(57)【要約】【課題】植物を施設栽培する際の植物病害を有効に防除することができる自動灌水システムを提供する。【解決手段】植物の施設栽培のための自動灌水システムであって、（ａ）植物病害に対する拮抗微生物の培養タンク；（ｂ）灌水中に含まれる拮抗微生物数を測定する菌数センサー；および（ｃ）菌数センサーの計測値により拮抗微生物培養タンクからの微生物添加量を調節する制御装置；を備えることを特徴とする自動灌水システムにより上記課題が解決される。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物土壌病害の防除を目的とする自動灌水システムであって、
（ａ）植物病害に対する拮抗微生物の培養タンク；
（ｂ）灌水中に含まれる拮抗微生物数を測定する菌数センサー；および
（ｃ）菌数センサーの計測値により拮抗微生物培養タンクからの微生物添加量を調節する制御装置；
を備えることを特徴とする自動灌水システム。
【請求項２】
拮抗微生物が、放線菌、トリコデルマ菌、非病原性フザリウム菌および蛍光性シュードモナス菌からなる群より選ばれる少なくとも１種の微生物である請求項１に記載の自動灌水システム。
【請求項３】
拮抗微生物が、放線菌であり、ストレプトミセス属ＯＧ−０１２株（ＦＥＲＭ  Ｐ−１６４９３）およびＯＧ−０１３株（ＦＥＲＭ  Ｐ−１６４９４）からなる群より選ばれる少なくとも１種の微生物である請求項２に記載の自動灌水システム。
【請求項４】
菌数センサーが給水と排水のいずれかの過程またはその両方の過程に設置され、これらの計測値をもとに、拮抗微生物培養タンクからの微生物添加量を調節することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の自動灌水システム。
【請求項５】
菌数センサーにより測定される対象が、灌水中の濁度、ＣＯＤ値、ＢＯＤ値およびＡＴＰ含有量のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の自動灌水システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、植物土壌病害の防除を目的とする自動灌水システムであって、特に、植物病害に対する拮抗微生物を灌水と共に与えることにより、灌水中および土壌基盤中の土壌微生物相を健全に保ち、植物の健全な生育を保つ灌水システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、農業分野においては、収穫時期の調整や栽培管理が容易であるなどの理由により、野菜類や花卉類を屋内で施設栽培する場合が増えている。また、緑化分野においては、都市環境における緑の価値が見直され、緑化植物の屋上栽培や壁面栽培に対する関心が高まっている。
【０００３】
このような植物の施設栽培においては、単位面積当たりの高い収穫性や省力化を達成するため、さらには栽培管理の容易性から、養液栽培が一般に行われている。また、養液栽培における生育促進、品質向上、収穫時期のコントロールなどを目的とした灌水制御システムや肥培管理システムなどが開発されている。
【０００４】
このように植物を施設において養液栽培する場合、通常の植物栽培で使用される黒土、赤玉土、鹿沼土、山土、まさ土などの天然土壌を使用することは少なく、土壌基盤を全く使用しないか、または、礫、砂、樹皮、おがくずなどの天然物に基づく土壌基盤、パーライト、バーミキュライト、ピートモス、バーク、ゼオライト、焼成けい藻土、ベントナイト、ロックウールなどの人工加工物に基づく土壌基盤、もしくはポリウレタン、ポリフェノール、ビニロンなどの人工有機合成物に基づく土壌基盤を使用することが多い。
【０００５】
これらの土壌基盤の中で、礫、砂などの天然土壌基盤は、植物に対する病害虫が含まれている危険性があること、また、比較的重いことから、その使用が限定される。一方、ロックウールなどの人工加工物やポリウレタンなどの人工有機合成物は、化学的に不活性であり培養液の組成にほとんど影響を与えないことや、礫、砂などの天然物に比べ軽量で扱いやすいことなどから、最も広く使用されている。特に、屋上緑化や壁面緑化においては、ビルの荷重制限や運搬時の作業軽減のため、軽量の人工土壌基盤を使用することが多い。
【０００６】
このような植物の施設栽培において、植物の病害、特に土壌病害を防除することが不可欠である。土壌病害の主なものには、フザリウム属、バーティシリウム属、ピチウム属、リゾクトニア属、アルタナリア属の微生物による病害などが含まれる。一般の土壌には、一般細菌、糸状菌、放線菌、菌根菌などの多様な微生物が存在する土壌微生物相が形成されており、それらが生物的緩衝力を持つために、新たな病原微生物が侵入してもその極端な増殖は抑制される。ところが、人工加工物や人工有機合成物を利用した人工土壌基盤や養液中には、一般細菌、糸状菌、放線菌、菌根菌などがほとんど含まれておらず、土壌微生物相が形成されていない。そのため、一旦新たな病原微生物が侵入すると、劇的に増殖し、植物病害が激発する危険性があった。さらに、養液栽培では養液が循環して用いられるシステムが通常であり、一旦新たな病原微生物が侵入すると、システム全体に病原微生物が蔓延し、養液栽培システム全体で植物病害が激発する危険性があった。
【０００７】
これらの土壌病害を防除する方法としては、臭化メチルなどの農薬による防除方法が採られている。しかし、農薬散布による周辺土壌や水質の汚染などの周辺環境負荷の増大や収穫作物の安全性に対する関心の高まりにより、農薬散布による防除が問題視されるようになってきている。そこで、農薬に頼らない環境負荷の少ない植物病害防除法の１つとして、土壌病害の病原菌に拮抗する微生物を選抜し、それを施用することにより、土壌病害を防除しようとする試みが為されている。
【０００８】
例えば、バーティシリウム病害の防除が、マロイス（Ｍａｒｏｉｓ）ら（非特許文献１）によって試みられている。さらに、ストレプトミセス属の放線菌を用いるバーティシリウム病害の防除が、草刈ら（非特許文献２）によって行われている。また、バーティシリウム病害の防除に有効な菌株として、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ｇｏｍｉｓｈｉｍｅｎｓｉｓ  ＣＤ−３株が出願されている（特許文献１）。また本発明者も、バーティシリウム病害の防除に有効な菌株として、ストレプトミセス属ＯＧ−０１２株（ＦＥＲＭ  Ｐ−１６４９３）およびＯＧ−０１３株（ＦＥＲＭ  Ｐ−１６４９４）を出願している（特許文献２）。
【０００９】
これら拮抗微生物を土壌に施用することによって土壌病害を防除しようという手法においては、いかに有効な菌濃度で拮抗微生物を土壌中に保持させるかが重要な技術要素である。このような拮抗微生物の土壌施用に関する技術として、農園芸分野の養液栽培に関して、拮抗微生物を養液に添加する方法（特許文献３）が出願されている。しかし、この方法は、養液栽培の土壌基盤に予め拮抗微生物を混合しておくという手法である。栽培期間中の排水や蒸散などによる拮抗微生物の流亡がおこり、養液栽培の土壌基盤中の拮抗微生物の菌濃度を、有効な濃度に保持することはできなかった。
【００１０】
【非特許文献１】
マロイス（Ｍａｒｏｉｓ）ら、「Ｐｌａｎｔ  Ｄｉｓｅａｓｅ」、Ｖｏｌ．６６、１９８２年、ｐ．１１６６−１１６８
【非特許文献２】
草刈ら、「関西病虫研報」、第３２巻、１９９０年、ｐ．１７−２０
【特許文献１】
特許第１８１８５５８号明細書
【特許文献２】
特開平１１−１５５５６１号公報
【特許文献３】
特開２００１−１０３８５７号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明者は、植物の施設栽培において使用される灌水システムを検討し、灌水中の拮抗微生物の菌濃度を有効な濃度に保持する自動灌水システムの開発を試みた。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、植物土壌病害の防除を目的とする自動灌水システムであって、
（ａ）植物病害に対する拮抗微生物の培養タンク；
（ｂ）灌水中に含まれる拮抗微生物数を測定する菌数センサー；および
（ｃ）菌数センサーの計測値により拮抗微生物培養タンクからの微生物添加量を調節する制御装置；
を備えることを特徴とする自動灌水システムを提供するものである。
【００１３】
本発明の自動灌水システムにおいて、拮抗微生物は、放線菌、トリコデルマ菌、非病原性フザリウム菌および蛍光性シュードモナス菌からなる群より選ばれる少なくとも１種の微生物であるのが好ましい。
また、拮抗微生物が放線菌であり、ストレプトミセス属ＯＧ−０１２株（ＦＥＲＭ  Ｐ−１６４９３）およびＯＧ−０１３株（ＦＥＲＭ  Ｐ−１６４９４）からなる群より選ばれる少なくとも１種の微生物であるのが好ましい。
【００１４】
本発明の自動灌水システムにおいては、菌数センサーが給水と排水のいずれかの過程またはその両方の過程に設置され、これらの計測値をもとに、拮抗微生物培養タンクからの微生物添加量が調節されるのが好ましい。
また、菌数センサーにより測定される対象は、灌水中の濁度、ＣＯＤ値、ＢＯＤ値およびＡＴＰ含有量のうちの少なくとも１つであるのが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の自動灌水システムは、通常の屋上緑化や壁面緑化の灌水システムあるいは養液栽培の灌水システムを利用する。
植物栽培の土壌基盤として、上記の天然土壌基盤または人工土壌基盤、好ましくは軽量の人工土壌基盤を使用することができるが、土壌基盤を使用せずに植物を栽培することもできる。
【００１６】
灌水システムの灌水法は限定されるものではなく、配管による底面灌水、表面灌水、点滴灌水および土中灌水、ならびに、配水シートによる底面灌水、表面灌水および土中灌水などを使用することができる。
使用する水も、植物の施設栽培に使用される水であれば、限定されるものではなく、具体的には、水道水、雨水、工業用水、農業用水、生活排水、生活排水の処理水などを使用することができる。
【００１７】
本発明の自動灌水システムは、菌数センサーにより灌水中の拮抗微生物数をモニタリングすることを特徴とする。この菌数センサーにより測定される対象は、灌水中の微生物濃度の決定を可能にする対象であれば特に限定されるものではなく、具体的には、濁度（ＯＤ６６０）、ＣＯＤ値、ＢＯＤ値、ＡＴＰ含有量などを使用することができる。
【００１８】
本発明において用いる拮抗微生物は、植物土壌病害の主な原因微生物であるフザリウム（Ｆｕｓａｒｉｕｍ）属、バーティシリウム（Ｖｅｒｔｉｃｉｌｌｉｕｍ）属、ピチウム（Ｐｈｙｔｉｕｍ）属、リゾクトニア（Ｒｈｉｚｏｃｔｏｎｉａ）属、アルタナリア（Ａｌｔｅｒｎａｒｉａ）属、フィトフトラ（Ｐｈｙｔｏｐｈｔｈｏｒａ）属、コロテシリウム（Ｃｏｒｔｉｃｉｌｉｕｍ）属、ロセリニア（Ｒｏｓｅｌｌｉｎｉａ）属、ヘリコバシディウム（Ｈｅｌｉｃｏｂａｓｉｄｉｕｍ）属、ペロノスポーラ（Ｐｅｒｏｎｏｓｐｏｒａ）属の糸状菌や、シュードモナス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）属、リゾプス（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ）属、キサントモナス（Ｘａｎｔｈｏｍｏｎａｓ）属の細菌の少なくとも１種に対し、その増殖を抑制する抗生物質を生産する微生物であれば、いずれの微生物であってもよい。
【００１９】
好ましい拮抗微生物は、放線菌、トリコデルマ菌、非病原性フザリウム菌、蛍光性シュードモナス菌からなる群より選ばれる。
【００２０】
放線菌としては、ストレプトミセス（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ）属、スポリキタヤ（Ｓｐｏｒｒｉｃｈｔｈｙａ）属、ストレプトバーティシリウム（Ｓｔｒｅｐｔｏｖｅｒｔｉｃｉｌｌｉｕｍ）属に属する放線菌が挙げられる。
【００２１】
好ましい放線菌は、ストレプトミセス属に属するＳｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ａｌｂｏｇｒｉｓｅｏｌｕｓ、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ａｌｂｕｌｕｓ、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ａｎｔｉｂｉｏｔｉｃｕｓ、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ａｎｔｉｆｉｂｒｉｎｏｌｙｔｉｃｕｓ、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ａｕｒｅｏｆａｃｉｅｎｓ、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ａｖｅｒｍｉｔｉｌｉ、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ｃｅｌｌｕｌｏｓａｅ、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ｃｈａｒｔｒｅｕｓｉｓｉ、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ｃｏｅｒｕｌｅｏｒｕｂｉｄｕｓ、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ｄｉａｓｔａｔｏｃｈｒｏｍｏｇｅｎｅｓ、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ｆｌｏｃｃｕｌｕｓ、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ｆｒａｄｉａｅ、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ｆｕｎｇｉｃｉｄｉｃｕｓ、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ｇａｌｉｌａｅｕｓ、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ｇｒｉｓｅｕｓ、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ｈｙｇｒｏｓｃｏｐｉｃｕｓ、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ｋａｎａｍｙｃｅｔｉｃｕｓ、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ｌａｖｅｎｄｕｌａｅ、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ｌｉｖｉｄａｎｓ、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ｏｌｉｖａｃｅｕｓ、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ｏｌｉｖｏｃｈｒｏｍｏｇｅｎｕｓ、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ｐｅｕｓｅｔｉｕｓ、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ｐｈａｅｏｃｈｒｏｍｏｇｅｎｅｓ、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ｐｕｒｐｕｒａｓｃｅｎｓ、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ｒｉｍｏｓｕｓ、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ｔｅｎｄａｅ、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ｖｅｎｅｚｕｅｌａｅ、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ｖｅｒｔｉｃｉｌｌａｔｕｓ、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ｖｅｒｔｉｃｉｌｌｉｕｍ、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ｖｉｏｌａｃｅｏｒｕｂｅｒ、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ｖｉｒｉｄｏｓｐｏｒｕｓ、もしくは、ストレプトバーティシリウム属に属するＳｔｒｅｐｔｏｖｅｒｔｉｃｉｌｌｉｕｍ  ａｂｉｋｏｅｎｓｅ、Ｓｔｒｅｐｔｏｖｅｒｔｉｃｉｌｌｉｕｍ  ｂａｌｄａｃｃｉｉ、Ｓｔｒｅｐｔｏｖｅｒｔｉｃｉｌｌｉｕｍ  ｃｉｎｎａｍｏｎｅｕｍ、Ｓｔｒｅｐｔｏｖｅｒｔｉｃｉｌｌｉｕｍ  ｇｒｉｓｅｏｃａｒｎｅｕｍからなる群より選ばれる。
【００２２】
さらに好ましい放線菌は、ストレプトミセス属ＯＧ−０１２株（ＦＥＲＭ  Ｐ−１６４９３）およびＯＧ−０１３株（ＦＥＲＭ  Ｐ−１６４９４）からなる群より選ばれる。なお、ストレプトミセス属ＯＧ−０１２株（ＦＥＲＭ  Ｐ−１６４９３）およびＯＧ−０１３株（ＦＥＲＭ  Ｐ−１６４９４）は、独立行政法人産業技術総合研究所に平成９年１０月２８日に寄託されている。
【００２３】
トリコデルマ菌としては、Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ  ｖｉｒｉｄｅ、Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ  ｌｉｇｎｏｒｕｍ、Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ  ｈａｒｚｉａｎｕｍ、Ｔｒｉｃｈｏｔｈｅｃｉｕｍ  ｒｏｓｅｕｍ、Ｔｒｉｃｈｏｐｈｙｔｏｎ  ａｊｅｌｌｏｉ、Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ  ｋｏｎｉｎｇｉｉが挙げられ、非病原性フザリウム菌としては、Ｆｕｓａｒｉｕｍ  ｏｘｙｓｐｏｒｕｍ、Ｆｕｓａｒｉｕｍ  ｐｒｏｌｉｆｅｒａｔｕｍ、Ｆｕｓａｒｉｕｍ  ｓｅｍｉｔｅｃｔｕｍ、Ｆｕｓａｒｉｕｍ  ｖｏｓｅｕｍ、Ｆｕｓａｒｉｕｍ  ｒｏｓｅｕｍ、Ｆｕｓａｒｉｕｍ  ｍｏｎｉｌｉｆｏｒｍｅ、Ｆｕｓａｒｉｕｍ  ｇｒａｍｉｎｅａｒｕｍが挙げられ、蛍光性シュードモナス菌としては、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓが挙げられる。
【００２４】
本発明において用いる拮抗微生物の培養タンクの運転条件は、利用する拮抗微生物の最適な培養条件に合致すれば、特に限定されるものではない。例えば、ストレプトミセス属ＯＧ−０１２株（ＦＥＲＭ  Ｐ−１６４９３）は、しょ糖・硝酸塩培地（しょ糖  ３０ｇ、ＮａＮＯ３  ２ｇ、Ｋ２ＰＯ４  １ｇ、ＭｇＳＯ４・７Ｈ２Ｏ  ０．５ｇ、ＫＣｌ  ０．５ｇ、ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ  ０．０１ｇを水１０００ｍｌに溶解したもの）、ブドウ糖・アスパラギン培地（ブドウ糖  １０ｇ、アスパラギン  ０．５ｇ、Ｋ２ＨＰＯ４  ０．５ｇを水１０００ｍｌに溶解したもの）、グリセリン・アスパラギン培地（グリセリン  １０ｇ、アスパラギン  １ｇ、Ｋ２ＨＰＯ４  １ｇを水１０００ｍｌに溶解したもの）などの液体培地を用いて培養することができる。
【００２５】
液体培地のｐＨ、培養温度、回転培養の回転速度などは、培養する微生物に最適なものに調整する。例えば、培地のｐＨは６．０〜６．８、培養温度は３７〜３９℃、回転培養の回転速度は１５０〜４５０ｒｐｍに調整すればよい。
【００２６】
また、Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ  ｌｉｇｎｏｒｕｍは、ジャガイモ液体培地（ジャガイモ  ２００ｇ、グルコース  ２０ｇを水１０００ｍｌ中で煮込んで得たもの）、グリセリン・アスパラギン培地（グリセリン  １０ｇ、アスパラギン  １ｇ、Ｋ２ＨＰＯ４  １ｇを水１０００ｍｌに溶解したもの）などの液体培地を用いて培養することができる。培地のｐＨは３．５〜６．０、培養温度は３５〜３９℃、回転培養の回転速度は１５０〜４５０ｒｐｍに調整すればよい。
【００２７】
以下において、添付の図面を参照しながら、本発明の自動灌水システムを説明する。
図１は、屋上緑化のための非循環式自動灌水システムの一例を示している。
この非循環式自動灌水システムは、保水タンク１と給水口４の間に拮抗微生物培養タンク６とその添加口を制御する制御弁７を備えている。さらに、保水タンク１と制御弁７の間に給水用拮抗微生物菌数センサー８を備え、排水口５の先に排水用拮抗微生物菌数センサー９を備えることを特徴としている。
【００２８】
図２の構成図に示すように、この非循環式の自動灌水システムにおいては、濁度（ＯＤ６６０）、ＣＯＤ値、ＢＯＤ値、ＡＴＰ含有量などに関する給水用拮抗微生物菌数センサー８の測定値（Ｘ）と排水用拮抗微生物菌数センサー９の測定値（Ｙ）に基づき、灌水中拮抗微生物濃度の算出手段がその菌濃度を算出する。灌水中拮抗微生物濃度の算出手段は、菌濃度判定データベースを有しており、菌濃度判定データベースは、補正値（Ｚ）のデータを有している。補正値とは、通常の非循環式自動灌水システム、即ち、拮抗微生物を添加しない非循環式自動灌水システムにおける排水の濁度（ＯＤ６６０）、ＣＯＤ値、ＢＯＤ値、ＡＴＰ含有量などに関するデータであり、利用する人工土壌基盤に関する情報として、その種類、量、厚さなど、灌水に関する情報として、使用する水の種類、灌水量、流速など、栽培植物に関する情報として、植物の種類、栽植密度、栽培期間などに基づく通常の濁度（ＯＤ６６０）、ＣＯＤ値、ＢＯＤ値、ＡＴＰ含有量などのデータである。さらに、菌濃度判定データベースは、給水用拮抗微生物菌数センサー８の測定値（Ｘ）、排水用拮抗微生物菌数センサー９の測定値（Ｙ）および補正値（Ｚ）と、利用する拮抗微生物の菌濃度との相関式のデータを保有している。
【００２９】
相関式は下記の式によって表される。
【数１】
拮抗微生物の菌濃度  ＝  ｆ（Ｙ−Ｘ−Ｚ）
ここで、ｆ（Ｙ−Ｘ−Ｚ）は、Ｙ−Ｘ−Ｚを変数とする関数であり、利用する拮抗微生物の種類と使用する菌濃度の指標、具体的には、濁度（ＯＤ６６０）、ＣＯＤ値、ＢＯＤ値、ＡＴＰ含有量などにより、一次関数、二次関数、指数関数などから自由に選定することができる。
【００３０】
灌水中拮抗微生物濃度の算出手段で算出された拮抗微生物の菌濃度は、適性拮抗微生物濃度の判定手段により適性判断される。適性拮抗微生物濃度の判定手段は、利用する拮抗微生物の適正な灌水中拮抗微生物濃度に関するデータベースを有している。適正な灌水中拮抗微生物濃度は、利用する拮抗微生物の種類により異なるが、具体的には放線菌を利用する場合には、コロニー形成単位（ＣＦＵ）として、１×１０（２）〜１×１０（７）、好ましくは１×１０（３）〜１×１０（６）、さらに好ましくは１×１０（４）〜１×１０（５）であることが望ましい。また、トリコデルマ菌では、ＣＦＵとして、１×１０（１）〜１×１０（５）、好ましくは１×１０（２）〜１×１０（４）であることが望ましい。非病原性フザリウム菌としては、１×１０（２）〜１×１０（７）、好ましくは１×１０（３）〜１×１０（６）、さらに好ましくは１×１０（４）〜１×１０（５）であることが望ましい。蛍光性シュードモナス菌としては、１×１０（４）〜１×１０（１０）、好ましくは１×１０（５）〜１×１０（８）、さらに好ましくは１×１０（６）〜１×１０（７）であることが望ましい。
【００３１】
適性拮抗微生物濃度の判定手段は、前述の適正な灌水中拮抗微生物濃度に関するデータベースにより灌水中の拮抗微生物濃度の適性を判断し、拮抗微生物濃度が不足の場合は拮抗微生物培養タンクの添加口の制御弁を開栓し、拮抗微生物濃度が適性もしくは過剰の場合は拮抗微生物培養タンクの添加口の制御弁を閉栓するなどの制御を実施する。
【００３２】
図３に屋上緑化のための自動灌水システムのフローチャートを示す。
【００３３】
次に、図４は、養液栽培システムのための循環式自動灌水システムの一例を示している。
この循環式自動灌水システムは、培養液タンク１と給水口４の間に拮抗微生物培養タンク６とその添加口を制御する制御弁７を備えている。さらに、培養液タンク１と制御弁７の間に拮抗微生物菌数センサー８を備えることを特徴としている。
【００３４】
図５の構成図に示すように、この循環式の自動灌水システムにおいては、濁度（ＯＤ６６０）、ＣＯＤ値、ＢＯＤ値、ＡＴＰ含有量などに関する拮抗微生物菌数センサー８の測定値（Ｖ）に基づき、灌水中拮抗微生物濃度の算出手段がその菌濃度を算出する。灌水中拮抗微生物濃度の算出手段は、菌濃度判定データベースを有しており、菌濃度判定データベースは、補正値（Ｗ）のデータを有している。補正値とは、通常の循環式自動灌水システム、即ち、拮抗微生物を添加しない循環式自動灌水システムにおける排水の濁度（ＯＤ６６０）、ＣＯＤ値、ＢＯＤ値、ＡＴＰ含有量などに関するデータであり、利用する人工土壌基盤に関する情報として、その種類、量、厚さなど、灌水に関する情報として、使用する水の種類、灌水量、流速など、栽培植物に関する情報として、植物の種類、栽植密度、栽培期間などに基づく通常の濁度（ＯＤ６６０）、ＣＯＤ値、ＢＯＤ値、ＡＴＰ含有量などのデータである。さらに、菌濃度判定データベースは、拮抗微生物菌数センサー８の測定値（Ｖ）および補正値（Ｗ）と、利用する拮抗微生物の菌濃度との相関式のデータを保有している。
【００３５】
相関式は下記の式によって表される。
【数２】
拮抗微生物の菌濃度  ＝  ｃ（Ｖ−Ｗ）
ここで、ｃ（Ｖ−Ｗ）は、Ｖ−Ｗを変数とする関数であり、利用する拮抗微生物の種類と使用する菌濃度の指標、具体的には、濁度（ＯＤ６６０）、ＣＯＤ値、ＢＯＤ値、ＡＴＰ含有量などにより、一次関数、二次関数、指数関数などから自由に選定することができる。
【００３６】
灌水中拮抗微生物濃度の算出手段で算出された拮抗微生物の菌濃度は、適性拮抗微生物濃度の判定手段により適性判断される。適性拮抗微生物濃度の判定手段は、利用する拮抗微生物の適正な灌水中拮抗微生物濃度に関するデータベースを有している。適正な灌水中拮抗微生物濃度は、利用する拮抗微生物の種類により異なる。具体的な適性菌濃度は、前述の非循環式灌水システムの場合と同様である。
【００３７】
適性拮抗微生物濃度の判定手段は、前述の適正な灌水中拮抗微生物濃度に関するデータベースにより灌水中の拮抗微生物濃度の適性を判断し、拮抗微生物濃度が不足の場合は拮抗微生物培養タンクの添加口の制御弁を開栓し、拮抗微生物濃度が適性もしくは過剰の場合は拮抗微生物培養タンクの添加口の制御弁を閉栓するなどの制御を実施する。
【００３８】
図６に養液栽培のための自動灌水システムのフローチャートを示す。
【００３９】
本発明の自動灌水システムにより、フザリウム（Ｆｕｓａｒｉｕｍ）属、バーティシリウム（Ｖｅｒｔｉｃｉｌｌｉｕｍ）属、ピチウム（Ｐｈｙｔｉｕｍ）属、リゾクトニア（Ｒｈｉｚｏｃｔｏｎｉａ）属、アルタナリア（Ａｌｔｅｒｎａｒｉａ）属、フィトフトラ（Ｐｈｙｔｏｐｈｔｈｏｒａ）属、コロテシリウム（Ｃｏｒｔｉｃｉｌｉｕｍ）属、ロセリニア（Ｒｏｓｅｌｌｉｎｉａ）属、ヘリコバシディウム（Ｈｅｌｉｃｏｂａｓｉｄｉｕｍ）属、ペロノスポーラ（Ｐｅｒｏｎｏｓｐｏｒａ）属の糸状菌や、シュードモナス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）属、リゾプス（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ）属、キサントモナス（Ｘａｎｔｈｏｍｏｎａｓ）属の細菌の増殖を抑制する拮抗微生物を、適切な濃度で人工土壌基盤および灌水中に維持することができる。従って、本発明の自動灌水システムを利用することにより、フザリウム属、バーティシリウム属、ピチウム属、リゾクトニア属、アルタナリア属などの植物土壌病害を安定的かつ効果的に防除することができる。
【００４０】
具体的に、本発明の自動灌水システムにより防除可能な植物土壌病害としては、例えば次のものが挙げられる。
即ち、フザリウム病害としては、キュウリつる割れ病、メロンつる割れ病、ダイコン萎黄病、ピーマン実腐病、イチゴ萎黄病、ホウレンソウ立ち枯れ病、ネギ乾腐病、ナス半枯病、レタス根腐病、トマト萎凋病、ユリ茎腐病、サクラソウ萎凋病、カーネーション萎凋病などが挙げられ、バーティシリウム病害としては、ナス半身萎凋病、トマト半身萎凋病、ピーマン半身萎凋病、キュウリ半身萎凋病、ダイコン黒点病、ハクサイ黄化病、イチゴ半身萎凋病、ホウレンソウ萎凋病、フキ半身萎凋病、ウド半身萎凋病、オクラ半身萎凋病、キク半身萎凋病などが挙げられ、ピチウム病害としては、ホウレンソウ立ち枯れ病、メロン苗立ち枯れ病、キンギョソウ苗立ち枯れ病などが挙げられ、リゾクトニア病害としては、ホウレンソウ株腐病、トマト苗立ち枯れ病、カーネーション茎腐病、カラー株腐れ病、ニチニチソウ苗立ち枯れ病などが挙げられ、アルタナリア病害としてはネギ黒紋病、ダイコン黒斑病、ハクサイ黒斑病、ナス褐斑病、ホウレンソウ灰色斑点病、カーネーション斑点病、トルコギキョウ花らい腐敗病などが挙げられる。
【００４１】
また、フィトフトラ病害としては、ダイス茎疫病、ソラマメ疫病、サトイモ疫病、キュウリ疫病、キュウリ灰色疫病、メロン疫病、スイカ褐色腐敗病、トマト褐色腐敗病、ナス褐色腐敗病、ピーマン疫病、イチゴ根腐れ病、タマネギ白色疫病などが挙げられ、コロテシリウム病害としては、エダマメ白絹病、ソラマメ白絹病、サツマイモ白絹病、ジャガイモ白絹病、キュウリ白絹病、スイカ白絹病、トマト白絹病、ナス白絹病、ピーマン白絹病、タマネギ白絹病、ネギ白絹病などが挙げられ、ロセリニア病害としては、サツマイモ白紋羽病、ジャガイモ白紋羽病、カンキツ白紋羽病、リンゴ白紋羽病などが挙げられ、ヘリコバシディウム病害としては、エダマメ紫紋羽病、サツマイモ紫紋羽病、ネギ紫紋羽病、アスパラガス紫紋羽病、カンキツ紫紋羽病、リンゴ紫紋羽病などが挙げられ、ペロノスポーラ病害としては、ダイコンべと病、ハクサイべと病、キャベツべと病、イチゴべと病、ネギべと病、ホウレンソウべと病などが挙げられる。
【００４２】
さらに、シュードモナス病害としては、ソラマメ青枯病、インゲン青枯病、ジャガイモ青枯病、レタス腐敗病、トマト青枯病、ナス青枯病、ピーマン青枯病などが挙げられ、リゾプス病害としては、ジャガイモ腐敗病、ユリ腐敗病、イチゴ腐敗病などが挙げられ、キサントモナス病害としては、アルファルファ黒腐病、ダイコン黒腐病、エダマメ黒腐病、メロン褐斑細菌病、ニンジン斑点細菌病、カンキツかいよう病、ストック黒腐病、グラジオラス角斑病などが挙げられる。
【００４３】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明する。
Ａ．屋上緑化のための非循環式灌水システム
まず、屋上緑化のための非循環式灌水システムについて検討した。拮抗微生物としてストレプトミセス属ＯＧ−０１２株（ＦＥＲＭ  Ｐ−１６４９３）を用いた。ストレプトミセス属ＯＧ−０１２株の培養は、しょ糖・硝酸塩培地（しょ糖  ３０ｇ、ＮａＮＯ３  ２ｇ、Ｋ２ＰＯ４  １ｇ、ＭｇＳＯ４・７Ｈ２Ｏ  ０．５ｇ、ＫＣｌ  ０．５ｇ、ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ  ０．０１ｇを水１０００ｍｌに溶解したもの）を用いて行った。液体培地のｐＨを６．５、培養温度を３８℃、回転培養の回転速度を３００ｒｐｍとした。菌数センサーが測定する対象は、灌水中の濁度（ＯＤ６６０）とした。
【００４４】
屋上緑化は、幅５ｍ長さ１０ｍ深さ１０ｃｍのコンクリートベンチを設置することにより行った。土壌として、パーライトとバーミキュライトを体積比で８５：１５の割合で混合した培土を、厚さ１０ｃｍで設置した。その上に、緑化植物としてコウライシバを植栽した。灌水には水道水を利用し、配水は塩化ビニルパイプを用いて行った。具体的には、長さ１０ｍの塩化ビニルパイプを側面に沿って土壌中に埋設し、パイプには２５ｃｍごとに直径５ｍｍの穴を開けた。電動ポンプにより８時間間隔で１日に３回の給水を行った。１回あたりの給水時間は１時間、給水量は約５０Ｌであった。
【００４５】
はじめに灌水中の濁度（ＯＤ６６０）と拮抗微生物濃度との相関を検討した。まず、微生物培養タンクからの微生物添加量を様々に設定し、給水口部分の濁度（Ｘ）、排水口部分の濁度（Ｙ）を測定した。補正値（Ｚ）には、微生物培養タンクからの微生物を添加しない場合の濁度を使用した。これを基に、微生物培養タンクからの微生物添加による濁度上昇を下記の式で算出した。
【数３】
濁度上昇（Ｓ）  ＝  Ｙ−Ｘ−Ｚ
【００４６】
また、その時点での人工土壌中のストレプトミセス属ＯＧ−０１２株濃度（Ｔ）を実測し、濁度上昇（Ｓ）との相関を検討した。その結果を図７にグラフで示す。放線菌の適性菌濃度が１×１０（２）〜１×１０（７）、好ましくは１×１０（３）〜１×１０（６）、さらに好ましくは１×１０（４）〜１×１０（５）であることから、その範囲での相関を検討したところ、下記の相関式がもっとも有効であることが判明した。
【数４】
Ｌｏｇ（Ｔ）  ＝  ０．９５×Ｓ＋１．２８    （ｒ２＝０．９４）
【００４７】
次に、実施例１として、保水タンクと給水口の間に放線菌の微生物培養タンクと制御弁を備え、さらに保水タンクと制御弁の間に給水用拮抗微生物菌数センサー（濁度計）を備え、さらに排水口の先に排水用拮抗微生物菌数センサー（濁度計）を備えた自動灌水システムを作成した。濁度上昇を２．８〜３．８に制御するように設定した。この自動灌水システムを利用して、前述同様の屋上緑化を、幅５ｍ長さ１０ｍ深さ１０ｃｍのコンクリートベンチで実施した。土壌として、パーライトとバーミキュライトを体積比で８５：１５の割合で混合した培土を、厚さ１０ｃｍで設置した。その上に緑化植物としてコウライシバを植栽した。
また、実施例２として、保水タンクと給水口の間に同様の放線菌の微生物培養タンクと制御弁を備え、制御弁が灌水時間と同時に開き、１時間あたり１００ｍｌの微生物培養液を供給するように自動灌水システムを設定して、前述同様の屋上緑化を実施した。
さらに、比較例１として、微生物の添加を行わない灌水システムを利用して、同様の屋上緑化を実施した。
【００４８】
さらに、実施例１、実施例２および比較例１のコウライシバに対し、ブラウンパッチ病の病原菌であるＲｉｚｏｃｔｏｎｉａ  ｓｏｌａｎｉを接種し、その発現を検証した。接種はふすまを用いて行った。５０ｃｍ×５０ｃｍの区画に１つの割合で、コルクボーラーで直径約２ｃｍの穴を土壌基盤にあけ、Ｒｉｚｏｃｔｏｎｉａ  ｓｏｌａｎｉ菌を含有するふすまを接種した。
【００４９】
上記条件で３ヶ月にわたり屋上で維持管理をし、コウライシバのブラウンパッチ病発病度を検定した。発病の検定は、コウライシバの枯死および褐色に変色した範囲の割合で行った。その結果を以下の表１に示す。
【表１】
2004275127.tif 000002
これらの結果からストレプトミセス属ＯＧ−０１２を添加し、かつ濁度によるコントロールを行うことにより、人工土壌基盤上での植物病害防除が有効に実施できることが明らかになった。
【００５０】
Ｂ．養液栽培のための循環式灌水システム
次に、養液栽培のための循環式灌水システムについて検討した。拮抗微生物としてトリコデルマ菌であるＴｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ  ｌｉｇｎｏｒｕｍを用いた。Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ  ｌｉｇｎｏｒｕｍの培養は、ジャガイモ液体培地（ジャガイモ  ２００ｇ、グルコース  ２０ｇを水１０００ｍｌ中で煮込んで得たもの）を用いて行った。液体培地のｐＨは４．５、培養温度は３５℃、回転培養の回転速度は２５０ｒｐｍとした。菌数センサーが測定する対象は、灌水中のＣＯＤとした。
【００５１】
養液栽培は、幅２ｍ長さ５ｍのベッドを用いて行い、土壌としてロックウールを厚さ２０ｃｍで設置した。その上に植物としてトマト（ハウス桃太郎）を植栽した。灌水には井戸水を利用し、配水は塩化ビニルパイプを用いて行った。具体的には、塩化ビニルパイプをベッドに接続し、ベッドからの排水が養液タンクに戻るようにした。養液を電動ポンプにより２４時間循環させた。
【００５２】
はじめに養液水中のＣＯＤと拮抗微生物濃度との相関を検討した。まず、微生物培養タンクからの微生物添加量を様々に設定し、溶液中のＣＯＤ（Ｖ）を測定した。補正値（Ｗ）には、微生物培養タンクからの微生物を添加しない場合のＣＯＤを使用した。これを基に、微生物培養タンクからの微生物添加によるＣＯＤ上昇を下記の式で算出した。
【数５】
ＣＯＤ上昇（Ｏ）  ＝  Ｖ−Ｗ
【００５３】
また、その時点での人工土壌中のＴｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ  ｌｉｇｎｏｒｕｍ濃度（Ｐ）を実測し、ＣＯＤ上昇（Ｏ）との相関を検討した。その結果を図８にグラフで示す。トリコデルマ菌の適性菌濃度は、ＣＦＵとして１×１０（２）〜１×１０（４）であることから、その範囲での相関を検討したところ、下記の相関式がもっとも有効であることが判明した。
【数６】
Ｐ  ＝  ０．３９×Ｏ＋１１．１    （ｒ２＝０．９８）
【００５４】
次に、実施例３として、保水タンクと給水口の間にトリコデルマ菌の微生物培養タンクと制御弁を備え、さらに保水タンクと制御弁の間に給水用拮抗微生物菌数センサー（ＣＯＤセンサー）を備え、さらに排水口の先に排水用拮抗微生物菌数センサー（ＣＯＤセンサー）を備えた自動灌水システムを作成し、トリコデルマ菌の濃度をＣＦＵとして１×１０（２）に保つことを目的に、ＣＯＤ上昇を２８０に制御するように設定した。この自動灌水システムを利用して、前述同様にトマトを栽培した。
また、実施例４として、保水タンクと給水口の間に同様のトリコデルマ菌の微生物培養タンクと制御弁を備え、制御弁が灌水時間と同時に開き、１時間あたり１００ｍｌの微生物培養液を供給するように自動灌水システムを設定して、前述同様のトマト栽培を実施した。
さらに、比較例２として微生物の添加を行わない灌水システムを利用して、同様のトマト栽培を実施した。
【００５５】
さらに、実施例３、実施例４および比較例２のトマトに対し、トマト半身萎凋病の病原菌であるＶｅｒｔｉｃｉｌｌｉｕｍ  ｄａｈｌｉａｅを接種した。栽培土壌であるロックウールに、予めＰＤＢ培地（ポテト・デキストロース・ブロス：ＤＩＦＣＯ社製）で培養したトマト半身萎凋病の病原菌Ｖｅｒｔｉｃｉｌｌｉｕｍ  ｄａｈｌｉａｅを、ロックウール１ＬあたりのＣＦＵが１０５となるように完全混合し、これを病原土壌とした。
【００５６】
病原土壌にトマト苗を、各実験区につき４０本ずつ植え付け、４ヶ月にわたり栽培を行った。栽培終了後、地際部で栽培個体を収穫し、その横断面の維管束の褐変を、
０：褐変せず、
１：１／３未満の褐変が認められる、
２：１／３以上２／３未満の褐変が認められる、
３：２／３以上の褐変が認められる、
４：枯死、
の５段階の発病指数で評価した。
【００５７】
各実験区４０体の発病指数の平均値を発病度とした。また、発病指数３以上の褐変が現れた個体数の割合を発病率とした。さらに、栽培後の地上部トマト収量を測定した。このように測定した各区の発病度、発病率、地上部トマト収量を以下の表２に示す。
【表２】
2004275127.tif 000003
これらの結果からＴｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ  ｌｉｇｎｏｒｕｍを添加することにより、人工土壌基盤上での植物病害防除が有効に実施できることが明らかになった。実施例３と４を比較した場合、防除効果は同程度であるにもかかわらず、トマト収量に差が現れている。そこで、栽培終了時の溶液中のＴｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ  ｌｉｇｎｏｒｕｍ濃度を測定したところ、実施例３が２．５×１０（２）であったのに対して、実施例４は５．９×１０（６）であった。従って、実施例４では溶液中のＴｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ  ｌｉｇｎｏｒｕｍの濃度が非常に高まり、トマトの生育に対し阻害を起こしたものと考えられた。この結果から、ＣＯＤによるコントロールを行うことにより、人工土壌基盤上での植物病害防除が有効に実施でき、かつ、植物の生育阻害などの悪影響も回避できることが明らかになった。
【００５８】
【発明の効果】
本発明の自動灌水システムを使用することにより、植物を施設栽培する際の植物病害を有効に防除することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る屋上緑化システム（非循環式）の概略図である。
【図２】屋上緑化システムの構成図である。
【図３】屋上緑化システムのフローチャートである。
【図４】本発明に係る養液栽培システム（循環式）の概略図である。
【図５】養液栽培システムの構成図である。
【図６】養液栽培システムのフローチャートである。
【図７】濁度上昇と放線菌濃度との相関を示すグラフである。
【図８】ＣＯＤ上昇とトリコデルマ濃度との相関を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004275127.tif 000009
【図７】
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【図８】
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