JP2022112383A - 栽培方法及び栽培液 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】下記を解決手段とする。
(i)原料ガスを圧力0.1~10気圧の条件でプラズマ化して得られ、直径が500μm以下であるプラズマ含有ガスの泡を含有する栽培液を用いる、栽培方法、
(ii)(i)によるプラズマ含有ガス製造手段、及び(i)で得られた泡を栽培液中に含有させる泡発生手段、を少なくとも備える、栽培システム、
(iii)(i)により得られる泡を含有する、栽培液、
(iv)(I)によるプラズマ含有ガス製造手段、及び(i)で得られた泡を栽培液中に含有させる泡発生手段、を少なくとも備える、栽培液の製造装置、
(v)(I)によりプラズマ含有ガスを得る工程、及び(i)で得られた泡を栽培液中に含有させる工程、を有する、栽培液の製造方法。
【選択図】図3
Description
また、本発明は、プラズマ含有ガス製造手段及び泡発生手段を備える栽培システム、プラズマ含有ガスの泡を含有する栽培液、プラズマ含有ガス製造手段及び泡発生手段を備える栽培液の製造装置及びプラズマ含有ガスの泡を含有する栽培液の製造方法に関する。
特許文献1~3には、直径が1mm未満の微細な気泡を含む養液を用い、植物の栽培を行うことが記載されている。
特許文献4~5には、プラズマ含有ガスを微細な泡として液中に含む、除菌機能や洗浄機能を有するプラズマバブル液が記載されている。
項1:原料ガスを圧力0.1~10気圧の条件でプラズマ化して得られ、直径が500μm以下であるプラズマ含有ガスの泡を含有する栽培液を用いる、栽培方法。
項2:原料ガスが、空気、酸素、二酸化炭素、窒素及び水蒸気からなる群より選ばれる1種類以上である、項1に記載の栽培方法。
項3:プラズマ含有ガスの温度が0~99℃である、項1又は2に記載の栽培方法。
項4:原料ガスを圧力0.1~10気圧の条件でプラズマ化してプラズマ含有ガスを製造するプラズマ含有ガス製造手段、及び
直径が500μm以下のプラズマ含有ガスの泡を生成し栽培液中に含有させる泡発生手段、
を少なくとも備える、栽培システム。
項5:原料ガスを圧力0.1~10気圧の条件でプラズマ化して得られ、直径が500μm以下であるプラズマ含有ガスの泡を含有する、栽培液。
項6:原料ガスを圧力0.1~10気圧の条件でプラズマ化してプラズマ含有ガスを製造するプラズマ含有ガス製造手段、及び
直径が500μm以下のプラズマ含有ガスの泡を生成し栽培液中に含有させる泡発生手段、
を少なくとも備える、栽培液の製造装置。
項7:原料ガスを圧力0.1~10気圧の条件でプラズマ化してプラズマ含有ガスを得る工程、及び
直径が500μm以下のプラズマ含有ガスの泡を生成し栽培液中に含有させる工程、
を有する、栽培液の製造方法。
本発明において、植物の生長を調整する(以下、「生長調整」という場合がある。)とは、発芽率の増減、苗立ち率の増減、葉面積増減、葉色の調整、草丈の調整、植物体重量調整、着花・着果・種子・果実の数又は重量の調整、果実糖度の増減、根の長さ、断面の直径又は分岐の数の増減等をいう。
本発明の請求項1に係る発明は、原料ガスを圧力0.1~10気圧の条件でプラズマ化して得られ、直径が500μm以下であるプラズマ含有ガスの泡を含有する栽培液を用いる、栽培方法である。また、本発明の請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明において、原料ガスが空気、酸素、二酸化炭素、窒素及び水蒸気からなる群より選ばれる1種類以上である栽培方法である。さらに、本発明の請求項3に係る発明は、請求項1に係る発明において、プラズマ含有ガスの温度が0~99℃である栽培方法である。
請求項1~3に係る発明の栽培方法で用いられる栽培液は、原料ガスを圧力0.1~10気圧の条件でプラズマ化して得られ、直径が500μm以下であるプラズマ含有ガスの泡を含有する。
請求項1~3に係る発明の栽培方法で用いられる原料ガスは、プラズマ化し得るガスであれば特に限定されない。例えば、空気、酸素、二酸化炭素、窒素、水蒸気、アルゴン、ヘリウム、一酸化二窒素、一酸化窒素、二酸化窒素、これらの1種類以上の混合ガス等からなる群より選ばれる1種類以上である。好ましくは、空気、酸素、二酸化炭素、窒素、及び水蒸気からなる群より選ばれる1種類以上である。
原料ガスは、プラズマ含有ガスを得るためにプラズマ処理空間に導入され、その少なくとも一部がプラズマ化される。プラズマ処理空間に導入された原料ガスは、プラズマの原料ガスになるとともにキャリヤーガスにもなる。
原料ガス源としては、原料ガスの収容容器(ガスボンベ)であってもよく、また、ガスとして空気を用いる場合には、外気取入れブロアであってもよい。
本発明者は、空気を原料ガスとした場合、特に植物の生長促進作用・発芽促進作用が発揮され、酸素、二酸化炭素又は窒素を原料ガスとした場合、特に植物の生長抑制作用・発芽抑制作用が発揮されることを見出した。
プラズマ含有ガスは、原料ガスをプラズマ処理空間に導入することで得られる。
プラズマ処理空間においてプラズマを生成する際の圧力は、0.1~10気圧であり、好ましくは0.7~1.5気圧である。温和な圧力条件とすることで、装置が大掛かりになるおそれがなく、コスト面で有利である。
プラズマ含有ガスの温度が99℃を超えると、(i)プラズマ含有ガスが高温であることから安全性、取扱性等の点で問題が生じる、(ii)栽培対象が熱の影響を受け、適切な栽培ができなくなる、(iii)栽培液を構成する液状媒体が沸点100℃以下(例えば、水)の場合、栽培液が沸騰し、液中に微細な泡として含ませることが難しくなる、等の影響が生じるおそれがある。
プラズマ含有ガスの温度が0℃未満であると、(i)栽培対象が低温の影響を受け、適切な栽培ができなくなる、(ii)栽培液を構成する液状媒体が融点0℃(例えば、水)の場合、液が凍結し、液中に微細な泡として含ませることが難しくなる、等の影響が生じるおそれがある。
プラズマ処理空間における処理電圧は、特に限定されず、原料ガスのガス種、圧力、原料ガス供給量、電界強度、処理電流等に基づき任意に設定される。例えば10~1000V、好ましくは20~600V、より好ましくは40~500Vとすることができる。
プラズマ処理空間における処理電流は、特に限定されず、原料ガスのガス種、圧力、原料ガス供給量、電界強度、処理電圧等に基づき任意に設定される。例えば0.001~1000A、好ましくは0.01~500A、より好ましくは0.1~100Aとすることができる。
プラズマ処理空間においてパルス波により電界をかける際の周波数は、特に限定されず、原料ガスのガス種、圧力、原料ガス供給量、電界強度、処理電圧、処理電流等に基づき任意に設定される。例えば0.001kHz以上、好ましくは0.01kHz~300MHz、より好ましくは、0.1kHz~150MHzとすることができる。
請求項1~3に係る発明の栽培方法で用いられる栽培液は、液状媒体を構成成分とする。液状媒体は、液状の媒体であって栽培対象に有害でないものであれば特に限定されない。例えば、水道水、工業用水、超純水、イオン交換水、蒸留水、有機溶剤からなる群より選ばれる1種類以上があげられる。請求項1~3に係る発明の栽培方法においては、水道水、工業用水、超純水、イオン交換水、蒸留水等の水を用いることが好ましい。
各種成分としては、例えば、肥料成分(N、P、K、微量元素等を供給し得る塩等)、生長促進剤、農薬成分(殺菌殺生物剤)、担体(固体担体又は液体担体等)、界面活性剤、油剤、乳剤、水和剤、糖類、水溶性高分子、無機鉱物、防腐剤、着色剤、安定化剤等があげられる。
各種成分の配合量は、特に限定されず、所望の機能を付与するのに必要な量とすればよい。
請求項1~3に係る発明の栽培方法で用いられる栽培液は、原料ガスを圧力0.1~10気圧の条件でプラズマ化して得られ、直径が500μm以下であるプラズマ含有ガスの泡を含有する。
請求項1~3に係る発明の栽培方法において、栽培液に含まれるプラズマ含有ガスの泡の直径とは、各泡を完全な球体と仮定した場合における、その直径に相当する値をいう。プラズマ含有ガスの泡の直径は、例えば、ナノ粒子トラッキング解析法(NTA法)により、栽培液中の泡(粒子)の散乱光とブラウン運動パターンから求めることができる。また、例えば、バブル発生直後の気泡をハイスピードマイクロスコープカメラで撮影し、得られた画像を画像解析装置で解析することにより求めることもできる。
泡の直径は、好ましくは200μm以下、より好ましくは100μm以下である。また、泡の直径の下限値は特に限定されないが、例えば、0.1nm以上、好ましくは0.5nm以上、より好ましくは1nm以上である。
このような微細な泡は、互いに合泡して大きな泡となることがほとんどなく、表面張力の影響で効率よく液中に分散・拡散・溶解し、液中で長時間存在し得ることができる。
このような微細な泡は、いわゆるナノバブル、ファインバブル又はマイクロバブルのいずれか1つ以上として知られている。請求項1~3に係る発明の栽培方法で用いられる栽培液には、このような微細な泡とともに、直径500μmを超える泡が含まれていてもよい。
請求項1~3に係る発明の栽培方法で用いられる栽培液は、プラズマ含有ガスの微細な泡が、液中に分散・拡散・溶解したものである。液中の微細なプラズマ含有ガス(に含まれるプラズマ)により、栽培対象の生長調整機能が高い栽培液を得ることができる。
請求項1~3に係る発明の栽培方法において、栽培液中に含まれるプラズマ含有ガスの泡の含有量は、例えば、1×103個/mL以上、好ましくは1×104個/mL以上、より好ましくは1×105個/mL以上、さらに好ましくは1×106個以上である。また、泡の含有量の上限としては、特に限定されないが、例えば、1×1012個/mL以下、好ましくは1×1011個/mL以下、1×1010個/mL以下とすることができる。
請求項1~3に係る発明の栽培方法が適用できる栽培対象としては、作物、キノコ、海藻等があげられる。
農作物としては、例えば、トウモロコシ(馬歯種、硬粒種、軟粒種、爆裂種、糯種、甘味種、フィールドコーン)、イネ(長粒種、短粒種、中粒種、ジャポニカ種、熱帯ジャポニカ種、インディカ種、ジャワニカ種、水稲、陸稲、浮稲、直播、移植、糯米)、コムギ(パンコムギ(硬質、軟質、中質、赤コムギ、白コムギ)、マカロニコムギ、スペルトコムギ、クラブコムギ、それぞれの秋播き型、春播き型)、オオムギ(二条オオムギ(=ビールムギ)、六条オオムギ、ハダカムギ、もち麦、それぞれの秋播き型、春播き型)、ライムギ(秋播き型、春播き型)、ライコムギ(秋播き型、春播き型)、エンバク(秋播き型、春播き型)、ソルガム、ワタ(アップランド種、ピマ種)、ダイズ(完熟種子収穫品種、枝豆品種、青刈り品種、それぞれの無限伸育型、有限伸育型、半有限伸育型)、ラッカセイ(ピーナッツ)、サイトウ(インゲンマメ)、ライマメ、アズキ、ササゲ、リョクトウ、ウラドマメ、ベニバナインゲン、タケアズキ、モスビーン、テパリービーン、ソラマメ、エンドウ、ヒヨコマメ、レンズマメ、ルーピン、キマメ、アルファルファ、ソバ、テンサイ(製糖用、飼料用、根菜、葉菜、燃料)、ナタネ、カノーラ(秋播き型、春播き型)、ヒマワリ(搾油用、食用、観賞用)、サトウキビ、タバコ、チャノキ、クワ等があげられるがこれらに限定されるものではない。
請求項1~3に係る発明の栽培方法において、原料ガスを圧力0.1~10気圧の条件でプラズマ化して得られ、直径が500μm以下であるプラズマ含有ガスの泡を含有する栽培液を、栽培対象に適用する手段は、特に限定されない。
例えば、原料ガスを圧力0.1~10気圧の条件でプラズマ化して得られ、直径が500μm以下であるプラズマ含有ガスの泡を含有する栽培液を、栽培対象又はその栽培地に施用して処理することができる。例えば、散布処理、土壌処理、灌水処理、種子処理、球根処理、苗処理等からなる群より選ばれる1種類以上があげられる。
栽培対象に適用する際に、栽培対象の種類、適用時期、適用箇所、適用時の気象状況等に応じて、適用方法や適用量を変化させることができる。
土壌処理としては、例えば、土壌への散布、土壌混和、土壌への薬液潅注(薬液潅水、土壌注入、薬液ドリップ等)があげられる。処理する場所としては、例えば、植穴、作条、植穴付近、作条付近、栽培地の全面、植物地際部、株間、樹幹下、主幹畦、培土、育苗箱、育苗トレイ、苗床等があげられる。処理時期としては、例えば、育苗期(播種前、播種時、播種直後)、生育期(育苗時、定植前、定植時、定植後等)があげられる。
灌水処理としては、潅水液への混合があげられ、例えば、潅水設備(潅水チューブ、潅水パイプ、スプリンクラー等)への注入、条間湛水液への混入、水耕液へ混入、散水等があげられる。
種子処理、球根処理としては、栽培対象とする種子、球根等に、栽培液を霧状にして吹きつける吹きつけ処理、栽培液を塗布する塗沫処理、栽培液に一定時間浸漬する浸漬処理、フィルムコート処理、ペレットコート処理等があげられる。
苗処理としては、例えば、栽培液を苗全体に散布する散布処理、苗を浸漬する浸漬処理、苗全体に付着させる塗布処理等があげられる。
本発明の請求項4に係る発明の栽培システムは、原料ガスを圧力0.1~10気圧の条件でプラズマ化してプラズマ含有ガスを製造するプラズマ含有ガス製造手段、及び直径が500μm以下のプラズマ含有ガスの泡を生成し栽培液中に含有させる泡発生手段、を少なくとも備える、栽培システムである。
請求項4に係る発明の栽培システムが適用できる栽培対象としては、請求項1~3に係る発明の栽培方法が適用できる栽培対象(作物、キノコ、海藻等)があげられる。
プラズマ含有ガス製造手段は、原料ガスを少なくとも圧力0.1~10気圧の条件でプラズマ化処理することで、その少なくとも一部をプラズマ化してプラズマ含有ガスを製造できる製造手段であれば特に限定されない。
原料ガスとしては、請求項1~3に係る発明の栽培方法で用いられる原料ガスがあげられる。
プラズマ含有ガスとしては、請求項1~3に係る発明の栽培方法で用いられるプラズマ含有ガスがあげられる。
プラズマ含有ガス製造手段は、圧力等の制御を容易にするために、プラズマ処理空間を覆う筐体を有することが好ましい。
本発明者は、原料ガスの種類を変えることで、栽培対象の生長調整(生長促進又は生長抑制)を行うことが可能であることを見出した。この知見より、請求項4に係る発明の栽培システムにおいては、各種の原料ガス源と接続するとともに、必要に応じて任意の原料ガスを任意のタイミングで導入できるように切替弁等を設けることができる。このような場合には、同時に栽培を始めた場合であっても、原料ガスを調整するだけで栽培対象の生長を容易に調整することが可能となる。
筺体の形状は、特に限定されず、筒状、球状、箱状等の任意の形状とすることができる。プラズマ処理空間を覆う筺体は、プラズマ含有ガス放出部に近づくほど細くなるように加工されたノズル形状となっていてもよい。
例えば、筺体の外面又は内面に、互いに極性の異なる一対の電極を互いに離間して対向して形成し、それぞれの電極を、電源に接続して、電界を形成して放電させるための手段があげられる。一対の電極は、プラズマ処理空間を覆う筺体の内部に対向して設けることができる。また、表面に絶縁体等による層が形成された一対の電極の少なくとも一方を設置することもできる。放電用電極の間隔は、特に限定されず、電圧等を考慮して適宜好適化すればよく、例えば0.5~50.0mm、好ましくは0.5~5.0mm程度とすることができる。電極を用いて放電した場合、プラズマ濃度を高くすることができる。
一対の電極又はコイルは、安定したプラズマ放電を得るために、プラズマ原料ガスと直接接触しない構成とするのが好ましい。そのため、一対の電極又はコイルの表面に、コーティング等の公知の手段により、石英、アルミナ等のガラス質材料やセラミック材料等の絶縁性被膜を設けてもよい。
泡発生手段は、少なくともガス導入部とガス吐出部とを有し、直径が500μm以下であるプラズマ含有ガスの泡を発生させることができれば特に限定されず、種々の形式のものを用いることができる。例えば、流動している液の液路にインライン接続し、旋回流方式によりガスを液中に吐出して混合し微細な泡であるバブルを発生させるもの、水中にガスを吐出する際に、撹拌部材等を用いることでガスと液とを混合して微細な泡であるバブルを発生させるもの等があげられる。
また、泡発生手段のガス導入部、内部、及びガス吐出部のうちの少なくとも1つに、プラズマ処理空間を設けた、プラズマ含有ガス製造手段と泡発生手段との複合機を用いてもよい。
プラズマ含有ガスの液中への吐出量は、特に限定されないが、例えば、0L/minを超える量、好ましくは0.01L/min以上、より好ましくは0.1L/min以上、さらに好ましくは0.5L/minである。ガス吐出量の上限は特に限定されず、製造量等に応じて設定することができる。例えば1000L/min以下、また、例えば100L/min以下とすることができる。
請求項4に係る発明の栽培システムは、プラズマ含有ガス製造手段と泡発生手段との間に、プラズマ含有ガスの温度を0~99℃、好ましくは5~60℃、より好ましくは10~40℃に保持するプラズマ含有ガス輸送路を設けることができる。これにより、プラズマ含有ガス製造手段と泡発生手段との間が離れている場合に、プラズマ含有ガスの移送中のプラズマの失活等を抑えることができる。
また、請求項4に係る発明の栽培システムは、必要に応じて、栽培液を貯留するための液槽(タンク)等、栽培液を流動させるための管路やポンプ等、栽培液を吐出・排出するためのノズル等、流量や液圧等の調節弁、流量、圧力、温度、酸素、二酸化炭素、湿度、水温等の各種センサ、撮像装置(カメラ)、撹拌装置、給排気装置、プラズマ含有ガスの処理装置、空調装置、照明装置、空気循環装置、原料ガスの輸送路等からなる群より選ばれる1種類以上の機器を設けることができる。
例えば、各種センサや撮像装置(カメラ)を、ネットワークを介してアクセス可能なコンピュータ等の端末に接続し、データ通信することにより、外部からも栽培コンテナ内の環境や生育状況等を適宜モニタリング可能にすることができる。
例えば、ポンプ、弁、各種装置等の機器を、ネットワークを介してアクセス可能なコンピュータ等の端末に接続し、データ通信することにより、外部からも栽培コンテナ内のポンプ、弁、各種装置等の機器を操作・制御することができる。
本発明の請求項5に係る発明の栽培液は、原料ガスを圧力0.1~10気圧の条件でプラズマ化して得られ、直径が500μm以下であるプラズマ含有ガスの泡を含有する、栽培液である。
請求項5に係る発明の栽培液は、請求項1~3に係る発明の栽培方法で用いられる栽培液と同様のものとすることができる。
請求項5に係る発明の栽培液が適用できる栽培対象としては、請求項1~3に係る発明の栽培方法が適用できる栽培対象(作物、キノコ、海藻等)があげられる。
本発明の請求項6に係る発明の栽培液の製造装置は、原料ガスを圧力0.1~10気圧の条件でプラズマ化してプラズマ含有ガスを製造するプラズマ含有ガス製造手段、及び直径が500μm以下のプラズマ含有ガスの泡を生成し栽培液中に含有させる泡発生手段、を少なくとも備える、栽培液の製造装置である。
請求項6に係る発明の栽培液の製造装置におけるプラズマ含有ガス製造手段は、請求項4に係る発明の栽培システムにおけるプラズマ含有ガス製造手段と同様のものとすることができる。また、請求項6に係る発明の栽培液の製造装置における泡発生手段は、請求項4に係る発明の栽培システムにおける泡発生手段と同様のものとすることができる。
請求項6に係る発明の栽培液の製造装置で製造される栽培液が適用できる栽培対象としては、請求項1~3に係る発明の栽培方法が適用できる栽培対象(作物、キノコ、海藻等)があげられる。
本発明の請求項7に係る発明の栽培液の製造方法は、原料ガスを圧力0.1~10気圧の条件でプラズマ化してプラズマ含有ガスを得る工程、及び直径が500μm以下のプラズマ含有ガスの泡を生成し栽培液中に含有させる工程、を有する、栽培液の製造方法である。
請求項7に係る発明の栽培液の製造方法におけるプラズマ含有ガスを得る工程は、請求項4に係る発明の栽培システムにおけるプラズマ含有ガス製造手段と同様の手段を用いて行うことができる。また、請求項7に係る発明の栽培液の製造方法におけるプラズマ含有ガスの泡を生成し栽培液中に含有させる工程は、請求項4に係る発明の栽培システムにおける直径が500μm以下のプラズマ含有ガスの泡を生成し栽培液中に含有させる泡発生手段と同様の手段を用いて行うことができる。
請求項7に係る発明の栽培液の製造方法で製造される栽培液が適用できる栽培対象としては、請求項1~3に係る発明の栽培方法が適用できる栽培対象(作物、キノコ、海藻等)があげられる。
<リーフレタスの肥料無し条件下での水耕栽培>
リーフレタス種子を2.5cm×2.5cmのウレタンスポンジ培地(リビングファーム社製、LFS-023)に播種した。12の培地をセットした栽培容器を5つ用意し、そのうち4つの栽培容器は、それぞれ、空気、酸素、二酸化炭素又は窒素を原料ガスとするプラズマ含有ガスの泡を含む水道水を栽培液として使用して、播種直後から水耕栽培を行った。それぞれの試験例を、「リーフレタス(肥料無)Air」、「リーフレタス(肥料無)O2」、「リーフレタス(肥料無)CO2」及び「リーフレタス(肥料無)N2」とする。
また、対比のため、1つの栽培容器は、水道水を栽培液として使用して、播種直後からリーフレタスの水耕栽培を行った。この試験例を「リーフレタス(肥料無)対照例」とする。
表1に各栽培容器の播種後3日目の発芽率を、表2及び表3に各栽培容器の播種後5日目、10日目、12日目及び15日目の生育状態を示す。また、各栽培容器の播種後12日目の生育状態(茎、根及び葉それぞれの平均長)を図1に示す。
なお、表2及び表3の「葉の大きさ[mm]」欄中、例えば「10,10,3,」の表記は、葉が2枚有り、その大きさがそれぞれ20mmであることを示す。また、「枯」の表記は、葉が枯れたことを示す。
(光照射条件)
播種後1日目~3日目:室内の暗室で保存した。
播種後4日目以降:室内にて日光照射した。
(温度条件)
栽培温度は、最低18℃/最高22℃であった。
(プラズマ含有ガスの泡を含む培養液の作製条件)
大気圧低温プラズマ含有ガス製造手段に、原料ガスを10L/minで供給し、圧力1気圧、電界強度3kV/cm、電流値0.32A(測定値)、電圧100V、及び電力25W/hの条件でプラズマ化して、40℃の低温大気圧プラズマ含有ガスを10L/minとなるように発生させた。
得られたプラズマ含有ガスを、プラズマ含有ガス製造手段のプラズマ含有ガス出口と泡発生手段(FB-S 15A:坂本技研社製;直径100μm以下のファインバブル発生器)のガス入口部の距離(プラズマ含有ガス輸送路長)を0m(直結)として泡発生手段に導入するとともに、10Lの水道水を液流20L/minで5分循環させることにより、水道水中に微細な泡として添加して栽培液とした。
(栽培液の交換頻度)
5回/週の割合で、栽培液全量を交換した。
<リーフレタスの肥料有り条件下での水耕栽培>
リーフレタス種子を試験例1で使用したものと同じウレタンスポンジ培地に播種した。12の培地をセットした栽培容器を2つ用意し、そのうち1つの栽培容器は、空気を原料ガスとするプラズマ含有ガスの泡を含む液体肥料溶液(ハイポニカ液体肥料(協和社製)を500倍に水道水で薄めた溶液)を、播種直後から栽培液として使用して水耕栽培を行った。この試験例を「リーフレタス(肥料有)Air」とする。
また、対比のため、1つの栽培容器は、ハイポニカ液体肥料を500倍に水道水で薄めた溶液を、播種直後から栽培液としてリーフレタスの水耕栽培を行った。この試験例を「リーフレタス(肥料有)対照例」とする。
表4に各栽培容器の播種後6日目の発芽率を、表5に各栽培容器の播種後22日目の生育状態を示す。また、各栽培容器の22日目の生育状態の写真を図2に示す。
なお、表5の「葉の大きさ[mm]」欄中、例えば「15,13,8,」の表記は、葉が3枚有り、その大きさがそれぞれ15mm、13m及び8mmであることを示す。
(光照射条件)
播種後1日目:室内の暗室で保存した。
播種後2日目以降:室内にて日光照射した。
(温度条件)
栽培温度は、最低15℃/最高18℃であった。
(プラズマ含有ガスの泡を含む培養液の作製条件)
大気圧低温プラズマ含有ガス製造手段に、原料ガスとして空気を10L/minで供給し、圧力1気圧、電界強度3kV/cm、電流値0.32A(測定値)、電圧100V、及び電力25W/hの条件でプラズマ化して、40℃の低温大気圧プラズマ含有ガスを10L/minとなるように発生させた。
得られたプラズマ含有ガスを、プラズマ含有ガス製造手段のプラズマ含有ガス出口と泡発生手段(FB-S 15A:坂本技研社製;直径100μm以下のファインバブル発生器)のガス入口部の距離(プラズマ含有ガス輸送路長)を0m(直結)として泡発生手段に導入するとともに、10Lの液体肥料溶液を液流20L/minで5分循環させることにより、液体肥料溶液中に微細な泡として添加して栽培液とした。
(栽培液の交換頻度)
5回/週の割合で、栽培液全量を交換した。
<ミニトマトの肥料有り条件下での水耕栽培>
ミニトマト種子を2.5cm×2.5cmのウレタンスポンジ培地(リビングファーム社製、LFS-023)に播種した。
12の培地をセットした栽培容器を5つ用意し、そのうち4つの栽培容器は、それぞれ、空気、酸素、二酸化炭素又は窒素を原料ガスとするプラズマ含有ガスの泡を含む液体肥料溶液(ハイポニカ液体肥料(協和社製)を500倍に水道水で薄めた溶液)を、播種直後から栽培液として使用して水耕栽培を行った。それぞれの試験例を、「ミニトマトAir」、「ミニトマトO2」、「ミニトマトCO2」及び「ミニトマトN2」とする。
また、対比のため、1つの栽培容器は、液体肥料溶液(ハイポニカ液体肥料(協和社製)を500倍に水道水で薄めた溶液)を、播種直後から栽培液として使用してミニトマトの水耕栽培を行った。この試験例を「ミニトマト対照例」とする。
表6及び表7に各栽培容器の播種後12日目、19日目、29日目、35日目及び50日目の生育状態を示す(なお、35日目において最も生育状態が良い株のみを、50日目まで生育させた。)。また、各栽培容器の播種後35日目の生育状態の写真を図3に示す。
(光照射条件)
播種後、各セットを室内に置いた箱内に収納し、全スペクトル45WLED植物成長ランプ(JXZMKJYXGS社製、LED-45W-1)を18時間/1日照射した。
(温度条件)
栽培温度は、最低10℃/最高15℃であった。
(プラズマ含有ガスの泡を含む培養液の作製条件)
大気圧低温プラズマ含有ガス製造手段に、原料ガスを10L/minで供給し、圧力1気圧、電界強度3kV/cm、電流値0.32A(測定値)、電圧100V、及び電力25W/hの条件でプラズマ化して、40℃の低温大気圧プラズマ含有ガスを10L/minとなるように発生させた。
得られたプラズマ含有ガスを、プラズマ含有ガス製造手段のプラズマ含有ガス出口と泡発生手段(FB-S 15A:坂本技研社製;直径100μm以下のファインバブル発生器)のガス入口部の距離(プラズマ含有ガス輸送路長)を0m(直結)として泡発生手段に導入するとともに、10Lの水道水を液流20L/minで5分循環させることにより、水道水中に微細な泡として添加して栽培液とした。
(栽培液の交換頻度)
5回/週の割合で、栽培液全量を交換した。
<メロンの肥料有り条件下での水耕栽培>
メロン種子を2.5cm×2.5cmのウレタンスポンジ培地(リビングファーム社製、LFS-023)に播種した。
12の培地をセットした栽培容器を5つ用意し、そのうち4つの栽培容器は、それぞれ、空気、酸素、二酸化炭素又は窒素を原料ガスとするプラズマ含有ガスの泡を含む液体肥料溶液(ハイポニカ液体肥料(協和社製)を500倍に水道水で薄めた溶液)を、播種直後から栽培液として使用して水耕栽培を行った。それぞれの試験例を、「メロンAir」、「メロンO2」、「メロンCO2」及び「メロンN2」とする。
また、対比のため、1つの栽培容器は、液体肥料溶液(ハイポニカ液体肥料(協和社製)を500倍に水道水で薄めた溶液)を、播種直後から栽培液として使用してメロンの水耕栽培を行った。この試験例を「メロン対照例」とする。
表8及び表9に各栽培容器の播種後12日目及び19日目の生育状態を示す。また、各栽培容器の播種後35日目の生育状態の写真を図3に示す。
なお、表8及び表9の「葉の大きさ[mm]」欄中、例えば「20,20,」の表記は、葉が2枚有り、その大きさがそれぞれ20mmであることを示す。また、「枯」の表記は、枯葉を示す。
(光照射条件)
播種後、各セットを室内に置いた箱内に収納し、全スペクトル45WLED植物成長ランプ(JXZMKJYXGS社製、LED-45W-1)を18時間/1日照射した。
(温度条件)
栽培温度は、最低10℃/最高12℃であった。
(プラズマ含有ガスの泡を含む培養液の作製条件)
大気圧低温プラズマ含有ガス製造手段に、原料ガスを10L/minで供給し、圧力1気圧、電界強度3kV/cm、電流値0.32A(測定値)、電圧100V、及び電力25W/hの条件でプラズマ化して、40℃の低温大気圧プラズマ含有ガスを10L/minとなるように発生させた。
得られたプラズマ含有ガスを、プラズマ含有ガス製造手段のプラズマ含有ガス出口と泡発生手段(FB-S 15A:坂本技研社製;直径100μm以下のファインバブル発生器)のガス入口部の距離(プラズマ含有ガス輸送路長)を0m(直結)として泡発生手段に導入するとともに、10Lの水道水を液流20L/minで5分循環させることにより、水道水中に微細な泡として添加して栽培液とした。
(栽培液の交換頻度)
5回/週の割合で、栽培液全量を交換した。
一方、窒素、酸素又は二酸化炭素を原料ガスとして圧力0.1~10気圧の条件でプラズマ化して得られ、直径が500μm以下であるプラズマ含有ガスの泡を含有する栽培液を用いる栽培方法は、発芽発根抑制及び生長抑制効果が優れていることがわかる。特に、二酸化炭素を原料ガスとした場合は、根の生長抑制効果を示し、窒素又は酸素を原料ガスとした場合は、葉及び茎の生長抑制効果を示した。
また、表4、表5及び図2に示すとおり、リーフレタスを肥料有り条件で栽培した場合においても、空気を原料ガスとした場合は、発芽発根促進及び生長促進効果が優れていることがわかる。
一方、窒素、酸素又は二酸化炭素を原料ガスとして圧力0.1~10気圧の条件でプラズマ化して得られ、直径が500μm以下であるプラズマ含有ガスの泡を含有する栽培液を用いる栽培方法は、発芽発根抑制及び生長抑制効果が優れていることがわかる。
一方、二酸化炭素を原料ガスとして圧力0.1~10気圧の条件でプラズマ化して得られ、直径が500μm以下であるプラズマ含有ガスの泡を含有する栽培液を用いる栽培方法は、発芽発根抑制及び生長抑制効果が優れていることがわかる。
Claims (7)
- 原料ガスを圧力0.1~10気圧の条件でプラズマ化して得られ、直径が500μm以下であるプラズマ含有ガスの泡を含有する栽培液を用いる、栽培方法。
- 原料ガスが、空気、酸素、二酸化炭素、窒素及び水蒸気からなる群より選ばれる1種類以上である、請求項1に記載の栽培方法。
- プラズマ含有ガスの温度が0~99℃である、請求項1又は2に記載の栽培方法。
- 原料ガスを圧力0.1~10気圧の条件でプラズマ化してプラズマ含有ガスを製造するプラズマ含有ガス製造手段、及び
直径が500μm以下のプラズマ含有ガスの泡を生成し栽培液中に含有させる泡発生手段、
を少なくとも備える、栽培システム。 - 原料ガスを圧力0.1~10気圧の条件でプラズマ化して得られ、直径が500μm以下であるプラズマ含有ガスの泡を含有する、栽培液。
- 原料ガスを圧力0.1~10気圧の条件でプラズマ化してプラズマ含有ガスを製造するプラズマ含有ガス製造手段、及び
直径が500μm以下のプラズマ含有ガスの泡を生成し栽培液中に含有させる泡発生手段、
を少なくとも備える、栽培液の製造装置。 - 原料ガスを圧力0.1~10気圧の条件でプラズマ化してプラズマ含有ガスを得る工程、及び
直径が500μm以下のプラズマ含有ガスの泡を生成し栽培液中に含有させる工程、
を有する、栽培液の製造方法。
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---|---|---|---|
JP2021008209A JP2022112383A (ja) | 2021-01-21 | 2021-01-21 | 栽培方法及び栽培液 |
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JP2021008209A JP2022112383A (ja) | 2021-01-21 | 2021-01-21 | 栽培方法及び栽培液 |
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JP2022112383A true JP2022112383A (ja) | 2022-08-02 |
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ID=82655998
Family Applications (1)
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JP2021008209A Pending JP2022112383A (ja) | 2021-01-21 | 2021-01-21 | 栽培方法及び栽培液 |
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JP (1) | JP2022112383A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7488412B1 (ja) | 2023-12-08 | 2024-05-21 | サカタインクス株式会社 | 培地の調製方法 |
WO2024144199A1 (ko) * | 2022-12-27 | 2024-07-04 | 한국식품연구원 | 플라즈마 방전수를 이용한 식물 종자의 발아촉진방법 |
-
2021
- 2021-01-21 JP JP2021008209A patent/JP2022112383A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024144199A1 (ko) * | 2022-12-27 | 2024-07-04 | 한국식품연구원 | 플라즈마 방전수를 이용한 식물 종자의 발아촉진방법 |
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