バチルス（Bacillus spp.）は、世界中の土壌・植物根圏に自然に存在する好気性のグラム陽性細菌で、芽胞を形成して過酷な環境でも生き残る丈夫さから、農業現場で最も広く使われているバイオスティミュラント・微生物農薬の一つです。
納豆菌の仲間として日本人にもなじみ深い存在ですが、農業利用では病原菌に対する強力な抗菌物質を産生し、植物の免疫系を活性化し、さらに窒素・リン酸の利用効率まで高めるという多機能性が特徴です。1954年に日本で初めてトリコデルマ生菌が登録されて以来、微生物資材の歴史は長く、その中でもバチルス系製剤は登録製品数・栽培面積で最大規模に達しています。
バイオスティミュラント完全ガイドシリーズ（バイオスティミュラント完全比較ガイド）の A-5 では、バチルスの作用メカニズム・科学的エビデンス・国内外の主要製品・実践的な使い方を網羅的に解説します。
バチルス（Bacillus）とは
バチルス属は土壌・水・植物表面・動物消化管など多様な環境に分布する細菌の大グループです。特徴は、不利な環境（乾燥・高温・栄養欠乏）になると休眠型の内生胞子（芽胞）を形成し、十数年単位の長期保存に耐えることです。この芽胞形成能力が、製剤化のしやすさ・常温流通・実圃場での安定発現を支えています。
農業利用される主な種と特徴は以下のとおりです。
- B. subtilis（ズブチリス＝枯草菌）: 最も研究が進んだ主力種。納豆菌（B. subtilis var. natto）と同じ種に属し、世界各国で多数の系統（QST 713、MBI 600、HAI-0404 など）が登録製品として実用化されている
- B. amyloliquefaciens（アミロリケファシエンス）: 抗菌物質産生能と根圏定着能が特に高い。系統 FZB42・FZB24 が世界中の研究で参照される標準株
- B. velezensis（ヴェレゼンシス）: 近年 B. amyloliquefaciens から分離された種で、抗菌スペクトルがさらに広いことから次世代資材として注目
- B. licheniformis（リケニフォルミス）: 高温耐性が強く、堆肥化や有機資材との併用に適する
- B. pumilus（プミルス）: 葉面散布用に多く使われる。系統 QST 2808 は Bayer の Sonata に採用
作用メカニズム
バチルスがバイオスティミュラントとして優れている最大の理由は、単一作用ではなく5つ以上の独立した経路で同時に植物に働きかけることです。耐性菌が出にくく、複数のストレスに対して効果を発揮できます。
環状リポペプチドによる直接抗菌作用
バチルスが分泌するリポペプチドのうち、サーファクチン（surfactin）・イツリン（iturin）・フェンギシン（fengycin）の3ファミリーが特に重要です。フェンギシンとイツリンは病原菌の細胞膜を直接破壊する強力な抗カビ活性を持ち、繊維状菌類（ボトリチス・フザリウム・ピシウムなど）に対して耐性が形成されにくいことが知られています（Trends in Microbiology, 2008）。
誘導抵抗性（ISR）の活性化
サーファクチンは病原菌への直接攻撃よりも、植物の免疫系を活性化する誘導因子として作用します。ジャスモン酸（JA）・エチレン経路を通じて全身誘導抵抗性（ISR）を発動させ、接種部位から離れた葉や茎でも病害抵抗性が高まります。フェンギシンとイツリンの組み合わせは水稲のいもち病に対する ISR を相乗的に誘導することが報告されています（MDPI Microorganisms, 2021）。
養分供給の強化
バチルス（特に B. amyloliquefaciens）は、空気中の窒素を取り込んで植物が利用できる形に変える能力こそ持たないものの、土壌中で固定されているリン酸・カリウム・微量要素を可溶化して根が吸収しやすい形に変換します。さらにシデロフォアと呼ばれる鉄キレート物質を産生して鉄欠乏を緩和します。これらの作用で、化学肥料の利用効率（NUE）が向上することが多数の試験で確認されています（Microbiological Research, 2022）。
植物ホルモンと揮発性物質（VOC）の産生
バチルスはインドール酢酸（IAA）などのオーキシン様物質を産生し、根毛と細根の発達を促進します。また 2,3-ブタンジオール・アセトインといった揮発性有機化合物（VOC）が植物の地上部に到達し、シロイヌナズナで誘導抵抗性を活性化することが確認されています（PMC FEMS Microbiology Reviews, 2015）。
非生物ストレス耐性の向上
バチルスを接種した植物は、乾燥・塩害・低温などの非生物ストレス下で生育を維持しやすくなります。気孔開閉の調節・抗酸化酵素の活性化・浸透圧調節物質（プロリン）の蓄積など、複数の生理応答が関与すると整理されています（Plant Stress, 2023）。
科学的エビデンス
トマト圃場メタアナリシス：収量18.1〜200%向上（Scientific Reports, 2025）
2025年に Scientific Reports（Nature 系）に掲載されたメタアナリシスでは、世界各地のトマト圃場試験 15研究をまとめて解析し、バチルス属（特に B. subtilis・B. amyloliquefaciens）の処理によって葉緑素含量・葉面積・果実重・花および根のバイオマスが有意に増加し、最終的な収量が研究によって18.1〜200%増加したと報告されました（Scientific Reports, 2025）。差の幅が大きいのは、施用方法・対象品種・栽培環境による感度の違いを反映しています。
バイオスティミュラント圃場メタアナリシス：平均17.9%増収（Frontiers, 2022）
世界180研究・1,000ペア超の圃場データを統合した Frontiers のメタアナリシスでは、微生物系を含む全バイオスティミュラントカテゴリの平均収量増は17.9%と算出され、特に乾燥・栄養欠乏ストレス条件下で効果が大きいと示されました（PMC Plants, 2022）。
水稲の塩・乾燥複合ストレスでイオン恒常性を維持（Planta, 2024）
B. amyloliquefaciens を接種した水稲苗を栄養欠乏・乾燥・塩ストレスの複合条件で評価した試験では、対照区と比べてK+/Na+比が有意に改善し、抗酸化酵素活性が上昇、生育が維持されました（Planta, 2024）。気候変動下での稲作リスク低減資材としての示唆があります。
包括レビュー：持続的農業の実用化段階（Springer, 2024）
Earth Systems and Environment（Springer）の2024年レビューは、バチルス属が「最も商業的に成功した PGPR ベースのバイオスティミュラント」であり、世界主要国で数百製品が登録されている現状を整理しています。研究室から圃場への移行が完了している数少ない微生物資材グループだとまとめられています（Springer Earth Systems and Environment, 2024）。
主要製品とメーカー
Serenade ASO（Bayer）— B. subtilis QST 713
米国 AgraQuest 社が分離した QST 713 株を有効成分とする液剤で、現在は Bayer Crop Science がグローバル販売します。OMRI（米国有機認証）リスト掲載で、灰色かび病・うどんこ病・スクレロチニア・細菌性疾患（Xanthomonas、Pseudomonas、Erwinia）に対する適用が広く、トマト・イチゴ・ブドウ・モモ・落花生・ジャガイモ・キャベツなどメジャー作物のほぼ全域をカバーしています。最低胞子数 1×1012 CFU/L という高密度製剤で、葉面散布・土壌灌注・点滴灌漑のいずれにも対応します。
Taegro 2（Syngenta／Novonesis）— B. amyloliquefaciens FZB24
水和剤タイプで、有効成分濃度 130 g/kg（13% w/w、最低 1×1013 CFU/kg）。施用量はヘクタールあたり 0.37 kg と少量で、3日以上の間隔で1作期に3〜12回散布できます。最適温度は15〜30℃、希釈水のpHは5〜8に調整して使用します。うどんこ病・灰色かび病・べと病・スクレロチニア・アルタナリアに登録があり、競合・抗菌・誘導抵抗性の3作用を併せ持ちます。
Subtilex NG（Albaugh）— B. subtilis MBI 600
種子処理用に最適化された粉末製剤で、リゾクトニア・ピシウム・フザリウムなど土壌伝染性病害から発芽期の作物を守ります。大豆・トウモロコシ・小麦・綿などの大規模畑作で広く使われ、化学種子処理剤との混用も可能です。
ボトキラー水和剤（出光興産／登録番号 第20080号）
B. subtilis HAI-0404 株を有効成分とする日本初の細菌系微生物農薬として登録されました（農林水産省 農薬登録情報提供システム）。野菜類・花き類の灰色かび病・うどんこ病、ブドウ・カンキツ・マンゴーの灰色かび病、ナシの黒星病、イネのいもち病に予防効果があり、植物体に先回りして定着することで後から侵入する病原菌を排除します。化学農薬と同等の防除効果を持ちながら有機栽培にも使えるため、施設園芸を中心に長年使われ続けています。
その他の主要製品
- Sonata（Bayer）: B. pumilus QST 2808。葉面散布専用でうどんこ病・銹病に効果
- RhizoVital 42（ABiTEP）: B. amyloliquefaciens FZB42。欧州で広く流通する PGPR 資材
- Companion（Growth Products）: B. subtilis GB03。北米市場で土壌灌注用として定着
- Stargus（Pro Farm Group／旧 Marrone Bio）: B. amyloliquefaciens F727。リポペプチドを高密度で含む製剤
- インプレッション水和剤（クミアイ化学）: B. subtilis IK-1080株。国内で施設野菜の灰色かび病・菌核病に登録
実践的な使い方
施用タイミング
バチルス系製剤は予防的施用が基本です。病害が顕在化してからでは対症療法的な化学農薬に劣るため、定植時の土壌灌注、苗の根浸漬、出蕾期・開花初期の葉面散布など、リスクが高まる前の段階で繰り返し施用するのが定石です。1作期に3〜10回程度、7〜14日間隔で連用するのが標準的なプログラムになります。
環境条件の最適化
多くのバチルス系製剤は15〜30℃で胞子の発芽と栄養細胞への移行が活発化します。低温期や猛暑期は効果が減退するため、施用時間帯を朝夕の涼しい時間にずらす、希釈水のpHを5〜8に整える、塩素消毒水で希釈しないといった配慮が必要です。
他資材との組み合わせ
バチルスはトリコデルマ・菌根菌・腐植酸との相性がよく、複合微生物資材（コンソーシアム製剤）として使うことで作用域を拡大できます。一方で銅剤・硫黄剤など強い殺菌剤との同時施用は生菌が失活するリスクがあるため、3〜7日の散布間隔を空けるのが推奨されます。
有機栽培・IPM での位置づけ
Serenade ASO や Taegro 2 などの主要製品は OMRI 認証を受け、欧州 EU 有機規則・JAS 有機認証下でも使える資材として整備されています。化学農薬の使用回数を抑えながら防除を成立させるIPM（総合的病害虫管理）の中核資材として位置づけられています。
シリーズ内の関連記事
バチルス系は他の微生物・成分系バイオスティミュラントと組み合わせることで効果が最大化します。シリーズ内の以下の記事も合わせて参照してください。
- トリコデルマ系バイオスティミュラント完全ガイド｜根圏の善玉菌が土壌病害を抑えて収量を高める仕組み — 微生物系のもう一つの主役。バチルスとの併用で抗菌スペクトルが拡大
- 菌根菌（マイコリザ）完全ガイド｜養分吸収・耐ストレス性を高める共生菌の全貌 — リン酸吸収を強化する共生菌。バチルスのリン可溶化作用と相補的
- 海藻抽出物バイオスティミュラント完全ガイド｜Ecklonia maxima・Ascophyllum nodosumの効果と主要製品 — 植物ホルモン作用で根の発育を促進。バチルスと組み合わせて葉面散布される事例多数
- 腐植酸・フルボ酸バイオスティミュラント完全ガイド｜作用メカニズム・科学的エビデンス・主要製品 — 土壌微生物の活性化に寄与。バチルス資材の定着率を高める
- アミノ酸・タンパク質加水分解物バイオスティミュラント完全ガイド｜窒素利用効率+25%の科学的根拠と主要製品 — バチルスの代謝活性を高める栄養源としても機能
- バイオスティミュラント完全比較ガイド — シリーズ全体のハブページ
まとめ
バチルス系バイオスティミュラントは、芽胞形成による製剤化のしやすさ・複数作用の同時発現・有機栽培適合という3つの強みから、世界の微生物資材市場で最大シェアを占めています。Scientific Reports 2025 メタアナリシスでトマト収量18.1〜200%増、Frontiers 2022メタアナリシスで全バイオスティミュラントカテゴリ平均17.9%増という再現性の高いエビデンスが揃い、研究室段階を抜けて圃場での実用化が完了している数少ない微生物グループです。
日本でも出光ボトキラー水和剤・クミアイ化学インプレッション水和剤など信頼性の高い登録製品が流通しており、施設園芸・水稲・果樹で実績を積み上げています。化学農薬の使用回数を抑えたい農場、有機認証を維持したい農場、気候変動による干ばつ・高温ストレスに備えたい農場にとって、バチルスは最初に検討すべき微生物資材と言えるでしょう。
参考URL
- Meta-analysis of biofertilizer effects of Bacillus species on tomato yield (Scientific Reports, 2025)
- Biostimulant and Beyond: Bacillus spp., the Important PGPR-Based Biostimulant for Sustainable Agriculture (Springer Earth Systems and Environment, 2024)
- A Meta-Analysis of Biostimulant Yield Effectiveness in Field Trials (PMC Plants, 2022)
- Bacillus amyloliquefaciens as an excellent agent for biofertilizer and biocontrol in agriculture (Microbiological Research, 2022)
- Potential use of Bacillus spp. as an effective biostimulant against abiotic stresses in crops — A review (Plant Stress, 2023)
- Plant growth-promoting Bacillus amyloliquefaciens orchestrate homeostasis under nutrient deficiency exacerbated drought and salinity stress in Oryza sativa L. seedlings (Planta, 2024)
- Biocontrol mechanism by root-associated Bacillus amyloliquefaciens FZB42 — a review (FEMS Microbiology Reviews, 2015)
- Bacillus lipopeptides: versatile weapons for plant disease biocontrol (Trends in Microbiology, 2008)
- Bacillus Cyclic Lipopeptides Iturin and Fengycin Control Rice Blast (MDPI Microorganisms, 2021)
- Serenade ASO Biological Fungicide (Bayer Crop Science US)
- Taegro biological professional crop protection (Syngenta UK)
- Taegro 2 (Novonesis)
- ボトキラー水和剤 農薬登録情報提供システム（農林水産省）