食と農のスロー＆ローカル・イノベーション地域拠点モデルの構築

　土壌肥沃度指標（SOFIX?:Soil Fertile Index）は、立命館大学生命科学部久保幹教授らが開発した生物指標による農耕地土壌の診断技術です。これまでに600か所以上の農地土壌を分析し、有機栽培に望ましい土壌成分の量とバランスを数値化する診断指標であり、①植物生長に関する成分と　②物質循環に関する成分を測定します。日本、中国、オーストラリアで特許登録済みであり、アメリカには特許出願中です。SOFIXという名称は商標登録済みです。

　農業生産では「土づくり」がもっとも重要とされています。良い土壌を作って行くためには、土壌の化学的性質（肥料成分、緩衝作用等）、物理的性質（保水力、通気性等）、生物的性質（有機物の分解、耐病害虫等）の三つ要素が整った土壌にしていく必要があります。 　とくに有機栽培により高品質の農作物を生産するためには、生物的性質が重要となり、土壌微生物による物質循環――有機質肥料が分解され、植物の主要肥料成分(窒素、リン酸、カリウム)を適切な量とバランスで供給されること――がスムーズにすすむ必要があります。 　しかし、従来の土壌診断技術や施肥では、化学的性質しかみておらず、土壌の生物的性質、すなわち土壌微生物の働きによって土のなかで何が起こっているのかを見ることができませんでした。 　そのため、化学肥料等を使わない有機農業などでは、「土づくり」は経験に頼らざるを得ず、場合によっては収量が十分に得られない、安定的な生産が出来ない等の問題が指摘されてきました。 新たに開発したSOFIXは、土壌中の微生物量や微生物による窒素循環活性、リン循環活性などを数量的に表すことで従来の技術では困難であった生物的分析を行えるようにして、有機肥料を用いた「土づくり」の科学的な処方箋を出すことを可能にしました。 　具体的には、次のような指標で生物的性質を見ていきます。

１.総微生物量

　SOFIXでは、土壌1g中に何億個の微生物がいるかを示します。 　土壌中から微生物のDNAを抽出し、そのDNA量を指標として微生物量を測定する方法を用いています。これを環境遺伝子(eDNA）解析法といいます。 　土壌中の微生物の総数を測定する方法として、従来は、「平板培養法」と「DAPI染色による顕微鏡観察法」の二つの方法がありました。 しかし、「平板培養法」は、①培養できない微生物（VBNC)は測定できない、②微生物を培養しなければならないため時間がかかる等の問題がありました。 「DAPI染色による顕微鏡観察法」は、土壌環境の生菌の数を正確に測定出来ますが、実験作業が煩雑でした。 　久保教授らが独自に開発したeDNA法では、培養できない微生物（VBNC)も正確に測定でき、より簡便な測定が可能となりました。

２.窒素循環活性

　土壌に施肥されたタンパク質などの窒素有機物は、微生物によってアンモニア態窒素（NH4+）→亜硝酸態窒素（NO2-）→硝酸態窒素（NO3-）と分解されます。その過程で重要なアンモニア酸化活性（NH4+→NO2-）、亜硝酸酸化活性（NO2-→NO3-）、さらに微生物量を測定します。その値から土壌が持つ“窒素有機物を硝酸態窒素に変換する力”を評価します。 　具体的には、三角形のレーダーチャートにして定量化します。三角形の頂点が先ほどのeNDA法で測定した総微生物数です。そして三角形の右下が、アンモニア酸化活性、左端が亜硝酸酸化活性です。 これにより、三角形の面積が大きい右のような土壌が、窒素循環が活発であることを示します。 　左のような図だと、微生物数も少ないし、アンモニアから亜硝酸への分解が進んでいないことも明らかになります。

３.リン循環活性

　土壌中のリン循環においては、施肥された有機態リン酸から植物が利用できるリンへの変換が律速となっています。そこでフィチン酸とよばれる“有機態リン酸を変換する力”を評価します。 　農家等から土壌診断の依頼があると、大学では約2週間で土壌の分析を行い、下記のようなSOFIX診断書を返します。

事例１

事例２