JP2008220344A - 農作物及び畜産物の防病並びに育成促進方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 農作物や畜産物の防病と育成促進を図る方法を提供する。
【解決手段】 農作物の育成農地や畜舎全体に音波発生されるよう設置され、可聴周波数から超音波周波数まで発音発生できる圧電素子をセラミックス若しくは金属板材に接合させた圧電音波発生器と、その周波数が２９０乃至８００Ｈｚの可聴周波数領域の適宜周波数と、その周波数が４１．３７９乃至４８．３３３ＫＨｚの超音波領域の適宜周波数の出力電流を、０．５乃至１．５秒間隔で間欠的に出力付加させる発振器とにより防病と育成促進をなす。
【選択図】図３

Description

本発明は農作物や畜産物の生産育成に際して数多の病原菌を媒介伝染する害虫類の忌避若しくは羅病した病原菌の繁殖抑制と、その育成促進することの可能な農作物及び畜産物の防病並びに育成促進方法に関するものである。

我が国では成長経済期における消費拡大に伴い農作物や畜産物の多量生産が要請されたことから、農作物においては施設化と且即効性の高い化成肥料と防病のための農薬類が多用されてきており、更には畜産物においても成長ホルモン剤を含有させた飼料と且防病のための多種に亘る抗生物質の投与がなされてきていた。
而して近年に至っては環境保全や環境浄化とともに、食品に対する強い安全性が求められ、これにより農作物の生産においては有機肥料と無農薬栽培への転換や、畜産物においても成長ホルモン剤や抗生物質等の使用禁止がなされた結果安全注の向上は図られつつあるものの生産収率は激変した。

ところで農作物の育成は、自然環境下において有機物と土壌菌類を一次栄養源として且光合成により育成するもので、畜産物はこの農作物や草木等を摂取のうえ自然環境下で育成されるものであるから、自然環境下に生息する有用若しくは有害土壌菌類との接触や、病菌を媒介する病害虫の飛来と接触や食害は不可避であって、無農薬や抗生物質の投与中止等に伴って、農作物や畜産物の罹病率が著しく高まっており、而も即効性の無機肥料や成長ホルモン剤等の使用抑制とにより生産収率も激減している状況におかれている。

かかる状況に鑑み農業並びに畜産業においては一方において安全で且生産収率を向上させる手段と、他方においては安全に病害虫からの防除手段の開発が緊急且重要な課題とされるに至っている。
かくして農産物の生産収率低下の一因とされる無機肥料並びに農薬の多用による育成土壌の地力低下を蘇生させる方法として、生ゴミや有機汚泥を発酵分解させてなる有機肥料や、或いは無機肥料の多用による過剰塩類で閉塞された土壌の気相の回復による団粒化のための土壌改良材の使用が積極的になされている。
しかしながら有機肥料は本来的に緩効性のものであり、且土壌改良材の使用も本来的な土壌への回復を図るものに過ぎず、生産収率の向上の面では十分な期待はできない。

加えて無農薬化とともに農作物には昼間における鳥類や昆虫類が、特に夜間には蛾類が飛来し食害ばかりか産卵或いは数多の病原菌を媒介し、これによる病害被害は膨大なものとなり、更にはこれら病害被害の農作物や草木類を餌料とする畜産物への病害被害も莫大なものとなっているものの、現在に至るまで有効な手段は見出されていない。

発明者等はかかる問題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、電圧素子をセラミックス若しくは金属板材と接合させてなる圧電振動板による圧電音波発生器では１００Ｈｚ以上の可聴周波と且最高１００ＫＭｚ程度の超音波周波数領域まで容易に発音発生しえることを初め、農作物の育苗や播種による土壌内にも超音波は容易に透過し、成長ホルモンたるオーキシンやジベレリンの生成をなす根部への共振共鳴作用による成長ホルモン分泌促進及び生長に伴う植物体の道管組織の共振共鳴による道管組織の柔軟化により養分及び水分の揚水性を著しく高めて生長促進作用が発揮されること、及び超音波周波数領域の特定周波数範囲の超音波では土壌菌中の病原菌や一般細菌薇酵母菌等の繁殖促進や抑制と且病原菌を媒介する蛾や蝶、カゲロウ等は、捕食者たるコウモリの捕食行動に伴う４０乃至５０ＫＨｚの超音波に対し、該発生超音波を知覚し忌避行動をとることが立証されており、従って該忌避行動を惹起せしめる超音波の発生により病原菌の伝播や食害が防止され、生産収率が著しく向上することに想到し本発明に至った。

本発明は農作物の育成農地若しくは畜産物の育成畜舎全体に、特定範囲の可聴周波数及び超音波周波数の音波を発生せしめて農作物や畜産物の防病と育成促進を図り生産収率を著しく高めることの可能な農産物及び畜産物の防病並びに育成促進方法を提供することにある。

上述の課題を解決するための本発明が用いた技術的手段は農作物の育成農地や畜産物の育成畜舎全体に音波発生がなされるよう設置され、発生させる音波が可聴周波数から超音波周波数に亘るため、かかる広域周波数に亘る音波の発生に対処するうえから圧伝素子を用いるとともに該圧電素子をセラミックス若しくは金属板材に接合させ且その外表面を合成樹脂コーティングしてなる圧電音波発生器を用いるとともに該圧電音波発生器には昆虫類を補食する禽鳥類の啼き声に相当する２００乃至８００Ｈｚの可聴周波数の範囲で、且植物や動物のサーカディアンリズムの整数倍に相当する２９０Ｈｚ乃至８００Ｈｚの範囲の可聴周波数の異なる適宜数の可聴周波数と、超音波による捕食動物たるコウモリの４０乃至５０ＫＨｚの超音波周波数の範囲で、且植物や動物のサーカディアンリズムの整数倍に相当する４１．３７９ＫＨｚ乃至４８．３３３ＫＨｚの超音波周波数の範囲の異なる適宜数の超音波周波数の電流を０．５乃至１．５秒の間隔を以って間欠的に出力しえる発振器より圧電音波発生器に通電せしめ農作物の育成農地若しくは育成畜舎全体に可聴周波数の音波及び超音波を発生させて農作物や畜産物の防病と育成促進を図る方法に存するものであり、更には発振器からの可聴周波数及び超音波周波数の電流がパルス電流からなる構成に存する。

本発明は上述の如き構成からなるもので、音波並びに超音波の発生に圧電素子をセラミックス若しくは金属板材に接合させた圧電音波発生器が使用されるため１００乃至２０，０００Ｈｚ程度の可聴周波数の音波と２０，０００乃至１００，０００Ｈｚに亘る超音波も同一圧電音波発生器で発生できるばかりか、その外表面を合成樹脂でコーティングするのみで耐水性や耐候性が付与され、農作物の育成農地の適宜位置における屋外設置でも、長期に亘って安全に使用できる。
更に圧電素子がセラミックス若しくは金属板材に接合されてなるから該セラミックス板若しくは金属板材全面より、対面方向に拡散されることなく音波並びに超音波が発生されるため、広面積に亘る農作物の育成農地や畜舎全体に効率良く伝播される。

そして発生される可聴周波数は、病原菌を媒介する昆虫類の捕食禽鳥類の啼き声に相当し且植物や動物のサーカディアンリズムの整数倍の周波数で０．５乃至１．５秒の間隔で間欠的に発音発生されるため、昆虫類にも感知されて忌避行動が働き農地や畜舎に飛来せぬため病原菌の媒介が防止されるばかりか、該可聴周波数は農作物や畜産される牛、豚若しくは鶏等のサーカディアンリズムの整数倍に相当するため、農作物においてはその葉部や茎部の組織細胞と共振共鳴し、葉面気孔の開口による同化作用の促進や茎部道管組織の柔軟化による養分や水分の揚水性が著しく高められ、且畜産家畜類等ではその皮膚外面や聴覚を通して共振共鳴作用が働きストレスの緩和に伴い餌料摂取が高まり成長が促進される。

加えて本発明において病原菌媒介の大きな蛾や蝶或いはカゲロウ等の最大捕食者たるコウモリの捕食行動に伴う発生超音波の周波数で、且植物や動物のサーカディアンリズムの整数倍に相当する４１．３７９ＫＨｚ乃至４８．３３３ＫＨｚの範囲の異なる適宜数の超音波が発生されるとともに、蛾や蝶及びカゲロウには該超音波の感知能力が保持されているため、かかる超音波が発生されてなる農地や畜舎内には全く飛来侵入することがなくなり病原菌の媒介もなくなる。更にこの超音波は農地の地中や家畜類の体内にまで透過し、農作物においては根部への共振共鳴作用が働き、成長ホルモンの分泌活性化や気相の形成促進がなされ、且家畜類では血行促進による健康飼育がなされ、而も発生強度の調整次第で病菌類の繁殖抑制もなしえる。

圧伝素子をセラミックス若しくは金属板材に接合させ且その外表面を合成樹脂コーティングしてなる圧電音波発生器を、農地若しくは畜舎全体に音波発生がなされるよう配置し、該圧電音波発生器よりその周波数が２９０乃至８００Ｈｚの範囲で且異なる適宜数の可聴周波数の音波と、その周波数が４１．３７９乃至４８．３３３ＫＨｚの範囲の異なる適宜数の超音波を０．５乃至１．５秒の間隔で間欠的に発生させる。

以下に本発明実施例を図とともに詳細に説明すれば図１は圧電音波発生器１を形成する圧電セラミックス振動体１０の断面説明図であって、比較的小型の圧電発生器１として使用する場合には、かかる圧電やセラミックス振動体１０の直接使用も可能である。
そして本発明における圧電音波発生器１に圧電セラミックス振動体１０を使用する所以は、その音波発生領域が最低１００Ｈｚ程度から２０，０００Ｈｚ程度の可聴周波数領域はもとより１００ＫＨｚ程度の超音波領域に亘って超音波発生が可能なことによる。

そして該圧電セラミックス振動体１０は、圧電セラミックスを薄板状に成形してなる圧電セラミックス板１０Ａの表面に、通電のための一方の極を形成する銀膜１０Ｂが接合されてなり、且圧電セラミックス板１０Ａの他面にはステンレスや黄銅等からなる比較的硬度の高い金属板１０Ｃが一体的に接合されて他方の極を形成しており、音波発生のための電流はそれぞれ一方の極を形成する銀膜１０Ｂ及び他方の極を形成する金属板１０Ｃに連結されてなる通電線１０Ｄ，１ＣＤに通電される。
かかる場合における圧電セラミックス板１０Ａを形成するセラミックス素材は多様なものが挙げられるが、一般的にはチタン酸ジルコン酸鉛系のものや、チタン酸ジルコン酸鉛に第３成分としてマグネシウム・ニオブ酸塩を配合させたもの等が挙げられる。

加えて本発明は農作物の農地全体に亘って若しくは畜舎内全体に亘って音波発生がなされるよう屋内外を問わず適宜位置に配設されるものであるから、雨水や湿気の侵入防水はもとより塵埃の付着及び侵入をも防止する必要上、これら全体の外表面には、ポリエステルやポリウレタン、ポリアミド、ポリカーボネート若しくはアクリル樹脂等により、コーティング相１０Ｅが形成されている。

更に農作物特には果樹園芸の如く、農地面積も極めて広範囲な面積に音波発生をなす場合には圧電音波発生器１も成可く広面積なものが好都合となるが、圧電セラミックス板１０Ａを大きく形成させることはコスト的面に加えて取扱性の面でも難点が生ずる。
そこで図２に示すように、圧電セラミックス板１０として直径が略６乃至８ｃｍ厚さが略１００μｍのニッケル円板の両面をチタン酸ジルコン酸鉛からなる厚さ７０μｍ程度の圧電セラミックス２枚で接合させたうえ、この圧電セラミックス板１０の中央部分を両側より発音板１０Ｆで挾入させたうえ、適宜の振動板１０Ｇで挾持させ全体をフレーム１０Ｈで固定させることで、広面積の平面状圧電音波発生器１Ａとなし使用することが好都合である。

かかる如くしてなる圧電音波発生器１若しくは広面積の平面状圧電音波発生器１Ａには、所要の出力と且周波数を有する可聴周波数領域の異なる周波数からなる発音電流、及び超音波周波数領域で且異なる周波数からなる発音電流が、発振器２より０．５乃至１．５秒の間隔を以って間欠的に通電される。

この通電される発音電流が可聴周波数領域の異なる周波数及び超音波周波数領域の異なる周波数が用いられることは、本発明の目的の一つが農作物や畜産物の育成に際しての生産収率に致命的打撃となる防病対策によるものであり、特に農産物や畜産物の羅病は鳥類や蛾や蝶或いは小昆虫類により媒介される割合が多く、且他方において無農薬や抗生物質の無使用化に伴い病害の急激な蔓延の防止及び土壌病菌の繁殖の抑制にあり、今一つに農作物の育成に際し成長ホルモンの生成促進、養分や水分の循環促進或いは光合成及び呼吸作用の促進等により健全な生育や生産収率の増大と、かかる農作物或いは草木類を餌料摂取する家畜類のストレスの緩和や血行の促進或いは病菌類の抑制により健全に育成させて、生産収率の向上を図ることにある。

そこで病原菌を媒介する鳥類或いは小昆虫類においては略２００乃至８００Ｈｚ程度の可聴周波数の音波に反応するものであるが、かかる可聴周波数の音波も鳥類や小昆虫のサーカディアンリズムに適合若しくは近似する音波ほど共振共鳴作用により危険察知や若しくはストレス緩和に寄与すると考えられている。
そして鳥類や小昆虫のサーカディアンリズムの詳細につては十分な解明に至っていないものの、数多の実験結果からは人間のサーカディアンリズムに近似しているとされている。従って鳥類や小昆虫類の感知しえる可聴周波数を、サーカディアンリズムに適合させて共振共鳴作用を発揮させるためには、２９０Ｈｚ乃至８００Ｈｚの可聴波数が選択される。

而して可聴周波数領域の音波発生に際して肝要なことは、仮令かかるサーカディアンリズムの整数倍に適合する危険察知の音波若しくはストレス緩和のための音波も、同一周波数で且連続的発音では鳥類や小昆虫類に、時間経過とともに学習効果が働き次第に危険察知による忌避効果も発揮されなくなる。これがためには可聴周波数領域内の少なくとも２種類以上の異なる周波数からなる音波を、０．５乃至１．５秒の間隔を以って間欠的に発音されるよう、発振器２より出力電流３を付加させるべきである。
かかる場合の好適な可聴周波数の具体的周波数としては、２８０Ｈｚの他に３６４Ｈｚ、４４８Ｈｚ、５３２Ｈｚ、６１６Ｈｚ、７００Ｈｚ及び７８４Ｈｚが挙げられる。

加えて超音波周波数領域の超音波は、更に多様な機能を保持するものであるが、防病特には農作物における病菌の媒介や食害幼虫の産卵等は蛾や蝶、カゲロウ等の飛翔昆虫類によるところが多い。
他方これらを主に捕食するコウモリは、その捕食行動に際して超音波による探査捕食をなすものであるが、これら飛翔昆虫類も長期に亘る自己防衛本能の進化に伴い、かかる探査捕食に係る超音波を早期に察知し忌避行動をなすことが解明されている。従ってかかるコウモリの捕食探査に係る超音波周波数領域たる４０乃至５０ＫＨｚの超音波の範囲で且植物や飛翔昆虫類のサーカディアンリズムの整数倍に適合する超音波の発生により、病菌の媒介や食害幼虫の防徐が可能となるもので、該超音波も同一周波数で且連続発生では慣れや学習効果が生まれる危険があることから、０．５乃至１．５秒の間隔を以って間欠的に而も少なくとも２種類以上の異なる周波数の超音波の発生がなされるよう、出力電流３を発振器２より付加させることが望ましい。
そして発生させる超音波の具体的周波数としては４３．４４８ＫＨｚや４５．５１７ＫＨｚ或いは４７．６０７ＫＨｚ等が挙げられる。

更に超音波は農作物の植物体内や畜産物たる家畜の体内、或いは農地の土壌内にも透過する性質を有するものであり、且その周波数も植物や動物のサーカディアンリズムの整数倍に適合させてなるから、農作物では土壌内に播種若しくは移植された根部が共振共鳴して成長ホルモンたるオーキシンやジベレリンの分泌促進と、且茎部道管の組織の柔軟化による養分及び水分の場水性が高まり而も葉面気孔の開口による同化作用と呼吸作用も促進されて成長促進が著しく向上することとなる。
而も家畜類ではストレスの緩和とともに血行促進作用も働き餌料摂取も高まり成長が著しく高まることとなる。
そして重要なことは所要強度の超音波の発生により原核細胞の病原菌類はその水分のキャビテーション化と生成されるーＯＨ基の酸化作用によりその繁殖抑制ばかりか減菌も実現されるが、必要以上の強度では成長細胞の抑制にも係るため、発生出力としてはせいぜい０．５乃至２Ｗ程度に留めることが望まれる。

図３は本発明のブロック図であり、図４には発振器２の配線図が示されている。
即ち図４のＡにおいてはパルス発生器２０からのトリガーをサイリスター２１を用いて発振出力させる発振回路２Ａが示されてなるもので、該パルス発生器２０には予め所要の可聴周波数領域の数種の周波数の可聴周波と、且所要の超音波周波数領域の数種の超音波周波を０．５乃至１．５秒の間隔で発生出力２２させるよう、更にはパルス電流を以って発生出力２２させるよう設計させておくことにより圧電音波発生器１より所要の周波数の音波若しくは超音波の発生がなされる。
但しかかる発振回路２Ａでは、サイリスター２１のターンオフが１７μｓ以下で、あるから３０ＫＨｚ以上の超音波では困難となる。

そこで図４のＢに示す如く高速サイリスター２１Ａを用いた発振回路２Ｂが好適でかかる発振回路２Ｂでは実質数ＭＨｚまでの超音波発生が可能となる。

圧電音波発生器と発振器とを用意することで、あらゆる農地や畜舎等で簡便に実施できる。

圧電音波発生器の圧電セラミックス振動体の断面説明図である。 広面積の平面状圧電音波発生器の断面説明図である。 本発明のブロック図である。 発振器の配線図である。

符号の説明

１ 圧電音波発生器
１Ａ 広面積平面状圧電音波発生器
１０ 圧電セラミックス振動体
１０Ａ 圧電セラミックス板
１０Ｂ 銀膜
１０Ｃ 金属板
１０Ｄ 通電線
１０Ｅ コーティング層
１０Ｆ 発音板
１０Ｇ 振動板
１０Ｈ フレーム
２ 発振器
２Ａ 発振回路
２Ｂ 高速サイリスターによる発振回路
２０ パルス発生器
２１ サイリスター
２１Ａ 高速サイリスター
２２ 発生出力
３ 出力電流

Claims (3)

1. 農地若しくは畜舎全体に亘って発音発生しえるような位置に設置され且可聴周波数領域から超音波数領域まで発音発生しえるよう圧電素子をセラミックス若しくは金属板材に接合させてなる圧電音波発生器より、その周波数領域が２９０乃至８００Ｈｚの範囲で且植物若しくは動物のサーカディアンリズムの整数倍に適合する異なる可聴周波数と、その周波数領域が４１．３７９乃至４８．３３３ＫＨｚの範囲で且植物若しくは動物のサーカディアンリズムの整数倍に適合する異なる超音波周波数の超音波とを、０．５乃至１．５秒の間隔を以って間欠的に発音発生させることを特長とする、農作物及び畜産物の防病並びに育成促進方法。
2. 圧電音波発生器が広面積平板状である、請求項１記載の農作物及び畜産物の防病並びに育成促進方法。
3. 圧電音波発生器から発音発生される可聴周波若しくは超音波が、パルス電流で発音発生される請求項１若しくは請求項２記載の農作物及び畜産物の防病並びに育成促進方法。

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