JP2022142970A

JP2022142970A - 作物栽培施設内の作物に振動を与える方法

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Publication number: JP2022142970A
Application number: JP2021043268A
Authority: JP
Inventors: 隆一小野寺; Ryuichi Onodera; 翔太阿部; Shota Abe; 崇裕伊藤; Takahiro Ito
Original assignee: Tohoku Tokushuko KK; Tohoku Steel Co Ltd
Current assignee: Tohoku Tokushuko KK; Tohoku Steel Co Ltd
Priority date: 2021-03-17
Filing date: 2021-03-17
Publication date: 2022-10-03
Anticipated expiration: 2041-03-17
Also published as: JP6940712B1

Abstract

【課題】作物栽培施設内において栽培される作物に、害虫防除や受粉に資する振動を、効率的に与える方法を確立し、提供すること。【解決手段】作物栽培施設内の作物を振動させる方法であって、該作物栽培施設は、該施設内に延伸する線状部材、該線状部材の２ヶ所又は３ヶ所以上の部位において線状部材と接する２つ又は３つ以上の植物支持部材、ならびに前記植物支持部材に支持された２つ又は３つ以上の作物を備え、以下の工程を含む、方法：（１）線状部材が前記延伸された方向と略同じ方向に振動させる縦波の振動を、前記線状部材に与えること、（２）前記線状部材に与えられた振動を線状部材全体に伝播させることにより前記２つ又は３つ以上の植物支持部材を振動させ、該振動により、各植物支持部材に結合された前記２つ又は３つ以上の作物を振動させること。【選択図】なし

Description

本発明は、作物栽培施設内の作物に振動を与える方法において、振動をより効率的に与える方法に関する。

昆虫において、振動は、忌避行動を引き起こし、あるいは誘引、交尾、摂食、産卵等の行動に対する阻害を引き起こす、重要かつ普遍的な信号であることがわかっている。したがって、振動信号を人工的に制御することで、様々な害虫の行動を制御することが可能となり得る（特許文献１～３）。

特許文献４に示されるとおり、作物栽培施設内の作物を振動させることにより、作物の受粉を促すことも行われている。

特許第５８６７８１３号公報特開２００１－２５２００２号公報特開２０１８－０９３８３１号公報特開２０１１－２４４７５０号公報

上記のとおり振動は、作物栽培施設内において栽培される作物の害虫防除や受粉に有用である。しかしながら、作物栽培施設内において栽培される作物に振動を効率的に与える方法についての知見はない。
本発明は、作物栽培施設内において栽培される作物に、害虫防除や受粉に資する振動を、効率的に与える方法を確立し、提供することを課題とした。

本発明者らは、上記問題を解決すべく鋭意研究を重ねる中で、振動の与え方を変更することによって作物に適用される振動の利用効率が変化することを見出した。かかる知見をもとに、本発明者らは、さらに鋭意研究を進めた結果本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、少なくとも以下の発明に関する：
［１］
作物栽培施設内の作物を振動させる方法であって、
該作物栽培施設は、
該施設内に延伸する線状部材、
該線状部材の２ヶ所又は３ヶ所以上の部位において線状部材と接する２つ又は３つ以上の植物支持部材、ならびに
前記植物支持部材に支持された２つ又は３つ以上の作物
を備え、
以下の工程を含む、方法：
（１）線状部材が前記延伸された方向と略同じ方向に振動させる縦波の振動を、前記線状部材に与えること、
（２）前記線状部材に与えられた振動を線状部材全体に伝播させることにより前記２つ又は３つ以上の植物支持部材を振動させ、該振動により、各植物支持部材に結合された前記２つ又は３つ以上の作物を振動させること。
［２］
線状部材の長さが５ｍ以上である、［１］に記載の方法。
［３］
線状部材が、
作物栽培施設の枠部を構成する枠部材の一つであり、鋼管、金属製ワイヤ、樹脂製棒、及び樹脂製ワイヤであるか、又は
前記枠部とは異なる部位に設置された、鋼管、金属製ワイヤ、樹脂製棒、及び樹脂製ワイヤである、［１］又は［２］に記載の方法。
［４］
枠部とは異なる鋼管、金属製ワイヤ、樹脂製棒、及び樹脂製ワイヤが、
上方から懸下されているか、又は
２つ以上の植物支持部材に支持されている、
［３］に記載の方法。
［５］
植物支持部材が、
線状部材から懸下された針金、金属棒もしくはひもであるか、又は
地面に設置された支柱又は誘引治具である、［１］～［４］のいずれかに記載の方法。
［６］
作物に与えられる振動の周波数の範囲が３０～３０００Ｈｚであり、該振動の加速度の範囲が１ｍ／ｓ^２以上である、［１］～［５］のいずれかに記載の方法。
［７］
振動として加振機により発生された振動が用いられる、［１］～［６］のいずれかに記載の方法。
［８］
植物支持部材がワイヤー、ひも、支柱又は誘引治具である、［７］に記載の方法。
［９］
加振機が１つの線状部材に１つ設置される、［８］に記載の方法。
［１０］
加振機が磁歪材料、ボイスコイル、超磁歪素子、又は圧電素子である［７］～［９］のいずれかに記載の方法。
［１１］
振動により作物の受粉が促進されるか、又は害虫の防除がなされる、［１］～［１０］のいずれかに記載の方法。
［１２］
作物がトマト、ナス、キュウリ、ピーマン、パプリカ又はイチゴである［１］～［１１］のいずれかに記載の方法。
［１３］
作物栽培施設がビニルハウス又はガラスハウスである、［１］～［１２］のいずれかに記載の方法。

本発明によれば野菜や園芸作物といった作物を生育させている施設において、作物栽培施設を構成する線状部材に縦波（図１）による振動を与え、もって作物を振動させることにより、振動により行動が制御される害虫をより効率的に防除したり作物の受粉を促進したりすることができる。その結果本発明によれば、作物の収量を増大させ、美観に優れた高品質な作物を供給することができる。
振動発生装置（加振機）として、磁歪クラッド素子を包含する磁歪素子（磁化によって大きな外形変化を生ずる磁性材料を用いた振動子で、希土類金属－鉄系合金やコバルト－鉄系合金などがある。このまわりに巻線コイル１６１を設置し、交流電流を流すことで振動を発生できる。）を用いることにより、広範囲から選択した周波数にて、大きな加振力を発生させることが可能になり、一層高い効果が奏される。

理論に拘泥するものではないが、本発明の方法により害虫をより効率的に防除したり作物の受粉を促進したりすることができるのは、振動として縦波による振動を与えることにより、作物の重量による振動の減衰を小さくできたことによると考えられる。すなわち、例えば特許文献４に示されるように従来の振動の与え方の場合、振動が横波により与えられ振動の方向が略鉛直方向であったため、とくに生育が進んだ作物においては該作物の重量の影響により振動が減衰されやすかったのに対し、本発明の方法においては振動の方向が略水平方向であるため、上記のような作物の重量による影響を振動が受けづらくなったことが、上記のような効果が奏される理由の一つであると推測される（図１）。

本発明の振動と従来技術における振動の相違を模式的に示す図である。白抜きの矢印は与えられた振動の方向（向き）を表し、黒塗りの矢印は振動が伝播される方向を表している。本発明の方法が適用される作物栽培施設の概要を、模式的に示す斜視図である。縦波の振動が、各枠部材とは異なる線状部材に付与され伝播され、植物支持部材に伝達され各作物を振動させる。本発明の方法の例を示す図である。左の図（（ａ））は本発明の方法を実施するための、加振機が設置された線状部材、植物支持部材及び植物体の側面図であり、右の図（（ｂ））は加振機が設置された線状部材のみについての平面図である。白抜きの矢印は与えられた振動の方向（向き）を表すために示したものである。線状部材については、中間部位を割愛して示した。右の図（（ｂ））においては、懸下部材の記載を省略した。線状部材を設置する構成及び用いられる部材の例を示す側面図である。本態様における線状部材は枠部材とは異なる線状部材である。線状部材を設置する構成の例を示す側面図である。上の図は、枠部材（１１１）とは異なる線状部材（１１２）を枠部材から懸下し、該枠部材とは異なる線状部材に加振機（１６０）を設置するとともに同部材に植物支持部材（１３０）の一端を結合して懸下し、他端を作物の植物体（１４０）に接触させて、加振機が発生した振動を該作物の植物体に伝達する態様を示す。下の図は、加振機が枠部材又はその近傍に設置され、植物支持部材の一端を枠部材に懸垂し、他端を作物の植物体に接触させて、加振機が発生した振動を該作物の植物体に伝達することを含む態様を示す。線状部材については、中間部位を割愛して示した。実施例１の試験における比較例（従来技術）における加振機の設置の状態を示す側面図である。白抜きの矢印は与えられた振動の方向（向き）を表すために示したものである。線状部材については、中間部位を割愛して示した。実施例１の試験（室内試験）の結果を示すグラフである。実施例２の試験の結果を示すグラフである。２つの折れ線のうち、上の折れ線は金属パイプ（鋼管）上の加速度を示し、下の折れ線は金属パイプに接触した植物体（トマト）の茎の先端部における加速度を示す。実施例３の試験の結果を示すグラフである。点線は、１０ｍ／ｓ^２の加速度を示す。２つの折れ線のうち、上の折れ線は加振装置として用いた加振機から２．５ｍの地点における加速度の経時的変化を示し、下の折れ線は加振装置として用いた加振機から７．５ｍの地点における加速度の経時的変化を示す。〇は横波方式（従来技術：比較例）についての、１畝当たりの果実重量が約３０ｋｇに達した時点における加速度（２ｍ／ｓ^２未満）を示す。

（定義）
本明細書において「振動」とは、空気以外の基質を媒体として該媒体内を伝播し、他の部材等に伝達されるものを意味する。したがって、本発明における「振動」には、空気のような気体を媒体とする、聴覚への刺激である音自体は包含されないが、音を生ぜしめる原因となる媒体における振動は包含される。
本明細書において「縦波」の振動とは、当該振動が媒質である線状部材に与えられてこれらの部材が振動する際に振動する方向が、振動の波の進む向きと同じである振動を意味する（図１）。

本発明は上記のとおり、以下の発明に関する：
作物栽培施設内の作物を振動させる方法であって、
該作物栽培施設は、
該施設内に延伸する線状部材、
該線状部材の２ヶ所又は３ヶ所以上の部位において線状部材と接する２つ又は３つ以上の植物支持部材、ならびに
前記植物支持部材に支持された２つ又は３つ以上の作物
を備え、
以下の工程を含む、方法：
（１）線状部材が前記延伸された方向と略同じ方向に振動させる縦波の振動を、前記線状部材に与えること、
（２）前記線状部材に与えられた振動を線状部材全体に伝播させることにより前記２つ又は３つ以上の植物支持部材を振動させ、該振動により、各植物支持部材に結合された前記２つ又は３つ以上の作物を振動させること。

本発明は、上記の構成により、害虫防除及び／又は作物の受粉をより効率的に行うことを可能とするのである。
本発明において、「作物栽培施設」には、ビニルハウス、ガラスハウス、及び植物工場といった、作物を栽培するためのあらゆる施設が包含され、その規模や種類は限定されない。例えば、露地物栽培施設（設備）である、簡易的にパイプなどでアーチを作り雨除けしている程度の設備も、「作物栽培施設」に包含される。
以下において本発明をさらに詳細に説明する。

本発明の方法においては、害虫防除及び／又は作物の受粉を行うために、害虫の生息媒体及び／又は受粉の対象であるトマト、ナス、キュウリ、ピーマン、パプリカ及びイチゴなどの、誘引（作物の地上部を特定の方向に導き安定させ、生育を補助すること）及び／又は支持を必要とする野菜・果物といった作物に振動を与える。作物に振動を与える方法は、振動が付与される起点としての線状部材１１０に縦波の振動を与え、該振動を伝達し作物に振動を与える方法であれば限定されないところ、例えば以下のようにして与えることができる（図３）：
１．線状部材１１０が延伸された方向と略直交し、かつ水平面と略平行な方向に振動方向を有する、縦波の振動を、加振機１６０から、上記害虫が生息しているか又は生息が予測される作物栽培施設１００、又は受粉を行う作物が栽培されている作物栽培施設１００、を構成する枠部材１１１又は畝１２０の上方に該畝１２０に並行して設置された線状部材１１０に与え、
２．該振動を、線状部材１１０（枠部材とは異なる線状部材１１２）において伝播させ、線状部材１１０から直接、ワイヤー、支柱、もしくはひも（テープを包含する）等の部材（植物支持部材１３０）を２つ又は３つ以上の作物（植物体１４０）の上部に結合すること、もしくは隣接する作物１４０を相互に接続する棒状（支柱）又は帯状の部材（振動伝達部材として機能する）を略水平方向に設置すること、により、上記植物支持部材１３０を振動させることにより伝達し、
３．上記２．における植物支持部材１３０に伝達された振動を作物に伝達させて、所望の振動を作物（植物体１４０）に与える。
本発明の方法は、イチゴにおいて用いられるベリーウィング（商品名）とともに用いられるロープやネットを線状部材１１０に固定し、ロープやネットを介して、作物（イチゴ）に振動を伝達してもよい。ベリーウィング（商品名）及び前記ロープやネットは、イチゴの果実の重みにより垂下し、枝折れしやすくなった枝を支えて枝折れを防ぐための資材である。

本発明の方法において用いられる部材について
本発明の方法においては、一般的な農業用資材を各部材として用いてよい。より具体的には以下のとおりである。
＜線状部材＞
本発明における線状部材１１０は、作物の植物体１４０を結びつけて固定するために用いられる、長細形状を有する部材である（図２）。
線状部材１１０は、該線状部材１１０内における振動の伝播、及び他の部材や植物体１４０への振動の伝達が可能な、枠部材１１１であってよい。本発明における枠部材１１１とは、作物栽培施設１００を構成する枠組みのあらゆる部分を意味し、側壁を構成するための部分、天井部を構成するための部分、及び梁を包含する部材であってよい（図２）。
枠部材１１１に用いられる部材の材質は、振動を該部材において伝播し、他の部材に伝達するものであれば限定されない、枠部材１１１が金属性のパイプ（金属パイプ、鋼管）、金属製ワイヤ、樹脂製棒、及び樹脂製ワイヤである本発明の方法は、好ましい。

線状部材１１０は、枠部材１１１とは別途に設けられた、鋼管、金属製ワイヤ、樹脂製棒、及び樹脂製ワイヤといった振動の伝播・伝達が可能な、枠部材１１１とは異なる線状部材１１２（振動伝達部材として機能する）であってよい（図２）。
当該枠部材１１１とは異なる線状部材１１２を設置する方法は限定されないところ、線状部材１１２が、
上方から懸下されているか、又は
２つ以上の植物支持部材１３０に支持されている、
本発明の方法は好ましい。

枠部材１１１とは異なる部材が上方から懸下されている場合、懸下の方法や懸下に用いられる部材の材質や形状は限定されない。
懸下は、枠部材１１１等の上方に位置する部材から垂下されたひも（懸下部材１７０）に、枠部材１１１とは異なる部材を直接結合させて行ってよい。
懸下はまた、枠部材１１１等の上方に位置する部材から垂下されたひも（懸下部材１７０）に枠部材１１１とは異なる線状部材１１２を載置できる載置部材１８０（Ｓ字フック等）を前記ひも（懸下部材１７０）に結合し、枠部材１１１とは異なる線状部材１１２を載置して行ってもよい（図４）。ひも（懸下部材１７０）の素材は限定されず、麻やゴムが例示される。ひも（懸下部材１７０）の素材として、枠部材１１１から伝達される振動を所望の部材以外の部位又は部材に伝わらせにくい部材は好ましい。

本発明の方法において、線状部材１１０の長さや作物（植物体１４０）の列当たりの本数は限定されず、作物栽培施設１００の大きさや栽培されている作物の植物体１４０の本数に応じて設定してよい。
本発明の方法が適用される作物栽培施設１００の種類は限定されず、ガラス温室やビニルハウスが例示される。

本発明の方法が適用される作物栽培施設１００の大きさも限定されないところ、本発明の方法は、比較的大きい作物栽培施設１００に適用し得る効果を奏する。
本発明の方法のうち、線状部材１１０の長さが５ｍ以上である方法は好ましく、７．５ｍ以上であるものはより好ましく、１０ｍ以上であるものは最も好ましい。
本発明の方法において、作物栽培施設１００内のすべての作物の植物体１４０を振動させることは好ましいが、不可欠ではない。

＜植物支持部材＞
本発明における植物支持部材１３０は、伸長した植物（作物）の植物体１４０の茎、葉、花及び／又は果実といった部位に接触又は結合されて植物体１４０を支持し、該植物体１４０の自立を補助する部材である（図３）。本発明における植物支持部材１３０は、線状部材１１０に伝達された振動により同部材自体が揺動されて振動し、直接又は間接的に該振動を作物の植物体１４０に伝達する、さらなる振動伝達部材としても機能する。

植物支持部材１３０は、線状部材１１０に加えられ、線状部材１１０に伝達された振動を植物体１４０に伝達する物であれば、その形状や材質は限定されない。
植物支持部材１３０が、線状部材１１０から懸架された針金（ワイヤー）、金属棒もしくはひもであるか、又は
地面１５０に設置された支柱又は誘引治具である本発明の方法は好ましい。

本発明における植物支持部材１３０として針金、金属棒又ははひもが用いられる場合、これらの長さは限定されず、例えば約１０ｃｍ～約２５０ｃｍであってよく、作物の植物体１４０の高さや植え付けの範囲に応じて改変してよい。
ひもの材質は限定されず、プラスチック、麻が例示される。

植物支持部材１３０として、植物体１４０を支持する支柱が用いられる場合、該支柱は線状部材１１０に接し得るようにするか、又は複数の支柱をひも等により相互に結合し、該ひもに線状部材１１０からの振動を伝達してよい。

本発明における誘引治具とは作物の植物体１４０の地上部を特定の方向に導き安定させ、生育を補助するための器具を意味する。誘引治具として金属性のものは好ましく、かかる好ましい誘引治具としてクリッパーやたなたな君（商標）、及びローラーフックが例示される。

なお、一般的な上記植物支持部材１３０に加重して、振動伝達部材を別途設けられた部材も、伸長した植物体１４０の茎、葉、花及び／又は果実といった部位に接触又は結合されて植物体１４０を支持し、該植物体１４０の自立を補助する部材であれば本発明における植物支持部材１３０に包含される。

＜振動の発生及び加振機＞
本発明の方法において、振動を発生させる方法や装置は限定されず、振動の所望の周波数の範囲及び加速度の範囲の振動を厳密にコントロールできる加振機１６０やアクチュエータ等を用いてよい。本発明の方法において、加振機１６０として磁歪素子（磁歪材料）を用いることは好ましい。

加振機１６０が用いられる場合、加振機１６０は線状部材１１０に接触して設置されてよく、又は、線状部材１１０の近傍に加振機１６０を設置するための部材を介して設置されていてもよい。すなわち、本発明の方法において、加振機１６０は、線状部材１１０に与えられた振動を伝達可能な態様で設けられた、加振機１６０を設置するための資材のような他の部材を経由して間接的に、上記いずれかの植物支持部材１３０（振動伝達部材として機能する）に設置してよい。

加振機１６０は線状部材１１０に実質的に直接、又は他の資材を用いて線状部材１１０に設置してよい。
枠部材１１１とは異なる線状部材１１２を枠部材１１１から懸下し、該枠部材１１１とは異なる線状部材１１２に加振機１６０を設置するとともに同部材にワイヤー、ひも（懸下部材１７０）、支柱又は誘引治具（植物支持部材１３０）の一端を結合して懸下し、他端を作物の植物体１４０に接触させて、加振機１６０が発生した振動を該作物の植物体１４０に伝達することを含む本発明の方法は好ましい（図５上）。
かかる態様において、加振機１６０を枠部材１１１のみに、又は枠部材１１１とは異なる線状部材に１１２設置された前記加振機１６０に加重して枠部材１１１に、設置してよい。

加振機１６０が、枠部材１１１（ハウスフレーム１９０）又はその近傍に設置され、植物支持部材１３０であるワイヤー、ひも（懸下部材１７０）、支柱又は誘引治具（植物支持部材１３０）の一端を枠部材１１１に懸垂し、他端を作物の植物体１４０に接触させて、加振機１６０が発生した振動を該作物の植物体１４０に伝達することを含む本発明の方法も好ましい（図５下）。

設置される加振機１６０の台数は限定されず、作物栽培施設１００の１棟当たり１台又は２台以上であってよい。外枠部又は線状部材１１０の３０ｍ以下の長さあたり１台の加振機１６０を設置することは好ましい。
また、１つの線状部材１１０に１つの加振機１６０を設置することは、設置作業の簡便さ及びコストの面から好ましい。
設置される加振機１６０の台数は作物の種類や生育ステージ、作物栽培施設１００の大きさ、及び防除対象害虫の生息媒体の数に応じて調整してよい。例えば、（１）作物（植物体１４０）に果実がなり植物体１４０全体が重くなっている、（２）作物栽培施設１００が比較的大きい、あるいは（３）防除対象害虫の発生が比較的多い、といった事象が生じている場合には、（１）～（３）の事象が生じる前と比較して、より多い台数の加振機１６０を用いることは好ましい。

振動を発生させる場所、すなわち加振機１６０を設置する場所は、線状部材１１０の１つ又は２つの端部付近であってよいし、線状部材１１０の中央付近であってもよいし、あるいは１つ又は２つの端部付近及び中央部付近を含むその他の端部以外の箇所であってもよい。加振機１６０を設置する場所は、作物栽培施設１００の大きさや加振機１６０の振動発生出力等を勘案して決定してよい。
加振機１６０が発生する振動の強度は、加振機１６０に与える電圧により調整してよい。かかる電圧として、１０Ｖ～５０Ｖが例示される。

加振機１６０に与えられた振動を伝達するための部材同士の接続を、振動の減衰が小さくなるように行うことは好ましい。振動の減衰が小さくなるように部材同士の接続を行うために、パイプつなぎ治具（ストレートジョイント）を用いることは好ましい。

本発明の方法における加振機１６０の種類は限定されないところ、磁歪材料（磁歪クラッド鋼１６２）、ボイスコイル１６１、偏心モーター、超磁歪素子、又は圧電素子が例示される。
磁歪素子を用いる加振機１６０は、従来のボイスコイル１６１や圧電素子による装置よりも、耐久性、耐水性、耐候性において優れているばかりでなく、本発明においては、上記各害虫の防除に用い得る特定の振動を発生させるための制御装置と電子回路により、家庭用電源やソーラーパネルを用いて、かかる振動を発生させる上記加振機１６０を用いることができる。また、磁歪素子を用いることにより、加振対象資材や防除対象作物の植物体１４０に十分な加振力を与えることができるばかりでなく、より広い周波数制御範囲により、周波数の制御をより厳密に行うことができる点において、現在多く用いられているボイスコイル式や偏心モーター式の電磁加振機１６０に対する優位性を有する。また、圧電素子方式は駆動するためには高電圧が必要なのに対し、磁歪材料は低電圧で駆動可能であるといった点において、磁歪材料は圧電素子に対しても優位性を有する。
磁歪材料とは磁化により外形変化を生ずる磁性材料であり、これにより、防除と受粉に最適な周波数での大きな振動を発生させる。磁歪材料にコバルト－鉄系合金を使用することで、加工しやすく、かつ製造コストを抑えることになる。更に望ましくは、国際公開番号WO2018/230154A1の発明である磁歪材料と軟磁性材料或いは異符号の磁歪材料（例えば、コバルト-鉄系合金に対しニッケル系合金）とを接合して磁歪効果を増幅したクラッド構造の磁歪材料を磁歪素子に用いることにより、効率よく高トルクの加振を行うことができる。家庭用電源を用いて、特定の振動を発生させるための制御装置と電子回路を有するものは好ましい。
本発明の方法においては加振機１６０として希土類金属－鉄系の超磁歪素子を用いることもできる。

＜本発明の方法において用いられる振動について＞
本発明の方法において用いられる振動は、線状部材１１０に与えられてこれらの部材が振動する際に振動する方向が、振動の波の進む向きと同じである、縦波の振動である。
本発明の方法においては、防除対象害虫の特定の行動を誘発又は抑制する、作物（植物体１４０）における振動の周波数の範囲及び／又は加速度の範囲を決定する工程、あるいは対象作物の受粉を促進をする、作物（植物体１４０）における振動の周波数の範囲及び／又は加速度の範囲を決定する工程含むことは、好ましい。害虫防除又は受粉に好適な振動の周波数の範囲及及び／又は加速度の範囲を決定することにより、害虫防除又は受粉をより効率的に行うことが可能になるからである。

振動の周波数の範囲及び加速度の範囲を決定する工程において、与える振動の持続時間はとくに限定されず、適宜設定してよい。振動を与える回数も、とくに限定されず適宜設定してよい。振動を与える回数は、２回以上が好ましい。

振動を２回以上与える場合、個々の振動の持続時間及び与える間隔はとくに限定されず適宜設定してよい。また、前記持続時間及び与える間隔は、各振動ごとに同一でも異なってもよい。
与える振動の波形は限定されず、サイン波ならびに矩形波、三角波、ノコギリ波等の非正弦波のいずれでもよい。これらの波形は、受粉のための振動においても同様であってよい。

本発明の方法において用いられる振動の周波数の範囲はとくに限定されず、防除対象害虫の種類、作物の種類や生育ステージ、振動を与える目的（害虫防除及び／又は受粉）に応じて設定してよい。周波数の範囲として約３０～約３０００Ｈｚが例示され、かかる範囲の周波数の振動を線状部材１１０に与えることにより、害虫防除及び／又は作物の受粉を行ってよい。また、スイープやノイズと定義される、これらの周波数帯を全て又は一部含むものも有効であり好ましい。
さらに、２種類以上の周波数を組み合わせると、順応回避に有効であるため好ましい。

なお、測定機器の制限から加速度として加速度の測定が困難である場合には、振動中の媒体の振動の速度及び周波数から換算した加速度の値を求めることができる。すなわち、速度（ｖ）と加速度（ａ）及び周波数（ｆ）との間には、ａ＝（２πｆ）・ｖの関係がある。したがって、例えば３００Ｈｚの周波数における０．０００５３ｍ／ｓの速度を加速度に換算すると、１．０ｍ／ｓ^２となる。

本発明において、振動を与える間隔が１ｓ以上かつ６０ｓ以下である方法は好ましく、５ｓ～１０ｓであるものはより好ましい。
振動が１秒間与えられた後９秒間振動を停止するパターンが６回以上反復され、１０分以上の間隔を置く工程を含む本発明の方法はとくに好ましい。

本発明の方法により、受粉を促進するための作物（植物体１４０）に与えられる振動の周波数及び加速度の範囲として、３０～３０００Ｈｚ、及び該振動の加速度の範囲は１ｍ／ｓ^２以上が、それぞれ挙げられる。これらの周波数の範囲及び加速度の範囲の少なくとも一方を充足する本発明の方法は好ましく、両方を充足する本発明の方法は一層好ましい。
一般に、害虫防除又は受粉のための加速度として、対象作物の植物体１４０（例えば茎の先端付近）において１ｍ／ｓ^２以上であることは好ましい。１ｍ／ｓ^２以上の加速度を植物体１４０に付与するために必要な、線状部材における加速度の目安として、約１０ｍ／ｓ^２以上の加速度を線状部材１１０全体に与える本発明の方法は好ましい。本発明の方法における受粉のための加速度については、線状部材において約１０ｍ／ｓ^２を大きく上回る加速度であってよい。

＜本発明の方法の適用範囲について＞
本発明の方法が適用される範囲のうち、作物は限定されないところ、本発明の方法は、トマト、ナス、キュウリ、ピーマン、パプリカ又はイチゴの作物栽培施設１００に好適に適用される。本発明の方法が適用される作物の栽培形態は限定されず、土耕でも水耕であってもよい。
作物の植物体１４０が４つ以上存在し、該４つ以上の植物体１４０の１つを他の植物体１４０と樹脂又は金属で連結して振動を伝達することを含む本発明の方法は好ましい。
また、本発明の方法においては、線状部材１１０に植物を接触させ、線状部材１１０に付与した振動を直接植物に伝達させ、該植物を振動させてもよい。かかる態様は、線状部材１１０が植物支持部材１３０を兼ねている態様である。
本発明の方法が適用される防除対象害虫としては、振動による防除が可能であるものであれば限定されず、アブラムシ類、コナジラミ類、ゾウムシ類、及びハダニ類等が例示される。
本発明の方法を害虫防除を目的として適用する場合、適用時期としては作物の苗の定植後から収穫が終了するまでのあらゆる時期が対象である。本発明の方法を受粉の促進を目的として適用する場合には、適用時期としては開花期の前から収穫が終了するまでのあらゆる時期が対象である。

以下に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。ただし当該記載はあくまで例示を目的とするものであって、いかなる意味においても本発明を限定するものではない。

●（実施例１）振動波の種類と伝播距離の検証
＜材料と方法＞
金属製パイプを、他の部材とは接しないように、金属製フレーム治具から懸下されたＰＥ製の紐（商品名ハイクレトワイン、直径３ｍｍ）を用いて室内において吊り下げた。前記金属製パイプとして、直径１９ｍｍ、長さ５ｍで重量約２．５ｋｇの市販品相当の農芸用鋼管を用いた。吊り下げは、１～１．５ｍ間隔で前記紐を用いて行った。植物体や誘引治具は用いなかった。
信号発生装置（ファンクションジェネレータ）で１００Ｈｚ、１０Ｖｐ－ｐの交流信号の入力を、本発明の方法（縦波方式）又は従来技術の方法（横波方式）により行い、前記パイプ上の振動加速度を計測した。振動加速度の計測は、圧電式加速度ピックアップ用いて７０ｃｍの間隔で行った。
縦波方式は、磁歪振動素子（磁歪クラッド鋼）を地面に対して平行に固定して振動を与える方式であり（例えば図３を参照）、従来方式は図６に示すように磁歪振動素子を地面に対して垂直に固定して振動を与える方式である。

＜結果＞
縦波方式の加速度が高く４５ｍ／ｓ^２以上であったのに対し、従来方式では、加速度が縦波に比べて半分程度で最大でも３７ｍ／ｓ^２に留まった（図７）。
本発明の方法においては、従来の方法より振動を効率よく伝播することができることが明らかになった。

●（実施例２）有効な加速度の特定
ビニルハウス内で１０ｍの長さの金属製パイプ（直径１９ｍｍ）に加振装置を縦波方式（本発明の方法における方式）で固定して、約５０ｃｍの間隔で定植された、草丈２５０ｃｍに成長したトマト２０株について、前記金属製パイプ（鋼管）上及び各トマトの茎先端部における振動の計測を行った。トマトは、誘引治具を介して植物体（果実を含む）がもたれかかり、支持された状態にあった。
前記金属製パイプは、ビニルハウス本体のフレームから懸下したＰＥ製紐（品名ハイクレトワイン、直径３ｍｍ）で吊り下げて他の部材とは接しないように設置した。１００Ｈｚ、４０Ｖｐ－ｐの信号入力を前記加振装置により与えた。

＜結果＞
誘引治具を介してトマトの植物体がもたれかかり、支持された状態でも、１０ｍの長さを有する金属製パイプ（鋼管）全体にわたり、振動が減衰することなく伝わっていることが確認された（図８）。
また、トマトの茎において計測された加速度は２～４．５ｍ／ｓ^２であり、害虫防除及び受粉に有効である１ｍ／ｓ^２を超えており、必要な振動が植物体に伝わっていることが確認された。
本発明の方法においては、初期の振動を少なくとも１０ｍの距離まで、十分な強度（加速度）を維持したまま伝達できることが明らかになった。

●（実施例３）植物体への有効な振動が持続する機関の検証
＜材料と方法＞
ビニルハウス内で加振装置を１０ｍの長さの金属製パイプ（直径１９ｍｍ）に縦波方式（本発明の方法における方式）又は横波方式（従来技術：比較例）で固定して、２０株の大玉トマト株を約５０ｃｍ間隔で定植し、３カ月間栽培した時の加速度を約２週間の間隔で調査し、加速度の推移を調べた。かかる推移から、有効な振動の加速度の指標として、害虫防除及び受粉に有効である１ｍ／ｓ^２以上を株の頂部に与えるために必要な金属製パイプ上の加速度である１０ｍ／ｓ^２を上回る期間を特定した。比較例（横波方式）については、１畝当たりの果実重量が約３０ｋｇに達した時点における振動の加速度を測定した。
当該金属製パイプは、ビニルハウス本体のフレームから懸下したＰＥ製紐（品名ハイクレトワイン、直径３ｍｍ）で吊り下げて他の部材とは接しないように設置した。草丈の最大値は約２５０ｃｍであった。
１００Ｈｚ、４０Ｖｐ－ｐの信号入力として、加振装置から２．５ｍ、及び７．５ｍ地点のパイプ上の加速度を計測した。
＜結果＞
本発明の方法（縦波方式を採用）においては、全調査期間にわたり、害虫防除及び受粉に有効である１ｍ／ｓ^２以上を株に与えるために必要なパイプ（金属製パイプ）上の加速度である１０ｍ／ｓ^２（図９において点線により示されている）を上回った。
これに対し横波方式（従来技術：比較例）においては、１畝当たりの果実重量が約３０ｋｇに達した時点においてパイプ上の加速度は２ｍ／ｓ^２を下回り（図９における〇）、効果的に振動を与える期間は短かった。

本発明によれば、野菜や園芸作物といった作物を生育させている施設において、振動により行動が制御される害虫をより効率的に防除したり、作物の受粉を従来技術より効率的に促進したりすることができる。したがって、本発明は、施設栽培農業の発展に寄与するところ大である。

１００作物栽培施設
１１０線状部材
１１１枠部材
１１２枠部材とは異なる線状部材
１２０畝
１３０植物支持部材
１４０作物（植物体）
１５０地面
１６０加振機
１６１コイル
１６２クラッド鋼
１７０懸下部材（ひも）
１８０載置部材
１９０枠部材の一部（ハウスフレーム）

●（実施例３）植物体への有効な振動が持続する期間の検証
＜材料と方法＞
ビニルハウス内で加振装置を１０ｍの長さの金属製パイプ（直径１９ｍｍ）に縦波方式（本発明の方法における方式）又は横波方式（従来技術：比較例）で固定して、２０株の大玉トマト株を約５０ｃｍ間隔で定植し、３カ月間栽培した時の加速度を約２週間の間隔で調査し、加速度の推移を調べた。かかる推移から、有効な振動の加速度の指標として、害虫防除及び受粉に有効である１ｍ／ｓ^２以上を株の頂部に与えるために必要な金属製パイプ上の加速度である１０ｍ／ｓ^２を上回る期間を特定した。比較例（横波方式）については、１畝当たりの果実重量が約３０ｋｇに達した時点における振動の加速度を測定した。
当該金属製パイプは、ビニルハウス本体のフレームから懸下したＰＥ製紐（品名ハイクレトワイン、直径３ｍｍ）で吊り下げて他の部材とは接しないように設置した。草丈の最大値は約２５０ｃｍであった。
１００Ｈｚ、４０Ｖｐ－ｐの信号入力として、加振装置から２．５ｍ、及び７．５ｍ地点のパイプ上の加速度を計測した。
＜結果＞
本発明の方法（縦波方式を採用）においては、全調査期間にわたり、害虫防除及び受粉に有効である１ｍ／ｓ^２以上を株に与えるために必要なパイプ（金属製パイプ）上の加速度である１０ｍ／ｓ^２（図９において点線により示されている）を上回った。
これに対し横波方式（従来技術：比較例）においては、１畝当たりの果実重量が約３０ｋｇに達した時点においてパイプ上の加速度は２ｍ／ｓ^２を下回り（図９における〇）、効果的に振動を与える期間は短かった。

Claims

作物栽培施設内の作物を振動させる方法であって、
該作物栽培施設は、
該施設内に延伸する線状部材、
該線状部材の２ヶ所又は３ヶ所以上の部位において線状部材と接する２つ又は３つ以上の植物支持部材、ならびに
前記植物支持部材に支持された２つ又は３つ以上の作物
を備え、
以下の工程を含む、方法：
（１）線状部材が前記延伸された方向と略同じ方向に振動させる縦波の振動を、前記線状部材に与えること、
（２）前記線状部材に与えられた振動を線状部材全体に伝播させることにより前記２つ又は３つ以上の植物支持部材を振動させ、該振動により、各植物支持部材に結合された前記２つ又は３つ以上の作物を振動させること。
線状部材の長さが５ｍ以上である、請求項１に記載の方法。
線状部材が、
作物栽培施設の枠部を構成する枠部材の一つであり、鋼管、金属製ワイヤ、樹脂製棒、及び樹脂製ワイヤであるか、又は
前記枠部とは異なる部位に設置された、鋼管、金属製ワイヤ、樹脂製棒、及び樹脂製ワイヤである、請求項１又は２に記載の方法。
枠部とは異なる鋼管、金属製ワイヤ、樹脂製棒、及び樹脂製ワイヤが、
上方から懸下されているか、又は
２つ以上の植物支持部材に支持されている、
請求項３に記載の方法。
植物支持部材が、
線状部材から懸下された針金、金属棒もしくはひもであるか、又は
地面に設置された支柱又は誘引治具である、請求項１～４のいずれかに記載の方法。
作物に与えられる振動の周波数の範囲が３０～３０００Ｈｚであり、該振動の加速度の範囲が１ｍ／ｓ^２以上である、請求項１～５のいずれかに記載の方法。
振動として加振機により発生された振動が用いられる、請求項１～６のいずれかに記載の方法。
植物支持部材がワイヤー、ひも、支柱又は誘引治具である、請求項７に記載の方法。
加振機が１つの線状部材に１つ設置される、請求項８に記載の方法。
加振機が磁歪材料、ボイスコイル、超磁歪素子、又は圧電素子である請求項７～９のいずれかに記載の方法。
振動により作物の受粉が促進されるか、又は害虫の防除がなされる、請求項１～１０のいずれかに記載の方法。
作物がトマト、ナス、キュウリ、ピーマン、パプリカ又はイチゴである請求項１～１１のいずれかに記載の方法。
作物栽培施設がビニルハウス又はガラスハウスである、請求項１～１２のいずれかに記載の方法。