JP6717043B2 - 植物栽培方法 - Google Patents

Description

本発明は、植物栽培方法に関し、特に葉酸を含有する葉菜類の植物栽培方法に関する。

平成１１年度の厚生労働省が実施した研究において、葉酸の不足が乳児の神経管障害の発生率を増加させる傾向があることが明らかとなり、その摂取の必要性が認識され始めている。これを受けて、国として葉酸の摂取が推進され、母子手帳等にもその重要性が記載されている。このように、葉酸は、摂取が必要な栄養素として、厚生労働省が定める日本人食事摂取基準が定められており、現在の推奨量は、成人女性の場合、１日当たり２４０μｇであるが、妊婦では更に２４０μg、授乳婦では更に１００μgの摂取が推奨されている。

この葉酸を日々の食事の中で十分な量を摂取するには、多くのサプリメントが市販され手軽に摂取することは可能であるが、毎日の食事の中で食材からとりたいと考えている消費者も多い。また、野菜等の食材中には、葉酸以外の他の栄養素を豊富に含んでおり、日々の食事の中で食材を通して栄養素を摂取することは重要である。これらのことから、近年、食用植物に葉酸を多く含有させる試みがされている。

たとえば、特許文献１（特開２０１１−１８２６７２号公報）には、１０〜２５℃の範囲の温度において、葉酸を０．１〜１質量％の濃度で含有し、さらにｐＨを調整した水溶液に食用植物体の一部を浸漬して葉酸を高濃度に含有する食用植物体を得る方法が開示されている。

しかしながら、特許文献１の方法は、好ましくは０．７５質量％程度の高濃度の葉酸水溶液を作製するために微妙なｐＨの調整が必要とされ、このｐＨの調整によって、養液のｐＨ値が高くなり、植物がストレスを受け、該植物体は、根の吸収能が阻害され、微量要素欠乏症状による萎れや根腐れを起こし、該植物が弱体化、場合によっては枯死するという問題がある。

また、特許文献２（特許第５７６３２８２号公報）には、葉酸供給源として酵母を用い、酵母エキスを規定の濃度で含有させた液体培地に植物の根を浸漬して、該植物を栽培する方法が開示されている。

しかしながら、酵母を含む液体培地中に含まれる雑菌の繁殖を防ぐため、殺菌処理が必要であり、この殺菌処理を行うためには、加熱装置が必要となり、更に、培養容器に液体培地を収容するために冷却装置が必要となる。このため設備費用が掛かるという問題や、殺菌が不十分な場合、雑菌が繁殖し、植物体の根の生長を阻害し、根腐れを起こし、惹いては生育不良が発生するという問題がある。

特開２０１１−１８２６７２号公報 特許第５７６３２８２号公報

本発明は、ｐＨ調整や、殺菌の工程などを必要とせず、栽培する葉菜類中の葉酸含有量を高めることができるとともに、収穫量が高い植物栽培方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、養液を供給して葉菜類を栽培する方法において、養液にグアノシンを含有させることで、上記課題を解決できることを見いだし、本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明の植物栽培方法は、養液を供給して葉菜類を栽培する方法であって、前記養液は、グアノシンが添加されたものである。

本発明に使用するグアノシンとは、グアニンにリボースが結合したヌクレオシドのことを言う。例えば、グアノシンにリン酸が結合したグアニル酸や、グアノシンから導かれるヌクレオチド（グアノシン二リン酸、グアノシン三リン酸など）や、環状グアノシン一リン酸などの環状ヌクレオチドなど、グアノシンあるいはグアニンを構造体に含む物質を包含することを意味する。

本発明の一態様では、前記グアノシンを、養液１００質量部に対して０．００１〜３質量部添加する。

本発明の一態様では、勾配をもたせた栽培ベット槽の上に、多数の植え穴を穿設した定植パネル板を配置し、前記栽培ベット槽の底面の上面側に親水性シートを配置し、該栽培ベット槽の底面の上面側に前記養液を供給して葉菜類を栽培する。

本発明の一態様では、葉菜類は、アブラナ科、ヒガンバナ科、セリ科、シソ科、ヒユ科、キク科又はアカザ科、である。

本発明の植物栽培方法によると、養液にグアノシンを添加することで、ｐＨの調整や、殺菌の工程などを必要とせず、栽培する植物中の葉酸含有量を高めるとともに、収穫量が高い植物栽培方法を提供することが可能となる。

栽培ベット槽の斜視図である。 図１の凸部の断面図である。 植物育成中の栽培ベット槽の断面図である。 栽培施設を説明する平面図である。

以下、本発明についてさらに詳細に説明するが、本発明の効果を奏する範囲であれば、本発明は下記実施形態に制限されるものではない。

本発明方法で栽培する葉菜類は、アブラナ科、ヒガンバナ科、セリ科、シソ科、ヒユ科、キク科又はアカザ科であることが好ましく、特にホウレンソウが好適である。

本発明の植物栽培方法では、養液は、グアノシンが添加されたものである。

葉酸は、プテリン、パラアミノ安息香酸及びグルタミン酸が結合した構造を持っている。既往の研究において、葉酸の合成は、ミトコンドリア、細胞質基質、葉緑体の細胞内の３つの器官が関与していることが知られており、細胞質基質中でグアノシン三リン酸から生成されたプテリンと、葉緑体内で生成されたパラアミノ安息香酸が、ミトコンドリア内に移動した後、プテロイン酸となり、更にグルタミン酸と結合し、プテロイルモノグルタミン酸（葉酸）となる。このプテロイルモノグルタミン酸は、細胞質基質内でグルタミン酸が複数結合した、ポリグルタミン酸型の葉酸となる。

葉酸とは、狭義にはプテロイルモノグルタミン酸を指すが、広義にはポリグルタミン酸型も含む総称名である。

食品中の葉酸の大半はポリグルタミン酸型として存在し、酵素たんぱく質と結合した状態で存在している。

葉酸は、上述した方法で植物体内で生成されることから、養液にグアノシンを添加することにより、栽培する植物中の葉酸含有量をより高めることが可能となる。

前記グアノシンを養液に添加する方法は、特に限定されることはなく、栽培中の養液に規定量のグアノシンを添加しても良く、事前に液肥原液にグアノシンを添加し、撹拌し混合した後に、栽培している養液に添加することもできる。

また、グアノシンの添加は、グアノシン（粉末）を栽培養液に添加しても良く、グアノシンを事前に温水で溶かし、グアノシン水溶液とした状態で、栽培養液に添加することもでる。栽培養液中のグアノシン分布をより均一させる点では後者の添加方法の方が好ましい。

なお、グアノシンは、市販品を使用することができ、たとえば、Ａｐｏｌｌｏ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製「Ｇｕａｎｏｓｉｎｅ」や、Ａｌｆａ Ａｅｓａｒ社製「Ｇｕａｎｏｓｉｎｅ ９８＋％」などを入手することができる。

植物を栽培する期間において、養液にグアノシンを含有させる時期は、特に限定することはなく、栽培する期間中、常時、グアノシンを含有させてもよく、栽培の期間のうち、一定の期間だけ養液にグアノシンを含有させ、それ以外の期間は通常の養液のみで栽培してもよい。一定の期間、グアノシンを含有させる期間は間隔をあけて、複数回含有させても良い。

本発明の植物栽培方法では、養液１００質量部に対して、グアノシンを０．００１質量部以上添加することが好ましく、０．００５質量部以上添加することがより好ましく、０．０１質量部以上添加することが更に好ましい。グアノシンの添加量を上記とすることで、栽培する植物中の葉酸濃度を効率よく高めることができる。

グアノシンの添加量の上限は特に限定することはないが、グアノシンを養液１００質量部に対して３質量部以下添加することが好ましく、２質量部以下添加することが好ましく、１質量部以下添加することが更に好ましい。

葉酸量の蓄積量の上限が５００μｇ／１００ｇ程度以下の葉菜類（例えばホウレンソウ）を栽培する場合、養液へのグアノシンの添加量は、養液１００質量部に対して１質量部以下が好ましく、０．５質量部以下がより好ましく、０．２質量部以下が更に好ましく、０．１質量部以下が特に好ましい。グアノシンの添加量を上記の範囲とすることで、植物体内の葉酸濃度をより効率よく高めることができる。

本発明の植物栽培方法は、養液を循環させて栽培する栽培装置で葉菜類を栽培することが好ましい。

この栽培装置は、勾配をもたせた栽培ベット槽と多数の植え穴を穿設した定植パネル板を有し、前記栽培ベット槽の底面の上面側に親水性シートを配置し、前記栽培ベット槽の底面の上面側に養液を供給して葉菜類を栽培するよう構成されていることが好ましい。このような栽培装置を使用することで、上記栽培ベット槽の底面の上面側をある程度の流速で養液を循環させることができ、養液中のグアノシン分布が均一になり、植物体の根に十分かつ均一に供給される。これにより植物の根にグアノシンを効率よく供給することができる。

また、前記栽培装置は、供給する養液を予め設定された温度範囲内に保持する温度調整手段と上記養液の濃度調整手段とを備えてもよい。

前記温度調整手段は、循環する養液の温度を、年間を通して予め設定された範囲内に保持することができる。この温度調整手段は、養液タンク内の温度を検出する温度センサと、養液タンク内に配置されて養液と熱交換する熱交換器と、この熱交換器に熱媒体を供給する熱媒体供給ライン（温度調整ライン）と、この熱媒体供給ラインに介装されて温度センサからの検出信号により上記熱媒体の熱交換器への供給量を制御する制御弁等から構成することができる。

また、前記濃度調整手段は、互いに種類や濃度の異なる養液を貯留する複数の養液の原液タンクと、各々の原液タンク内の養液の原液をポンプによって養液タンクへ送る移送ラインと、これら移送ラインに介装された三方切換弁（開閉弁）等から構成することにより、循環する養液の濃度を調整することができる。

栽培ベット槽の上面には、定植パネルの植え穴の下に、凸条が形成されていることが好ましい。凸条の幅は、使用される苗根鉢の径によって決められる。凸条の幅が苗根鉢の直径より狭いと、苗根鉢が畝状凸部からずれ落ちて傾く虞が生じる。好ましくは、凸条の幅は使用する苗根鉢の直径よりも大きく、苗根鉢の直径に対して４ｍｍ加えた幅よりも小さいことがより好ましい。

この栽培ベットの上面を流れる養液は、栽培ベット槽の凸条同士の間の凹条を流れる。植え穴に挿入された苗根鉢は、凸条の上面に載置される。苗根鉢が養液の流れに洗われないので、苗根鉢の培地が崩れたり、培地が流出することが抑制される。

この栽培ベット槽によると、水中で生育する水中根と、湿気中に維持され多数の根毛を有する湿気中根の２つの異なった形態・機能を持った根を発生させることができる。水中根は主に養液中の肥料と水を吸収し、湿気中根は主に湿気中から直接酸素を吸収する。

この栽培方法によれば、養液中の溶存酸素だけに頼らず植物を栽培することが可能であり、溶存酸素が不足しやすい高温期の栽培でも植物の根が酸素欠乏に陥ることがない。

この栽培ベット槽の好適な構成について図１〜３を参照して説明する。また、この栽培ベット槽を備えた栽培装置を図４に示す。

図１〜３の通り、軽量な発泡スチロールで成型される定植パネル板５１には多数の植え穴５２が穿設されている。定植パネル板５１の大きさは、１例を示すと幅６００ｍｍ、奥行き１０００ｍｍ，厚み３５ｍｍである。植え穴５２の形状は逆円錐形でもよいが、上下同径の円筒形とする方がよく、大きさは使用される苗根鉢５４の径よりも大きくする。植え穴５２の間隔は、作物栽培上適正な間隔に決める。例えばホウレンソウの場合は、定植パネル板５１の大きさが上記のとおりとすると、直径２７ｍｍの円筒状の植え穴５２を１１８ｍｍの間隔で総数４５個菱形状に配列する。

上記した定植パネル板５１，５１が上面に載置される栽培ベット槽５３は、定植パネル板５１と同様、軽量な発泡スチロールにて成型される。図示の例では、栽培ベット槽５３の両側辺部に形成した段部５９，５９と、上面の中央に形成した受承部６０とによって、２枚の定植パネル板５１，５１を支持している。栽培ベット槽５３の大きさの１例を示すと、幅１２６０ｍｍ、奥行き１０００ｍｍ、側壁の高さ１００ｍｍである。

定植パネル板５１の植え穴５２の真下に当たる栽培ベット槽５３の底面箇所に、長手方向に連続する凸条５６が複数列形成されている。凸条５６，５６間の凹条５５に培養液Ｌが流下する。この凸条５６の高さは培養液Ｌの液深との関係で決められ、凸条５６の幅は使用される苗根鉢５４の径によって決められる。凸条５６の高さが低すぎると、凸条５６の上に載置した苗根鉢５４が培養液Ｌで洗われる虞が増すから好ましくなく、逆に高すぎると苗根鉢５４と培養液Ｌの液面との距離が離れ過ぎて苗根鉢５４への水分供給が不足し勝ちとなって成育を遅らせるから好ましくない。凸条５６の幅が苗根鉢５４の直径より狭いと、苗根鉢５４が畝状凸条５６からずれ落ちて傾く虞が生じる。望ましくは、凸条５６の高さは培養液Ｌの液深よりも約２〜３ｍｍ程度高いものであり、凸条５６の幅は使用する苗根鉢５４の直径よりも大きく、苗根鉢５４の直径に対して４ｍｍ加えた幅よりも小さいことがより好ましい。凸条５６の間隔は植え穴５２同士の間隔と等しい。

好ましくは、複数個の栽培ベット槽５３を長手方向に連設し、約１／５０〜１／１５０程度の勾配となるように設置する。この場合、図２に示したように、連設された栽培ベット槽５３の上面全体をプラスチックシート５７で被覆して各連設箇所の漏水を防止し、プラスチックシート５７上に、布、紙等の親水性シート５８を敷設するのが好ましい。この親水性シート５８は毛管作用によって液を汲み上げるためのものである。

図３に示すように、栽培ベット槽５３に定植パネル板５１を被せ、苗根鉢５４を植え穴５２から落し込む。苗根鉢５４は、植え穴５２の真下に対峙する栽培ベット槽５３の凸条５６上に載置される。ついで培養液Ｌを栽培ベット槽５３の上流側より下流側へ向けて凹条５５に流す。培養液Ｌの流量が栽培ベット槽当り１０リッター／分のときの溝内液面高さは略２〜３ｍｍとなる。これは凸条５６高さの約半分である。定植パネル板５１下面と溝内培養液Ｌの液面との間には高さ２５ｍｍ程度の湿気空間が形成されることになる。

本発明に使用できる栽培装置は、図４に例示されるように、希釈された養液を貯める親タンク８６を有し、この親タンク８６から養液を供給する少なくとも１つ以上の子タンク７３が配置され、子タンク７３から養液が供給される少なくとも１つの栽培ベット槽５３を配置していることが好ましい。

この親タンク８６に、原液タンク（図示略）内の液肥原液と、水道水などの水が、供給制御弁８４ａ，８５ａ付き配管８４，８５から供給され、所定濃度の養液が調製される。親タンク８６で調製された所定濃度の養液がポンプ８７、配管８８、三方弁８９、流量計９０及びボールタップ９１を介して各子タンク７３に分配供給される。三方弁８９には、給水用配管９２が接続されており、該三方弁８９を切り替え操作することにより子タンク７３に配管９２からの水を供給できるよう構成されている。各子タンク７３内の液は、ポンプ７４及び配管７５を介して各栽培ベット槽５３に供給される。

図４では、前記栽培ベット槽５３が複数個配置され、葉菜類が栽培されている。この複数の栽培ベット槽５３には、前記の子タンク７３を通して親タンク８６で調製された養液が供給される。これにより、各栽培ベット槽５３に、親タンク８６で調製された均一の濃度の養液（希釈養液）を常に供給することができる。

図４では、複数の栽培ベット槽５３を勾配をつけて１列に配列した栽培ベット槽列６１を複数列（図示では４列）配列して栽培ベット槽群６２としている。１つの栽培ベット槽群６２に１個の子タンク７３が付随して設置されている。

図４の栽培装置では、グアノシンは好ましくは子タンク７３に添加される。

図４のように、栽培ベット槽群６２毎に子タンク７３を設けることで、子タンク７３で栽培する養液を比較的に少量で管理することができる。収穫が終了すると、１つの栽培ベット槽群６２に使用していた養液は廃棄され、新しい養液で栽培を開始することが好ましい。

これにより、前期作の栽培によって養液内に流出した、根からの分泌物（有機酸など）や、根の表皮細胞の脱落などの影響を受けることがなく、次期で栽培される野菜も、安定して栽培が可能となる。

従来の方法では、共通のタンクにより各々の栽培ベット槽に養液を供給して栽培しているため、使用している養液は、新しい養液を都度、つけ足ししながら養液を使いまわすことになり、根からの分泌物や、根の表皮細胞が蓄積され、栽培が繰り返されるにつれて自家中毒と呼ばれる生育阻害を発生させてしまう。

また、従来法の場合でも養液をすべて新しくすることはできるが、タンクと各々の栽培ベット槽のすべてを同時に養液を入れ替える作業となるため、大量の養液を同時に廃棄することが必要となり、さらにこの作業中は、すべての野菜栽培ができないことになる。
結果、この間は、野菜が出荷できず、定期的な野菜の出荷ができないという問題がある。

図４では、１つの栽培ベット槽群６２で使用した養液を、配管７６を介して当該栽培ベット槽群６２の各栽培ベット槽５３に養液を供給した子タンク７３に戻して、養液を循環させる。子タンク７３内には、ボールタップ９１等によって親タンク８６から養液が追加供給され、子タンク７３内の養液は一定に保たれる。

図４では、一部の栽培ベット槽群６２では栽培を続行している間に、他の栽培ベット槽群６２では清掃（収穫が終了した後の清掃）を行うなど、各栽培ベット槽群６２ごとに、別々に工程を進めることができる。

また、１つの栽培ベット槽群６２で病原菌が発生した場合にも、他の栽培ベット槽群６２への病原菌の感染を抑制することができる。即ち、親タンク８６まで養液を戻さないので、養液を循環させる閉鎖回路（栽培ベット槽群６２）内だけで汚染が止まる。

各子タンク７３へは、給水用配管９２及び三方弁８９を介して水が導入可能である。各栽培ベット槽群６２で栽培している葉菜類の栽培後期において、養液の供給から水の供給へ切り替えることにより、子タンク７３と栽培ベット槽５３を循環する養液の肥料濃度を低下させることができる。その結果、栽培後期において、植物体内の硝酸量を、徐々に削減させることが可能となり、硝酸量を減少させた状態で葉菜類の収穫を行うことができる。

植物体内の硝酸は、人体に取り込まれるとアミド態の窒素と結合して、ニトロソアミンを生成する。栽培後期に養液の肥料濃度を低くすることにより、植物体内の硝酸濃度を低減することができる。また、使用していた養液中の窒素、リン酸、カリも栽培後期において低濃度とすることにより、収穫が終了した後、養液の廃棄においても、環境への負荷を大幅に軽減することができる。

［基本条件］
基本条件として、勾配を１／８０に配置した図１〜３に示す栽培ベット槽に、２７０の植え穴を穿設した定植パネル板を有し、前記栽培ベット槽の底面の上面側に親水性シートを配置し、前記栽培ベット槽の底面に養液（養液濃度：ＥＣ３．０ｄＳ／ｍ、養液温度：２０℃）を毎分１０リットルの流量で供給し、ホウレンソウの栽培を行った。

ホウレンソウの苗を上記栽培ベット槽に定植し、定植後１１日間を養液で栽培した。

＜比較例１＞
前記基本条件でホウレンソウを栽培し、収穫したホウレンソウの葉酸の含有量を微生物定量法で測定した。なお、葉酸の含有量の値は、同条件から栽培したホウレンソウ群から１０株抜き取り、葉酸の含有量を測定したものをｎ＝１とし、ｎ＝３の平均値とした。結果を表１に示す。

なお、表１の測定結果は、比較例１の基本条件の栽培により収穫したホウレンソウの葉酸の含有量を１００％とし、後述の実施例１によって栽培されたホウレンソウの葉酸の含有量を比較例１の含有量に対する比率で示したものである。

＜実施例１＞
ホウレンソウの苗を定植した初日、定植から３日目、７日目、１０日目の合計４回、養液１００質量部に対して、グアノシンを０．０３質量部添加したこと以外は、比較例１と同様の栽培方法でホウレンソウを栽培し、栽培された定植後１１日目のホウレンソウの葉酸の含有量を測定した。得られた結果を表１に示す。

表１の通り、グアノシンを添加した実施例１のホウレンソウは、グアノシンを添加しない比較例１のホウレンソウと比較し、葉酸の含有量が約３０％増加した。この結果、グアノシンを添加することにより、栽培する植物の葉酸含有量を増加させる効果があることが実証された。

５３ 栽培ベット槽
６１ 栽培ベット槽列
６２ 栽培ベット槽群
７３ 子タンク
８６ 親タンク
９０ 流量計
９１ ボールタップ

Claims (3)

1. 養液を供給して葉菜類を栽培する方法であって、
   前記養液は、グアノシンが添加されたものであり、
   前記グアノシンを、養液１００質量部に対して０．０１〜３質量部添加することを特徴とする植物の葉酸含有量を増加させる植物栽培方法。
2. 勾配をもたせた栽培ベット槽の上に、多数の植え穴を穿設した定植パネル板を配置し、
   前記栽培ベット槽の底面の上面側に親水性シートを配置し、該栽培ベット槽の底面の上面側に前記養液を供給して葉菜類を栽培する請求項１に記載の植物栽培方法。
3. 前記葉菜類は、アブラナ科、ヒガンバナ科、セリ科、シソ科、ヒユ科、キク科又はアカザ科、であることを特徴とする請求項１または２に記載の植物栽培方法。

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