たばこ塩産業 塩事業版 2009.10.30
塩・話・解・題 ５５
東海大学海洋学部非常勤講師
橋本壽夫
塩で農作物の病気治療
病気になった作物は農薬で治療するものと思っていたところ、塩で病気を治療したり、予防することもあるらしい。塩の肥料効果と治療効果についてアメリカ塩協会のホームページに掲載されている内容を紹介しよう。
ストレス因子には有効か？
作物の管理に塩(塩化ナトリウム)を使うことが最初に述べられたのは1800年代の初期のことであった。大麦の根が病気になるのを防ぐために追肥として塩が使われたという。1800年代の後期にはアスパラガスの成長を促進させ、雑草の繁殖を抑えるために岩塩が肥料として使われた。
後にフザリウム菌(カビの一種の植物病原菌。作物を萎えさせ、腐らせる。)により冠部が褐色になることや、根部が褐変して腐る損害が軽減されることが明らかにされた。塩化物塩類(塩化カリウム、塩化アンモニウムなど)は甜菜、セロリ、フダンソウのような他の作物にも定常的に施肥された。塩の施肥が作物の生育に悪くなかったので、確かに農業に効果があることが過去２世紀にわたって認識されてきた。
しかし、一般的に塩の施肥は有害であるとされており、トマトやイチゴのような塩感受性の高い作物に関する研究や、融氷雪用塩による沿道植物の被害は農業に塩を使えないことを裏付けた。植物生理学者は植物生理における塩の本質的な役割を明らかにできなかったし、光合成に必須と知られている塩化物は土壌中に多くあったので、塩の施肥は不必要であると簡単に思われていた。
いくつかの作物に及ぼす塩の影響に関する報告が矛盾することから、塩についての効果には混乱が生じた。効果は断続的に観察されるだけか、まったく観察されなかった。しかし、作物が病気や旱魃によるストレスを受けているとき、塩の効果がもっとも顕著であることが観察された。
塩の施肥がストレス因子に対して防御機構を改善するらしく、病気やストレス因子がないときには応答しないことを説明しているのかもしれない、とも考えられた。
カリウムは肥料の３要素の一つであるが、ナトリウムは植物成長に必須ではない。しかし、カリウム濃度が低いときには、ナトリウムがカリウムの役割に代われることをいくつかの研究が明らかにしている。ほとんどの耐塩性植物は細胞からナトリウムを排泄する、または液胞中にナトリウムを溜め込む能力を進化させてきた。
塩の施肥で病気を抑える報告の大多数はアスパラガス、大麦、ココナッツ、ナツメヤシのような単子葉植物で行われてきた。しかし、甜菜やセロリのような双子葉植物でも塩の著しい効果を示した。個別の作物のいろいろな病気にどのように塩が影響を及ぼすかについて以下に述べる。
作物ごと／塩の各種影響
アスパラガス 除草剤が使われるずっと前、雑草を抑え成長を促進させるために栽培者達は毎年、岩塩をアスパラガス畑に撒いていた。しかし、合成除草剤が製造された1940年代には行われなくなった。その後数十年間、フザリウム菌についての被害報告がアメリカで増加してきた。病気に感染した畑に塩を撒いたとき、芽の収穫は15−30％増加し、病気の兆候は減った。塩化物塩類である塩、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化アンモニウムはすべて病気に何らかの改善効果を持っていることが分かったが、中でも塩が一番優れていた。同じナトリウム塩でも炭酸ナトリウムまたは硝酸ナトリウムはほとんど効果がない。
大麦 すべての食用穀物の中で、大麦は塩に対して最高の耐性を持っている。大麦に及ぼす塩の影響は1800年代半ばに初めて観察された。塩の施肥は麦わらを強くし病原菌の寄生を妨ぐことが分かった。
カナダのサスカッチワンで大麦について長期間の圃場テストが塩化物で行われ、塩と塩化カリウムは両方とも通常の根腐病を減少させることが分かった。しかし、塩と塩化カリウムの効果は異なることが分かり、１ヘクタール当たり塩50 kg撒布の6回の試験で2回については通常の根腐病を低下させることを報告した。
甜菜 甜菜は多分、野生の海岸原生地から進化してきたことにより、塩分に対して中程度に耐性があることは納得できる。何人かの研究者達がカリウムとナトリウム肥料の役割について関心を示し、砂糖大根、テーブル・ビート、フダンソウの成長に及ぼす塩の効果的な役割を初めて試験した。リゾクトニア・ソラニ(カビの一種で植物病原菌。紋枯れ、株枯れ、立枯れ、根腐れなどを起こす。) で引き起こされるリゾクトニア根腐病に及ぼす塩化物塩類の役割に関する研究で塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウムはすべて同じように病気を抑え、成長を促進させることが分かった。
ココナッツとナツメヤシ 塩に対するココナッツとナツメヤシの応答は、塩性土壌や海岸線の原生地付近でこれらの植物が発生したとすれば、驚くことではない。病気における塩の役割が発見されるずっと前から、ココナッツの成長や全体的な健全性に及ぼす塩の役割が研究された。
後に研究者達はフィリピンで、塩の施肥が不毛の土地を生産性のある栽培地に復活させるのに役立つことに気付い
た。1970年代の中頃に塩の施肥がココナッツ実生に及ぼすビポラリス・インキュバータ(カビの一種で植物病原菌)によって引き起こされる斑点病を抑え、塩の処理が殺菌剤と同様に作用することを発見した。化学殺菌剤とのコスト比較をすると、節約は大きかった。
トウモロコシ 半世紀以上にわたって、研究者達はジベレラ・ゼアエ(カビの一種で植物病原菌)やジベレラ・フジクロイ(カビの一種でイネ馬鹿苗を起こす植物病原菌。植物成長ホルモンのジベレリンを生成する。ブドウをジベレリン処理すると種無しブドウになる。) によって引き起こされる茎腐れの抑制でトウモロコシに及ぼす塩化物の役割を調べた。ほとんどの研究者は塩化カリウムに焦点を置いたが、ナトリウムの役割が調査されたとき、コントロールとの比較で硫酸ナトリウムは黒穂病を11％低下させるのに対して塩は23％低下させた。
小麦 小麦の病気に及ぼす塩化物塩類の効果は多分、他の作物より徹底的に研究されてきた。1978年の研究は、塩または塩化カリウムの施肥がプッシニア・ストリフォルミス(カビの一種で植物病原菌)によって引き起こされる小麦の縞模様(黄色)さび病の苛烈さを減少させることを明らかにした。１ヘクタール当たり1,130 kgの塩を施肥すると、病気発生率が平均63％低下した。効果は6品種の小麦で観察された。
病原菌に有効な場合も
塩は土壌の殺菌剤ではない。塩を施肥した後でも土壌中の病原菌の濃度はあまり変化しない。その代わり塩は土壌環境、作物の生理、微生物の種類の変化を通して作用することを示唆している。酸性土壌では、塩は多分ニトロソモナス菌(アンモニアを酸化して亜硝酸、硝酸にする菌)に及ぼす塩の増殖抑制効果のために、アンモニア態窒素から硝酸態窒素への転換を止める。アンモニアとして窒素が維持されれば土壌のpHは下がり、微生物の数は変化し、作物の栄養吸収を変える。さらに、塩で処理された酸性土壌は可溶性マンガン・イオンを放出する。マンガンは多分、作物の病気抵抗性を増加させる塩の効果を通して病気の抑制に関係してきた。
ナトリウムが植物の多くの生理機構に利益をもたらすことは知られていない。他方、塩化物は光合成に必須で、代謝産物に結合していない唯一の無機陰イオンである。塩化物の主要な役割の一つは、植物細胞に存在する数多くの陽イオンに対しての電荷をバランスさせるイオンとして働くことである。細胞に吸収された塩化物は液胞中に蓄積され、水が細胞内に流れ込む。細胞内圧力は増加するが、細胞は膨張したままで旱魃状態になったときでも成長できる。これは1970年代にイギリスで初めて研究された。その時、塩の施肥は砂糖大根の葉の水分を増加させ、土壌中の水分が不足している期間中でも植物の成長を改善した。柔らかいうどん粉病に感染したトウジンヒエ、すべての病気に感染した小麦、フザリウムに感染したアスパラガスで浸透圧を低下させながら、病気を抑える塩の効果に関する報告があった。 植物の病気に及ぼす塩施肥の主要な影響は細胞浸透圧の低下、マンガン吸収量の増加、根の浸出物の変化を通した有益な微生物の増加であるように思われる。土壌pHは、マンガン吸収量が化学的または微生物学的に媒介されるかどうかに関する効果を支配しているらしい。酸性土壌(<6.6)では、塩は硝酸化を抑え、一方、中性からアルカリ性土壌では、塩は根からの浸出物の成分組成を変えることによってマンガン利用率を増加し、それによりマンガンに還元特性を持たせる微生物を助ける。これらの機構は葉と根の両方の病気に大きな影響を及ぼすように見える。
病気が発症した重要な時期に塩を施肥する量と時期をよりよく理解すれば、病気の抑制に役立つ。世界中の多くのアスパラガス、砂糖大根、ココナッツ栽培者は管理プログラムで既に塩を採用してきた。
日本では、塩が作物の病気予防や治療に使われることは聞いたことがない。おそらく岩塩資源がないことに起因するのであろう。作物に対する様々な病原菌に対して塩の施肥が有効な場合がある。自然の産物で、コスト効果からも合成薬品に代わって既に使われており、研究も進んで行くことであろう。やがて日本でも使われる時代が来るのではなかろうか。