JP2022035344A - Water culture device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、植物の水耕栽培を行う際に用いる水耕溶液にこれまで知られている植物栄養成分に加えて、植物生育活性化成分としてすくなくとも銀イオンを有効な状態と濃度で添加することを可能にする水耕栽培用装置に関するものである。 In the present invention, in addition to the plant nutritional components known so far, at least silver ions are added to the hydroponic solution used for hydroponic cultivation of plants in an effective state and concentration as a plant growth activating component. It is related to the equipment for hydroponics that enables.
銀イオンはウイルス及び細菌等の病原微生物の抗菌剤・消毒剤・除菌剤として使用され、所定の効果を持つ製品及び用法に有効に適用されてきた。したがって、銀イオンは主として健康衛生分野、医療分野、食品産業分野等において微生物病の発生を予防し阻止するための資材として使用されてきている。 Silver ions have been used as antibacterial agents, disinfectants, and disinfectants for pathogenic microorganisms such as viruses and bacteria, and have been effectively applied to products and usages having predetermined effects. Therefore, silver ions have been used mainly in the fields of health and hygiene, the medical field, the food industry, and the like as materials for preventing and preventing the occurrence of microbial diseases.
本出願人及び本発明者は、植物栽培土壌微生物及び植物栽培養液微生物及び植物の付着共生微生物及び/又は植物の内部共生微生物を不完全にしか排除できない低濃度の銀イオンを含有する水溶液が、植物育成環境改善に顕著な効果を持つことを発見し、さらに銀イオンが植物の活性化能を維持できる状態でこれを水耕栽培用栄養液に効果的に添加することについて検討し本装置の発明に至った。 The applicant and the present inventor have an aqueous solution containing a low concentration of silver ions that can only completely eliminate plant-cultivated soil microorganisms, plant-cultivated hydroponic microorganisms, plant-adhered symbiotic microorganisms and / or plant internal symbiotic microorganisms. , Discovered that it has a remarkable effect on improving the plant growing environment, and further investigated the effective addition of silver ions to the nutrient solution for hydroponics in a state where the ability to activate plants can be maintained. It led to the invention of.
土壌栽培及び/又は養液栽培により生育する植物は、全くの無菌環境(微生物フリー)で生きていることは極めて特殊な環境における以外にはあり得ず、多くの場合においては細菌や古細菌及び菌類等の微生物と共存及び/又は共生して生育している。それら微生物と植物との共生は、単に生存場を共にしているだけという場合もあるが、多くのケースでは片利的或は相利的な共生関係を形成している。片利共生の関係においては、微生物が植物に対して病原性を持つ場合があるが、そうではない片利共生及び相利共生の関係が普遍的に見られことに比較して、病原性を示すに至る片利共生のケースは稀に見られるに過ぎない。したがって、土壌環境や水環境に生存する多くの微生物は植物の生育にとって無害であるか、むしろその生育を促進させる役割を有している。 Plants grown by soil and / or hydroponic cultivation can only live in a completely sterile environment (microorganism-free) in extremely special environments, often with bacteria, archaea and It grows in coexistence and / or symbiosis with microorganisms such as fungi. The symbiosis between these microorganisms and plants may simply share a living place, but in many cases, they form a commensal or mutualistic symbiotic relationship. In the commensal relationship, the microorganisms may be pathogenic to the plant, but the pathogenicity is compared to the universal relationship between commensalism and mutualism, which is not the case. The cases of commensalism leading up to the above are rarely seen. Therefore, many microorganisms that survive in soil and water environments are harmless to the growth of plants, or rather have a role in promoting their growth.
一定濃度以上の銀イオンを含有するウイルス及び細菌等の病原微生物の抗菌剤・消毒剤は、微生物を排除することによって微生物感染症の発生を防止することに有効に使われており、健康衛生分野・医療分野・食品産業分野等において重要な銀イオンの適用技術分野を形成するに至っている。しかしながら、農業・林業・園芸等の植物の栽培を必須とする産業分野においては、前述の微生物と植物との共生関係の維持が必要とされることから、ほぼ全ての微生物を排除する一定濃度以上の高濃度の銀イオンが示す制菌や殺菌といった特性は、むしろ逆効果をもたらすことが多かった。 Antibacterial agents and disinfectants for pathogenic microorganisms such as viruses and bacteria containing silver ions at a certain concentration or higher are effectively used to prevent the occurrence of microbial infectious diseases by eliminating microorganisms, and are used effectively in the field of health and hygiene. -It has led to the formation of important silver ion application technology fields in the medical field, food industry field, etc. However, in industrial fields such as agriculture, forestry, and horticulture, where the cultivation of plants is essential, it is necessary to maintain the symbiotic relationship between the above-mentioned microorganisms and plants. The bactericidal and bactericidal properties of the high concentrations of silver ions were rather counterproductive.
本発明の製品及びその適用技術は、銀イオンの抗菌剤・消毒剤として有効な最低濃度を検討する研究において得られた研究結果により発見するに至った。精製水を用いて希釈した銀イオン(Ag+)濃度が0.060 mg/L以上の水溶液に30分間暴露しその後NB寒天平板培地に塗布して生残菌数を測定したところ、供試したPseudomonas属細菌、Escherichia属細菌及びBacillus属細菌はすべて増殖活性を失いこの濃度の銀イオン水は完全な消毒効果を示した。精製水を用いて希釈した銀イオン(Ag+)濃度が0.050 mg/Lから0.030 mg/Lの溶液に30分間暴露した供試細菌は、用いた3種類の供試細菌によって異なるものの、この範囲の銀イオン濃度にほぼ比例して増殖活性を失い、その平均失活率は47~69%であった。つぎに、銀イオン濃度を0.025 mg/L以下に低下させて同様に暴露しその消毒効果を見たところ、3種すべての供試細菌の平均失活率は22%以下(生残率として78%以上)となった。 The product of the present invention and its application technique have been discovered by the research results obtained in the study for examining the minimum concentration effective as an antibacterial agent / disinfectant for silver ions. The Pseudomonas tested were exposed to an aqueous solution having a silver ion (Ag +) concentration of 0.060 mg / L or more diluted with purified water for 30 minutes, and then applied to an NB agar plate medium to measure the number of surviving bacteria. Bacteria of the genus, Escherichia and Bacillus all lost their proliferative activity and this concentration of silver ionized water showed a complete disinfecting effect. The test bacteria exposed to a solution having a silver ion (Ag +) concentration of 0.050 mg / L to 0.030 mg / L diluted with purified water for 30 minutes differ depending on the three types of test bacteria used. The growth activity was lost almost in proportion to the silver ion concentration in this range, and the average deactivation rate was 47 to 69%. Next, when the silver ion concentration was lowered to 0.025 mg / L or less and exposed in the same manner to see the disinfecting effect, the average inactivation rate of all three test bacteria was 22% or less (survival rate). 78% or more).
次に、このようなPseudomonas属細菌、Escherichia属細菌及びBacillus属細菌を失活させることのない低濃度の銀イオンを添加した水耕用栄養素溶液を用いることによって、植物の水耕栽培にどのような効果をもたらすかを、ルッコラを用いた水耕栽培実験により調べた。 Next, how to hydroponically grow plants by using a hydroponic nutrient solution supplemented with a low concentration of silver ions that does not inactivate such Pseudomonas, Escherichia and Bacillus bacteria. It was investigated by a hydroponic cultivation experiment using Luccola to see if it would bring about such an effect.
発泡スチロール枠(丸枠型)に埋め込まれたウレタンフォーム培地にルッコラの種子を播種し、精製水を添加して発芽・発根させ、発芽後10日齢まで栽培した36株を12株ずつA、B、Cの3つの試験群に分けて実験に用いた。発芽した各ウレタンフォーム培地はほぼ同様に生長したルッコラ苗が1本となるように間引きし、そのウレタンフォーム培地が埋め込まれた発泡スチロールを3×4の12株ブロックごとの3つのブロックに切り分け、それぞれを同一矩形の水耕栽培容器に浮かべ、水耕液量を1.5Lとして以下に記載する条件で水耕栽培を行った。A試験群の栽培容器には精製水を供給、B試験群の栽培容器には市販栄養素溶液(精製水により1000倍希釈したもの)を供給、C試験群の栽培容器には同一の市販栄養素溶液(精製水により1000倍希釈したもの)に0.010mg/Lの濃度となるように銀イオンを添加したものを供給し、1サイクルが14時間2500 lx 白色蛍光灯照射(明条件)・10時間蛍光灯非照射(暗条件)に設定しかつ気温22℃及び湿度70%の恒温恒湿に設定した人工気象機に入れて、その後蒸散した水耕液量を3~4日ごとに測定し、A、B、Cの3つの試験群の初期設定時にそれぞれに添加したものと同じ水耕液を蒸散量分だけ補給しながら、20日の水耕栽培におけるルッコラの生長量を測定したところ下記の試験結果を得た。 Arugula seeds were sown in a urethane foam medium embedded in a styrofoam frame (round frame type), germination and rooting were performed by adding purified water, and 12 strains of 36 strains cultivated up to 10 days after germination were A, It was divided into three test groups, B and C, and used in the experiment. Each germinated urethane foam medium was thinned out so that there was only one arugula seedling that grew in almost the same way, and the styrofoam in which the urethane foam medium was embedded was cut into 3 blocks of 3 × 4 12-strain blocks, respectively. Was floated in the same rectangular hydroponic cultivation container, and hydroponic cultivation was carried out under the conditions described below with a hydroponic liquid amount of 1.5 L. Purified water is supplied to the cultivation container of the A test group, a commercially available nutrient solution (1000-fold diluted with purified water) is supplied to the cultivation container of the B test group, and the same commercially available nutrient solution is supplied to the cultivation container of the C test group. (1000-fold diluted with purified water) supplemented with silver ions added to a concentration of 0.010 mg / L, 1 cycle is 14 hours 2500 lp x white fluorescent lamp irradiation (bright condition), 10 hours Place the product in an artificial meteorological machine set to non-irradiation with fluorescent light (dark conditions) and set to a constant temperature and humidity of 22 ° C and 70% humidity, and then measure the amount of hydroponic solution evaporated every 3 to 4 days. The growth amount of Luccola in hydroponic cultivation on the 20th was measured while supplying the same hydroponic solution as that added to each of the three test groups A, B, and C at the initial setting for the amount of evaporation. Test results were obtained.
水耕栽培開始から20日後にルッコラをウレタンフォーム培地ごと発泡スチロール枠から抜き出し、ウレタンフォーム上端から上に出た部分を鋏により切り取りこれをルッコラのシュート部とした。その後、48℃にセットした恒温乾燥機内で4日間乾燥処理し、シュート部の乾燥重量を測定し、A、B、Cの各試験群の12株ずつの平均値を求めた。ルッコラのシュート部バイオマス重量の平均値は、この切り取ったシュート部の乾燥重量の平均値に等しいとした。一方、上記の各群のルッコラからシュート部を切り除いた残りのルート部を含むウレタンフォームは、48℃にセットした恒温乾燥機内で5日間乾燥処理しその乾燥重量を測定した。また、それらとは別に発泡スチロール枠に埋め込んだルッコラを播種しなかった12個のウレタンフォームを水耕液1.5Lを加えたトレーに浮かべ、ルッコラの水耕栽培に用いたものと同一人工気象機内に20日間おいたものを、ルッコラ栽培後のルート部だけを含むウレタンフォームと同じように48℃にセットした恒温乾燥機内で5日間乾燥処理した後に乾燥重量を測定しその平均乾燥重量を求めた。水耕栽培20日後におけるA、B、Cの各試験群の12株の平均ルート部バイオマス重量は、上記の各群のルッコラからシュート部を切り除いた残りのルート部を含むウレタンフォームの平均乾燥重量から上記のルッコラを栽培しなかったウレタンフォーム培地の平均乾燥重量を差し引いて求めた。ルッコラの各群ごとの平均全バイオマス重量は、上記の各群ごとに求めたシュート部とルート部の合計値とした。得られた各群ごとの平均全バイオマス重量は、A試験群1.16g、B試験群3.43g、C試験群5.03gであった。また、各12株の平均シュート部のバイオマス重量は、A試験群0.72g、B試験群2.38g、C試験群2.45gであった。また、平均ルート部のバイオマス重量は、A試験群0.44g、B試験群1.05g、C試験群2.58gであった。 Twenty days after the start of hydroponics, arugula was extracted from the styrofoam frame together with the urethane foam medium, and the portion protruding from the upper end of the urethane foam was cut off with a scissors and used as the shoot part of the arugula. Then, it was dried in a constant temperature dryer set at 48 ° C. for 4 days, the dry weight of the shoot portion was measured, and the average value of 12 strains of each of the test groups A, B, and C was obtained. The average value of the biomass weight of the shoot portion of arugula was set to be equal to the average value of the dry weight of the shoot portion cut out. On the other hand, the urethane foam containing the remaining root portion from which the shoot portion was cut off from the arugula of each of the above groups was dried for 5 days in a constant temperature dryer set at 48 ° C., and the dry weight thereof was measured. In addition, 12 urethane foams that were not sown with arugula embedded in a styrofoam frame were floated on a tray containing 1.5 L of hydroponic solution, and inside the same artificial meteorological machine as the one used for hydroponic cultivation of arugula. After 20 days of drying in a constant temperature dryer set at 48 ° C. in the same manner as urethane foam containing only the root part after arugula cultivation, the dry weight was measured and the average dry weight was calculated. .. After 20 days of hydroponics, the average root biomass weights of the 12 strains of each of the test groups A, B, and C were the average dryness of the urethane foam containing the remaining root portion obtained by cutting the shoot portion from the arugula of each of the above groups. It was obtained by subtracting the average dry weight of the above-mentioned urethane foam medium in which arugula was not cultivated from the weight. The average total biomass weight of each group of arugula was taken as the total value of the shoot part and the root part obtained for each of the above groups. The average total biomass weight of each group obtained was 1.16 g in the A test group, 3.43 g in the B test group, and 5.03 g in the C test group. The average biomass weight of the shoots of each of the 12 strains was 0.72 g in the A test group, 2.38 g in the B test group, and 2.45 g in the C test group. The biomass weight of the average root portion was 0.44 g in the A test group, 1.05 g in the B test group, and 2.58 g in the C test group.
上記の結果より、市販栄養素溶液(精製水により1000倍希釈したもの)に0.010mg/Lの濃度となるように銀イオンを添加した水耕液を用いた場合のルッコラ(C試験群)は、同一の市販栄養素溶液のみを用いた場合のルッコラ(B試験群)と比較して、植物全体としてバイオマス重量を1.47倍に増大させたことが知られた。一方、ルッコラのルート部のバイオマス重量は、銀イオンを添加した水耕液を用いることにより市販栄養素溶液のみを用いた場合と比較して2.46倍となり、水耕液への銀イオンの添加は根の生長を顕著に促進させることが分かった。 From the above results, Luccola (C test group) was obtained when a hydroponic solution containing silver ions added to a commercially available nutrient solution (diluted 1000 times with purified water) to a concentration of 0.010 mg / L was used. It was known that the biomass weight of the whole plant was increased 1.47 times as compared with Luccola (Test Group B) when only the same commercially available nutrient solution was used. On the other hand, the weight of the biomass at the root of arugula is 2.46 times that of the case where only the commercially available nutrient solution is used by using the hydroponic solution to which silver ions are added, and the addition of silver ions to the hydroponic solution. Was found to significantly promote root growth.
次に、ルッコラを上記と同じウレタンフォーム培地に播種し発芽・発根させ、発芽後10日齢となった苗81株を9株ずつの第1群~第9群の9つの試験群に分けて実験に用いた。発芽した各ウレタンフォーム培地はほぼ同様に生長したルッコラ苗が1本となるように間引きし、そのウレタンフォーム培地が埋め込まれた発泡スチロールを3×3の9株ブロックの9区画に切り分け、それぞれを同一矩形の水耕栽培容器に浮かべ、水耕液量を1.0Lとして以下に記載する条件で水耕栽培を行った。それぞれの水耕容器には、第1群の水耕栽培容器には市販栄養素溶液(精製水により1000倍希釈したもの)を1.0L入れた。一方、第2群~第9群の栽培容器には、それぞれ同一の市販栄養素溶液(精製水により1000倍希釈したもの)に、0.00025mg/Lの濃度となるように銀イオンを添加(第2群)、0.0005mg/Lの濃度となるように銀イオンを添加(第3群)、0.001mg/Lの濃度となるように銀イオンを添加(第4群)、0.005mg/Lの濃度となるように銀イオンを添加(第5群)、0.010mg/Lの濃度となるように銀イオンを添加(第6群)、0.025mg/Lの濃度となるように銀イオンを添加(第7群)、0.050mg/Lの濃度となるように銀イオンを添加(第8群)、0.10mg/Lの濃度となるように銀イオンを添加(第9群)した市販栄養素溶液(精製水により1000倍希釈したもの)を各1.0L用いた。1サイクルが14時間2500 lx 白色蛍光灯照射(明条件)・10時間蛍光灯非照射(暗条件)に設定しかつ気温22℃及び湿度70%の恒温恒湿に設定した人工気象機に入れて、その後蒸散した水耕液量を3~4日ごとに測定し、第1群~第9群の試験群の初期設定時に添加したものと同じ水耕液を蒸散量分だけ補給しながら栽培し、20日後の水耕栽培におけるルッコラの生長量をバイオマス量(乾燥重量)として測定した。
Next, arugula was sown in the same urethane foam medium as above to germinate and root, and 81
水耕栽培開始から20日後にルッコラをウレタンフォーム培地ごと発泡スチロール枠から抜き出し、それをウレタンフォームごと48℃にセットした恒温乾燥機内で5日間乾燥処理した後に乾燥重量を測定した。一方、発泡スチロール枠に埋め込んだ9個のルッコラを播種しなかったウレタンフォームを水耕液量を1.0Lを加えたトレーに浮かべ、ルッコラの水耕栽培に用いたものと同一人工気象機内に20日おいたものを、ルッコラ栽培後のウレタンフォームと同じように48℃にセットした恒温乾燥機内で5日間乾燥処理した後に乾燥重量を測定しその平均乾燥重量を測定した。水耕栽培20日後における第1~第9の試験群の各9株の平均全バイオマス重量は、上記各群の栽培ルッコラを含むウレタンフォーム培地の平均乾燥重量から上記のルッコラを栽培しなかったウレタンフォーム培地の平均乾燥重量を差し引いて求めた。これらの平均バイオマス重量は、市販の栄養素溶液(精製水により1000倍希釈したもの)だけの水耕液を用いて栽培したルッコラ9株の平均全バイオマス重量(第1群)と比較して、同一市販栄養素溶液(精製水により1000倍希釈したもの)に銀イオン濃度が0.00025mg/Lとなるように添加して栽培した第2群のルッコラ9株の平均全バイオマス重量は0.975倍となり、この濃度で銀イオンを添加してもルッコラの生長に大きな違いは見られなかった。
Twenty days after the start of hydroponics, arugula was taken out from the styrofoam frame together with the urethane foam medium, and the arugula was dried together with the urethane foam in a constant temperature dryer set at 48 ° C. for 5 days, and then the dry weight was measured. On the other hand, 9 urethane foams embedded in a styrofoam frame without seeding were floated on a tray with a hydroponic solution amount of 1.0 L, and 20 in the same artificial meteorological machine as the one used for hydroponic cultivation of arugula. The sun-dried one was dried in a constant temperature dryer set at 48 ° C. for 5 days in the same manner as the urethane foam after cultivation of arugula, and then the dry weight was measured and the average dry weight was measured. The average total biomass weight of each of the 9 strains in the 1st to 9th test groups after 20 days of hydroponics was the average dry weight of the urethane foam medium containing the cultivated arugula in each of the above groups. It was calculated by subtracting the average dry weight of the foam medium. These average biomass weights are the same as the average total biomass weight (Group 1) of 9 Luccola strains cultivated using a hydroponic solution containing only a commercially available nutrient solution (diluted 1000 times with purified water). The average total biomass weight of the 9 strains of Luccola in
一方、同一市販栄養素溶液(無機栄養素を配合して市販されている肥料液)を精製水により1000倍希釈したものに、銀イオン濃度が0.0005mg/L(第3群)、0.001mg/L(第4群)、0.005mg/L(第5群)、0.010mg/L(第6群)、0.025mg/L(第7群)となるように銀イオンを添加した水耕液を用いて20日間栽培した各群のルッコラ9株の平均全バイオマス重量(乾燥重量)は、市販の栄養素溶液(精製水により1000倍希釈したもの)だけの水耕液を用いて栽培したルッコラ9株の平均全バイオマス重量(乾燥重量)(第1群)と比較して、それぞれ1.06倍(第3群)、1.15倍(第4群)、1.28倍(第5群)、1.44倍(第6群)、1.56倍(第7群)となり、この範囲の水耕液中の銀イオンの濃度の増大に伴ってルッコラのバイオマス量が有意に増大した。 On the other hand, the same commercially available nutrient solution (commercially available fertilizer solution containing inorganic nutrients) diluted 1000-fold with purified water has a silver ion concentration of 0.0005 mg / L (Group 3) and 0.001 mg /. Hydroponic water with silver ions added to L (4th group), 0.005mg / L (5th group), 0.010mg / L (6th group), 0.025mg / L (7th group) The average total biomass weight (dry weight) of 9 strains of Luccola cultivated for 20 days using the liquid is Luccola cultivated using a hydroponic solution containing only a commercially available nutrient solution (diluted 1000 times with purified water). Compared with the average total biomass weight (dry weight) (1st group) of 9 strains, 1.06 times (3rd group), 1.15 times (4th group) and 1.28 times (5th group), respectively. ), 1.44 times (6th group), 1.56 times (7th group), and the amount of ruccola biomass increased significantly as the concentration of silver ions in the hydroponic solution in this range increased.
しかし、市販栄養素溶液(無機栄養素を配合して市販されている肥料液)を精製水により1000倍希釈したものに、銀イオン濃度が0.05mg/L(第8群)、0.10mg/L(第9群)となるように銀イオンを添加した水耕液を用いて20日間栽培した際の各群のルッコラ9株の平均全バイオマス重量(乾燥重量)は、市販栄養素溶液(無機栄養素を配合して市販されている肥料液)を精製水により1000倍希釈したものだけの水耕液を用いて栽培したルッコラ9株の平均全バイオマス重量(乾燥重量)(第1群)に比較して、それぞれ1.35倍(第8群)、1.17倍(第9群)と、銀イオンを0.025mg/Lとなるように添加した第7群(1.56倍)よりも逆にルッコラの生長促進効果が減少した。 However, a commercially available nutrient solution (a fertilizer solution that is commercially available containing inorganic nutrients) diluted 1000-fold with purified water has a silver ion concentration of 0.05 mg / L (Group 8) and 0.10 mg / L. The average total biomass weight (dry weight) of 9 Luccola strains in each group when cultivated for 20 days using a hydroponic solution to which silver ions were added so as to be (Group 9) is a commercially available nutrient solution (inorganic nutrients). Compared to the average total biomass weight (dry weight) (group 1) of 9 Luccola strains cultivated using only a hydroponic solution obtained by diluting a mixed and commercially available fertilizer solution 1000 times with purified water. , 1.35 times (8th group) and 1.17 times (9th group), respectively, which is the opposite of the 7th group (1.56 times) in which silver ions were added so as to be 0.025 mg / L. The growth-promoting effect of Luccola was reduced.
上記のように、水耕栽培液に0.0005mg/L以上0.025mg/L以下の範囲で銀イオンを添加することが、水耕栽培における植物の生長を促進できることが知られた。しかし、0.025mg/L以下の銀イオンは4ヶ月間以上安定に一定濃度で保存することが困難であった。そこで本発明では、安定した濃度として長期間銀イオン水を保存可能にできる5mg/L以上の高濃度の銀イオン保存水溶液として作製し、水耕栽培に使用する直前に栄養素溶液に混合して栽培植物に供給することで、この問題を解決することを考えた As described above, it has been known that the addition of silver ions in the range of 0.0005 mg / L or more and 0.025 mg / L or less to the hydroponic cultivation solution can promote the growth of plants in hydroponic cultivation. However, it was difficult to stably store silver ions of 0.025 mg / L or less at a constant concentration for 4 months or longer. Therefore, in the present invention, it is prepared as a silver ion storage aqueous solution having a high concentration of 5 mg / L or more that can store silver ionized water for a long period of time as a stable concentration, and is mixed with a nutrient solution immediately before being used for hydroponics and cultivated. I thought about solving this problem by supplying it to plants.
そこで、通常水耕栽培装置に使用される無機栄養成分を溶解した水耕用栄養素溶液を栽培植物に供給する設備に加えて、植物生育活性化成分として5mg/L以上の濃度で銀イオンを含有する水溶液を当該栄養素溶液に定量的に添加する設備を追加設置することによって、植物栄養成分を溶解した無機栄養素溶液によって希釈された後の銀イオンの濃度が安定して0.0005mg/L以上0.025mg/L以下となるようにする水耕栽培装置を考案した。 Therefore, in addition to a facility that supplies a hydroponic nutrient solution containing an inorganic nutrient component normally used in hydroponic cultivation equipment to cultivated plants, it contains silver ions at a concentration of 5 mg / L or more as a plant growth activating component. By additionally installing a facility to quantitatively add the aqueous solution to the nutrient solution, the concentration of silver ions after being diluted with the inorganic nutrient solution in which the phytonutrient component is dissolved is stable at 0.0005 mg / L or more. We devised a hydroponic cultivation device that keeps the concentration below .025 mg / L.
次に、本発明では、無機栄養素溶液(無機栄養素のみを配合して市販されている肥料液)と有機栄養素溶液(イワシを煮干に加工する際に副産物として得られる煮汁を好気的に攪拌発酵させて製造した栄養素溶液)の何れが、上述の銀イオン液を植物成長促進液として用いる水耕栽培における栄養液として効果的かを水耕栽培実験により調べた。 Next, in the present invention, an inorganic nutrient solution (a fertilizer solution that contains only inorganic nutrients and is commercially available) and an organic nutrient solution (a broth obtained as a by-product when sardines are processed into boiled sardines are aerobically stirred and fertilized. It was investigated by a hydroponic cultivation experiment which of the nutrient solutions produced by the above-mentioned silver ion solution was effective as a nutrient solution in hydroponic cultivation using the above-mentioned silver ion solution as a plant growth promoting solution.
この実験では、ルッコラをウレタンフォーム培地に播種し発芽・発根させ、発芽後10日齢となった苗48株を12株ずつのA、B、C、Dの4つの試験群に分けて実施した。発芽した各ウレタンフォーム培地はほぼ同様に生長したルッコラ苗が1本となるように間引きし、そのウレタンフォーム培地が埋め込まれた発泡スチロールを3×4の12株ブロックの4つの発泡スチロールのブロックに切り分け、それぞれを同一矩形の水耕栽培容器に浮かべ、水耕液量を1.5Lになるようにして以下に記載する条件で栽培実験を行った。それぞれの水耕容器のうち、A試験群の水耕栽培容器には市販無機栄養素溶液(無機栄養素のみを配合して市販されている肥料液を精製水により1/1000に希釈したもの)を1.5L入れて水耕栽培を開始した。B試験群の水耕栽培容器には有機栄養素溶液(イワシを煮干に加工する際に副産物として得られる煮汁を30日間好気的に攪拌発酵させて製造した栄養素溶液を、精製水により1/1000に希釈したもの)を1.5L入れて水耕栽培を開始した。一方、C試験群とD試験群の水耕容器には、上記の市販無機栄養素溶液(精製水により1/1000に希釈したもの)に0.010mg/Lの濃度となるように銀イオンを添加したもの1.5Lを入れて(C試験群)その後の水耕栽培を行い、また残り1群には上記の有機物を含む原料を発酵させて製造した有機栄養素溶液(精製水により1/1000に希釈したもの)に0.010mg/Lの濃度となるように銀イオンを添加したもの1.5Lを入れて(D試験群)水耕栽培を行った。これらの水耕栽培実験は、1サイクルが14時間2500 lx 白色蛍光灯照射(明条件)・10時間蛍光灯非照射(暗条件)に設定しかつ気温22℃及び湿度70%の恒温恒湿に設定した人工気気象機の中で行い、その後20日間の水耕栽培における各水耕実験群のルッコラの成長量を記録した
In this experiment, arugula was sown in urethane foam medium to germinate and root, and 48
水耕栽培開始から20日後にルッコラをウレタンフォーム培地ごと発泡スチロール枠から抜き出し、それをウレタンフォームごと48℃にセットした恒温乾燥機内で5日間乾燥処理した後に乾燥重量を測定した。一方、発泡スチロール枠に埋め込みルッコラを播種しなかった12個のウレタンフォームを水耕液量を1.5Lを加えたトレーに浮かべ、ルッコラの水耕栽培に用いたものと同一人工気象機内に20日おいたものを、ルッコラ栽培後のウレタンフォームと同じように48℃にセットした恒温乾燥機内で5日間乾燥処理した後に乾燥重量を測定しその平均乾燥重量を測定した。水耕栽培20日後におけるA~Dの試験群の各12株の平均全バイオマス重量は、上記各群の栽培ルッコラを含むウレタンフォーム培地の平均乾燥重量から上記のルッコラを栽培しなかったウレタンフォーム培地の平均乾燥重量を差し引いて求めた。水耕栽培開始20日後におけるA~Dの試験群の各12株の平均全バイオマス重量(乾燥重量)は、上記市販無機栄養素溶液だけを添加した水耕液を用いて栽培したルッコラ12株の平均全バイオマス重量(乾燥重量)(A試験群)と比較して、上記市販栄養素溶液の替わりに上記水耕用有機栄養素溶液を添加した水耕液を用いて栽培した場合のルッコラ12株の平均全バイオマス重量(乾燥重量)(B試験群)は1.15倍であった。また、上記市販栄養素溶液に濃度が0.010mg/Lとなるように銀イオンを添加して栽培したC試験群のルッコラ12株の平均全バイオマス重量(乾燥重量)はA試験群のそれの1.43倍となった。一方、上記水耕用有機栄養素溶液に濃度が0.010mg/Lとなるように銀イオンを添加して栽培したD試験群のルッコラ12株の平均全バイオマス重量(乾燥重量)はA試験群のそれの1.92倍となった。
Twenty days after the start of hydroponics, arugula was taken out from the styrofoam frame together with the urethane foam medium, and the arugula was dried together with the urethane foam in a constant temperature dryer set at 48 ° C. for 5 days, and then the dry weight was measured. On the other hand, 12 urethane foams embedded in a styrofoam frame and not sown with arugula were floated on a tray containing 1.5 L of hydroponic solution and placed in the same artificial meteorological machine as the one used for hydroponic cultivation of arugula for 20 days. The arugula was dried in a constant temperature dryer set at 48 ° C. for 5 days in the same manner as the urethane foam after cultivation of arugula, and then the dry weight was measured and the average dry weight was measured. The average total biomass weight of each of the 12 strains in the test groups A to D after 20 days of hydroponics was the average dry weight of the urethane foam medium containing the cultivated luccola in each group, and the urethane foam medium in which the above luccola was not cultivated. It was calculated by subtracting the average dry weight of. The average total biomass weight (dry weight) of each of the 12 strains in the test groups A to
上記の結果より、水耕栽培養液への銀イオンの添加は、無機栄養素溶液に銀イオンを添加した場合よりも、水耕用有機栄養素溶液に銀イオンを添加した場合に、より植物の生育を活性化させることができることが明らかとなった。これとほぼ同じ実験結果は、有機栄養素溶液は大豆煮汁(味噌製造副産物)、カツオ煮汁(鰹節製造副産物)およびサバ煮汁(鯖節製造副産物)を好気的に攪拌発酵して得られた有機性液状肥料を希釈し水耕用有機栄養素溶液として用いた際にも得られた。したがって、水耕栽培用栄養素溶液への銀イオンの添加は、栄養素溶液に有機性液状肥料を用いた際に、特に植物生育に相乗的な効果をもたらすことができると見なされた。 From the above results, the addition of silver ions to the hydroponic nutrient solution causes more plant growth when the silver ions are added to the hydroponic organic nutrient solution than when the silver ions are added to the inorganic nutrient solution. It became clear that it can be activated. Similar experimental results show that the organic nutrient solution is organic obtained by aerobically stirring and fermenting soybean broth (miso production by-product), bonito broth (bonito production by-product) and mackerel broth (sababushi production by-product). It was also obtained when the liquid fermenter was diluted and used as an organic nutrient solution for hydroponic cultivation. Therefore, it was considered that the addition of silver ions to the nutrient solution for hydroponics could bring about a synergistic effect on plant growth, especially when the organic liquid fertilizer was used for the nutrient solution.
本発明が解決しようとする課題は、植物の水耕栽培において通常の栄養素溶液とは別に、植物の生育活性を増大する活性化液を供給することにより、収穫量の増大を図ることである。また、植物病発生の防止のためにこれまで必要であった消毒剤等の使用量の削減を可能にすること、あるいは消毒剤の無使用化を可能にすることである。また、消毒剤や殺虫剤の継続使用によって引き起こされる消毒殺虫剤耐性植物病原微生物の新たな出現を阻止できるようにすることも解決課題とする。さらには、植物の水耕栽培における殺虫剤の使用量を削減するか無使用化にすることによって、水耕栽培農業をより環境配慮型の産業に転換する装置を開発することを課題とする。 An object to be solved by the present invention is to increase the yield by supplying an activating liquid that increases the growth activity of the plant in addition to the usual nutrient solution in the hydroponic cultivation of the plant. In addition, it is possible to reduce the amount of disinfectant used, which has been necessary so far to prevent the occurrence of plant diseases, or to eliminate the use of disinfectant. Another problem is to be able to prevent the emergence of new disinfectant and insecticide-resistant phytopathogenic microorganisms caused by continued use of disinfectants and pesticides. Furthermore, the challenge is to develop a device that transforms hydroponic agriculture into a more environmentally friendly industry by reducing or eliminating the use of pesticides in hydroponic cultivation of plants.
上記の課題を解決するために、本発明では植物の水耕栽培における収穫量の増大を過剰な栄養素の供給や消毒剤や殺虫剤等の防除薬剤の使用に頼るのではなく、植物が本来保有している生長能力と病原微生物と昆虫等による食害に対する抵抗力や免疫力を増強することを基本的手段としている。この手段の採用により、水耕栽培における生産量増大の課題を達成するとともに、植物の水耕栽培における消毒剤と殺虫剤の使用量の削減又は不要化の課題を解決する。また、この手段を実現するためには、植物が持つ栄養摂取能と生長能を最大限に引き出すことが重要と考えられる。本発明の水耕栽培の栄養素養液に銀イオンを追加して添加することによってもたらされる植物の栄養摂取能力と生長能の増強は、水耕栽培における植物の健全な生育を促進させ、その結果として収穫量の増大をもたらすだけではなく、植物病原微生物への免疫力及び抵抗力と昆虫等による食害への抵抗力も付与することができる。 In order to solve the above problems, in the present invention, the plant originally possesses the increase in yield in hydroponic cultivation of the plant, instead of relying on the supply of excessive nutrients or the use of control agents such as disinfectants and pesticides. The basic means are to enhance the growing ability, resistance to feeding damage by pathogenic microorganisms and insects, and immunity. By adopting this means, the problem of increasing the production amount in hydroponics is achieved, and the problem of reducing or eliminating the use of disinfectants and pesticides in hydroponics of plants is solved. In addition, in order to realize this means, it is important to maximize the nutritional intake and growth ability of plants. The enhancement of the nutrient intake capacity and growth ability of the plant brought about by adding silver ions to the nutrient nutrient solution for hydroponics of the present invention promotes the healthy growth of the plant in hydroponics, and as a result. Not only can it increase the yield, but it can also impart immunity and resistance to phytopathogenic microorganisms and resistance to feeding damage by insects and the like.
しかし、水耕栽培液に0.0005mg/L以上0.025mg/L以下の低濃度の銀イオンを添加することでは、この0.025mg/L以下の銀イオンは90日間以上安定に一定濃度で保存することは困難であった。そこで本発明では、安定した濃度として長期間銀イオン水を保存可能にするために、銀イオン保存原液を銀イオン濃度が5mg/L以上の高濃度の水溶液として作製し、これを水耕栽培における植物生育活性化液として使用する際に、栄養素溶液に混合することによって希釈し、0.0005mg/L以上0.025mg/L以下の低濃度銀イオン水として水耕栽培に添加する装置を付加することによりこの課題を解決することを考えた。 However, by adding low-concentration silver ions of 0.0005 mg / L or more and 0.025 mg / L or less to the hydroponic cultivation solution, the silver ions of 0.025 mg / L or less can be stably maintained at a constant concentration for 90 days or more. It was difficult to preserve. Therefore, in the present invention, in order to make silver ion water storable for a long period of time as a stable concentration, a silver ion preservation stock solution is prepared as a high-concentration aqueous solution having a silver ion concentration of 5 mg / L or more, and this is used in hydroponic cultivation. When used as a plant growth activating solution, dilute it by mixing it with a nutrient solution, and add a device to add it to hydroponic cultivation as low-concentration silver ion water of 0.0005 mg / L or more and 0.025 mg / L or less. I thought about solving this problem by doing so.
本発明では、栄養素溶液に銀イオンを追加して添加するようにした水耕栽培装置を採用することによる効果は、無機栄養素のみで構成された水耕用栄養素溶液を供給する水耕栽培装置よりも、発酵させた有機栄養素溶液に銀イオンを添加できるようにした水耕栽培装置を採用した場合により高いことが知られた。このことから、本発明では、水耕用無機栄養素溶液に替えて有機性液状肥料を水耕栽培のための栄養素養液として供給することも、0.0005mg/L以上0.025mg/L以下の低濃度銀イオン水を水耕栽培養液に添加する装置を使用することに相乗的な効果をもたらすと考えられた。 In the present invention, the effect of adopting a hydroponic cultivation device in which silver ions are added to a nutrient solution is more effective than a hydroponic cultivation device that supplies a hydroponic nutrient solution composed only of inorganic nutrients. However, it was known that it was higher when a hydroponic cultivation device capable of adding silver ions to the fermented organic nutrient solution was adopted. Therefore, in the present invention, it is also possible to supply an organic liquid fertilizer as a nutrient nutrient solution for hydroponics instead of an inorganic nutrient solution for hydroponics, which is 0.0005 mg / L or more and 0.025 mg / L or less. It was considered that the use of a device for adding low-concentration silver ionized water to the hydroponic nutrient solution would have a synergistic effect.
0.0005mg/L以上0.025mg/L以下の低濃度の銀イオンによる植物ルート部及びシュート部の伸長促進に加えて、0.001mg/L以上1.0mg/L以下の使用濃度で亜鉛イオンを添加した植物生育活性化液を使用することにより、植物の内部共生微生物の増殖活性を高めることが可能となる。これは、0.0005mg/L以上0.025mg/L以下の低濃度の銀イオンは土壌微生物や養液微生物や植物内部共生微生物の増殖活性にほぼ影響を与えないことに起因する。その銀イオンの存在とは独立して、0.001mg/L以上1.0mg/L以下の亜鉛イオンによる微生物の増殖活性特に植物内部共生微生物の増殖活性増進の効果を十分に発揮できる。この内部共生微生物の増殖が旺盛化することにより、水耕栽培植物の生育をさらに増進できるという利点がある。 In addition to promoting the elongation of plant roots and shoots with low concentrations of silver ions of 0.0005 mg / L or more and 0.025 mg / L or less, zinc ions at a usage concentration of 0.001 mg / L or more and 1.0 mg / L or less. By using the plant growth activating solution containing the above, it is possible to enhance the growth activity of the internal symbiotic microorganisms of the plant. This is because low-concentration silver ions of 0.0005 mg / L or more and 0.025 mg / L or less have almost no effect on the growth activity of soil microorganisms, hydroponic microorganisms and plant internal symbiotic microorganisms. Independent of the presence of the silver ion, the zinc ion of 0.001 mg / L or more and 1.0 mg / L or less can sufficiently exert the effect of enhancing the growth activity of microorganisms, particularly the growth activity of symbiotic microorganisms inside plants. There is an advantage that the growth of hydroponic plants can be further promoted by the vigorous growth of these internal symbiotic microorganisms.
同様に、0.0005mg/L以上0.025mg/L以下の低濃度の銀イオンを含む水耕栽培液に0.001mg/L以上2.0mg/L以下の濃度でマグネシウムイオンを添加することも、亜鉛イオンの添加と同様に植物内部共生微生物の増殖活性の増進に有意な効果をもたらす。亜鉛イオンを添加した場合との相違点は、0.001mg/L以上2.0mg/L以下の濃度でマグネシウムイオンは、銀イオンとの相乗効果により植物幼苗根の伸長をさらに促進することである。この特長によって、マグネシウムイオンは銀イオンとの併用で直接的にも植物生育の増強効果を発揮することができる。 Similarly, magnesium ions may be added at a concentration of 0.001 mg / L or more and 2.0 mg / L or less to a hydroponic cultivation solution containing a low concentration of silver ions of 0.0005 mg / L or more and 0.025 mg / L or less. Similar to the addition of zinc ions, it has a significant effect on the growth activity of symbiotic microorganisms inside plants. The difference from the case where zinc ion is added is that magnesium ion at a concentration of 0.001 mg / L or more and 2.0 mg / L or less further promotes the growth of plant seedling roots by a synergistic effect with silver ion. .. Due to this feature, magnesium ion can directly exert the effect of enhancing plant growth when used in combination with silver ion.
このような植物内共生微生物の増殖の活性化は、亜鉛イオン及びマグネシウムイオンに限らず、第一鉄イオン、第二鉄イオン、コバルトイオン、ニッケルイオン、銅イオン、カリウムイオン、硝酸イオン、リン酸イオン、タングステン酸イオン、モリブデン酸イオンを、それぞれ使用濃度として0.001 mmol/L以上2 mmol/L以下の濃度で添加したルッコラ発芽発根試験の場合にも確認された。したがって、少なくとも上記10種のイオンの試験に供した範囲の濃度での添加は、0.025 mg/L以下の低濃度銀イオンによる植物生長促進とは別に、植物内部共生微生物の増殖活性を高め結果的に植物の成長を促すための追加的手段として有効であると考えられた。 The activation of the growth of symbiotic microorganisms in plants is not limited to zinc ion and magnesium ion, but ferrous ion, ferrous ion, cobalt ion, nickel ion, copper ion, potassium ion, nitrate ion and phosphoric acid. It was also confirmed in the case of the Luccola sprouting rooting test in which ions, tungstate ions, and molybdenate ions were added at concentrations of 0.001 mmol / L or more and 2 mmol / L or less, respectively. Therefore, addition at a concentration within the range of at least the above 10 kinds of ions for the test enhances the growth activity of the symbiotic microorganisms inside the plant, apart from the promotion of plant growth by the low concentration silver ion of 0.025 mg / L or less. As a result, it was considered to be effective as an additional means for promoting the growth of plants.
植物が本来持っている栄養摂取能力と生長能力を最大限に引き出すことは、植物の健全な生長と収穫物の生産にとって重要である。特に、水耕栽培においては幼苗期における植物ルート部(根)の旺盛で健全な生育を促すことが必要である。水耕栽培のための栄養素溶液に0.025mg/L以下の低濃度銀イオンを添加することにより、植物根の伸長を促進させて栽培植物が水耕液から栄養をより多く吸収できるようにし、結果的に栽培植物全体の生長を旺盛にする。また、このような低濃度の銀イオンは植物内共生微生物(エンドファイト)を抑制あるいは排除することがないため、植物・微生物の好ましい共生関係を崩壊させることがないと考えられる。 Maximizing the plant's natural nutrient intake and growth capacity is important for the healthy growth of the plant and the production of the crop. In particular, in hydroponics, it is necessary to promote vigorous and healthy growth of the plant route (root) during the seedling stage. By adding low-concentration silver ions of 0.025 mg / L or less to the nutrient solution for hydroponics, the growth of plant roots is promoted so that the cultivated plants can absorb more nutrients from the hydroponic solution. As a result, the growth of the entire cultivated plant becomes vigorous. In addition, since such low-concentration silver ions do not suppress or eliminate endophyte in plants, it is considered that they do not disrupt the favorable symbiotic relationship between plants and microorganisms.
以上に記載したように、0.0005mg/L以上0.025mg/L以下の低濃度の銀イオンを本発明の装置によって生育期の植物に与えることで、植物の健全な生長を可能にできる。これより、植物が本来持っている病原微生物に対する免疫能力や昆虫等による食害に対する抵抗能力を引き出し、従来栽培植物の病害や食害を防止するためにどうしても必要であった消毒剤や殺虫剤等の農薬を使用することなく、あるいはそのような農薬の使用量を最小限にすることによって、植物栽培をより安全で安心なものに転換し、さらには環境配慮型に転換できる利点がある。その効果として、農業・林業・園芸・緑地造成といった植物栽培によって成立している産業の持続的な発展を可能にする。 As described above, by supplying a low concentration silver ion of 0.0005 mg / L or more and 0.025 mg / L or less to a growing plant by the apparatus of the present invention, healthy growth of the plant can be enabled. From this, pesticides such as disinfectants and pesticides, which were absolutely necessary to bring out the immune ability of plants to the pathogenic microorganisms and the ability to resist feeding damage by insects, and to prevent diseases and feeding damage of conventionally cultivated plants. There is an advantage that plant cultivation can be converted to a safer and more secure one, and even to an environment-friendly type, without using or by minimizing the amount of such pesticides used. As an effect, it enables the sustainable development of industries established by plant cultivation such as agriculture, forestry, horticulture, and green space development.
さらに、0.0005mg/L以上0.025mg/L以下の低濃度銀イオンを添加するようにした水耕栽培装置を用いて、水耕用無機栄養素溶液の他に有機性液状肥料を水耕栽培のための栄養素養液として採用することにより、水耕栽培による植物生産量を相乗的に増大することができることが明らかになった。このことは、養液土耕栽培の有機栽培化を確立する上で重要な効果をもたらし、今後の水耕栽培農業の有機農業化に貢献できると考えられる。 Furthermore, using a hydroponic cultivation device to which low-concentration silver ions of 0.0005 mg / L or more and 0.025 mg / L or less are added, organic liquid fertilizer is hydroponically cultivated in addition to the hydroponic inorganic nutrient solution. It was clarified that the plant production amount by hydroponics can be synergistically increased by adopting it as a nutrient nutrient solution for hydroponics. This has an important effect in establishing the organic cultivation of hydroponic soil cultivation, and is considered to contribute to the organic farming of hydroponic agriculture in the future.
以下、本発明を実施するための形態を、実施例1~4によって例示する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be exemplified by Examples 1 to 4.
<実施例1>
ルッコラ(ロケット)栽培における実施例:4月末にウレタンフォーム培地にルッコラを播種し、発芽・発根させ根の伸長が10cm以上となった5月中旬に、培地ごと水耕用育成ポットに入れて浮揚式定植パネルの水耕畝に移植し、室温が17~23℃に制御された温室内に設置された循環式水耕装置(水耕畝長25m、畝幅50cm)により水耕栽培を行った。この際、水耕用無機栄養素水耕溶液だけを供給する従来の水耕装置による水耕畝を対照区として設け、実証区には植物生育活性化成分として10mg/Lの銀イオンの水溶液を添加する設備を付加した本発明の水耕装置を用いた。この実証区における銀イオン水溶液の添加流量は、水耕用養液流量の1/1000となるように設定した。
6月初旬から5週間に亘って、生長したルッコラ葉の収穫を1週間に5日ずつ行なったが、銀イオン水を植物生育活性化成分として添加する本発明の装置を採用した実証区における累積収穫量(湿重量)は、本発明の装置を採用しなかった従来方式の水耕装置を用いた対照区における累積収穫量(湿重量)の2.35倍に増大した。また、同一温室内に設置した水耕畝であったにも拘らず、本発明の装置を採用しなかった従来方式の水耕装置によって栽培した対照区のルッコラは一部にアブラムシによる食害が観察されたが、本発明の水耕装置を用いた実証区のルッコラは、アブラムシによる食害が全く観察されなかった。
<Example 1>
Example of cultivating luccola (rocket): At the end of April, luccola was sown in a urethane foam medium, and in the middle of May when the roots were germinated and rooted and the root growth became 10 cm or more, the whole medium was placed in a hydroponic growing pot. It is transplanted to the hydroponic ridges of the floating type planting panel, and hydroponics is carried out by a circulation type hydroponic device (hydroponic ridge length 25 m,
From the beginning of June, the grown arugula leaves were harvested 5 days a week for 5 weeks, but the accumulation in the demonstration plot using the device of the present invention to add silver ionized water as a plant growth activating component. The yield (wet weight) increased to 2.35 times the cumulative yield (wet weight) in the control plot using the conventional hydroponic equipment that did not adopt the apparatus of the present invention. In addition, arugula in the control area cultivated by the conventional hydroponic equipment that did not adopt the device of the present invention, although it was a hydroponic ridge installed in the same greenhouse, was partially observed to be damaged by aphids. However, no feeding damage by aphids was observed in the arugula in the demonstration area using the hydroponic device of the present invention.
<実施例2>
セリ栽培における実施例:4月初旬にその前月まで水耕により栽培したセリの根を約半分の長さに切り詰め、新たに用意した浮揚式水耕畝に移し、室温が15~22℃に制御された温室内に設置された循環式水耕装置(水耕畝長25m、畝幅50cm)を用いて水耕栽培を行った。この際、無機栄養素水耕溶液だけを供給する従来の水耕装置による水耕畝を対照区として設けた。一方、実証区には植物生育活性化成分として10mg/Lの銀イオンの水溶液を添加する設備を付加した本発明の水耕装置を用いた。この実証区における銀イオン水溶液の添加流量は、水耕用養液流量の1/1000となるように設定した。
移植した45日後に、両実験区の生長したセリの水耕用育成ポットより上部を収穫し、その重量を測定した。その結果、銀イオン水を植物生育活性化成分として添加する本発明の装置を採用した実証区における累積収穫量(湿重量)は、本発明の装置を採用しなかった従来方式の水耕装置を用いた対照区における収穫量(湿重量)の1.72倍と多かった。
<Example 2>
Example of auction cultivation: In early April, the roots of auction cultivated by hydroponics until the previous month are cut to about half the length, transferred to a newly prepared floating hydroponic ridge, and the room temperature is controlled to 15 to 22 ° C. Hydroponics was carried out using a circulating hydroponic device (hydroponic ridge length 25 m,
Forty-five days after transplanting, the upper part of the grown auction growing pots in both experimental plots was harvested and weighed. As a result, the cumulative yield (wet weight) in the demonstration plot using the device of the present invention to add silver ionized water as a plant growth activating component was the same as that of the conventional hydroponic device that did not use the device of the present invention. The yield (wet weight) in the control plot used was 1.72 times higher.
<実施例3>
サニーレタス栽培における実施例:4月中旬にウレタンフォーム培地にサニーレタスを播種し、発芽・発根させ根の伸長が8cm以上となった4月末に、培地ごと水耕用育成ポットに入れて浮揚式定植パネルの水耕畝に移植し、室温が18~23℃に制御された温室内に設置された循環式水耕装置(水耕畝長20m、畝幅80cm)により水耕栽培を行った。この際、無機栄養素水耕溶液だけを供給する従来の水耕装置による水耕畝を対照区として設け、実証区には無機栄養素水耕溶液に植物生育活性化成分として10mg/Lの銀イオンの水溶液を添加する設備を付加した本発明の水耕装置を用いた。この実証区における銀イオン水溶液の添加流量は、水耕用養液流量の1/1000となるように設定した。
水耕装置に移植した35日後に、水耕で栽培したサニーレタスの収穫を行なったが、銀イオン水を植物生育活性化成分として添加する本発明の装置を採用した実証区における収穫量(湿重量)は、本発明の装置を採用しなかった従来方式の水耕装置を用いた対照区における収穫量(湿重量)の1.34倍に増大した。
次に、サニーレタスの水耕栽培において、播種から発芽・発根及び苗の浮揚式定植パネルへの水耕畝への移植までを前記の通りとした水耕実験畝を2畝用意し、同様に室温が18~23℃に制御された温室内に設置された循環式水耕装置(水耕畝長20m、畝幅80cm)により追加の水耕栽培試験を行った。この追加試験では、無機栄養素水耕溶液ではなくイワシを煮干に加工する際に副産物として得られる煮汁を30日間好気的に攪拌発酵させて製造した栄養素溶液を精製水により1/1000に希釈した有機栄養素水耕溶液を供給した。無機栄養素水耕溶液を供給する従来の水耕装置による水耕畝を対照区とし、実証区として上記有機栄養素水耕溶液のみを供給して従来方式でサニーレタスを水耕栽培したもの、及び上記有機栄養素水耕溶液に植物生育活性化成分として10mg/Lの銀イオンの水溶液を添加する設備を付加した本発明の水耕装置を用いた水耕栽培を行った。また、この実証区における銀イオン水溶液の添加流量は、有機水耕用養液流量の1/1000となるように設定した。
水耕装置に移植した35日後に、この水耕で栽培したサニーレタスの収穫を行なったところ、無機栄養素水耕溶液を供給した対照区に比較して、無機栄養素水耕溶液に代えて有機栄養素水耕溶液を供給した試験区のサニーレタスの収穫量(湿重量)は1.25倍であった。一方、有機栄養素水耕溶液に銀イオン水を植物生育活性化成分として添加する本発明の装置を採用した実証区における収穫量(湿重量)は、本発明の装置を採用しなかった従来方式の水耕装置を用いた対照区における累積収穫量(湿重量)の1.53倍に増大し、銀イオンの添加によるサニーレタスの収穫量の増加は、前記の機栄養素水耕溶液を用いた場合に得られた結果(1.34倍)よりもさらに大きかった。
<Example 3>
Example of cultivation of sunny lettuce: In mid-April, sunny lettuce was sown in a urethane foam medium, and at the end of April when the roots grew to 8 cm or more after sprouting and rooting, the whole medium was placed in a hydroponic growing pot and floated. It was transplanted to the hydroponic ridges of the lettuce panel, and hydroponics was carried out using a circulating hydroponic device (hydroponic ridge length 20 m,
Thirty-five days after transplanting to a hydroponic device, sunny lettuce cultivated by hydroponic was harvested, and the yield (wetness) in the demonstration plot using the device of the present invention to which silver ionized water was added as a plant growth activating component. The weight) increased to 1.34 times the yield (wet weight) in the control plot using the conventional hydroponic equipment that did not adopt the apparatus of the present invention.
Next, in the hydroponic cultivation of sunny lettuce, two hydroponic experimental ridges were prepared as described above from sowing to germination / rooting and transplantation of seedlings to the floating planting panel to the hydroponic ridges. An additional hydroponic cultivation test was conducted using a circulating hydroponic device (hydroponic ridge length 20 m,
When the sunny lettuce cultivated in this hydroponic culture was harvested 35 days after transplantation to the hydroponic equipment, the organic nutrients were replaced with the hydroponic solution of the inorganic nutrients as compared with the control group to which the hydroponic solution of the inorganic nutrients was supplied. The yield (wet weight) of sunny lettuce in the test plot to which the hydroponic solution was supplied was 1.25 times. On the other hand, the yield (wet weight) in the demonstration plot where the device of the present invention for adding silver ionized water as a plant growth activating component to the organic nutrient hydroponic solution was the conventional method in which the device of the present invention was not adopted. The cumulative yield (wet weight) in the control plot using the hydroponic equipment increased by 1.53 times, and the increase in the yield of sunny lettuce due to the addition of silver ions was observed when the above-mentioned machine nutrient hydroponic solution was used. It was even larger than the result obtained in (1.34 times).
<実施例4>
トルコギキョウ栽培における実施例:閉鎖型育苗器により播種から5週間栽培して育成したトルコギキョウのプラグ苗を、薄膜水耕式の定植パネルに移植し、室温が18℃~22℃に制御された温室内に設置した高設掛け流し式薄膜水耕装置(水耕畝長20m、水耕畝幅80cm)により水耕栽培を行った。この際、栄養素水耕溶液だけを供給する従来の水耕装置による水耕畝を対照区として設け、実証区としては植物生育活性化成分として15mg/Lの銀イオン水溶液を添加する設備を付加した本発明の水耕装置を用いた。この実証区における銀イオン水溶液の添加流量は、水耕用養液流量の1/1000となるように設定した。
切り花としてトルコギキョウを収穫できるようになるまでの栽培期間は、栄養素水耕溶液だけを供給した対照区では3.5ヶ月~4ヶ月であったが、銀イオン水溶液を添加する設備を付加した本発明の水耕装置を用いた実証区では2.5ヶ月~3.0ヶ月となり、収穫までの期間が約1ヶ月短くなった。また、切り花として収穫したトルコギキョウの1株当たりの平均花弁数は従来式薄膜水耕装置の対照区が4.2であったのに対して、銀イオン水溶液を添加する本発明の水耕装置を用いた実証区では、1株当たりの平均花弁数が5.4に増加した。
<Example 4>
Example of cultivation of Turkish ginkgo: A plug seedling of Turkish ginkgo cultivated by cultivating and growing for 5 weeks from sowing in a closed type seedling raising device is transplanted to a thin-film hydroponic planting panel, and the room temperature is controlled to 18 ° C to 22 ° C in a greenhouse. Hydroponics was carried out using a high-rise, free-flowing thin-film hydroponic device (hydroponic ridge length 20 m,
The cultivation period until it became possible to harvest Turkish ginkgo as a cut flower was 3.5 to 4 months in the control group to which only the nutrient hydroponic solution was supplied, but the present invention with the addition of equipment for adding a silver ion aqueous solution. In the demonstration plot using the hydroponic equipment of No. 1, it was 2.5 months to 3.0 months, and the period until harvest was shortened by about 1 month. In addition, the average number of petals per plant of Turkish bluebell harvested as cut flowers was 4.2 in the control group of the conventional thin film hydroponic device, whereas the hydroponic device of the present invention to which a silver ion aqueous solution was added was used. In the demonstration plot used, the average number of petals per plant increased to 5.4.
植物の水耕栽培における植物病発生防止のためにこれまで必要とされてきた消毒に代わって、0.0005mg/L以上0.025mg/L以下の低濃度の銀イオンを本発明の方法に従って伸長期の植物に与えることにより、消毒剤及び殺虫剤等の農薬の使用量を削減できるあるいは無使用化できる。これにより、植物の水耕栽培によって成立している産業をより安全で安心なものに転換し、さらには環境配慮型でかつ持続可能な産業に変えることに利用できる。また、水耕栽培における農薬使用量を減らすあるいは無くすことは、植物の栽培コストを低減できることから、植物の水耕栽培が関与する産業の収益性を増大することができ、かつ農薬散布等の省力化によるこれら産業の労働力削減に寄与できる。 Instead of the disinfection that has been required so far to prevent the occurrence of plant diseases in hydroponics of plants, low-concentration silver ions of 0.0005 mg / L or more and 0.025 mg / L or less are extended according to the method of the present invention. By giving to plants for a long period of time, the amount of pesticides such as disinfectants and pesticides used can be reduced or eliminated. As a result, it can be used to transform the industry established by hydroponics of plants into a safer and more secure industry, and further to an environment-friendly and sustainable industry. In addition, reducing or eliminating the amount of pesticides used in hydroponics can reduce the cost of cultivating plants, which can increase the profitability of industries involved in hydroponics of plants and save labor such as spraying pesticides. It can contribute to the reduction of the labor force in these industries.
0.0005mg/L以上0.025mg/L以下の低濃度の銀イオンを添加する本発明の水耕栽培装置は、農産物収穫量の増大と農業経営における増収をもたらすだけではなく、上記のように農薬使用によって繰り返されてきた農薬耐性の植物病原微生物や食害昆虫等の新規な出現を防止することにも効果的である。また、有機物を含む原料を発酵させて製造した栄養素溶液を水耕用栄養素溶液に使用することにより、さらにこの水耕栄養素養液に銀イオンを添加する装置を付加することの効果を高めることができることから、水耕栽培の有機農業化にも利用可能である。 The hydroponic cultivation apparatus of the present invention, which adds a low concentration of silver ions of 0.0005 mg / L or more and 0.025 mg / L or less, not only brings about an increase in the yield of agricultural products and an increase in sales in agricultural management, as described above. It is also effective in preventing the emergence of new pesticide-resistant phytopathogenic microorganisms and feeding insects that have been repeated due to the use of pesticides. Further, by using a nutrient solution produced by fermenting a raw material containing an organic substance as a hydroponic nutrient solution, it is possible to further enhance the effect of adding a device for adding silver ions to this hydroponic nutrient nutrient solution. Since it can be used, it can also be used for organic farming of hydroponics.
α養液土耕用原水(地下水等)
β原水供給ポンプ
γ原水フィルター
δ水耕用養液混合希釈槽
ε栄養素溶液タンク
ζ栄養素溶液供給ポンプ
η銀イオン含有活性化液タンク
θ銀イオン含有活性化液供給ポンプ
ι養液活性化液供給ポンプ
κ電磁弁
λ混合撹拌機モーター
μ流量コントローラ(タイムシーケンサー)
ν水耕栽培畝
Raw water for α nutrient solution soil cultivation (groundwater, etc.)
β Raw water supply pump γ Raw water filter δ Hydroponic nutrient solution mixing dilution tank ε Nutrient solution tank ζ Nutrient solution supply pump η Silver ion-containing activation liquid tank θ Silver ion-containing activation liquid supply pump ι Nutrient solution activation liquid supply pump κ electromagnetic valve λ mixing stirrer motor μ flow controller (time sequencer)
ν Hydroponics ridge
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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---|---|---|---|---|
JPS6360905A (en) * | 1986-08-29 | 1988-03-17 | Yoshiaki Matsuo | Growth promoting adjuvant water for cultivating plant such as field crop or the like |
JP2005306639A (en) * | 2004-04-20 | 2005-11-04 | Kinki Pipe Giken Kk | Liquid fertilizer |
JP2009082899A (en) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Kanai Juyo Kogyo Co Ltd | Filter element |
JP2017006073A (en) * | 2015-06-24 | 2017-01-12 | 渡辺 武 | Nutrient liquid and cultivation device for plants |
-
2020
- 2020-08-20 JP JP2020139588A patent/JP2022035344A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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Title |
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中原勇太ほか: "銀イオン水濃度が植物工場における栽培養液の生菌数、植物生育に与える影響", 九州農業研究発表会専門部会発表要旨集, JPN6023000391, 29 August 2019 (2019-08-29), pages 7頁, ISSN: 0004965289 * |
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