土壌微生物による炭素源の資化過程と，土壌ストレス物質としての塩化ナトリウムによる資化抑制効果を熱測定によって解析した。熱測定から得られた代謝曲線の解析方法として，Gompertzモデルに基づく方法を新規に用いた。畑，水田，果樹園の各土壌10 gに種々の濃度の塩化ナトリウムを共存させ，グルコース0.1 mmolを加えたときの代謝熱を，等温熱量計を用いて25 ℃で測定した。発熱過程はGompertzモデルによってよく近似でき，各種パラメータを精度よく評価することができた。塩化ナトリウム濃度の増大に伴う代謝活性の減少を解析したところ，Gompertzモデルのパラメータのうち，微生物代謝熱の発熱が半分終了する時間T1/2，および，発熱速度が最大に達する時間Mを用いることにより精度よく解析できることがわかった。T1/2によって畑土壌，水田土壌，および果樹園土壌における50 %阻害濃度Kiを評価すると，3.9 %，3.5 %，および6.7 %であり，また最小阻止濃度MICについては，6.9 %，6.7 %，および12 %と評価された。本手法は，培養困難微生物も測定対象とすることが可能であり，簡便で精度のよい方法であることから，土壌汚染や土壌浄化に関する，土壌微生物活性を指標とした標準的な評価方法の一つになり得ると考えられる。
Process of glucose assimilation by soil microbes and stressing effect of sodium chloride on the assimilation were quantitatively analyzed by a calorimetric method. One-tenth mmol glucose was added to 10 g of paddy, upland, and orchard soils in the absence and presence of various concentrations of sodium chloride, and the assimilation heat was recorded at 25 ℃. The heat-evolution curves were successfully analyzed on the basis of the Gompertz model. The effects of sodium chloride on the assimilation were evaluated by measuring the change in Gompertz parameters. Among the parameters, the time T1/2 at which half of the total heat evolution completed, and the time M at which the heat-evolution rate reaches to the maximum were suitable for accurate evaluation of the inhibitory effects of sodium chloride. The 50 % inhibitory concentration Ki of sodium chloride for the paddy, upland, and orchard soils were evaluated to be 3.9, 3.5, and 6.7 %, respectively, and the minimum inhibitory concentration MIC were 6.9, 6.7, and 12 %, respectively. This novel method can be a standard one for evaluating soil pollution and remediation using assimilation activity of microorganisms including nonculturable ones as a probe.
Keywords:Assimilation process; Calorimetry; Gompertz model; Soil microorganisms; Soil stress compound