圖解土壤微生物

我現在終於了解了，拉普達會滅亡的原因
就在肯得亞山谷的歌詞之中
根要紮在土壤裡，和風一起生存
和種子一起過冬，和鳥兒一起歌頌春天
不管你擁有了多麼令人害怕的武器
不管你操縱了多少可憐的機器人
只要離開土地就沒辦法生存！

這是宮崎駿的長篇動畫傑作「天空之城」（1986）中，主角希達在劇情最緊湊時刻所喊出的名言。我之所以想將我在年少學生時代看過電影中的一幕，作為本書出版的祝賀詞是有原因的。希達口中「離開了就無法生存」的「土地」，我作為研究其生物豐富的研究人員，已有超過二十年之久。長期研究的結果，我們終於發現「所謂的土地豐饒度是可以透過乘法，藉由土壤中無數微生物的多樣性與它們的活性（有機物的分解）量，來計算取得數值化」。

取得這項發現的漫長旅程，讓我確信了「豐饒的農業土壤」是支持整個人類文明的基本根源，而讓農地得以維持豐饒的，則是除了「土壤微生物生態系」之外，別無其他。要說為什麼的話，在被評價為「豐饒」的土壤中，每1公克的土壤中就有超過1兆個微生物的存在。為了取得這個計算結果，必須將發光的土壤微生物DNA置於顯微鏡下觀察。在漆黑的土壤粒子中，我看見了簡直會讓人錯以為是天空的銀河一般、閃閃發亮的生命的光輝。從平常我們踩在腳底下，欠缺自我意識，被當作是不起眼存在的土地之中，我感受到了40億年來從不間斷的「生命」的蓬勃發展與脈脈相承。

用我們開發的評價技術「多樣性‧活性」作為標準來測定我們周遭、甚至是國外的農業土壤，我們發現集結了最新技術的精華，在世界各地施行的工業化農業，這項技術本身的非永續性，也就是無視自然營運法則的後果──在半數以上施行農耕的土地，都發生了土壤荒廢的現象。而在所有的先進國家中，只有一個國家，只有日本，在經濟發展的同時，仍保護了多數的土地，使其不致於受到破壞。

面對這項事實，我們除了發自心底敬畏那些撫育我們的先人們的智慧、他們對於土地的熱情，以及孕育這份熱情的深遠歷史與文化之外，也深刻認知到我們與後代子孫的「生命」，是由在世界的角落，貫徹悠久歷史的豐饒土壤和多樣微生物的「生命力」所守護的。

在這部拙作的最後，我對於能夠向世界各地因為氣候而持續面臨糧食生產困難的人們，提供勇氣以及解決的具體方法，同時對於作為人類偉大文化遺產的微生物，能夠從事將其重要性傳遞出去的活動，我打從心底感到光榮。除此之外，最重要的是，在活著的時間內，我都希望能從微生物的長生之術中竭盡所能的去學習。

希望我們不會有因為遺忘了土地而滅絕的一天……。

2015年5月　橫山和成

我現在終於了解了，拉普達會滅亡的原因
就在肯得亞山谷的歌詞之中
根要紮在土壤裡，和風一起生存
和種子一起過冬，和鳥兒一起歌頌春天
不管你擁有了多麼令人害怕的武器
不管你操縱了多少可憐的機器人
只要離開土地就沒辦法生存！

這是宮崎駿的長篇動畫傑作「天空之城」（1986）中，主角希達在劇情最緊湊時刻所喊出的名言。我之所以想將我在年少學生時代看過電影中的一幕，作為本書出版的祝賀詞是有原因的。希達口中「離開了就無法生存」的「土地」，我作為研究其生物豐富的研究人員，已有超過二十年之久。長期研究的結果，我們...

第1章 什麼是土壤微生物？
人類與微生物的關係
從地球的誕生到生物的演化
土壤微生物的基本構造與大小
微生物活動與繁殖的方式
微生物的營養
微生物的生長環境與分類

第2章 土壤微生物的種類
細菌的種類與特徵
放線菌的種類與特徵
真菌（黴菌、酵母菌、蕈類）的種類與特徵
其他土壤微生物的種類與特徵

第3章 土壤微生物在自然界中的角色
自然界的物質循環與土壤微生物
自然界中碳素與磷的循環
自然界中氮素的循環
土壤中氮素的形態變化

第4章 需要有機物質的土壤微生物
土壤有機物質與微生物
異營性微生物的類型
自有機物質獲得能量的方法
依是否利用氧氣區分微生物
有機物質的分解

第5章 不需要有機物質的土壤微生物
自營性微生物的類型
硝化菌與氮素的循環
多種化學合成自營性微生物
光合自營性微生物

第6章 生長在根周圍的土壤微生物
根圈土壤微生物
根的構造與土壤微生物
菌根菌的作用與種類
外生菌根菌的特徵
叢枝菌根菌的特徵
共生固氮菌的特性

第7章 寄生在根的土壤微生物
土壤傳播性病原菌的類型
土壤傳播性病原菌的特徵與種類
黴菌引起的土壤傳播性病害
細菌引起的土壤傳播性病害
放線菌與病毒引起的土壤傳播性病害

第8章 土壤特性與土壤微生物
土壤的形成①─從土到土壤
土壤的形成②─從土壤到土
適合作物栽培的土壤條件
土壤的性質與地力
不同環境對土壤微生物生長的影響

第9章 使土壤肥沃的土壤動物
土壤動物的分類與特徵
蚯蚓的種類與特徵
蚯蚓的形態與體內構造
蚯蚓的食性與繁殖方法蚯蚓在土壤中的作用
維持生態系的土壤動物（小型～中型）
維持生態系的土壤動物（大型）

第10章　農耕地的食物鏈與物質循環
農耕地的食物鏈與物質循環
土壤微生物間的食物鏈
水田土壤微生物的作用
水田土壤微生物的問題
旱田土壤微生物的作用
旱田土壤微生物的問題
利用有機物質資材維持地力
農藥、化學肥料及微生物
連作障礙與微生物的關係
土壤動物（微生物）的有效利用

第11章　活用土壤微生物的最前線
土壤微生物在醫藥上的恩賜
以生物技術保護環境
將土壤微生物利用於農業
未來被期待之最尖端研究

用語解說

小專欄
什麼是｢極端環境微生物｣？
微生物學的創始者
診斷土壤微生物豐富度的方法
與發酵食品相關的微生物
維諾格拉茨基（Winogradsky）
蕈菇類有兩種！
植物防止病原菌入侵的自我防御機制
納豆菌可以拯救地球？
看看土壤的內部！
活用蚯蚓於環境保全

第1章 什麼是土壤微生物？
人類與微生物的關係
從地球的誕生到生物的演化
土壤微生物的基本構造與大小
微生物活動與繁殖的方式
微生物的營養
微生物的生長環境與分類

第2章 土壤微生物的種類
細菌的種類與特徵
放線菌的種類與特徵
真菌（黴菌、酵母菌、蕈類）的種類與特徵
其他土壤微生物的種類與特徵

第3章 土壤微生物在自然界中的角色
自然界的物質循環與土壤微生物
自然界中碳素與磷的循環
自然界中氮素的循環
土壤中氮素的形態變化

第4章 需要有機物質的土壤微生物
土壤有機物質與微生物
異營性微生...