Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung eines Bodenverbesserungsmittels und ein Verfahren zum Verbessern von Böden.

Als wichtig in der modernen Landwirtschaft galten und gelten Züchtung auf verschiedenen Wegen und die Anwendung chemischer Düngemittel und landwirtschaftlicher Chemikalien in großen Mengen. Tatsächlich wurde infolgedessen eine Landwirtschaft realisiert, die wirksam gegen Schäden durch Krankheiten vorgeht, hohe Erträge liefert und Zeit und Arbeit spart.

Allerdings hat die Ertragssteigerung nun eine Grenze erreicht und es entstehen folgende neue Probleme, Das erste Problem ist ein Umweltproblem. Stickstoff und Phosphor aus chemischen Düngemitteln gelangen in Flüsse und verursachen eine Eutrophierung in Seen und Marschen, so dass Wasserblüte und die Rote Flut (Red Tide) die Folge sind.

Des Weiteren haben landwirtschaftliche Chemikalien ernst zu nehmenden Einfluss auf die Gesundheit nicht nur der Arbeiter sondern auch der benachbarten Bevölkerung und verursachen darüber hinaus als Chemikalienrückstände eine Beeinträchtigung der Gesundheit der Verbraucher.

Das zweite Problem ist, dass der Boden durch Anwendung von chemischen Düngemitteln oxidiert wird, woraus sich ein zu hoher Anstieg der Bodenproduktivität ergibt, so dass der Boden ermüdet und die Kulturpflanzen keine ursprünglichen Nährstoffe mehr produzieren und einen Geschmack aufweisen, der sich von dem der ursprünglichen Kulturpflanzen unterscheidet. Aus diesem Grund sagt man, dass früher die Gemüse, die auf dem offenen Feld angebaut worden sind, köstlich schmeckten.

Das dritte Problem ist, dass die Erträge, die mit herkömmlichen Verfahren erzielt werden, Grenzen erreicht haben.

In US-A-3616204 und in USSR Microbiology Inst. 1998-10-20 sind ein Bodenverbesserungsmittel und ein Verfahren zum Verbessern von Boden offenbart, welches das Auftragen von Candida lipolytica auf den Boden umfasst.

Andere Bodenverbesserungszusammensetzungen sind beschrieben in US-A-4985060 und WO 97 28699, die Lactobacillus- und Enterokokkus-Mikroorganismen enthalten.

In keinem dieser Dokumente aus dem Stand der Technik ist die Verwendung der Kombination der drei Mikroorganismen beschrieben, die den Kern der vorliegenden Erfindung darstellen.

In EP-A-0978481 ist eine Zusammensetzung der drei, in der vorliegenden Erfindung verwendeten Mikroorganismen beschrieben, aber nur zum Zweck der Reinigung von Wasser.

Die vorliegende Erfindung will die Verwendung eines Bodenverbesserungsmittel bereit stellen, das die dem Boden eigene Bodenproduktivität (Herz) mittels Oxidation und umweltbedingter Aktivität von Mikroorganismen und deren verschiedener Metabolite verbessert, ohne große Mengen landwirtschaftlicher Chemikalien oder chemischer Düngemittel zu verwenden, und Kulturpflanzen bereit stellt, bei denen der Boden ein einfach nutzbarer Bestandteil ist, so dass die Erträge der Kulturpflanzen erhöht werden können und der Geschmack der Kulturpflanzen verbessert werden kann, und ein Verfahren zum Verbessern von Böden Die obige Aufgabe kann durch jede der folgenden, wichtigen Voraussetzungen (1) bis (4) erreicht werden:

• (1) Die Verwendung einer Zusammensetzung, enthaltend Lactobacillus paracasei subsp. paracasei, Enterococcus malodoratus und Candida lipolytica als ein Bodenverbesserungsmittel.
• (2) Die Verwendung einer Zusammensetzung, enthaltend 20 bis 60% Lactobacillus paracasei subsp. paracasei, 20 bis 60 % Enterococcus malodoratus und 10 bis 30 Candida lipolytica als ein Bodenverbesserungsmittel.
• (3) Ein Verfahren des Verbesserns von Boden, welches das Auftragen einer Bodenverbesserungszusammensetzung enthaltend Lactobacillus paracasei subsp. paracasei, Enterococcus malodoratus und Candida lipolytica auf Boden zum Anbauen von Kulturpflanzen umfasst.
• (4) Ein Verfahren des Verbesserns von Boden, welches das Auftragen einer Bodenverbesserungszusammensetzung enthaltend 20 bis 60 % Lactobacillus paracasei subsp. paracasei, 20 bis 60 % Enterococcus malodoratus und 10 bis 30 % Candida lipolytica auf Boden zum Anbauen von Kulturpflanzen umfasst.

Mittels der vorliegenden Erfindung wird die dem Boden eigene Produktivität (Herz) durch die Aktivität der obigen Bakterien und Hefen verbessert und der Boden wird als ein für Kulturpflanzen einfach nutzbarer Bestandteil bereit gestellt, wobei die Erträge der Kulturpflanzen erhöht und der Geschmack der Kulturpflanzen verbessert werden kann und dergleichen.

Spezielle Beschaffenheiten der vorliegenden Erfindung werden hiernach erläutert.

Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Bodenverbesserungsmittel enthält Lactobacillus paracasei subsp. paracasei, Enterococcus malodoratus und Candida lipolytica.

Lactobacillus ist ein grampositiver Bacillus, der Rohrzucker hauptsächlich zu Milchsäure fermentiert. Von Lactobacillus paracasei subsp. paracasei sind aus Milchprodukten, Abwasserkanälen, Silofutter und klinischen Materialien isolierte Beispiele bekannt. Es ist bevorzugt, als Lactobacillus paracasei subsp. paracasei Lactobacillus paracasei subsp. paracasei zu verwenden, den der vorliegende Anmelder international bei der Agency of Industrial Science and Technologie, National Institute of Bioscience and Human Technologie, Patent Microorganism Depository als DDD-a (Zugangs-Nr. FERM BP-6463) nach dem Budapester Vertrag hinsichtlich des internationalen Zugriffs auf die Hinterlegung von Mikroorganismen bei Patentverfahren hinterlegt hat (die internationale Hinterlegung wird hiernach in diesem Sinne verwendet).

Die bakteriologischen Eigenschaften des obigen Lactobacillus paracasei subsp. paracasei sind unten erläutert. Testgegenstand Testergebnisse Morphologie Bacillus Gramstabilität + Spore – Beweglichkeit – Verhalten gegenüber Sauerstoff Fakultativ anaerob Katalase – Gebildete Milchsäure L (+) Gasbildung durch Glukose – Gasbildung durch Glukonat + Wachstum bei +15°C + Wachstum bei +45°C – Fähigkeit zur Fermentierung von Rohrzucker Amygdalin + Arabinose – Aesculin + Fruktose + Galaktose + Glukose + Glukonat + Laktose + Maltose + Mannitol + Mannose + Melezitose + Melibiose – Raffinose – Rhamnose + Ribose + Salicin + Sorbitol + Sukrose + Trehalose + Xylose – GC-Gehalt (Mol%)von DNA in Mikroorganismus*1 46 Gemäß HPLC-Verfahren

Enterococcus ist bekannt als enterischer Coccus und ein aus Käse isoliertes Beispiel ist bekannt als Enterococcus maldoratus.

Es ist bevorzugt, als Enterococcus maldoratus Enterococcus maldoratus zu verwenden, den der vorliegende Anmelder international bei der Agency of Industrial Science and Technologie, National Institute of Bioscience and Human Technologie, Patent Microorganism Depository als DDD-b (Zugangs-Nr. FERM BP-6464) hinterlegt hat.

Die bakteriologischen Eigenschaften des obigen Enterococcus maldoratus sind unten erläutert. Testgegenstand Testergebnisse Morphologie Streptococcus Gramstabilität + Spore – Beweglichkeit – Verhalten gegenüber Sauerstoff Fakultativ anaerob Katalase – Gasbildung durch Glukose – Gebildete Milchsäure L(+) Wachstum bei +15°C + Wachstum bei +45°C – Wachstum in Gegenwart von 6,5% NaCl + Wachstum bei pH 9,6 + Wachstum in Gegenwart von 40% Galle + Hämolyse Alpha-Hämolyse Arginindihydrolase – Hippursäure – Hydrolyse von Aesculin + Wachstum in Milch mit 0,1% Methylenblau – VP-Reaktion – Bildung von Säuren Xylose – Rhamnose + Saccharose + Laktose + Melibiose + Raffinose + Melezitose +*1 Glycerin – Adonitol -*2 Sorbitol + Mannitol + L-Arabinose – Bildung von gelber Farbe – GC-Gehalt (Mol%) von DNA in Mikroorganismus*2 40 Atypische Eigenschaft Gemäß HPLC-Verfahren

Die Gattung Candida gehört zu den Hefen der unvollständigen Pilze und Candida lipolytica weist Lipase auf und wird daher als ein Mikroorganismus isoliert, der Butter, Margarine und dergleichen verderben lässt. Es wurden Beispiele gefunden, die aus Oliven, Boden und Tieren, einschließlich dem Menschen, isoliert worden sind

Es ist bevorzugt, als Candida lipolytica Candida lipolytica zu verwenden, das der vorliegende Anmelder international bei der Agency of Industrial Science and Technologie, National Institute of Bioscience and Human Technologie, Patent Microorganism Depository als DDD-c (Zugangs-Nr. FERM BP-6465) hinterlegt hat.

Die bakteriologischen Eigenschaften des obigen DDD-c, Candida lipolytica, sind unten erläutert. Testgegenstand Testergebnisse Morphologie des Trophozyten Oval ~ elliptisch ~ zylindrisch Morphologie des Wachstums multipolare Knospung Flüssigkultur Es wurden Präzipitation und Bildung einer Kamhaut beobachtet (25°C, 3 Tage) Pseudomycel gebildet (25°C, 3 Tage) Fungus gebildet (25°C, 3 Tage) Ascospore Keine Bildung beobachtet in den Medien ADAMS, GORODKOWA, Malz, YM, V-8 und Kartoffel-Dextrose Fähigkeit zur Fermentation Glukose – Galaktose – Saccharose – Maltose – Laktose – Raffinose – Fähigkeit zur Assimilation Galaktose – Saccharose – Maltose – Zellobiose – Trehalose – Laktose – Melibiose – Raffinose – Melezitose – Stärke – D-Xylose – L-Arabinose – D-Ribose + L-Rhamnose – Glyzerin + Erythritol + Ribitol – D-Mannitol + Laktat + Succinat + Citrat + Inositol – Fähigkeit zur Assimilation von Nitrat – Wachstum bei 37°C – Wachstum in vitamindefizientem Medium – Abbau von Harnstoff etwas Farbe von DBB – Lipase +

Die obigen drei Stämme von Mikroorganismen wachsen in jedem Medium gut, sofern es sich dabei um ein Medium mit allgemeinen Nährstoffen handelt. Lactobacillus paracasei subsp. paracasei und Enterococcus maldoratus werden besonders bevorzugt in MRS-Medium gezüchtet und Candida lipolytica wird besonders bevorzugt in einem YM-Medium gezüchtet.

Jeder der obigen Mikroorganismen wächst gut, wenn er bei etwa 15 bis 45°C gezüchtet wird.

In dem von der vorliegenden Erfindung bereit gestellten Verfahren zum Verbessern von Böden wird eine Mikroorganismusdispersion, die durch Dispersion mindestens eines der drei obigen Stämme von Mikroorganismen hergestellt ist, auf Boden zum Anbau landwirtschaftlicher Kulturpflanzen gesprüht. Die obige Mikroorganismusdispersion ist eine Dispersion der obigen Mikroorganismen in einem flüssigen Medium. Wenn die Mikroorganismusdispersion alle drei Stämme von Mikroorganismen enthält, ist das Mengenverhältnis der Stämme der Mikroorganismen nicht von entscheidender Bedeutung. Das bedeutet, dass wenn die obigen Stämme der Mikroorganismen gleichzeitig in Wasser vorhanden sein dürfen, diese je nach den Konservierungs- oder Kulturbedingungen in einem fast konstanten Mengenverhältnis stabilisiert sind. Wenn aber die Konservierungs- oder Kulturbedingungen so eingestellt sind, dass das folgende Mengenverhältnis erreicht wird, kann die Funktion der Bodenverbesserung bemerkenswert wirksam sein. Lactobacillus paracasei subsp. paracasei: 20 bis 60% Enterococcus malodoratus: 20 bis 60% Candida lipolytica: 10 bis 30%

Wenn die obige Mikroorganismusdispersion tatsächlich auf Boden gesprüht wird, wird die Mikroorganismusdispersion mit Wasser verdünnt und die verdünnte Dispersion versprüht. Wenn die Mikroorganismusdispersion verdünnt ist, hat die resultierende, verdünnte Mikroorganismusdispersion eine Konzentration von etwa 10³ bis 10⁴ Mikroorganismen pro Milliliter. Des Weiteren ist die Auftragungsmenge der verdünnten Dispersion vorzugsweise etwa 1.000 bis 2.000 ml pro 1 m² Boden. Wenn die verdünnte Dispersion in einer Menge aufgetragen wird, die über dem obigen Bereich liegt, wird kein nachteiliger Effekt auf Böden beobachtet. Das bedeutet, dass die obige Obergrenze der Auftragungsmenge einfach durch Kostengründe festgelegt ist.

Jeder der obigen Stämme der Mikroorganismen wird vorzugsweise in einem Stadium konserviert, in dem eine Gruppe der Mikroorganismen auf einem Träger fixiert ist, so dass sie einfach handhabbar sind.

Der Träger zum Fixieren einer Gruppe der Mikroorganismen hat vorzugsweise eine große Kapazität zum Halten der Mikroorganismen und ermöglicht die einfache Aktivierung der Mikroorganismen.

Der Träger ist vorzugsweise ausgewählt aus Steinen und Felsen (z. B. Perlit und Kieselgur) oder einem pulverisierten Produkt davon, Kies, Sand, Kunststoff, Keramik (z. B. Aluminiumoxid, Kieselerde, natürlichem Zeolith und synthetischem Zeolith) und Talk. Es ist besonders bevorzugt, ein poröses Material mit durchgehenden Poren, wie beispielsweise poröse Keramik oder porösen Kunststoff, zu verwenden. Beispielsweise ist es bevorzugt, ein feines Pulver (Handelsname: Perlit) zu verwenden, das durch Hitzebehandlung eines pulverisierten Produktes von Perlit bei einer hohen Temperatur unter hohem Druck und durch abruptes Verringern des Drucks, um es in ein poröses Material zu verwandeln, erhalten wird, da es die Eigenschaft hat, Mikroorganismen an sich haften zu lassen und sie lebendig zu halten. Das obige poröse Material hat vorzugsweise einen Porendurchmesser von etwa 2 bis 10 &mgr;m. Die Form des obigen Trägers kann eine Beliebige aus einer Masse, Teilchen, einem Pulver, einem feinen Pulver, einer Platte und einem nadelförmigen Material sein, während der Träger vorzugsweise ein Pulver mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 2 mm oder weniger, besonders bevorzugt ein Pulver mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von etwa 50 &mgr;bis 1 mm ist. Eine Gruppe der Mikroorganismen, die an den obigen Träger fixiert sind, kann in einem Zustand verwendet werden, wo sie in einem für Wasser oder Gas gut durchlässigen Behälter enthalten sind, beispielsweise in einem Behälter, der aus Fasern oder einem Netz besteht.

Des Weiteren können ein Gewebe oder nicht gewebte Fasern in Form eines Bandes oder eines Blattes als der obige Träger verwendet werden.

Wenn dem Träger erlaubt wird, eine Gruppe der Mikroorganismen zu tragen, können der Träger und die Mikroorganismusdispersion in der vorliegenden Erfindung gemischt werden und die Mischung kann dann getrocknet werden, während eine Gruppe der Mikroorganismen auf dem Träger gezüchtet werden kann.

Obwohl sich dies je nach den Tragebedingungen unterscheiden kann, liegt die Menge einer Gruppe der getragenen Mikroorganismen vorzugsweise bei 5 bis 20.000.000.000 Mikroorganismen/cm³, mehr bevorzugt bei 10 bis 10.000.000.000 Mikroorganismen/cm³.

Des Weiteren wies keiner der obigen drei Stämme der Mikroorganismen Toxizität auf.

Die vorliegende Erfindung wird hiernach ausführlicher unter Bezugnahme auf Beispiele erläutert.

Ein Rapskuchen und dergleichen wurden in Wasser gelöst und konnten vollständig zerfallen und altern, um ein Medium herzustellen, und dieselben Mikroorganismen wie die in der obigen Patent Microorganism Depository hinterlegten DDD-a, DDD-b und DDD-c wurden unter Belüftung in das Medium eingebracht. Das Medium, das in eine logarithmische Wachstumsphase gebracht wurde, wurde 100-mal mit Wasser verdünnt, um eine verdünnte Mikroorganismusdispersion zu erhalten. Die Mikroorganismusdispersion wurde bei einer Rate von etwa 1.000 ml/m² in einer Obstplantage versprüht. Die Gesamtanzahl der Mikroorganismen in der Mikroorganismusdispersion lag bei etwa 10³/ml. Des Weiteren lag das Mengenverhältnis von DDD-a:DDD-b:DDD-c bei etwa 40:40:20.

Verschiedene Kulturpflanzen wurden auf Land zum Reisanbau, auf einem Hochlandfeld und einem Obstgarten (Anwendungsgrundstücke, Beispiele) gezüchtet, die auf dieselbe Weise wie oben behandelt wurden, sowie auf herkömmlichen Grundstücken (zum Vergleich) unter denselben Bedingungen. Darüber hinaus wurde ein von Cope Chemical K. K. geliefertes chemisches Düngemittel („Kumiai Kagaku Hiryo", 15% Stickstoff, 15% Phosphorsäure und 15% Kalium) auf 13,3 Stickstoff, 16,7 Phosphorsäure und 11,7 Kalium eingestellt und bei einer Rate von 60 kg/10 ha auf die obigen Anwendungsgrundstücke und herkömmlichen Grundstücke aufgetragen. Als Ergebnis wurden auf den Anwendungsgrundstücken im Vergleich zu den Ergebnissen auf den herkömmlichen Grundstücken hervorragende Ergebnisse erhalten.

Reisernte: Der Ertrag war 1,3 bis 2 Mal so groß. Die Wurzeln wuchsen länger und die Halme dicker, so dass die Reispflanzen Orkanen besser standhalten konnten. Die Halme wuchsen hoch und der Geschmack des Reises war deutlich verbessert.

Aubergine: Der Ertrag war 2 bis 4 Mal so groß. Die Halme wuchsen größer und auch die Blätter waren groß.

Kalebassen: Der Ertrag war 1,5 Mal so groß.

Tomaten: Der Ertrag war doppelt so groß.

Kartoffeln: Der Ertrag war 3 Ma1 so groß. Die Knollen selbst waren groß und wiesen einen größeren Stärkegehalt auf.

Wassermelonen: Der Ertrag war 3 Mal so groß. Die Wassermelonen wuchsen sehr groß und waren doppelt so süß.

Kürbisse: Der Ertrag war 3 Mal so groß. Die Kürbisse waren sehr groß und porenfrei.

Pfirsiche: Der Ertrag war doppelt so groß und die Süße 2,5 Mal höher.

Tee: Der Vitamin-C-Gehalt erhöhte sich um 40%.

Birnen: Der Ertrag war doppelt so groß und die Süße 1,5 Mal höher.

Eine Art von Chinakohl (Komatsuna): Der Ertrag war 1,5 Mal so groß.

Mais: Der Ertrag war 1,5 Mal so groß.

Kohl: Der Ertrag war 1,2 Mal so groß.

Lauch: Der Ertrag war 1,4 Mal so groß.

Zuckerrohr: Der Ertrag war 1,5 Mal so groß. Die Süße 1,2 Mal höher.

Breite Bohnen: Der Ertrag war 1,5 Mal so groß.

Kirschen: Der Ertrag war 1,2 Mal so groß und die Süße 1,3 Mal höher.

Äpfel: Der Ertrag war 1,3 Mal so groß und die Süße 1,5 Mal höher.

Karotten: Der Ertrag war 1,8 Mal so groß.

Spinat: Der Ertrag war 1,5 Mal so groß.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wuchsen die Halme im Allgemeinen hoch, die Wurzeln wuchsen länger, die Blätter wuchsen größer und es fand eine stärkere Photosynthese statt. Daher steigerten sich die Erträge, die Süße, der Gehalt an Nährstoffen und an Vitaminen und die Wachstumsrate und die obigen Pflanzen wurden widerstandsfähig gegen Schäden durch Wind und Regen.

Darüber hinaus waren die Erträge niedriger als die durch Anwendung der drei Stämme der Mikroorganismen in Kombination erzielten Erträge, wenn jeder Stamm der obigen Mikroorganismen jeweils gemäß derselben Anwendung wie oben getestet wurde, während sich herausstellte, dass die Auswirkungen jedes Stammes der Mikroorganismen höher war als in herkömmlichen Grundstücken.

Die Böden der obigen Anwendungsgrundstücke (auf die das vorliegende Bodenverbesserungsmittel aufgetragen wurde) und die herkömmlichen Grundstücke wurden außerdem 6 Monate nach der Anwendung des Bodenverbesserungsmittels analysiert. Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse.

Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, war der Boden in Bezug auf fast alle Testgegenstände verbessert. Dies ist auf Folgendes zurückzuführen: Düngemittelbestandteile im Boden wurden von den Mikroorganismen in Bestandteile abgebaut, die von den Pflanzen leichter aufgenommen wurden. Des Weiteren wurde der Boden offensichtlich in einen Zustand eines Pulvers versetzt, das eine große Menge Luft enthielt, was mit Bedingungen einherging, die für die Rhizosphäre der Pflanzen und die Respirationsaktivität der Mikroorganismen geeignet waren und das Pflanzenwachstum sehr gut förderten.