JP3945572B2

JP3945572B2 - 植物の育成方法

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Publication number: JP3945572B2
Application number: JP2002118962A
Authority: JP
Inventors: 和重中林
Original assignee: MEIJI UNIVERSITY LEGAL PERSON
Current assignee: MEIJI UNIVERSITY LEGAL PERSON
Priority date: 2002-04-22
Filing date: 2002-04-22
Publication date: 2007-07-18
Anticipated expiration: 2022-04-22
Also published as: JP2003310057A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、植物の育成方法に関する。この方法によって植物を育成することにより、植物の生育を促進することができ、また、窒素、リンなどの栄養成分の植物体内への取り込みを人為的に調節することもできる。
【０００２】
【従来の技術】
植物は、音、光、磁力、電気などの外的な刺激に対し、様々な反応を示す。以下、これらの刺激に対し、植物が示す反応の代表的なものについて述べる。
【０００３】
（１）音刺激
植物が音に反応することは古くから知られており、例えば、1966年にバクスターは音が植物の電位変化を生じさせることを報告している（多湖敬彦、「超科学−こう使う・こう遊ぶ」、1996年、ビジネス社発行）。また、三輪らは、マイハギという植物が音刺激に反応し、葉を振動させることを紹介している（植物工場学会誌13(2)123-129(2001)）。更に、鳥のさえずりを作物に聴かせると生育がよくなるという「ソニックブルーム」という農法すらある。しかしながら、音の周波数に着目した報告は非常に少なく、20Hzの音刺激を付与することによりサラダ菜の生重量が増加したという報告があるのみである（浅井ら、農業環境工学関連4学会2001年合同大会講演要旨集日本植物工場学会）。
【０００４】
（２）光刺激
光は、植物が光合成を行う上で必須のものであることから、人工的に光を照射して植物を栽培することは以前から行われてきた。しかし、人工光だけを植物に連続的に照射することは、コスト面の問題があるため、1980年代から間断照明（パルス光照射）により電力を節約する研究がすすめられてきた。この間断照明の周期は、100Hz以上の短周期（渡辺ら、エレクトロニクス96年8月号）あるいは10Hz以下の長周期（蔵田ら、農耕気象vol(3)、1984）が有効であると報告されている。また、浅井らは、30Hzのパルス光を照射するとレタス中の窒素濃度とカリウム濃度が増大し、20Hzのパルス光を照射するとトマトの汁液中のリン、マグネシウム、カルシウム濃度が増大することを報告している（浅井ら、農業環境工学関連4学会2001年合同大会講演要旨集日本植物工場学会）。
【０００５】
（３）磁力刺激
磁力線は生物に大きな影響力をもつことが知られており、例えば、富田らは、地球磁場によって幼植物の芽生えが促進されることを報告している(富田ら、宇宙生物科学第15巻第3号、2001年11月日本宇宙科学会)。また、このような磁力線の持つ生物への影響力を積極的に利用し、植物の生育促進を図る試みもなされている。例えば、磁気を当てた水を用いて植物の成長を促進する方法（農業用磁場活性器「水豊」〔有限会社セイフティテック〕、磁力活性装置「ねおじくん」〔堀江株式会社〕）や作物の地上部の株元に永久磁石を設置して、生育を促す方法（植物育成促進部材「育ちん棒」〔有限会社根本工業〕）が知られている。
【０００６】
しかし、これらはいずれも磁力を連続的に作用させることを前提としており、周期的な磁力刺激を植物に付与することについての報告は全くなかった。
【０００７】
（４）電気刺激
電気は生物に大きな影響があることは周知のことで、大きな電圧がかかって、電流が流れるとその個体は感電死する。他方、生物が電気を発生していることは、人の心電図の利用や植物の生体電位観測結果から知られている。これとは逆に、生物に電気刺激を与えることも、人の筋肉に電気刺激を与えて人為的に運動状態をつくるマッサージ器具として実用化されている。
【０００８】
しかし、植物の栄養取り込み能力を変化させたり、生物の生育を促進するために電気刺激を与えることについてはほとんど知られていない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
植物を栽培するに当たっては、いかにしてその植物の生育を促進し、生重量を増大させるかということが重要である。また、特定栄養成分の不足又は過剰な土壌で植物を栽培する場合、その栄養成分に対する植物の取り込み能力を人為的に調節できれば効率的な栽培が可能になる。
【００１０】
本発明は、以上のような技術的背景の下になされたものであり、その目的は、植物の生育を増大させるとともに、特定の栄養成分の植物体内への取り込みを人為的に調節する手段を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、磁力又は電気による周期的な刺激を植物に付与することにより、その植物の生育が促進されるとともに、特定の栄養成分の植物体内への取り込みを人為的に調節できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
即ち、本発明は、植物に、 0.01 〜 100 ミリガウスの範囲の強度で 7 〜 20H ｚの低周波磁力による周期的な刺激を付与することを特徴とする植物の育成方法である。
また、本発明は、周期的な磁力刺激が、 1 〜 20 ミリガウスである上記の育成方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１４】
本発明の植物の育成方法は、植物に、磁力又は電気による周期的な刺激を付与することを特徴とするものである。
【００１５】
対象となる植物の種類は特に限定されず、例えば、トマト、レタス、チンゲンサイなどを挙げることができるが、これらに限定されるわけではない。
【００１６】
磁力又は電気刺激を付与する時期は、植物の生育促進等の効果が得られる時期であれば特に限定されないが、生育途上中の植物に付与するのが好ましく、例えば、トマトであれば、播種から30〜120日ごろが好ましい。
【００１７】
対象植物の栽培方法は特に限定されず、鉢栽培、圃場栽培のほか、養液栽培などにも適用できる。
【００１８】
磁力又は電気刺激の周波数は、植物の生育を促進、あるいは特定栄養成分の植物体内への取り込みを増大、あるいは減少させ得る範囲内でであれば特に限定されないが、植物の生育促進を目的とするのであれば、400Hz以下であることが好ましく、5〜50Hzであることが更に好ましい。また、特定栄養成分の取り込みの増大又は減少を目的とする場合は、例えば、表１に示す周波数の刺激を付与すればよい。
【００１９】
【表１】

【００２０】
磁力刺激の付与方法は特に限定されず、例えば、植物に永久磁石を近づけたり遠ざけたりして機械的に作用させてもよく、また、植物の近くに設置した誘導コイルあるいは線状の導線に、間断、あるいは強弱をつけた通電をして磁界を発生させてもよい。この時に用いる電流はサイン波でもデジタル波でも矩形波でもよい。また、デューティー比は1:1000〜1000:１で構わない。
【００２１】
磁力刺激を付与する部位は、根部が望ましいが、地上部でも構わない。作用させる磁力は0.01〜100ミリガウスの範囲でよいが、1〜20ミリガウスとした方が効果が高い。
【００２２】
電気刺激の付与方法も特に限定されず、例えば、植物周辺の土壌中に電線を埋め、そこに交流電流を流したり、あるいは養液の入った水槽に電極を設置し、そこに交流電流を流したりしてもよい。
【００２３】
電気刺激を与える部位は、植物体地上部でも根部でもよいが、養液栽培の場合には水槽内に電極を設置すれば根部だけでなく、培養液もイオンの活性化されるなどの影響を受けるので都合がよい。対になる電極は白金、銅、銀、ステンレススチール、炭素棒などが適しており、両端の電圧は0.01V〜60Vが好ましい。波形は、サイン波、デジタル波、矩形波を問わず、デューティー比は1:1000〜1000:１の範囲でよい。
【００２４】
【実施例】
〔実施例１〕周期的な磁力刺激の影響
レタスに7〜2500Hz周波数の磁力刺激を付与して栽培し、生育量と根部汁液中の窒素濃度とリン濃度を調べた。
【００２５】
供試作物にはレタスを用い、明治大学生田校舎（神奈川県川崎市）内のガラス温室で栽培した。栽培は養液栽培にて行い、播種後ウレタン製スポンジに仮植し、培養液を張ったプラスチックトレーに発泡スチロール板を浮かばせ、苗を定植した。栽培に用いた培養液は園芸試験場処方0.5単位（EC=1.3）とし、定植後は10日に一度培養液交換を行った。
【００２６】
磁気刺激にはエナメル線（直径0.5mm）を直径5cmに30巻きしたコイルを使用し、発生する磁気が10〜20ミリガウスになるように通電させ、毎日9時、10時、11時から15分間照射した。
【００２７】
栽培終了後、植物体を可食部と根部に分け、重量を測定した。その後、根部を搾汁し、窒素濃度（NO₃-N）は簡易比色計（RQ-flex(MERCK社)で、リン濃度は硫酸モリブデン比色法でそれぞれ測定した。結果を表２に示す。
【００２８】
【表２】

【００２９】
表２に示すように、7Hzの磁力刺激により窒素濃度が増大し、20Hzの磁力刺激によりリン濃度が増大した。また、7Hz〜400Hzの磁力刺激により生育量が増大した。
【００３０】
〔実施例２〕周期的な電気刺激の影響
レタスに7〜2500Hz周波数の電気刺激を付与して栽培し、生育量と根部汁液中の窒素濃度、リン濃度、カリウム濃度を調べた。
【００３１】
実施例1と同様に培養液に浮かした発泡スチロール板に定植し、その両端にステンレス製の電極板を設置した。電気刺激の強さは6V±3Vとし、定植と同時に開始した。通電時間は毎日午前10時、11時、12時、13時から各15分間ずつとした。生重量、窒素濃度、及びリン濃度の測定は、実施例1と同様の方法で行った。また、カリウム濃度については原子吸光光度計で測定した。結果を表３に示す。
【００３２】
【表３】

【００３３】
表３に示すように、7Hz〜400Hzの電気刺激により窒素濃度が増大し、7Hzの電気刺激によりリン濃度が増大した。一方、50Hz以上の電気刺激を付与した場合はリン濃度及びカリウム濃度が減少した。生育量は、実施例１の結果と同様に、7Hz〜400Hzの刺激により増大した。
【００３４】
〔参考例１〕周期的な音刺激の影響
レタスに7〜2500Hz周波数の音刺激を付与して栽培し、生育量と根部汁液中の窒素濃度、リン濃度、マグネシウム濃度、カリウム濃度、カルシウム濃度を調べた。
【００３５】
レタスの栽培は実施例1と同様に行った。音刺激はストロボ（MS-60D(島津理化器械株式会社)）から周波数信号を取り出し、アンプ(C-A9,B-A9(KENWOOD))で増幅させて、ヘッドフォンスピーカー(RP-HT300(松下電器産業株式会社))より出力した。刺激は、毎日2時間(9時から11時)行った。スピーカーから植物体までの距離は50cmとした。生重量、窒素濃度、及びリン濃度の測定は、実施例1と同様の方法で行った。また、マグネシウム濃度、カリウム濃度、カルシウム濃度については原子吸光光度計で測定した。結果を表４に示す。
【００３６】
【表４】

【００３７】
表４に示すように、窒素濃度、リン濃度、及びマグネシウム濃度は、7Hz〜400Hzの音刺激により増大した。また、生育量は、7Hz〜50Hzの音刺激により増大した。
【００３８】
〔参考例２〕周期的な光刺激の影響
レタスに7〜2500Hz周波数の光刺激を付与して栽培し、生育量と根部汁液中の窒素濃度、リン濃度、マグネシウム濃度、カリウム濃度、カルシウム濃度を調べた。
【００３９】
実施例1と同様に培養液に浮かした発泡スチロール製の板に定植し、植物体の上に設置したＬＥＤにより光刺激を開始した。照射時間は毎日午前9時〜12時の3時間とした。生重量、窒素濃度、及びリン濃度の測定は、実施例1と同様の方法で行った。また、マグネシウム濃度、カリウム濃度、カルシウム濃度については原子吸光光度計で測定した。結果を表５に示す。
【００４０】
【表５】

【００４１】
表５に示すように、窒素濃度は、7Hz〜400Hzの光刺激により増大した。リン濃度とマグネシウム濃度は、7Hz〜100Hzの光刺激により増大した。一方、カリウムとカルシウム濃度は、100Hz以上の周波数の光刺激により減少した。生育量は、7Hz〜100Hzの光刺激により増大した。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は、植物の新規な育成方法を提供する。この方法に従って植物を育成することにより、植物の生育を促進することができ、また、特定栄養成分の植物体内への取り込みを人為的に調節することも可能になる。更に、この方法は、作業者が通常五感で感知することのできない電気や磁力といった刺激を利用するため、光や音などのように作業者を困惑させることもない。

Claims

植物に、0.01 〜 100 ミリガウスの範囲の強度で 7 〜 20H ｚの低周波磁力による周期的な刺激を付与することを特徴とする植物の育成方法。
周期的な磁力刺激が、 1 〜 20 ミリガウスである請求項１記載の植物の育成方法。