JP2022184287A

JP2022184287A - エディブルフラワー用ビオラの栽培方法

Info

Publication number: JP2022184287A
Application number: JP2021092047A
Authority: JP
Inventors: 範子大竹; Noriko Otake; 洋鴨志田; Hiroshi Kamoshita
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 2021-06-01
Filing date: 2021-06-01
Publication date: 2022-12-13

Abstract

【課題】青色光と赤色光の特殊な組み合わせによって、エディブルフラワー用ビオラの栽培において、花の収穫量を増やす方法を提供すること。【解決手段】光源から、赤色光と青色光とを照射するビオラの栽培方法であって、２４時間を一つのサイクルとする一定の照射パターンに基づき、該照射パターンが、赤色光を照射する工程（ａ）と、青色光を照射する工程（ｂ）と、赤色光と青色光を同時照射する工程（ｃ）と、を有し、工程（ａ）と工程（ｂ）の時間が同じ長さであり、工程（ｃ）の時間が、８時間～２０時間とすることにより、エディブルフラワー用のビオラを栽培する。【選択図】なし

Description

本発明は、植物工場におけるエディブルフラワー用のビオラの栽培方法に関する。

エディブルフラワーとは、花を食用に用いる栽培植物のことを言う。エディブルフラワーには、広い意味では花を食用とするブロッコリーやカリフラワーなども含まれ、古くから知られている。

本開示では、料理の装飾的機能を有することから注目を集めている、エディブルフラワーとしてのビオラに着目した。一般に、ビオラは、華やかな花を咲かせる為、園芸愛好家らに好まれ栽培されている。しかし、鑑賞用に栽培されたビオラの花においては、病害虫の被害や、栽培時に使用される農薬などの影響が懸念される。このため、鑑賞用に栽培されたビオラの花を、料理等に使用する場合には、注意が必要である。

一方、植物工場における植物の栽培は、管理された環境下に実施することができるため、病害虫の心配がなく、農薬の散布なども必要が無い。収穫された作物は、そのまま食用に使用できるという長所を持つ。こうした背景からエディブルフラワーとしてのビオラは、病害虫の心配や、農薬散布の必要のない植物工場での栽培に向いた作物ということができる。

植物工場で植物を効率よく栽培する方法として、赤色光と青色光を交互に連続して照射する栽培方法が知られている。特許文献１には、この方法が様々な植物に適用できることが報告されている。さらに本方法を発展させた光の照射方法に関して、特許文献２にはケールの栽培方法が報告されている。

また、照射する光の条件を変えた時のバラの花における影響を報告する文献として、非特許文献１があげられる。非特許文献１では、青色光の比率が高いＬＥＤの照射によって、バラの光合成能力が増強されたことが報告されている。

特許第５７２９７８６号公報国際公開第２０２０／０６７２６６号

Ｐｈｙｓｉｏｌ．Ｐｌａｎｔ．（米），１４８，２０１３．

本発明者らは、植物工場におけるエディブルフラワー用のビオラの栽培について検討した。栽培における、赤色光や青色光を用いた効果を調べたところ、ビオラの成長に良い効果を有する照射条件が存在していた。しかし、花を食用として収穫するビオラの栽培においては、花の生産性がより重要であるところ、より花の生産性の高い条件が求められていた。

本発明者らは、ある特定の光の照射条件において、花の生産性が向上することを見出し、本発明を完成させた。
本発明は、青色光と赤色光の特殊な組み合わせによって、エディブルフラワー用ビオラの栽培において、収穫量を増やす方法を開示するものであって、以下の態様に関する。
［１］光源から、赤色光と青色光とを照射するビオラの栽培方法であって、２４時間を一つのサイクルとする一定の照射パターンに基づき、該照射パターンが、赤色光を照射する工程（ａ）と、青色光を照射する工程（ｂ）と、赤色光と青色光を同時照射する工程（ｃ）と、を有し、工程（ａ）と工程（ｂ）の時間が同じ長さであり、工程（ｃ）の時間が、８時間～２０時間である、エディブルフラワー用のビオラの栽培方法。
［２］栽培が植物工場において行われ、照明光としてＬＥＤを用いる、［１］に記載のエディブルフラワー用のビオラの栽培方法。
［３］照射パターンが、工程（ａ）、工程（ｃ）、工程（ｂ）の順番である、［１］または［２］に記載のエディブルフラワー用のビオラの栽培方法。

本発明の栽培方法によれば、エディブルフラワーとしてのビオラの栽培において、茎葉などの成長を抑えて効果的に花を収穫することができる。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。
＜ビオラ＞
本発明におけるビオラとは、花を食用にできる種として販売されているものを指す。そのビオラはスミレ科の一年草で、草丈１０～３０ｃｍの植物である。その種は、（株）グリーンフィールドプロジェクトなどから入手するものが使用できる。望ましくは、有機種子、固定種のビオラで、紫・黄色・白色の３色からなるものがよい。

本発明の栽培法に使用するビオラの苗は、市販のものを使用しても良いし、種子から得たものでもよい。種子から得る場合は、適当な培地にて種子を発芽させたものを、適当な光条件下で育成する。苗の育成に悪い影響がない限り、太陽光や人工光を用いることができる。ＬＥＤランプによって、赤色光と青色光を同時照射してもよい。苗は、このようにして種子から２０日から２５日程度、育成したものが用いられる。
本発明の栽培方法は、ビオラの苗の移植直後から、花の収穫時までに適用される。

＜光源＞
本発明で使用する赤色光および青色光の光源としては、後述する工程で使用される波長域を発するものであれば特に限定されないが、波長選択が容易である人工光源が好ましい。人工光源としては、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザーダイオード（ＬＤ）、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子、直管形およびコンパクト形の蛍光ランプ、電球形蛍光ランプ、高圧放電ランプ、メタルハライドランプなどが挙げられる。このうち、有効波長域の光エネルギーの占める割合が大きい光を放射できる点で、ＬＥＤを用いることが好ましい。

上記光源は、赤色光と青色光とを別個独立に点灯および消灯できるものが好ましい。また、赤色光の光源および青色光の光源は、それぞれ供給する電流の大きさを調節することにより、光源から照射される赤色光および青色光の強度を制御できるものが好ましい。

赤色光および青色光の強度は、光量子計（例えば、ＬＩ－２５０Ａ（ＬＩ－ＣＯＲ社））を用いて栽培面の各栽培位置で測定した値の平均値から算出することができる。工程（ａ）、（ｂ）および（ｃ）における赤色光および青色光の光量（強度）は、一般的に植物が有効に光合成を行う時の光飽和点と光補償点の範囲内であれば、特に限定されない。例えば照射される赤色光および青色光の光合成光量子束密度（ＰｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃＰｈｏｔｏｎＦｌｕｘＤｅｎｓｉｔｙ：以下、「ＰＰＦＤ」という場合がある）は、それぞれ、３０～４００μｍｏｌ／（ｍ^２・ｓ）、好ましくは５０～３５０μｍｏｌ／（ｍ^２・ｓ）、特に好ましくは６０～３００μｍｏｌ／（ｍ^２・ｓ）である。

＜光照射＞
ビオラに対する本発明の光照射の開始は、通常はビオラの苗に対して行う。ビオラは育苗後のものを定植した上で、花をつけた状態まで栽培する。なお、工程（ａ）および工程（ｂ）、並びに工程（ｃ）は、育苗後、通常は、２０～４０日間行われる。

〔工程（ａ）〕
工程（ａ）は、光源から赤色光をビオラに照射する工程である。赤色光の波長は、中心波長６００ｎｍ以上７３０ｎｍ以下が好ましい。中心波長が６４０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下であることが、光合成反応に対する効率が高く、特に成育速度の向上に効果が大きい点で好ましく、中心波長が６４５ｎｍ以上６７０ｎｍ以下であることがより好ましい。工程（ａ）で照射される赤色光は、上記波長域と異なる波長域の光を含んでもよいが、後述する青色光は含まない。

工程（ａ）一回当たりの照射時間は、１時間以上８時間以下が好ましく、２時間以上７時間以下がより好ましく、３時間以上６時間未満がさらに好ましい。

また、本発明では、工程（ａ）は、中心波長を上記波長域内で任意に変更してもよい。また、照射時間も上記照射時間内で任意に変更してもよい。そうすることで、ビオラに与えられる１日あたりの積算光量を制御しやすくなり、一定の品質を有するビオラを栽培できるようになる。

〔工程（ｂ）〕
工程（ｂ）は、光源から青色光をビオラに照射する工程である。青色光の波長は、中心波長４００ｎｍ以上５１５ｎｍ以下が好ましい。中心波長が４３０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下であることが、光合成反応に対する効率が高く、特に成育速度の向上に効果が大きい点で好ましく、中心波長が４４０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下であることがより好ましい。工程（ｂ）で照射される青色光は、上記波長域と異なる波長域の光を含んでもよいが、上記赤色光は含まない。

本発明では、工程（ｂ）一回当たりの照射時間は、１時間以上８時間以下が好ましく、２時間以上７時間以下がより好ましく、３時間以上６時間未満がさらに好ましい。

また、本発明では、工程（ｂ）は、中心波長を上記波長域内で任意に変更してもよい。また、照射時間も上記照射時間内で任意に変更してもよい。そうすることで、ビオラに与えられる１日あたりの積算光量を制御しやすくなり、一定の品質を有するビオラを栽培できるようになる。工程（ａ）と工程（ｂ）は、通常、同じ照射時間が選択されるが、必要に応じて、１時間程度の差があっても構わない。

〔工程（ｃ）〕
本発明の栽培方法において、工程（ａ）と工程（ｂ）に加えて、赤色光と青色光とを同時にビオラに照射する工程（ｃ）を行うことで、ビオラの成長に加えて、花の高い収穫量を確保することが可能になる。工程（ｃ）における赤色光と青色光の各波長は、工程（ａ）と工程（ｂ）の波長とそれぞれ同様である。本発明の栽培方法では、工程（ｃ）の前後に、工程（ａ）あるいは工程（ｂ）を実施する。

工程（ｃ）における、ビオラに対して赤色光と青色光とを同時に照射する時間は、８時間以上２０時間以下である。この時間範囲で、工程（ｃ）を行うことで、ビオラがいたずらに成長し、栄養成長にエネルギーを消費されたり、不完全な花が収穫されたりすることが少なくなる。その結果、生体重あたりの花の収穫量が多くなる。このことは、エディブルフラワーの栽培において、無駄な葉や茎の処理に要する費用を削減することができることを示し、経済性に優れている。工程（ｃ）の時間は、１０時間以上１９時間以下がより好ましく、１２時間以上１８時間以下がさらに好ましい。

本発明では、工程（ａ）と工程（ｂ）と工程（ｃ）を行うが、工程（ｃ）を挟み、工程（ａ）が先であってもよく、工程（ｂ）が先であってもよい。
本発明では、工程（ａ）と工程（ｂ）および工程（ｃ）が行われる工程を、一つのサイクルとする。そのサイクルは２４時間とする。サイクルの長さは、栽培条件に影響をしない範囲で、１時間程度の長短が発生しても構わない。
繰り返される各サイクルにおいては、工程（ｃ）の長さが前記範囲でそれぞれ変わっても構わないが、通常は、初めに設定された時間のままで照射が行われる。

本発明の栽培方法では、ビオラに光を照射しない工程を、前記工程（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の前後および各工程の途中の任意のタイミングで設けてもよい。この場合、光を照射しない工程の時間は、合計で１時間以下であることが好ましい。

本発明の栽培方法は、ビオラが、花芽を出し、開花するまで行われる。例えば、完全閉鎖型人工照射によりビオラを栽培した場合は、花芽を出すまでに、３５～５０日間を要し、開花し収穫するまでには、４０～６５日間を要する。

光の照射によって、植物に与えられた１日あたりの積算光量は、ＤａｉｌｙＬｉｇｈｔＩｎｔｅｇｒａｌ（ＤＬＩ；単位はｍｏｌ／（ｍ^２・ｄａｙ））で表される。ＤＬＩは、例えば、照射光の各波長の「ＰＰＦＤ×照射時間／照射日数」の合計によって算出することができる。その場合、工程（ｃ）のＤＬＩは、青色光および赤色光についての各ＤＬＩを合計した値である。植物の栽培における経済性は、栽培に要する期間の長さおよび成長に要するＤＬＩと関係する。本発明の栽培方法によれば、比較的少ないエネルギーにもかかわらず、効率よくビオラを成長、かつ、花を咲かせることができる。

本発明において、収穫する花とは、ビオラの花びらが５枚揃った状態の花を言う。不完全な形で形成された花に関しては、経済的価値が低いので、収穫された花には数えない。不完全な形で形成された花としては、花びらが１枚の様な花が例示できる。工程（ａ）と工程（ｂ）の合計時間が長くなるほど、ビオラの成長が促進されるが、生体重あたりの花の収穫量が減少するとともに、不完全な花の割合が増加する。このため、工程（ａ）と工程（ｂ）の合計時間が、１６時間を超えることは好ましくない。

＜栽培方式＞
ビオラの栽培方式は、例えば、水耕栽培、噴霧栽培、固形培地耕などが挙げられる。衛生面、施肥作業および管理の容易性の点から水耕栽培が好ましい。

水耕栽培の場合には、栽培プールに供給する養液の液温が１０℃以上３０℃以下であることが好ましく、１８℃以上２８℃以下が好ましく、２０℃以上２５℃以下がより好ましい。該液温内であれば、植物の根部の栄養吸収に障害が起き、生育が大幅に悪くなることを防止することができる。

養液の制御は、養液電気伝導度（ＥＣ；ＥｌｅｃｔｒｉｃＣｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）による濃度制御が一般的であり、養液濃度の目安として使用する。ＥＣが高すぎる場合は栄養過剰による形態異常や、根域の浸透圧ストレスによる生育量低下を引き起こすことがある。従って、本発明においては、ＥＣが１．３ｄＳ／ｍ以上２．８ｄＳ／ｍ以下であることが好ましく、１．５ｄＳ／ｍ以上２．０ｄＳ／ｍ以下であることがより好ましい。また、ビオラの成長促進の点から、ｐＨが５．５以上６．５以下の条件で栽培するのが好ましい。

栽培室温度は一般的な植物の水耕栽培を行う温度であり、１０℃以上３０℃以下が好ましく、１５℃以上２８℃以下がより好ましく、２０℃以上２５℃以下がさらに好ましい。

栽培室内の相対湿度は一般的な植物の水耕栽培を行う相対湿度であり、４０％以上９０％以下が好ましく、５０％以上８０％以下がより好ましく、６５％以上７５％以下がさらに好ましい。

植物群落内の相対湿度は密植されていない状態では、上述したのと同様に、６５％以上７５％以下に調整することが好ましい。一方で植物が成長してくると密植状態になるため植物群落内の相対湿度が非常に高くなる。そのため、植物群落内の相対湿度は、好ましくは５０％以上９５％以下、より好ましくは６０％以上８０％以下、さらに好ましくは６５％以上７５％以下に維持する。

ビオラの株密度は、２５株／ｍ^２～１００株／ｍ^２になるように調整することが好ましい。株間隔の短縮につれ生産株数がアップする一方で株あたりの重量が減少し、徒長する傾向になることから、品質と生産性のバランスの観点から、ビオラの株密度は、３５株／ｍ^２～８０株／ｍ^２がより好ましく、５０株／ｍ^２～６０株／ｍ^２がさらに好ましい。ビオラの株密度は、例えば、「株密度＝栽培面の株数／栽培面の面積」の式により算出することができる。ここでいう栽培面は、栽培株が置かれた栽培用トレー等の表面上の、当該株の全部が収まる最小の正方形または長方形の領域を意味する。

植物の成長を促進するために、炭酸ガス濃度を高めることも好適に用いられる。炭酸ガス濃度は経済性および生育への好影響の観点から、４００ｖｏｌｐｐｍ以上１６００ｖｏｌｐｐｍ以下が好ましい。より好ましくは６００ｖｏｌｐｐｍ以上１４００ｖｏｌｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは７００ｖｏｌｐｐｍ以上１３００ｖｏｌｐｐｍ以下である。低すぎる場合は栄養不足による生育量低下を引き起こすことがある。

本発明により、植物工場において収穫されたビオラの花は、その装飾性を生かして、サラダなどの料理に好適に利用することができる。

以下、実施例及び比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
以下に示す実施例および比較例においては、以下の条件で育苗したビオラの苗について光照射を行い栽培した。

＜育苗＞
品種はビオラ／３色すみれ（グリーンフィールドプロジェクト）を使用した。
種子を市販の水耕栽培用ウレタンスポンジに播種し、三日間の暗期処理後に光照射を開始した。水耕装置はＴＡＰＳ－１ＳＷ（エスペックミック株式会社製）を使用し、気温は２４℃、相対湿度は７０％、ＣＯ２濃度は１０００ｐｐｍとした。播種後１４日目までは１日おきに水道水を潅水し、その後は培養液を使用した水耕栽培に切り替えた。培養液は肥料制御装置（らくらく肥料管理機３、セムコーポレーション株式会社製）により制御し、大塚Ａ処方（ＥＣ＝１．５±０．３ｄＳ／ｍ、ｐＨ＝６．０±０．３、ＯＡＴアグリオ株式会社製）とした。光源には直管型ＬＥＤランプ（青：ピーク波長４５０ｎｍ、ＬＥＤチップＧＡ２ＰＴ４５０Ｇ、赤：ピーク波長６６０ｎｍ、ＬＥＤチップＨＲＰ－３５０Ｆ、昭和電工株式会社製）を使用し、赤と青の光を照射して、赤１２０μｍｏｌ／（ｍ^２・ｓ）青８０μｍｏｌ／（ｍ^２・ｓ）、明期１８時間、暗期６時間の条件で播種後２３日目まで育苗を行った。光合成有効光量子束密度の測定は、光量子センサー（ＬＩ－１９０、ＬＩ－ＣＯＲ）およびライトメーター（ＬＩ－２５０、ＬＩ－ＣＯＲ）を使用した。

［実施例１］
ビオラの苗、１０株を栽培パネルに定植した。赤色光のＰＰＦＤを、１２０μｍｏｌ／（ｍ^２・ｓ）、青色光のＰＰＦＤを８０μｍｏｌ／（ｍ^２・ｓ）に設定し、工程（ａ）を６時間、工程（ｃ）を１２時間、工程（ｂ）を６時間の計２４時間を一つのサイクルとして、繰り返し光の照射を行い、ビオラを播種後５６日目まで栽培した。照射した。一つのサイクルにおけるＤＬＩは、１３．０（ｍｏｌ／（ｍ^２・ｄａｙ））であった。栽培装置は育苗と同じものを使用した。培養液は、塚Ａ処方（ＥＣ＝２．０±０．３ｄＳ／ｍ、ｐＨ＝６．０±０．３ＯＡＴアグリオ株式会社製）を使用した。

開花したビオラに関して、完全な花を摘花し、その数を数え、平均を求め、摘花数とした。摘花数は、１２１個であった。さらに、その時のビオラの株全体の重量を測定し、その平均を求め、生体重とした。生体重は２６．５ｇであった。生体重あたりの摘花数として、摘花数を生体重で割った値を求めた。４．５６個／ｇであった。

［実施例２］
赤色光のＰＰＦＤを、１０３μｍｏｌ／（ｍ^２・ｓ）、青色光のＰＰＦＤを６９μｍｏｌ／（ｍ^２・ｓ）に設定し、工程（ａ）、工程（ｃ）、工程（ｂ）の時間を表１に記載の通り実施した以外は、実施例１と同様に栽培を行った。一つのサイクルにおけるＤＬＩは、１３．０（ｍｏｌ／（ｍ^２・ｄａｙ））であった。

［比較例１］
赤色光のＰＰＦＤを、１２０μｍｏｌ／（ｍ^２・ｓ）、青色光のＰＰＦＤを８０μｍｏｌ／（ｍ^２・ｓ）に設定し、工程（ｃ）のみを１８時間行い、残りは光照射せず、他の条件は実施例１と同様にビオラの栽培を行い、栽培後の摘花数を生体中で割った値を求めた。
一つのサイクルにおけるＤＬＩは、１３．０（ｍｏｌ／（ｍ^２・ｄａｙ））であった。
［比較例２］
工程（ｃ）のみを２４時間行い、その他の条件は比較例１と同様にビオラの栽培を実施した。

［比較例３］
赤色光のＰＰＦＤを、１４４μｍｏｌ／（ｍ^２・ｓ）、青色光のＰＰＦＤを９６μｍｏｌ／（ｍ^２・ｓ）に設定し、工程（ａ）、工程（ｃ）、工程（ｂ）の時間を表１に記載の通り実施した以外は、実施例１と同様に栽培を行った。一つのサイクルにおけるＤＬＩは、１３．０（ｍｏｌ／（ｍ^２・ｄａｙ））であった。

［比較例４］
赤色光のＰＰＦＤを、１８０μｍｏｌ／（ｍ^２・ｓ）、青色光のＰＰＦＤを１２０μｍｏｌ／（ｍ^２・ｓ）に設定し、工程（ａ）、工程（ｃ）、工程（ｂ）の時間を表１に記載の通り実施した以外は、実施例１と同様に栽培を行った。一つのサイクルにおけるＤＬＩは、１３．０（ｍｏｌ／（ｍ^２・ｄａｙ））であった。
それぞれ、光の照射時間を、表１のように変えて、実施例１と同様にビオラを栽培した。
各実験例の結果を表にまとめた。

Claims

光源から、赤色光と青色光とを照射するビオラの栽培方法であって、２４時間を一つのサイクルとする一定の照射パターンに基づき、該照射パターンが、赤色光を照射する工程（ａ）と、青色光を照射する工程（ｂ）と、赤色光と青色光を同時照射する工程（ｃ）と、を有し、工程（ａ）と工程（ｂ）の時間が同じ長さであり、工程（ｃ）の時間が、８時間～２０時間である、エディブルフラワー用のビオラの栽培方法。
栽培が植物工場において行われ、照明光としてＬＥＤを用いる、請求項１に記載のエディブルフラワー用のビオラの栽培方法。
照射パターンが、工程（ａ）、工程（ｃ）、工程（ｂ）の順番である、請求項１または請求項２に記載のエディブルフラワー用のビオラの栽培方法。