バチルスバイオ肥料「キクイチ」の基本的な特性

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●特性が分かった生きた微生物を含有（様々な微生物を含んでいる堆肥等とは異なります）●種子や根の周りや土壌に接種した後、バイオ肥料に含まれる微生物が植物の根圏や内部で増殖し、宿主植物にNやP等の必須養分の供給と有効利用を増大させ生育を促進する

バイオ肥料の定義

フィリッピン：Mykovam

マレーシア：リン・カリ溶解菌フィリッピン：Bio N

Vessey (2003)

エンドユウザー（農家等）

①バイオ肥料の品質低下は収量の低下に直結②エンドユーザーは品質をチェック出来ない

貯蔵過程

(この２つの過程で、高温と乾燥のストレスがかかる)

バイオ肥料原体微生物の生物活性の低下

バイオ肥料製造者

輸送過程

バイオ肥料の重大な課題：品質管理

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日本のバイオ肥料のリスクマネージメント

品質保証：10℃で3ヶ月

十勝農協連は3ヶ月経過した製品は回収して、品質保証を行っている

このように、品質保証は農家へバイオ肥料を普及させるために最も重要である

日本の十勝農協連は、Azospirillum属細菌を用いたバイオ肥料の販売では、品質保証期間が過ぎたものは回収する作業を行っている。他のアジア諸国ではこのようなきめの細かい管理は到底無理であり、バイオ肥料の原体微生物の選抜時に、目標とする養分供給能力の高さだけではなく、普及過程も考慮した微生物の選抜が必要であることが分かってきた。

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東京農工大学が共同で開発したイネ用バイオ肥料「キクイチ」

「キクイチ」とそのマニュアル

東京農工大のイネ用バイオ肥料研究

日本においては、化学肥料施用量を低減させることを目的とした水稲用バイオ肥料の研究開発は殆どなされてこなかった。世界では、Azospirillum属細菌を用いた接種試験は多数存在している。また、Azospirillum属細菌は、キャリア中での品質管理が難しい。

一方、Bacillus属細菌を用いた水稲用の接種剤の研究は全くない。また、Bacillus属細菌は、芽胞を形成し、輸送・貯蔵過程における高温・乾燥ストレス環境でも生残性が高い。

無接種 接種

ひとめぼれ

Bacillus pumilus

●水稲に接種すると発根が促進される

開発の基本理念

作用の科学的な根拠を説明でき、農家さんの疑問に答えられ、実現が難しかった生産性を損なわずに環境負荷を減らせる水稲栽培を可能とする微生物資材を開発。

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TUAT１株の特性解明 ①株の固有性

0.000

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

根総表面積（cm2）

全てのB.pumilus株がイネの発根を促進するわけでは無く、特定の株を選抜する必要がある

バチルスバイオ肥料の接種効果は、土壌の可給態窒素供給量が大きくなるほど上昇します。

このことから、本バイオ肥料は土壌肥沃度の高い土壌で接種効果が明瞭化します。

養分供給力が弱い土壌では、接種効果を安定化させるためには、施肥法に工夫が必要です

② 土壌肥沃度と接種効果

横山・小島・鳥居・荒巻・細野・長尾

10

TUAT1株接種による窒素吸収、茎数、収量の増加

イネ品種：コシヒカリ、農研機構中央農研センター2011年の結果

③ 増収効果をもたらす要因（農研機構・中央農研 大脇ら）

岡崎・横山

④ TUAT1株のゲノム特性

TUAT1株と近縁種のゲノム比較

TUAT1

tRNA 81

ゲノムサイズ (bp) 3,723,433

rRNA クラスター 8

81

3,763,493

6

B. subtilis168株

GC 含量 (%) 41.4 41.4 43.6

46

4,215,606

13

遺伝子数 3,850 3,659 4,175

B. pumilusB6033株

B. pumilus に近い→16S rDNAによる系統解析と一致

⑤ 芽胞接種によるイネへの効果

Aliら 2019

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0.0200

0.0400

0.0600

0.0800

0.1000

0.1200

Co

ntr

ol

TUA

T1JM

52

11

85

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30

17

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JR4

JR1

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23

Co

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23

B. p. B. a. B. m. B. p. B. a. B. m. B. p. B. a. B. m. B. p. B. a. B. m.

Live spores Spore residues Supernatant without sporeresidues

Spore residues +Supernatant

g 1

2 p

lan

ts-1

Root dry weight

TUAT1株は、芽胞の発根促進能力が高く、製剤中でもその能力が維持されています

0

100

TU

PA

121-

3

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MU

KH

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浦三１号

ひとめぼれ

C8

00

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Sesi

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コシヒカリ

タカナリ

NER

ICA

1

14品種のイネへのTUAT1接種が根数に与える影響（無接種区を100とした場合の発根促進の相対指数）

⑥ イネ品種間におけるTUAT1接種効果の相違

横山・伊藤－山谷（日本大学 生物資源科学部）

コシヒカリやひとめぼれ等の品種には明瞭な接種効果を与えますが、インド型イネの系統には、接種試験での判定が必要な場合があります。タカナリはインド型イネの系統が育種過程で導入されています。元々発根が多い品種で、TUAT1の接種で発根量の抑制が観察されました。

バイオ肥料実用化のためには、化学肥料と同じような使い勝手が必要と考えた。また、芽胞の特性に栄養体細胞と異なる特性が見えたので、芽胞を用いた粒剤の作成に挑戦した。

黒ボク土に栄養体細胞等を混ぜ込んだ接種剤は使い勝手が極めて悪かった。

Bacillus pumilus TUAT1株の芽胞をシリカゲル・珪藻土キャリアに吸着させた粒状のプロトタイプ肥料を試作しました。

バイオ肥料としては画期的な、1年間にわたり常温保存可能で接種効果や生存性等の活性が維持されています。

⑦ 肥料としての特徴

見城、浅野（朝日工業株式会社）・横山

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⑧ バイオ肥料「キクイチ」の完成（2016年12月）

「キクイチ」とそのマニュアル

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① 水稲育苗時の施用法

⑨-1 具体的な施用技術

図1 いなほN無肥料培土使用時のキクイチ層状施用の手順

A：床土充填、B：バイオ肥料層状施用、C：種籾播種、D：覆土

図2 いなほN無肥料培土使用時のキクイチ覆土混和施用の手順

A：バイオ肥料覆土混和、B：床土充填、C：種籾播種、D：覆土

層状施用法 覆土施用法

Winら 2018

図3 いなほN無肥料培土使用時のバイオ肥料層状施用による水稲への施用効果

図4 いなほN無肥料培土使用時のバイオ肥料覆土混和による水稲への施用効果

図5 バイオ肥料施用効果に及ぼす施用方法の違いの影響

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⑨-2 ロックウールマットでの施用効果

「キクイチ」無施用 「キクイチ」施用

育苗培地素材のウレタンが見えている

育苗培地素材のウレタンが発根促進による多数の根で覆われて見えなくなっている

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⑨-3 福島県二本松市針道地区農家圃場での農業共済組合による実測値：バイオ肥料の利用で玄米収量が17.3%増加

バイオ肥料施用区

キクイチ無施用：498Kg/10a

キクイチ層状施用：584Kg/10a

水稲苗の育苗時のキクイチの層状施用は、ヘクタール当たり玄米収量を860 kg (17.3%) 増加させた.

2017年

2018年はキクイチ施用で、590Kg/10aとなった

⑨－4 北海道や各地での試験

福島県での試験

2019年春のイネ育苗で福島県では、大野さんが160Kgのキクイチ製剤を購入して頂けることになりました

福島農業再生のための水稲直播栽培による超多収／高バイオマス品種とバイオ肥料を活用した飼料用米の低コスト高収益生産技術実証研究

農林水産省 地域戦略プロ 2016年10月～2019年9月

モンスターライス１号

モンスターライス２号

リーフスター（既存の飼料米

品種）

超多収／高バイオマスの飼料米「モンスターライス」を育成

直播栽培に対応したバイオ肥料接種技術（べんモリ+キクイチの2重被覆）を開発

モンスターライス＋バイオ肥料の直播栽培技術

を開発

コシヒカリ

モンスターライス4号+べんモリ・キクイチ被覆

福島県富岡町渡辺農園

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イネ以外の作物への適応の展開（これから）

農工大圃場

漬け菜類 トマト

福島県二本松市

サレム・横山

横山・笠間・中島

Djedidiら 2016

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2016年11月16日日経産業新聞に掲載

アウトリーチ活動アグリビジネス創出フェアーに参加２０１８年１１月２０日～２２日ブース訪問者：約260名

ブースへの訪問者; ２０日約１００名、２１日約８０名、２２日約８０名

アグリビジネス創出フェアー終了後に関連記事が３件、日本農業新聞に掲載された

日本農業新聞（2018年12月19日）

日本農業新聞（2018年12月21日）

日本農業新聞（2019年1月10日）

2019年1月17日：福島県双葉郡富岡町及びそこをカバーするJA福島さくらと農工大農学部がモンスターライスとバイオ肥料を用いた農業技術等の活用に関して地域連携協定を締結、2019年1月18日：福島県二本松市と同様に連携協定を締結

キクイチの開発に関する協力機関等と研究資金

バイオ肥料キクイチの研究は、複数の科研費、文部科学省の「特別経費：大学固有の生物資源を用いた放射性元素除去技術、バイオ肥料・植物保護技術開発」（H24～H28年）、農林水産省 農林水産業・食品産業科学技術研究推進事業【実用技術開発ステージ】高機能バイオ肥料を利用した水稲の増収減肥栽培技術の実用化利用した水稲の増収減肥栽培技術の実用化（2014年～2016年）の援助で行ってきました。H29年からは農林水産省の営農再開プロ、地域戦略プロ、営農促進プロ、および科研費等で放射性Csを吸収しにくいイネやダイズの育種や新規の植物-微生物を用いた除染法開発、福島県浜地域でのモンスターライスとバイオ肥料を用いた新規の使用イネ栽培技術開発等の福島農業復興支援研究を継続させています。また、「ゆうきの里東和ふるさとづくり協議会」、農業環境技術研究所、農業生物資源研究所、福島県農業総合センター、岩手生物工学研究センター等の協力を得ています。そして、沢山の東京農工大の学生さん達に手伝って頂いております。ここに記載し、感謝申し上げます。