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菌根菌の8つの効果|作物の生育を促進させる菌根菌とは?その種類や増やし方、根粒菌との違いなど徹底解説


菌根菌(アーバスキュラー菌根菌、VA菌根菌)には、農薬でも肥料でもない植物本来の力を引き出し、リン酸の削減をしながら生育の向上が得られるなどのさまざまな効果があります。菌根菌の8つの効果を中心に、種類、利用方法、資材、増やし方、根粒菌との違いなどについて解説します。
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木嶋 利男 監修者

農学博士

木嶋 利男

■主な経歴:1987年 農学博士(東京大学)、1993~1999年 栃木県農業試験場 生物工学部長、1999~2004年 自然農法大学校 校長、2004~2010年 WSAA 日本本部 専務理事、2006~2013年(財)環境科学総合研究所 所長、2015~2019年(公財)農業・環境・健康研究所 代表理事 ■上記以外の主な役職:一般社団法人MOA自然農法文化事業団 理事、伝統農法文化研究所 代表 ■主な著書:『プロに教わる安心!はじめての野菜づくり』(学研プラス)、『「育つ土」を作る家庭菜園の科学 』 (講談社)、『コンテナでつくる家庭菜園[新版]』 (マイナビ出版)…続きを読む

Avatar photo ライター
紀平 真理子

オランダ大学院にて、開発学(農村部におけるイノベーション・コミュニケーション専攻)修士卒業。農業・食コミュニケーターとして、農業関連事業サポートやイベントコーディネートなどを行うmaru communicate代表。 食の6次産業化プロデュ ーサーレベル3認定。日本政策金融公庫農業経営アドバイザー試験合格。 農業専門誌など、他メディアでも執筆中。…続きを読む


土壌の研究

出典:PIXTA
植物の根と共生する菌根菌(きんこんきん)は、リン酸の利用効率の向上や、植物が自然環境から受けるストレスへの耐性の向上などの効果があることで注目されています。ここでは、菌根菌の基本情報と、植物へ与える作用と効果、増やし方、資材の使い方などについて説明します。

菌根菌とは|植物の根と共生する微生物

アーバスキュラー菌根菌共生
写真提供:島貿易株式会社(菌根菌の根への共生の様子 青く染まっている箇所が根)
土壌の中や植物の根のまわりには、多種多様な微生物が生息しています。そのなかで、4億年前から地球上に存在し、植物の根と共生する有用な微生物を「菌根菌」といいます。

菌根菌の種類|内生菌根菌と外生菌根菌

菌根菌の種類は複数ありますが、主な種類は、菌糸が根の表皮組織に侵入する「内生菌根菌」菌糸が根の表皮組織に厚い菌糸層を形成する「外生菌根菌」です。

「内生菌根菌」のなかで、もっとも一般的なものを「アーバスキュラー菌根菌」といいます。

アーバスキュラー菌根菌、AM菌、VA菌根菌の違い

アーバスキュラー菌根菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi)は、頭文字をとって「AM菌」とも呼ばれています。かつては、「VA菌根菌」や「VA菌」と呼ばれていたこともありますが、どれも同じものです。現在ではアーバスキュラー菌根菌もしくはAM菌という呼び方が主流です。

アーバスキュラー菌根菌は、約80%の植物に共生しており、その植物の養分吸収を手助けする作用があります。そのため、作物の収量や品質の向上、肥料成分施用量の削減に効果的だといわれています。

アーバスキュラー菌根菌の共生作物、非共生作物は?

アーバスキュラー菌根菌の共生作物は、ホウレンソウなどの「ヒユ科」やキャベツなどの「アブラナ科」以外の作物です。果樹、シバ、花きを含めてアーバスキュラー菌根菌が効果的に作用するといわれています。そのなかでも特に、根毛があまり発達していない「マメ科」や「ヒガンバナ科」は菌根菌の効果が出やすいとされています。

ヒユ科やアブラナ科は、アーバスキュラー菌根菌が根に共生しにくい「非共生植物」です。これは、もともとヒユ科やアブラナ科の植物は根毛が多いため、アーバスキュラー菌根菌なしでも生育するからです。

菌根菌と根粒菌の違い|リン酸供給と窒素固定など

根粒菌と菌根菌
出典:写真AC(根粒菌)
よく知られている菌として、菌根菌のほかに根粒菌があります。

根粒菌は、細菌(バクテリア)で、共生できる植物の根はマメ科のみで、大気中にある窒素を植物に供給できることが特徴です。根粒菌は、作付け前にヘアリーベッチ、クローバーなどのマメ科の植物を緑肥として利用することで、根粒菌による窒素固定が期待できます。

一方、菌根菌は、糸状菌(カビ)で、ヒユ科、アブラナ科以外の植物の根に共生し、土壌中にあるリン酸を植物に供給できます。

菌根菌は、緑肥の利用や輪作体系の工夫でも増加するという報告もありますが、まだわかっていないことも多く、基本的には、土づくりや育苗・播種時などに菌根菌資材を投入することで効果的に利用できます。

菌根菌の8つの効果

菌根菌 効果
出典:写真AC
菌根菌が十分に生息する土壌環境では、作物や自然環境にどのような効果があるのでしょうか。

効果1:菌根菌でリン酸の利用効率が向上

植物は、土壌中にある養分を根から吸収して生育します。リン酸は植物の生育に重要な養分の一つではありますが、土壌粒子に吸着し、移動速度が遅い性質を持つため、施肥した分のリン酸が植物への利用される効率がきわめて低い特性があります。

アーバスキュラー菌根菌は、リン酸の利用効率を向上させる効果があるといわれています。これは、菌根菌が作り出した糖タンパクによって土壌粒子に吸着したリン酸の吸収を促進し、また、物の根に共生する菌根菌の菌糸が数cmから10数cmほど伸びることで、移動速度が遅いリン酸を吸収できる範囲を広げるからです。特に、土壌の可溶性リン濃度が低いときに、アーバスキュラー菌根菌の効果がより現れるといわれています。

農業現場におけるリン酸の入手・利用状況
・リン酸は過剰に投入されると、土壌中に蓄積したリン酸によって土壌微生物が急激に増殖(かく乱)します。その結果、根こぶ病、萎黄病、根腐れ病、そうか病、萎凋病(いちょうびょう)などの病害虫の発生が起こりやすくなります。
※有機質肥料、化学肥料関係なく、施用し過ぎると無機態リン酸が固定化され、土壌中にリン酸が蓄積します。
・リン酸はリン鉱石という限りある資源を原料としています。さらに、日本ではほぼ輸入に頼っているため、昨今の世界情勢も相まって、入手困難かつ価格が高騰しています。
病害虫発生につながる可能性があるリン酸の蓄積を防ぎ、貴重なリン資源を有効に利用することは、農業経営にとっても重要です。


効果2:亜鉛などのミネラルの吸収促進

菌根菌のリン吸収イメージ
写真提供:島貿易株式会社(菌根菌のリン吸収イメージ)
リン酸に限らず、菌根菌がのばした菌糸によって、植物が亜鉛などのミネラル成分を吸収することを助けます。ごく微量ではありますが、不足すると葉の黄変や褐変などの影響を与える微量要素は、植物の生育に欠かせません。

効果3:乾燥ストレスへの耐性向上

アーバスキュラー菌根菌は、乾燥ストレスに対する植物の抵抗性を高める作用が知られています。これは、植物の根に共生する菌根菌が、水分を吸収する根圏域を広げているからと考えられています。昨今の栽培環境の変動が激しい状況においてこれは重要な効果でしょう。

効果4:病害虫抵抗性の向上

アーバスキュラー菌根菌との共生が、土壌中で発生するある種の病原菌に対して自己防御機能を高めているといわれています。アーバスキュラー菌根菌の定着とセンチュウの密度抑制に関する報告も多数あります。

まだわかっていないことも多いのですが、病原菌より先に菌根菌が宿主である植物の根に定着することで、病原菌の感染の場を奪い、菌が生育するために必要な栄養分を先に確保するためだと考えられています。また、共生根でのフェノール物質の産生、ファイトアレキシンの蓄積、リグニン化による組織の強化なども病害虫の抵抗性向上につながっている可能性があります。

効果5:作物の生育を促進・増加

菌根菌共生
写真提供:島貿易株式会社(左が菌根菌が共生した枝豆の根)
アーバスキュラー菌根菌は作物の生育促進につながります。これは、植物との共生によって、びっしり張り巡らされた菌糸が土壌から効率よく養分吸収を行うことで、植物の細根が増え、生育や開花を促進・増加させるためです。

効果6:菌根菌のネットワークによる一定の生育速度

アーバスキュラー菌根菌は、宿主である植物1個体と共生するわけでなく、同時に多くの個体の根が菌根菌を通じて菌糸のネットワークでつながります。そのため、ネットワークでつながったほ場中の作物の生育速度がそろいやすく、特にネギ栽培において顕著であるといわれています。

効果7:荒廃地や乾燥地帯の緑化修復への応用

火山の噴火した堆積地や干拓地など新たに開墾した土地では、土壌養分が不十分かつ酸性土壌なので、植物が十分に生育するまでに時間がかかります。しばらくすると、アーバスキュラー菌根菌が確認でき、植物が育つようになっていきますが、アーバスキュラー菌根菌を人的に施用することで、植生の回復を促進させることが可能です。そのため、耕作放棄地などでの活用も期待できます。

効果8:炭素隔離でカーボンニュートラル

アーバスキュラー菌根菌は、大気中の炭素を隔離する「グロマリン」と呼ばれる糖タンパク質を産生します。土壌中の有機炭素の5〜27%がグロマリンに起因しているとの研究もあり、より具体的な研究が進めば、菌根菌の生息や利用がカーボンニュートラルにもつながることも考えられています

アーバスキュラー菌根菌の活用で病害虫が抑制され、健康な苗づくりや作物づくりが可能になります。また、リン酸肥料の削減や生育速度をそろえられると農業経営にも有益です。さらに、農地の再生や、炭素隔離によるカーボンニュートラルにも効果が期待されます。

菌根菌は肥料?農薬?バイオスティミュラント?

バイオスティミュラント菌根菌
出典:写真AC
菌根菌は施用することで、収穫量の増加や品質の向上、病害虫の抑制といった効果もあることから、肥料や農薬だと考えられることもありますがそうではありません。菌根菌は、施用することで植物が持つ本来の力を引き出し、気候や土壌環境によって植物が受けるダメージを軽減することを目的とした「バイオスティミュラント(Biostimulant)」資材です。

菌根菌の増やし方|輪作体系と緑肥の導入も

菌根菌 増やし方
出典:写真AC
栽培にも有用な菌根菌を増やすためには、どのような手段があるのでしょうか。農業の輪作体系や緑肥の導入によって菌根菌が増えるといわれています。

共生作物の作付けで菌密度が上がる

輪作体系のなかで、前作で共生作物を作付けることで、後作の生育がよくなるといわれています。たとえば、畑作でトウモロコシやダイズを栽培する前作には、コムギ、バレイショ、ヒマワリなどの菌根菌が共生しやすい「共生作物」を作付けすると、菌密度が上がり、後作であるトウモロコシやダイズの収穫量が向上したという研究もあります。

緑肥の導入で菌根菌が増える

菌根菌が共生しない「非共生作物」を作付けした場合には、ソルゴーやヒマワリなどの「共生植物」を緑肥として導入することで、後作の作物の生育が向上し、アーバスキュラー菌根菌と植物の共生がうまくいく傾向にあります。ただし、緑肥の種類や栽培時期、すき込みの有無などによって結果が変わってくるためそれぞれのほ場での検証が必要です。

菌根菌の資材を活用し、安定的・効果的に増やす

菌根菌資材「Rootella」商品画像
写真提供:島貿易株式会社(Rootella®)
輪作体系や緑肥の導入は、まだわかっていないこと、菌密度の向上が難しいこともあり、効果的かつ安定的に菌根菌を増やす方法として微生物資材の導入が有用です。

高濃度アーバスキュラー菌根菌資材「Rootella®」の特徴

施設園芸、農業技術大国として知られるイスラエルの「イスラエル国立農業研究機構(Volcani Center)」で30年におよぶ研究開発のすえ、独自の高濃度菌根菌製造技術(非遺伝子組換え)が開発されました。高濃度アーバスキュラー菌根菌資材「Rootella®」は、イスラエルの菌根菌製剤メーカー「Groundwork BioAg Ltd.」によって製品化され、日本総代理店の島貿易株式会社が農業用微生物製剤として販売している資材です。

高濃度で共生率を高め、生産者の作業負担も軽減

Rootella®は、ほかの菌根菌資材より菌数(2,500~167,000propagules/g)が10〜100倍と高濃度資材なので、少量の施用でも菌の共生率を高められます。そのため、生産者の作業負担も少ないことが特徴です。

土耕でも隔離培地でも利用可能

菌根菌は、土耕栽培だけでなく、ヤシ殻培地やピートモス培地などの有機質の培地など幅広く利用できます。

有機JAS適合資材なので有機農業で使用可能

Rootella®は、非遺伝子組み換えで、自然環境において培養されています。有機JAS別表1適合資材(有機JAS資材評価協議会)に登録されているため、有機農業にも利用できます

バイオスティミュラントとして利用

農薬でも肥料でもなく、気候や土壌の状態による植物のダメージを軽減し、植物や自然環境が本来持つ力を最大限に引き出すことを目的とした新しい農業資材のカテゴリー「バイオスティミュラント(Biostimulant)」として利用できます。

Rootella®の日本輸入総代理店である島貿易株式会社は、日本バイオスティミュラント協議会の賛助会員でもあります。

日本の在来種

Rootella®には、グロムス属という日本の在来種としても存在する菌根菌種が採用されています。日本の植物防疫上でも同属の日本への輸入は「非有害」として規制対象外で、「生物多様性の確保」に関連する法規制、環境省「外来生物法」においては、菌根菌が分類される微生物は規制対象外の位置付けです。

Rootella®の種類と使い方

Rootella F
写真提供:島貿易株式会社(Rootella® F)
Rootella®は、作型や栽培方法に合わせて柔軟に利用できる多様な施用手段があります。

顆粒タイプ(Rootella® G)

顆粒タイプの「Rootella® G」は、播種や育苗時に培土へ混ぜ込んだり、定植時の植穴へ0.3〜0.5g程度、直接施用したりして使用します。

微粉末タイプ(Rootella® F)

微粉末タイプの「Rootella® F」は、播種や育苗時にほ場の畝へ通常の灌水量にもとづいて希釈して、ジョウロ、動力噴霧器、ドローン、ヘリコプター、ブームスプレーヤーなどさまざまな方法で散布が可能です。施用量は10aあたり30gが目安です。
また、種子に粉衣コーティングなどをしてから播種もできます。
「Rootella®」商品情報

「Rootella®」のお問い合わせ・購入先

「Rootella®」に関する相談や購入について、詳しくは島貿易株式会社へお問い合わせください。

販売者

島貿易株式会社
島貿易株式会社ロゴ
1904年(明治37年)に創業した工業原材料の専門商社。安心安全で環境負荷の少ない、長期的に持続可能な食糧供給を目指すため、同社では初めてとなる農業分野での商材として「Rootella®」の取り扱いをスタートしました。日本バイオスティミュラント協会法人賛助会員。全国土壌改良資材協議会会員。

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参考文献
唐澤敏彦、笠原賢明、建部雅子(2001)『緑肥作物の導入によるアーバスキュラー菌根菌の増殖とトウモロコシ栽培への利用』(日本土壌肥料学雑誌
斎藤雅典(1998)『土壌と植物をつなぐVA菌根菌』(化学と生物
坂本一憲ら(2012)『アーバスキュラー菌根菌:研究の最前線と土壌肥料分野への貢献』(日本土壌肥料学雑誌
松崎克彦(2009)『アーバスキュラー菌根菌とその利用』(農業および園芸

Sponsored by 島貿易株式会社

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