土壌病害とは~なぜ発生するのか、その原因は?~

株式会社東日本肥料 白石 俊昌
東京大学 大学院農学生命科学研究科 市川 和規
東京大学 大学院農学生命科学研究科 渡邊  健

はじめに

土壌病害は土壌中に潜む病原菌によって引き起こされる。その多くは、同じ作物を同じ土壌で続けて栽培する「連作」によって発生する。農作物を連作すると、土壌養分の過不足が生じるだけでなく、様々な植物病によって生育障害が発生するが、その主なものは土壌病害である。これを防ぐには、連作をやめて他の作物に切り替えるか、物理化学的な力を借りて病原菌を押さえ込む手法がとられてきた。しかし最近は、「総合的な防除対策」と言われる方法が行われるようになり、土壌病害対策も様変わりしている。

土壌病害とは

そもそも病原菌とは何だろうか?ヒトが食料にする農作物に寄生して加害する微生物を、ヒトが「病原菌」と名付けて忌み嫌っているだけのことである。微生物からすれば、「生きていくために必要なエサとして植物に寄生している」だけである。ではそのうちの土壌病害とは何であろうか?農作物が毎年栽培されると、土壌中に元々ごくわずかに存在していた微生物や、故意にではなくとも人為的に持ち込まれた微生物が、徐々に増加し、ある密度を超えると、爆発的に増加して「土壌病害」が発生するのである(図1)。このようにヒトの食料生産のため、必要上「連作」という経済活動により発生する「土壌病害」は、ヒトが作り出した植物病(マンメイドディジーズ)ということができる(1)。
一方、水田においては長期のイネ連作を行っているが、栽培期間に水を張るという通常の畑にはない特殊な条件であるため、イネには土壌病害の発生はほとんど見られない。主要な土壌病害の病原菌であるカビ(菌類、糸状菌)は湛水下の水田土壌のような酸素のない嫌気的条件下では生育できないためである(2)。

  • 図1.⼟壌病害に苦しむ野菜産地
    A. フザリウム菌によるトマト萎凋病
    B. バーティシリウム菌によるウド萎凋病

土壌病害を起こす微生物

土壌病害の原因となる微生物にはウイルスや細菌もあるが、主なものはカビである。カビは植物の種子にあたる「厚膜胞子」、「卵胞子」や「菌核」などと呼ばれる耐久性の高い形態(耐久体)を作り、土壌中で長期間生存可能なものが多い。一度病害が発生すると、このカビより作られた耐久体が土壌中に残り、毎年のように発病を繰り返しながら徐々に菌密度が上昇する。しかし土壌病害の場合、地上部に発生する病害のように、一作で栽培している農作物が全滅するようなことは少なく、数年を経て蔓延することが多い。したがって、手遅れにならないうちに徹底した対策を取れば土壌病害を抑え込むことができる。

なぜ多発するのか?

連作をすると特定の土壌生息菌が多くなり土壌病害が起こりやすくなる。同時に様々な土壌条件が土壌病害の発生とそれによる被害を増大させる方向に変化する。例えば、連作に伴う過剰な施肥により、リン酸などの土壌養分が多量に蓄積し、これを栄養源とする土壌病原菌の活動が活発になる (3)。また、大型の機械の耕運によって作土層の下に硬い土層ができて、圃場の水はけを悪くし、湿気を好む病原菌の活動を助長する。さらに、良質の堆肥が不足しているところへ、未熟な有機質肥料が投入されると、その分解の過程で土壌病原菌の栄養になることが多く、これが土壌病害の発生を助長する。

防除対策

土壌病害は同じ作物の連作を止めることが根本的な解決策になる。しかし、いまの経済社会では、連作を続けるメリットの方が大きい。農産物の安定した品質と量を維持するためには、土壌病害とうまく付き合ってゆくのが産地の宿命である。このため最も効果的なのは輪作や農薬を効果的に利用し、栽培を継続することである。さらに、抵抗性品種の利用や栽培技術の改良などの総合的な防除が効果的である(図2)(4,5)。特に、施設が半永久的で圃場が固定されているハウス栽培では、こうした防除手段が有効である。
一方、事前に土壌中の病原菌の密度を知ることができれば、どのような対策を取れば良いのかが分かる。このための手段として遺伝子診断を導入した検査システムを利用した病原菌密度測定技術が開発されている。この技術によって測定された土壌中の病原菌密度や圃場の発病前歴、土質等のデータから、次作の「土壌病害の発病しやすさ」の程度をAIで診断・評価し、発病のしやすさのレベルに応じた対策を支援するアプリケーションがアブラナ科野菜根こぶ病やバーティシリウム病など10種類の土壌病害で開発されている(6)。個別の土壌病害の効果的な防除法については、稿を改めて詳しく述べる。

  • 図2.⼟壌病害を克服した野菜産地
    A. 群⾺県嬬恋村のキャベツ
    B. 群⾺県沼⽥市のトマト

引用文献

  1. 駒田旦 監修(1988)「土壌病害の発生生態と防除」タキイ種苗(株) pp.7-13.
  2. 染谷孝(2020)「人に話したくなる土壌微生物の世界」 築地書館 pp.18-20.
  3. 後藤逸男ら(2022)「土から生まれる美味しさと安心とは」日本土壌肥料学雑誌 93(2)83-88.
  4. 難波成任 監修(2022)「植物医科学」 養賢堂 pp.251-290.
  5. 農林水産省(2017)「キャベツバーティシリウム萎凋病の診断・対策支援マニュアル」 最新農業技術・品種2017
  6. 農研機構成果集(2022)「AIを活用した土壌病害診断技術の開発」
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iPlant|ISSN 2758-5212 (online)