JP2020110085A - 植物栽培方法、植物栽培施設、及び水処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電気伝導率が特定値以下の水を用いて発芽を行うことにより、均質な苗を得ること、さらには、育苗期間を短縮し、植物の生産性を向上させる。【解決手段】種子をイオン交換処理水等の電気伝導率５０μＳ／ｃｍ以下の水に接触させる工程と、次いで育苗する育苗工程とを有する植物栽培方法。遮光された閉鎖空間を有する多段棚式育苗装置を用いて発芽及び育苗を行い、その後太陽光を利用する圃場に定植し栽培する。【選択図】図１

Description

本発明は、植物の栽培方法、植物の栽培施設、及びこれらに用いられる水処理装置に関する。

近年、果菜類や葉菜類などの園芸作物を栽培する方法として、植物工場による栽培が広く普及している。植物工場では、栽培される作物の生産性を向上させるために、様々な工夫がなされている。

例えば、栽培環境条件を制御することにより、収穫される植物の品質を均一化させ、植物の生産性を向上させる方法がある。特許文献１には、照明装置と反射板を使用し、照明を均等に照射する方法が開示されている。

また、例えば、水耕栽培装置で育苗される植物の根に、より多くの酸素を接触させることにより、育苗期間を短縮させる方法がある。特許文献２には、発芽後から定植前までの育苗期に、マイクロナノバブルを含有させた水耕液中を循環させる水耕育苗方法が開示されている。

特開２００６−２９４５９５号公報 特開２０１５−０９７５１５号公報

ところで、実験室においては、試験条件を揃えるために蒸留水（純水）を用いて無菌環境での発芽や培養が行われることがある。しかしながら、蒸留水は、侵入した菌の繁殖や病気の発生が起こりやすいという一面がある。そのため、特別な空調設備が整った無菌室とは違い、植物の実用生産施設における蒸留水の使用は実用化されていない。

本発明は、植物を実用生産する栽培施設に適用可能な栽培方法において、植物の栽培工程における育苗期間を短縮し、植物栽培の生産性を向上させることを課題とする。同時に、本発明は、植物の栽培工程における育苗期間を短縮し、植物栽培の生産性を向上させる栽培施設の提供を課題とする。

本発明は、かかる課題に鑑みて、実用生産施設に適用可能な植物の栽培方法において、植物を栽培する工程における発芽工程の灌水を、電気伝導率が特定値以下の水を用いて行う植物の栽培方法を提案せんとするものである。本発明は、以下の構成を有する。

［１］ 種子を、電気伝導率５０μＳ／ｃｍ以下の水に接触させる発芽工程と、次いで、発芽した種子を、養液を用いて栽培する育苗工程とを有することを特徴とする植物栽培方法。

［２］ 前記発芽工程は、培地を用いて行うものである［１］に記載の植物栽培方法。

［３］ 前記発芽工程における前記培地は、鉱物系素材を含むものである［２］に記載の植物栽培方法。

［４］ 前記発芽工程は、前記培地が充填されたセルトレイを用いて行い、前記セルトレイの、個々のセルに充填された培地に種子を播種する［２］または［３］に記載の植物栽培方法。

［５］ 前記発芽工程は、湿度８０％以上の条件で行う［１］〜［４］のいずれかに記載の植物栽培方法。

［６］ 前記育苗工程は、育苗棚を上下方向に多段に配置して育苗空間を形成した多段棚式育苗装置を用いて行う、［１］〜［５］のいずれかに記載の植物栽培方法。

［７］ 前記育苗工程後に定植栽培する定植栽培工程をさらに有する［１］〜［６］のいずれかに記載の植物栽培方法。

［８］ 前記発芽工程及び育苗工程を、人工光を利用する遮光性構造物内で行い、前記定植栽培工程を、圃場に定植し、太陽光を利用して行う［７］に記載の植物栽培方法。

［９］ 栽培した植物を収穫する収穫工程をさらに有する［１］〜［８］のいずれかに記載の植物栽培方法。

［１０］ 種子の発芽に用いられる栽培装置を有する植物栽培施設であって、種子に電気伝導率５０μＳ／ｃｍ以下の水を供給可能な水処理装置を備えることを特徴とする植物栽培施設。

［１１］ 前記水処理装置は、浸水装置、上部灌水装置、底面灌水装置、噴霧装置、及び飽和水蒸気密度生成装置から選ばれるいずれかの給液設備を有する前記栽培装置に接続される［１０］に記載の植物栽培施設。

［１２］ 前記栽培装置に電気伝導率５０μＳ／ｃｍ以下の水を供給する給水手段と、該栽培装置に養液を供給する給液手段と、該栽培装置への水の供給と養液の供給とを切り替える切替手段とを有する［１０］または［１１］に記載の植物栽培施設。

［１３］ 電気伝導率５０μＳ／ｃｍ以下の水を供給する水処理装置であって、果菜、葉菜または花卉類の種子の発芽のために用いられる水処理装置。

本発明によれば、種子を電気伝導率５０μＳ／ｃｍ以下の水に接触させる発芽工程を経ることにより、植物を実用生産する栽培方法及び栽培施設において、育苗期間の短縮を実現し、植物栽培の生産性を向上させることができる。また、本発明により生産される苗を、太陽光を利用した圃場などに定植することにより、移植苗の根がスムーズに活着し、収穫される作物の品質が安定するとともに、収穫までの栽培期間を短縮できる。

セルトレイ及びアンダートレイの断面図である。 発芽工程の一例を示す断面図である。 多段棚式育苗装置の正面図である。 発芽・育苗システムの構成図である。

［定義（栽培施設、栽培装置）］
本発明において、栽培施設とは、露地栽培との比較において、栽培がおこなわれる施設を意味する。栽培施設は、例えば、ガラス温室やビニールハウス、暗室のような構造物内の空間であれば限定されず、いかなるタイプの施設であってもよい。また、栽培施設は、播種、発芽から、育苗、定植、収穫など、植物の栽培工程における何れの栽培ステージに使用される施設であってもよい。
本発明において、栽培装置とは、栽培施設内に設置される各種モジュールを意味する。栽培装置は、例えば、発芽モジュール（種子の発芽に用いられる栽培装置）、育苗モジュール（苗の栽培に用いられる育苗装置）、定植栽培圃場（定植後の苗の栽培に用いられる栽培装置）などがある。

［定義（実用生産施設）］
本発明の植物栽培施設は、実用生産施設であることが好ましい。本発明において、実用生産施設とは、植物を商業規模で生産しうる植物栽培施設を意味する。例えば、一度に多くの苗や園芸作物を出荷可能な栽培施設や、連続的に育苗または収穫を行うことが可能な栽培施設であれば、いかなるタイプの栽培施設であってもよい。すなわち、実用生産施設は、苗の生産施設であっても収穫物の生産施設でもよい。実用生産施設は、例えば、太陽光利用型植物栽培施設であっても人工光型植物栽培施設であってもよい。太陽光利用型植物栽培施設とは、例えば、ガラス温室やビニールハウスのように、太陽光を利用可能な施設内に、栽培装置を有するものである。また、人工光型植物栽培施設とは、例えば、太陽光を遮断可能な構造物内に、栽培装置を有するものであって、室内型の水耕栽培装置や育苗室が含まれる。本発明において、実用生産施設における植物栽培は、播種・発芽から収穫までを一貫して、同じ生産施設でおこなってもよく、栽培工程により植物を移植または移動して複数の生産施設でおこなってもよい。

また、実用生産施設の一態様としては、無菌環境ではない施設、すなわち、非無菌環境を有する植物栽培施設である。非無菌環境を有する植物栽培施設は、例えば、太陽光利用型植物栽培施設である。太陽光利用型植物栽培施設は、空調管理のための自動開閉装置が設置されるなど、外気との接触を無くすことは難しく、無菌状態の維持は不可能である。また、人工光型植物栽培施設であっても、クリーンルームに備えられるような、空気中の浮遊微生物を管理する給排気フィルターなどが備えられなければ、温度や湿度が調整可能な一般的な空調装置が備えられていても、無菌状態の維持は難しい。
本発明の植物栽培施設に設置される各栽培装置は、発芽モジュール、育苗モジュールのいずれにおいても、非無菌環境であることが好ましい。

≪１．栽培方法≫
本発明の植物栽培方法は、実用生産施設における発芽工程及び育苗工程を有し、発芽工程では、種子を、電気伝導率５０μＳ／ｃｍ以下の水に接触させて発芽させる。これにより、植物の栽培工程における育苗期間の短縮を実現し、植物栽培の生産性を向上させることができる。

［種子の種類］
本発明に用いられる種子は、特に限定されず、例えば、イネ科、ナス科、ウリ科、キク科、アブラナ科、セリ科、バラ科、アオイ科、マメ科、アカザ科、ユリ科、サトイモ科、ヒルガオ科、ショウガ科、シソ科、ヒユ科、ヤシ科、ナデシコ科、リンドウ科、アヤメ科、ムラサキ科、ラン科、ツリフネソウ科等の植物の種子が挙げられる。本発明の植物栽培方法は、植物工場での栽培に向いている、ナス科、ウリ科、キク科、アブラナ科、セリ科、バラ科、アオイ科、マメ科、アカザ科、ユリ科、ヒルガオ科、ショウガ科、シソ科、ヒユ科、ヤシ科、ナデシコ科、リンドウ科、アヤメ科、ムラサキ科、ラン科、ツリフネソウ科等が好ましい。なかでも、本発明は、栽培期間が短い、ヒユ科、アブラナ科、セリ科、シソ科、キク科などの発芽に有効である。これらの品種の植物としては、例えば、ホウレンソウ、レタス、コマツナ、サラダナ、ミズナ、ルッコラ、コリアンダー、ビート、シュンギク、ハクサイ、チンゲンサイなどがある。

本発明に用いられる種子は、蔬菜類であることが好ましい。蔬菜類としては、例えば、根菜類、葉菜類、果菜類、花卉類などが好ましい。特に、栽培期間の短い葉菜類が、本発明の効果を享受しやすいため、好ましい。葉菜類の植物としては、例えば、ホウレンソウ、レタス、コマツナ、サラダナ、ミズナ、ルッコラ、コリアンダー、ビート、シュンギク、ハクサイ、チンゲンサイなどがある。また、本発明による根の生育効果を享受する観点からは、根菜類に適用することが好ましい。

本発明に用いられる種子は、好光性種子、嫌光性種子又は中間性の種子等のいずれでもよい。嫌光性種子は、覆土を行うか、光を遮断可能な栽培装置内に播種されることが好ましい。なお、本発明において、覆土とは培土をかけることのみならず、後述する人工培地をかけることや、遮光シートで覆うこと等を含め、培土に限らず嫌光性種子としてはカボチャ、メロン、スイカ、などのウリ科植物、ホウレンソウ、トマト、ピーマン、ナス、タマネギ、ニラ、大豆、コメなどが挙げられる。

好光性種子は、例えば、太陽光または人工光が照射可能な施設内にて、培地に播種されることが好ましい。好光性種子の発芽においては光を遮断する必要がないため、覆土を少なめに行うか、覆土を行わないことが好ましい。また、本発明の一態様において、好光性種子は育苗工程と同じモジュールで発芽させることにより、作業効率を向上させることできる。好光性種子は、シソ、バジル、ミント、パクチーなどのハーブ類、イチゴ、レタス、ゴボウ、シュンギク、ニンジン、セロリ、ミツバ、コマツナ、ハクサイなどがあげられる。中間性の種子の播種は、いずれの方法にも限定されない。

本発明では、硬実種子を使用することもできる。硬実種子を使用する場合は、種子を培地に播種する前に、浸漬処理を行うことが好ましい。この浸漬処理は電気伝導率が５０μＳ／ｃｍ以下の水を用いて浸漬することが好ましい。また、本発明においては、根の活着が促進されることから、本発明の一態様において、台木用植物の種子であることが好ましい。また、実生種子の場合、浸漬処理を行うことにより、発芽が揃いやすくなり、また、発芽率が高くなるため、好ましい。この場合、この浸漬処理は電気伝導率が５０μＳ／ｃｍ以下の水を用いて浸漬することが好ましい。

［電気伝導率が特定値以下の水］
本発明において、種子に接触させる水の電気伝導率（ＥＣ）は５０μＳ／ｃｍ以下であればよく、２０μＳ／ｃｍ以下であることがより好ましく、１０μＳ／ｃｍ以下であることがさらに好ましく、５μＳ／ｃｍ以下であることが特に好ましい。水の電気伝導率の測定方法としては、電極方式および電磁誘導方式が挙げられるが、これに限定されず何れも使用可能である。

本発明に用いられる、電気伝導率が特定値以下の水としては、特に限定されず、例えば、逆浸透膜（ＲＯ膜）、電気透析膜、ＮＦ膜（ナノろ過膜）、ゼオライト膜等の濾過膜を用いた濾過水、イオン交換樹脂処理水、蒸留水、また、これらの組合せによる処理水等が挙げられる。なかでも、ＲＯ膜による濾過水、イオン交換樹脂処理水が好適である。

電気伝導率が特定値以下の水を製造する際に用いる原水としては、特に限定されず、水道水、井戸水等の地下水、湧水や河川水等の表流水等が挙げられる。

［発芽工程］
本発明の植物栽培方法は、発芽工程において、種子に接触させる水を、電気伝導率が特定値以下の水とする。これにより、植物の栽培工程における育苗期間の短縮を実現し、植物栽培の生産性を向上させることができる。なお、本発明において、発芽工程は、種子を播種する工程から、種子が発芽し、育苗工程に移るまでを意味する。種子に接触させる水として、発芽工程に電気伝導率が特定値以下の水を用いることにより、発芽後の植物の生長がより良好となる。このメカニズムは明らかではないが、電気伝導率が高い水には植物の発芽や成長を阻害しうる夾雑物が多く含まれているため、電気伝導率が特定値以下の水を種子に接触させることにより、夾雑物がより少ない水が種子に吸収されることになり、そのことが植物の生育を向上させるものと推察される。

本発明において、発芽工程における電気伝導率が特定値以下の水の供給方法としては、特に限定されず、いずれの給水方法も使用できる。例えば、種子を水に浸す方法、種子に噴霧する方法、上部灌水、底面灌水、水を含む培地などに種子を接触させる等のいずれであってもよい。

［培地］
本発明の一態様において、種子への酸素供給を行いやすく、発芽工程を早める観点から、発芽工程は培地を用いて行うものであることが好ましい。なお、本発明において、培地は特に限定されず、植物体を支えうる水以外の物質であれば何でも使用可能である。具体的には、一般的に植栽用に使用される固形培地が何れも使用できる。固形培地は、例えば、天然培土、加工培土、人工培地などがある。また、本発明の培地としては、無機培地、有機培地のいずれも組成のものも使用可能であり、粒状、微粒綿状、マット状など、いずれの形態であっても使用可能である。本発明において、培地は、栽培される植物の種類に応じて、適切な形態または組成のものを選択し、使用することができる。

本発明において、培地は、菌の繁殖や病気の発生を引き起こすリスクを抑える観点から、加工培土や人工培地を用いることがより好ましい。これらは、例えば、鉱物系素材（バーミキュライト、パーライト、ロックウール及び軽石等）、泥炭系素材（ピートモス等）、有機質系素材（ヤシがら、もみ殻、くん炭等）、発泡素材（ウレタン、ビニルアルコール系樹脂、エチレン系樹脂等）を単独で使用することもでき、これらの材料の混合物などを使用することができる。なかでも、水に含まれる夾雑物をコントロールする観点から、本発明において使用する培地としては、鉱物系素材（バーミキュライト、パーライト、ロックウール及び軽石等）を５割以上含む培地や、鉱物系素材を加工したマット状培地や、発泡素材（ウレタン樹脂、ビニルアルコール系樹脂、エチレン系樹脂、アクリル系樹脂等）からなるマット状培地を使用することが特に好ましい。

［セルトレイ］
本発明の一態様において、発芽工程は、培地が充填されたセルトレイを用いて行うことが好ましい。具体的には、セルトレイの個々のセルに充填された培地に、種子を播種する工程を有することが好ましい。発芽に用いられる電気伝導率が特定値以下の水は、予め種子に接触させてから播種してもよい。あるいは、電気伝導率が特定値以下の水は、種子を播種する前に培地に含水させても良く、播種後に培地に含水させてもよい。なお、この態様において、後述する育苗工程は、発芽した種子をセルトレイで育苗する、プラグ苗の育苗工程となる。プラグ苗は、一度に多くの苗を栽培する方法であり、本発明における育苗期間の短縮や苗揃いの向上効果が見いだされやすく、好ましい。

［湿度］
本発明においては、種子を電気伝導率５０μＳ／ｃｍ以下の水に接触させた後、発芽するまで各条件を次のように設定することが好ましい。発芽工程における、好ましい温度は、１０〜３５℃であり、より好ましくは２０〜３０℃、さらに好ましくは２３〜２８℃である。この温度範囲であれば、低温障害や高温障害が起こりづらいため、好ましい。

また、発芽工程における、好ましい湿度（相対湿度）は、８０％以上であって、より好ましくは９０％以上、さらに好ましくは９５％以上である。湿度の下限をこの範囲とすることで、種子の吸水量にムラが出づらくなり、発芽の均一性が向上するため、好ましい。

［育苗工程］
本発明の植物栽培方法は、育苗工程においては、植物の生長に必要な栄養分を含む養液を用いて栽培する。育苗工程は、発芽した種子を栽培する工程である。なお、本発明における育苗工程の開始時期は、次のように定義される。発芽工程と育苗工程とを異なる栽培装置で行う場合、栽培する植物の種類に応じた適切な時期に、発芽した種子が育苗装置に移動される時期である。なお、発芽工程と育苗工程とを同じ栽培装置内で行い、発芽した種子を移動しない場合、育苗工程とは、目視で子葉が確認できる時期以降である。

本発明において、発芽した種子を栽培する育苗工程では、養液を用いる。養液は、例えば、液肥を調整して養液タンクに貯留されたものを給液することが好ましい。また、種子が発芽した後は、遮光された閉鎖空間内で、人工照明装置を用いて育苗を行うことが好ましい。

前述のように、セルトレイ等の容器内の培地に播種して発芽させた場合、そのまま育苗工程に移行することが好ましい。本発明においては、特に、セルトレイを用いて育苗を行い、根鉢を形成することが好ましい。

［養液］
本発明において、発芽した種子を栽培する育苗工程では、養液を用いる。栽培植物に供給する水として、蒸留水のような、電気伝導率が低い水を長期に渡って使用すると、菌の繁殖や病気の発生を引き起こすリスクが高まると考えられる。したがって、本発明においては、栽培植物に電気伝導率が特定値以下の水を接触させる時期を発芽工程のみとすることが好ましい。これにより、非無菌環境で栽培する場合であっても、菌の繁殖リスクや病気の発生リスクを高めずに、植物の栽培工程における育苗期間の短縮を実現し、植物栽培の生産性を向上させることができる。

本発明の一態様において、育苗工程で用いる養液は、例えば、電気伝導率が５０μＳ／ｃｍより高いことが好ましく、電気伝導率１００μＳ／ｃｍより高いことがより好ましく、２００μＳ／ｃｍより高いことがさらに好ましく、電気伝導率１０００μＳ／ｃｍより高いことが特に好ましい。

［定植工程］
本発明の一態様においては、発芽・育苗して得た苗を、さらに、定植し栽培することが好ましい。本発明において、定植工程の開始時期は、育苗工程において栽培される苗が、適切に根鉢を形成した後、圃場に移植される時期である。本発明の一態様において、定植は、太陽光を利用する圃場への苗の移植であることが好ましい。太陽光を利用する圃場には、露地栽培が含まれる。すなわち、本発明の植物栽培方法は、発芽から育苗までの工程は、栽培施設内で行うことが好ましい。一方、定植後の栽培は、露地栽培を含め、太陽光のみを使用する圃場で行うことが好ましい。さらに、本発明の一態様において、定植される苗は、遮光された閉鎖空間内で、人工照明装置を用いて育苗を行った後、太陽光のみを使用する圃場に定植し、栽培することが特に好ましい。なお、育苗した苗を、定植せずに、穂木や台木などの接ぎ木用苗として使用してもよい。

［収穫工程］
本発明の一態様においては、電気伝導率が特定値以下の水に種子を接触させて発芽させた後、育苗を行い、さらに、栽培した植物を得る収穫工程を有することが好ましい。本発明において、収穫工程で得られる植物体、すなわち、収穫物は、生鮮品目又は生鮮食品として市場で販売されうる形態の状態であることが好ましい。本発明においては、定植を行わず、育苗モジュールで栽培を継続し、収穫を行うことができる。また、定植を行い、育苗モジュールとは別の定植栽培圃場において、さらに栽培を行い、収穫を行うこともできる。

≪２．植物栽培施設≫
本発明の植物栽培施設は発芽モジュールを有し、発芽モジュールに電気伝導率５０μＳ／ｃｍ以下の水を供給可能な水処理装置を有する。水処理装置は、低ＥＣ水を供給可能であれば、発芽モジュールと一体化される構成であっても、植物栽培施設の外に設置されて、発芽モジュールに接続される構成であってもよい。

無菌環境ではない実用生産施設において、植物の全栽培工程が、夾雑物の少ない電気伝導率が特定値以下の水を用いて行われる場合、水に菌が侵入しやすく、植物に病気の発生が起こりやすくなる。そのため、収穫される植物の品質低下や、植物の生産性低下のリスクがある。本発明の植物栽培施設は、植物の全栽培工程のうち、発芽工程のみにおいて、種子への灌水を電気伝導率が特定値以下の水とするとともに、育苗工程以降には、電気伝導率の高い養液を用いて栽培を行うことが好ましく、これにより、植物の栽培工程における育苗期間の短縮を実現し、植物栽培の生産性を向上させる効果が高まる。

また、本発明の植物栽培施設は、少なくとも、種が発芽するまでの工程が行われる発芽モジュールと、発芽後の苗が栽培される育苗モジュールを有する。発芽モジュールと育苗モジュールは同一装置であっても、別装置であってもよく、播種から育苗までを同じ栽培装置内で行う場合は同一装置である。発芽後に、苗を育苗モジュールへ移動する場合は、発芽モジュールと育苗モジュールは別装置となる。本発明の一態様において、植物栽培施設はさらに定植栽培を行う栽培モジュールを有してもよいし、露地を含む定植栽培圃場を有してもよい。

本発明の植物栽培施設においては、水処理装置は、発芽モジュールに電気伝導率５０μＳ／ｃｍ以下の水を供給可能であるように、設置されることが好ましい。すなわち、水処理装置自体は、栽培施設の外に設置されても中に設置されてもよいが、配管等により発芽モジュールに接続され、電気伝導率５０μＳ／ｃｍ以下の水を植物の種子に供給可能であればよい。

水処理装置は、発芽モジュールに電気伝導率５０μＳ／ｃｍ以下の水を供給可能であれば、いかなる方式の給水設備に接続されてもよい。給水設備は、例えば、ＮＦＴやＤＦＴなどの水耕栽培型給液設備、固形培地耕型給液設備、浸水装置、上部灌水装置、底面灌水装置、噴霧装置、飽和水蒸気密度生成装置など、いずれも使用可能である。本発明においては、種子の発芽を促す観点から、水処理装置は、浸水装置、上部灌水装置、底面灌水装置、噴霧装置、飽和水蒸気密度生成装置から選ばれるいずれかの給水設備に接続されることが好ましい。

［水処理装置］
本発明において、水処理装置は、特に限定されず、電気伝導率５０μＳ／ｃｍ以下の水を供給可能な装置であればいずれも使用できる。具体的には、例えば、電気透析膜、ＮＦ膜（ナノろ過膜）、逆浸透膜（ＲＯ膜）、ゼオライト膜、イオン交換樹脂、活性炭フィルター等、またはこれらの組合せを有するろ過装置である。なお、本発明の効果を、より効果的に呈する観点から、水処理装置は、逆浸透膜（ＲＯ膜）、イオン交換樹脂が好ましく、水処理速度の観点から、イオン交換樹脂が特に好ましい。

なお、発芽モジュールと育苗モジュールが同一装置である場合、すなわち、播種から育苗までを同じ栽培装置内で行う場合は、本発明の植物栽培施設は、栽培装置に電気伝導率５０μＳ／ｃｍ以下の水を供給する水路（Ａ）を有する給水手段と、栽培装置に養液を供給する水路（Ｂ）を有する給液手段とを有することが好ましい。さらに、本発明の植物栽培施設の一態様においては、配管を効率化するため、水路（Ａ）と水路（Ｂ）を切り替える供給制御弁を有することが好ましい。

［発芽モジュール］
発芽モジュールは、栽培植物の種子を播種し、発芽するまでの工程が行われる装置である。発芽モジュールは、発芽室などの暗室や、育苗室、ガラス温室など、特に限定されず、いかなる栽培施設の中に設けられてもよい。本発明の植物栽培施設における発芽モジュールの設備や構成は、特に限定されず、いかなる発芽装置も使用可能である。発芽モジュールは、例えば、種の入ったばんじゅう、コンテナなどをシートで覆う簡易的なモジュールであっても、複数の発芽用トレイが段積みされ、湿度と温度が管理される発芽専用モジュールや、育苗施設内の育苗モジュールを兼ねたものであってもよい。

本発明では、発芽モジュールは、複数の発芽用トレイが段積みされる構成であることが好ましく、発芽用トレイは、培地が充填されたセルトレイであることが好ましい。これによれば、プラグ苗の生産が可能となり、実用生産施設として、一度に多くの苗を供給することができる。このような実用生産施設においては、苗揃いが重要であるため、育苗期間短縮や苗の品質向上といった本発明の効果が極めて有効である。

図１はセルトレイの一例を示す縦断面図である。このセルトレイ１は、アンダートレイ２上に載置されている。

図２は、セルに播種用培地３が適量充填され、種子が播種され、覆土されたセルトレイ１を載置したアンダートレイ２を多段に段積みし、シート４で覆って発芽させる様子を示す断面図である。

［育苗モジュール］
育苗モジュールは、発芽した種子を栽培する装置であり、育苗工程を行う装置である。本発明の植物栽培施設における育苗モジュールの設備や構成は、特に限定されず、自動または手動で、養液を供給可能であれば、いかなる育苗装置も使用可能である。

本発明において、育苗モジュールとしては、図３に示されるように、育苗棚６を上下方向に多段に配置して育苗空間を形成した多段棚式育苗装置５を用いることが好ましい。

各育苗棚には、潅水装置が設けられていることが好ましい。下から２段目以上の各育苗棚６及びトップパネル７の下面には、照明装置が設置されることが好ましい。

多段棚式育苗装置の高さは、作業者が作業できる程度の高さである２０００ｍｍ程度であることが好ましく、育苗棚の幅は、数十から数百個のセル（小鉢）を格子状に配列させた樹脂製のセルトレイ１を複数枚並べて載置できるとともに、各棚の上側スペースの温度・湿度を一定に調節できる幅、例えば１０００ｍｍ〜２０００ｍｍ程度とし、育苗棚の奥行きは５００ｍｍ〜１０００ｍｍとするのが好ましい。各育苗棚には複数枚のセルトレイがほぼ水平に載置されていることが好ましい。なお、セルトレイ１枚の寸法は、一般的には幅が３００ｍｍ、奥行きが６００ｍｍ程度である。

本発明において、種子が発芽した後は、遮光された閉鎖空間内で、人工照明装置を用いて育苗を行うことによって多数の苗を均質に安定的に栽培することが好ましく、育苗モジュールは、人工光を利用する遮光性構造物内に設置されることが好ましい。

なお、本発明では、発芽と育苗とを同一のモジュール（発芽・育苗モジュール）を用いてもよい。この発芽・育苗モジュールとしては、図３に示す多段棚式育苗装置５において上記の潅水装置及び照明装置が設けられたものなどを用いることができる。この場合、潅水装置に対し、発芽工程では純水が供給され、育苗工程では養液が供給される。

図４に、上記育苗モジュール５を用いた発芽・育苗システムの一例を示す。純水は、純水タンク１０からバルブ１１又は１２及びポンプＰを介して発芽・育苗モジュール５へ供給可能とされている。また、液肥と水とが養液タンク２０に供給されて所定電気伝導率の養液が調製され、この養液がバルブ２１又は２２及びポンプＰを介して発芽・育苗モジュール５へ供給される。

バルブ１１，２１はタイマーによって定期的に開弁される。バルブ１２，２２は手動バルブであり、必要な時に手動によって開弁される。

本発明においては、育苗モジュールなどの栽培施設には、施設内の温度、湿度を調整するための空調や、各棚の気流を均一化するためのファンなどが設置されることが好ましい。例えば、空気中の浮遊微生物を管理して無菌状態を維持するための給排気フィルターや、清浄空気によるエアシャワー設備を置いた二重扉の出入口などが設置される無菌施設である必要はなく、温度や湿度が調整可能な一般的な空調装置が備えられる栽培施設であることが好ましい。

［定植栽培圃場］
定植栽培圃場は、育苗モジュールで栽培された植物の苗を定植し、栽培する工程が行われる圃場である。本発明の植物栽培施設で栽培された苗を定植する植栽培圃場の設備や構成は、特に限定されず、露地でもよい。また、本発明においては、定植栽培圃場は、収穫まで行われるものであることが好ましい。なお、定植栽培圃場は、太陽光を利用する圃場であることが好ましい。すなわち、定植栽培圃場は、施設栽培の圃場であっても、露地栽培の圃場であっても、太陽光利用型の圃場であることが好ましい。

本発明において、定植栽培圃場が施設である場合、例えば、水耕栽培モジュールであることが好ましい。この態様では、栽培ベッドは、長手方向の一端部から他端部に向けて流水勾配を有するように約１／１００の勾配で設置されていることが好ましい。これにより、該栽培ベッド槽列の長手方向における上流から下流にかけて流水路を有する薄膜水耕機構を有するものとなる。

［実施例１、比較例１］
＜種子＞
葉菜類の種子として、ホウレンソウの種子（品種名：ＮＰＬ８号（三菱ケミカルアグリドリーム株式会社））を用いた。
＜培地＞
種子の播種用培地は、微粒綿ロックウール（三菱ケミカルアグリドリーム株式会社製「バイドン」（登録商標））を使用した。

＜播種〜発芽工程＞
２８８穴のセルトレイのそれぞれに、播種用培地を適量充填し、上記ホウレンソウの種子を５粒以上／１穴となるよう播種し、覆土した。実施例１、比較例１のそれぞれにおいて、セルトレイ２枚ずつの計４枚となるよう、これを行った。次いで、表１に示す水を用い、ジョウロで１セルトレイあたり、１０００ｍｌとなるよう上から灌水した。

灌水後、重ねたセルトレイに防水シートを被せ、湿度１００％、気温２２℃、暗環境下で、表１に示す各発芽工程期間（日数）静置された。なお、この発芽モジュール（重ねたセルトレイに防水シートを被せたもの）は、苗の実用生産施設内の空き空間に静置した。

＜育苗工程＞
発芽工程期間経過後、セルトレイを苗の実用生産施設である閉鎖型育苗施設（三菱ケミカルアグリドリーム株式会社製「苗テラス」（登録商標））内の多段棚式育苗装置に移し、８日間育苗工程を行った。すなわち、育苗工程は、遮光性構造物内で人工光を用いて行った。

この育苗工程では、１日のうち、明環境を１２時間、暗環境を１２時間とした。遮光性構造物内の温度は、明環境時では２２℃、暗環境時では１９℃に設定した。また、遮光性構造物内のＣＯ_２濃度は、明環境、暗環境いずれにおいても１０００ｐｐｍとした。育苗工程では、６００秒／１日で、電気伝導率１５００μＳ／ｃｍ（１．５ｍＳ／ｃｍ）に調製された養液を与えて灌水を行った。

＜定植〜栽培工程＞
育苗工程で得られた実施例１及び比較例１の各苗を同一の日時に、太陽光を利用する圃場に定植した。ここで、定植するときの最大葉長（１０個体平均）を測定し、表２に記載する。

当該圃場は、水耕栽培システム（三菱ケミカルアグリドリーム株式会社製「ナッパーランド」（登録商標））６を有する温室である。

この水耕栽培システムでは、栽培ベッドが、長手方向の一端部から他端部に向けて流水勾配を有するように約１／１００の勾配で設置されている。これにより、該栽培ベッド列の長手方向における上流から下流にかけて流水路を有する薄膜水耕機構を有するものとなる。

この工程では、電気伝導率３０００μＳ／ｃｍ（ＥＣ３．０ｄＳ／ｍ）（温度：２０℃、硝酸態窒素；１４ｍｅ／Ｌ、リン酸：４ｍｅ／Ｌ、カリウム：１０ｍｅ／Ｌ）に調製された養液を用いた。この養液は毎分１０リットルの流量で、植物が定植された栽培ベッドに供給した。

定植後１５日間を養液（電気伝導率３０００μＳ／ｃｍ）（ＥＣ３．０ｄＳ／ｍ）で栽培し、定植後１６日目に、養液を水に替えて供給して栽培し、定植後１８日目に収穫し、収穫時の最大葉長（３株平均、１株に５個体あるうちの大きい１個体を３株分みて、平均値）及び葉数（３株平均）を測定した。結果を表２に示す。

＜考察＞
表２の通り、発芽時の水を電気伝導率５μＳ／ｃｍとした実施例１によると、発芽工程期間を短縮しても、収穫される葉菜類の最大葉長や葉数が十分であることが分かった。すなわち、植物栽培、あるいは育苗における、発芽期間を短縮できることが示された。

［実施例２］
発芽工程日数及び育苗工程日数を表３に示す通りとしたこと以外は実施例１と同一条件で実施例２の栽培を行った。結果を表３に示す。

＜考察＞
表３より、本発明方法によると、育苗工程期間を短縮しても、収穫される葉菜類の最大葉長や葉数が十分であることが分かった。すなわち、育苗期間を短縮できることが示された。

本発明方法によって育苗された苗は、軸が太く、根張りが良く、葉がひょろっと伸びておらず、地上部がぎゅっとしており、根がどっしりしたものであることが認められた。

１ セルトレイ
２ アンダートレイ
４ シート
５ 多段棚式育苗装置
６ 育苗棚
７ トッププレート

Claims (13)

1. 種子を、電気伝導率５０μＳ／ｃｍ以下の水に接触させる発芽工程と、
   次いで、発芽した種子を、養液を用いて栽培する育苗工程とを有することを特徴とする植物栽培方法。
2. 前記発芽工程は、培地を用いて行うものである請求項１に記載の植物栽培方法。
3. 前記発芽工程における前記培地は、鉱物系素材を含むものである請求項２に記載の植物栽培方法。
4. 前記発芽工程は、前記培地が充填されたセルトレイを用いて行い、
   前記セルトレイの、個々のセルに充填された培地に種子を播種する請求項２または３に記載の植物栽培方法。
5. 前記発芽工程は、湿度８０％以上の条件で行う請求項１〜４のいずれか１項に記載の植物栽培方法。
6. 前記育苗工程は、育苗棚を上下方向に多段に配置して育苗空間を形成した多段棚式育苗装置を用いて行う、請求項１〜５のいずれか１項に記載の植物栽培方法。
7. 前記育苗工程後に定植栽培する定植栽培工程をさらに有する請求項１〜６のいずれか１項に記載の植物栽培方法。
8. 前記発芽工程及び育苗工程を、人工光を利用する遮光性構造物内で行い、
   前記定植栽培工程を、圃場に定植し、太陽光を利用して行う請求項７に記載の植物栽培方法。
9. 栽培した植物を収穫する収穫工程をさらに有する請求項１〜８のいずれか１項に記載の植物栽培方法。
10. 種子の発芽に用いられる栽培装置を有する植物栽培施設であって、
    種子に電気伝導率５０μＳ／ｃｍ以下の水を供給可能な水処理装置を備えることを特徴とする植物栽培施設。
11. 前記水処理装置は、浸水装置、上部灌水装置、底面灌水装置、噴霧装置、及び飽和水蒸気密度生成装置から選ばれるいずれかの給液設備を有する前記栽培装置に接続される請求項１０に記載の植物栽培施設。
12. 前記栽培装置に電気伝導率５０μＳ／ｃｍ以下の水を供給する給水手段と、
    該栽培装置に養液を供給する給液手段と、
    該栽培装置への水の供給と養液の供給とを切り替える切替手段と
    を有する請求項１０または１１に記載の植物栽培施設。
13. 電気伝導率５０μＳ／ｃｍ以下の水を供給する水処理装置であって、蔬菜類の種子の発芽のために用いられる水処理装置。

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