バイオスティミュラントとは？園芸作物向け生物資材の作物別ガイド

バイオスティミュラントなどの生物資材が最も元を取りやすいのは、園芸作物です。トマト畑、イチゴ畑、バラの圃場は畑作物よりはるかに面積あたりの収益が大きいため、可販収量、糖度、活着率がわずかに上がるだけで資材費をまかなえます。ABIの試験の一つでは、米国ジョージア州のトマト生産者が処理した20エーカー（約8ヘクタール）の区画で、条件をそろえた無処理区より収量が36%多くなり、粗収益は約19万2,000ドル増えました。資材費は1エーカーあたり115ドルでした。

Stratovation Groupが米国の園芸作物の生産者257人に行った調査では、65%がすでに生物資材を使っていると答え、主な理由は作物の品質向上と収量の増加でした[1]。使っていない生産者は、費用と、本当に効くのかという疑問を理由に挙げています[1]。結果は菌株、作物、土、施用時期によって変わり、作物に合わない資材を選んだり、施用の時期を誤ったりすると、たいてい効果は見えません。

以下の作物ごとの章では、その作物で微生物が何をするのか、最初に選ぶべき菌株、施用の時期と方法、そしてABIの圃場試験と発表された研究が示したことをまとめます。生産者、営農指導者、そして両者に資材を供給する販売代理店に向けた内容です。すべての背景にある生物学については、まず土壌微生物の働きのガイドをご覧ください。

この記事のポイント

• 農業用の生物資材は、バイオスティミュラント、微生物資材（接種資材）、微生物農薬の3つのグループに分かれます。病害虫の防除をうたえるのは、農薬として登録された微生物農薬だけです。ABIの菌株は最初の2つのグループとして販売しています。
• 園芸作物で最も大切な施用は、根が定着するときの施用です。育苗トレイや定植時のかん注、播種時の作条施用、新しい根が伸び始めてからの最初のかん水です。
• 菌株は作物で果たす役割に合わせて選びます。定植後の活着にはTrichoderma属とBacillus属、リンが固定されている土にはリン溶解菌、アーバスキュラー菌根菌はそれが共生する作物にだけ使います。ブルーベリーはエリコイド菌根菌と共生します。
• ABIの海外の圃場試験では、同じ施肥体系の無処理区に比べて、施設トマトで41%、ジャガイモで31%、採花できるバラの本数で71%、ヘンプのCBDで25%の増加が見られました。
• 結果は農場や作期によって変わります。経営全体に導入する前に、無処理の区画を残して比べてください。
• 生きた微生物を殺菌剤や殺細菌剤とタンク混合しないでください。除草剤は多くの場合それほど問題になりませんが、混合する前に相性を確認してください。菌根菌の施用には、リン酸の多い肥料を混ぜないでください。

目次

1. バイオスティミュラントとは：生物資材の3つのグループと違い
2. 園芸作物がバイオスティミュラントに反応する理由
3. 作物別の早見表
4. トマトとピーマン・トウガラシ
5. イチゴ
6. ブルーベリー
7. ジャガイモ
8. ブドウ、果樹、アボカド
9. ヘンプ
10. 切り花と鉢物
11. コーヒー
12. バイオスティミュラント資材の使い方：施肥と栽培管理の体系に組み込む
13. 有機栽培と調達

1. バイオスティミュラントとは：生物資材の3つのグループと違い

農業用の生物資材とは、生きた微生物、または海藻抽出物、腐植物質、植物抽出物のような天然由来の物質からつくられた農業資材です。何をするか、どう規制されるかによって、ふつう3つのグループに分けられます[2][3]。

バイオスティミュラントは、資材そのものに含まれる養分にかかわらず、作物の養分利用効率、非生物的ストレスへの耐性、品質を高めるものです[2]。微生物のバイオスティミュラントは生きた細菌と糸状菌です。微生物以外のバイオスティミュラントには、海藻抽出物、腐植酸とフルボ酸、タンパク質加水分解物などがあります。

微生物資材（接種資材）は、作物が届く養分の供給を増やす生きた微生物です。窒素を固定したり、土の鉱物からリンやカリウムを放出したり、根が届く範囲を土の中に広げたりします。微生物のバイオスティミュラントと微生物資材の境目は細く、1つの菌株が両方の役割を果たすこともよくあります。

微生物農薬は、細菌や糸状菌を使ったものを含め、病害虫の防除を目的として農薬として登録された製品です[3]。ラベルで防除の効果をうたえるのは、登録があるからです。米国ではEPAの登録、日本では農薬取締法にもとづく農薬登録が必要です。

土壌の接種資材として売られるBacillus属の菌株と、農薬として登録されたBacillus属の菌株は近い仲間のこともありますが、何かを防除するとうたえるのは登録された製品だけです。ABIの菌株は、土壌の微生物資材として製造・販売しています。日本の農薬取締法にもとづく農薬として登録されたものではなく、病害虫の防除を目的とした製品ではありません。このガイドでは、根の生育、養分吸収、ストレス耐性、収量、品質への効果を取り上げます。

2. 園芸作物がバイオスティミュラントに反応する理由

トマト、ピーマン、イチゴ、切り花、ヘンプの多く、そしてコーヒーは、苗として圃場に植えられます。多くの株が失われるのは定植後の植え傷みのときで、トレイを出る前に微生物が定着した根鉢は、有利なスタートを切れます。

園芸作物の生産の多くは、点滴かん水や養液土耕で行われています。そのため、ほとんど施用コストをかけずに微生物を根圏に届けられ、2から4週間ごとの繰り返し施用も現実的です。

多くの園芸作物では、糖度、果実の大きさ、等級、カンナビノイド含量、採花本数が価格を決めます。ABIの試験で最もはっきりした反応のいくつかは、品質の反応でした。イチゴの糖度は収穫したすべての月で高く、アンチョ（トウガラシ）はすべてのサイズ等級で果実が増え、ヘンプのCBDは25%増えました。

共生しない作物に菌株を施用する、生きた資材を殺菌剤とタンク混合する、菌根菌の資材をリン酸の多い養液で流す、1回の施用で作期全体をまかなおうとする。こうした場合、たいてい効果は見えません。期待外れだったという話の多くは、このどれかが原因です。

3. 作物別の早見表

表のABIの結果はいずれも、同じ施肥体系の無処理区と、ABIの複数菌株の微生物資材だけを加えた区を比べたものです。結果は1つの菌株ではなく、このガイドで紹介する菌株からつくった複数菌株の資材によるものです。各試験の施用量と時期は、導入事例のページで紹介しています。※本事例は海外の試験結果です。本製品は日本の農薬取締法にもとづく農薬として登録されたものではなく、病害虫の防除を目的とした製品ではありません。

4. トマトとピーマン・トウガラシ

トマトとピーマン・トウガラシは、露地、ハウス、温室に苗として植えられ、定植後の最初の2から3週間で作物がどれだけ早く活着するかが決まります。微生物の役割は、根をセル苗から周りの土や培地へすばやく伸ばし、着果まで窒素、リン、カリウムを株に送り続けることです。

菌株。Trichoderma harzianumとTrichoderma asperellumは根の表面に定着し、根の生育を高めることがあります[4]。Bacillus subtilisとBacillus velezensisは根圏に定着する細菌で、植物生育調節物質をつくり、リンの放出を助けます。加工用トマトの商業農場での圃場研究では、アーバスキュラー菌根菌とPseudomonas属の菌株を組み合わせると、化学資材を減らしながら花と果実の数が増え、果実の糖とビタミンの含量が高まりました[5]。ABIはその両方、アーバスキュラー菌根菌とPseudomonas fluorescensを製造しています。

時期と方法。最も安く施用できるのは育苗トレイです。定植前にトレイへかん注すると、根鉢が小さいうちに微生物が定着し、アーバスキュラー菌根菌は苗1本あたり0.25から1グラムを培土に混ぜられます。続いて定植時のかん注か最初の点滴かん水で施用し、着果まで2から4週間ごとに点滴かん水で繰り返します。ABIが公表している土壌への施用量は、Bacillus subtilisで10アールあたり約12.5から25グラム（1エーカーあたり50から100グラム）、Trichoderma harzianumで10アールあたり約25から50グラム（1エーカーあたり100から200グラム）です。

ABIが測定した結果。

• 露地トマト、米国ジョージア州：ある生産者が処理した20エーカー（約8ヘクタール）の区画で、条件をそろえた無処理区より収量が36%多くなりました。粗収益は約19万2,000ドル、1エーカーあたり9,600ドル増え、資材費は販売代理店の2019年の価格で1エーカーあたり115ドルでした。
• 施設トマト、メキシコ・ケレタロ：収量が41%増え、1回の収穫あたり約660 kgの増収、粗収益は1回の収穫あたり約572ドル増えました。
• 生鮮市場向けトマト、米国テネシー州東部：ABIの複数菌株の資材を施用して3週間後、BeCropの分析で葉の窒素が23%、リンが123%、カリウムが20%上がりました。この事例の窒素の側面は窒素利用効率のガイドで紹介しています。
• ピーマン、米国アリゾナ州、第三者機関の試験：ABIのTrichoderma属を使った複数菌株の資材で、根量が39%増え、活着率は対照区の71%に対して100%になり、1株あたりの果実数も18%増えて、対照区と競合する別の生物資材の両方を上回りました。
• アンチョ（トウガラシ）、メキシコ・グアナフアト：商業的な温室で可販収量が21%増え、すべてのサイズ等級で果実が増えました。

5. イチゴ

イチゴは活着の期間が短く、価格は味と日持ちで決まります。セル苗や裸苗は、多くの場合、土壌消毒してマルチを張った高畝に植えられ、その後は作期を通して点滴かん水で施肥されます。

イチゴの研究は、収量と同じくらい果実の品質に注目しています。温室での研究では、3種のアーバスキュラー菌根菌と3種のPseudomonas属の組み合わせで果実の糖とアントシアニンの濃度が高まり、あるPseudomonas属の菌株では果実数が少なくとも22%、1株あたりの果実重が14から20%増えました[6]。2018年から2019年にカリフォルニア大学がシャフター研究所で行った試験では、標準的な点滴かん水の施肥体系に4つの市販の生物資材の体系を加えました。総収量は標準の体系より13から31%多くなりましたが、ほとんどの差は統計的に有意ではなく、研究者は今後の試験でより大きな区画を使うよう勧めています[7]。

菌株と時期。定植時に、アーバスキュラー菌根菌とPseudomonas fluorescensをセル苗の浸漬か最初の点滴かん水でのかん注で施用し、その後2から4週間ごとにBacillus amyloliquefaciensかBacillus subtilisを点滴かん水で加えます。Pseudomonas fluorescensは芽胞をつくらないため、冷蔵で輸送・保管します。土壌消毒した畝では、消毒剤の植え付けまでの待機期間が過ぎてから施用してください。

ABIが測定した結果。中国の商業的な温室で、生産者は施肥体系を変えずにABIの複数菌株の資材を加えました。3か月の収穫期間で総生産量が約26%増え、果実の糖度はすべての月で高くなりました。処理区は11.22、10.86、10.71度、対照区は10.72、9.86、9.64度でした。

6. ブルーベリー

ブルーベリーは、一般的な菌根菌の資材が合わない作物です。ツツジ科のほかの植物と同じように、ブルーベリーはエリコイド菌根をつくります。菌は細い根の外側の細胞の中に入り込み、渦巻き状に定着します。これは、ABIのものを含むほとんどの市販の資材に入っているアーバスキュラー菌根菌とは、菌のグループも共生の形も異なります[8]。ブルーベリーの最も細い根（ヘアルート）には根毛がなく、菌のパートナーが重要な理由の一つになっています[8]。

エリコイド菌根菌の接種も、まだ圃場で実証された方法ではありません。米国ミシシッピ州のラビットアイ・ブルーベリーの試験では、定植前にエリコイド菌根菌を定着させた株でも、圃場で1年たつと定着が見られず、1年目の収量も変わりませんでした[9]。

そこで使うのは、特定の宿主植物に頼らない細菌と自由生活の糸状菌で、どれを使うかは根圏のpHで決まります。ブルーベリーはpH 4.5から5.5で栽培されます。最も合うのはTrichoderma属です。Trichoderma harzianum、Trichoderma asperellum、Trichoderma koningiopsis、Trichoderma longibrachiatumは弱酸性の条件で最もよく育ち、根の生育を支えます。Aspergillus nigerは酸性によく耐えます。Penicillium bilaiaeはこのpHでもよく育ち、リンの可給性を高めますが、最も効果が大きいのは高pHの石灰質の土なので、ここでの効果は小さめと考えてください。細菌では、Bacillus megaterium、Bacillus coagulans、Bacillus mucilaginosusが最も酸性に強い菌です。Bacillus subtilis、Bacillus amyloliquefaciens、Bacillus velezensis、Pseudomonas fluorescensは低pHでも生き残りますが、pH 5.5を下回ると定着と活動が落ちるため、ブルーベリーの範囲の上のほうに向いています。最初の施用は植え付け時に点滴かん水で行い、春の根の伸長が始まったら繰り返します。ABIはまだブルーベリーの試験を行っていません。

7. ジャガイモ

ジャガイモは根が浅く、ふつうリン酸を多く施肥するため、ジャガイモでの微生物の役割は初期の根の生育とリンの吸収です。植え付け時の作条施用なら、最初の根ができる種いものすぐそばに資材を置けます。

菌株と時期。植え付け時に作条施用するか、種いも1キログラムあたり3から5グラムで種いもを処理します。Bacillus subtilisまたはamyloliquefaciens（作条施用で10アールあたり約2.5から5グラム、1エーカーあたり10から20グラム）が根の生育を、Bacillus megaterium（10アールあたり約5から10グラム、1エーカーあたり20から40グラム）がリン酸の溶解を、アーバスキュラー菌根菌（10アールあたり約38グラム、1エーカーあたり150グラム）が根の広がりを担います。溶けやすいリン酸が多いと菌根菌の定着が減るため、菌根菌の資材と同じ作条にリン酸の多いスターター肥料を入れないでください[10]。リンの側面については、リン溶解菌（細菌と糸状菌）のガイドをご覧ください。

接種した菌根菌が圃場で定着するとは限りません。3品種のジャガイモで、土着のRhizophagus irregularisと接種したRhizophagus irregularisを追跡した圃場研究では、接種が成功するかどうかは互いに関わり合ういくつもの要因に左右されることがわかりました[11]。

ABIが測定した結果。中国・山東省で、生産者は1ヘクタールあたり48,000株、植え付け日をそろえた条件で、標準の施肥体系にABIの複数菌株の資材を加えました。処理区の収量は1ヘクタールあたり76,275 kgで、対照区の58,035 kgより31%多く（10アールあたり約7,630 kg対約5,800 kg）、いもは大きく、そろいもよくなりました。

8. ブドウ、果樹、アボカド

永年作物で最も価値のある施用は、根がまだ小さく植え穴が開いている植え付け時です。その後は、暦の日付ではなく、新しい根が伸びるたびに施用の時期を合わせます。

ブドウについては、ブドウ栽培におけるアーバスキュラー菌根のレビューで、菌がブドウの生育と栄養を高め、水ストレス、塩類、鉄欠乏による黄化への耐性を高めることが示されています。リン酸の施肥は定着を減らし、草生栽培は定着を助けることもわかっています[10]。改植地に植えたブドウへの接種では、新梢の生育が促されました[10]。

菌株と時期。植え付け時に、アーバスキュラー菌根菌をスラリーかかん注で根鉢に直接触れるように施用し、全面散布はしないでください。施用量は根の大きさに合わせます。1グラムあたり6,000繁殖体のABIのアーバスキュラー菌根菌なら、裸苗のブドウや小さな苗木1本あたり約0.5グラム、幹径約2.5 cm（1インチ）の木1本あたり1グラム、幹径約7.5 cm（3インチ）を超える木1本あたり2グラムが目安です。最も簡単な施用方法は、50グラムを10リットルの水に混ぜ、根鉢1つに100 mLずつかん注することで、これで100株を処理できます。育苗では、1株あたり0.25から1グラムを培土に混ぜます。成園のブドウ園や果樹園では、根が活発に伸びている時期に、Bacillus属とTrichoderma属を点滴かん水で流します。多くの果樹園やブドウ園では、春と収穫後がその時期にあたります。土を掘って白い根の先端を確かめてください。アボカドとかんきつも同じ考え方です。ABIの圃場試験は、ブドウ、果樹、アボカドをまだ対象にしていません。菌そのものについては、農業における菌根菌のガイドをご覧ください。

9. ヘンプ

CBD用の花穂を収穫するヘンプは作期の短い作物で、カンナビノイドの含量で取引されます。米国では、デルタ9-THCを連邦基準の0.3%未満に保つ必要があります。日本では大麻草の栽培と製品に法規制があります。

菌株と時期。定植時にBacillus属、Trichoderma属、アーバスキュラー菌根菌を施用し、その後、開花初期まで2から4週間ごとにBacillus属とTrichoderma属を点滴かん水で流します。

ABIが測定した結果。米国サウスカロライナ州の生産者が、ヘンプにABIの複数菌株の資材を加えました。総CBDは25%、総カンナビノイドは26%増え、デルタ9-THCは連邦基準の10分の1にあたる0.03%のままでした。

10. 切り花と鉢物

切りバラや鉢物のランは、高密度の温室で、多くの場合ココピートやバークなど、もともと微生物の少ない培地で育てられ、花茎や花の数で売られます。土着の微生物が少ない培地では、施用した菌株が定着しやすくなります。

花き栽培では殺菌剤も集中的に使われます。微生物のかん注は殺菌剤の散布と散布の間に予定し、決して同じタンクに入れないでください。

ABIが測定した結果。

• バラ（品種「フリーダム」）、コロンビア・ボゴタ：樹齢8年の株を600 m²の区画にそろえ、バレンタインデー前の8週間、毎週根圏にかん注しました。41日間の収穫で、処理区は採花できる花茎が18,950本となり、対照区の11,060本より71%多く、1本1.20ドルで約9,468ドル分の差になりました。
• ラン、メキシコ：4か月の試験で、1株あたりの花数が157%、花茎が87%増えました。

11. コーヒー

コーヒーはアーバスキュラー菌根菌と共生しますが、その関係について発表されたデータは多くありません[12]。最初の数か月を育苗ポットで過ごす永年作物では、育苗が最も安く接種できる場所です。1株ごとに処理する培土はわずかで、圃場に出る前に根に菌が定着します。

菌株と時期。苗1本あたり0.25から1グラムのアーバスキュラー菌根菌を育苗の培土に混ぜ、定植時にBacillus属とTrichoderma属を加え、成園では雨季の始まりに樹冠の下の周りにかん注します。

ABIが測定した結果。中南米で、ストレスを受けていた有機栽培のカスティージョ（Castillo）種のコーヒーに、生産者の有機の施肥体系とともにABIの複数菌株の資材を施用したところ、生産量が前年比で5.6%増え、株は緑が濃く勢いがよくなり、コーヒーチェリーの房も密になりました。

12. バイオスティミュラント資材の使い方：施肥と栽培管理の体系に組み込む

生きた資材として扱う。粉末は根圏に届くだけの水に完全に溶かし、タンクをかくはんし続け、できるだけ根の近くに施用し、施用後は点滴かん水の配管を水で流します。

殺菌剤と殺細菌剤はタンクに入れない。これらは糸状菌や細菌を殺すためのものなので、生きた微生物と決してタンク混合せず、別の日に散布してください。除草剤はふつうずっと害が少ないものの、微生物の生存を下げるものもあるため、新しい組み合わせは小さな容器で混ぜて試すか、供給元に確認してから混ぜてください。肥料と混ぜるときは、先に肥料を水で薄め、微生物は最後に加えます。

水に注意する。塩素を含む水や高圧の設備は、菌根菌の繁殖体に負担をかけます。処理された水で資材を流す前に、残留塩素を確認してください。

菌根菌を使うならリン酸は控えめに。溶けやすいリン酸が多いと、菌根菌の定着が減ります[10]。菌根菌の資材を、リン酸の多いスターター肥料と同じ工程で施用しないでください。

施肥体系に置き換えるのではなく、加える。微生物は、施用した養分と土にもともとある養分のうち作物が吸収する量を増やします。施肥体系の代わりにはならず、このガイドのABIの試験はどれも、生産者の施肥体系を変えずに微生物を加えたものです。カリウムでの仕組みはカリ溶解菌のガイドで解説しています。

正しく保管する。芽胞をつくるBacillus属とTrichoderma属の製品は、乾燥した涼しい場所でよく保ちます。Pseudomonas fluorescensは芽胞をつくらず、室温で約1か月、冷蔵で約1年保ちます。

自分の圃場で確かめる。同じ施肥体系で無処理の区画を残し、価格を決める項目、つまり可販収量と等級、糖度、採花本数や花数、そして両方の区画で同じ生育ステージに採った植物体の養分濃度を測ってください。圃場に届く量で製品を比べるには、CFUとは何かのガイドをご覧ください。

13. 有機栽培と調達

微生物資材は有機認証の生産で広く使われていますが、認証機関は担体や添加物を含めて製品全体を審査します。ABIの微生物は、OMRI Listedの製剤の原料として使われています。単一菌株とカスタムブレンドについて、ABIはロットごとの分析証明書や遺伝子組換えでないことの証明書など、認証機関が求める書類をご用意します。

自社ブランドで生物資材を販売する販売代理店やブランドは、このガイドのすべての菌株を、単一菌株として、または作物と価格帯に合わせて設計した複数菌株の資材として調達できます。ABIは菌根菌を除くすべての菌株を米国ウィスコンシン州ベルギー（Belgium）の工場で製造し、PCRで菌株の同一性を確認しています。買い手から見たその流れは、微生物資材のOEM・受託製造ガイドで解説しています。

仕入れをご検討の方へ：ABIは、このガイドのBacillus属、Pseudomonas属、Trichoderma属、Penicillium属、Aspergillus属の菌株を米国ウィスコンシン州の工場で製造し、アーバスキュラー菌根菌とあわせて、単一菌株またはご指定の仕様の配合で、ロットごとに分析証明書を付けて供給しています。仕様と価格を問い合わせる、またはブレンドの仕様を決めることができます。