JP2004350597A - 植物成長促進方法及び植物成長促進装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】一般的に適用可能な具体性を備えた植物成長促進方法等を提供する。
【解決手段】刺激信号発生器が交流電気信号の刺激信号を出力する。刺激信号は直流から１００ＫＨｚまでの範囲の周波数成分を含み、また振幅の大きいランダム信号スパン（時間帯）と、振幅の弱い（振幅がゼロとなる状態を含む）弱信号スパン（時間帯）とが交互に現れる。ランダム信号スパンの継続時間及び弱信号スパンの継続時間はそれぞれランダムである。ランダム信号スパンの継続時間は２〜３０秒程度の範囲で変化し、弱信号スパンの継続時間は２〜４０秒程度の範囲で変化する。刺激発生器（オーディオ機器）が、刺激信号を４０ｄＢ以上の音波及び０．０００１ミリガウス〜５０ガウスの弱交流磁界に変換する。植物がこの音波及び弱交流磁界に曝露される。
【選択図】 図２
【解決手段】刺激信号発生器が交流電気信号の刺激信号を出力する。刺激信号は直流から１００ＫＨｚまでの範囲の周波数成分を含み、また振幅の大きいランダム信号スパン（時間帯）と、振幅の弱い（振幅がゼロとなる状態を含む）弱信号スパン（時間帯）とが交互に現れる。ランダム信号スパンの継続時間及び弱信号スパンの継続時間はそれぞれランダムである。ランダム信号スパンの継続時間は２〜３０秒程度の範囲で変化し、弱信号スパンの継続時間は２〜４０秒程度の範囲で変化する。刺激発生器（オーディオ機器）が、刺激信号を４０ｄＢ以上の音波及び０．０００１ミリガウス〜５０ガウスの弱交流磁界に変換する。植物がこの音波及び弱交流磁界に曝露される。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、植物成長促進方法及び植物成長促進装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、植物に刺激を与えて植物の成長や味覚改善を促す方法が試行錯誤的に行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の植物成長促進方法は、対象となる植物の種類、植物が置かれている環境に応じて刺激の構成要素の種類、強度等を試行錯誤的に調整しなければならないという問題点があった。
【０００４】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、一般的に適用可能な具体性を備えた植物成長促進方法等を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の植物成長促進方法は、植物を、０．０００１ミリガウス〜５０ガウスの弱交流磁界及び０．０００１ミリガウス〜５０ガウスの弱電磁波のうちの少なくとも一方と、音波とを含む刺激に曝露し、植物の成長を促進することを特徴とする。植物に与える刺激の内容が具体化されている。また、この方法は、様々な種類の植物、環境に一般的に適用することができる。
【０００６】
本発明の植物成長促進方法は、直流から１００ＫＨｚまでの範囲の複数の周波数成分を含むランダム信号スパンと、信号強度がランダム信号スパンにおけるよりも低い弱信号スパンとを含み、ランダム信号スパンの継続時間と弱信号スパンの継続時間とが時間的に変化する刺激信号を、弱交流磁界及び弱電磁波のうちの少なくとも一方と音波とに変換するステップを含むことが好適である。また、植物の概日リズムに併せて植物を刺激に曝露することが好適である。これらにより植物の成長を促進させる効果が一層顕著になる。
【０００７】
本発明の植物成長促進装置は、交流磁界及び電磁波のうちの少なくとも一方と、音波とを含む刺激を発生させ、所定の位置に置かれた植物に刺激を浴びせる刺激発生器を備え、刺激に含まれる交流磁界及び電磁波のうちの少なくとも一方の磁束密度は、所定の位置において０．０００１ミリガウス〜５０ガウスになるように設定され、刺激に含まれる音波の音圧は、所定の位置において４０ｄＢ以上になるように設定されたことを特徴とする。植物に与える刺激の内容が具体化されている。この装置は、様々な種類の植物、環境に一般的に適用することができる。
【０００８】
本発明の植物成長促進装置は、複数の刺激発生器を備え、少なくとも一つの刺激発生器で発生する刺激の振幅の時間変化及び周波数成分が、他の刺激発生器で発生する刺激の振幅の時間変化及び周波数成分と異なることが好適である。これにより植物の成長を促進させる効果が一層顕著になる。
【０００９】
本発明の植物成長促進装置の別の側面は、交流磁界及び電磁波のうちの少なくとも一方と、媒質の振動とを含む刺激を発生させ、媒質中の所定の位置に置かれた植物に刺激を浴びせる刺激発生器を備え、刺激に含まれる交流磁界及び電磁波のうちの少なくとも一方の磁束密度は、所定の位置において０．０００１ミリガウス〜５０ガウスになるように設定されたことを特徴とする。植物が酵母や藻類である場合など、刺激として音波を用いるのが適当でない場合又は水などの媒質中で音波が急激に減衰するために植物を十分な強度の音波に曝露することができない場合がある。このような場合でも、媒質の振動を刺激として用いることにより音波を利用した場合と同様に作用する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の植物成長促進装置を用いた植物成長促進方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、同一要素には同一符号を用いるものとし、重複する説明は省略する。
【００１１】
まず、本実施形態の植物成長促進装置Ａの構成を説明する。図１は、植物成長促進装置Ａの機能的構成を示す図である。植物成長促進装置Ａは、刺激信号発生器１、増幅器２及び複数の刺激発生器３により構成される。
【００１２】
刺激信号発生器１は、複数の出力端子１１を有し、それぞれの出力端子１１から異なる刺激信号を出力する。各刺激信号は予めメモリ、ＭＤ、ＣＤ、ＤＶＤ、ＨＤＤハードディスクなどに記録しておき、刺激信号発生器１がこれらを再生する。図２は、刺激信号発生器１から出力される刺激信号の例（１０分間）を示す。刺激信号は、交流電気信号であり、直流から１００ＫＨｚまでの範囲の周波数成分を含む。また、刺激信号では、振幅の大きいランダム信号スパン（時間帯）と、振幅の弱い（振幅がゼロとなる状態を含む）弱信号スパン（時間帯）とが交互に現れる。ランダム信号スパンの継続時間及び弱信号スパンの継続時間はそれぞれランダムである。ランダム信号スパンの継続時間は２〜３０秒程度の範囲で変化し、弱信号スパンの継続時間は２〜４０秒程度の範囲で変化する。
【００１３】
ランダム信号スパンの継続時間及び弱信号スパンの継続時間はできるだけ規則性を持たないようにするのが、植物の発芽、栄養量の増大及び成長を促す点で好適である。また、ランダム信号スパンと弱信号スパンとの間の移行時間はできるだけ短いのが、植物の発芽、栄養量の増大及び成長を促す点で好適である。すなわち、ランダム信号スパンから弱信号スパンへの移行時においては、振幅が瞬時に小さくなるのが望ましい。また、弱信号スパンからランダム信号スパンへの移行時においては、振幅が瞬時に大きくなるのが望ましい。さらに、各刺激信号は、ランダム信号スパンの継続時間及び弱信号スパンの継続時間（振幅の時間的変化）並びに含まれる周波数成分の点で相互に関連性がないのが望ましい。
【００１４】
刺激信号発生器１から出力される刺激信号は、それぞれ、増幅器２によって増幅された上で各刺激発生器３に入力される。スピーカユニット、スピーカを有するオーディオ機器等が刺激発生器３に適用される。植物４が、各刺激発生器３から出力される刺激（弱交流磁界又は弱電磁波、及び音波）に曝露される。このように刺激発生器３としてスピーカやラジオカセットデッキなどの市販のオーディオ機器等を用いることができるので、誰もが簡単に効果を得ることができる。
【００１５】
刺激発生器３は、入力された刺激信号を音波に変換して出力する。各刺激発生器３から出力される音波の強度は、植物４の位置における合成音波の音圧が４０ｄＢ以上になるように設定される。
【００１６】
刺激発生器３が音波を出力する動作に伴って刺激信号に応じた弱交流磁界又は弱電磁波が出力される。刺激発生器３から出力される弱交流磁界又は弱電磁波の強度は、植物４の位置における合成弱交流磁界又は合成弱電磁波の磁束密度が０．０００１ミリガウス〜５０ガウスになるように設定される。すなわち、最大瞬時磁束密度が√２×０．０００１ミリガウス〜√２×５０ガウスになるように設定される。
【００１７】
近年の音響機器は防磁処理が進んでおり、刺激発生器３から所望のレベルの交流磁界又は電磁波が得られないこともある。このような場合には、図３に示すように、植物成長促進装置Ａが各刺激発生器３に対応する補助用コイル３１を備える。各刺激信号に応じた電流信号が増幅器２から補助用コイル３１に入力される。各補助用コイル３１が入力された電流信号に応じた交流磁界又は電磁波を放射することにより、植物４が曝される交流磁界又は電磁波を所望のレベルにすることができる。
【００１８】
一般的な音響機器の再生周波数は２０ＫＨｚ程度である。したがって、周波数を１００ＫＨｚまで高めるために、刺激発生器３に高音域再生用の専用スピーカを付加するのが好適である。
【００１９】
植物４の近傍に背景雑音がある場合、植物成長促進装置Ａから出力される音波は植物４の位置において背景雑音に対して３ｄＢ以上高いのが望ましい。また、植物４の近傍に背景磁界（静磁界又は交流磁界）又は背景電磁波がある場合、植物成長促進装置Ａから出力される交流磁界又は電磁波は植物４の位置において背景磁界又は背景電磁波に対して０．００１ミリガウス以上高いのが望ましい。
【００２０】
植物４に刺激を与えるべき時間は植物の置かれた環境や概日リズムにも依存するが、一回の継続時間は３時間以内で十分である。植物４の概日リズムにおいて光合成が活性化し始める時間帯を選んで刺激を与えるのがより効果的である。
【００２１】
本発明の植物成長促進方法の対象となる植物に限定はなく、例として大豆などの豆類、米、麦、玉蜀黍などの穀類、その他の食用植物、観葉植物、飲用植物、酵母、藻類が考えられる。
【００２２】
例えば成長を促進させる対象の植物が水中の藻類であり、対象植物に十分な強度の音波を与えることができない場合には、植物成長促進装置が、上記の刺激発生器３に代えて、あるいは刺激発生器３と併用して刺激信号に応じて水を振動させる振動発生器を備えることにより、植物成長促進方法を実行することができる。
【００２３】
【実施例】
以下、実施例により、本発明の内容を更に具体的に説明する。
【００２４】
（実施例１）
本発明の植物成長促進方法によって、発芽して子葉を広げた状態の大豆（植物４ａ）の光合成が活性化して吸水能力が向上した結果を説明する。
【００２５】
図４は、上記実施形態の植物成長促進装置Ａが放射する刺激（弱交流磁界又は弱電磁波、及び音波）に曝露された植物４ａの吸水能力を測定する様子を示す。本実施例では、植物体内における物質の移動に関する研究のために開発した消滅ガンマ線検出装置６（同時計数法を用いた対向型シンチレーション検出器）を用いて植物４ａの吸水能力を測定した。
【００２６】
植物４ａが植えられている鉢７に、放射性同位元素（ＲＩ）である１５標識の水（Ｈ２ １５Ｏ）（以下、「１５Ｏ−水」という。）を含む水耕液を混入させた。植物４ａの複数の箇所（測定点）に消滅ガンマ線検出装置６を設置した。信号収集処理装置８及び信号収集処理装置制御用コンピュータ９が、各消滅ガンマ線検出装置６の出力信号から、植物４ａの各測定点への水耕液の移動量を算出し、植物４ａの吸水能力をリアルタイムで測定する。この手法は、植物体内における水や諸元素の移動を観測するにあたり、植物を殺さずにかつ繰り返し観察可能な理想的な手法（非破壊実時間計測手法）である。
【００２７】
本実施例では、刺激信号発生器１として、環境に応じて変化する様々な植物の概日リズムに応じて刺激の発生・停止を制御できる機能を有する、防磁処理されていない一般の音響用スピーカを用いた。
【００２８】
刺激を与えた時間帯は、１２時３０分から１３時３０分の１時間（光合成が活性化し始めると考えられる時間帯）である。この時間帯は、刺激を与えずに別途測定した同種の植物の吸水能力の変化（概日リズム）に基づいて決めた。植物の種類や置かれた環境に応じて変化する概日リズムによって、刺激に曝露するのが最適なタイミングが決定される。
【００２９】
植物４ａが曝露された音波の最大レベルは８２ｄＢであり、また植物４ａが曝露された交流磁界又は電磁波の最大レベルは０．３ミリガウスであった。
【００３０】
図５は、実施例１において植物４ａ（茎部）の内部における１５Ｏ−水の移動を１１時から１７時までの間の１時間ごとに７回測定した結果（ガンマ線強度）を示す。また、図５には、点線及び三角点で刺激に曝露されなかった植物４ａに対する測定結果が併せて示されている。図５において、各測定結果は３回目の測定結果を１として正規化されており、縦軸が消滅ガンマ線の相対強度を示す。一回の測定について、１５Ｏ−水を植物４ａに吸収させてから３０分間における消滅ガンマ線検出装置６のカウント数の合計をガンマ線強度とした。このガンマ線強度が測定点への水耕液の合計移動量（植物４ａの吸水量）に対応する。
【００３１】
図５に示すように、本実施例における植物４ａの吸水量は、刺激に曝露されなかった植物４ａの吸水量に対して、３回目の測定において２７％、４回目の測定において３０％、５回目の測定において３８％多くなっている。６回目の測定においては、刺激に曝露されなかった植物４ａの吸水量が減少しているのに対し、本実施例における植物４ａの吸水量が増加している。その結果、本実施例における植物４ａの吸水量は、刺激に曝露されなかった植物４ａに対して、６０〜７５％多くなっている。
【００３２】
また、図５より、一回の刺激への曝露による吸水量向上の効果が少なくとも４時間持続したことがわかる。
【００３３】
（実施例２）
本実施例では、１４時３０分から１５時３０分の１時間、植物４ａを刺激に曝露した。この刺激を与えた時間帯は、図５に示される刺激に曝露されない植物４ａの概日リズムを参考にして決定した。具体的には、刺激に曝露されない植物４ａの吸水量が低下し始める時間帯（光合成が低下し始める時間帯）に刺激を与えた。与えた刺激に含まれる交流磁界又は電磁波及び音波は実施例１におけると同じである。
【００３４】
図６は、実施例２において植物４ａ（茎部）の内部における１５Ｏ−水の移動を１１時から１７時までの間の１時間ごとに７回測定した結果（ガンマ線強度）を示す。図６には、点線及び三角点で刺激に曝露されなかった植物４ａに対する測定結果が併せて示されている。図６において、各測定結果は３回目の測定結果を１として正規化されており、縦軸が消滅ガンマ線の相対強度を示す。一回の測定について、１５Ｏ−水を植物４ａに吸収させてから３０分間における消滅ガンマ線検出装置６のカウント数の合計をガンマ線強度とした。このガンマ線強度が測定点への水耕液の合計移動量（植物４ａの吸水量）に対応する。
【００３５】
図６に示すように、刺激に曝露されなかった植物４ａの吸水量は１５時ころから減少していったが、本実施例の植物４ａでは減少する量が少なくなった。
【００３６】
以上に説明した実施例１及び２から、光合成が活性化し始めると考えられる時間帯に刺激を与える場合と、光合成が低下し始める時間帯に刺激を与える場合との双方において、本発明の植物成長促進方法が効果的であることが示された。
【００３７】
実施例１及び２では、それぞれ光合成の活性化及び低下に併せて植物４ａを刺激に曝露したが、気孔の開閉など他の概日リズムに併せて植物４ａを刺激に曝露することも考えられる。
【００３８】
（実施例３）
本実施例では、発芽に好ましくない低温度において、かいわれ大根の種子（植物４ｂ）を刺激に曝露した。植物４ｂの発芽に適した温度は２０℃前後である。本実施例では、温度が１０〜１２℃程度に調整された室内において、植物４ｂを刺激に曝露した。刺激に曝露した時間帯は９時からの２０分間、１５時からの２０分間の一日二回とした。植物４ｂが曝露された音波の最大レベルは８５ｄＢであり、また植物４ｂが曝露された交流磁界又は電磁波の最大レベルは０．３ミリガウスであった。
【００３９】
水を含ませた脱脂綿を敷いた２０個のシャーレに、それぞれ２５個の植物４ｂを均等に並べた。これらのシャーレのうちの１０個に含まれる植物４ｂを上記の刺激に曝露し、これを実施例とした。また、残りの１０個に含まれる植物４ｂは比較例とし、刺激に曝露しなかった。
【００４０】
図７は実験開始３日目の観察図であり、Ａが比較例の植物４ｂの観察図、Ｂが本実施例の植物４ｂの観察図である。刺激を与えなかった比較例の植物４ｂは発芽しなかったが、刺激を与えた実施例の植物４ｂの一部は発芽した。
【００４１】
図８は実験開始４日目の観察図であり、Ａが比較例の植物４ｂの観察図、Ｂが本実施例の植物４ｂの観察図である。比較例の植物４ｂのうち３個が発芽し、実施例の植物４ｂのうち１３個が発芽した。
【００４２】
図９は実験開始５日目の観察図であり、Ａが比較例の植物４ｂの観察図、Ｂが本実施例の植物４ｂの観察図である。比較例の植物４ｂのうち４個が発芽し、実施例の植物４ｂのうち１５個が発芽した。発芽した実施例の植物４ｂでは根が伸びていた。
【００４３】
図１０は実験開始６日目の観察図であり、Ａが比較例の植物４ｂの観察図、Ｂが本実施例の植物４ｂの観察図である。比較例の植物４ｂのうち６個が発芽し、実施例の植物４ｂのうち１６個が発芽した。発芽した比較例の植物４ｂでは未だ根が伸びていなかったが、発芽した実施例の植物４ｂでは根の伸びと茎の成長が大変良好であった。
【００４４】
図１１は実験開始７日目の観察図であり、Ａが比較例の植物４ｂの観察図、Ｂが本実施例の植物４ｂの観察図である。比較例の植物４ｂのうち１４個が発芽し、実施例の植物４ｂのうち２１個が発芽した。発芽した比較例の植物４ｂでは未だ根が伸びておらず、子葉も開いていなかったが、発芽した実施例の植物４ｂでは根の伸びと茎の成長が大変良好であった。特に発芽した実施例の植物４ｂのうちの６個では子葉が大きく開き、茎がよく伸びていた。
【００４５】
以上に説明した実施例３から、植物の成長に好ましくない低温下においても本発明の植物成長促進方法が効果的であることが示された。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明により、一般的に適用可能な具体性を備えた植物成長促進方法等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】植物成長促進装置Ａの機能的構成を示す図である。
【図２】刺激信号発生器１から出力される刺激信号の例（１０分間）を示す。
【図３】補助用コイル３１を備えた植物成長促進装置を示す。
【図４】上記実施形態の植物成長促進装置Ａが放射する刺激（弱交流磁界又は弱電磁波、及び音波）に曝露された植物４ａの吸水能力を測定する様子を示す。
【図５】実施例１において植物４ａ（茎部）の内部における１５Ｏ−水の移動を１１時から１７時までの間の１時間ごとに７回測定した結果（ガンマ線強度）を示す。
【図６】実施例２において植物４ａ（茎部）の内部における１５Ｏ−水の移動を１１時から１７時までの間の１時間ごとに７回測定した結果（ガンマ線強度）を示す。
【図７】実施例３における実験開始３日目の観察図であり、Ａが比較例の植物４ｂの観察図、Ｂが本実施例の植物４ｂの観察図である。
【図８】実施例３における実験開始４日目の観察図であり、Ａが比較例の植物４ｂの観察図、Ｂが本実施例の植物４ｂの観察図である。
【図９】実施例３における実験開始５日目の観察図であり、Ａが比較例の植物４ｂの観察図、Ｂが本実施例の植物４ｂの観察図である。
【図１０】実施例３における実験開始６日目の観察図であり、Ａが比較例の植物４ｂの観察図、Ｂが本実施例の植物４ｂの観察図である。
【図１１】実施例３における実験開始７日目の観察図であり、Ａが比較例の植物４ｂの観察図、Ｂが本実施例の植物４ｂの観察図である。
【符号の説明】
１・・・刺激信号発生器、１１・・・出力端子、２・・・増幅器、３・・・刺激発生器、３１・・・補助用コイル、４・・・植物、６・・・消滅ガンマ線検出装置、７・・・鉢、８・・・信号収集処理装置、９・・・信号収集処理装置制御用コンピュータ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、植物成長促進方法及び植物成長促進装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、植物に刺激を与えて植物の成長や味覚改善を促す方法が試行錯誤的に行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の植物成長促進方法は、対象となる植物の種類、植物が置かれている環境に応じて刺激の構成要素の種類、強度等を試行錯誤的に調整しなければならないという問題点があった。
【０００４】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、一般的に適用可能な具体性を備えた植物成長促進方法等を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の植物成長促進方法は、植物を、０．０００１ミリガウス〜５０ガウスの弱交流磁界及び０．０００１ミリガウス〜５０ガウスの弱電磁波のうちの少なくとも一方と、音波とを含む刺激に曝露し、植物の成長を促進することを特徴とする。植物に与える刺激の内容が具体化されている。また、この方法は、様々な種類の植物、環境に一般的に適用することができる。
【０００６】
本発明の植物成長促進方法は、直流から１００ＫＨｚまでの範囲の複数の周波数成分を含むランダム信号スパンと、信号強度がランダム信号スパンにおけるよりも低い弱信号スパンとを含み、ランダム信号スパンの継続時間と弱信号スパンの継続時間とが時間的に変化する刺激信号を、弱交流磁界及び弱電磁波のうちの少なくとも一方と音波とに変換するステップを含むことが好適である。また、植物の概日リズムに併せて植物を刺激に曝露することが好適である。これらにより植物の成長を促進させる効果が一層顕著になる。
【０００７】
本発明の植物成長促進装置は、交流磁界及び電磁波のうちの少なくとも一方と、音波とを含む刺激を発生させ、所定の位置に置かれた植物に刺激を浴びせる刺激発生器を備え、刺激に含まれる交流磁界及び電磁波のうちの少なくとも一方の磁束密度は、所定の位置において０．０００１ミリガウス〜５０ガウスになるように設定され、刺激に含まれる音波の音圧は、所定の位置において４０ｄＢ以上になるように設定されたことを特徴とする。植物に与える刺激の内容が具体化されている。この装置は、様々な種類の植物、環境に一般的に適用することができる。
【０００８】
本発明の植物成長促進装置は、複数の刺激発生器を備え、少なくとも一つの刺激発生器で発生する刺激の振幅の時間変化及び周波数成分が、他の刺激発生器で発生する刺激の振幅の時間変化及び周波数成分と異なることが好適である。これにより植物の成長を促進させる効果が一層顕著になる。
【０００９】
本発明の植物成長促進装置の別の側面は、交流磁界及び電磁波のうちの少なくとも一方と、媒質の振動とを含む刺激を発生させ、媒質中の所定の位置に置かれた植物に刺激を浴びせる刺激発生器を備え、刺激に含まれる交流磁界及び電磁波のうちの少なくとも一方の磁束密度は、所定の位置において０．０００１ミリガウス〜５０ガウスになるように設定されたことを特徴とする。植物が酵母や藻類である場合など、刺激として音波を用いるのが適当でない場合又は水などの媒質中で音波が急激に減衰するために植物を十分な強度の音波に曝露することができない場合がある。このような場合でも、媒質の振動を刺激として用いることにより音波を利用した場合と同様に作用する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の植物成長促進装置を用いた植物成長促進方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、同一要素には同一符号を用いるものとし、重複する説明は省略する。
【００１１】
まず、本実施形態の植物成長促進装置Ａの構成を説明する。図１は、植物成長促進装置Ａの機能的構成を示す図である。植物成長促進装置Ａは、刺激信号発生器１、増幅器２及び複数の刺激発生器３により構成される。
【００１２】
刺激信号発生器１は、複数の出力端子１１を有し、それぞれの出力端子１１から異なる刺激信号を出力する。各刺激信号は予めメモリ、ＭＤ、ＣＤ、ＤＶＤ、ＨＤＤハードディスクなどに記録しておき、刺激信号発生器１がこれらを再生する。図２は、刺激信号発生器１から出力される刺激信号の例（１０分間）を示す。刺激信号は、交流電気信号であり、直流から１００ＫＨｚまでの範囲の周波数成分を含む。また、刺激信号では、振幅の大きいランダム信号スパン（時間帯）と、振幅の弱い（振幅がゼロとなる状態を含む）弱信号スパン（時間帯）とが交互に現れる。ランダム信号スパンの継続時間及び弱信号スパンの継続時間はそれぞれランダムである。ランダム信号スパンの継続時間は２〜３０秒程度の範囲で変化し、弱信号スパンの継続時間は２〜４０秒程度の範囲で変化する。
【００１３】
ランダム信号スパンの継続時間及び弱信号スパンの継続時間はできるだけ規則性を持たないようにするのが、植物の発芽、栄養量の増大及び成長を促す点で好適である。また、ランダム信号スパンと弱信号スパンとの間の移行時間はできるだけ短いのが、植物の発芽、栄養量の増大及び成長を促す点で好適である。すなわち、ランダム信号スパンから弱信号スパンへの移行時においては、振幅が瞬時に小さくなるのが望ましい。また、弱信号スパンからランダム信号スパンへの移行時においては、振幅が瞬時に大きくなるのが望ましい。さらに、各刺激信号は、ランダム信号スパンの継続時間及び弱信号スパンの継続時間（振幅の時間的変化）並びに含まれる周波数成分の点で相互に関連性がないのが望ましい。
【００１４】
刺激信号発生器１から出力される刺激信号は、それぞれ、増幅器２によって増幅された上で各刺激発生器３に入力される。スピーカユニット、スピーカを有するオーディオ機器等が刺激発生器３に適用される。植物４が、各刺激発生器３から出力される刺激（弱交流磁界又は弱電磁波、及び音波）に曝露される。このように刺激発生器３としてスピーカやラジオカセットデッキなどの市販のオーディオ機器等を用いることができるので、誰もが簡単に効果を得ることができる。
【００１５】
刺激発生器３は、入力された刺激信号を音波に変換して出力する。各刺激発生器３から出力される音波の強度は、植物４の位置における合成音波の音圧が４０ｄＢ以上になるように設定される。
【００１６】
刺激発生器３が音波を出力する動作に伴って刺激信号に応じた弱交流磁界又は弱電磁波が出力される。刺激発生器３から出力される弱交流磁界又は弱電磁波の強度は、植物４の位置における合成弱交流磁界又は合成弱電磁波の磁束密度が０．０００１ミリガウス〜５０ガウスになるように設定される。すなわち、最大瞬時磁束密度が√２×０．０００１ミリガウス〜√２×５０ガウスになるように設定される。
【００１７】
近年の音響機器は防磁処理が進んでおり、刺激発生器３から所望のレベルの交流磁界又は電磁波が得られないこともある。このような場合には、図３に示すように、植物成長促進装置Ａが各刺激発生器３に対応する補助用コイル３１を備える。各刺激信号に応じた電流信号が増幅器２から補助用コイル３１に入力される。各補助用コイル３１が入力された電流信号に応じた交流磁界又は電磁波を放射することにより、植物４が曝される交流磁界又は電磁波を所望のレベルにすることができる。
【００１８】
一般的な音響機器の再生周波数は２０ＫＨｚ程度である。したがって、周波数を１００ＫＨｚまで高めるために、刺激発生器３に高音域再生用の専用スピーカを付加するのが好適である。
【００１９】
植物４の近傍に背景雑音がある場合、植物成長促進装置Ａから出力される音波は植物４の位置において背景雑音に対して３ｄＢ以上高いのが望ましい。また、植物４の近傍に背景磁界（静磁界又は交流磁界）又は背景電磁波がある場合、植物成長促進装置Ａから出力される交流磁界又は電磁波は植物４の位置において背景磁界又は背景電磁波に対して０．００１ミリガウス以上高いのが望ましい。
【００２０】
植物４に刺激を与えるべき時間は植物の置かれた環境や概日リズムにも依存するが、一回の継続時間は３時間以内で十分である。植物４の概日リズムにおいて光合成が活性化し始める時間帯を選んで刺激を与えるのがより効果的である。
【００２１】
本発明の植物成長促進方法の対象となる植物に限定はなく、例として大豆などの豆類、米、麦、玉蜀黍などの穀類、その他の食用植物、観葉植物、飲用植物、酵母、藻類が考えられる。
【００２２】
例えば成長を促進させる対象の植物が水中の藻類であり、対象植物に十分な強度の音波を与えることができない場合には、植物成長促進装置が、上記の刺激発生器３に代えて、あるいは刺激発生器３と併用して刺激信号に応じて水を振動させる振動発生器を備えることにより、植物成長促進方法を実行することができる。
【００２３】
【実施例】
以下、実施例により、本発明の内容を更に具体的に説明する。
【００２４】
（実施例１）
本発明の植物成長促進方法によって、発芽して子葉を広げた状態の大豆（植物４ａ）の光合成が活性化して吸水能力が向上した結果を説明する。
【００２５】
図４は、上記実施形態の植物成長促進装置Ａが放射する刺激（弱交流磁界又は弱電磁波、及び音波）に曝露された植物４ａの吸水能力を測定する様子を示す。本実施例では、植物体内における物質の移動に関する研究のために開発した消滅ガンマ線検出装置６（同時計数法を用いた対向型シンチレーション検出器）を用いて植物４ａの吸水能力を測定した。
【００２６】
植物４ａが植えられている鉢７に、放射性同位元素（ＲＩ）である１５標識の水（Ｈ２ １５Ｏ）（以下、「１５Ｏ−水」という。）を含む水耕液を混入させた。植物４ａの複数の箇所（測定点）に消滅ガンマ線検出装置６を設置した。信号収集処理装置８及び信号収集処理装置制御用コンピュータ９が、各消滅ガンマ線検出装置６の出力信号から、植物４ａの各測定点への水耕液の移動量を算出し、植物４ａの吸水能力をリアルタイムで測定する。この手法は、植物体内における水や諸元素の移動を観測するにあたり、植物を殺さずにかつ繰り返し観察可能な理想的な手法（非破壊実時間計測手法）である。
【００２７】
本実施例では、刺激信号発生器１として、環境に応じて変化する様々な植物の概日リズムに応じて刺激の発生・停止を制御できる機能を有する、防磁処理されていない一般の音響用スピーカを用いた。
【００２８】
刺激を与えた時間帯は、１２時３０分から１３時３０分の１時間（光合成が活性化し始めると考えられる時間帯）である。この時間帯は、刺激を与えずに別途測定した同種の植物の吸水能力の変化（概日リズム）に基づいて決めた。植物の種類や置かれた環境に応じて変化する概日リズムによって、刺激に曝露するのが最適なタイミングが決定される。
【００２９】
植物４ａが曝露された音波の最大レベルは８２ｄＢであり、また植物４ａが曝露された交流磁界又は電磁波の最大レベルは０．３ミリガウスであった。
【００３０】
図５は、実施例１において植物４ａ（茎部）の内部における１５Ｏ−水の移動を１１時から１７時までの間の１時間ごとに７回測定した結果（ガンマ線強度）を示す。また、図５には、点線及び三角点で刺激に曝露されなかった植物４ａに対する測定結果が併せて示されている。図５において、各測定結果は３回目の測定結果を１として正規化されており、縦軸が消滅ガンマ線の相対強度を示す。一回の測定について、１５Ｏ−水を植物４ａに吸収させてから３０分間における消滅ガンマ線検出装置６のカウント数の合計をガンマ線強度とした。このガンマ線強度が測定点への水耕液の合計移動量（植物４ａの吸水量）に対応する。
【００３１】
図５に示すように、本実施例における植物４ａの吸水量は、刺激に曝露されなかった植物４ａの吸水量に対して、３回目の測定において２７％、４回目の測定において３０％、５回目の測定において３８％多くなっている。６回目の測定においては、刺激に曝露されなかった植物４ａの吸水量が減少しているのに対し、本実施例における植物４ａの吸水量が増加している。その結果、本実施例における植物４ａの吸水量は、刺激に曝露されなかった植物４ａに対して、６０〜７５％多くなっている。
【００３２】
また、図５より、一回の刺激への曝露による吸水量向上の効果が少なくとも４時間持続したことがわかる。
【００３３】
（実施例２）
本実施例では、１４時３０分から１５時３０分の１時間、植物４ａを刺激に曝露した。この刺激を与えた時間帯は、図５に示される刺激に曝露されない植物４ａの概日リズムを参考にして決定した。具体的には、刺激に曝露されない植物４ａの吸水量が低下し始める時間帯（光合成が低下し始める時間帯）に刺激を与えた。与えた刺激に含まれる交流磁界又は電磁波及び音波は実施例１におけると同じである。
【００３４】
図６は、実施例２において植物４ａ（茎部）の内部における１５Ｏ−水の移動を１１時から１７時までの間の１時間ごとに７回測定した結果（ガンマ線強度）を示す。図６には、点線及び三角点で刺激に曝露されなかった植物４ａに対する測定結果が併せて示されている。図６において、各測定結果は３回目の測定結果を１として正規化されており、縦軸が消滅ガンマ線の相対強度を示す。一回の測定について、１５Ｏ−水を植物４ａに吸収させてから３０分間における消滅ガンマ線検出装置６のカウント数の合計をガンマ線強度とした。このガンマ線強度が測定点への水耕液の合計移動量（植物４ａの吸水量）に対応する。
【００３５】
図６に示すように、刺激に曝露されなかった植物４ａの吸水量は１５時ころから減少していったが、本実施例の植物４ａでは減少する量が少なくなった。
【００３６】
以上に説明した実施例１及び２から、光合成が活性化し始めると考えられる時間帯に刺激を与える場合と、光合成が低下し始める時間帯に刺激を与える場合との双方において、本発明の植物成長促進方法が効果的であることが示された。
【００３７】
実施例１及び２では、それぞれ光合成の活性化及び低下に併せて植物４ａを刺激に曝露したが、気孔の開閉など他の概日リズムに併せて植物４ａを刺激に曝露することも考えられる。
【００３８】
（実施例３）
本実施例では、発芽に好ましくない低温度において、かいわれ大根の種子（植物４ｂ）を刺激に曝露した。植物４ｂの発芽に適した温度は２０℃前後である。本実施例では、温度が１０〜１２℃程度に調整された室内において、植物４ｂを刺激に曝露した。刺激に曝露した時間帯は９時からの２０分間、１５時からの２０分間の一日二回とした。植物４ｂが曝露された音波の最大レベルは８５ｄＢであり、また植物４ｂが曝露された交流磁界又は電磁波の最大レベルは０．３ミリガウスであった。
【００３９】
水を含ませた脱脂綿を敷いた２０個のシャーレに、それぞれ２５個の植物４ｂを均等に並べた。これらのシャーレのうちの１０個に含まれる植物４ｂを上記の刺激に曝露し、これを実施例とした。また、残りの１０個に含まれる植物４ｂは比較例とし、刺激に曝露しなかった。
【００４０】
図７は実験開始３日目の観察図であり、Ａが比較例の植物４ｂの観察図、Ｂが本実施例の植物４ｂの観察図である。刺激を与えなかった比較例の植物４ｂは発芽しなかったが、刺激を与えた実施例の植物４ｂの一部は発芽した。
【００４１】
図８は実験開始４日目の観察図であり、Ａが比較例の植物４ｂの観察図、Ｂが本実施例の植物４ｂの観察図である。比較例の植物４ｂのうち３個が発芽し、実施例の植物４ｂのうち１３個が発芽した。
【００４２】
図９は実験開始５日目の観察図であり、Ａが比較例の植物４ｂの観察図、Ｂが本実施例の植物４ｂの観察図である。比較例の植物４ｂのうち４個が発芽し、実施例の植物４ｂのうち１５個が発芽した。発芽した実施例の植物４ｂでは根が伸びていた。
【００４３】
図１０は実験開始６日目の観察図であり、Ａが比較例の植物４ｂの観察図、Ｂが本実施例の植物４ｂの観察図である。比較例の植物４ｂのうち６個が発芽し、実施例の植物４ｂのうち１６個が発芽した。発芽した比較例の植物４ｂでは未だ根が伸びていなかったが、発芽した実施例の植物４ｂでは根の伸びと茎の成長が大変良好であった。
【００４４】
図１１は実験開始７日目の観察図であり、Ａが比較例の植物４ｂの観察図、Ｂが本実施例の植物４ｂの観察図である。比較例の植物４ｂのうち１４個が発芽し、実施例の植物４ｂのうち２１個が発芽した。発芽した比較例の植物４ｂでは未だ根が伸びておらず、子葉も開いていなかったが、発芽した実施例の植物４ｂでは根の伸びと茎の成長が大変良好であった。特に発芽した実施例の植物４ｂのうちの６個では子葉が大きく開き、茎がよく伸びていた。
【００４５】
以上に説明した実施例３から、植物の成長に好ましくない低温下においても本発明の植物成長促進方法が効果的であることが示された。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明により、一般的に適用可能な具体性を備えた植物成長促進方法等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】植物成長促進装置Ａの機能的構成を示す図である。
【図２】刺激信号発生器１から出力される刺激信号の例（１０分間）を示す。
【図３】補助用コイル３１を備えた植物成長促進装置を示す。
【図４】上記実施形態の植物成長促進装置Ａが放射する刺激（弱交流磁界又は弱電磁波、及び音波）に曝露された植物４ａの吸水能力を測定する様子を示す。
【図５】実施例１において植物４ａ（茎部）の内部における１５Ｏ−水の移動を１１時から１７時までの間の１時間ごとに７回測定した結果（ガンマ線強度）を示す。
【図６】実施例２において植物４ａ（茎部）の内部における１５Ｏ−水の移動を１１時から１７時までの間の１時間ごとに７回測定した結果（ガンマ線強度）を示す。
【図７】実施例３における実験開始３日目の観察図であり、Ａが比較例の植物４ｂの観察図、Ｂが本実施例の植物４ｂの観察図である。
【図８】実施例３における実験開始４日目の観察図であり、Ａが比較例の植物４ｂの観察図、Ｂが本実施例の植物４ｂの観察図である。
【図９】実施例３における実験開始５日目の観察図であり、Ａが比較例の植物４ｂの観察図、Ｂが本実施例の植物４ｂの観察図である。
【図１０】実施例３における実験開始６日目の観察図であり、Ａが比較例の植物４ｂの観察図、Ｂが本実施例の植物４ｂの観察図である。
【図１１】実施例３における実験開始７日目の観察図であり、Ａが比較例の植物４ｂの観察図、Ｂが本実施例の植物４ｂの観察図である。
【符号の説明】
１・・・刺激信号発生器、１１・・・出力端子、２・・・増幅器、３・・・刺激発生器、３１・・・補助用コイル、４・・・植物、６・・・消滅ガンマ線検出装置、７・・・鉢、８・・・信号収集処理装置、９・・・信号収集処理装置制御用コンピュータ。
Claims (6)
- 植物を、０．０００１ミリガウス〜５０ガウスの弱交流磁界及び０．０００１ミリガウス〜５０ガウスの弱電磁波のうちの少なくとも一方と、音波とを含む刺激に曝露し、前記植物の成長を促進する
ことを特徴とする植物成長促進方法。 - 直流から１００ＫＨｚまでの範囲の複数の周波数成分を含むランダム信号スパンと、信号強度が前記ランダム信号スパンにおけるよりも低い弱信号スパンとを含み、前記ランダム信号スパンの継続時間と前記弱信号スパンの継続時間とが時間的に変化する刺激信号を、前記弱交流磁界及び前記弱電磁波のうちの少なくとも一方と前記音波とに変換するステップを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の植物成長促進方法。 - 前記植物の概日リズムに併せて前記植物を前記刺激に曝露する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の植物成長促進方法。 - 交流磁界及び電磁波のうちの少なくとも一方と、音波とを含む刺激を発生させ、所定の位置に置かれた植物に前記刺激を浴びせる刺激発生器を備え、
前記刺激に含まれる前記交流磁界及び前記電磁波のうちの少なくとも一方の磁束密度は、前記所定の位置において０．０００１ミリガウス〜５０ガウスになるように設定され、
前記刺激に含まれる前記音波の音圧は、前記所定の位置において４０ｄＢ以上になるように設定された
ことを特徴とする植物成長促進装置。 - 複数の前記刺激発生器を備え、
少なくとも一つの前記刺激発生器で発生する前記刺激の振幅の時間変化及び周波数成分が、他の前記刺激発生器で発生する前記刺激の振幅の時間変化及び周波数成分と異なる
ことを特徴とする請求項４に記載の植物成長促進装置。 - 交流磁界及び電磁波のうちの少なくとも一方と、媒質の振動とを含む刺激を発生させ、前記媒質中の所定の位置に置かれた植物に前記刺激を浴びせる刺激発生器を備え、
前記刺激に含まれる前記交流磁界及び前記電磁波のうちの少なくとも一方の磁束密度は、前記所定の位置において０．０００１ミリガウス〜５０ガウスになるように設定された
ことを特徴とする植物成長促進装置。
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2003
- 2003-05-29 JP JP2003153187A patent/JP2004350597A/ja active Pending
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