JP2013215145A - 光によるコマツナのカルシウム増大方法 - Google Patents

Abstract

【課題】植物工場等のように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おいてコマツナを栽培するに際し、従来のコマツナよりもカルシウム含量を増大させることのできる簡便な方法を提供する
【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

本発明は、光によるコマツナのカルシウム増大方法に関する。さらに詳述すると、本発明は、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を栽培するに際し、コマツナのカルシウム含量を増大させてカルシウム強化コマツナを得るのに好適な栽培方法に関する。

コマツナ（Brassica rapa var. perviridis）は、表１に示すように、カルシウム含量が高い葉菜類として知られている（非特許文献１を参照）。また、コマツナは、人体へのカルシウム吸収を阻害するシュウ酸の含量が他の葉菜類よりも少ない。さらに、コマツナはアクも少なく、生食にも適している。これらのことから、コマツナは、カルシウム摂取に極めて適した野菜と言える。

現代の食生活においては、カルシウムが不足しがちである。そこで、このようにカルシウム摂取に極めて適した野菜であるコマツナについて、カルシウム含量をさらに増大させたカルシウム強化コマツナを提供することができれば、カルシウムが不足しがちな現代の食生活に大きく貢献し得るものと考えられる。

ところで、作物のカルシウム含量を上昇させる技術として、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、水酸化カルシウム等の無機カルシウム塩、あるいは、酢酸、ギ酸、乳酸、グルコン酸、クエン酸等の有機酸カルシウム塩、エチレンジアミン四酢酸塩などのキレートカルシウム塩、脂肪酸カルシウム塩等のカルシウム化合物に、腐食あるいは腐植土を酸・アルカリ・水または有機溶剤等で抽出した腐植抽出物を含有するカルシウム葉面散布剤を作物に散布する方法が提案されている（特許文献１）。

特開２００３−３２１２９０号

文部科学省 五訂増補日本食品標準成分表

しかしながら、特許文献１に記載されているカルシウム葉面散布剤は、あくまでも作物のカルシウム欠乏症を改善するためのものであって、作物自体のカルシウム含量を積極的に上昇させることを技術的思想とするものではない。また、カルシウム葉面散布剤を作物の葉面全体に均一に散布することは非常に煩雑である。

ところで、近年、植物工場等の植物栽培施設を利用した植物の栽培が普及・拡大しつつある。植物工場等の栽培施設においては、外部から区画された栽培空間内で室温、水分、肥料及び植物への照射光等を適切に管理して植物の栽培を行うことができるので、天候に影響されることなく、また無農薬でも害虫による被害を受けることなく、植物を常に安定した品質で一定量供給することが可能である。そこで、コマツナについて、このような植物栽培施設にてカルシウム含量を増大させる技術を確立することができれば非常に有用であると考えられる。しかしながら、上記のようなカルシウム葉面散布剤を使用してコマツナのカルシウム含量を増量させることは、栽培架台や床面の汚れの原因、さらには腐食抽出物の使用による雑菌等の混入の原因ともなり得ることから、望ましいこととは言えない。

そこで、本発明は、植物工場等のように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おいてコマツナを栽培するに際し、従来のコマツナよりもカルシウム含量を増大させることのできる簡便な方法を提供することを目的とする。

かかる課題を解決するため、本願発明者等は、植物栽培施設において用いられる人工光源の光質に着目して鋭意検討を行った。まず、白色蛍光灯を用いて植物栽培施設内にてコマツナを栽培したところ、従来のコマツナよりも地上部（可食部）の単位新鮮重当たりのカルシウム含量は増大したものの、地上部の新鮮重自体が小さかったことから、コマツナとしての市場価値を考慮すると、白色蛍光灯を用いることは望ましくないとの結論に至った。

次に、本願発明者等は、白色蛍光灯よりも低消費電力とできる人工光源である発光ダイオードに注目し、可視光領域内にピーク波長を有する各種単色発光ダイオードを利用して、コマツナを対象とする栽培試験を実施した。その結果、いずれの単色発光ダイオードを用いた場合にも、従来のコマツナよりも地上部の単位新鮮重当たりのカルシウム含量が増大すると共に、地上部の新鮮重も白色蛍光灯を用いた場合と比較して明らかに大きくなるという知見を得るに至った。しかも、人体へのカルシウム吸収を阻害するシュウ酸の含量は増大しないことも知見した。そこで、本願発明者等は、かかる知見に基づいてさらに種々検討を重ね、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明のコマツナの栽培方法は、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ている。

ここで、本発明において、単色発光ダイオードは紫色発光ダイオードとすることが好ましい。この場合には、コマツナ地上部の単位新鮮重当たりのカルシウム含量を最も増大させることができる。

また、本発明において、単色発光ダイオードは青色発光ダイオードとすることが好ましい。この場合には、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最も増大させることができる。

さらに、本発明において、単色発光ダイオードは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とすることが好ましい。この場合には、コマツナの栽培の際に養分として投入したカルシウム量に対して、コマツナのカルシウム含量を最も効率よく増大させることができる。

また、本発明において、単色発光ダイオードによるコマツナへの単色光照射を７日間以上とすることが好ましい。この場合には、コマツナのカルシウム増大効果を顕著に高いものとすることができる。

本発明のコマツナの栽培方法によれば、従来のコマツナよりもカルシウム含量の高いコマツナ（カルシウム強化コマツナ）を提供することが可能となる。したがって、カルシウムが不足しがちな現代の食生活に大きく貢献し得るカルシウム強化コマツナを提供することが可能となる。

本発明のコマツナの栽培方法を実施するための栽培施設の一例を示す図である。 白色蛍光灯のスペクトル特性を示す図である。 各種ＬＥＤ光源のスペクトル特性を示す図である。 栽培試験条件の概略を説明する図である。 各種ＬＥＤ光源を７日間連続照射して栽培試験を実施した際の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示す図である 各種ＬＥＤ光源を７日間連続照射して栽培試験を実施した際のコマツナの形態を示す図面代替写真である。 各種ＬＥＤ光源を７日間連続照射して栽培試験を実施した際のコマツナ地上部に含まれるカルシウムの化学形態の調査結果を示す図である。 各種ＬＥＤ光源の照射期間と照射タイミングの違いによるコマツナ地上部の単位重量当たりのカルシウム含量の違いを示す図である。 各種ＬＥＤ光源を７日間連続照射して栽培試験を実施した際のコマツナ地上部の新鮮重を示す図である。 各種ＬＥＤ光源を７日間連続照射して栽培試験を実施した際のコマツナ地上部のカルシウム含量を示す図である。 各種ＬＥＤ光源を７日間連続照射して栽培試験を実施した際のコマツナ地上部の単位新鮮重当たりのカルシウム含量を示す図である。 各種ＬＥＤ光源を７日間連続照射して栽培試験を実施した際の培養液の総吸収量を測定した結果を示す図である。 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示す図である。 各種ＬＥＤ光源を７日間連続照射して栽培試験を実施した際のコマツナ地上部の単位乾物重当たりの鉄含量を示す図である。 各種ＬＥＤ光源を７日間連続照射して栽培試験を実施した際のコマツナ地上部の単位乾物重当たりのマグネシウム含量を示す図である。 各種ＬＥＤ光源を用いてレタスの栽培試験を実施した際の単位乾物重当たりのカルシウム含量を示す図である（ＰＰＦＤ３００）。 各種ＬＥＤ光源を用いてレタスの栽培試験を実施した際の単位乾物重当たりのカルシウム含量を示す図である（ＰＰＦＤ２００）。

以下、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて詳細に説明する。

本発明のコマツナの栽培方法は、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ている。

図１に本発明のコマツナの栽培方法を実施するための植物栽培施設の実施形態の一例を示す。この栽培施設１は、外部から区画された栽培空間４内にて、コマツナ２の栽培（例えば、湛液式栽培法、ＮＦＴ栽培法等の水耕栽培）を実施する施設である。栽培空間４内は、コマツナ２の栽培に適した温度と湿度、ＣＯ_２濃度等に調整される。コマツナ２は、一定期間育苗した後、栽培架台５に定植され、人工光源３により人工光を照射しながら栽培される。人工光源３は支持体６により栽培架台５に定植されたコマツナ２へ補光可能に支持されている。

本発明のコマツナの栽培方法では、人工光源３として、可視光領域内に発光ピーク（中心波長）を有する単色発光ダイオード、好適には４０５ｎｍ〜６８０ｎｍの間に発光ピークを有する単色発光ダイオード（以下、発光ダイオードのことをＬＥＤと呼ぶこともある）を用いる。

人工光源３として、可視光領域内に発光ピークを有する単色ＬＥＤを用いることで、地上部（可食部）の単位新鮮重当たりのカルシウム含量を、非特許文献１に掲載されているコマツナ従来品のそれよりも増大させることができる。また、人工光源３として白色蛍光灯を用いた場合よりも、地上部の新鮮重を増大させることができると共に、単位乾物重当たりのカルシウム含量を増加させることができる。つまり、本発明によれば、人工光源３として白色蛍光灯より消費電力や寿命の点で有利な単色ＬＥＤを用いて、コマツナの商品価値を高めることができ、コマツナの栽培にかかるランニングコスト等を抑えながらも品質の高いコマツナを栽培することが可能となる。

しかも、本発明のコマツナの栽培方法によれば、人体のカルシウム吸収を阻害するシュウ酸含量を増加させることがない。したがって、本発明の栽培方法により得られるコマツナは、シュウ酸含量が少ないという特徴を維持しながらも、カルシウム含量が増大した、カルシウムの摂取に極めて適したカルシウム強化コマツナであると言える。

ここで、地上部の単位新鮮重当たりのカルシウム含量を増加させる上では、単色ＬＥＤとして、紫色ＬＥＤを用いることが好適であり、発光ピークが３８０〜４３０ｎｍの単色ＬＥＤを用いることがより好適であり、発光ピークが４０５ｎｍの単色ＬＥＤを用いることがさらに好適である。この場合には、地上部の単位新鮮重当たりのカルシウム含量を最も増大させ易いものとできる。このように、地上部の単位新鮮重当たりのカルシウム含量が高いコマツナは、生食用として特に適している。

また、地上部の単位乾物重当たりのカルシウム含量を増加させる上では、単色ＬＥＤとして、青色ＬＥＤを用いることが好適であり、発光ピークが４４０〜４８０ｎｍの単色ＬＥＤを用いることがより好適であり、発光ピークが４５０〜４７０ｎｍの単色ＬＥＤの照射がさらに好適である。この場合には、地上部の単位乾物重当たりのカルシウム含量を最も増大させ易いものとできる。このように、地上部の単位乾物重当たりのカルシウム含量が高いコマツナは、コマツナ乾物を原料とする食品等（例えば、粉末青汁などの健康補助食品やサプリメント等）への用途として特に適している。

さらに、コマツナの栽培の際に養分として投入したカルシウム量に対して、コマツナのカルシウム含量を最も効率よく増大させる上では、緑色ＬＥＤ、黄緑色発光ダイオードまたは黄色ＬＥＤを用いることが好適であり、発光ピークが５００ｎｍ〜６３０ｎｍの単色ＬＥＤを用いることがより好適であり、発光ピークが５１０ｎｍ〜６２０ｎｍの単色ＬＥＤを用いることがさらに好適であり、５１０〜５５０ｎｍの単色ＬＥＤを用いることがなお好適であり、５２０ｎｍの単色ＬＥＤを用いることが最も好適である。この場合には、コマツナの栽培の際に養分として投入したカルシウム量に対して、コマツナのカルシウム含量を最も効率よく増大させ易いものとできる。

次に、人工光源３を可視光領域内に発光ピークを有する単色ＬＥＤとしてコマツナに照射する期間については、コマツナ地上部のカルシウム含量が増大する範囲内で設定され、連続照射であっても間欠照射であってもよいが、特に栽培終了直前に２日以上連続で照射することが好適であり、連続的に７日間以上照射することがより好適であり、栽培終了直前の７日間以上とすることがさらに好適であり、育苗終了後の全期間とすることがなお好適である。単色光照射期間が短すぎると、カルシウム含量増大効果が得られない場合がある。また、単色光照射後に白色光照射を行うと、単色光照射により増大したカルシウム含量が減少することがある。

単色ＬＥＤからの光照射強度は、例えば光合成有効光量子束密度（ＰＰＦＤ）で１００〜２００μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１とすればよいが、地上部のカルシウム含量が増大する範囲であれば、この範囲に限定されるものではない。尚、本発明の効果を得る上で好適な照射エネルギーは２５．９ｍｏｌ・ｍ^−２以上、より好適には９０．７ｍｏｌ・ｍ^−２以上である。

また、可視光領域内に発光ピークを有する単色ＬＥＤを用いた単色光の照射は、常に同じ単色ＬＥＤを用いて実施してもよいが、例えば、紫色ＬＥＤ→青色ＬＥＤ→緑色ＬＥＤといった順で、異なる色の単色ＬＥＤを順次コマツナに照射するようにしてもよい。このような場合にも、コマツナの地上部のカルシウム増大効果が発揮されると共に、紫色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、黄緑色ＬＥＤ、黄色ＬＥＤを用いた場合の上記効果を組み合わせて得られうる。また、色は同じであるけれども発光ピークの異なるＬＥＤを順次コマツナに照射するようにしてもよいし、異なる色の単色ＬＥＤと色は同じであるけれども発光ピークの異なるＬＥＤを順次コマツナに照射するようにしてもよい。

尚、本発明のコマツナの栽培方法によれば、人工光源３として白色蛍光灯を用いた場合よりも、地上部の単位乾物重当たりの鉄含量とマグネシウム含量を増大させることができる。つまり、コマツナ中のカルシウム分のみならず、鉄分やマグネシウム分も増大させることができ、極めて商品価値の高いコマツナを提供することが可能となる。

上述の形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、上述の実施形態では、太陽光を併用しない完全人工光型の栽培施設の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ＬＥＤを用いる場合について説明したが、太陽光を併用した太陽光併用型の栽培施設の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ＬＥＤを用いるようにしてもよい。

また、上述の実施形態では、栽培対象植物をコマツナとして説明したが、コマツナ以外のアブラナ科の他の葉菜類、さらには葉菜類全般に対して、本発明の栽培方法を採用することで、本発明の効果が奏され得る。特に、人工光源３として紫色ＬＥＤや青色ＬＥＤを用いた場合には、白色蛍光灯を用いた場合と比較して、さらには従来品と比較して、コマツナのカルシウム含量が有意に増大し得るものと考えられる。

以下に本発明の実施例を説明するが、本発明はこれら実施例に限られるものではない。

尚、図中のアルファベットは、Ｔｕｋｅｙの多重検定結果（５％）を示している。

（実施例１）
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。

（１）栽培条件
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。

また、本実施例において使用した８種のＬＥＤ光源について、ピーク波長、スペクトル帯域、半値幅を以下に記す。
・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

（２）栽培試験条件
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

上記条件（ａ）〜（ｄ）にて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た。

（３）無機成分分析
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。

また、カルシウムの試料生体内での化学形態を調査するため、凍結試料を破砕した後、参考文献１（Japanese society of soil science and plant nutrition 41 19-26, 1970）に記載された方法に従って、カルシウムの抽出分画法を実施した。具体的には、ＦＬ、ＬＥＤ１、ＬＥＤ３、ＬＥＤ５、ＬＥＤ６またはＬＥＤ８を用いて栽培試験条件（ａ）で得られた試料（凍結後破砕）について、以下の条件（Ａ）〜（Ｄ）で処理して、それぞれのカルシウム含量を調査した。尚、（Ｅ）は処理後の残渣である。
（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

（４）栽培試験結果
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。

また、上記条件（ａ）にて栽培試験を実施した際のコマツナの形態を図６に示す。いずれの条件においても、コマツナの商品価値を低下させるような形態変化は見られなかった。

次に、カルシウムの試料生体内での化学形態を調査した結果を図７に示す。全ての試験区において、Ａの割合が最も高く、全体量の約８５％程度であった。また、光質の違いによる各抽出物間のカルシウム含量に有意差は見られなかった。また、シュウ酸カルシウムは、全試験区で検出されなかったことから、図５において見られたカルシウム増大効果は、シュウ酸の増加を伴うものではなく、本発明の栽培方法によって、人体へのカルシウム吸収を阻害するシュウ酸を増加させることなく、カルシウム含量を増大できることが示された。

次に、各種栽培条件にて栽培試験を行った結果を図８に示す。図８のグラフは、左からＦＬ、ＬＥＤ１〜８の結果を順に表している（（ａ）以外は、左からＦＬ、ＬＥＤ１〜４の結果を順に表している）。

栽培試験条件（ｂ）においては、ＬＥＤ１〜４のいずれを用いた場合にも白色蛍光灯（ＦＬ）よりも単位乾物重当たりのカルシウム含量が増加し、ＬＥＤ２〜４についてはカルシウム含量がＦＬの１．２倍となった。

栽培試験条件（ｃ）においては、ＬＥＤ１と２を用いた場合に白色蛍光灯（ＦＬ）よりも単位乾物重当たりのカルシウム含量が増加したが（ＬＥＤ１についてはＦＬの１．１８倍）、ＬＥＤ３とＬＥＤ４ではカルシウム含量がＦＬと同程度であった。

栽培試験条件（ｄ）においては、ＬＥＤ１〜４のいずれを用いた場合にも白色蛍光灯（ＦＬ）よりも単位乾物重当たりのカルシウム含量が増加し、ＬＥＤ１とＬＥＤ３についてはカルシウム含量がそれぞれＦＬの１．２倍と１．２５倍となった。

尚、栽培試験条件（ｂ）〜（ｄ）のいずれにおいても、栽培試験条件（ａ）ほどのカルシウム含量増加効果は得られなかった。

これらの結果から、コマツナへの単色光の照射期間は、栽培終了直前の２日間以上とすれば、カルシウムの増大効果が得られるが、７日間以上とすることが好適であり、全期間とすることがより好適であると考えられた。

（実施例２）
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。

図９にコマツナ地上部の１株当たりの新鮮重を示す。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照射することで、白色蛍光灯（ＦＬ）から発せられる光を照射するよりも、コマツナ地上部の新鮮重を高められることが明らかとなった。

次に、コマツナ地上部の１株当たりの総カルシウム含量を図１０に示し、コマツナ地上部の単位新鮮重（１００ｇ）当たりのカルシウム含量について検討した結果を図１１に示す。いずれのＬＥＤを用いた場合においても、表１に示すコマツナ従来品と比較して、コマツナ地上部の新鮮重１００ｇ当たりのカルシウム含量が増加することが明らかとなった。そして、この場合には、特にＬＥＤ１（ピーク波長：４０５ｎｍ）にてカルシウム含量が顕著に増加する傾向（コマツナ従来品の１．５２倍）が見られた。

この結果から、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新鮮重当たりのカルシウム含量を従来のコマツナよりも増大できることが明らかとなった。そしてこの効果は、ＬＥＤ１（ピーク波長：４０５ｎｍ）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新鮮重当たりのカルシウム含量を増大させる上では、特に紫色ＬＥＤを使用した紫色光の照射が好適であるものと考えられた。

（実施例３）
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。

この結果から、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は、ＬＥＤ４（ピーク波長：５１０ｎｍ）、ＬＥＤ５（ピーク波長：５２０ｎｍ）、ＬＥＤ６（ピーク波長：６２０ｎｍ）において高く、特にＬＥＤ５（ピーク波長：５２０ｎｍ）において顕著に高い傾向が見られた。

以上の結果から、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は、緑色ＬＥＤからの緑色光、黄色ＬＥＤからの黄色光であり、特にピーク波長５２０ｎｍの緑色ＬＥＤからの緑色光が好適であることが明らかとなった。また、緑色ＬＥＤと黄色ＬＥＤの双方で効率的な収益が得られていることからすれば、黄緑色ＬＥＤを用いた場合にも効率的な収益が得られうるものと考えられた。

（実施例４）
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。

図１４及び図１５に示される結果から、いずれのＬＥＤを用いた場合にも、白色蛍光灯（ＦＬ）を用いた場合よりもコマツナ地上部の単位乾物重当たりの鉄含量とマグネシウム含量が増加し、特にＬＥＤ２（ピーク波長：４５０ｎｍ）とＬＥＤ３（ピーク波長：４７０ｎｍ）でその傾向が顕著であった。

以上の結果から、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に加えて、さらに鉄含量及びマグネシウム含量を増大できることが明らかとなった。そして、コマツナ地上部の乾物重当たりの鉄含量及びマグネ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ことも明らかとなった。

（実施例５）
レタスを栽培対象植物として、各種栽培試験を実施した。

（１）栽培条件
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。

ＰＰＦＤ３００μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１の場合の結果を図１６に示し、ＰＰＦＤ２００μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１の場合の結果を図１７に示す。いずれの場合にも、４０５ｎｍ〜５１０ｎｍに発光ピークを有する単色ＬＥＤを用いることで、地上部の単位乾物重当たりのカルシウム含量を増大可能であることが明らかとなった。

２ コマツナ
３ 人工光源

Claims (5)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。