JP5131250B2 - ダイズの栽培方法及び多段式ダイズ栽培装置 - Google Patents

Description

本発明は、ダイズの栽培方法及び多段式ダイズ栽培装置に関し、具体的には、収穫する種子の品質を揃えながら単位面積当たりの種子の収穫量を大幅に増加することができるダイズの栽培方法及び多段式ダイズ栽培装置に関する。

ダイズは豊富な蛋白質を含有することから、近年健康食品の一つとしても注目されている。我が国ではダイズの大部分を輸入に依存していることから、ダイズの収穫量を高めることは極めて重要である。

ダイズは、通常、屋外圃場において１段で栽培されて商業生産される。ダイズの収穫量を増加するには、栽培密度を高めること、ある種の薬剤を散布すること、さらには収穫作業時のロスを低減すること等が考えられる。これらについて簡単に説明する。

栽培密度を高めることには一株当たりの収穫量との兼ね合いがあり、経験的に、屋外圃場の栽培における最適な栽培密度があることが知られている。このため、栽培密度を高めることには限界がある。

また、特許文献１には、ダイズに対して従来よりも遥かに少ない４５ｇ／１０ａ〜１００ｇ／１０ａの施用量のメチオニンを葉面散布により施用することによってダイズの収穫量を増加する発明が開示され、特許文献２には、特定構造のダイズ除草機を用いて水分散布後に除草作業を行えるようにすることによりサヤの保湿によって脱粒の防止を図ることによってダイズの収穫量を高める発明が開示されている。

特開２００６−２７１２５６号公報 特開２００７−２０２４０９号公報

しかし、これらの従来のいずれの栽培方法によりダイズを栽培しても、以下に列記する課題があるため、ダイズの収穫量を大幅に高めることは難しい。
（Ａ）図１１は、草本の形による分類を示す説明図である。図１１（ａ）は直立型を示し、図１１（ｂ）は分枝型を示し、図１１（ｃ）は匍匐型を示し、図１１（ｄ）はそう生型を示し、図１１（ｅ）はつる型を示し、図１１（ｆ）は一時ロゼット型を示し、図１１（ｇ）はロゼット型を示し、さらに図１１（ｈ）は偽ロゼット型を示す。ダイズは、図１１（ａ）に示す直立型に属し、屋外圃場において通常に栽培するとその草丈は８０〜１００ｃｍ程度となる。このため、ダイズの下部が受ける光量は、その成長に伴って上部の葉の陰になるために、徐々に減少する。このため、ダイズの成長速度が徐々に低下し、その分だけ一株当たりの種子収穫量が低下する。
（Ｂ）単位面積当たりのダイズの栽培株数を増加するには、それに応じた広大な広さの圃場が必要になるため、我が国では栽培株数を大幅に増加することは難しい。

本発明は、従来の技術が有するこれらの課題に鑑みてなされたものであり、収穫する種子の品質を揃えながら単位面積当たりの種子の収穫量を増加することができるダイズの栽培方法と、この栽培方法を実施するためのダイズの栽培装置とを提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、育苗されたダイズの苗を、照明装置が設けられる天井面を有する栽培室を上下方向に多段に複数有する多段式栽培装置における複数の栽培室それぞれにおいて、（ａ）誘引手段を用いて天井面に略沿う方向へ成育させることにより、直立型ではなく、例えば３０〜４０ｃｍの高さと通常の栽培方法による場合の草丈の半分以下の草丈に低く匍匐する草姿になるように栽培すること、又は（ｂ）栽培面に対して斜めに定植した後に誘引手段を用いて前記天井面に略沿う方向へ成育させることにより、直立型ではなく、例えば３０〜４０ｃｍの高さと通常の栽培方法による場合の草丈の半分以下の草丈に低く倒伏する草姿になるように、栽培することによって、成長に伴ってもダイズの下部にも充分な光量を確保できるために成長速度の低下を防止でき、一株当たりの種子収穫量を増加できるとともに、この多段式栽培装置は、ビニールハウスやガラス温室、さらには植物工場といった屋内に配置することができるために、広大な圃場を何ら必要とせずに栽培株数を大幅に増加することができるようになることを知見し、さらに検討を重ねて、本発明を完成した。

本発明は、栽培室を上下方向に多段に複数有するとともにこれら複数の栽培室それぞれの天井面に照明装置が設けられる多段式栽培装置における複数の栽培室それぞれの内部において、ダイズの苗を、誘引手段を用いてこの天井面に略沿う方向へ成育させることにより匍匐する草姿になるように、又は、栽培面に対して斜めに定植した後に誘引手段を用いて天井面に略沿う方向へ成育させることにより倒伏する草姿になるように、栽培することを特徴とするダイズの栽培方法である。

この本発明において「匍匐する草姿」とは、栽培面に略沿う方向へ低く伸びる草姿を意味し、「倒伏する草姿」とは、栽培面に対して鋭角な方向へ伸びる草姿を意味する。いずれの場合にあっても生育したダイズの草丈を、例えば３０〜４０ｃｍの高さと通常の栽培方法による場合の草丈の半分以下とする。

別の観点からは、本発明は、栽培室を上下方向に多段に複数有するとともに該複数の栽培室それぞれの天井面に照明装置が設けられる多段式ダイズ栽培装置であって、複数の栽培室のうちの少なくとも一つの栽培室の内部に、この天井面に略沿う方向へ成育させることにより匍匐する草姿または倒伏する草姿になるように、ダイズの苗を誘引して前記少なくとも一つの栽培室の内部においてダイズを栽培するための誘引手段を備えることを特徴とする多段式ダイズ栽培装置である。

このように、本発明は、略述すると、ダイズをビニールハウスやガラス温室、さらには植物工場と呼ばれる屋内空間で栽培する際に、栽培過程でダイズの草姿を通常の立型ではなく匍匐するように形を整えてから多段式に栽培することによって、収穫する種子の品質を揃え、単位面積当たりの種子の収量を増加させるものであって、屋内栽培でのダイズ栽培において、ひもや網等の誘引手段を用いてダイズの草姿を匍匐するように整え、多段の栽培棚で栽培することにより、収量を増やすことができる。

本発明に係るダイズの栽培方法及び多段式ダイズ栽培装置によれば、収穫する種子の品質を揃えながら単位面積当たりの種子の収穫量を大幅に増加することができるようになる。

ダイズの苗を、特定の方向へ発育させることにより匍匐する草姿とするための誘引手段を例示する説明図である。 ダイズの苗を、特定の方向へ発育させることにより匍匐する草姿とするための誘引手段を例示する説明図である。 ダイズの苗を、特定の方向へ発育させることにより匍匐する草姿とするための誘引手段を例示する説明図である。 ダイズの苗を、特定の方向へ発育させることにより倒伏する草姿とする方法を示す説明図である。 実施の形態の多段式ダイズ栽培装置の構成を示す説明図である。 図６は、図５に示す多段式ダイズ栽培装置を用いてダイズを通常の立型で栽培した状況を模式的に示す説明図である。 図７は、図５に示す多段式ダイズ栽培装置を用いてダイズを匍匐型で栽培した状況を模式的に示す説明図である。 図８（ａ）および図８（ｂ）は、図６により示す立型栽培での光透過率および光合成速度を、図６における成長点からの距離毎に示すグラフであって、図８（ａ）は外周部を示し、図８（ｂ）は株間を示す。 図９は、図７により示す匍匐型栽培での光透過率および光合成速度を、図７における成長点からの距離毎に示すグラフである。 図１０は、ダイズのサヤと種子ができる部位を示す説明図である。 図１１は、草本の形による分類を示す説明図である。

以下、本発明に係るダイズの栽培方法及び多段式ダイズ栽培装置を実施するための形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以降の説明で用いるダイズは、直立型に生育する。

本実施の形態では、略述すると、苗床等で発芽したダイズを育苗して苗とし、このダイズの苗を栽培棚等に定植し、その後に本発明に係る多段式ダイズ栽培装置の栽培室においてダイズを栽培する。

具体的には、まず土、ロックウールさらにはウレタン等の培地を収容するトレー等の容器に播種してダイズを発芽させ、例えば根より上が５ｃｍほどの高さになるまで育苗して苗とする。次に、よく成長している苗を選んで栽培棚に定植し、その後にこの栽培棚を後述する本発明に係る多段式ダイズ栽培装置の各栽培室に移してダイズ３を栽培する。

本実施の形態では、照明装置が設けられる天井面を有する栽培室を上下方向に多段に複数有する多段式ダイズ栽培装置における複数の栽培室それぞれにおいて、ダイズの苗を、（ｉ）誘引手段を用いてこの天井面に略沿う方向へ成育させることにより、通常の直立型の草姿ではなく、例えば３０〜４０ｃｍの高さと通常の栽培方法による場合の草丈の半分以下の草丈に低く匍匐する草姿になるように栽培するか、あるいは、
（ｉｉ）栽培面に対して斜めに定植した後に誘引手段を用いてこの天井面に略沿う方向へ成育させることにより倒伏する草姿になるように、栽培する。

図１〜３は、いずれも、育苗されたダイズを特定の方向へ発育させることにより匍匐する草姿とするための誘引手段を例示する説明図である。
図１に示す方法は、播種後に栽培棚１の栽培面２におけるダイズ３の茎３ａを、栽培棚１に設けた枠４に結びつけたひも５によって誘引して横方向（略水平方向）へ発育させることによって、ダイズ３を低く匍匐する草姿とするものである。この場合には、枠４及びひも５を誘引手段として用いる。

図２に示す方法は、ダイズ３の茎３ａの生育範囲を制限する網６を栽培棚１に設置して誘引して横方向（略水平方向）へ発育させることによって、ダイズ３を低く匍匐する草姿とするものである。この場合には、網６を誘引手段として用いる。

図３に示す方法は、ダイズ３の上方に茎３ａを這わせる棚７を配置して誘引し、横方向（略水平方向）へ発育させることによって、ダイズ３を低く匍匐する草姿にするものである。この場合には、棚７を誘引手段として用いる。

ダイズ３の草姿を、例えば３０〜４０ｃｍの草丈と通常の栽培方法による場合の草丈の半分以下となるように、低く匍匐する草姿とするための誘引手段は、図１に示す枠４及びひも５の組み合わせ、図２に示す網６、図３に示す棚７に限定されるものではなく、ダイズ３をこのように誘引することができる公知の手段を適用することができる。例えば、プラスチック製クリップや、小型の添え木、園芸用輪ゴムさらには針金等といった、公知の各種の園芸用の誘引手段を用いることができる。

図４は、ダイズの苗を、特定の方向へ発育させることにより倒伏する草姿とする方法を示す説明図である。図４は、苗床等で育苗されたダイズの苗８を、その根の周りの培地９とともに、その茎が栽培棚１の栽培面に対して角度θ（θ：９０°未満）をなすように斜めに定植した後に、上述した各種の誘引手段を用いることによって、成育後のダイズの草姿を倒伏する草姿とするものである。これによれば、ダイズの草丈をさらに抑制することができ、好ましい。

次に、本実施の形態で用いる多段式ダイズ栽培装置を説明する。
図５は、本実施の形態の多段式ダイズ栽培装置１０の構成を示す説明図である。
この多段式ダイズ栽培装置１０は、栽培室１１ａ〜１１ｄを上下方向に多段（図示例は４段）に複数（図示例は４つ）有する。各栽培室１１ａ〜１１ｄそれぞれの高さは、いずれも、およそ５０ｃｍ程度である。

各栽培室１１ａ〜１１ｄそれぞれの天井面１２ａ〜１２ｄには、照明装置１３が複数（図示例では５基）設けられている。多段式ダイズ栽培装置１０を、ビニールハウスやガラス温室、さらには植物工場といった屋内に設置してダイズ３を栽培する場合には、ダイズ３の生育に必要となる光量が不足するので、本実施の形態では、図５に示すように、各栽培室１１ａ〜１１ｄそれぞれの天井面１２ａ〜１２ｄに、例えば蛍光灯等の人工の照明装置１３を配置する。

栽培室１１ａ〜１１ｄのうちの少なくとも一つの栽培室（図示例では全ての栽培室）の内部の壁面には、ダイズ３の苗を、天井面１２ａ〜１２ｄに略沿う方向へ発育させることにより匍匐する草姿とするための誘引手段として、ひも５が設けられている。

図５に示す多段式ダイズ栽培装置１０は、誘引手段が図１に示すひも５である場合を例にとるが、本発明はこの形態に限定されるものではなく、各栽培室１１ａ〜１１ｄ内に設けられる誘引手段が図２に示す網６や図３に示す棚７であってもよいし、例えば、プラスチック製クリップや、小型の添え木、園芸用輪ゴムさらには針金等といった、公知の各種の園芸用の誘引手段であってもよい。

さらに、ひも等の誘引手段で引っ張ってダイズの草姿を整える際には、ダイズの成長点付近に茎が撓るような錘をかけることによって、ダイズの草姿を略水平に誘引することも可能である。これによれば、より簡便にダイスを誘引することができる。

本実施の形態では、この多段式ダイズ栽培装置１０を用いて、栽培室１１ａ〜１１ｄそれぞれにおいて、ダイズ３の苗をひも５により天井面１２ａ〜１２ｄに略沿う方向へ誘引しながら成育させることにより、例えば３０〜４０ｃｍの草丈と通常の栽培方法による場合の草丈の半分以下の草丈となるように低く匍匐する草姿に栽培する。

この本実施の形態によれば、以下に列記する効果が奏せられる。
（ｉ）天井面１２ａ〜１２ｄに照明装置１３が設けられた栽培室１１ａ〜１１ｄの内部で、ダイズ３の苗を誘引手段であるひも５を用いて天井面１２ａ〜１２ｄに略沿う方向へ誘引しながら成育させるので、ダイズ３の茎３ａの上から下まで葉がほぼ同一の高さに存在し、ダイズ３が成長してもダイズ３の全体に常に略均一に光が当たり続けるようになり、これにより、活発な光合成が行われるために種子の収穫量が増加する。
（ｉｉ）上下方向に多段に設けられた栽培室１１ａ〜１１ｄ内でダイズ３を栽培するので、単位面積当たりの栽培株数を増加することができる。
（ｉｉｉ）多段式ダイズ栽培装置１０は、ビニールハウスやガラス温室、さらには植物工場といった屋内に配置することができるために、広大な圃場を何ら必要とせずに栽培株数を大幅に増加することができるようになる。

このようにして、本実施の形態によれば、ダイズを栽培する際に、収穫する種子の品質を揃えながら単位面積当たりの種子の収穫量を大幅に増加することができるようになる。

さらに、本発明を、実施例を参照しながら、より具体的に説明する。
図６は、図５に示す多段式ダイズ栽培装置１０を用いてダイズ３を通常の立型で栽培した状況を模式的に示す説明図であり、図７は、同じく多段式ダイズ栽培装置１０を用いてダイズ３を匍匐型で栽培した状況を模式的に示す説明図である。なお、図７に示す場合、誘引手段として図１に示すひも５を用い、略水平方向へ誘引した。

図６、７により示すダイズ３の栽培環境は、照明を点灯する時間（明期）と消灯する時間（暗期）とに分けられ、各期の環境条件を以下に示すように設定して、図６、７により示す栽培によるダイズ３の形態および種子の収量を比較した。なお、培養液には、大塚化学Ａ処方を用いた。
明期：14時間、気温33℃、相対湿度50%、栽培棚上のPPFD600μmolm^-2s^-1、CO₂濃度500ppm
暗期：10時間、気温19℃、相対湿度75%、PPFD0μmolm^-2s^-1、CO₂濃度無制御
図８（ａ）および図８（ｂ）は、図６により示す立型栽培での光透過率および光合成速度を、図６における成長点１４からの距離毎に示すグラフであって、図８（ａ）は外周部を示し、図８（ｂ）は株間を示す。また、図９は、図７により示す匍匐型栽培での光透過率および光合成速度を、図７における成長点１５からの距離毎に示すグラフである。

なお、光透過率は、群落内部の各高さにおいてＰＰＦＤ（Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｐｈｏｔｏｎ Ｆｌｕｘ Ｄｅｎｓｉｔｙ；光合成光量子束密度）を光量子センサーにより測定し、上位のＰＰＦＤを１００として各高さのＰＰＦＤの割合を算出することによって、求めた。なお、ＰＰＦＤとは、光の粒子である光量子の個数で表現した単位であって、光合成に使われる葉緑素の吸収波長域４００〜７００ｎｍでの光量子が単位時間・単位面積当たりに入射する個数で示すものである。

また、光合成速度は、密閉容器に葉を挟んで空気を流し、流入空気と流出空気のＣＯ_２濃度差から光合成速度を算出する装置（ＰＰ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社製の光合成蒸散測定装置ＣＩＲＡＳ−２）を用いて、測定した。

図８および図９のグラフを対比することにより、従来例の立型栽培によるダイズ３は、根元に近い葉（例えば図６における矢印Ａにより示す付近の葉）に光が十分に当たらないため、光合成の量が少なくなる。これに対し、本発明に係る匍匐型栽培によるダイズ３は、全ての葉にほぼ均一に光が当たり、根元に近い葉（例えば図７における矢印Ｂにより示す付近の葉）の光合成量も先端の葉の光合成量と略同じであった。

ここで、図１０は、ダイズ３のサヤと種子ができる部位を示す説明図である。図１０に示すように、ダイズ３は、節と呼ばれる部位３ｂにサヤ３ｃが着き、その中に種子ができる。このため、節３ｂが多い程種子が多く着くこととなる。収穫時に測定した形態及び種子生産量を表１にまとめて示す。なお、表１における立型栽培ダイズの値は６個体の平均値であり、匍匐型栽培ダイズの値は２個体の平均値である。

表１に示すように、匍匐型栽培ダイズは、立型栽培ダイズに比較して、一株当たりの全節数を略２．７倍に、また一株当たりの種子生重量を略２．８倍に、それぞれ顕著に増加することができた。

以上のことから、本発明に係る匍匐型のダイズの栽培方法によれば、従来の立型のダイズの栽培方法に比較して、ダイズの収量を大幅に増加させることが可能になることが明らかである。

１ 栽培棚
２ 栽培面
３ ダイズ
３ａ 茎
３ｂ 節
３ｃ サヤ
４ 枠
５ ひも
６ 網
７ 棚
８ ダイズの苗
９ 培地
１０ 多段式ダイズ栽培装置
１１ａ〜１１ｄ 栽培室
１２ａ〜１２ｄ 天井面
１３ 照明装置
１４、１５ 成長点

Claims (2)

1. 栽培室を上下方向に多段に複数有するとともに該複数の栽培室それぞれの天井面に照明装置が設けられる多段式栽培装置における複数の栽培室それぞれの内部において、ダイズの苗を、誘引手段を用いて前記天井面に略沿う方向へ成育させることにより匍匐する草姿になるように、又は、栽培面に対して斜めに定植した後に誘引手段を用いて前記天井面に略沿う方向へ成育させることにより倒伏する草姿になるように、栽培することを特徴とするダイズの栽培方法。
2. 栽培室を上下方向に多段に複数有するとともに該複数の栽培室それぞれの天井面に照明装置が設けられる多段式ダイズ栽培装置であって、
   前記複数の栽培室のうちの少なくとも一つの栽培室の内部に、前記天井面に略沿う方向へ成育させることにより匍匐する草姿または倒伏する草姿になるように、ダイズの苗を誘引して前記少なくとも一つの栽培室の内部において前記ダイズを栽培するための誘引手段を備えること
   を特徴とする多段式ダイズ栽培装置。

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