JP6096407B2 - 葉菜類の栽培方法 - Google Patents

Description

本発明は、葉菜類の栽培方法に関する。

育苗とは、人工的に環境制御された条件下において植物の苗を一定期間育成させる技術である。我が国では、苗半作と言われるように、育苗技術の重要性が認識されており、既に、キャベツやレタスなどの葉菜類の苗やトマトやキュウリなどの果菜類の苗を集約的に育苗するための閉鎖型植物生産システムが実用化されている（非特許文献１）。

ここで、高品質な苗の条件としては、徒長していないこと、葉が厚くて濃緑色であること、地上部に対する根の比率が大きいことが挙げられている（非特許文献２）。一般的な育苗施設においては、高品質な苗の条件を満たすために、植物育成用の白色蛍光灯を高密度に導入して十分な光量を確保するようにしている。

ところで、植物の生育は環境ストレスによって深刻な被害を受けることが知られている。例えば、高温ストレス条件（３５℃）で栽培したトマトの個体乾燥重は最適な条件（２５℃）で栽培した場合の６８％となること（非特許文献３）、植物体が乾燥または塩分ストレスを受けると生育量が減少すること（非特許文献４）等が報告されている。

また、環境ストレスによる植物の生育量の減少は、活性酸素種の過剰生産が原因と考えられている（非特許文献５）。実際に、環境ストレス耐性植物はストレス条件に曝されると高いレベルの抗酸化活性を持つことが報告されている（非特許文献６、７）。

古在豊樹他、最新の苗生産実用技術−閉鎖型苗生産システムの実用化が始まった−、農業電化協会、２００５ 小田雅行、健苗の育成と苗の高付加価値化、植物の生長調節４２（２）、１７６−１８２ページ、２００７ Rivero, R.M., J.M. Ruiz and L. Romero. Can grafting in tomato plants strengthen resistance to thermal stress? J. Sci. Food Agric. 83:1315-1319. 2003. Alexieva, V., I. Sergiev, S. Mapelli and E. Karanov. The effect of drought and ultraviolet radiation on growth and stress markers in pea and wheat. Plant Cell Environ. 24:1337-1344. 2001. Moran, J.F., M. Becana, I. Iturbe-Ormaetxe, S. Frechilla, R.V. Klucas and P. Aparicio-Tejo. Drought induces oxidative stress in pea plants. 194:346-352. 1994. Kasuga, M., Q. Liu, S. Miura, K. Yamaguchi -Shinozaki and K. Shinozaki. Improving plant drought, salt, and freezing tolerance by gene transfer of a single stress-inducible transcription factor. Nat. Biotechnol. 17:287-291. 1999. Roxas, V.P., S.A. Lodhi, D.K. Garrett, J.R. Mahan and R.D. Allen. Stress tolerance in transgenic tobacco seedlings that overexpress glutathione S-transferase/glutathione peroxidase. Plant Cell Physiol. 41:1229-1234. 2000.

植物の苗は、育苗環境とは異なる環境に定植されて栽培されることから、環境ストレスに曝されやすく、このことにより安定した生育が阻害される虞がある。したがって、定植後の苗の安定した生育を考慮すると、苗の抗酸化活性を高めて環境ストレス耐性を高めることが望ましいと考えられる。

しかし、従来の育苗技術においては、上記の通り、徒長していないこと、葉が厚くて濃緑色であること、地上部に対する根の比率が大きいこと等、苗の草姿の良し悪しに重点を置いて育苗が行われており、苗自体の抗酸化活性を高めるための育苗技術については検討されていない状況であった。

そこで、本発明は、食用としてポピュラーな葉菜類について、その苗の抗酸化活性を高めることのできる育苗方法を利用し、環境ストレスの影響を受けにくい葉菜類の栽培方法を提供することを目的とする。

かかる課題を解決するため、本願発明者が鋭意検討を行った結果、サニーレタスの定植前の苗に波長４５０ｎｍ〜５００ｎｍの青色光を主成分とする照明光のみを照射して育苗する期間を設けることで、苗の抗酸化活性を高められることを知見した。そして、抗酸化活性が高められた苗は、白色蛍光灯のみの照射で育苗した通常の苗と比較して矮化していることも知見した。

本願発明者は、これらの知見に基づき、葉菜類全般の定植前の苗について、波長４５０ｎｍ〜５００ｎｍの青色光を主成分とする照明光のみを照射して育苗する期間を設けて、苗の矮化を促すことによって、苗の抗酸化活性が高められる可能性が導かれることを知見するに至り、さらに種々検討を重ねて本発明を完成するに至った。

即ち、本発明の葉菜類の栽培方法は、葉菜類の定植前の苗を育苗対象とし、波長４５０ｎｍ〜５００ｎｍの青色光を主成分とする照明光のみを照射して育苗する期間を設けることにより、苗の矮化を促す育苗方法により得られた苗を、前記育苗環境とは異なる環境に定植して栽培するようにしている。

ここで、本発明の栽培方法において、青色発光ダイオードから発せられる光、又は青色発光ダイオードと赤色発光ダイオードの双方から発せられる光を照明光とすることが好ましい。

また、本発明の栽培方法において、照明光の照射は、昼間の時間帯に実施すること、苗の下胚軸の伸長が実質的に完了した以降に実施すること、育苗終了時まで実施することが好ましい。

本発明の栽培方法における育苗方法においては、葉菜類全般の苗を広く対象として育苗することができるが、リーフレタスの苗を対象とすることが好ましく、サニーレタスの苗を対象とすることがさらに好ましい。

例えば、本発明では、Ｔｒｏｌｏｘ当量で５００ｎｍｏｌｍｇ^−１ＤＷ以上の抗酸化能を有するサニーレタスの矮化苗を提供することができる。

本発明の栽培方法における育苗方法によれば、葉菜類の苗の抗酸化活性を高めることができるので、葉菜類の苗に環境ストレス耐性を付与することが可能となる。葉菜類の苗への環境ストレス耐性の付与は、定植後の苗の環境ストレスによる生育への影響を抑えることに繋がる。したがって、定植後の苗の生育、特に初期生育を安定且つ良好なものとできると共に、葉菜類の収量の増加や収穫の早期化（栽培期間の短縮）を図ることが可能となる。

また、本発明の栽培方法における育苗方法によれば、葉菜類の苗を矮化させてコンパクトな草姿としつつも、根を十分に発達させることができるので、苗を定植し易いものとできる。また、苗を矮化させてコンパクトなものとすることで、機械移植に用いる移植機に苗が収容できなかったり、移植時に苗に植え傷みが生じたりすることを防ぐことが可能となり、機械移植に対応し易いものとできる。

本発の葉菜類の栽培方法によれば、上記育苗方法により得られる苗を定植するようにしているので、矮化しつつも根が十分発達した苗を定植に供することができ、定植し易い。また、苗が矮化しているので、機械移植に用いる移植機に苗が収容できなかったり、移植時に苗に植え傷みが生じたりすることを防ぐことが可能となり、機械移植に対応し易い。しかも、抗酸化活性が高められて環境ストレス耐性が付与された苗を栽培に供することができるので、環境ストレスによる生育への影響が抑えられ、定植後の苗の生育、特に初期生育を安定且つ良好なものとできると共に、葉菜類の収量の増加や収穫の早期化（栽培期間の短縮）を図ることが可能となる。

葉菜類の苗の育苗施設の一例を示す図である。 葉菜類の苗の育苗施設の他の例を示す図である。 実施例１において使用した白色蛍光灯及び各種ＬＥＤのスペクトル分布である。 播種から定植４週間後までのスキームを示す図である。 播種１７日後の苗の形態を示す写真である。 播種１７日後と播種４５日後のＳ／Ｒ比を示す図である。 播種１７日後と播種４５日後のＳＬＡを示す図である。 苗を定植して２８日後のサニーレタスの形態を示す写真である。 播種１０日後と播種１７日後と播種４５日後の総クロロフィル含量を示す図である。 播種１０日後と播種１７日後と播種４５日後のクロロフィルａ／ｂ比を示す図である。 播種１０日後と播種１７日後と播種４５日後のアントシアニン含量を示す図である。 播種１０日後と播種１７日後と播種４５日後のクロロゲン酸含量を示す図である。 播種１０日後と播種１７日後と播種４５日後の総フェノール含量を示す図である。 播種１０日後と播種１７日後と播種４５日後のカロテノイド含量を示す図である。 播種１０日後と播種１７日後と播種４５日後のＴＡＳを示す図である。 育苗の際に照射する照明光の光合成有効放射束密度の違いによる苗の形態の差を示す写真である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて詳細に説明する。

本発明の栽培方法における育苗方法は、葉菜類の定植前の苗を育苗対象とし、波長４５０ｎｍ〜５００ｎｍの青色光を主成分とする照明光のみを照射して苗を育苗する期間を設けることにより、苗の矮化を促すようにしている。

本発明の栽培方法における育苗方法によれば、葉菜類の苗の抗酸化活性を高めることによって苗に環境ストレス耐性を付与することができる。したがって、定植後の苗の環境ストレスによる生育への影響を抑えて、定植後の苗の生育、特に初期生育を安定且つ良好なものとできると共に、葉菜類の収量の増加や収穫の早期化（栽培期間の短縮）を図ることが可能となる。さらには、苗の形態を矮化させながらも根は十分に発達したものとできるので、定植作業が容易となる利点に加えて、苗のコンパクトな草姿によって機械移植への対応性も良好なものとできる。

本発明の栽培方法における育苗方法は、葉菜類全般の苗に適用可能であり、葉菜類の苗の中でも特にキク科の葉菜類の苗への適用が効果的であり、キク科の葉菜類の苗の中でも特にレタス（リーフレタス、ヘッドレタス、立ちレタス、カッティングレタス、ステムレタス等）の苗への適用が効果的であり、レタスの苗の中でも特にリーフレタスの苗への適用が効果的であり、リーフレタスの苗の中でも特にサニーレタスの苗への適用が効果的である。

本発明の栽培方法における育苗方法は、例えば図１に示す育苗施設により実施される。図１に示す育苗施設１は、外部と隔離され、温度と湿度が適切に管理された空間４にて葉菜類の苗２を育苗する施設である。苗２は、例えばセルトレイ５に充填された培養土に種を播種することで発芽して生じたものである。苗２は、例えばセルトレイ５ごと棚７の格段に収容され、棚７の格段の上部に設置されている人工光源３から照射される照明光が苗２に一定期間照射されて育苗が行われ、苗２の矮化が促される。

人工光源３からは、昼間の時間帯に波長４５０ｎｍ〜５００ｎｍの青色光を主成分とする照明光が苗２に照射される。

波長４５０ｎｍ〜５００ｎｍの青色光を主成分とする照明光は、実質的に波長４５０ｎｍ〜５００ｎｍの青色光のみからなる照明光とすることが好ましいが、波長４５０ｎｍ〜５００ｎｍの青色光の照射による効果を阻害しない範囲で、他の光成分を含む照明光を使用するようにしてもよい。具体的には、波長４５０ｎｍ〜５００ｎｍの青色光に加えて、他の光成分を光合成有効放射束密度で５０％以下、好適には４０％以下、より好適には３０％以下、さらに好適には２０％以下、さらになお好適には１０％以下の割合で含む照明光を用いるようにしてもよい。

このような照明光は、例えば発光ダイオードからなる人工光源を用いて照射することが好ましい。発光ダイオードは、発光波長帯域が狭く、本発明において効果的な波長４５０ｎｍ〜５００ｎｍの青色光を苗に対して選択的に照射し易い利点がある。具体的には、複数の青色発光ダイオードの集合群からなる人工光源により、実質的に波長４５０ｎｍ〜５００ｎｍの青色光のみからなる照明光とすることが好ましいが、複数の青色発光ダイオードの集合群と他の光成分を発光する複数の発光ダイオードの集合群、波長４５０ｎｍ〜５００ｎｍの青色光を含む白色光を発光する白色発光ダイオードの集合群、波長４５０ｎｍ〜５００ｎｍの青色光を含み且つ他の色の発光成分を含む発光ダイオードの集合群、又はこれらの発光ダイオードの組み合わせからなる人工光源により、波長４５０ｎｍ〜５００ｎｍの青色光を主成分とする照明光を照射するようにしてもよい。但し、波長４５０ｎｍ〜５００ｎｍの青色光を主成分とする照明光を照射するための人工光源は、発光ダイオードからなるものに限定されるものではなく、波長４５０ｎｍ〜５００ｎｍの青色光を主成分とする照明光を発光可能な発光ダイオード以外の発光体からなる人工光源、例えば有機ＥＬ素子等からなる人工光源としてもよい。

尚、青色発光ダイオードを人工光源として利用する場合には、波長４６０〜４８０ｎｍ、好適には波長４６５〜４７５ｎｍ、より好適には波長４７０ｎｍ付近にピーク波長を有し、半値幅が１５〜２５ｎｍ、好適には２０ｎｍ程度である青色発光ダイオードの使用が好適である。

また、青色発光ダイオードと併用される赤色発光ダイオードは、波長６５０〜６７０ｎｍ、好適には波長６５５〜６６５ｎｍ、より好適には波長６６０ｎｍ付近にピーク波長を有し、半値幅が１５〜２５ｎｍ、好適には２０ｎｍ程度である赤色発光ダイオードとすることが好適である。

ここで、波長４５０ｎｍ〜５００ｎｍの青色光に加えて、他の光成分を含む照明光を使用する場合には、他の光成分を赤色光とすることが好ましい。この場合、苗の抗酸化活性のさらなる向上を図ることができる。但し、赤色光の単独照射は苗の徒長を促すことから、赤色光の割合が多すぎると、苗が徒長を起こす虞があるので、赤色光の割合は、苗が徒長を起こさない範囲、好適には赤色光を光合成有効放射束密度で５０％程度とすることが好適である。

人工光源３からの照明光の強度、及び照明光の照射期間は、苗２の矮化が生じる範囲で適宜設定すればよい。但し、人工光源３からの照明光の強度を大きくし過ぎた状態で長期間照明光照射を実施すると、過剰の光エネルギーを植物体内で生成された抗酸化物質で処理しきれなくなり、苗の老化現象、例えば葉の緑色が薄くなる等といった減少が生じ得る。したがって、人工光源３からの照明光の総光エネルギー量は１７６ｍｏｌｍ^−２未満、好適には２０〜１５０ｍｏｌｍ^−２、より好適には３０〜１１０ｍｏｌｍ^−２、さらに好適には３５〜１０５ｍｏｌｍ^−２となるように人工光源３からの照明光の強度、及び照明光の照射期間を設定することが好適である。具体的には、例えば、人工光源３からの照明光の強度を５０〜５００μｍｏｌｍ^−２ｓ^−１程度、好適には１００〜４００μｍｏｌｍ^−２ｓ^−１、より好適には１００〜３００μｍｏｌｍ^−２ｓ^−１に設定し、人工光源３からの照明光の照射期間を４８〜２４０時間程度、好適には４８〜１６８時間、より好適には７２〜１００時間に設定する。また、照射期間は、昼間の時間帯を設定して、例えば、１日のうち８〜１６時間、好適には１０〜１６時間、より好適には１２時間〜１４時間を昼間の時間帯として（残りの時間帯を夜間の時間帯として）、昼間の時間帯に照射を行うようにしてもよいが、昼間の時間帯よりも長時間、さらには一日中照射しても構わない。

ここで、人工光源３からの波長４５０ｎｍ〜５００ｎｍの青色光を含む照射光は、苗の下胚軸の伸長が実質的に完了した以降に実施することが好適である。これにより、下胚軸の伸長の光質による影響を抑えて、葉菜類の苗に形態異常が生じるのを防ぐことができる。したがって、苗の下胚軸が伸長している段階、即ち育苗初期段階においては、太陽光または植物育成用の白色蛍光灯等からの光を照射することが好適である。但し、葉菜類の苗の形態異常が生じない範囲で、苗の下胚軸の伸長が実質的に完了する前から、人工光源３からの照明光の照射を実施しても構わない。尚、ここでいう「実質的に」の意味は、苗の下胚軸の伸長が完全に完了する日から２〜３日程度のずれは許容され得ることを意味している。この程度のずれであれば、人工光源３からの照明光の照射による苗の形態異常が生じる危険性は低い。尚、一般的には、播種から１０日間程度で葉菜類の苗の下胚軸の伸長は実質的に完了するので、播種から１０日目以降から人工光源３による照明光の照射を実施し始めることが好適であると言える。

したがって、育苗初期段階においては、太陽光併用型の育苗施設における太陽光照射や、完全人工光型の育苗施設における植物育成用の白色蛍光灯等からの光の照射によって、育苗を行うことが好ましい。そして、図１に示す育苗施設１に下胚軸の伸長が実質的に完了した苗を供して、育苗後期段階における育苗を実施することが好ましい。

ここで、育苗初期段階から育苗後期段階にかけて、照明光の光質以外は同一の環境にて育苗を実施することが好適である。そこで、育苗初期段階から育苗後期段階にかけて、照明光の光質以外は同一の環境にて育苗を実施することのできる育苗施設１’を図２に示す。図２に示す育苗施設１’は、図１に示す育苗施設１における人工光源３（以下、第一の人工光源３と呼ぶこともある）に加えて、植物育成用の白色蛍光灯からなる人工光源が第二の人工光源３’としてさらに備えられたものである。これにより、育苗初期段階には第二の人工光源３’からの照明光が苗に照射され、育苗段階後期には第一の人工光源３からの照明光が苗に照射される。

本実施形態において、第一の人工光源３は、棚７の２段目と４段目の上部にそれぞれ備えられ、第二の人工光源３’は、棚７の１段目と３段目の上部にそれぞれ備えられている。そして、棚７の１段目と３段目で育苗初期段階における第二の人工光源３’からの照明光の照射を行い、この育苗段階が経過した苗２を棚の２段目と４段目にそれぞれ移動して、棚の２段目と４段目で育苗後期段階における第一の人工光源３からの照明光の照射を行うようにしている。これにより、同一施設内における育苗初期段階から育苗後期段階にかけての育苗を可能としている。但し、第一の人工光源３と第二の人工光源３’を備える形態は、上記形態に限定されるものではなく、同一の棚内にて、第一の人工光源３からの照明光の照射と第二の人工光源３’からの照射光の照射を切り換え可能に備えるようにしてもよい。また、別途棚を備えて、これを第二の人工光源３’を備える棚としてもよい。

第二の人工光源３’から照射される照明光は、光合成有効放射束密度で５０〜１５０μｍｏｌｍ^−２ｓ^−１とすることが好適であり、７５〜１２５μｍｏｌｍ^−２ｓ^−１とすることがより好適であり、１００μｍｏｌｍ^−２ｓ^−１とすることがさらに好適である。但し、苗２の育苗初期段階における生育が良好に進行するのであれば、光合成有効放射束密度の条件は上記条件に限定されるものではない。

ここで、第一の人工光源３からの照明光の照射を始めた後は、第一の人工光源３からの照明光の照射を育苗終了時まで実施することが好適である。また、第一の人工光源３からの照明光の照射は、連続して（１日中または１日のうちの設定した時間帯において）実施することが好適である。これらによって、苗２の内部にて生成した抗酸化物質の分解が抑制され、苗２の内部にて抗酸化物質が増加することにより上昇した抗酸化活性の低下を防ぐことができ、本発明の効果がより確実に奏される。具体的には、育苗終了１０日前〜育苗終了時、好適には育苗終了７日前〜育苗終了時、育苗終了３日前〜育苗終了時、または育苗終了２日前〜育苗終了時のに第一の人工光源３からの照明光の照射を実施することが好適である。

本発明の栽培方法における育苗方法によれば、苗の抗酸化活性を高めることができる。より具体的には、植物育成用の白色蛍光灯を高密度に導入して十分な光量が確保された育苗施設にて育苗された苗と比較して、苗を矮化させつつ、苗の抗酸化活性を高めることができる。

抗酸化活性は、凍結乾燥した苗をメタノール等の抽出溶媒に浸漬して得られる抽出液をＴＡＳ（Total Antioxidant Status）キット（Randox Laboratories）による抗酸化能の計測に供することで、具体的な値として（Trolox当量として）得ることができる。

例えば、本発明の栽培方法における育苗方法により得られるサニーレタスの苗の抗酸化能は、Trolox当量で５００ｎｍｏｌｍｇ^−１ＤＷ以上の値を示すことが確認されている。特に、人工光源３を青色発光ダイオードと赤色発光ダイオードの組み合わせ（ＰＰＤＦ比で１：１）の場合には、７００ｎｍｏｌｍｇ^−１ＤＷ以上の極めて高い抗酸化能を示す。植物育成用の白色蛍光灯のみを用いてサニーレタスの苗の育苗を行った場合の苗は、抗酸化能が３００ｎｍｏｌｍｇ^−１ＤＷ程度であることから、本発明の栽培方法における育苗方法によれば、従来と比較して苗の抗酸化能を飛躍的に向上させることができる。

本発明の栽培方法における育苗方法において、苗の抗酸化活性を向上させる要因の一つとして、抗酸化物質の含有量の向上によるものが挙げられる。即ち、本発明の栽培方法における育苗方法によれば、苗のアントシアニン含量、クロロゲン酸含量、総フェノール含量、カロテノイド含量を従来の苗よりも増加させることができ、このことが苗の抗酸化活性を向上させる要因の一つとして機能しているものと考えられる。

特に、フェノール含量と抗酸化活性との間には高い相関があることが、以下の文献等にて報告されており（Bahorun, T., A. Luximon-Ramma, A. Crozier and O.I. Aruoma. Total phenol, flavonoid, proanthocyanidin and vitamin C levels and antioxidant activities of Mauritian vegetables. J. Sci. Food Agric. 84:1553-1561. 2004.、Gardner, P.T., T.A.C. White, D.B. McPhail and G.G. Duthie. The relative contributions of vitamin C, carotenoids and phenolics to the antioxidant potential of fruit juices. Food Chem. 68:471-474. 2000.）、本発明の栽培方法における育苗方法より奏される苗の総フェノール含量の増加効果が、苗の抗酸化活性を向上させるために大きく寄与していることが考えられる。

また、カロテノイドはクロロフィルで励起された過剰な光エネルギーの散逸と活性酸素の除去という重要な役割を担っていると考えられている（Schagerl, M. and B. Muller. Acclimation of chlorophyll a and carotenoid levels to different irradiance in four freshwater cyanobacteria. J. Plant Physiol. 163:709-716. 2006.）。本発明の栽培方法における育苗方法より奏される苗のカロテノイド含量の増加効果は、苗の抗酸化活性の向上に加えて、定植後の葉菜類の光合成能力の改善に寄与しているものと考えられる。

また、本発明の栽培方法における育苗方法により得られる苗は、植物育成用の白色蛍光灯のみを用いてサニーレタスの苗の育苗を行った場合の苗によりも、クロロフィルａ／ｂ比が増加する。ここで、光合成の光化学系2はチラコイド上に浮かぶクロロフィルとタンパク質の複合体であり、光合成の電子伝達に直接関与する反応中心と集光を行うアンテナとに大別される。アンテナは集光性クロロフィル−タンパク質複合体（ＬＨＣ2、Light harvesting chlorophyll-protein complex）と呼ばれている。コアに結合するクロロフィルがクロロフィルａであるのに対して、アンテナにはクロロフィルａとクロロフィルｂの両方が結合することが知られている。本発明の栽培方法における育苗方法により得られる苗におけるクロロフィルａ／ｂ比の増加は、苗が光合成系2のアンテナを減少させて、強光ストレスに順化する環境応答を起こしたことに起因するものと考えられる。

さらに、本発明の栽培方法における育苗方法により得られる苗によれば、矮化したコンパクトな草姿であるものの、根は十分に発達したものとなる。したがって、定植時に土等に苗を固定しやすく、定植作業を容易なものとできる。また、矮化したコンパクトな草姿によって、機械移植に用いる移植機に苗が大きすぎて収容できなかったり、定植時に植え傷みが生じたりすることを防ぐことができる。したがって、機械移植に対して対応性の高いものとできる。

そして、本発明の栽培方法における育苗方法により得られる苗を定植して栽培に供することによって、上記定植時の作業容易性、機械移植対応性に加えて、苗自体の持つ抗酸化活性の高さによって、環境ストレス耐性が付与され、定植後の苗の環境ストレスによる生育への影響が抑えられる。したがって、定植後の苗の生育、特に初期生育を安定且つ良好なものとできる。そして、本発明の栽培方法における育苗方法により得られる苗を定植して栽培に供することによって、従来と同じ栽培期間を設けることで、葉菜類の収量の増加を図ることができる。また、従来と同程度の収穫量を、従来よりも短い栽培期間で得ることが可能となる。つまり、栽培期間の短縮を図ることも可能となる。

上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、第一の人工光源３からの照明光の強度や照明光の種類（光質）は、本発明の効果が奏され得る範囲内で照射期間中に変動させても構わない。このことは、第二の人工光源３’についても同様である。

以下に本発明の実施例を説明するが、本発明はこれら実施例に限られるものではない。

（実施例１）
サニーレタスの苗を対象として光質育苗試験を実施した。

（１−１）苗の準備
リーフレタスに分類されるサニーレタスの種子（品種：晩抽レッドファイヤー、タキイ種苗）を給水させた後、１日間の発芽処理を行い、ピートモス（種まき培土、タキイ種苗）とバーミキュライト（ブイエス科工）を２：１（ｖ／ｖ）の比率で混合した培養土を充填した２００穴セルトレイ（１６ｍＬ／セル）に播種した。苗を白色蛍光灯下（ＦＬＲ１１０Ｈ−Ｗ１Ａ、三菱オスラム）で光合成有効放射束密度（ＰＰＦＤ）１００μｍｏｌｍ^−２ｓ^−１ 、１４時間日長、気温２３±２℃、相対湿度４０％の環境条件で育苗した。播種７日後（７ＤＡＳ）に大塚ハウス肥料Ａ処方（大塚化学）の１／２培養液（ＥＣ：１．２ｄＳ・ｍ^−２）を施与し、播種１０日後の苗を光質育苗処理に供した。尚、「ＤＡＳ」とは、Ｄａｙｓ ａｆｔｅｒ ｓｏｗｉｎｇ（播種後日数）を意味している。

（１−２）光源
光質育苗時の光源には、青ＬＥＤ、赤ＬＥＤ、青赤ＬＥＤの照射装置（ＩＳＬ−３０５Ｘ３０２、シーシーエス）、または白色蛍光灯（ＦＬ）を用いた。光源のスペクトル分布をファイバ入力型のマルチチャンネル分光器（ＵＳＢ２０００、Ｏｃｅａｎ Ｏｐｔｉｃｓ）にて計測した結果を図３に示す。尚、青ＬＥＤ、赤ＬＥＤ、青赤ＬＥＤの光質は、具体的には以下の通りであった。
・青ＬＥＤ：中心波長４６８ｎｍ、半値幅２１ｎｍ
・赤ＬＥＤ：中心波長６６０ｎｍ、半値幅２２ｎｍ
・青赤ＬＥＤ：中心波長４６７ｎｍ＋６５５ｎｍ、半値幅２１ｎｍ＋２０ｎｍ

（１−３）光質育苗処理
播種から定植４週間後（４５ＤＡＳ）までのスキームを図４に示す。

育苗段階初期（本実施例では播種９日後程度まで）は、子葉が展開して下胚軸の伸長が起こる時期である。ここで、下胚軸の伸長は光質の影響を著しく受けてサニーレタスの苗に形質異常が生じる虞があること、また、子葉にはフェノール化合物の蓄積が少ないことから、光質育苗処理は、播種１０日後（１０ＤＡＳ）から播種１７日後（１７ＤＡＳ）までの育苗ステージ後期の７日間に実施した。

光質育苗時の光処理条件は、ＰＰＦＤ１００μｍｏｌｍ^−２ｓ^−１ 、１４時間日長とした。また、育苗環境条件は、育苗段階初期と同様、気温２３±２℃、相対湿度４０％とした。

播種１７日後（１７ＤＡＳ）に苗をプラスチックポットに定植し、気温２５±２℃、１２時間日長（主光源は太陽光とし、白色蛍光灯（ＰＰＦＤ１００μｍｏｌｍ^−２ｓ^−１）で１６−１９時まで補光）に設定したガラスハウスに移し、定植４週間後（４５ＤＡＳ）まで栽培した。苗には、窒素を９．２ｍｍｏｌＬ^−１、リンを２．６ｍｍｏｌＬ^−１、カリウムを４．４ｍｍｏｌＬ^−１、カルシウムを２．２ｍｍｏｌＬ^−１、マグネシウムを０．８ｍｍｏｌＬ^−１含む培養液を適宜施与した。

（１−４）生育調査
１０、１７および４５ＤＡＳに処理区ごとに５〜６個体ずつサンプリングし、葉数、葉面積、新鮮重（ＦＷ）、地上部および地下部の乾物重（ＤＷ）を調べた。また、地上部／地下部比（Ｓ／Ｒ比）および比葉面積（ＳＬＡ）を求めた。

（１−５）成分分析
１７および４５ＤＡＳに処理区ごとにサンプリングしたサニーレタスを凍結乾燥し、乳鉢で微粉砕して成分分析に供した。

クロロフィル（Ｃｈｌ）含量およびカロテノイド含量は、Lichtenthaler・Welburnの方法（Lichtenthaler H.K. and A.R. Welburn. Determinations of total carotenoids and chlorophyll a and b of leaf extracts in different solvents. Biochem. Soc. Trans. 11:591-593. 1983.）に従って求めた。

アントシアニン含量は、凍結乾燥微粉末から１％塩酸を含むメタノールでアントシアニンを抽出し、５３０ｎｍの吸光度から求めた。

クロロゲン酸含量は、１００％メタノール抽出液から、電力中央研究所報告Ｖ０９０３０の方法に従い、以下の方法で求めた。ＡＱＵＩＴＹ ＵＰＬＣシステム（Ｗａｔｅｒｓ）を用い、分析カラムはＵＰＬＣ ＢＥＨ Ｃ１８カラム（φ１．７μｍ、２．１×５０ｍｍ、Ｗａｔｅｒｓ）を用いた。カラム温度を４０℃に、流速を０．７ｍＬｍｉｎ^−１に設定した。溶離液はＡ液（メタノール・水・ギ酸＝３５：２１３：２（体積比））とＢ液（メタノール：水＝１３：７（体積比））を使用し、０−１．５分をＡ液１００体積％（Ｂ液０体積％）からＢ液５０体積％（Ａ液５０体積％）へのリニアグラジエントとし、１．５−２．０分はＢ液５０体積％（Ａ液５０体積％）に保ち、２．０−３．０分にＢ液５０％（Ａ液５０体積％）からＢ液１００体積％（Ａ液０体積％）へのリニアグラジエントを行い、総分析時間を６分間とした。ＰＤＡ（フォトダイオードアレイ）ｅλ検出器の分析波長を３１０ｎｍとし、Ｅｍｐｏｗｅｒ２ソフトウェア（Ｗａｔｅｒｓ）でポリフェノール類のピーク検出と標品分析による検量線作成を行ない、定量解析した。

総ポリフェノール含量は、Johkanらの方法（Johkan, M., G. Mori, K. Mitsukuri, K. Mishiba, T. Morikawa and M. Oda. In vivo shoot regeneration promoted by shading the cut surfaces of the stem in tomato plants. HortScience 43:1-4. 2008.）に従って行い、クロロゲン酸当量として求めた。

抗酸化能（Total Antioxidant Status:TAS）は、７０％メタノール抽出液からＴＡＳキット（Ｒａｎｄｏｘ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）で求め、Ｔｒｏｌｏｘ(6-hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchroman-2-carboxylic acid）当量で算出した。

統計解析は、エクセル統計Ｖｅｒ．６．０ソフトウェア（エスミ）を用いて実施し、Ｔｕｋｅｙ多重比較検定法により平均値の有意差を５％レベル（Ｐ＜０．０５））で判定した。以下に説明する図と表において、異なる文字間には有意差があると判定される。

（２−１）光質育苗が苗の生長に及ぼす影響
光質育苗処理後のサニーレタスの苗の形態について図５に示す。図５に示される結果から、光質によって形態が大きく変化することが確認された。具体的には、赤ＬＥＤで育苗した場合には葉が著しく伸長して徒長したが、青ＬＥＤで育苗した場合、及び青赤ＬＥＤで育苗した場合には、白色蛍光灯で育苗した場合と比較して矮化していることが認められ、コンパクトな形態となっていることが確認された。

また、青ＬＥＤで育苗した場合、及び青赤ＬＥＤで育苗した場合では、葉が赤褐色であったのに対し、赤ＬＥＤで育苗した場合には、葉が鮮緑色であった。

次に、光質育苗処理後（１７ＤＡＳ）の苗の葉数、葉面積、新鮮重及び乾物重を測定した結果を表１に示す。尚、表１には、光質育苗処理後、苗を定植して４週間栽培（４５ＤＡＳ）したサニーレタスの葉数、葉面積、新鮮重及び乾物重を測定した結果も示す。

葉数については、光質による差異は認められなかったが、葉面積、新鮮重及び乾物重は光質の影響を受けていることが確認された。具体的には、白色蛍光灯（ＦＬ）で育苗した場合と比較すると、葉面積は、赤ＬＥＤで育苗した場合に増加し、青ＬＥＤで育苗した場合に減少した。新鮮重は、赤ＬＥＤで育苗した場合に増加した。乾物重は、青赤ＬＥＤで育苗した場合に地上部と地下部が共に増加した。

Ｓ／Ｒ比（地上部と地下部の比率）を図６に示す（１７ＤＡＳ、左から順にＦＬ、青、赤、青赤）。Ｓ／Ｒ比については、光質による変化は認められなかった。

ＳＬＡを図７に示す（１７ＤＡＳ、左から順にＦＬ、青、赤、青赤）。ＳＬＡとは、Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｌｅａｆ Ａｒｅａの略であり、ＳＬＡが大きいほど薄い葉であることを示す。ＳＬＡは、白色蛍光灯で育苗した場合、及び赤色ＬＥＤで育苗した場合に高く、青ＬＥＤで育苗した場合、及び青赤ＬＥＤで育苗した場合に低かった。

以上の結果から、育苗時における赤ＬＥＤの照射は苗の葉面積の拡大と新鮮重の増加に効果がある反面、苗を徒長させてしまうことが示された。これに対し、育苗時における青ＬＥＤ又は青赤ＬＥＤの照射は、苗を矮化させる作用が認められるものの、苗の徒長を抑制して根の乾物重を増加させる作用があることが明らかとなった。

（２−２）光質育苗が苗の定植後の収量に及ぼす影響
光質育苗処理後、苗を定植して４週間栽培したサニーレタスの形態について図８に示す。図８に示される結果から、光質育苗処理後に見られた光質による形態的特徴は変化し、白色蛍光灯で育苗したサニーレタスの葉と同様に、青ＬＥＤ、赤ＬＥＤ及び青赤ＬＥＤで育苗したサニーレタスの葉も鮮やかな緑色と赤褐色のバランスが良い正常な形態になっていた。

また、表１に示す結果（４５ＤＡＳ）から、葉数については、育苗の際の光質による差異は認められなかった。しかし、青ＬＥＤで育苗した場合、及び青赤ＬＥＤで育苗した場合では、白色蛍光灯で育苗した場合、及び赤ＬＥＤで育苗した場合よりも、新鮮重と地上部乾物重が増加した。新鮮重は、白色蛍光灯で育苗した場合と赤ＬＥＤで育苗した場合、及び赤ＬＥＤで育苗した場合よりも、２１％増加していた。地下部の乾物重は、白色蛍光灯で育苗した場合と比較して、青赤ＬＥＤで育苗した場合、及び赤ＬＥＤで育苗した場合も大きくなった。

Ｓ／Ｒ比を図６に示す（４５ＤＡＳ、左から順にＦＬ、青、赤、青赤）。Ｓ／Ｒ比については、白色蛍光灯で育苗した用いた場合に最も大きくなった。

ＳＬＡを図７に示す（４５ＤＡＳ、左から順にＦＬ、青、赤、青赤）。ＳＬＡについては、育苗の際の光質による差異は認められなかった。

以上の結果から、青ＬＥＤ又は青赤ＬＥＤを用いてサニーレタスを光質育苗すると、定植後の収量が増加することが明らかとなった。

（２−３）光質育苗が苗の光合成色素含量に及ぼす影響
葉の総クロロフィル含量を図９に示す（１０ＤＡＳはＦＬ、１７ＤＡＳと４５ＤＡＳは左から順にＦＬ、青、赤、青赤）。異なる光質は苗の葉に含まれるクロロフィル（Ｃｈｌ）含量に部分的に影響を及ぼすことが確認された。具体的には、光質育苗前（１０ＤＡＳ）の総クロロフィル含量は９．０μｇｍｇ^−１ＤＷであったのに対し、１７ＤＡＳにおける苗の総クロロフィル含量は７．３〜８．６μｇｍｇ^−１ＤＷを示した。総クロロフィル含量は、赤ＬＥＤで育苗した場合、及び青赤ＬＥＤで育苗した場合には、白色蛍光灯で育苗した場合よりも少なく、赤ＬＥＤで育苗した場合に最小（７．３μｇｍｇ^−１ＤＷ）であった。

一方、４５ＤＡＳの総クロロフィル含量は全ての光処理間で６．４〜８．４μｇｍｇ^−１ＤＷの値を示したが、有意差は認められなかった。

以上のことから、総クロロフィル含量に関しては、光質育苗の影響はあまり大きくなく、部分的であることが示された。

次に、葉のクロロフィル（Ｃｈｌ）ａ／ｂ比を図１０に示す（１０ＤＡＳはＦＬ、１７ＤＡＳと４５ＤＡＳは左から順にＦＬ、青、赤、青赤）。１７ＤＡＳの葉におけるクロロフィルａ／ｂ比は、白色蛍光灯で育苗した場合と赤ＬＥＤで育苗した場合で３．４であり、光処理前（１０ＤＡＳ）と同じ値であった。これに対し、青ＬＥＤで育苗した場合と青赤ＬＥＤで育苗した場合では、クロロフィルａ／ｂ比は大きくなり、４以上であった。

一方、４５ＤＡＳにおけるクロロフィルａ／ｂ比は、青ＬＥＤで育苗した場合と青赤ＬＥＤで育苗した場合のいずれにおいても３．６まで減少し、白色蛍光灯で育苗した場合（３．７）、赤ＬＥＤで育苗した場合（３．５）と同レベルであった。

以上のことから、青ＬＥＤ又は青赤ＬＥＤを用いてサニーレタスを７日間光質育苗すると、苗のクロロフィルａ／ｂ比が大きくなることが示された。

（２−４）光質育苗が苗の抗酸化物質の蓄積に及ぼす影響
葉のアントシアニン含量を図１１に示す（１０ＤＡＳはＦＬ、１７ＤＡＳと４５ＤＡＳは左から順にＦＬ、青、赤、青赤）。１７ＤＡＳの葉におけるアントシアニン含量は、青ＬＥＤで育苗した場合、及び青赤ＬＥＤで育苗した場合、白色蛍光灯で育苗した場合と比較して顕著に増加し、青赤ＬＥＤで育苗した場合に最大値を示した。一方、赤ＬＥＤで育苗した場合における葉のアントシアニン含量は、白色蛍光灯で育苗した場合よりも小さく、最小値を示した。

４５ＤＡＳの葉におけるアントシアニン含量は、光質処理区間で有意差は認められなかった。

以上のことから、青ＬＥＤ又は青赤ＬＥＤを用いてサニーレタスを７日間光質育苗すると、苗のアントシアニンの蓄積が顕著に促進されることが示された。

クロロゲン酸含量を図１２に示す（１０ＤＡＳはＦＬ、１７ＤＡＳと４５ＤＡＳは左から順にＦＬ、青、赤、青赤）。１７ＤＡＳのクロロゲン酸含量は、赤ＬＥＤで育苗した場合を除き、光質育苗前（１０ＤＡＳ）よりも増加した。青ＬＥＤで育苗した場合、及び青赤ＬＥＤで育苗した場合のクロロゲン酸含量（１４．７ｎｍｏｌｍｇ^−１ＤＷ以上）は、白色蛍光灯で育苗した場合（６．２ｎｍｏｌｍｇ^−１ＤＷ）、及び赤ＬＥＤで育苗した場合（１．９ｎｍｏｌｍｇ^−１ＤＷ）よりも高かった。

４５ＤＡＳのクロロゲン酸含量は、１７ＤＡＳのクロロゲン酸含量と比較すると、赤ＬＥＤで育苗した場合にのみ増加していた。光処理区間における有意差は認められなかった。

以上のことから、青ＬＥＤ又は青赤ＬＥＤを用いてサニーレタスを７日間光質育苗すると、苗のクロロゲン酸の蓄積が顕著に促進されることが示された。

葉の総フェノール含量を図１３に示す（１０ＤＡＳはＦＬ、１７ＤＡＳと４５ＤＡＳは左から順にＦＬ、青、赤、青赤）。１７ＤＡＳの葉の総フェノール含量は、赤ＬＥＤで育苗した場合を除いて、１０ＤＡＳよりも増加していた。青ＬＥＤで育苗した場合、及び青赤ＬＥＤで育苗した場合における総フェノール含量（１１８．７ｎｍｏｌｍｇ^−１ＤＷ以上）は、白色蛍光灯で育苗した場合（７５．７ｎｍｏｌｍｇ^−１ＤＷ）、及び赤ＬＥＤで育苗した場合（４７．０ｎｍｏｌｍｇ^−１ＤＷ）よりも顕著に増加した。

４５ＤＡＳの総フェノール含量は、全ての光処理区間において１２０ｎｍｏｌｍｇ^−１ＤＷと高い値を示したが、それぞれに有意差は認められなかった。

以上のことから、青ＬＥＤ又は青赤ＬＥＤを用いてサニーレタスを７日間光質育苗すると、苗のフェノール化合物の蓄積が顕著に促進されることが示された。

カロテノイド含量を図１４に示す（１０ＤＡＳはＦＬ、１７ＤＡＳと４５ＤＡＳは左から順にＦＬ、青、赤、青赤）。１７ＤＡＳのカロテノイド含量は、白色蛍光灯で育苗した場合（２６３μｇｍｇ^−１ＤＷ）と比較すると、青ＬＥＤで育苗した場合、及び青赤ＬＥＤで育苗した場合に増加し（２８７μｇｍｇ^−１ＤＷ）、赤ＬＥＤで育苗した場合には減少した（２３１μｇｍｇ^−１ＤＷ）。

４５ＤＡＳのカロテノイド含量は全光処理区間で２２０〜２７６μｇｍｇ^−１ＤＷの値を示したが、有意差は認められなかった。

以上のことから、青ＬＥＤ又は青赤ＬＥＤを用いてサニーレタスを７日間光質育苗すると、苗のカロテノイドの蓄積が促進されることが示された。

抗酸化活性（ＴＡＳ）を図１５に示す（１０ＤＡＳはＦＬ、１７ＤＡＳと４５ＤＡＳは左から順にＦＬ、青、赤、青赤）。１７ＤＡＳの抗酸化活性は、白色蛍光灯で育苗した場合、青ＬＥＤで育苗した場合、及び青赤ＬＥＤで育苗した場合では、光処理前（１０ＤＡＳ）よりも高かったが、赤ＬＥＤで育苗した場合には光処理前よりも低かった。また、１７ＤＡＳの抗酸化活性は、青ＬＥＤで育苗した場合、及び青赤ＬＥＤで育苗した場合（５４７ｎｍｏｌｍｇ^−１ＤＷ以上）には、白色蛍光灯で育苗した場合（３３２ｎｍｏｌｍｇ^−１ＤＷ）と比較して顕著に高かったのに対し、４５ＤＡＳでは白色蛍光灯で育苗した場合と同じレベルまで減少した。逆に、赤ＬＥＤで育苗した場合における１７ＤＡＳの抗酸化活性は、白色蛍光灯で育苗した場合よりも顕著に低かったが、４５ＤＡＳにおいては、他の光処理区と同レベルに上昇した。

以上のことから、青ＬＥＤ又は青赤ＬＥＤを用いてサニーレタスを７日間光質育苗すると、苗の抗酸化活性が高められることが示された。また、青ＬＥＤ及び青赤ＬＥＤの光合成有効放射束密度を１００μｍｏｌｍ^−２ｓ^−１ として、昼間の時間帯（１４時間）に７日間光質育苗することで、苗の矮化と抗酸化活性の向上効果が認められたことから、青ＬＥＤ又は青赤ＬＥＤを用いて、苗に対して照射される総光エネルギー量が３５ｍｏｌｍ^−２程度となるように青ＬＥＤ又は青赤ＬＥＤの光強度と光照射期間を設定することで、本発明の効果が奏され得るものと考えられた。

（実施例２）
実施例１と同じ青ＬＥＤを用い、光合成有効放射束密度を３００μｍｏｌｍ^−２ｓ^−１ と５００μｍｏｌｍ^−２ｓ^−１ に変更して、実施例１と同様の光質育苗処理を実施した。光質育苗処理後のサニーレタスの苗の形態を図１６に示す。

光合成有効放射束密度を３００μｍｏｌｍ^−２ｓ^−１ とすることで、光合成有効放射束密度を１００μｍｏｌｍ^−２ｓ^−１ とした場合よりもさらに矮化が促進され、且つ葉色がさらに赤味を帯び、抗酸化物質であるアントシアニンの蓄積も促されることが明らかとなった。ところが、光合成有効放射束密度を５００μｍｏｌｍ^−２ｓ^−１ とすると、矮化は促進されるものの、葉の緑色が薄くなる老化現象が見られた。このことから、照射される光エネルギーが過剰になると、植物体内で生成された抗酸化物質で処理しきれなくなり、老化現象が導かれ得ると考えられた。したがって、光エネルギーの総量は、１７６ｍｏｌｍ^−２未満とすることが好ましいことが明らかとなった。また、特に３５〜１０５ｍｏｌｍ^−２となるように人工光源３からの照明光の強度、及び照明光の照射期間を設定することで、本発明の効果がより確実に奏され得ることも明らかとなった。

尚、光合成有効放射束密度を１００μｍｏｌｍ^−２ｓ^−１ として、照射期間を１日中連続（２４時間）で７日間とした場合には、光エネルギーの総量が６０ｍｏｌｍ^−２となることから、この場合には、照射期間を昼間の時間帯（１４時間）で７日間とした場合よりも、矮化が促進され、且つ抗酸化活性も高まるものと考えられる。

１，１’ 育苗施設
２ 苗
３ （第一の）人工光源
３’ 第二の人工光源

Claims (7)

1. 葉菜類の定植前の苗を育苗対象とし、波長４５０ｎｍ〜５００ｎｍの青色光を主成分とする照明光のみを照射して育苗する期間を設けることにより、前記苗の矮化を促す育苗方法により得られた苗を、前記育苗環境とは異なる環境に定植して栽培することを特徴とする葉菜類の栽培方法。
2. 前記育苗方法において、青色発光ダイオードから発せられる光、又は青色発光ダイオードと赤色発光ダイオードの双方から発せられる光を前記照明光とする請求項１に記載の栽培方法。
3. 前記育苗方法において、前記照明光の照射は、昼間の時間帯に実施する請求項１又は２に記載の栽培方法。
4. 前記育苗方法において、前記照明光の照射は、前記苗の下胚軸の伸長が実質的に完了した以降に実施する請求項１〜３のいずれか１項に記載の栽培方法。
5. 前記育苗方法において、前記照明光の照射は、育苗終了時まで実施する請求項４に記載の栽培方法。
6. 前記葉菜類はリーフレタスである請求項１〜５のいずれか１項に記載の栽培方法。
7. 前記リーフレタスはサニーレタスである請求項６に記載の栽培方法。