リン溶解菌とは？リン酸肥料の効率を高める細菌と糸状菌のガイド

リン酸肥料で補うリンは、どの作物も多く必要とする三要素の一つで、最もむだになりやすい養分でもあります。多くの土では、施用したリン酸肥料の大部分が作物に届きません。数日から数週間のうちに土のカルシウム、鉄、アルミニウムと反応し、根が吸収できない難溶性の化合物になるからです。リンは圃場に残っていますが、作物には開けられない化学的な金庫に閉じ込められているのです。

リン溶解菌（リン酸溶解菌とも呼ばれ、細菌と糸状菌があります）は、その金庫を開ける微生物です。有機酸の分泌とホスファターゼという酵素の働きによって、これらの有用な土壌微生物は、固定されて植物が使えないリンを、作物が吸収できる溶けたリン酸に変えます。農業で使われる微生物資材の中でも特によく研究されているグループで、リン酸の利用効率という課題の中心にあります。肥料の価格が上がり、供給が厳しくなるにつれて、年々重要になっているテーマです。

このガイドでは、リン溶解菌とは何か、その仕組み、この機能を持つ市販の菌株、窒素・リン酸・カリの施肥体系への組み込み方、リン溶解菌の資材の選び方をまとめます。微生物資材やカスタムブレンドを検討している生産者、営農指導者、販売代理店、製剤メーカーに向けた内容です。ABIは米国ウィスコンシン州の自社工場で、リン溶解菌の単一菌株とカスタムブレンドを製造しています。以下で紹介する菌株はすべて製品ページにリンクしており、主なテーマごとにABIの微生物ライブラリーの詳しい記事につながっています。

圃場試験での実績。ABIが記録している海外の商業試験と生産者の事例では、米国ジョージア州のトマト圃場試験で収量36%増（粗収益の増加は1エーカー（約40アール）あたり約9,600ドル）、ジャガイモで無処理区に比べて収量31%増、複数菌株の微生物資材を施用したピーマンで活着率100%（対照区は70.8%）という結果が出ています。施用するリン酸肥料と窒素肥料を減らしながら収量を維持、または向上させたと報告するお客様もいます。これらの数字は保証ではありません。圃場での効果は、作物、土の化学性、施肥体系、気候、施用時期、管理によって変わります。事例の詳しい概要はお問い合わせフォームからご請求いただけます。

この記事のポイント

• リン溶解菌（細菌と糸状菌）は、土に固定された溶けにくいリンを、植物が使えるリン酸に変えます。
• 主な仕組みは、有機酸の分泌、ホスファターゼの働き、シデロフォアの生産、そして菌根菌によるリン酸の探索です。
• 代表的な市販の菌株は、Bacillus megaterium、Penicillium bilaiae、Bacillus amyloliquefaciens、Aspergillus niger、Pseudomonas fluorescens、アーバスキュラー菌根菌です。
• リン酸肥料を置き換えるものではなく、窒素・リン酸・カリの施肥体系に重ねて効率を高める使い方が最も効果的です。
• ABIは米国ウィスコンシン州で、リン溶解菌の単一菌株とカスタムブレンドを、バルク、卸売、OEM、プライベートブランド向けに製造しています。

目次

1. 土の中でリン酸肥料が効かなくなる理由
2. リン溶解菌（細菌と糸状菌）の働き
3. 市販されている代表的なリン溶解菌の菌株
4. リン酸肥料の施肥体系にリン溶解菌を組み込む
5. リン溶解菌の施用方法
6. ABIの微生物資材による圃場試験の結果
7. 法規制と表示の考え方
8. リン溶解菌の資材の選び方
9. 限界と現実的な期待

1. 土の中でリン酸肥料が効かなくなる理由

リンは、根の発達、エネルギーの受け渡し、開花、子実や果実の肥大を支えています。リンが不足した作物は生育が小さく、遅れ、収量も少なくなりますが、収穫量が少ないとわかるまで欠乏に気づかないことがよくあります。それでもリンは管理が最も難しい養分の一つです。窒素のように土の中を移動しないからです。

リン酸肥料を施用しても、その作期に作物が吸収するのはごく一部です。土壌学では、施用したリン酸のおよそ70から90%が、土のpH、鉱物の組成、有機物によって、植物が使えない形に固定されるとされています[1][5]。酸性の土ではリン酸は鉄やアルミニウムと結びつき、石灰質やアルカリ性の土ではカルシウムと結びつきます。どちらでも結果は同じです。数日から数週間でリン酸は土壌溶液から抜け落ちて難溶性の化合物になり、量は多いのに使えない蓄えとして積み上がっていきます。

土壌診断で長年たまったリンがあるとわかっている圃場でも、新しくリン酸肥料を施用すると反応することが多いのはこのためです。全リンは多くても、可給態リン酸、つまり土壌溶液に溶けていて根が実際に届く部分は少ないままです。農学上の問題は、土の中のリンが足りないことではなく、植物が使えるリンが足りないことなのです。

リン溶解菌は、まさにこの問題に働きかけます。ほとんどを固定してしまう土にさらにリン酸を加えるのではなく、すでにあるリンを動かし、新しく施用したリン酸肥料と、これまでに蓄積したリンの両方から利用効率を高めます。資材の価格が高く、リン鉱石の供給も厳しくなる中で、リン酸肥料を買い足すより、すでにあるリンからより多くを引き出すこと。微生物によるリン管理の考え方は、この一言に尽きます。

2. リン溶解菌（細菌と糸状菌）の働き

リン溶解菌は、補い合う3つの生化学的な仕組みでリンを動かし、市販の菌株の多くは2つ以上を併せ持っています。菌株がどの仕組みを持っているかを知ることが、土と作付体系に合わせて菌株を選ぶ基本です。

早見表：菌のグループ別のリン酸への働き

2.1 有機酸の分泌

リン酸を溶かす主な経路は、低分子の有機酸の分泌です。リン溶解菌は根圏の炭素源を餌にして、グルコン酸、クエン酸、シュウ酸、2-ケトグルコン酸などの酸を周りの土に放出します[2][3]。これらの酸は2つの働きを同時にします。局所のpHを下げること、そしてより重要なのは、酸のカルボキシル基とヒドロキシル基が、リン酸を難溶性の化合物にとどめているカルシウム、鉄、アルミニウムの陽イオンをつかまえることです。陽イオンがつかまると、リン酸は植物が使えるオルトリン酸として土壌溶液に放出されます。

無機態リン酸を溶かす物質として最も多く報告されているのはグルコン酸で、多くのBacillus属とPseudomonas属の菌株がつくります[2]。Penicillium bilaiaeやAspergillus nigerのような糸状菌は、有機酸、特にクエン酸とシュウ酸を盛んにつくるため、アルカリ性の土でカルシウムと結びついたリン酸を溶かすのが特に得意です[4]。

2.2 ホスファターゼ

土のリンがすべて鉱物と結びついているわけではありません。全体の30から65%ほどの大きな部分は、フィチン酸、核酸、リン脂質、微生物の残さといった有機態で存在します。この有機態リンは、無機化されるまで植物には使えません。リン溶解菌は、酸性ホスファターゼとアルカリ性ホスファターゼの両方をつくり、これらの有機化合物を分解して無機態のリン酸を放出します[1][5]。特殊なホスファターゼであるフィターゼは、多くの土で有機態リンの主な部分を占めるフィチン酸からリンを解き放ちます。

この酵素の経路が、微生物によるリンの動員の2本目の柱です。有機物が多く作物残さの多い作付体系で、リンの蓄えのかなりの部分が鉱物ではなく有機態になっている場合に、リン溶解菌の資材がしっかり働くのはこのためです。

2.3 シデロフォアの生産と微量要素の補給

リン酸に働く細菌の多くは、シデロフォアも分泌します。シデロフォアは鉄をキレートする化合物で、土の鉱物から3価の鉄を引き離して根圏に届けます。Pseudomonas fluorescensはシデロフォアをつくることがよく知られた菌です。これは特定の条件でリンにとって重要になります。リン酸がカルシウムと結びついている高pHの石灰質の土では、鉄も不足しがちで、リンを使えなくする条件が鉄も使えなくするからです。有機酸とシデロフォアの両方を持つ菌株は、2つの面から養分の吸収を同時に支えます。

リン酸を放出するのと同じ有機酸の化学は、ほかの鉱物に結びついた養分にも働きます。Bacillus mucilaginosusはカリウムとケイ素を溶かす菌として最もよく知られており、有機酸の分泌によって長石、雲母、イライトからカリウムとケイ素を放出し、同じ経路でリンも溶かします。カリウムの溶解について詳しくは、ABIのカリ溶解菌のガイドをご覧ください。

3. 市販されている代表的なリン溶解菌の菌株

リン酸を溶かす機能は、決まった細菌と糸状菌の菌株が担っており、それぞれ仕組み、合う土、ほかに期待できる働きが異なります。

目的別のおすすめのリン溶解菌

Bacillus megaterium

Bacillus megateriumは、基準となるリン溶解菌で、農業で最もよく研究されている植物生育促進根圏細菌の一つです。有機酸の分泌で固定されたリン酸を溶かし、窒素の循環と肥料の効率を高め、根と茎葉の生育を促す植物ホルモンをつくります。ABIでは1グラムあたり1,000億CFUの乾燥粉末で供給しており、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）を点滴かん水、かん注、養液土耕で施用します。塩類、乾燥、重金属に強いため、幅広い土で安定して働き、リン酸を重視する施肥体系の中心となる菌株です。

Bacillus amyloliquefaciens

Bacillus amyloliquefaciensは、養分の溶解と強い根の生育促進を併せ持つ、力の強いPGPRです。植物ホルモン、ホスファターゼによる無機化を助ける土の分解酵素、根圏のバランスを支える代謝物をつくります。リン酸の動員と初期の旺盛な根の生育を1つの菌株で得たい生産者には、リン酸とPGPRの両方を兼ねるB. amyloliquefaciensが適しています。

Penicillium bilaiae

Penicillium bilaiaeは、市販のリン溶解菌（糸状菌）として最もよく知られたものの一つで、リン酸の可給性を高める目的で何十年も使われてきました。クエン酸、シュウ酸、グルコン酸を分泌して鉱物態と有機態のリンを溶かし、リンが不足する条件で根の伸長と苗の勢いを高め、菌根菌ともよく協力します。ABIでは1グラムあたり100億CFUの粉末で供給しており、10アールあたり約100から300グラム（1エーカーあたり400から1,200グラム）を2から3回に分けて施用します。細菌のリン溶解菌を糸状菌で補いたい場合の標準となる菌株です。

アーバスキュラー菌根菌（内生菌根菌）

アーバスキュラー菌根菌（AMF、農業で使われる内生菌根菌）は、作物の根と共生し、リンの栄養にとって最も重要な菌類の一つです。リン酸を化学的に溶かすわけではありません。根の外に細い菌糸の網を広げ、根自身が吸い尽くした範囲のはるか先まで届いて、動きにくいリン酸を植物に運びます。リンは土の中をほとんど移動しないため、この広い探索範囲は、リンの吸収を高める最も効果的な生物的な経路の一つで、アーバスキュラー菌根菌が植物のリン栄養に貢献することは、土壌学で最もよく裏づけられた関係の一つです[9]。菌根菌と有機酸を出すリン溶解菌は自然な組み合わせです。リン溶解菌がリン酸を土壌溶液に放出し、菌根菌の網がそれを根に届けます。リンが不足しがちな低投入の作付体系では、菌根菌は微生物によるリン管理の土台になります。共生の全体像、内生菌根菌と外生菌根菌の違い、反応する作物、資材のラベルの読み方は、農業における菌根菌のガイドをご覧ください。

Aspergillus niger

Aspergillus nigerは、有機酸と酵素を盛んにつくる糸状菌で、リン、カリウム、微量要素を溶かしながら、有機物の分解を速めます。リン酸の施肥体系では補助的なリン溶解菌の役割を担い、堆肥を入れた圃場や作物残さの多い作付体系で特に力を発揮します。分解の働きによって有機態リンも放出するからです。リン酸の中心となる菌株ではなく補助の菌株として位置づけ、分解を重視する場合はAspergillus oryzaeと組み合わせます。

Pseudomonas fluorescens

Pseudomonas fluorescensは、リン酸の動員、シデロフォアによる鉄の吸収、根の発達を促すオーキシンの生産によって、リンの施肥体系に貢献します。リン酸の面での本当の価値は、リン酸と鉄の両方を動かせることで、石灰質で高pHの土で組み合わせる菌株として役立ちます。

Bacillus mucilaginosus

Bacillus mucilaginosusは主にカリウムとケイ素を溶かす菌ですが、リン酸を溶かすのと同じ有機酸の仕組みを持ち、リンの放出にも貢献します。鉱物の溶解をリンからカリウムまで広げる菌株として、リン酸を考えるうえでも欠かせず、幅広い養分を解き放つブレンドによく使われるのはそのためです。

そのほかのリンを溶かすBacillus属の菌株

上の基準となる菌株のほかにも、いくつかのBacillus属と近縁の種がリン溶解菌として知られ、ABIの菌株プロファイルでもリンの溶解で高いスコアを示しています。Bacillus subtilis、Bacillus licheniformis、Bacillus pumilus、Bacillus methylotrophicus、Brevibacillus laterosporusは、いずれも同じ有機酸とホスファターゼの経路でリン酸を溶かし、多くの場合、植物の生育を促す働きも併せ持ちます。1つの菌株の最大の溶解力と同じくらい機能の幅が大切な、複数菌株のリン酸ブレンドの有力な候補です。

これらの機能をいくつか組み合わせる複数菌株の施肥体系には、ABIが目的の機能、CFU濃度、施用方法を指定してカスタムブレンドをつくります。

どの菌株を組み合わせるか迷ったら。ABIは、ここで紹介したリン溶解菌をどれでもご指定の仕様で配合します。カスタムブレンドをつくるか、担当者にご相談ください。

4. リン酸肥料の施肥体系にリン溶解菌を組み込む

リン溶解菌の資材は、施肥体系を置き換えるものではありません。施肥体系に重ねて効率を高めるものです。最も確かな考え方は、施用した過リン酸石灰などのリン酸肥料や土にあるリン酸の一単位ごとに、作物が使えるリンをより多く引き出す方法としてとらえることで、多くの作付体系では、収量を保ちながら施用するリン酸肥料を減らす余地が生まれます。窒素でも同じ効率の考え方を取り入れたい生産者は、ABIの窒素利用効率のガイドをご覧ください。

査読付きの研究も、この効率の考え方を裏づけています。圃場と温室の研究で、リン溶解菌の接種はリンの吸収量の向上と結びつき、多くの場合、リン酸肥料を減らしても収量を保てることが示されています[1][3][6]。仕組みは単純です。リンの蓄えのうち植物に届く割合を微生物が高めるので、同じ作物の需要を、より少ない外からの投入でまかなえるのです。

実際に問題になるのは相性です。リン溶解菌の菌株は、一般に通常の量の窒素、リン酸、カリの肥料に耐え、点滴かん水、かん注、養液土耕で根圏の近くに施用すると最もよく働きます。除草剤とはタンク混合せず、濃い殺菌剤、殺細菌剤、強い酸化剤とも直接混ぜないでください。生きた微生物資材なので、時期が大切です。最も効果が高いのは根の活着期と定植時で、旺盛な生育期には、作期と製品の指示に従って追加で施用します。

製品の販売と表示の仕方に関わるため、分類についても触れておきます。ABIのリン溶解菌の製品は微生物資材（接種資材）で、養分の可給性と作物の生育を高めるものです。農薬ではなく、農薬として登録されてもいません。この違いは7章で詳しく説明します。

5. リン溶解菌の施用方法

リン溶解菌の資材をどう施用するかは、どの菌株を選ぶかと同じくらい重要です。生きた製品なので、活発な根圏の近くに届けたときに最もよく働くからです。下の表に、リン溶解菌（細菌と糸状菌）の一般的な施用方法をまとめました。

どの方法でも、除草剤とはタンク混合せず、濃い殺菌剤、殺細菌剤、強い酸化剤とも直接触れないようにし、最も効果の高い根の活着期や定植時に施用してください。

6. ABIの微生物資材による圃場試験の結果

ABIは、記録した商業試験と生産者の事例を蓄積しています。以下の結果は商業試験の記録として紹介するもので、保証ではありません。結果は作物、土、施肥体系、管理によって変わります。

これらはリン酸だけを対象にした試験ではありません。リン酸の効率と作物の生育に関わる養分の循環、根圏、土の健康の機能を含むABIの微生物資材の施用体系なので、1つのリン溶解菌の菌株だけの効果ではなく、施用体系全体の結果としてお読みください。

米国ジョージア州のトマト圃場試験では、Sunriseの複数菌株の施用体系で収量と粗収益が36%増えました。1エーカー（約40アール）あたり約800箱（10アールあたり約200箱）の増収で、粗収益の増加は1エーカーあたり約9,600ドル、資材費は1エーカーあたり115ドル（10アールあたり約28ドル）でした。生産者は、茎葉の茂り、株の大きさ、根の強さもはっきり増したと報告しています。

ジャガイモの試験では、処理区の収量が無処理区より31.43%多く、1ヘクタールあたり58,035 kgから76,275 kg（10アールあたり約5,800 kgから約7,630 kg）に増え、塊茎のそろいもよくなりました。

ABIの複数菌株の微生物資材Multi-Trichoを使ったピーマンの試験では、処理区の活着率が100%（24株中24株）で、対照区の70.8%（24株中17株）を上回り、処理区の株は対照区より平均35センチメートル大きく育ちました。トリコデルマを使った微生物資材は、有機物の分解を速め、根圏の生物性を高めることで、間接的にリン酸の可給性を支え、上で紹介した直接リンを溶かす菌株を補います。

これらの結果は、微生物によるリン管理の基本的な考え方と一致しています。すでにあるリンがより多く植物に届けば、根はより早く活着し、収量の可能性も高まります。施用量、施用方法、経過を含む事例の詳しい概要は、お問い合わせフォームからご請求いただけます。

※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。

7. 法規制と表示の考え方

ABIのリン溶解菌の菌株は、微生物資材（接種資材）です。養分の可給性、リン酸の利用効率、作物の生育を高める目的で販売しています。米国EPAに農薬として登録されたものではなく、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もありません。このガイドでは、病害虫、雑草、病気を防除する、殺す、抑える、予防するといった効果はうたっていません。

この違いが、製品の規制の分かれ目です。植物の生育と養分吸収を支える資材と、病害虫、雑草、病気の防除をうたう資材とでは、扱いがまったく異なります。日本では、病害虫の防除を目的とする資材には農薬取締法にもとづく農薬登録が必要です。一方、肥料や土壌改良資材としての扱い（肥料の品質の確保等に関する法律や地力増進法の対象になるかどうか）は、製品の成分と用途によって変わります。研究文献にある有機酸の分泌、ホスファターゼの働き、シデロフォアの生産といった仕組みは、微生物が土の養分とどう関わるかを説明したもので、病害虫や病気の防除について製品の効果をうたうものではありません。

日本で販売、使用するための届出や登録が必要かどうかは、製品の形態と用途によって変わり、輸入、販売するお客様がそれぞれの市場に合わせて確認する必要があります。確認に必要な製品の技術資料は、お問い合わせください。

8. リン溶解菌の資材の選び方

リン溶解菌の資材選びは、4つの問いに集約されます。

1つ目は、目的です。リンだけか、それともリンに加えて幅広い生育促進か。リン酸の動員だけが目的なら、Bacillus megateriumとPenicillium bilaiaeが、基準となる細菌と糸状菌です。リンと旺盛な根の活着の両方なら、Bacillus amyloliquefaciensが両方を担います。

2つ目は、土です。鉄も不足する高pHの石灰質の土では、中心となるリン溶解菌に加えて、Pseudomonas fluorescensのようなシデロフォアをつくる菌が役立ちます。作物残さが多い、または堆肥を入れた作付体系では、Aspergillus nigerの酵素と分解の働きが有機態リンの放出を助けます。

3つ目は、施用方法と作付体系です。資材を根圏の近くに届ける点滴かん水、かん注、養液土耕で、これらの菌株は最もよく働きます。何グラムで有効な量になるかはCFU濃度で決まり、ABIは高CFUの粉末を供給し、ご希望に応じて濃度も調整します。

4つ目は、製造元です。菌株の同一性、保管中の生存率、製剤の品質が、資材が圃場で働くかどうかを決めます。ABIは米国ウィスコンシン州の工場で、20種類以上の細菌と糸状菌の菌株を、バルク、卸売、OEM、プライベートブランドのお客様向けに製造しており、作物、土、施用方法、CFUの目標、包装形態に合わせたカスタムブレンドも開発できます。

ABIはリン溶解菌（細菌と糸状菌）の供給元であり、製剤メーカーでもあります。農業資材メーカー、販売代理店、プライベートブランド向けに、単一菌株の粉末、複数菌株のブレンド、高CFUの微生物原体を製造し、作物、土、施用方法、CFUの目標、包装に合わせたバルク、卸売、OEMの選択肢をご用意しています。仕様どおりに製造する流れは、ABIの特注微生物ブレンドの製造ガイドをご覧ください。微生物資材のカスタムブレンドについて詳しく知るか、カスタムブレンドビルダーで仕様を決めることができます。

すでにあるリンを作物に届けましょう。カスタムブレンドビルダーまたはお問い合わせページから作物と作付体系をお知らせいただければ、リン酸の施用体系の仕様とお見積もりをお送りします。

9. 限界と現実的な期待

リン溶解菌は効率を高める手段で、万能ではありません。できることとできないことをはっきり理解しておくと、よりよい施肥体系になります。実用上の限界がいくつかあります。

結果は条件しだいです。土のpH、リンの形態、有機物、水分、温度のすべてが菌株の働きの大きさを左右し、反応は作物と作付体系によって変わります。生きた製品なので、最終的に大切なのは施用した時点の生菌数（CFU）です。そのため保管と取り扱い、そして濃い塩類、強い酸化剤、殺菌剤、殺細菌剤、除草剤に直接触れさせないことが重要になります。リン溶解菌は施肥を補うもので、代わりになるものではありません。重いリン欠乏には、微生物が施用したリンと土にすでにあるリンの効率を高める一方で、リン酸肥料の施用が必要な場合もあります。そして、施用する場所と指導が結果を大きく左右します。圃場での反応は資材が活発な根圏の近くに届いたときに最も強く、施用するリン酸肥料を減らす判断は、土壌診断と営農指導にもとづいて行ってください。