地、寒天生育培地)として使用してもよい。ある実施形態において、Leptosphaeria属の菌は、受託番号NITE P-03000として寄託されている菌株である。 The soil conditioner according to the present embodiment may contain fungi (filamentous fungi) belonging to the genus Leptosphaeria. In some embodiments, the fermented barley bran in the soil conditioner is infected with Leptosphaeria. Fungi of the genus Leptosphaeria infect fermented barley bran, for example, by inoculating autoclaved fermented barley bran and growing to 1 x 10^9 cfu/g (e.g., 2 to 4 weeks at 25°C). be able to. In another embodiment, the soil conditioner may be used with fungi of the genus Leptosphaeria (filamentous fungi). The Leptosphaeria genus may be used as a strain, or may be used as any composition containing the Leptosphaeria genus bacteria (eg, liquid agar growth medium, agar growth medium). In certain embodiments, the Leptosphaeria spp. is the strain deposited under Accession No. NITE P-03000.
本実施形態にかかる土壌改良剤は、粉末状、粒状、ペレット状、フレーク状としてもよい。ある実施形態において、土壌改良剤は、発酵大麦ぬかのみからなっていてもよい。別の実施形態において、土壌改良剤は、発酵大麦ぬか及びLeptosphaeria属の菌のみからなっていてもよい。更に別の実施形態において、土壌改良剤は、穀物由来のぬか(粕及びふすまを含む)としては発酵大麦ぬかのみを有する。 The soil improver according to this embodiment may be in the form of powder, granules, pellets, or flakes. In some embodiments, the soil conditioner may consist solely of fermented barley bran. In another embodiment, the soil conditioner may consist solely of fermented barley bran and Leptosphaeria. In yet another embodiment, the soil conditioner has only fermented barley bran as grain-derived bran (including meal and bran).
別の実施形態として、上記土壌改良剤が含まれている培土が提供される。土壌改良剤は、発酵大麦ぬか由来の全窒素が100質量部の土あたり0.01質量部から1.5質量部又は0.01質量部、0.02質量部、0.05質量部、0.2質量部、0.75質量部及び1.5質量部から選択される任意の2点間の範囲内となるように土に加えられていてもよい。 Another embodiment provides a culture medium containing the above soil conditioner. The soil conditioner contains 0.01 to 1.5 parts by weight of total nitrogen derived from fermented barley bran per 100 parts by weight of soil, or 0.01, 0.02, 0.05, 0.2, 0.75 and 1.5 parts by weight. may be added to the soil within the range between any two points selected from
キット
更に別の実施形態として、上記発酵大麦ぬかを含む上記土壌改良剤と、Leptosphaeria属の菌を含む組成物と、を備える土壌改良キットが提供される。
Kit In yet another embodiment, there is provided a soil improvement kit comprising the soil conditioner containing the fermented barley bran and a composition containing Leptosphaeria.
上記キットは、添加剤及び/又は肥料を含んでいてもよい。発酵大麦ぬか及びLeptosphaeria属の菌を含む組成物は、それぞれ、適切な容器に含まれていることが好ましい。上記キットには、追加の要素(例えば、使用期限を含む指示書)が含まれていてもよい。 The kit may contain additives and/or fertilizers. Preferably, the fermented barley bran and the composition comprising the Leptosphaeria are each contained in a suitable container. The kit may include additional elements (eg, instructions including an expiration date).
培土製造方法
別の実施形態として、上記土壌改良剤を土に加える工程を含む、培土製造方法が提供される。ある実施形態において、上記土壌改良剤を土に加える工程は、上記土壌改良剤を、発酵大麦ぬか由来の全窒素が100質量部の土あたり0.01質量部から1.5質量部又は0.01質量部、0.02質量部、0.05質量部、0.2質量部、0.75質量部及び1.5質量部から選択される任意の2点間の範囲内となるように土に加える工程である。
Cultivation soil manufacturing method Another embodiment provides a culture soil manufacturing method including the step of adding the above soil conditioner to soil. In one embodiment, the step of adding the soil conditioner to the soil includes adding the soil conditioner in an amount of 0.01 to 1.5 parts by weight per 100 parts by weight of soil or 0.01 parts by weight, 0.02 parts by weight of total nitrogen from fermented barley bran. 0.05 parts by weight, 0.2 parts by weight, 0.75 parts by weight and 1.5 parts by weight.
実験1 肥料成分評価
大麦ぬか(ファイバースノウ)、米ぬか及び油かすにおける全窒素量、全炭素量、全カリウム量及び全リン量を測定した。全窒素量及び全炭素量は、粉砕した試料(大麦ぬか、米ぬか及び油かす)を用いて、NCアナライザーによって測定した。全カリウム量及び全リン量は、ICP発光分析法によって測定した。ICP発光分析法による分析では、測定試料は、以下のステップにて調製した。
(1) 0.5gの試料に5mLの濃硝酸を加える。
(2) (1)の溶液を120℃で90分間加熱する。
(3) (2)の溶液を超純水で50mLに定量する。
(4) (3)の溶液をNo.5のろ紙でろ過する。
(5) (4)のろ液を測定試料とする。
測定結果を表1に示す。
(1) Add 5 mL of concentrated nitric acid to 0.5 g of sample.
(2) Heat the solution of (1) at 120°C for 90 minutes.
(3) Quantify the solution of (2) to 50 mL with ultrapure water.
(4) Filter the solution of (3) through No.5 filter paper.
(5) Use the filtrate obtained in (4) as a measurement sample.
Table 1 shows the measurement results.
表1の通り、大麦ぬかは、米ぬか及び油かすと比較して、全窒素(N)、リン(P)及びカリウム(K)量が少なく、米ぬか及び油かすと比較して、炭素率(CN比)が高かった。 As shown in Table 1, barley bran has a lower total nitrogen (N), phosphorus (P) and potassium (K) content than rice bran and oil cake, and a carbon content (CN ratio) was high.
以上の通り、大麦ぬかは、全窒素量が少ないため、大麦ぬかを肥料とすると、植物が窒素不足となりその生育が悪くなることが予想された。大麦ぬかは、全窒素量が少ない一方で、CN比が高いことから、大麦ぬかを発酵させることでCN比を下げることができる可能性が示唆された。 As described above, since barley bran has a low total nitrogen content, it was expected that the use of barley bran as fertilizer would cause nitrogen deficiency in plants, resulting in poor growth. Barley bran has a low total nitrogen content but a high CN ratio, suggesting the possibility of lowering the CN ratio by fermenting barley bran.
実験2 土壌中無機態窒素量の測定
大麦ぬかにおける窒素の無機化パターンを調べた。試料として、未発酵大麦ぬか、発酵大麦ぬか、未発酵米ぬか、発酵米ぬか及び油かすを用いた。発酵大麦ぬかは、以下の方法で製造した。大麦ぬか20gに土壌1gを混ぜ合わせ、大麦ぬかの水分率を45%になるように蒸留水を加え、25℃で培養した。2日に1回切り返し、蒸留水を加えることで、水分率を45%に保った状態で30日間発酵させて発酵大麦ぬかを得た。発酵米ぬかは、発酵大麦ぬかの製造方法に基づいて製造した。各試料を土壌400gに加えて25℃で静置培養した。コントロールとして、試料を加えていない土壌400gも実験に使用した。表2は、各試料での施用量を示している(各肥料区で3サンプル)。
コントロール(1)及び試料(2)から(6)の土壌を5.0gサンプリングした。サンプリングした土壌にKClを50mL加えて、ろ液を得た。ろ液から無機態窒素量を測定した。無機態窒素のうち硝酸態窒素は、アルカリ還元・ジアゾ色素法によりその量を測定した。無機態窒素のうちアンモニア態窒素は、インドフェノールブルー法によりその量を測定した。測定結果を図1に示す。 5.0 g of control (1) and samples (2) to (6) soil were sampled. 50 mL of KCl was added to the sampled soil to obtain a filtrate. The amount of inorganic nitrogen was measured from the filtrate. The amount of nitrate nitrogen among inorganic nitrogen was measured by the alkali reduction/diazo dye method. Among the inorganic nitrogens, the amount of ammonia nitrogen was measured by the indophenol blue method. The measurement results are shown in FIG.
図1の通り、大麦ぬかは、米ぬかや油かすよりも無機化率が低かった。未発酵大麦ぬか及び未発酵米ぬかは、いずれも、窒素の有機化が起こる(窒素無機化率がマイナスになる)が、未発酵米ぬかよりも未発酵大麦ぬかのほうが無機化に転じるのが遅かった。発酵大麦ぬかは、窒素無機化率がプラスに維持され、窒素の有機化が怒らないため、未発酵大麦ぬかよりも発酵大麦ぬかの方が有用であることが明らかになった。 As shown in Fig. 1, barley bran had a lower mineralization rate than rice bran and oil cake. In both unfermented barley bran and unfermented rice bran, organicization of nitrogen occurs (the rate of nitrogen mineralization becomes negative), but unfermented barley bran turns to mineralization later than unfermented rice bran. . It was found that fermented barley bran is more useful than unfermented barley bran because fermented barley bran maintains a positive nitrogen mineralization rate and does not cause nitrogen to become organic.
実験3 土壌微生物数
実験2において使用した土壌における微生物数をカウントした。実験2において使用した土壌を0.5gサンプリングした。サンプリングした土壌に滅菌水を加えて5.0mLに定量した。図2に示す通りに滅菌水にて10倍希釈を繰り返し、特定の希釈倍率の際に土壌懸濁液を50μL又は100μLをサンプリングして寒天培地に接種した。カビ用にはローズベンガル培地を用いた(接種量は、100μL)。細菌用にはR2A培地を用いた(接種量は、50μL)。生育してくる細菌・糸状菌のコロニー数を計測し、乾土1g当たりの菌数に換算した。結果を図3から6に示す。
図3は、糸状菌数を示している。発酵米ぬか(5)及び発酵大麦ぬか(4)において、糸状菌数の増加が著しく、0から7日目にかけて糸状菌数が急激に増加し、その後、14日目から菌数が維持された。コントロール(1)、未発酵米ぬか(3)、未発酵大麦ぬか(2)及び油かす(6)では、糸状菌があまり増えなかった。 FIG. 3 shows filamentous fungal counts. In the fermented rice bran (5) and the fermented barley bran (4), the number of filamentous fungi increased remarkably, and the number of filamentous fungi increased rapidly from 0 to 7 days, and thereafter, the number of fungi was maintained from the 14th day. Control (1), unfermented rice bran (3), unfermented barley bran (2) and oil cake (6) did not show a significant increase in filamentous fungi.
図4は、細菌数を示している。未発酵大麦ぬか(2)及び未発酵米ぬか(3)において細菌数が増加した。米ぬか>大麦ぬか>油かすの順番で細菌数の増加が見られた。 FIG. 4 shows bacterial counts. The number of bacteria increased in unfermented barley bran (2) and unfermented rice bran (3). An increase in the number of bacteria was observed in the order of rice bran>barley bran>oil cake.
図5は、図3からコントロール(1)、未発酵大麦ぬか(2)及び発酵大麦ぬか(4)のみの糸状菌数を示し、図6は、図4からコントロール(1)、未発酵大麦ぬか(2)及び発酵大麦ぬか(4)のみの細菌数を示している。図5及び図6から明らかな通り、発酵大麦ぬか(4)では、先に糸状菌が増加し、その後、細菌が増加する。未発酵大麦ぬか(2)では、細菌数の増加が見られるが、糸状菌の増加は見られなかった。 FIG. 5 shows the number of filamentous fungi only in control (1), unfermented barley bran (2) and fermented barley bran (4) from FIG. (2) and fermented barley bran (4) only show bacterial counts. As is clear from FIGS. 5 and 6, in the fermented barley bran (4), filamentous fungi increased first, and then bacteria increased. In unfermented barley bran (2), an increase in the number of bacteria was observed, but no increase in filamentous fungi was observed.
実験4 大麦の栽培試験
表3に示す試料を土壌に加えて、大麦を栽培した。
発芽させた大麦(3日間)を、各肥料が施肥した土壌400gに植えて、28日間生育させた。図7は、生育結果を示す写真である。生育した大麦を収穫して、地上部新鮮重量、地上部乾燥重量、根-乾燥重量及び穂数を調べた。結果を図8に示す。 Germinated barley (3 days) was planted in 400 g of soil fertilized with each fertilizer and grown for 28 days. FIG. 7 is a photograph showing the growth results. The grown barley was harvested, and the fresh weight of the aboveground part, the dry weight of the aboveground part, the root-dry weight and the number of panicles were examined. The results are shown in FIG.
図8の通り、発酵大麦ぬか+尿素は、コントロールと比較して、地上部新鮮重量、乾燥重量及び穂数の値が有意に高く、その一方で、発酵大麦ぬかと発酵大麦ぬか+尿素は、化学肥料と比較して、地上部乾燥重量、根乾燥重量及び穂数の値に有意差が見られなかった。よって、発酵大麦ぬかと発酵大麦ぬか+尿素は、利用としての有用性があることが明らかになった。 As shown in FIG. 8, the fermented barley bran + urea had significantly higher aerial fresh weight, dry weight and panicle number values compared to the control. There was no significant difference in dry weight of above ground parts, dry weight of roots and panicle number compared with chemical fertilizers. Therefore, it was clarified that fermented barley bran and fermented barley bran + urea are useful as uses.
実験5 大麦根内生糸状菌の分離試験
大麦の根に定着している有用な内生糸状菌を選抜した。大麦は、山梨県、茨城県、群馬県及び富山県において採取した。採取した大麦の根をハサミで切断した。切断した根を70%エタノールに加えて、次に、1%次亜塩素酸ナトリウム溶液に浸し、滅菌水で3回洗浄した。洗浄した根の一部は、-80℃で凍結保存し、残りの根を抗生物質含有寒天培地上で培養し、糸状菌を単離した。合計25種類の糸状菌を単離した。
単離した糸状菌を大麦の種子に発芽感染させて、その生育を観察した。大麦の種子を滅菌水中にて一晩撹拌し、次に、種子を1%次亜塩素酸カルシウム溶液に浸して、種子を滅菌水で3回洗浄した。種子を寒天培地に播き、単離した糸状菌を感染させた。ポジティブコントロールとしてPiriformospora indica (P. indica)を大麦の種子に感染させた。発芽後に化学肥料施肥土壌(N:2.4 mg/100g-soil)及び化学肥料無施肥土壌において大麦を人工気象室にて生育させた。28日間の生育の後、大麦の地上部及び穂の新鮮重量及び乾燥重量を比較した。図9及び10に示す通り、No. 23の糸状菌は、有意な生育促進抗を示した。 Barley seeds were germinated and infected with the isolated filamentous fungi, and their growth was observed. Barley seeds were stirred overnight in sterile water, then the seeds were soaked in a 1% calcium hypochlorite solution and the seeds were washed three times with sterile water. Seeds were sown on an agar medium and infected with the isolated filamentous fungi. Barley seeds were infected with Piriformospora indica (P. indica) as a positive control. After germination, barley was grown in a chemically fertilized soil (N: 2.4 mg/100g-soil) and in non-fertilized soil in a climate chamber. After 28 days of growth, fresh and dry weights of barley tops and ears were compared. As shown in Figures 9 and 10, filamentous fungus No. 23 exhibited significant growth-promoting resistance.
No. 23の糸状菌が単離された大麦の根をメタルビーズで粉砕し、DNA抽出を行った。抽出したDNAのITS領域をPCRで増幅し、シークエンサーを用いて分析した。その結果、No. 23の糸状菌は、Leptosphaeria属の菌であることが明らかとなった。 The barley root from which No. 23 filamentous fungus was isolated was pulverized with metal beads and subjected to DNA extraction. The ITS region of the extracted DNA was amplified by PCR and analyzed using a sequencer. As a result, the filamentous fungus No. 23 was found to belong to the genus Leptosphaeria.
No. 23の糸状菌は、独立行政法人製品評価技術基盤機構 特許微生物寄託センター(千葉県木更津市かずさ鎌足2-5-8)に2019年7月5日付(受領日)で受領番号NITE P-03000として寄託されている。 No. 23 filamentous fungus was deposited at the National Institute of Technology and Evaluation Patent Microorganism Depositary Center (2-5-8 Kazusa Kamatari, Kisarazu City, Chiba Prefecture) on July 5, 2019 (receipt date) under the receipt number NITE P. Deposited as -03000.
実験6 No. 23の糸状菌を用いた栽培実験
No.23の糸状菌を培養した大麦ぬかを使いて、オオムギ、コマツナ、サニーレタスを栽培した。大麦ぬかをオートクレーブ滅菌し、No.23の糸状菌を接種後、25℃で3週間培養することで、1×10^9 cfu/g まで増殖させた。No.23の糸状菌を感染させた大麦ぬかを用いて、オオムギ、コマツナ、サニーレタスを栽培した。栽培条件は、表4の通りである。
Barley, Japanese mustard spinach, and sunny lettuce were cultivated using barley bran cultured with filamentous fungus No. 23. After autoclave sterilization of barley bran and inoculation with filamentous fungus No. 23, it was grown at 25°C for 3 weeks to grow to 1 x 10^9 cfu/g. Barley, Japanese mustard spinach, and sunny lettuce were cultivated using barley bran infected with filamentous fungus No. 23. Cultivation conditions are shown in Table 4.
図11は、オオムギにおける栽培結果を示してる。No.23の糸状菌を培養した大麦ぬかを用いた場合、オオムギの地上部及び根の重量が著しく増加することが明らかとなった。 FIG. 11 shows cultivation results in barley. When barley bran cultured with filamentous fungus No. 23 was used, it was found that the weight of the aboveground parts and roots of barley increased remarkably.
図12は、コマツナにおける栽培結果を示してる。No.23の糸状菌を培養した大麦ぬかを用いた場合、コマツナの草丈の長さ並びに地上部及び根の重量が著しく増加することが明らかとなった。 FIG. 12 shows the cultivation results for Komatsuna. It was found that when barley bran cultured with No. 23 filamentous fungus was used, the length of the plant height and the weight of the top and root parts of Komatsuna remarkably increased.
図13は、サニーレタスにおける栽培結果を示してる。No.23の糸状菌を培養した大麦ぬかを用いた場合、サニーレタスの草丈の長さ及び地上部の重量が著しく増加することが明らかとなった。 FIG. 13 shows the cultivation results for sunny lettuce. It was found that when barley bran cultured with No. 23 filamentous fungus was used, the height of the sunny lettuce and the weight of the above-ground part increased remarkably.
No.23の糸状菌は、オオムギ、コマツナ及びサニーレタスのいずれにおいても、病気を引き起こすことはなく、安全に生育させることができた。 The filamentous fungus of No. 23 did not cause disease in any of barley, Komatsuna and sunny lettuce, and could be grown safely.
Claims (13)
Leptosphaeria属の菌を含む組成物と、
を備える土壌改良キット。 a soil conditioner comprising fermented barley bran;
a composition comprising a bacterium belonging to the genus Leptosphaeria;
Soil amendment kit comprising:
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