‑ 21‑.
)
tu.Sta.Nt
ns.Itp
自然教育園報告（ Re989,19120号 2第2自然教育園の土壌
一 一 一カテナに おける土壌 微生物相一 一
坂上寛一＊・奥山篤司本 ・田中治夫＊ ・浜田龍之介＊

rNatureStudyoeftu
fti
nseI
hnt
li
io
SarolforcilM
iofSsoutat
S
faHydro‑catemaoiOkuyama,*
hsustiSakagami,*A
hcKan・iHaruoTanaka*andRyunosukeHamada*l

ま え カゼ き8；坂上ら ，
79山崎， 18；坂上・798：平山ら， 1
79
自然教育園の土壌については多くの報告（坂上ら， 14）は，微生物の生育環境として重要
8914）がある。植生と微生物について坂上ら (890；坂上ら ，1891なのは植生そのものではなく ，A。層の発達状態，水分環境などであると報告している。
土壌微生物数は自然環境条件の変化に応じて変動する。特に土壌最表部は外界の環境条件の影響を強く受けるため，その土壌微生物相は環境条件を反映した形をとる 。降雨により土壌の水分含量は増すが，r,exande
後に降雨がなければ，やがて風乾状態になる。乾燥に伴い土壌微生物数は減少する（ Chen& Al73）。特に，水分変化に敏感なグラム陰性菌はグラム楊性菌に比べて大きくその菌数を減少させる（津917）は土壌微生物の微視的な観点から，土壌の団粒内部，団粒外部の水分条件の違6912）。服部 (69， 1山いによる土機微生物の住み場所の違いを指摘した。つまり ，団粒内部は水分変化が少ないため，乾燥に弱いグラム陰性菌が多く存在し ，団粒外部では水分変化が大きいため，乾燥に耐え得るグラム陽性菌が8）はグラム陰性菌の中にも比較的乾燥に791多く存在するというものである。これに対して ，木曾ら (8）は，691耐え得るグループの存在を指摘している。また，水分変化と微生物数の変化に関して Low (粘土のゲルからゾルへの変化に伴い， イオン活性と水の性質が変化するために，微生物の活性に相違が生じ， その結果，微生物数に変化が起こることを報告している 。
自然教育園は起伏に富んでいる。土壌微生物数は土壌の水分，温度，pHなどの環境条件と有機物の組成などの影響を受けると考えられるが，温度は各地域ごとの海抜高などによ って基本的に支配される 気候条件の影響 が大きし pHは有機物の分解の良否によって二次的に影響され，また，植物遺体の組成はキ

ogychnoleandTerut
fAgricul
yotisrevin,TokyoUreut
fAgricultyo
東京農工大学農学部，Facul‑ 22‑

白 然 教 育 園 報 告 第20号
， 1989樹種の影響が大きい。土壌の水分環境は基本的には地形的因子，すなわち，大部分の森林土壌に共通な斜面地形の影響によって支配される。したがって，水分環境以外の因子はむしろ二次的な影響にとどまると考えられる。よって，微地形の差異から生じる水分環境が土壌微生物相を規定する大きな要因となる。傾斜地では，その斜面位置によって水分条件が異なり ，下部では水分も多く ，地下水位も高い。そこで本研究では， 地形によって生じた異なる水分条件にあるいくつかの土壌（カテナ）の微生物相を調査した。また，現地点における水分環境の違いが，土壌を風乾処理した後の微生物および微生物相の変化にどのように反映されるかを調査した。

2. 供試土壊と実験方法

1）供試土壌

自然教育圏内のさんしょう魚の沢から南の方角に面した斜面に， Hydro‑catena を設定し直線上に 4つの採取地点、を設け，下部から A,B, C, D地点とした（図 1）。各地点の低木植生は， A, C地点ではアオキ， シュロ ，アズマネザサ， B, D地点ではアオキ，高木植生は， A地点ではミズキ， B, C地点、ではコナラ， D地点ではスダジイが見られた。土壌採取は1988年 7月26日，降雨 3日後に行った。各地点，小枝や落葉など未分解の植物遺体か らなる A。層を除去した後，表層 lOcm以浅の土壌を採取した。
採取後直ちに実験室に持ち帰り， 2mmの簡を通し植物残澄を取り除き生土試料とした。また先に調整した生土を室温で29日間風乾し，風乾土試料とした。

Dさんしょう魚の沢

図1. 土壌採取地点の模式断面図(A地点 とD地点の標高差は約 15m)
2) 微生物数の測定
各地点の生土，風乾土に ついて全細菌数，放線菌数， グラム陰性菌数とそれぞれの胞子数，およびDNB放線菌数を希釈平板法で測定し，糸状菌数を塗沫平板法で測定した。なお， ここでいう胞子とは，胞子の耐熱性を利用し，土壌希釈懸濁液を80。
Cに保った湯浴中に 10分間ひたし無菌的に熱処理を加え（土壊微生物研究会， 1975），栄養細胞を死滅させて生き残った耐熱性胞子のことである（以下，胞子と略記する）。全細菌数，放線菌数，およびそれぞれの胞子数の測定には，肉汁 ・ぺプトン ・寒天培地（土壌微生物研究会， 1975）で 1週間，グラム陰性菌数，およびその胞子数の測定には，肉汁 ・ぺプトン ・寒天培地に培地 lE当0.3%クリ スタル紫 5￡m添加した培地で 2週間，DNB全細菌数， DNB放線菌数の測定には， 1/100の濃度の肉汁 ・ペプ トン ・寒天培地で 1週間，糸状菌数の測定には，ローズぺンガル寒3‑‑ 2坂上他：自然、教育園の土壌℃で培養した。出現したコロニーを計数し，55）で 4日間，いずれも 279天培地（土壌微生物研究会， 1乾土 lg当たりの菌数を求めた。

) 供獄土壌の土壌水の測定3測定法委員会， 1986）により，また，最大容水量を℃乾燥重量法（土壌標準分析・50
生土の含水率を 1小島， 1965）により求めた。最大容水量に対する採取時の容水量（生土の含水率）のd法（｝ 1口・ragHil
割合を相対容水量（%）とした。

. 実 験 結 果3) 各地点の水分条件
1

生土の含水率，最大容水量，および相対容水量を表 lに示した。含水率は斜面最下部の A地点が60.2%と最も高く ， B地点， C地点と上部になるにつれて低くな ったが，斜面最上部の D地点では A地点に次いで高かった。最大容水量は D地点が294%と最も高く ，C地点，B地点と下部になるにつれて低くな ったが， A地点は D地点に次いで高かった。また相対容水量は，微生物に対する水分環境の指標となると, D地点の順に斜面上部ほど低い値であ った。
考えられるが， A地点で62.4%と最も高く， B,C. 全土の含水率最大容水量 相対容水量
表1合水率（%）

最大容水量（%）

相対容水量（%）

A2.
063424.
26B80.
56020.
05c8.
740226.
14D6.
454920.
14) 各地点の微生物数2
生土における各種菌数を表 2 に示した。全細菌数は 101～10• のオーダーであったが， A 地点が やや高く，他の地点ではほとんど差がみられなかった。胞子型全細菌数については各地点 10• で A 地点でわずかに高く，他の地点では差がみられなかった。
放線菌数は 10• のオーダーであ ったが， A ,ついては各地点 10• ～ 105 で A ,B地点が高く ， C, D地点が低か った。 胞子型放線菌数にC, D地点で高 く， B地点が低か った。

グラム陰性菌数は 10• のオーダーで， A 地点で最も高く ， 以下 B ,C, D地点の順に高か ったが，地点聞に顕著な差はみられなかった。胞子型グラム陰性菌は希釈平板法によってはコロニ ーが形成されず，その存在を認めることができなかった。
糸状菌数は io• のオ ー ダー で， D 地点、が最も高く ， 以下，C,B,A地点の順に高かった。

D NB 全細菌数は 107～ 10• のオーダーで， A 地点が最も高く，他の地点では差がみら れなか った。 D N
B 放線菌数については， i o•～ 1 0 7 のオーダーで， A 地点が他の地点に比べてかなり高かった。‑ 24‑

自 然 教 育 園 報 告 第20号
， 1989表 2. 生土の微生物数(/1g乾土）

BcD

11.
2×1
074.
0
4×1
07

3.
6
1×1
073.
5
5×1
0
74.
4
6×1
0
62.
5
8×1
0
62.
6
5×1
0
62.
6
9×1
06

6.16×1
0
67.
12×1
0
64.
1
6×1
0
65.
1
0×106

（胞子）

1
2.
4×1
0'

6.73×1
0'

1
6.
1×1
0'

1
1.
0×1
0'

グラム陰性菌

6.
6
3×1
0s

4.
7
1×1
0s

3.80×10s3.
60×105K•2.
22×10'2.
33×10'3.
20×10'6.
10×10'

D NB全細菌

14.
8×1015.
11×1014.
93×1014.
70×101D NB放線菌

22.
7×1068.
75×1065.
70×1065.
14×106A
全細菌
（胞子）

II

放線菌
II（胞子）

II

糸状菌

・1(• ) 3次希釈液でコロニー認められず
3) 風乾処理による各種菌数の変化
風乾土における各種菌数を表 3に，風乾処理による各地点の微生物数の変化を図 2に示した。この微生物数の変化をみることによって次のようなごとが言えた。

表 3. 風乾土の微生物数(/1g乾土）

B

cD

5.
2
4×1
064.
2
3×1
063.
1
5×1
062.
74×1
067.
5
1×10s

7.
7
5×10s

7.
4
9×1
057.
8
2×105

8.
9
4×1
0s

6.
8
1×1
0s

4.
3
5×1
0s

3.
3
2×10s

（胞子）

12.
8×1
0'

7.
2
1×1
0'

5.
9
3×1
0'

5.
2
2×1
0'

グラム陰性菌

5.
6
0×103

14.
4×103

50.
9×1
03

62.
2×103

極ヨ調
K週
優

医調

1.63×10'2.
01×10'2.
99×10'4.
98×10'

D NB全細菌10.
5×1065.
27×1064.
19×1064.
98×106D NB放線菌

5.
22×1056.
01×1057.
00×1058.
85×105A

全細菌
II（胞子）

放線菌
IIII（胞子）糸状菌（川 2次希釈液で 10以下のコロニーが出現
全細菌数は風乾処理により各地点ともオーダーが 10＇〜102低くなった。風乾処理により地点間の差異が小さくなった。胞子型全細菌数についても同様の傾向を顕著に示した。
放線菌数は風乾処理により各地点ともオーダーが 101低くなり ，各地点での変化の程度に差はあまりみられなかった。胞子数については， A,B地点では風乾処理による変化はみられず， C,D地点では風乾処理により低くなった。
グラム陰性菌数については風乾処理によりオーダーが 10＇〜10＇
低 くなり ，特に C,D地点に比べて A,B地点の変化の程度が大きかった。
糸状菌数は風乾処理による変化の程度はわずかであった。

‑ 25‑

坂上他：自然教育園の土壌

全細菌

97︶

生土

＼
生土

6生土

風 乾土

DNB放 線 菌

B776

ヘDNB全細菌

工一一一一

生土風車Z
土

5

風 乾土

糸状菌

Y風 乾土

生土

4B95

国A

生土

風 乾土

放線菌（ 胞 子）56

クラム 陰性 菌

64

風 乾土

放 線薗

76

全 細 菌（胞 子）〜一〜対数／g
菌数 ︵＼B7

生土工一一一ー一一−−＇−ーー

生土

風 乾土・−−AB地点．一一企
一一C "II

亨一一 DII風 乾土

図 2.風 乾処理にともな う菌数 の変化
D NB全細菌数については全細菌数とほぼ同じ結果であったが， DNB放線菌数については風乾処理によ って各地点オーダーが101低くなり ，各地点で変化の程度に若干差が見られ，A, B地点でよ り低下した。

全細菌数に対する各種菌数の比率の変化
風乾処理による全細菌数に対する各種菌数の比率の変化 を図 3に示した。

A/B値（放線菌数／全細菌数）は生土でA地点が最も低く ， D, C, B地点の順に高くなった。風乾,処理により A地点の値が高くなり ，変化の程度が大きかった。 D地点においても若干上昇したが， cB地点は若干低下した。

‑ 26‑

自 然 教 育 園 報 告 第20号
， 19890.
20A/B値

0.
100.
01。
生土0.
03

風乾土

G/B値

F/B値

0.
02

必

生土0.
4

風 乾土

DNB A/B値

0.020.
2O.Q1。
生土風 乾土図 3. 風乾処理にとも なう
微生物相の変化生土

風 乾土−・．
一一企一一A地点
B II

守一一C IID II

FIB値（糸状菌数／全細菌数）は生土では各地点とも非常に低か ったが，風乾処理によって各地点とも高くなり，特に C,D地点の値が高 くなった。

GIB値（グラム陰性菌数／全細菌数）は生土ではさほど差がなかったが，風乾処理によ って A, B地点は低くなり ， C,D地点は逆に高くな った。

D A/DB値 (DNB放線菌数／D NB全細菌数）生土では差がなか ったが，風乾処理により A, B地点が低くなり ， D, C地点が高くな った。

4. 考 察今回の実験では，含水率は A, B, C, D地点の順に低くはな らなかった。これには A。層の状態や土壌構造の違い， また，同じ値の含水率でも ，そこに存在する土壌水分の性質の違いなどが影響していると考えられる。一方，含水率などの概念と異なる水分表示として水分張力（ pF）がある。竹中 (1964)
は水分張力と含水率は一義的に対応しないことを示し ，田中 (1974）は細菌数の増減に関する水分含量の表示には水分張力を用いる方が良い結果を得ると報告している。水分含量と微生物数の関係を厳密に明らかにするには ，今後，水分張力との関係の検討が必要である 。しかし，ここで用いた相対容水量は，pFの概念に近い指標である。その値は A, B, C,D地点のII
震に低くなり ，地形との対応がみ られた。

坂上他 ・自然教育園の土壌

7‑‑ 2

土壌中のグラム陰性菌数は，一般にグラム陽性菌数より非常に少ない。このことは今回の実験からも明 らかである。よって，全細菌数の変化 はほとんどグラム陽性菌数の変化とみることができる。以下，グラム陰性菌数と対比するのに全細菌数を用いることにする。風乾処理によってグラム陰性菌数の変化の程度に，地点聞の違いが明らかに認められたのに対し，全細菌数の変化 の程度に各地点の違いはほとんどみられなかった。このようなグラム陰性菌数と全細菌数の傾向の違いを考える上で次の 4点が重要である。グラム陰性菌数の変化の程度は斜面最下部の A地点で最も高かった。風乾処理により ， A,BB値が低くなり ， C,D地点、のそれが高くなった。グラム陰性菌（胞子）数がほとんど認めら
地点の GI）。土壌団粒内部
879
れなかったようにグラム陰性菌で胞子形成をするものはごくわずかである（服部， 1に多数存在するグラム陰性菌を希釈平板法で測定する場合，土壌希釈懸濁液を音波処理にかけ細菌を分6）とされるが， ここでは音波処理をしていない。
69散させないと ，細菌の半数は測定きれない（服部， 1以上のことから ，グラム陰性菌は水分環境に対する反応が大きく ，乾燥に弱いが，風乾土で得られたグ
ラム陰性菌数は，団粒外部にありながら乾燥に耐え得るグループと考えられる。そのグループの菌数の割合が地点によって異なることを示していると考えられた。
糸状菌数は生土で地点、間の違いはみられたが，風乾処理による変化の差異はみられなかった。放線菌数では生土で地点聞の違いはみられなかったが，風乾処理によって菌数が減少した。これらの結果は坂8）は，糸状菌，放線菌は，
594）が放線菌に， より耐乾性を認めた傾向と異なった。石沢ら（ 198
上ら（ 14）は，オーストラリアの各土壌について放線菌は水391en (nse
乾性土壌ほど多くなるとしているが，J8）は牧草土壌を供試し，391on(te分に無関係であり ，糸状菌は水分が増すにつれて増加するとし，Eggl
放線菌数は水分の増加につれて若干増加 し，糸状菌数は水分に無関係であるとしている。これ らの傾向が異なる原因は明らかではないが，それぞれ基準と考える水分環境としての pFあるいは相対容水量が異なっているニとも考えられる。
全細菌については，風乾処理によって， その生菌数，胞子数ともに減少した 。グラム陽性菌の多く は7）とされているが， ここでの耐熱性の胞子が必ずしも耐乾性でな
89耐乾性の胞子形成をする（服部， 1いため，生菌数，胞子数の減少となったと考えられる。一方，放線菌については，風乾処理によ って，生菌数は減少したが，胞子数は大きな変化がなかった。生菌体は乾燥に弱いが，胞子は乾燥に耐え得るのであろう。

7）によれば， DNB全細菌は低栄養
891D NB全細菌数は全細菌数とあまり違いがなかった。服部 (条件での生存，活動によく適応し，塩に対して強い感受性を示し，通常の肉汁培地ではアミノ酸によって増殖阻害されるものも生存できるため，菌数としては肉汁培地での希釈平板法による全細菌数よりもはるかに多いという。今後，有機物，塩類の影響を検討する必要があるだろう。
以上，傾斜地という一つのカテナにおける各種土壌微生物数について検討をした結果，傾斜による水分条件の遠いにより各地点での微生物相に違いがみられた。特にグラム陰性菌数について，生土は各地点、で差はみられなかったが，風乾処理によ って，その菌数の減少の程度が A地点では大きく ， D地点では小さいという顕著な違いがみられた。この結果から ， A地点よりも水分変化の大きい D地点では，風乾と湿潤の繰り返しにより ，選択的に乾燥に強いものが生き残り，優勢種となっていると考えられる。
森林土壌では A。層の形態も土壌水分に影響をおよぽすであろうし，温度，pH，有機物の組成，土壌団粒構造など水分条件をとりまく諸要因についても考慮にいれる必要がある 。今後，これら水分条件を左右する各要因との関連など， より微視的な観点からの検討が必要である。

‑ 28‑

5. ま

自 然 教 育 園 報 告 第20号
， 1989とめ

自然教育園内のーカテナ上の 4地点、について，生土，風乾土における全細菌数，放線 菌数，グラム陰性菌数とそれぞれの胞子数，糸状菌数， DNB全細菌数， DNB放線菌数を計数し ，水分条件との関係を検討した。得られた結果は下記の通りである。

1. 最大容水量に対する採取地 の容水量（相対容水量）は，最下部の A地点、が最も高く ，以下， B,C, D地点のIJ頂に高かった。
2. 生土における全細菌数とその胞子数はそれぞれ 107〜10s,10s，放線菌数とその胞子数はそれぞれ
106,104〜105，グラム陰性菌数は 10s，糸状菌数は 104,D NB全細菌数は 107〜108, DN B放線菌数は106〜101のオーダーで計測 された。なおグラム陰性菌の胞子数の存在は希釈平板法では認められなかった。

3. 生土では，全細菌数とその胞子数， グラム陰性菌数， DNB全細菌数， DNB放線菌数は A地点で最も高く ， D地点で最も低く ，糸状菌数はは逆に D地点で最も高く ， A地点、で最も低くなった。これらの菌数の多少は各地点の相対容水量とほぼ対応した。ただし放線菌数とその胞子数については関係がみられなかった。

4. 風乾処理による各地点の各種微生物数の変化の程度をみると，グラム陰性菌に ついて， D地点では変化の程度が少なく， A地点では逆に大きいという顕著な違いがみられた。 D地点は A地点に比べ常に水分変化が大きく ，風乾と湿潤を繰り返すことにより ，乾燥に耐え得るグループのグラム陰性菌が選択的に生き残り ， その菌数の割合が高くなったためと考えられた。

5. 全細菌数，放線菌数，糸状菌数の風乾処理による変化は各地点で違いが認められなか った。
謝 辞

本実験の実施にあたって， 自然教育園の関係各位に大変お世話になった。記して謝意を表する。

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