JP2013215145A - 光によるコマツナのカルシウム増大方法 - Google Patents
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- Cultivation Of Plants (AREA)
Abstract
【解決手段】人工光源を利用して外部から区画された栽培空間内で植物の栽培を行う植物栽培施設にてコマツナ(Brassica rapa var. perviridis)を栽培するに際し、人工光源として可視光領域内に発光ピークを有する単色発光ダイオードを用いることによりコマツナのカルシウム含量を増大させる工程を含むようにした。
【選択図】図1
Description
コマツナを栽培対象植物として、各種栽培試験を実施した。
コマツナ(おそめ、タキイ種苗)を十分に吸水させたウレタンに播種し、気温23±2℃、相対湿度40%、光合成有効光量子束密度(PPFD)150μmol・m−2・s−1の白色蛍光灯(FLR110 HW/A/100、三菱電機社)のもと、14時間日長で育苗した。発芽後2〜3日から大塚ハウス肥料A処方培養液1/2濃度(EC1.2dS/m、pH5.8)を施与し、播種後7日目にプラグトレイに移植した。さらに、播種後15日目に気温25℃、相対湿度60%、CO2濃度900μmolの人工気象室にて栽培した。光源は白色蛍光灯(FL:Lumilux plus L30/31−830;OSRAM社)または8種のLED光源(LSL/305x302型;シーシーエス社)のいずれか1つを用い、PPFD150μmol・m−2・s−1で連続照射した。白色蛍光灯の発光波長分布を図2に示し、8種のLED光源の発光波長分布を図3に示す。
・LED1:
ピーク波長405nm、スペクトル帯域391〜437nm、半値幅16nm
・LED2:
ピーク波長450nm、スペクトル帯域430〜488nm、半値幅16nm
・LED3:
ピーク波長470nm、スペクトル帯域444〜515nm、半値幅20nm
・LED4:
ピーク波長510nm、スペクトル帯域483〜568nm、半値幅24nm
・LED5:
ピーク波長520nm、スペクトル帯域486〜596nm、半値幅32nm
・LED6:
ピーク波長620nm、スペクトル帯域594〜646nm、半値幅13nm
・LED7:
ピーク波長660nm、スペクトル帯域631〜697nm、半値幅21nm
・LED8:
ピーク波長680nm、スペクトル帯域648〜711nm、半値幅22nm
栽培試験条件の概要を図4に示す。播種後15日目以降の照射条件を以下の通り設定し、
栽培試験を実施した。
(a)FLまたはLED1〜8のいずれか1つを用いて7日間連続照射
(b)FLまたはLED1〜8のいずれか1つを2日間連続照射
(c)FLまたはLED1〜4のいずれか1つで2日間連続照射→FLで5日間連続照射
(d)FLまたはLED1〜4のいずれか1つで5日間連続照射→FLで2日間連続照射
凍結した試料を凍結乾燥して重量を測定した後、乳鉢にて粉末に破砕した。次に、粉末試料を湿式灰化法にて灰化し、1M塩酸で溶解し、精製標品とした。そして、この精製標品のカルシウム濃度を、ICP発光分光分析装置(optima 5300DV;PerkinElmer社)により分析し、試料(コマツナ地上部)の単位乾物重あたりのカルシウム含量を計算した。
(A)蒸留水抽出:イオン状、無機化合物の一部、シュウ酸Caを除く有機酸塩
(B)NaCl(1mol)抽出:ペクチン酸Ca、タンパク質結合/吸着性Ca、
炭酸Ca
(C)酢酸(2%)抽出:リン酸Ca
(D)HCl(0.6N)抽出:シュウ酸Ca
(E)残渣:ケイ酸Ca等
上記条件(a)にて栽培試験を実施した結果を図5に示す。全てのLED光源(LED1〜8)において、コマツナ地上部の単位乾物重当たりのカルシウム含量が、白色蛍光灯(FL)よりも有意に大きくなることが明らかとなった。このことから、可視光領域内に発光ピークを有する単色LEDから発せられる単色光を栽培中のコマツナに照射することによって、コマツナ地上部の単位乾物重あたりのカルシウム含量を増大できることが明らかとなった。そしてこの効果は、LED2(ピーク波長:450nm)及びLED3(ピーク波長:470nm)を用いた場合に顕著に高められることも明らかとなった。このことから、コマツナ地上部の単位乾物重当たりのカルシウム含量を増大させる上では、特に青色LEDを使用した青色光の照射が好適であるものと考えられた。
実施例1の栽培試験条件(a)と同様の試験を行い、地上部の単位新鮮重当たりのカルシウム含量について検討した。具体的には、収穫したコマツナ可食部(地上部)の重量を測定した後、1N塩酸によりカルシウムを抽出して、カルシウム濃度をICP発光分光分析装置(optima 5300DV;PerkinElmer社)により分析し、収穫したコマツナ地上部の新鮮重100g当たりのカルシウム含量を計算した。
実施例1の栽培試験条件(a)と同様の試験を行い、培養液吸収量を投資として、コマツナに含まれるカルシウム量を収益として考えた場合に、投資に対して最も効率的に収益が得られる単色光について検討した。具体的には、7日間の栽培試験期間における培養液吸収量を測定し、この測定結果と図10に示すコマツナ地上部の1株当たりの総カルシウム含量の測定結果に基づき、培養液吸収量当たりのコマツナ地上部のカルシウム含量を算出した。培養液吸収量の測定結果を図12に示し、培養液吸収量当たりのコマツナ地上部のカルシウム含量を算出した結果を図13に示す。
実施例1の栽培試験条件(a)と同様の試験を行い、実施例1の(3)と同様の手法で単位乾物重当たりの鉄含量とマグネシウム含量を求めた。単位乾物重当たりの鉄含量を図14に示し、単位乾物重当たりのマグネシウム含量を図15に示す。
レタスを栽培対象植物として、各種栽培試験を実施した。
レタス(晩抽レッドファイアー,タキイ種苗)を十分に吸水させたウレタンに播種し、気温23±2℃、相対湿度40%、光合成有効光量子束密度(PPFD)100μmol・m−2・s−1の白色蛍光灯(FLR110 HW/A/100、三菱電機社)のもと、14時間日長で育苗した。発芽後2〜3日から大塚ハウス肥料A処方培養液1/2濃度(EC1.2dS/m、pH5.8)を施与し、播種後10日目にプラグトレイに移植した。さらに、播種後10日目に気温25℃、相対湿度60%、CO2濃度900μmolの人工気象室にて栽培した。光源は白色蛍光灯(FL:Lumilux plus L30/31−830;OSRAM社)または実施例1と同様の8種のLED光源(LSL/305x302型;シーシーエス社)のいずれか1つを用い、PPFD200μmol・m−2・s−1または300μmol・m−2・s−1で7日間連続照射した。加えて、発光ピークが530nmの緑色LED(スペクトル帯域496〜596nm、半値幅33nm)と発光ピークが640nmの赤色LED(スペクトル帯域600〜655nm、半値幅13nm)についても、同様の試験を実施した。栽培試験を実施した後、試料(地上部)を収穫し、液体窒素で素早く凍結し、実施例1と同様の方法で地上部の単位乾物重当たりのカルシウム含量を得た。
3 人工光源
Claims (5)
- 人工光源を利用して外部から区画された栽培空間内で植物の栽培を行う植物栽培施設にてコマツナ(Brassica rapa var. perviridis)を栽培するに際し、前記人工光源として可視光領域内に発光ピークを有する単色発光ダイオードを用いることにより前記コマツナのカルシウム含量を増大させる工程を含むことを特徴とするコマツナの栽培方法。
- 前記単色発光ダイオードが紫色発光ダイオードである請求項1に記載の栽培方法。
- 前記単色発光ダイオードが青色発光ダイオードである請求項1に記載の栽培方法。
- 前記単色発光ダイオードが緑色発光ダイオード、黄緑色発光ダイオードまたは黄色発光ダイオードである請求項1に記載の栽培方法。
- 前記単色発光ダイオードによる前記コマツナへの単色光照射を7日間以上とする請求項1に記載の栽培方法。
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