(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交換性カチオン（Ｃａ＋Ｍｇ）／Ｋのモル当量比値が６〜５０であるとともに、根圏微生物が存在する軽石から構成されることを特徴とする栽培用培地。
【請求項２】
前記軽石は、多孔性表面を有する粒子からなることを特徴とする請求項１の栽培用培地。
【請求項３】
前記軽石は、３．０〜４．０ｍｅｑ／１００ｇの陽イオン交換容量を有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の栽培用培地。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項記載の栽培用培地を用い、培養液を点滴掛け流し方式で供給し、植物を育苗及び／又は成育させることを特徴とする栽培方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、栽培用培地及び栽培方法に関し、更に具体的には、例えば野菜、果樹、花卉植物などを主として施設栽培法、場合によっては露地栽培法によって節水及び省資源下で栽培するのに好適な栽培用培地に関する。また、培地の水分調節ができるので、果菜類のうちトマトやメロン等で糖度を上げることができるなど、付加価値のある農作物を栽培することのできる栽培用培地及び栽培方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
サラダナやトマトなどの高級野菜などを栽培する場合、畑地などではなく、例えばオープンエリヤ施設やハウス施設などで精密に環境管理しながら、工場生産的に栽培をする必要がある場合がある。このような栽培方法を、施設栽培と呼んでいる。
一方、温室栽培は、早生ミカン等を除き、従来は単年度毎に収穫される植物（農作物）に適用されてきた。温室栽培は、むしろポット栽培に向くが、植物から培地への影響があるため、１収穫毎に培地の交換が必要であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように野菜や花卉植物の栽培法には土耕（露地栽培）と施設栽培がある。
土耕では、肥料を施用しつつ作付を多年に渡り続け、すなわち同種あるいは近種作物を連作した場合、病害が発生したり、収量が著しく低下したりする。これを連作障害と称する。上記した問題点の外に、連作障害は種々の現象として表れ、野菜栽培において問題となっている。
そのため連作障害を起こさず、健全な作物栽培を持続するために種々の対策が実施されている。
【０００４】
微生物による連作障害を回避するための、従来の土壌培地での解決策としては、１）熱による殺菌・消毒（オートクレーブ処理）、２）薬液による殺菌・消毒、及び３）培地を廃棄して交換する方法が実施されてきた。
しかしながら、これらの対策はいずれも労力、資金がかかり、しかも廃棄物を生じることもあり、さらに必ずしも完全に効果があがらないこともあった。そこで、土耕の場合はやむをえず輪作を行うこともあった。
【０００５】
また、土壌以外の培地を使用する養液栽培においては、連作障害を回避するための手段としては、次のような手段が取られている。
１）ロックウール耕では、毎年又は隔年の培地交換、
２）湛液型水耕では、系（管）の消毒、
３）ＮＦＴでは、栽培ベッド（薄膜状）のフィルムを一作ごとに更新、
４）礫耕では、礫の洗浄・処理、残根の処理、
５）毛管水耕では、系（管）の消毒、
６）砂耕では、砂の洗浄、消毒。
しかしながら、これらの対策は上記の土耕のところで記述したのと同様の問題点があった。
【０００６】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、熱処理や薬品を使用する消毒・殺菌などの動力や資金がかからず、廃棄物を生じることもなく、しかも連作障害を生じない栽培用培地及び栽培方法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】
本発明者等は、上記の課題を解決するために鋭意検討を行い、軽石培地を用いて栽培する場合の連作障害を調べるために、それを用いて連作したところ意外にも連作歴があるものの方が、新規な軽石よりもかえって連作障害が生じない場合があることを確認し、その連作障害を生じない理由を探求して種々分析を行った結果、連作して連作障害を生じないものとなっている軽石培地は、その交換性カチオンの化学組成が当初の化学組成から変化してある一定の範囲のものとなっていること、かつその軽石培地にある微生物の状況が変化して根圏微生物が植物の青枯病の発生を阻止できるようになっていることを見出した。
その結果、連作歴があって、前記のような条件になっている軽石培地を植物栽培の培地とすれば、連作障害の発生を阻止できることを見出した。
そして、その栽培においては、培養液を点滴掛流し式で供給し、少水量養液栽培法で栽培すれば、連作障害の発生の防止が容易であることも見出し、これらの知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、次の手段により前記の課題を解決した。
（１）交換性カチオン（Ｃａ＋Ｍｇ）／Ｋのモル当量比値が６〜５０であるとともに、根圏微生物が存在する軽石から構成されることを特徴とする栽培用培地。
（２）前記軽石は、多孔性表面を有する粒子からなることを特徴とする前記（１）の栽培用培地。
（３）前記軽石は、３．０〜４．０ｍｅｑ／１００ｇの陽イオン交換容量を有することを特徴とする前記（１）又は（２）記載の栽培用培地。
（４）前記（１）〜（３）のいずれか１項記載の栽培用培地を用い、培養液を点滴掛け流し方式で供給し、植物を育苗及び／又は成育させることを特徴とする栽培方法。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明における軽石培地に用いる軽石の化学組成は、交換性カチオン（Ｃａ＋Ｍｇ）／Ｋのモル当量比値が６〜５０であることが必要である。軽石培地に通常使用されている火山性軽石（未使用）は、その化学組成からいうと、例えば交換性カルシウムが３．６４ｍｅｑ／ｋｇ（７３ｍｇ／ｋｇ）で、交換性マグネシウムが０．８４ｍｅｑ／ｋｇ（１０ｍｇ／ｋｇ）で、交換性カリウムが２．２８ｍｅｑ／ｋｇ（８９ｍｇ／ｋｇ）であるため、それから計算すると、交換性カチオン（Ｃａ＋Ｍｇ）／Ｋのモル当量比値が約２．０であるから、本発明において使用する軽石培地の軽石の化学組成はこれと著しく異なっている。なお、前記の「交換性カチオン」の量は、軽石１に対しカチオンの量によって測定したものである。
【００１０】
本発明者が発見した連作障害が発生しない、連作に使用してきた軽石培地の軽石の化学組成は、長年の使用により培養液の適用に伴い、培養液が含む肥料成分の適用、カルシウム分やマグネシウム分を含む水の潅水により、さらには栽培植物の根の周囲の環境、例えば根圏微生物の種類などの影響により、長期間にわたり軽石のイオン交換が行われて、交換性カチオン（Ｃａ＋Ｍｇ）／Ｋのモル当量比値が６〜５０となるようなものに変化したものとみられる。
この交換性カチオン（Ｃａ＋Ｍｇ）／Ｋのモル当量比値の最適範囲に関する本発明の解明により、軽石培地として連作に使用してきた軽石培地を用いなくとも、自然の未使用の軽石を処理により交換性カチオン（Ｃａ＋Ｍｇ）／Ｋのモル当量比値が６〜５０となるように調整することにより、連作障害が発生しにくい軽石培地を容易に得ることができる。その化学組成を調整する処理としてはイオン交換などの処理を挙げることができる。
【００１１】
軽石培地中には、試験によって確かめられた通り、連作障害を抑制する機能のある微生物が存在している。これは、交換性カチオン比とともに、本栽培培地の連作障害抑制機能の原因の一つである。
本明細書において、根圏微生物について、植物根が土壌中に伸長し、その影響が及ぶ範囲を根圏（ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅ）と呼び、そこに定着することが可能な微生物群（主として細菌、放線菌、糸状菌）を根圏微生物と総称している。一般的に根圏では、植物根から糖、アミノ酸、有機酸その他各種の物質が分泌されるため、非根圏に比べて微生物の数が多い。前記根圏微生物は、植物の青枯病の発生を阻止するのに十分な量存在することが好ましい。
【００１２】
根圏微生物として同定された細菌は各属にわたるが、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ，Ａｒｔｈｒｏｂａｃｔｅｒ，Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ，Ａｚｏｔ  ｂａｃｔｅｒ，Ｂｅｉｊｅｒｉｎｃｋｉａ，Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａなどが知られている。イネのほかには、コムギ、トウモロコシ、サトウキビなどでも同じ属の根圏微生物が同定され、窒素固定能が計測されている。
【００１３】
本明細書において、青枯病とは、細菌Ｒａｌｓｔｏｎｉａ  ｓｏｌａｎａｃｅａｒｕｍによる植物の病気を称する。本病に罹ると、始め茎の先端部の葉が日中萎ちょうし、夜間は回復するといった状態が数日続くが、後に全身が萎ちょうし、夜間も回復しなくなり、下葉から枯れ上がり、ついには枯死する。茎や根を切断すると導管部を中心に維管束全体が褐変し、切口から汚白色の病原細菌の粘液が溢出する。本病は気温の高い時に発生しやすく、夏期に栽培する作型で発生が多く、秋から春に収穫する作型では発生が少ない。病原細菌は短桿状で１〜４本の単極鞭毛、ときに両極鞭毛をもつ細菌で、高温でよく成育し、成育適温度は３０〜３７℃である。本細菌は多犯性で、トマト、ナス、ピーマン、ジャガイモ、タバコ、シュンギク、など４４科数１００種に及ぶ植物を侵す（タバコでは例外的に立枯病と称し、青枯病といわない）。本細菌には病原性あるいは生理的、遺伝的性質の異なる系統の存在も知られている。
【００１４】
本病は典型的な土壌伝染性の病気である。病原細菌は被害植物残渣とともに土中に残り、いったん土壌中に入った病原細菌は植物遺体が分解しても、また、宿主となる植物が存在しない状態でも、土壌湿度が比較的高い場合には数年間は生存することができる。自然状態では土壌中で生存していた病原細菌が根や茎の傷口などから侵入する。また、本細菌は水中で長く生存できるので、灌漑水あるいは降雨時の地表水などによって伝播されることもある。侵入した病原細菌は導管内で増殖しながら上昇し、茎、葉柄などの導管を閉塞する。そのため水分の上昇が妨げられ、植物は萎ちょうし、ついに枯死する。本病は多犯性で被害が極めて大きいが、有効な防除薬剤もない。実用的な抵抗製品種もほとんどないことから、特に被害の大きいトマトおよびナスでは抵抗性台木への接木による防除が広く行われている。
上記の微生物、疾病については、微生物学辞典（日本微生物学協会編、技報堂出版、１９９８年８月２３日発行）に詳細に記載されている。
【００１５】
本発明においては、先に述べた化学組成と前記した根圏微生物の条件の両方を一緒に満たすことにより、軽石培地による栽培で連作障害を著しく抑えることができる。その一方の条件だけでもある程度の効果を得ることができる。
本発明においては、軽石培地の軽石としては、本出願人が先に出願したＰＣＴ／ＪＰ００／０７２０４の発明で示しているように、飽和透水係数が０．３〜０．８ｃｍ／ｓｅｃ、通気係数が乾燥試料及び湿潤試料で１５〜４０ｃｍ／ｓｅｃで粒状の軽石であることが栽培を行うために好ましい。
このように、軽石培地の物理性に加えて、培地における化学性と生物性の特徴に着目した点が、本発明における重要ポイントである。
病原菌の作用と関係の深い根圏微生物も、未使用軽石には殆どないのに、連用軽石では多様を示していることである。
【００１６】
本発明においては、使用する軽石培地の軽石は、前記した性状の他に、３．０〜４．０ｍｅｑ／１００ｇの陽イオン交換容量を有するものであることが好ましく、この点は肥料成分の保持能力を高くする点で好ましい他、前記した交換性カチオン（Ｃａ＋Ｍｇ）／Ｋのモル当量比値を所定の値に調整する上でも好ましいことである。また、軽石の粒状については１．０〜５．６ｍｍの粒径にあることが好ましい。
【００１７】
【実施例】
以下の実施例によって、本発明の各種態様をより具体的に説明する。これらの実施例は、本発明の具体例を示すものであり、本発明はこれらの実施例によって何等限定されるものではない。
【００１８】
実施例１
サラダナを４年連作した軽石培地及び１０年連作した軽石培地の各上層及び下層並びに未使用軽石について、各試料を風乾後５ｍｍ程度のふるいを通し、サラダナの根等を除去した後の軽石の化学的特性値を第１表に示す。なお、各２個づつの試料を混合して１試料とし、混合後の試料について処理を実施した。また、未使用軽石及び４年、１０年連作した軽石培地は、飽和透水係数及び通気係数、平均粒径は同等で、物性は安定している。陽イオン交換容量(ＮＨ4+量で表す)などは第１表に示すとおりのものである。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
第１表から明らかなように、各使用済み軽石は上層、下層とも未使用の軽石に比べ、（Ｃａ＋Ｍｇ）／Ｋのカチオン当量比値がずっと大きいことが分かる。
４年又は１０年間サラダナの連作中に使用した肥料は、水１リットルに対し大塚化学の液体肥料１号を０．７５ｇ、２号を０．５ｇ添加溶解した希釈液肥であり、この液肥の化学組成は、Ｃａ、Ｍｇ、Ｋだけについていうと、Ｃａ：８．２、Ｍｇ：３．０、Ｋ：８．６で、（Ｃａ＋Ｍｇ）／Ｋのカチオン当量比値は１．３であった。
【００２１】
実施例２
トマトの青枯病の発生程度を、連作歴のある培地及び未使用培地について、オートクレーブ殺菌及び養分添加の影響を試験し、トマト青枯病抑制能の評価を行った。
１）方法：下記に示す連作歴のある軽石培地を用いて行った。このとき、前記軽石培地をオートクレーブ殺菌をした軽石も試料として用意した。また、軽石（１）に大塚化学の液体肥料を播種時から水分の代わり添加し、良好な養分条件での発病を検討した。病原菌の接種量は軽石１ｇ当たりに１０3個とし、水分含量はｐＦ２．０程度になるよう毎日灌水した。なお、ｐＦ値は土壌の保水性に関する指数を表す。
軽石（１）：フレッシュな軽石
軽石（２）：サラダナを１５年程連作した軽石
軽石（３）：サラダナを５年程連作した軽石
【００２２】
２）結果：図１に示すように、オートクレーブ殺菌していない軽石（２）（３）では全く発病しなかったのに対し、オートクレーブ殺菌した軽石（２）（３）ではいずれも発病が認められた。したがって、連作歴のある軽石培地において、トマト青枯病発生が抑制される原因の一つとして微生物の作用による病害抵抗性の賦与が推察された。しかし、オートクレーブ殺菌した軽石（２）（３）における発病率は、軽石（１）よりは依然低く、培地中養分が植物体に病害抵抗性を賦与している可能性も十分に考えられた。図１において、「Ａｕｔｃｌａｖｅｄ軽石」はオートクレーブ殺菌した軽石を表し、「軽石１＋Ｎｕｔｒ」は液体肥料であらかじめ処理した軽石１を表す。
【００２３】
実施例３
比較的高密度の病原菌を接種した場合のトマト青枯病発生率について、実施例２と同様の試験を行った。この例ではオートクレーブ殺菌したものは用いなかった。また、対照のために、黄色土（愛知県東郷町名古屋大学農学部付属農場より採取した化学肥料連用土壌）の試料も用意した。
１）方法：実施例２では軽石１ｇあたりに１０3個の病原菌を接種したが、本実施例では、１０5個と１００倍多い病原菌を接種し、発病の程度を観察した。２）結果：図２に示すように、新鮮な軽石培地（１）では播種１８日後にはすべての個体が枯死したが、連作歴のある培地（２）（３）、対照として用いている黄色土では播種２７日後でも８割程度が健全個体であった。
【００２４】
実施例４
軽石の土壌病害抑制機能の効果を、実際の成長状況から極めて具体的に示す実験を行った。
前記軽石の連作障害抑制機能評価を目的に、トマト青枯病菌（Ｒａｌｓｔｏｎｉａ  ｓｏｋａｎａｃｅａｒｕｍ）を接種しトマト種子（桃太郎）播種後２１日間栽培した時点での発病率を調べた。その結果、病原菌非接種培地では全く発病しなかったのに対し、未使用のエコポラス培地では１００％発病した。一方、連作歴のある培地では全く発病が見られず、連作により病害菌に対する抵抗力が強まる可能性が示唆された。
【００２５】
実施例５
培養液の点滴掛流し方式（少水量養液栽培）の各種土壌病害抑制能の評価を下記の手順により行った。
１．トマト青枯病発生程度の評価
実験１：軽石培地と黄色土壌との比較
１）供試媒体：軽石及び黄色土（愛知県東郷町名古屋大学農学部付属農場より採取した化学肥料連用土壌、これまでの研究結果ではトマト青枯病が発生しやすい土壌）。
【００２６】
２）接種菌量及び栽培条件：径９ｃｍのビニールポットに軽石は１２０ｇ、黄色土は２００ｇを充填した。このとき、軽石などの培地は乾燥重１ｇ当たり１０1、１０3、１０5個となるように、トマト青枯病菌（Ｒａｌｓｔｏｎｉａ  ｓｏｌａｎａｃｅａｒｕｍ  ＹＵ１Ｒｉｆ４３）を接種し、水分含量を軽石はｐＦ２．２程度、黄色土は最大容水量の４５％（ｐＦ２．３程度に相当）に調整した。そこに、２日間あらかじめ芽出ししたトマト種子（タキイ種苗、桃太郎）を播種し、実験室、ないし人工気象機内で栽培した。毎日ポットの重量を測定し、不足した水分量を添加し、初期の水分条件を維持した。また播種後６日目以降は添加する水分を大塚液肥に変更した。
【００２７】
３）結果：播種後２１日間栽培した時点での発病率を第２表に示す。病原菌を接種しない場合、また、１ｇ当たり１０個の病原菌を接種した場合には、軽石でも黄色土でも発病は見られなかった。病原菌１０3あるいは１０5個を接種したときには、黄色土に比べ軽石でより発病率が高かった。これまでの結果より、黄色土はトマト青枯病に対し発病助長的であることから、軽石自体にトマト青枯病抑制能があるとは考えにくい結果となった。
【００２８】
【表２】
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【００２９】
実施例６
実験２：連作歴のある軽石培地におけるトマト青枯病発生程度
１）方法：上記実施例５の実験１と同じ実験を以下に示す連作歴のある軽石培地を用いて行った。ただし、病原菌の接種量は１ｇ当たりに１０3個とした。また、水分含量はｐＦ２．０程度になるよう毎日灌水した。
軽石（１）：フレッシュな軽石
軽石（２）：サラダナを１５年程連作した軽石
軽石（３）：サラダナを５年程連作した軽石
軽石（４）：ナスを４年程連作した軽石
【００３０】
２）結果：第３表に示すように、新鮮な軽石では発病率が１００％であったのに対し、連作した軽石培地ではいずれも現時点では発病が見られていない。植物を連作することにより、本軽石培地は病原菌に対し、何らかの抵抗力を有する可能性が示唆された。この原因として、連作によりある種の微生物が軽石培地に定着し、それらが青枯病に対して拮抗能を示す可能性が考えられる。
【００３１】
【表３】
0003763469.tif 000004
【００３２】
以上の実施例１〜６の結果を総合して、下記の所見が得られる。
（１）未使用軽石培地は、黄色土（助長土壌：病害に弱い土壌）と同程度に病害に弱いことが分かった（実施例４の実験１より）。
（２）５年連作（サラダナ）、１５年連作（サラダナ）、４年連作（ナス）各軽石培地と未使用軽石培地との比較より、連用することにより抵抗性が増すことが分かった（実施例６の実験２より）。
（３）蒸気加圧殺菌した連用軽石培地の抵抗性の低下に関しては、１０〜３０％抵抗性が低下することが分かった。これは、何らかの微生物効果が病害への抵抗性に関与することを推定させる（実施例２より）。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、軽石を培地に用いるに当たり、その化学組成及び生物性を予め調整しておくことにより、連作しても連作障害を起こさずに良好な栽培を継続できる。しかも、熱処理や薬品を使用する消毒・殺菌などの必要がない。
このため、植物の栽培、育成に際して、熱処理や薬品を使用する消毒・殺菌などの必要がなく、さらに、その栽培に使用した培地を使用する時には、薬品を使用する消毒・殺菌などの必要がない。そして、連作に使用しても連作障害を起こさないので、培地を交換する手間が掛からない。また、使用済みの培土の廃棄による経済的な負担が軽減されるなど、多種多様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】連作歴のある軽石培地のトマト青枯病抑制能に対するオートクレーブ殺菌及び養分添加の影響を示すグラフである。
【図２】比較的高濃度の病原菌を接種した場合の各種培地に対するトマト青枯病発生率を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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