JP6533262B2 - 植物の栽培方法 - Google Patents

Description

本発明は、植物の栽培方法に関するものであり、ＣＯ₂（以下、「二酸化炭素」という）の施肥条件を好適にしたことに特徴を有する。

現在、市場に出回っている農産物の大部分は、露地栽培によって作られている。この露地栽培は、天候などの自然環境の影響を受けやすく、収穫量が安定しないという欠点がある。農産物の供給量の不足は価格の高騰につながるため、国民の食生活を守る上で供給の安定化が重要である。

この露地栽培の欠点を解決する栽培方法としてハウス栽培がある。しかし、夏場はハウス内が高温になりやすく、温度調整が難しいため、専ら冬場にのみ使用しているハウス施設も少なくない。

また、露地栽培やハウス栽培は、病害虫を防ぐために、農薬を使用することが多い。農薬の使用は、農薬を散布する農業従事者の健康に対して好ましいものではない。また、残留農薬に不安を持ち、無農薬栽培や特別栽培の農産物を求める消費者も存在する。さらに、農産物以外の生物に影響を与え、生態系のバランスが崩れる可能性も考えられる。

そこで近頃は、植物工場で無農薬や低農薬の農産物を栽培するケースが増えている。また、植物工場は台風などの天候の影響を受けないため安定して収穫できるという利点や、生育環境を人工的に制御することで、高い生産性が得られるという利点もある。

しかし、植物工場には、工場の建設コスト、照明設備や空調設備などの設備コストを含むイニシャルコストが高いという欠点がある。また、電力代、二酸化炭素や肥料などの材料費、メンテナンスなどの管理費を含むランニングコストも高いという欠点がある。そのため、コストの削減が重要な課題である。

ところで、植物の生育促進、すなわち光合成を活発化させるためには、二酸化炭素の施肥が有効である。他方で、二酸化炭素を施肥し続けるのではなく、二酸化炭素施肥の停止や消灯によって光合成を休ませることは、光合成産物（糖やデンプン）の合成や当該産物を目的とする場所（例えば細胞分裂が活発な箇所）へ運搬するために必要である。

以上の二酸化炭素の施肥条件について、実証試験を行ったものはなく、どのような施肥条件が最適であるかについては、未解決の課題であった。

そこで、本発明の目的は、植物の生育促進に適した頻度で二酸化炭素を施肥し、植物の生育を促進させる植物の栽培方法を提供することにある。

上記課題を解決した本発明は次記のとおりである。
（１）栽培する植物に対して、７５０ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍ／ｈの二酸化炭素を供給する植物の栽培方法であって、
前記二酸化炭素の供給は１日おきに行い、かつ、二酸化炭素を供給する日における１日の二酸化炭素の供給時間が９．０ｈ〜１５．５ｈであることを特徴とする植物の栽培方法。

（作用効果）
二酸化炭素を供給することで光合成が活発になるため、供給しない場合と比べて、植物の生育を促進させることができる。

二酸化炭素の供給を毎日行うのではなく、１日おきに行うことによって、植物の生育をより促進させることができる。それとともに、二酸化炭素の供給量が少なくなるため、ランニングコストの低下を図ることもできる。特に、植物工場のランニングコスト削減が重要な課題となっていることから、本発明の栽培方法を植物工場に用いるとより有益である。本発明の栽培方法を適用できる他の施設として、ハウス栽培などを挙げることができる。

二酸化炭素を供給する日においては、１日のうちの二酸化炭素の供給時間（合計時間）を９．０ｈ〜１５．５ｈにすることが好ましく、１２ｈにすることがさらに好ましい。１日のうちに二酸化炭素を供給しない時間を設け、植物に光合成を休ませる時間を確保することで、転流が促進される（後に詳述する）ため、植物の生育がより促進される。なお、二酸化炭素を供給しない日においては、二酸化炭素をまったく供給しないことが好ましい。

なお、二酸化炭素の供給時間は発光体の点灯時間と関連づけさせるとよい。例えば、発光体が点灯している間は二酸化炭素を供給して光合成を促し、点灯しない間は二酸化炭素を供給せずに転流を促す。以上のようにして、屋外における日中と夜間の状況を人為的に作り出すことで、収穫物を自然環境で育てた場合と同様の品質にすることができる。

二酸化炭素の供給時間は、植物の栽培空間の温度や、屋外の環境を考慮して決定することもできる。
例えば、植物工場が長野県松本市にある場合、松本市の夏至の日照時間は約１４．５時間であり、冬至の日照時間は約９．４時間である。そのため、夏至の日には発光体の点灯時間と二酸化炭素の供給時間を１４．５時間とし、冬至の日には発光体の点灯時間と二酸化炭素の供給時間を９．４時間とするなど、屋外の環境の移り変わりに合わせて、屋外と同様の環境を植物工場内で作り出す。それによって屋外で育てた場合と同様の品質の作物を育てることができる。

供給する二酸化炭素の濃度は、７５０ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍ／ｈにすることが好ましい。この濃度の二酸化炭素を供給することで、植物の栽培空間（栽培する植物が存在する空間）の二酸化炭素濃度が１０００ｐｐｍ〜１５００ｐｐｍ程度になる。通常の屋外の二酸化炭素濃度は約４００ｐｐｍであるが、これが２〜３倍になることで、光合成の速度を最大約１．５倍程度に上昇させることができる。なお、植物の栽培空間としては、一般的な植物工場における栽培棚の上（植物が載置されている部分）や、後述する植物栽培ユニットにおける閉鎖空間（栽培管理室）を例示することができる。

（２）前記植物はキク科またはアブラナ科の葉菜類である前記（１）記載の植物の栽培方法。

本発明に係る栽培方法は、様々な種類の植物に適用可能であるが、キク科やアブラナ科の葉菜類に特に適している。後述する実験結果から分かるが、キク科のレタスや、アブラナ科のミニ青梗菜や小松菜では、生体重等に明らかな増加がみられる。

（３）栽培する植物が載置された植物栽培台と、
前記植物栽培台の上方に設けられた天井板と、
前記植物栽培台の周囲を取り囲むように設けられた仕切り壁によって区切られた閉鎖空間に対して、二酸化炭素を供給する前記（１）記載の植物の栽培方法。

植物の栽培場所を閉鎖空間とし、その閉鎖空間に対して二酸化炭素を供給することによって、二酸化炭素が別の空間に逃げにくくなるため、二酸化炭素の供給効果を高めることができる。開放空間に二酸化炭素を供給する場合よりも、二酸化炭素の供給量が減るため、ランニングコストの削減を図ることができる。

なお、本発明に係る植物の栽培方法は、二酸化炭素の供給先を閉鎖空間に限定するものではない。すなわち、一般的な植物工場は仕切り壁がない（仕切り壁があったとしても側面の一部にしかない）ため、開放空間といえるが、そのような植物工場にも適用可能である。

本発明に係る植物の栽培方法によれば、植物の生育促進に適した頻度で二酸化炭素を施肥し、植物の生育を促進させることができる。

実施例に用いた植物栽培ユニットを示した斜視図である。 実施例に用いた植物栽培ユニットの断面図である。 実施例に用いた植物栽培ユニットの平面図である。 実施例１〜３の二酸化炭素の施肥スケジュールを示した図である。 実施例１の温度、湿度、二酸化炭素濃度の変化を示したグラフである。 実施例２の温度、湿度、二酸化炭素濃度の変化を示したグラフである。 実施例３の温度、湿度、二酸化炭素濃度の変化を示したグラフである。 実施例１〜３の草高の変化を示したグラフである。 実施例１〜３の葉幅の変化を示したグラフである。 実施例１〜３の葉の枚数の変化を示したグラフである。 実施例１〜３の生体重の変化を示したグラフである。 実施例４〜６の二酸化炭素の施肥スケジュールを示した図である。 実施例７〜１１の二酸化炭素の施肥スケジュールを示した図である。 ミニ青梗菜の生体重の比較を示したグラフである。 小松菜の生体重の比較を示したグラフである。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の説明及び図面は、本発明の一実施形態を示したものにすぎず、本発明の内容をこの実施形態に限定して解釈すべきでない。

（栽培植物２７）
本発明に係る植物の栽培方法では、様々な植物２７を栽培することができるが、採算性の観点から葉菜類が好ましい。特に、需要や採算性の観点から、レタス（フリルレタス、グリーンリーフ、ロメインレタス、サニーレタス）、ミニ青梗菜、小松菜、ほうれん草、ベビーリーフなどの栽培に適している。特に、キク科やアブラナ科の葉菜類に適している。

また、カブやジャガイモなどの根菜類の栽培も可能である。ただし、根菜類の場合は、栽培日数が多くなる傾向にあるとともに、市場で販売される露地栽培物の価格が安く、価格競争が激しいため、葉菜類の方が好ましい。本発明に係る植物の栽培方法は、二酸化炭素の施肥が必要なため、露地栽培と比べて、ランニングコストが高くなる傾向にある。そのため、栽培する植物２７は、栽培日数や販売価格などを考慮して、総合的に決定することが好ましい。

（植物栽培ユニット１）
本発明にかかる植物の栽培方法の実験では、図１、２に示すような植物栽培ユニット１を用いた。この植物栽培ユニット１は、植物工場などの植物栽培室２１に設置される。

この植物栽培ユニット１は、鉢２８の内部に植物支持体２が詰め込まれており、この植物支持体２に育苗後の苗が植え付けられる。植物支持体２として、下記の各実施例では古着をリサイクルして製造したポリエステル培地を用いた。また、植物支持体２（培地）として例えば、一般的に使用される土壌の培養土、水耕栽培で使用されるウレタン、ロックウールなどを用いることができる。

図１、２では、前記鉢２８を複数用意して、それらを容器３の内部に入れている。そして、この容器３を植物栽培台４の上に載置する。なお容器３は省いてもよいが、複数の植物支持体２を植物栽培台４の上に載置するためには、用いた方が便利である。

植物栽培台４の上方には天井板５が設けられるとともに、植物栽培台４の周囲を取り囲むように、植物栽培室２１内の空間を仕切る仕切り壁６が設けられている。そして、植物栽培台４、天井板５および仕切り壁６で区切られた内部は閉鎖空間であって、植物２７の生育環境が管理される栽培管理室７とされる。

植物栽培台４の下方へ移動、および前記天井板５の上方への移動の少なくとも一方が可能である。その移動によって、前記栽培管理室７の高さ方向への拡張が可能である。この栽培管理室７の空間の拡張は、植物２７の生長に伴って徐々に行えばよい。すなわち、植物２７の上端部が天井板５に当たらないようにして、収穫物の形状が崩れることを防止するとともに、植物２７の上端と天井板５の間の距離Ｘを常に短くして、光合成の速度を上げるようにするとよい。

図示した植物栽培ユニット１は、植物栽培台４の下方に設けた床板８と、床板８の上に設けた高さ調節手段９をさらに有している。植物栽培台４は、高さ調節手段９によって支持されており、この高さ調節手段９によって、植物栽培台４の下方への移動が可能な構成となっている。図１の形態では、植物栽培台４の高さを下げるときに、仕切り壁６の一部に設けた取っ手２２を持って仕切り壁６を取り外した後、高さ調節手段９（図示したものは板材）の一部を引き抜くことで植物栽培台４の高さを下げる構成にしている。

天井板５には複数枚のガラスを用いることが好ましい。図１や図２の形態では、２枚のガラスを用いている。このように複数枚のガラスを用いることで、天井板５の上方に設けた発光体１７によって、前記栽培管理室７の内部の温度が上昇することを防ぐことができる。なお、発光体１７としては、植物２７の生長を促進させる光の波長が多い蛍光灯が好ましい。

また、仕切り壁６は伝熱性の高い部材（例えばアルミ材）を用いることが好ましい。伝熱性の高い部材を用いると、植物栽培室２１内の温度を調整することによって、間接的に栽培管理室７内の温度を調整できるからである。また、アルミ材は光の反射効果が高いため、上方から入射した光が反射して葉裏に当たるため、光合成の促進効果が高い。

栽培管理室７または高さ調節室２５の内部には、送風装置１０が設けられている。また、植物栽培台４、天井板５および仕切り壁の６接続部の少なくとも一部に隙間１１を設けるとともに、仕切り壁６の一部に開口２０を設けている。栽培管理室７内の湿度を計測する温湿度計６が、栽培管理室７内の湿度上昇を感知すると、送風装置１０が稼働し、栽培管理室７と植物栽培室２１の間で空気交換（換気）を行う構成となっている。

植物２７の栽培では、栽培管理室７内へ二酸化炭素を供給すること、栽培管理室７内の二酸化炭素濃度を監視して、供給する二酸化炭素量を制御すること、を適切に行うことが重要となる。

図１の植物栽培ユニット１では、植物栽培室２１内に設置した二酸化炭素ボンベ１４の排気口１４Ａに接続されたチューブ２３が、栽培管理室７の植物栽培台４の上に導かれ、植物栽培台４の中央部分に直線状に延在している。当該チューブ２３には、供給口１２が設けられており、この供給口１２から上方へ向かって二酸化炭素を排出している。

また、栽培管理室７の周辺部（図１では仕切り壁６の近傍）には、栽培管理室７内の二酸化炭素濃度を計測する計測装置１３を設けている。そのほか、ボンベ１４には二酸化炭素の流量を計測する流量計２４が接続され、チューブ２３の中間部には、二酸化炭素の流量を制御する弁体１５（図１の形態では電磁弁）が設けられている。

植物栽培ユニット１を運転する際には、計測装置１３によって計測した二酸化炭素濃度に基づき、制御装置１９によって弁体１５の開度を変更し、栽培管理室７内の二酸化炭素濃度を植物栽培に適したものに調整している。植物栽培に適した二酸化炭素濃度は、栽培する植物２７によって異なるが、レタスの場合は、ＣＯ₂施肥時の平気ＣＯ₂濃度を１５００ｐｐｍ程度にすることが好ましい。

なお、二酸化炭素の供給源としては、前記二酸化炭素ボンベ１４に代えて、燃焼式炭酸ガス発生装置やドライアイスなどを用いてもよい。

植物栽培室２１内を空調すると、伝熱性の高い仕切り壁６によって、植物栽培室２１内の空気と栽培管理室７内の空気が熱交換される。それとともに、仕切り壁６に設けられた開口２０や、仕切り壁６周辺の隙間１１を通る、隙間風が生じたり、栽培管理室７の内部に気流が発生したりする。これによって、栽培管理室７内の温度、湿度、風速が植物生育に適したものとなる。

このうち、栽培管理室７内で発生する気流が重要である。
植物の葉裏の気孔に供給される二酸化炭素量によって光合成の速度が変化する。無風状態の場合、二酸化炭素分子は、空気中を拡散して広がるだけであるため、葉の近傍で二酸化炭素が消費されると、葉の近傍に新たに二酸化炭素が供給されづらく、光合成の速度が遅くなる。その結果、生育が遅くなり、葉菜類の葉が広がってしまうこともある。他方、風がある場合は、二酸化炭素が葉の近傍まで運ばれ、二酸化炭素の供給量が増加する。このような観点から、前記の気流の発生は特に有用である。栽培に好適な気流速度は、約０．５ｍ・ｓ^-1以下である。

（二酸化炭素の施肥）
次に、二酸化炭素の施肥について述べる。
発明が解決しようとする課題の欄で述べたように、二酸化炭素の施肥を１日中継続して行うことは、植物の生長促進にとって好ましいものではない。そこで、下記の実験を行ったところ、１日における二酸化炭素の施肥時間は１２時間が最適であることが分かった。この二酸化炭素の施肥は、発光体１７が点灯している間に行い、発光体１７が消灯している間は行わないようにすることが好ましい。

また、下記の実験の結果、二酸化炭素を隔日施肥が好ましいことが分かった。すなわち、二酸化炭素を１２時間施肥した後、二酸化炭素を３６時間施肥しないようにする作業を繰り返すことが最適である。二酸化炭素を与えたときは、光合成が活性化し糖の生成量が多くなる。そして、二酸化炭素の供給をしないときは、生成された光合成産物が、新しい葉や根などの光合成ができない組織へ送られる（転流）。以上の繰り返しによって、植物２７の生長が促進される。

栽培管理室７の内部の二酸化炭素の濃度は、一般的に１０００ｐｐｍ〜１５００ｐｐｍにすることが好ましい。通常の屋外の二酸化炭素濃度は約４００ｐｐｍであるが、これを２〜３倍にすることで、光合成の速度を最大約１．５倍程度に上昇させることができる。

本発明に係る植物の栽培方法について、実施例に基づいて詳細に説明する。
＜実施例１〜３＞
二酸化炭素の施肥がレタスの生育に与える影響を確認する実験を行った。

実験に用いた植物栽培ユニット１の平面図を図３に示す。本実験では３個の植物栽培ユニット１を高さ方向に積層した。植物栽培ユニット１ごとに二酸化炭素の施肥方法を変えて、それぞれを実施例１〜３とした。

まず、別室（育苗室）でレタス（Lactuca sativa var.Crispa）（品種はリーフレタス）の苗を育苗し、発芽後１４日目に各植物栽培ユニット１に２４株ずつ定植し、３個の植物栽培ユニット１に計７２株の苗を植えた。植物栽培ユニット１には４８個の鉢を設けているが、成長したときに隣接するレタスと干渉することを避けるため、苗を千鳥状に定植した。なお、定植するときに同程度の大きさの苗をランダムに３株選定し、その後の生育状態を定期的に確認した（背丈等を計測した）。

図４に二酸化炭素施肥のタイムスケジュールを示す。実施例１〜３のいずれにおいても、原則として、育苗期の全期間と生育期の終盤（収穫前）は二酸化炭素を施肥しなかった。生育期の序盤と中盤における二酸化炭素の施肥方法に違いをつけて、それぞれを実施例１〜３とした。

具体的には、実施例１では生育期間の序盤と中盤にも二酸化炭素を施肥しなかった。一方、実施例２と３では生育期の序盤と中盤に二酸化炭素を施肥した。二酸化炭素の施肥間隔については、実施例２では毎日施肥し、実施例３では１日おきに施肥した。なお、１日当たりの施肥時間は１２時間とした。

生育期の中盤と終盤の境界日は任意に決定することができるが、目安として全生育期間を３等分したときの最後の期間を終盤とすればよい。

実施例１では二酸化炭素を施肥していないため境界日が明確ではないが、収穫日が３１日であることから、２１日〜３１日頃が終盤になる。実施例２では収穫日が２４日であるから、１７日〜２４日頃が終盤となる。なお、実施例２では、１６日を経過した時点の植物の生育状況を勘案して（２４日に収穫するには生育が不十分と判断した）、例外的に終盤の１７日〜２０日にも二酸化炭素を施肥した。実施例２と同様に、実施例３は１７日〜２４日頃が終盤となるため、この期間は二酸化炭素を施肥しなかった。なお、実施例３では１６日目も施肥していないが、これは隔日施肥を行った関係で施肥していないものである。

（温度、湿度、二酸化炭素濃度）
実施例１〜３における栽培管理室７内の温度、湿度、二酸化炭素濃度のグラフを図５〜図７に示す。図５〜７は、生育期の第１日目〜第３日目の約８０時間について示したものであるが、他の日時も同様の内容である。また図５〜７の上段のグラフでは、湿度を実線で、温度を破線で示した。

実施例１では、温度が２０度前後、二酸化炭素濃度が５００ppm前後で推移しており、安定している。それに対して、湿度はある程度の変化が見られるものの、概ね４５％〜６５％の範囲で変動している。

実施例２では二酸化炭素濃度を毎日施肥した。前述の植物の体内サイクルを考慮し、施肥する日は一日中施肥するのではなく、１２時間だけ施肥した。すなわち、１２時間施肥した後、１２時間施肥しない期間を設け、再度１２時間施肥することを繰り返した。二酸化炭素を施肥しない期間の二酸化炭素濃度は約５００ｐｐｍ〜７５０ｐｐｍであるが、二酸化炭素を施肥すると８００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍ程度まで上昇する。
温度は約２０℃〜３０℃の範囲内で変動している。通常は２０℃前後で推移しているが、二酸化炭素の供給期間と供給終了後の数時間は温度が上昇し、約２５℃〜３０℃の間で推移するようになる。
湿度は約２０％〜８０％の範囲内で大幅な変動がある。二酸化炭素の供給期間と供給終了後の数時間は、約４０％〜６０％の間で推移し、それ以外の期間は湿度が上昇して約６０％〜７５％の間で推移するようになる。なお、湿度が２０％程度まで下がった理由は、計測や水遣りのために、仕切り壁６の扉を開放したためである。

実施例３では二酸化炭素濃度を１日おきに施肥した。一日のうちの１２時間だけ施肥した点は、実施例２と同じである。したがって、１２時間施肥した後、３６時間施肥しない期間を設け、再度１２時間施肥することを繰り返した。二酸化炭素を施肥しない期間の二酸化炭素濃度は概ね４００ｐｐｍで安定しており、二酸化炭素を施肥すると８００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍ程度まで上昇する。
温度は約２０℃〜３０℃の範囲内で変動している。二酸化炭素の供給期間と供給終了後の数時間は温度が高く、約２５℃〜３０℃の間で推移している。その後、温度が低下して２０℃前後で推移するようになるが、しばらくすると二酸化炭素を供給しないにもかかわらず再び２５℃前後に上昇する。
湿度は約６０％〜９０％の範囲内で変動している。二酸化炭素の供給期間と供給終了後の数時間は、６５％前後で推移している。その後、湿度が上昇して約８０％〜９０％の間で推移するようになるが、しばらくすると二酸化炭素を供給しないにもかかわらず再び６５％前後に低下する。
なお、二酸化炭素を供給していないにもかかわらず、温度や湿度が変化する理由は、植物が定期的に光合成を行っている影響と思われる。

（草高、葉幅、枚数）
育成期間（１日目〜２４日目）のレタスの生育状況を随時確認した。その結果を図８〜図１０に示す。
図８では、定植したときに同程度の大きさだった３株の苗について、草高の平均値を算出した。具体的には、計測する時にレタスを手で立たせ（レタスを直立させ）、レタスの最も高い位置から地表までの高さを草高とした。２４日目の時点（実施例２と３の収穫時点）において、実施例１と実施例３の草高が高く、実施例２の草高はそれに及ばなかった。実施例１と実施例３の成長過程（第１日目〜第２３日目）に着目すると、実施例３のほうが、草高が高くなる傾向があった。

図９では、前記３株の苗について、葉幅の平均値を算出した。１株の葉の中で最も大きい葉を選択し、葉を手で広げて、葉身（葉身の最も幅広部分）の幅を葉幅とした。２４日目の時点において、実施例３の葉幅が広く、実施例１と２の葉幅はそれに及ばなかった。成長過程に着目しても、実施例３のほうが、実施例１や２よりも葉幅が広くなる傾向があった。

図１０では、前記３株の苗について、葉の枚数の平均値を算出した。２４日目の時点において、実施例３の葉の枚数が多く、それに続いて実施例２、実施例１の順となった。特に、実施例３の葉の枚数は、実施例１の葉の枚数よりも２割程度多かった。成長過程に着目しても、実施例３の枚数が、実施例１や２の枚数よりも多くなる傾向があった。

以上のように、実施例３の二酸化炭素の隔日施肥が、生育促進に最も効果的であることが確認できた。他方、実施例２の二酸化炭素の毎日施肥の効果について考察すると、二酸化炭素を施肥しない実施例１と比べて、葉の枚数は多くなったものの、葉幅は同程度であり、草高に至っては実施例１よりも低くなってしまった。

（生体重）
育成期間のレタスの生体重についても計測した。
図１１は、定植時および収穫時の重さ（ともに実測値）並びに栽培日数（実測値）を基に、本実験の生長を推定して、指数関数で表したものである。縦軸は生体重、横軸は定植後の栽培日数、プロットは収穫時の実測値を表した。

収穫の目安を１株あたり４５ｇとすると、実施例２（毎日施肥）と実施例３（隔日施肥）では、定植〜収穫までの栽培期間が２４日になる。一方、実施例１（無施肥）では、前記栽培期間が３１日となる。したがって、二酸化炭素を施肥することによって、栽培期間を２割以上短縮することが確認できた。また、実施例２と実施例３において、いずれも栽培期間が２４日であることから、毎日施肥ではなく隔日施肥にすることで、二酸化炭素の施肥量を低減することができる。前記の草高、葉幅、枚数を含めて考慮すると、毎日施肥よりも隔日施肥の方が生育に好ましい。

（細胞数）
レタスの葉の細胞数を測定し、二酸化炭素の施肥による細胞数への影響を確認した。計測結果を表１に示す。

（１）細胞数を計測する場所は、任意の葉の中央部分の１ｍｍとした。３株のレタスについて、１株当たり３箇所の細胞数を計測し、その平均値を平均細胞数とした。詳しくは、５ｍｍかける２ｍｍ＝１０ｍｍ²を切り取り、顕微鏡のミクロメーターを用いて葉長方向に１ｍｍを計測し、その長さの中にある細胞をカウントした。
（２）推定葉面積は、文献（白井英清・牛田均・松崎朝浩．1995．2 〜 3 月どりレタスの時期別生育と全重，球重の関係．香川県農試研報．46：39-43）に従って、以下の式１によって求めた。
Ｙ＝０．７５５Ｘ−１．８７・・・式１
前記式１において、Ｘは葉長と葉幅の積であり、Ｙは葉面積である。
（３）推定細胞数は、前述の平均細胞数と推定葉面積の積とした。

表１に示すように、栽培開始後８日目、２２日目の両時点において、実施例３（隔日施肥）と実施例１（無施肥）の１ｍｍ当たりの平均細胞数はほとんど変わらなかった。他方、実施例２（毎日施肥）の場合は、１ｍｍ当たりの平均細胞数が多くなっており、細胞が過度に圧縮されていることが推察できる。
また、推定葉面積は、実施例３で最も大きくなり、実施例２、実施例１の順でそれに続いた。したがって、葉面積を大きくするためには、実施例３の隔日施肥が最も優れていることが分かる。

＜実施例４〜６＞
次に二酸化炭素の施肥条件を変えて、さらに実験を行った。
二酸化炭素の施肥スケジュールを図１２に示す。実施例４〜６のいずれにおいても、育苗期間（発芽後１４日間）は二酸化炭素を施肥しなかった。

実施例４では、第１日目〜第１５日目まで毎日二酸化炭素の施肥を行った後、第１６日目〜第２６日目の間は二酸化炭素の施肥を行わず、２７日目で収穫を行った。なお、毎日施肥とはいっても、１日中施肥するのではなく、１日のうちの１２時間だけ施肥するものである。

実施例５では、第１日目〜第１５日目までの期間では、３日間連続して二酸化炭素を施肥した後、１日間二酸化炭素を施肥しない日を設け、これを繰り返した。その後、第１６日目〜第２３日目の間は二酸化炭素の施肥を行わず、２４日目で収穫を行った。実施例５においても、二酸化炭素の施肥日は、１日のうちの１２時間だけ施肥した。

実施例６では、実施例１と同様に、第１日目〜第１５日目まで毎日二酸化炭素の施肥を行った後、第１６日目〜第２６日目の間は二酸化炭素の施肥を行わず、２７日目で収穫を行った。ただし、施肥する時間が実施例１とは異なり、実施例６では、二酸化炭素を２時間施肥した後に３時間施肥しない、ことを１日で３回繰り返した。すなわち、１日のうちで二酸化炭素を施肥した時間は合計６時間であり、残り１８時間は施肥していない。なお、実験時は５時〜７時、１０時〜１２時、１５時〜１７時の間に二酸化炭素を施肥した。

＜実施例１〜６のまとめ＞
実施例１〜６の実験結果を下記の表２に示す。

前記表２における草高、葉幅、枚数についての定義は、実施例１〜３で説明したものと同じである。測定は、定植後第２４日目に行った。
この表２から分かるように、実施例３は、草高が最も高く、葉の枚数も最も多かった。葉幅は実施例５のものが最も広かったものの、実施例３はそれに続いて広かった。したがって、最も生育状況が良かったのは実施例３の隔日施肥を行った場合ということができる。
また、実施例３の隔日施肥は、実施例２や４の毎日施肥などと比べて、二酸化炭素の施肥量を少なくすることができるため、ランニングコストを削減することもできる。

＜実施例７〜１１＞
レタス以外の植物に関しても、二酸化炭素の施肥条件が生育に及ぼす影響を調査した。
二酸化炭素のスケジュールを図１３と下記表３に示す。

実施例７〜１１のいずれにおいても、育苗期間（発芽後１４日間）は二酸化炭素を施肥しなかった。

実施例７と実施例１０では、二酸化炭素をまったく施肥しなかった。実施例７では収穫日を第２７日目とし、実施例１０では収穫日を第２８日目とした。

実施例８と実施例１１では、毎日二酸化炭素の施肥を行った。二酸化炭素の施肥を行わない日は設けず、実施例８では第２７日目に収穫を行い、実施例１１では第２８日目に収穫を行った。なお、毎日施肥とはいっても、１日のうちの１２時間だけ施肥するものである。

実施例９では、隔日施肥を行った。二酸化炭素の施肥を行わない日は設けず、第２７日目に収穫を行った。一日のうちの１２時間だけ施肥した点は、実施例８や実施例１１と同じである。したがって、１２時間施肥した後、３６時間施肥しない期間を設け、再度１２時間施肥することを繰り返した。

以上の実施例７、９、１０、１１の二酸化炭素施肥スケジュールに従って、ミニ青梗菜を栽培し、その結果を図１４に示した。また、実施例７〜１１の二酸化炭素施肥スケジュールに従って、小松菜を栽培し、その結果を図１５に示した。なお、図１４と図１５において、同じ実施例（同じタイムスケジュール）でも栽培する植物（ミニ青梗菜と小松菜）が違うことを考慮して、図１４のミニ青梗菜では、実施例の数字の後に「‐Ａ」の符号を付し、図１５の小松菜では「‐Ｂ」の符号を付している。

図１４や図１５に示すように、二酸化炭素を施肥しない場合と比べて、二酸化炭素を施肥すると生体重が増加することが分かる。ミニ青梗菜では約１０％、小松菜では約２０％の増加が確認できた。また、小松菜の実施例８‐Ｂと実施例９‐Ｂを比較すると、ほぼ同じ生体重であることが分かる。したがって、毎日施肥ではなく隔日施肥を行うことで、生体重を低下させずに、二酸化炭素の施肥量を減らすことができる。

以上のように、レタス（キク科）のみならず、ミニ青梗菜(アブラナ科)や小松菜（アブラナ科）においても、二酸化炭素の隔日施肥によって植物の生育を促進させることができることが分かる。したがって、この傾向は葉菜類全般にいえるものと考えられる。

＜効果＞
植物の生育期に高濃度の二酸化炭素（レタスの場合は１０００ｐｐｍ〜１５００ｐｐｍ）を施肥することで、植物の生長を促進させることができる。そして、二酸化炭素の毎日施肥よりも隔日施肥を選択することで、成長促進効果を低下させることなく、二酸化炭素の施肥量を減らすことができるため、ランニングコストの低下を図ることができる。

１：植物栽培ユニット、１Ａ：植物栽培ユニット（二階部分）、１Ｂ：植物栽培ユニット（一階部分）２：植物支持体、３：ケース、４：植物栽培台、５：天井板、５Ａ：天井板（上部）、５Ｂ：天井板（下部）、６：仕切り壁、７：栽培管理室、８：床板、９：高さ調節手段、１０：送風装置、１１：隙間、１２：供給口、１３：計測装置、１４：二酸化炭素ボンベ、１４Ａ：排気口、１５：弁体、１６：温湿度計、１７：発光体、１７Ａ：発光体（二階部分）、１７Ｂ：発光体（一階部分）、１８：断熱部材、１９：制御装置、２０：開口、２１：植物栽培室、２２：取っ手、２３：チューブ、２４：流量計、２５：高さ調節室、２６：棒状体、２７：植物（栽培植物）、２８：鉢、２９：蓋板

Claims (3)

1. 植物の栽培空間に対して二酸化炭素を供給する植物の栽培方法であって、
   前記二酸化炭素の供給は１日おきに行い、かつ、二酸化炭素を供給する日における１日の二酸化炭素の供給時間が９．４ｈ〜１４．５ｈであり、
   二酸化炭素の供給時における前記植物の栽培空間の二酸化炭素濃度が８００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍであることを特徴とする植物の栽培方法。
2. 前記植物はキク科またはアブラナ科の葉菜類である請求項１記載の植物の栽培方法。
3. 栽培する植物が載置された植物栽培台と、
   前記植物栽培台の上方に設けられた天井板と、
   前記植物栽培台の周囲を取り囲むように設けられた仕切り壁によって区切られた前記植物の栽培空間に対して、二酸化炭素を供給する請求項１記載の植物の栽培方法。

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