JPWO2007029775A1 - 低照度栽培方法及び植物生長促進剤 - Google Patents
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Abstract
Description
中でも、光合成を行う植物にとっては、光(日照条件)は特に重要な環境因子であり、日照不足などにより十分な光が得られないと植物は弱光ストレスを受ける。例えば、観葉植物や鉢植えの花木は、インテリアとして屋内等に持ち込まれる機会が多いので、日照不足による弱光ストレスを受け易い。
そこで、こうした植物の弱光ストレスを低減するための方法の一つとして、5-アミノレブリン酸及びその塩(以下、5−ALAと称する)を与えて植物を栽培する方法が提案されている(特許文献1参照)。
しかしながら、低照度条件下において植物が受けるストレスは、弱光ストレスのみに限られない場合も多い。例えば、冬の間、新鮮な空気に触れることなく、室内にこもりっきりだった観葉植物や鉢植えの花木等の場合、鉢内の土が蒸れて、雑菌やカビ(有害微生物)が繁殖し易くなり、そうした有害微生物が媒体となり、植物が様々な病気(例えば、立ち枯れ病など)にかかってしまう虞がある。そのため、土にカビ等が生えてしまった場合には、植物を鉢から取り出して、新しい土で植え込むといった植え直しが必要となり、非常に手間が掛かる。
通常は、植物を低照度条件下で栽培すると、弱光ストレスを受けて光合成による炭酸ガス固定能が低下するので、エネルギー源(糖類)の合成が妨げられ、その結果、生育に必要なエネルギー(ATP)を生成することができず植物の生育が阻害される。
しかしながら、TCA回路(ATPを生成し得る代謝経路(呼吸)の一部)を構成する有機酸群に属するクエン酸、リンゴ酸及びコハク酸のうち少なくともいずれか一つ(以下、TCA有機酸類と記す)を含む植物生長促進剤を植物に与えることによって、植物がTCA有機酸類を吸収し、糖類の替わりにTCA有機酸類をエネルギー源として使用してATPを生成することができるので、本来のエネルギー源である糖類が植物体内で不足していても、その生育が維持・促進され得る。
さらに、TCA有機酸類はいずれも高い酸性緩衝能を有し、土壌にTCA有機酸類を加えて酸性条件下にすることによって、雑菌やカビ(有害微生物)の繁殖を抑え、土壌を静菌状態にすることもできる。その結果、有害微生物を媒体にした様々な病気の発生が防止されるので、植物の生育がさらに維持・促進され、植え直し等の作業の必要も無くなる。
尚、このとき植物の耐酸性が問題となるが、上述のTCA有機酸類は、植物の耐酸性を増強し得るので問題は生じ難い。
おそらく、TCA有機酸類が根の根細胞に吸収されて、上述のように根細胞内でもATPの生成が促進され、根細胞の細胞膜に存在するATPプロトンポンプ(プロトン−ATPアーゼ)が、その生成されたATPを使用して、酸性条件下で根細胞から受動吸収される水素イオンを細胞外にくみだし(能動輸送)、細胞内を常に中性pHに維持しようとする活性が高くなるためであると考えられる。
尚、TCA有機酸類は酸味料、調味料、安定剤、強化剤などの食品添加物としても一般に市販・使用されており、安価で且つ容易に入手することができる。
前記TCA有機酸類と共に与えられた糖類は、植物により吸収されて、エネルギー源として解糖系を経て代謝されるので、より一層、植物の生育が維持・促進され得ると共に、植物の耐酸性をより高めることが可能である。
糖類が、ブドウ糖、果糖、トレハロース、ショ糖からなる群から少なくとも1つ選択されるので、これらの糖類は、一般に市販されており、安価で且つ容易に入手することができる。
〔作用及び効果〕
本発明の植物生長促進剤を植物に与えるだけで、請求項1〜3のいずれか1項に記載される作用及び効果を有する低照度栽培方法を容易に実施することができる。
本発明を適用可能な植物は、例えば、ポトス、パキラ、ゴムの木、ドラセナ、シェフレラ、ディジゴセカ、チャメドリア、コルディリネ、ステノカーパス、観音竹、シルクジャスミン、オーガスタ、シナモン、月桂樹、ベンジャミン等の観葉植物、ハイビスカスやアサガオ等の園芸植物、あるいは、各種の穀物、茶、野菜、果物といった農作物等が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。
本発明は、通常の照度条件下(栽培する植物の生育阻害が発生しない光条件)においてだけでなく、低照度条件下(栽培する植物について生育阻害が発生し得るような光条件)においても実施することが可能である。詳細には、低照度とは、50lux〜500luxの明るさをいう。
本発明における植物生長促進剤とは、少なくとも以下に記載される有機酸を含み、低照度条件下においても、植物の弱光ストレスを低減することが可能であり、尚且つ土の中の有害微生物(雑菌やカビなど)の繁殖を抑制し得る薬剤を意味する。
本発明における植物生長促進剤は、後述する各種の有機酸をそれぞれ単独で使用する場合(例えば、クエン酸そのものを植物生長促進剤とする場合)に限らず、当該有機酸の他に、必要に応じて、後述する各種糖類等をさらに含む混合物として使用する場合(例えば、クエン酸の他にショ糖等をさらに含む混合物を植物生長促進剤とする場合)も含まれる。
尚、本発明における植物生長促進剤は、例えば、後述の有機酸や糖類が所定の濃度となるように、その適量を、蒸留水や適当な無機塩類を含む溶液等に溶かして調製することが可能である。その際、適当な試薬(アルカリ又は酸)を添加してそのpHを調整するようにしても良い。
本発明に適用可能な有機酸は、解糖系、TCA回路、又はグリオキシル酸回路といった植物の代謝経路を構成し得、尚且つ植物が吸収可能な有機酸であり、好ましくは、TCA回路又はグリオキシル酸回路を構成する有機酸群に属するクエン酸、リンゴ酸、コハク酸であるが、低照度条件下においても、植物の生育を維持・促進し得る有機酸であれば、特にこれらに限定されるものではない。
尚、これらの有機酸は、単独でか、または任意に組み合わせて使用することも可能である。特にこれらの酸を単独で使用する場合は、0.05mM〜10mMの濃度範囲とするのが好ましい。
本発明に適用可能な糖類としては、例えば、ブドウ糖、果糖、トレハロース、ショ糖等が挙げられるが、植物が吸収可能であり、尚且つ低照度条件下においても、植物の生育を維持・促進し得る糖類であれば、これらに限定されるものではない。尚、これらの糖類は、単独でか、または任意に組み合わせて使用することも可能である。
特に、これらの糖を単独で使用する場合は、1.5〜3%の濃度範囲とするのが好ましい。
本発明を適用可能な土の種類としては、例えば、赤玉土、鹿沼土、黒土、赤土、粘質土、腐葉土、ピートモス、パーライト、バーミキュライト、クンタン、レカトン(ハイドロボール等が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。
また、土壌のpHは、土壌中の雑菌やカビ等(有害微生物)を殺菌又はそれらの増殖を抑制し得るpHに上記植物生長促進剤を用いて調整する。そのpH範囲は、好ましくは、pH2.7〜pH6.5である。
生育温度については、本発明を適用する植物が生育可能で且つ生育阻害を受けない適度な温度であるならば、特に限定されるものではない。
また、水やりは、本発明を適用する植物が生育可能で且つ生育阻害(水不足による乾燥や、水を与え過ぎることによる根腐れなど)を受けないように適宜行う。
本発明の低照度栽培方法を実施するには、上記植物生長促進剤に含まれる有機酸や糖類等の有効成分が、植物に吸収され得るような栽培方法であるならば、その栽培方法は任意である。例えば、上記植物生長促進剤を葉や茎に与える茎葉処理による栽培や、上記植物生長促進剤を植物が生育する土壌に与える土壌処理による栽培等が可能である。また、水耕栽培として根から吸収させることも可能である。
また、本発明の植物の栽培方法を実施する際には、上記植物生長促進剤の他に、必要に応じて公知の各種農薬、肥料(有機肥料又は無機肥料)、植物活性剤などをさらにその土壌や水耕液等に添加して実施するようにしても良い。
1.本発明の低照度栽培方法を実施する際、予め、少なくとも上記有機酸を含み、必要に応じて上記糖類、無機塩類、公知の各種農薬、肥料(有機肥料又は無機肥料)、植物活性剤等をさらに含むような植物生長促進剤を調製し、それを適宜植物に与えるようにしても良い。
(実施例1)低照度栽培実験
植物としてアサガオ(Pharbitis nil var.Violet)芽生え(発芽後7日目)を用いた。実験はインキュベーター内(低温23℃)で、一日のうち、明期(200ルックス)14時間、暗期10時間のサイクルで行った。アサガオ種子(京都・丸種(株)で購入)を黒プラスチック鉢(市販品の105号:直径105cm、高さ90cm)に蒔種した。培地は、バーミキュライトを用いた(鉢中のバーミキュライトの湿重量350g)。
試験液は1回250mLを4日に一度一つの鉢に与えた。試験データとして、1鉢中にアサガオ芽生え(苗)10固体を生育させたものを用いた。試験開始後に、芽生えが倒伏した個数を開始後日数毎に計測した。倒伏基準として、苗の下胚軸(子葉の下の葉軸)が倒れて子葉が培地に接触したとき、または子葉全体が枯死したときとし、倒伏した苗はそのつど除去した。尚、効果については、倒伏日数の平均値で評価した。平均値は、以下のようにして算出した。例えば、9日目に3固体、10日目に4固体、11日目に3固体がそれぞれ倒伏した場合であれば、平均値=(9×3+10×4+11×3)/10=10.0である。
それぞれ異なる有機酸を含む8種類の試験液(250mL)を以下のようにして調製した。
8種類の有機酸(アミノレブリン酸、クエン酸、リンゴ酸、コハク酸、酒石酸、酢酸、シュウ酸、乳酸)を用意し、上記各種有機酸をそれぞれ、液体肥料(ビガーライフV)の500倍希釈液(ビガーライフVを蒸留水で500倍に希釈した液)に溶かした後、水酸化カリウムでpHを5.0に調整した。尚、各試験液における有機酸の濃度は全て5mMとした。
また、ビガーライフVの500倍希釈液を対照試験液とした。
上記8種類の試験液及び対照試験液を用いて、上述の低照度栽培実験を実施した。結果を以下の表1に示す。尚、表1の上段には、各試験液に含まれる有機酸が記載されている(対照試験液には有機酸は含まれていない)。また、表1の下段には、測定されたアサガオ苗の倒伏日数の平均値(日数)が記載されており、その平均値が高いほど、より長期にわたってアサガオが生育したことを示す(即ち、高い平均値を示す試験液ほど、本低照度栽培に有効であることを示す)。
尚、結果は示さないが、各有機酸において0.05〜10mMの濃度範囲であれば、上述した結果と同様の結果が得られた。
それぞれ異なる糖類を含む6種類の試験液(250mL)を以下のようにして調製した。
6種類の糖類(ショ糖、ブドウ糖、果糖、トレハロース、パラチノース、キシロース)を用意し、上記各種糖類をそれぞれ、液体肥料(ビガーライフV:)の500倍希釈液(ビガーライフVを蒸留水で500倍に希釈した液)に溶かした。尚、各試験液における糖類の濃度は全て3%とした。
また、ビガーライフVの500倍希釈液を対照試験液とした。
適量のクエン酸及びショ糖を、液体肥料(ビガーライフV:)の500倍希釈液(ビガーライフVを蒸留水で500倍に希釈した液)に溶かした後、水酸化カリウムでpH5.0に調整した。尚、本試験液におけるクエン酸の濃度を5mMとし、ショ糖の濃度を3%とした。
尚、表2の上段には、各試験液に含まれる糖類が記載されている(対照試験液には糖類は含まれていない)。また、表2の下段には、測定されたアサガオ苗の倒伏日数の平均値(日数)が記載されており、その平均値が高いほど、より長期にわたってアサガオが生育したことを示す(即ち、高い平均値を示す試験液ほど、本低照度栽培に有効であることを示す)。
また、クエン酸とショ糖の両方を含む試験液は、それぞれを単独で含む試験液よりもさらに高い値(日数)を示しており、低照度栽培下の植物に特定の有機酸と糖類とを組み合わせて与えることによって、それらを単独で与えた場合よりも植物の生育がより一層促されることが判明した。
低照度栽培において従来から使用されているアミノレブリン酸、並びに上記実施例1において最も高い効果を示したクエン酸及びショ糖を用い、さらに、植物として観葉植物のベンジャミン(Ficus benzyamina)を用いて低照度栽培を実施した。
通常栽培:市販のベンジャミン4号鉢を4つ用意し、週に一度(月曜日)上記4試薬(試薬1〜3、及び対照試薬)50mLをそれぞれ施用し、水やりは、水50mLを週に2回(水曜日と金曜日)実施した。尚、光条件は、温室内遮光200lux以下で実施した。
噴霧栽培:市販のベンジャミン4号鉢を2つ用意し、無機溶液50mLを各鉢に与えた後、上記2試薬(試薬1及び試薬2)を、それぞれベンジャミン1株当り10mLの割合で、ベンジャミンにスプレー噴霧した。尚、他の条件(水やり及び光条件)は、上記通常栽培と同様とした。
市販されている5種の観葉植物(チャメドレア、シェフレラ、ディジゴセカ、シナモン、観音竹、シルクジャスミン)の10号鉢を、1種類の観葉植物につき、対照区用と試験区用の2つの鉢を用意し、500lux以下の室内で低照度栽培を行った。
施用する試薬としては、適量のクエン酸及びショ糖を水道水に溶かして濃度をそれぞれ、5mMクエン酸及び3%ショ糖とした後、水酸化カリウムでpH5.0に調整したものを使用した。
試薬の施用効果(本低照度栽培において植物の生育を維持・促進し得る効果)については、上記実施例2と同様に所定期間経過後、各鉢毎に葉の枚数を計測し、葉の残存率(%)を算出して評価した。
市販されているポトス4号鉢を2つ(対照区用及び試験区用)用意し、200luxの室内で低照度栽培を行った。
施用する試薬としては、適量のクエン酸及びショ糖を水道水に溶かして濃度をそれぞれ、2.5mMクエン酸及び1.5%ショ糖とした後、水酸化カリウムでpH5.0に調整したものを使用した。
対照区は水道水を1週間に1回、1鉢当り100mL施用し、試験区は上記試薬を1週間に1回、1鉢当り100mL施用した。
その結果、10ヵ月後の葉残存率が対照区で10%に対し試験区では85%であり施用効果が認められた。
市販されている月桂樹10号鉢を2つ(対照区用及び試験区用)用意し、200luxの室内で低照度栽培を行った。
施用する試薬としては、適量のクエン酸及びショ糖を水道水に溶かして濃度をそれぞれ、5mMクエン酸及び3%ショ糖とした後、水酸化カリウムでpH5.0に調整したものを使用した。
試薬の施用効果(本低照度栽培において植物の生育を維持・促進し得る効果)については、上記実施例2と同様に所定期間経過後、各鉢毎に葉の枚数を計測し、葉の残存率(%)を算出して評価した。
その結果、10ヵ月後の葉残存率が対照区で20%に対し試験区では50%であり施用効果が認められた。
市販されているハイビスカス5号鉢を2つ(対照区用及び試験区用)用意し、200luxの室内で低照度栽培を行った。
施用する試薬としては、適量のクエン酸及びショ糖を水道水に溶かして濃度をそれぞれ、5mMクエン酸及び3%ショ糖とした後、水酸化カリウムでpH5.0に調整したものを使用した。
試薬の施用効果(本低照度栽培において植物の生育を維持・促進し得る効果)については、上記実施例2と同様に所定期間経過後、各鉢毎に葉の枚数を計測し、葉の残存率(%)を算出して評価した。
その結果、2ヵ月後の葉残存率が対照区で20%に対し試験区では85%であり施用効果が認められた。
Claims (4)
- 植物に植物生長促進剤を与えて、低照度条件下において植物を栽培する低照度栽培方法であって、
前記植物生長促進剤が、クエン酸、リンゴ酸、コハク酸からなる群から少なくとも1つ選択されるものを含む低照度栽培方法。 - 前記植物生長促進剤にさらに糖類を含有させてある請求項1に記載の低照度栽培方法。
- 前記糖類が、ブドウ糖、果糖、トレハロース、ショ糖からなる群から少なくとも1つ選択される請求項2に記載の低照度栽培方法。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載される低照度栽培方法において使用可能な植物生長促進剤。
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