植物育成装置及び植物育成方法
【課題】栽培対象となる植物の様々な部位に効果的にストレスを与えて植物中の抗酸化性物質の含有量を増加させる。
【解決手段】植物育成装置１は、植物２に対してストレスを与えて植物２中の抗酸化性物質の含有量を増加させるための物質を含む微粒子液(ラジカル、過酸化水素水が含まれる荷電微粒子液)３を発生させて放出する機能を有する。
【解決手段】植物育成装置１は、植物２に対してストレスを与えて植物２中の抗酸化性物質の含有量を増加させるための物質を含む微粒子液(ラジカル、過酸化水素水が含まれる荷電微粒子液)３を発生させて放出する機能を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抗酸化性物質の含有量の多い植物を栽培するための植物育成装置及び植物育成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、植物育成に当たって、植物にＵＶ−Ｂを照射をして植物にストレスを与えることで植物中のアスコルビン酸及び／又はポリフェノールを増加させる植物育成方法が特許文献１により知られている。
【０００３】
ところが、植物に対してＵＶ−Ｂを照射する従来例にあっては、照射対象となっている植物の一部の部位にしかＵＶ−Ｂが照射されず、葉の裏側や葉と葉の間、あるいは葉や茎の陰、あるいは障害物の陰に隠れた部位や植物の下部等はＵＶ−Ｂが照射されず、植物中のアスコルビン酸及び／又はポリフェノールを増加させる効果を充分に発揮させ難いという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−０８６２７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記の従来例の問題点に鑑みて発明したものであって、栽培対象となる植物の様々な部位に効果的にストレスを与えて植物中の抗酸化性物質の含有量を増加させることができる植物育成装置及び植物育成方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、以下のような構成になっている。
【０００７】
本発明の植物育成装置１は、植物２に対してストレスを与えて植物２中の抗酸化性物質の含有量を増加させるための物質を含む微粒子液３を発生させて放出する機能を有することを特徴としている。
【０００８】
このような構成とすることで、本発明の植物育成装置１で、植物２に対してストレスを与えて植物２中の抗酸化性物質の含有量を増加させるための物質を含む微粒子液３を発生させることができる。このように植物育成装置１で発生させた微粒子液３を、植物２を栽培している空間に放出することで、微粒子液３が、植物２を栽培している空間を浮遊して、栽培している対象となる植物２の、葉の裏側や葉と葉の間、あるいは葉や茎の陰、あるいは障害物の陰に隠れた部位や植物２の下部に付着して、対象となる植物２の様々な部位においてストレスを与えて、各部位において抗酸化性物質の含有量を増加させることができる。
【０００９】
ここで、粒子水がナノメータサイズであることが好ましい。
【００１０】
このように植物育成装置１で発生させて放出される微粒子液３がナノメータサイズと極めて小さく且つ極めて軽いので、植物２を栽培している空間を遠くまで浮遊すると共に狭い隙間や物の陰になっている所にも浮遊して、対象となる植物２の各部位に微粒子液３を付着させることができる。
【００１１】
また、植物２にストレスを与えて植物中の抗酸化性物質の含有量を増加させるための物質を含む微粒子液３が、ラジカル、過酸化水素が含まれる帯電微粒子液であることが好ましい。
【００１２】
このような構成とすることで、ラジカル、過酸化水素により植物２の様々な部位にストレスを与えて、植物２の様々な部位において抗酸化性物質の含有量を増加させることができる。
【００１３】
また、上記植物２中で増加する抗酸化性物質が、アスコルビン酸及び／又はポリフェノールであることが好ましい。
【００１４】
アスコルビン酸はビタミンＣとよばれ、人の生体内では作り出すことができない成分であって、抗酸化作用に加えてメラニンの抑制やコラーゲン合成の促進作用があり、また、ポリフェノールは、抗酸化作用に加えて、植物細胞の生成、活性化などを助ける働きを持つと共に、人に対してはホルモン促進作用がある。したがって、人に対する抗酸化作用に加えて上記、植物や人に対する様々な有用な作用を併せもっている。
【００１５】
また、微粒子液３の放出モードとして、植物２に対してストレスを与えて植物２中の抗酸化性物質の含有量を増加させる植物育成用微粒子液放出モードと、該植物育成用微粒子液放出モードにおける微粒子液３の放出量よりも多い放出量の殺菌用微粒子液放出モードとを有し、植物育成用微粒子液放出モードと殺菌用微粒子液放出モードとを選択して運転することが好ましい。
【００１６】
このような構成とすることで、本発明の植物育成装置１は、植物２を育成している環境の変化や、植物２の生育状態等に応じて、植物育成用微粒子液放出モードと、殺菌用微粒子液放出モードとを選択して運転することができる。これにより植物２に対してストレスを与えて植物２中の抗酸化性物質の含有量を増加させることと、微粒子液３を多く放出して植物２の生育を阻害する病原菌を殺菌（あるいは繁殖を抑制）することとを選択しでき、状況に応じた効果的な育成ができる。
【００１７】
また、植物２を育成している周囲環境の湿度が所定値よりも低いと植物育成用微粒子液放出モードで運転し、湿度が所定値よりも高いと殺菌用微粒子液放出モードで運転することが好ましい。
【００１８】
植物２の生育を阻害する病原菌は湿度に大きく影響され、植物２の殆どの病害は高湿度で発病するので、周囲環境が低湿度の雰囲気下では植物育成用微粒子液放出モードで運転して植物２に対してストレスを与えて植物２中の抗酸化性物質の含有量を増加させ、周囲環境が高湿度になると殺菌用微粒子液放出モードで運転することにより効果的に殺菌できる。
【００１９】
また、帯電微粒子液中にイオン、オゾンを含むものであることが好ましい。
【００２０】
このように、帯電微粒子液中にイオン、オゾンを含むことで、更に、帯電微粒子液を植物２に放出することにより、少ない放出量の帯電微粒子水で植物２に対して効果的にストレスを与えて、より効果的に植物２中の抗酸化性物質の含有量を増加させることができる。
【００２１】
また、微粒子液の発生が、放電電極４と、放電電極４に水分を供給する液供給手段５とを備え、放電電極４に供給された水分に高電圧を印加することで、微粒子液が発生するものであることが好ましい。
【００２２】
このように放電電極４に供給した水分に高電圧を印加するという簡単な構成で、植物２に対してストレスを与えて植物２中の抗酸化性物質の含有量を増加させるための物質を含む微粒子液３を発生させて放出することができる。
【００２３】
また、絶縁スペーサ６と、絶縁スペーサ６に隣接して又は近傍に配置される電極部７とを具備し、電極部７に高電圧を印加することで、絶縁スペーサ６に沿って形成される微小空間８内でマイクロプラズマ放電を行うマイクロプラズマ発生装置９と、該マイクロプラズマ放電により発生した物質を液体に溶解させて過酸化水素を含んだ液とし、この過酸化水素を含んだ液を液供給手段５により前記放電電極４に供給するものであることが好ましい。
【００２４】
このような構成とすることで、過酸化水素を含んだ液を静電霧化して帯電微粒子液を生成することができ、これにより水を静電霧化した場合より、ラジカル、過酸化水素を含む帯電微粒子を生成するに当たって、ラジカル、過酸化水素がリッチな帯電微粒子液を生成することができる。したがって、このようにラジカル、過酸化水素がリッチな帯電微粒子液は少ない放出量で、植物２に対して効果的にストレスを与え、対象となる植物２が効果的に抗酸化性物質の含有量を増加させることができる。
【００２５】
また、本発明の植物育成方法は、上記の植物育成装置１で発生させた微粒子液３を植物に対して放出することで、植物２に対してストレスを与えて植物２中の抗酸化性物質の含有量を増加させることを特徴とする。
【００２６】
このような方法を採用することで、微粒子液３を、植物２の、葉の裏側や葉と葉の間、あるいは葉や茎の陰、あるいは障害物の陰に隠れた部位や植物２の下部にも確実に付着させて、対象となる植物２の様々な部位においてストレスを与えて、植物２の各部位において抗酸化性物質の含有量を増加させることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、上記のように構成したので、簡単な構成の装置及び方法で、栽培している対象となる植物の各部位に効果的にストレスを与えて植物中の抗酸化性物質の含有量を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の植物育成装置を植物育成場に設けて植物育成をしている状態を示す概略説明図である。
【図２】同上の植物育成装置の一実施形態の概略構成図である。
【図３】同上の植物育成装置の他の実施形態の概略構成図である。
【図４】同上の植物育成装置の更に他の実施形態の概略構成図である。
【図５】同上の植物育成装置の更に他の実施形態の概略構成図である。
【図６】本発明の実施例、比較例の２週目、３週目における芽ネギ中の総アスコルビン酸含有量の測定結果を示すグラフである。
【図７】本発明の実施例、比較例の２週目、３週目における芽ネギ中の総フェノール物質含有量の測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。
【００３０】
本発明の植物育成装置１は、ビニールハウス、植物育成ボックスのような植物育成場１０に設置される。本発明の植物育成装置１は、植物２に対してストレスを与えて植物２中の抗酸化性物質の含有量を増加させるための物質を含む微粒子液３を発生させて放出する機能を有している。
【００３１】
上記植物育成装置１で発生させて放出される植物２に対してストレスを与えるための物質を含む微粒子液３はナノメータサイズのものが好ましい。
【００３２】
ここで、植物育成装置１で発生させて植物２に向けて放出する微粒子液をナノメータサイズとすることで、ミクロンサイズの微粒子液に比べて、極めて小さく且つ極めて軽いので、植物育成装置１から放出されたナノメータサイズの微粒子液が、植物育成場１０内の空間を遠くまで長時間浮遊すると共に狭い隙間や物の陰になっている所にも浮遊することができ、対象となる植物２の各部位に微粒子液３を付着させることができるようにするためである。
【００３３】
また、上記植物２にストレスを与えて植物２中の抗酸化性物質の含有量を増加させるための物質を含む微粒子液３としては、例えば、ラジカル、過酸化水素が含まれる帯電微粒子液を挙げることができる。
【００３４】
植物２にこれらラジカル、過酸化水素が含まれる帯電微粒子液が付着して植物２に対してストレスを与えると、植物２は抗酸化性物質の生産が増進され、抗酸化性物質の含有量の多い植物２を栽培することができる。
【００３５】
上記ラジカル、過酸化水素が含まれる帯電微粒子液によりストレスを与えられた植物２が増産する抗酸化性物質としては、例えば、アスコルビン酸やポリフェノールを挙げることができる。
【００３６】
アスコルビン酸は、ビタミンＣとよばれ、人の生体内では作り出すことができない成分であり、抗酸化作用に加えて、メラニンの抑制やコラーゲン合成の促進などの様々な性質を有しており、新鮮な野菜では、多くは還元型として存在する。
【００３７】
また、ポリフェノールは、人に対して抗酸化作用のほか、ホルモン促進作用などの効力を与える物質し、植物に対しては植物細胞の育成、活性化などを助ける働きを持っている。また、ポリフェノールは種類が多く、特に、カテキンやクロロゲン酸等に代表されるオルトジフェノールは、強い抗酸化能であるラジカル消去能を有している。
【００３８】
したがって、本発明の植物育成装置１を、ビニールハウスのような植物育成場１０に設置し、植物育成装置１で発生させたラジカル、過酸化水素が含まれる帯電微粒子液を生成して放出することで、ラジカル、過酸化水素が含まれる帯電微粒子液が植物２を栽培している植物育成場１０内の空間を浮遊し、栽培している対象となる植物２の、葉の裏側や葉と葉の間、あるいは葉や茎の陰、あるいは障害物の陰に隠れた部位や植物２の下部に付着して、対象となる植物２の様々な部位においてストレスを与えて、植物２の各部位において上記した抗酸化性物質の生産を促進し、植物細胞の育成、活性化を助長しながら抗酸化性物質の含有量の多い植物を栽培することができる。
【００３９】
このようにして栽培した抗酸化性物質の含有量の多い植物は、人が食物として摂取することで、体内にアスコルビン酸やポリフェノール等の抗酸化性物質を多く摂取できることになり、人に対して抗酸化作用の効力があり、更に、メラニンの抑制やコラーゲン合成の促進、ホルモン促進作用等の効力を発揮することができ、人の組成の老化を抑制する効果を高めることができる。
【００４０】
図２には本発明の植物育成装置１の一例の概略構成図が示してある。本実施形態においては植物育成装置１を静電霧化装置１ａで構成した例が示してある。植物育成装置１を構成する静電霧化装置１ａは、放電電極４と、放電電極４に水を供給するための液供給手段５と、放電電極４に供給された水分に高電圧を印加して静電霧化するための高電圧印加手段１１とを備えていて、放電電極４に供給された水分に高電圧を印加して静電霧化することでラジカル、過酸化水素が含まれたナノメータサイズの帯電微粒子液を大量に生成して放出するようになっている。
【００４１】
実施形態では液供給手段５として空気中の水分を冷却することで結露水を生成する例が示してある。空気中の水分を冷却して結露水を生成する例としてペルチェユニット１２の例が示してあり、ペルチェユニット１２の冷却部１３により空気中の水分を冷却して結露水を生成することで放電電極４に水を供給するようになっている。
【００４２】
ペルチェユニット１２は熱伝導性の高いアルミナや窒化アルミニウムからなる絶縁板の片面側に回路を形成してある一対のペルチェ回路板１４を、互いの回路が向き合うように対向させ、多数列設してある熱電素子１５を両ペルチェ回路板１４間で挟持すると共に隣接する熱電素子１５同士を両側の回路で電気的に接続させ、ペルチェ入力リード線１６を介してなされる電源３５からの熱電素子１５への通電により一方のペルチェ回路板１４側から他方のペルチェ回路板１４側に向けて熱が移動するように構成したものである。更に、上記一方の側のペルチェ回路板１４の外側には冷却部１３を接続してあり、また、上記他方の側のペルチェ回路板１４の外側には放熱部１７が接続してある。ペルチェユニット１２の冷却部１３には放電電極４の後端部が接続してある。
【００４３】
放電電極４は絶縁材料からなる筒体１８で囲まれており、筒体１８の周壁には筒体１８内外を連通する開口が設けてある。また、筒体１８の先端開口部にリング状をした対向電極１９が配設され、放電電極４の軸心の延長線上にリング状の対向電極１９のリングの中心が位置するように放電電極４と対向電極１９とが対向している。また、高電圧印加手段１１による高電圧の印加、ペルチェユニット１２への通電等は制御部２２により制御するようになっている。なお、本発明においては対向電極１９を設けないものであってもよい。
【００４４】
上記植物育成装置１は、ペルチェユニット１２に通電することで、冷却部１３が冷却され、冷却部１３が冷却されることで放電電極４が冷却され、空気中の水分を結露して放電電極４に水（結露水）を供給するようになっている。
【００４５】
このように放電電極４に水が供給された状態で放電電極４と対向電極１９との間に高電圧を印加すると、放電電極４と対向電極１９との間にかけられた高電圧により放電電極４の先端部に供給された水と対向電極１９との間にクーロン力が働いて、水の液面が局所的に錐状に盛り上がり（テーラーコーン）が形成される。このようにテーラーコーンが形成されると、該テーラーコーンの先端に電荷が集中してこの部分における電界強度が大きくなって、これによりこの部分に生じるクーロン力が大きくなり、更にテーラーコーンを成長させる。このようにテーラーコーンが成長し該テーラーコーンの先端に電荷が集中して電荷の密度が高密度となると、テーラーコーンの先端部分の水が大きなエネルギー（高密度となった電荷の反発力）を受け、表面張力を超えて分裂・飛散（レイリー分裂）を繰り返してラジカル、過酸化水素、イオン、オゾンを含むナノメータサイズの帯電微粒子液が大量に生成させて放出口２０（図２では筒体１８の先端開口部を放出口としている例を示している）から植物育成場１０内の空間に放出される。この場合、図１のように植物育成装置１にファン３７を設けることで、ファン３７の送風に乗って帯電微粒子水を植物育成場１０内の空間の遠くまでより効果的に飛翔させることができる。
【００４６】
上記のようにして発生・放出するラジカル、過酸化水素を含む帯電微粒子液はナノメータサイズと極めて小さく且つ極めて軽いものであるから、植物２を栽培している空間を遠くまで浮遊すると共に葉と葉の間などの狭い隙間や物の陰になっている所にも浮遊して、対象となる植物２の様々な部位に微粒子液３を付着させ、植物２の様々な部位において植物２にストレスを与えて抗酸化性物質の生産を促進し、植物細胞の育成、活性化を助長しながら抗酸化性物質の含有量の多い植物を栽培することができる。また、本実施形態では、静電霧化により生成したナノメータサイズの帯電微粒子液にはラジカル、過酸化水素に加え、イオン、オゾンを含んでいるので、植物２に対してより効果的にストレスを与えて植物２中の抗酸化性物質の含有量を増加させるための物質を含む微粒子液３を発生させて放出する機能を有している。
【００４７】
ここで、本発明の植物育成装置１は、微粒子液３の放出モードとして、植物２に対してストレスを与えて植物２中の抗酸化性物質の含有量を増加させる植物育成用微粒子液放出モードと、該植物育成用微粒子液放出モードにおける微粒子液３の放出量よりも多い放出量の殺菌用微粒子液放出モードとを有しており、植物育成用微粒子液放出モードと殺菌用微粒子液放出モードとを選択して運転するようになっている。
【００４８】
植物育成装置１における微粒子液３の放出量の調整は、例えば以下のようにして行う。
【００４９】
周波数制御をして静電霧化の際に単位時間当たりの帯電微粒子水の発生量を調整することにより行うことができる。殺菌用微粒子液放出モードにおいては単位時間当たりの帯電微粒子水の発生量が多く、植物育成用微粒子液放出モードにおいては単位時間当たりの帯電微粒子水の発生量を少なくする。
【００５０】
また、他の例としては、印加する電圧又は電流を調整することで、静電霧化により発生する帯電微粒子液の発生量を調整することで植物育成装置１で発生させて放出する帯電微粒子液の放出量を調整することができる。
【００５１】
これにより、植物育成装置１で発生した帯電微粒子液を植物育成場１０内に放出した場合、植物育成場１０内で栽培している植物に対し、例えば、一定時間における植物（例えば葉）の単位面積当たりに付着する帯電微粒子液の量、つまり、ラジカル、過酸化水素の量を、植物育成用微粒子液放出モードの場合よりも殺菌用微粒子液放出モードの場合が多くなるようにできる。
【００５２】
上記植物育成用微粒子液放出モードの場合における帯電微粒子液の発生・放出量は、対象とする植物に対して抗酸化性物質の生産を促進するのに最も適したストレスを与えることができる量とし、殺菌用微粒子液放出モードの場合における帯電微粒子液の発生・放出量は、対象とする植物に発生する病原菌を殺菌するのに最も適した量に設定する。
【００５３】
通常の植物２の栽培中は、植物育成装置１を植物育成用微粒子液放出モードで運転するのであるが、育成中の植物２に病原菌が発生したり、あるいは植物育成場１０内の環境が病原菌の発生の可能性が高い状態になると、植物育成装置１を殺菌用微粒子液放出モードで運転して、植物育成用微粒子液放出モードの運転中よりも微粒子液３の放出量を多くして、病原菌を効果的に殺菌する。
【００５４】
植物育成用微粒子液放出モードを長時間続けると、植物に対して単位面積当たりに付着するラジカル、過酸化水素の量が多くなりすぎて、かえって植物に対してダメージを与えることになるので、植物育成用微粒子液放出モードの運転開始から一定時間経過すると植物育成用微粒子液放出モードを停止したり、あるいは、植物育成用微粒子液放出モードの運転と運転停止とを一定時間毎に交互に繰り返すようにしたり、あるいは、植物育成場１０内の環境が病原菌を発生し難い環境になると植物育成用微粒子液放出モードの運転を停止するようにしたりする。
【００５５】
ここで、植物２の生育を阻害する病原菌は湿度に大きく影響され、植物２の殆どの病害は高湿度で発病するので、周囲環境が低湿度の雰囲気下では植物育成用微粒子液放出モードで運転して植物２に対してストレスを与えて植物２中の抗酸化性物質の含有量を増加させ、周囲環境が高湿度になると殺菌用微粒子液放出モードで運転するようにしてもよい。
【００５６】
上記、植物育成用微粒子液放出モード、殺菌用微粒子液放出モードのいずれで運転するのかの選択は、図３に示すような手動選択手段２３により植物育成用微粒子液放出モード、殺菌用微粒子液放出モードのいずれかを選択して目的とするモードで植物育成装置１を運転するようにしてもよく、あるいは、図４のように制御部２２に自動選択手段２５を設けて両モードのいずれかを自動的に選択するようにしてもよい。自動選択手段２５により両モードのいずれかを選択する場合、例えば、植物育成装置１をオンにして運転を開始した場合、最初は植物育成用微粒子液放出モードで運転し、植物育成場１０内の環境が病原菌を発生しやすい環境になると殺菌用微粒子液放出モードの運転となるように自動選択手段２５により制御する。
【００５７】
この場合、殺菌用微粒子液放出モードの運転となるためのトリガーとしては、例えば、植物育成場１０内の湿度を検出する湿度センサ２７を設け、湿度センサ２７で検出する湿度が所定値よりも低いと植物育成用微粒子放出モードで運転し、湿度が所定値よりも高くなると、殺菌用微粒子液放出モードの運転を行う。
【００５８】
例えば、炭素病は湿度６０％状態になると発病し易いので、例えば、植物育成用微粒子液放出モードの運転中に、植物育成場１０内の湿度が６０％以上になると殺菌用微粒子液放出モードで運転し、湿度が６０％以下になるか、又は、殺菌用微粒子液放出モードの運転を停止し、植物育成用微粒子液放出モードの運転に切り替えるか、又は植物育成装置１の運転を停止する。
【００５９】
また、他の例としては、植物に対して所定時間毎に自動潅水装置により水を与える場合、潅水の開始、あるいは潅水の終了をトリガーとして殺菌用微粒子液放出モードの運転を行うようにしてもよい。
【００６０】
次に、本発明の植物育成装置１の他の実施形態を図５に基づいて説明する。本実施形態における植物育成装置１は、マイクロプラズマ発生装置９と、静電霧化装置１ａとで構成してある。
【００６１】
マイクロプラズマ発生装置９は、絶縁スペーサ６の両側に電極部７を隣接して又は近傍に配置し、絶縁スペーサ６と電極部７には共に、その厚み方向に貫通する０．１〜数ｍｍ程度の径の貫通孔が形成してあり、また、両電極部７間に高電圧を印加するための高電圧印加部３０を設けて構成してあり、両電極部７間に高電圧を印加することで、微小空間８である上記貫通孔内でマイクロプラズマ放電によりヒドロキシラジカル、スーパオキサイド等のラジカル、硝酸イオン、窒素酸化物等の成分を含むマイクロプラズマが高密度で発生するようになっている。
【００６２】
図５において、３１はペルチェユニットを用いた冷却装置でペルチェユニットの冷却部側に設けた冷却板３２を冷却することで空気中の水分を結露させ、冷却板３２に結露した水を流路３３に流すようになっている。
【００６３】
該流路３３には上記マイクロプラズマ発生装置９で発生したマイクロプラズマが放出され、マイクロプラズマが水に溶解する。該マイクロプラズマが溶解した水中には過酸化水素が存在する（つまり、上記のようにマイクロプラズマにはヒドロキシラジカル、スーパオキサイド等のラジカルが含まれており、これらヒドロキシラジカル、スーパーオキサイドから過酸化水素が生成される）。
【００６４】
過酸化水素を含む液が液溜め部３４に溜められ、該液溜め部３４の過酸化水素を含む液を毛細管などの液供給手段５により前記放電電極４に供給し、高電圧印加手段１１により高電圧を印加することで放電電極４に供給された過酸化水素を含む液を静電霧化して、ラジカル、過酸化水素を含むナノメータサイズの帯電微粒子液を大量に生成し、ファン３７から送られる風に乗って外部に放出される。
【００６５】
このように本実施形態においても、発生する帯電微粒子液にラジカル、過酸化水素を含んでいるのであるが、前述のように本実施形態においては過酸化水素を含む液を静電霧化するので、前述の水を静電霧化した実施形態の場合に比べて、帯電微粒子中においてラジカル、過酸化水素がリッチな状態となる。したがって、本実施形態の植物育成装置１において発生させた帯電微粒子液は、前述の水を静電霧化して発生させた帯電微粒子液に比べ、植物２に対して単位面積当たりに付着する帯電微粒子液の量を少なくてしても、植物に対して単位面積当たりに付着するラジカル、過酸化水素の量をほぼ同じ、つまり対象とする植物２に対して抗酸化性物質の生産を促進するのに最も適したストレスを与えることができる量とすることが可能となる。
【００６６】
したがって、例えば、高さが高く、広い植物育成場１０において、背の高い植物２を栽培しているような場合、天井から帯電微粒子液を放出して広い範囲に浮遊させて植物２に付着させる際は植物２の単位面積当たり付着する帯電微粒子液の量を少なくなるが、このような場合でも植物に対して単位面積当たりに付着する過酸化水素の量をほぼ同じにできる。
【００６７】
次に、本発明の実施例と比較例につき説明する。
【００６８】
［実施例］
水耕栽培で生育させた芽ネギを播種後２７日から３週間、内容量が５０リットルで外気導入用の送風ファンを設けた人工気象器（宇部興産株式会社製）内に入れて栽培した。
【００６９】
人工気象器内の環境は、２５℃、湿度５０％を保った。また、１２時間周期で人工照明の点灯と、消灯を繰り返した。人工照明は、照度８３６４ｌｘ、光合成有効光量子束密度１１８．４μｍｏｌｍ−２ｓ−１とした。
【００７０】
また、人工気象器の側部の上部に設けた外気導入用の送風ファンに隣接して図２示す植物育成装置１を配設し、植物育成装置１を２４時間毎日連続運転をしてラジカル、過酸化水素が含まれる帯電微粒子液を発生させて放出し、送風に乗せて芽ネギを栽培している人工気象器内に飛翔させた。
【００７１】
２週目、３週目における芽ネギ中の総アスコルビン酸含有量をヒドラジン法により測定した。また、２週目、３週目における芽ネギ中の総フェノール物質含有量をフォーリン・チオカルト法で測定した。
【００７２】
［比較例］
植物育成装置１を設けない以外は実施例と同じ条件で芽ネギの栽培を行った。
【００７３】
２週目、３週目における芽ネギ中の総アスコルビン酸含有量をヒドラジン法により測定した。また、２週目、３週目における芽ネギ中の総フェノール物質含有量をフォーリン・チオカルト法で測定した。
【００７４】
上記実施例、比較例の２週目、３週目における芽ネギ中の総アスコルビン酸含有量の測定結果を図６に示し、２週目、３週目における芽ネギ中の総フェノール物質含有量を図７に示している。
【００７５】
図６、図７から明らかなように、２週目、３週目のいずれも実施例のものが、比較例のものよりも芽ネギ中のアスコルビン酸含有量、総フェノール物質含有量よりも多い。これにより、本発明の植物育成装置１を用いて微粒子液を発生させて、植物２に対して放出することで植物中の抗酸化性物質の含有量が増加することが判明する。
【符号の説明】
【００７６】
１ 植物育成装置
２ 植物
３ 微粒子液
４ 放電電極
５ 液供給手段
６ 絶縁スペーサ
７ 電極部
８ 微小空間
９ マイクロプラズマ発生装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抗酸化性物質の含有量の多い植物を栽培するための植物育成装置及び植物育成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、植物育成に当たって、植物にＵＶ−Ｂを照射をして植物にストレスを与えることで植物中のアスコルビン酸及び／又はポリフェノールを増加させる植物育成方法が特許文献１により知られている。
【０００３】
ところが、植物に対してＵＶ−Ｂを照射する従来例にあっては、照射対象となっている植物の一部の部位にしかＵＶ−Ｂが照射されず、葉の裏側や葉と葉の間、あるいは葉や茎の陰、あるいは障害物の陰に隠れた部位や植物の下部等はＵＶ−Ｂが照射されず、植物中のアスコルビン酸及び／又はポリフェノールを増加させる効果を充分に発揮させ難いという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−０８６２７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記の従来例の問題点に鑑みて発明したものであって、栽培対象となる植物の様々な部位に効果的にストレスを与えて植物中の抗酸化性物質の含有量を増加させることができる植物育成装置及び植物育成方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、以下のような構成になっている。
【０００７】
本発明の植物育成装置１は、植物２に対してストレスを与えて植物２中の抗酸化性物質の含有量を増加させるための物質を含む微粒子液３を発生させて放出する機能を有することを特徴としている。
【０００８】
このような構成とすることで、本発明の植物育成装置１で、植物２に対してストレスを与えて植物２中の抗酸化性物質の含有量を増加させるための物質を含む微粒子液３を発生させることができる。このように植物育成装置１で発生させた微粒子液３を、植物２を栽培している空間に放出することで、微粒子液３が、植物２を栽培している空間を浮遊して、栽培している対象となる植物２の、葉の裏側や葉と葉の間、あるいは葉や茎の陰、あるいは障害物の陰に隠れた部位や植物２の下部に付着して、対象となる植物２の様々な部位においてストレスを与えて、各部位において抗酸化性物質の含有量を増加させることができる。
【０００９】
ここで、粒子水がナノメータサイズであることが好ましい。
【００１０】
このように植物育成装置１で発生させて放出される微粒子液３がナノメータサイズと極めて小さく且つ極めて軽いので、植物２を栽培している空間を遠くまで浮遊すると共に狭い隙間や物の陰になっている所にも浮遊して、対象となる植物２の各部位に微粒子液３を付着させることができる。
【００１１】
また、植物２にストレスを与えて植物中の抗酸化性物質の含有量を増加させるための物質を含む微粒子液３が、ラジカル、過酸化水素が含まれる帯電微粒子液であることが好ましい。
【００１２】
このような構成とすることで、ラジカル、過酸化水素により植物２の様々な部位にストレスを与えて、植物２の様々な部位において抗酸化性物質の含有量を増加させることができる。
【００１３】
また、上記植物２中で増加する抗酸化性物質が、アスコルビン酸及び／又はポリフェノールであることが好ましい。
【００１４】
アスコルビン酸はビタミンＣとよばれ、人の生体内では作り出すことができない成分であって、抗酸化作用に加えてメラニンの抑制やコラーゲン合成の促進作用があり、また、ポリフェノールは、抗酸化作用に加えて、植物細胞の生成、活性化などを助ける働きを持つと共に、人に対してはホルモン促進作用がある。したがって、人に対する抗酸化作用に加えて上記、植物や人に対する様々な有用な作用を併せもっている。
【００１５】
また、微粒子液３の放出モードとして、植物２に対してストレスを与えて植物２中の抗酸化性物質の含有量を増加させる植物育成用微粒子液放出モードと、該植物育成用微粒子液放出モードにおける微粒子液３の放出量よりも多い放出量の殺菌用微粒子液放出モードとを有し、植物育成用微粒子液放出モードと殺菌用微粒子液放出モードとを選択して運転することが好ましい。
【００１６】
このような構成とすることで、本発明の植物育成装置１は、植物２を育成している環境の変化や、植物２の生育状態等に応じて、植物育成用微粒子液放出モードと、殺菌用微粒子液放出モードとを選択して運転することができる。これにより植物２に対してストレスを与えて植物２中の抗酸化性物質の含有量を増加させることと、微粒子液３を多く放出して植物２の生育を阻害する病原菌を殺菌（あるいは繁殖を抑制）することとを選択しでき、状況に応じた効果的な育成ができる。
【００１７】
また、植物２を育成している周囲環境の湿度が所定値よりも低いと植物育成用微粒子液放出モードで運転し、湿度が所定値よりも高いと殺菌用微粒子液放出モードで運転することが好ましい。
【００１８】
植物２の生育を阻害する病原菌は湿度に大きく影響され、植物２の殆どの病害は高湿度で発病するので、周囲環境が低湿度の雰囲気下では植物育成用微粒子液放出モードで運転して植物２に対してストレスを与えて植物２中の抗酸化性物質の含有量を増加させ、周囲環境が高湿度になると殺菌用微粒子液放出モードで運転することにより効果的に殺菌できる。
【００１９】
また、帯電微粒子液中にイオン、オゾンを含むものであることが好ましい。
【００２０】
このように、帯電微粒子液中にイオン、オゾンを含むことで、更に、帯電微粒子液を植物２に放出することにより、少ない放出量の帯電微粒子水で植物２に対して効果的にストレスを与えて、より効果的に植物２中の抗酸化性物質の含有量を増加させることができる。
【００２１】
また、微粒子液の発生が、放電電極４と、放電電極４に水分を供給する液供給手段５とを備え、放電電極４に供給された水分に高電圧を印加することで、微粒子液が発生するものであることが好ましい。
【００２２】
このように放電電極４に供給した水分に高電圧を印加するという簡単な構成で、植物２に対してストレスを与えて植物２中の抗酸化性物質の含有量を増加させるための物質を含む微粒子液３を発生させて放出することができる。
【００２３】
また、絶縁スペーサ６と、絶縁スペーサ６に隣接して又は近傍に配置される電極部７とを具備し、電極部７に高電圧を印加することで、絶縁スペーサ６に沿って形成される微小空間８内でマイクロプラズマ放電を行うマイクロプラズマ発生装置９と、該マイクロプラズマ放電により発生した物質を液体に溶解させて過酸化水素を含んだ液とし、この過酸化水素を含んだ液を液供給手段５により前記放電電極４に供給するものであることが好ましい。
【００２４】
このような構成とすることで、過酸化水素を含んだ液を静電霧化して帯電微粒子液を生成することができ、これにより水を静電霧化した場合より、ラジカル、過酸化水素を含む帯電微粒子を生成するに当たって、ラジカル、過酸化水素がリッチな帯電微粒子液を生成することができる。したがって、このようにラジカル、過酸化水素がリッチな帯電微粒子液は少ない放出量で、植物２に対して効果的にストレスを与え、対象となる植物２が効果的に抗酸化性物質の含有量を増加させることができる。
【００２５】
また、本発明の植物育成方法は、上記の植物育成装置１で発生させた微粒子液３を植物に対して放出することで、植物２に対してストレスを与えて植物２中の抗酸化性物質の含有量を増加させることを特徴とする。
【００２６】
このような方法を採用することで、微粒子液３を、植物２の、葉の裏側や葉と葉の間、あるいは葉や茎の陰、あるいは障害物の陰に隠れた部位や植物２の下部にも確実に付着させて、対象となる植物２の様々な部位においてストレスを与えて、植物２の各部位において抗酸化性物質の含有量を増加させることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、上記のように構成したので、簡単な構成の装置及び方法で、栽培している対象となる植物の各部位に効果的にストレスを与えて植物中の抗酸化性物質の含有量を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の植物育成装置を植物育成場に設けて植物育成をしている状態を示す概略説明図である。
【図２】同上の植物育成装置の一実施形態の概略構成図である。
【図３】同上の植物育成装置の他の実施形態の概略構成図である。
【図４】同上の植物育成装置の更に他の実施形態の概略構成図である。
【図５】同上の植物育成装置の更に他の実施形態の概略構成図である。
【図６】本発明の実施例、比較例の２週目、３週目における芽ネギ中の総アスコルビン酸含有量の測定結果を示すグラフである。
【図７】本発明の実施例、比較例の２週目、３週目における芽ネギ中の総フェノール物質含有量の測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。
【００３０】
本発明の植物育成装置１は、ビニールハウス、植物育成ボックスのような植物育成場１０に設置される。本発明の植物育成装置１は、植物２に対してストレスを与えて植物２中の抗酸化性物質の含有量を増加させるための物質を含む微粒子液３を発生させて放出する機能を有している。
【００３１】
上記植物育成装置１で発生させて放出される植物２に対してストレスを与えるための物質を含む微粒子液３はナノメータサイズのものが好ましい。
【００３２】
ここで、植物育成装置１で発生させて植物２に向けて放出する微粒子液をナノメータサイズとすることで、ミクロンサイズの微粒子液に比べて、極めて小さく且つ極めて軽いので、植物育成装置１から放出されたナノメータサイズの微粒子液が、植物育成場１０内の空間を遠くまで長時間浮遊すると共に狭い隙間や物の陰になっている所にも浮遊することができ、対象となる植物２の各部位に微粒子液３を付着させることができるようにするためである。
【００３３】
また、上記植物２にストレスを与えて植物２中の抗酸化性物質の含有量を増加させるための物質を含む微粒子液３としては、例えば、ラジカル、過酸化水素が含まれる帯電微粒子液を挙げることができる。
【００３４】
植物２にこれらラジカル、過酸化水素が含まれる帯電微粒子液が付着して植物２に対してストレスを与えると、植物２は抗酸化性物質の生産が増進され、抗酸化性物質の含有量の多い植物２を栽培することができる。
【００３５】
上記ラジカル、過酸化水素が含まれる帯電微粒子液によりストレスを与えられた植物２が増産する抗酸化性物質としては、例えば、アスコルビン酸やポリフェノールを挙げることができる。
【００３６】
アスコルビン酸は、ビタミンＣとよばれ、人の生体内では作り出すことができない成分であり、抗酸化作用に加えて、メラニンの抑制やコラーゲン合成の促進などの様々な性質を有しており、新鮮な野菜では、多くは還元型として存在する。
【００３７】
また、ポリフェノールは、人に対して抗酸化作用のほか、ホルモン促進作用などの効力を与える物質し、植物に対しては植物細胞の育成、活性化などを助ける働きを持っている。また、ポリフェノールは種類が多く、特に、カテキンやクロロゲン酸等に代表されるオルトジフェノールは、強い抗酸化能であるラジカル消去能を有している。
【００３８】
したがって、本発明の植物育成装置１を、ビニールハウスのような植物育成場１０に設置し、植物育成装置１で発生させたラジカル、過酸化水素が含まれる帯電微粒子液を生成して放出することで、ラジカル、過酸化水素が含まれる帯電微粒子液が植物２を栽培している植物育成場１０内の空間を浮遊し、栽培している対象となる植物２の、葉の裏側や葉と葉の間、あるいは葉や茎の陰、あるいは障害物の陰に隠れた部位や植物２の下部に付着して、対象となる植物２の様々な部位においてストレスを与えて、植物２の各部位において上記した抗酸化性物質の生産を促進し、植物細胞の育成、活性化を助長しながら抗酸化性物質の含有量の多い植物を栽培することができる。
【００３９】
このようにして栽培した抗酸化性物質の含有量の多い植物は、人が食物として摂取することで、体内にアスコルビン酸やポリフェノール等の抗酸化性物質を多く摂取できることになり、人に対して抗酸化作用の効力があり、更に、メラニンの抑制やコラーゲン合成の促進、ホルモン促進作用等の効力を発揮することができ、人の組成の老化を抑制する効果を高めることができる。
【００４０】
図２には本発明の植物育成装置１の一例の概略構成図が示してある。本実施形態においては植物育成装置１を静電霧化装置１ａで構成した例が示してある。植物育成装置１を構成する静電霧化装置１ａは、放電電極４と、放電電極４に水を供給するための液供給手段５と、放電電極４に供給された水分に高電圧を印加して静電霧化するための高電圧印加手段１１とを備えていて、放電電極４に供給された水分に高電圧を印加して静電霧化することでラジカル、過酸化水素が含まれたナノメータサイズの帯電微粒子液を大量に生成して放出するようになっている。
【００４１】
実施形態では液供給手段５として空気中の水分を冷却することで結露水を生成する例が示してある。空気中の水分を冷却して結露水を生成する例としてペルチェユニット１２の例が示してあり、ペルチェユニット１２の冷却部１３により空気中の水分を冷却して結露水を生成することで放電電極４に水を供給するようになっている。
【００４２】
ペルチェユニット１２は熱伝導性の高いアルミナや窒化アルミニウムからなる絶縁板の片面側に回路を形成してある一対のペルチェ回路板１４を、互いの回路が向き合うように対向させ、多数列設してある熱電素子１５を両ペルチェ回路板１４間で挟持すると共に隣接する熱電素子１５同士を両側の回路で電気的に接続させ、ペルチェ入力リード線１６を介してなされる電源３５からの熱電素子１５への通電により一方のペルチェ回路板１４側から他方のペルチェ回路板１４側に向けて熱が移動するように構成したものである。更に、上記一方の側のペルチェ回路板１４の外側には冷却部１３を接続してあり、また、上記他方の側のペルチェ回路板１４の外側には放熱部１７が接続してある。ペルチェユニット１２の冷却部１３には放電電極４の後端部が接続してある。
【００４３】
放電電極４は絶縁材料からなる筒体１８で囲まれており、筒体１８の周壁には筒体１８内外を連通する開口が設けてある。また、筒体１８の先端開口部にリング状をした対向電極１９が配設され、放電電極４の軸心の延長線上にリング状の対向電極１９のリングの中心が位置するように放電電極４と対向電極１９とが対向している。また、高電圧印加手段１１による高電圧の印加、ペルチェユニット１２への通電等は制御部２２により制御するようになっている。なお、本発明においては対向電極１９を設けないものであってもよい。
【００４４】
上記植物育成装置１は、ペルチェユニット１２に通電することで、冷却部１３が冷却され、冷却部１３が冷却されることで放電電極４が冷却され、空気中の水分を結露して放電電極４に水（結露水）を供給するようになっている。
【００４５】
このように放電電極４に水が供給された状態で放電電極４と対向電極１９との間に高電圧を印加すると、放電電極４と対向電極１９との間にかけられた高電圧により放電電極４の先端部に供給された水と対向電極１９との間にクーロン力が働いて、水の液面が局所的に錐状に盛り上がり（テーラーコーン）が形成される。このようにテーラーコーンが形成されると、該テーラーコーンの先端に電荷が集中してこの部分における電界強度が大きくなって、これによりこの部分に生じるクーロン力が大きくなり、更にテーラーコーンを成長させる。このようにテーラーコーンが成長し該テーラーコーンの先端に電荷が集中して電荷の密度が高密度となると、テーラーコーンの先端部分の水が大きなエネルギー（高密度となった電荷の反発力）を受け、表面張力を超えて分裂・飛散（レイリー分裂）を繰り返してラジカル、過酸化水素、イオン、オゾンを含むナノメータサイズの帯電微粒子液が大量に生成させて放出口２０（図２では筒体１８の先端開口部を放出口としている例を示している）から植物育成場１０内の空間に放出される。この場合、図１のように植物育成装置１にファン３７を設けることで、ファン３７の送風に乗って帯電微粒子水を植物育成場１０内の空間の遠くまでより効果的に飛翔させることができる。
【００４６】
上記のようにして発生・放出するラジカル、過酸化水素を含む帯電微粒子液はナノメータサイズと極めて小さく且つ極めて軽いものであるから、植物２を栽培している空間を遠くまで浮遊すると共に葉と葉の間などの狭い隙間や物の陰になっている所にも浮遊して、対象となる植物２の様々な部位に微粒子液３を付着させ、植物２の様々な部位において植物２にストレスを与えて抗酸化性物質の生産を促進し、植物細胞の育成、活性化を助長しながら抗酸化性物質の含有量の多い植物を栽培することができる。また、本実施形態では、静電霧化により生成したナノメータサイズの帯電微粒子液にはラジカル、過酸化水素に加え、イオン、オゾンを含んでいるので、植物２に対してより効果的にストレスを与えて植物２中の抗酸化性物質の含有量を増加させるための物質を含む微粒子液３を発生させて放出する機能を有している。
【００４７】
ここで、本発明の植物育成装置１は、微粒子液３の放出モードとして、植物２に対してストレスを与えて植物２中の抗酸化性物質の含有量を増加させる植物育成用微粒子液放出モードと、該植物育成用微粒子液放出モードにおける微粒子液３の放出量よりも多い放出量の殺菌用微粒子液放出モードとを有しており、植物育成用微粒子液放出モードと殺菌用微粒子液放出モードとを選択して運転するようになっている。
【００４８】
植物育成装置１における微粒子液３の放出量の調整は、例えば以下のようにして行う。
【００４９】
周波数制御をして静電霧化の際に単位時間当たりの帯電微粒子水の発生量を調整することにより行うことができる。殺菌用微粒子液放出モードにおいては単位時間当たりの帯電微粒子水の発生量が多く、植物育成用微粒子液放出モードにおいては単位時間当たりの帯電微粒子水の発生量を少なくする。
【００５０】
また、他の例としては、印加する電圧又は電流を調整することで、静電霧化により発生する帯電微粒子液の発生量を調整することで植物育成装置１で発生させて放出する帯電微粒子液の放出量を調整することができる。
【００５１】
これにより、植物育成装置１で発生した帯電微粒子液を植物育成場１０内に放出した場合、植物育成場１０内で栽培している植物に対し、例えば、一定時間における植物（例えば葉）の単位面積当たりに付着する帯電微粒子液の量、つまり、ラジカル、過酸化水素の量を、植物育成用微粒子液放出モードの場合よりも殺菌用微粒子液放出モードの場合が多くなるようにできる。
【００５２】
上記植物育成用微粒子液放出モードの場合における帯電微粒子液の発生・放出量は、対象とする植物に対して抗酸化性物質の生産を促進するのに最も適したストレスを与えることができる量とし、殺菌用微粒子液放出モードの場合における帯電微粒子液の発生・放出量は、対象とする植物に発生する病原菌を殺菌するのに最も適した量に設定する。
【００５３】
通常の植物２の栽培中は、植物育成装置１を植物育成用微粒子液放出モードで運転するのであるが、育成中の植物２に病原菌が発生したり、あるいは植物育成場１０内の環境が病原菌の発生の可能性が高い状態になると、植物育成装置１を殺菌用微粒子液放出モードで運転して、植物育成用微粒子液放出モードの運転中よりも微粒子液３の放出量を多くして、病原菌を効果的に殺菌する。
【００５４】
植物育成用微粒子液放出モードを長時間続けると、植物に対して単位面積当たりに付着するラジカル、過酸化水素の量が多くなりすぎて、かえって植物に対してダメージを与えることになるので、植物育成用微粒子液放出モードの運転開始から一定時間経過すると植物育成用微粒子液放出モードを停止したり、あるいは、植物育成用微粒子液放出モードの運転と運転停止とを一定時間毎に交互に繰り返すようにしたり、あるいは、植物育成場１０内の環境が病原菌を発生し難い環境になると植物育成用微粒子液放出モードの運転を停止するようにしたりする。
【００５５】
ここで、植物２の生育を阻害する病原菌は湿度に大きく影響され、植物２の殆どの病害は高湿度で発病するので、周囲環境が低湿度の雰囲気下では植物育成用微粒子液放出モードで運転して植物２に対してストレスを与えて植物２中の抗酸化性物質の含有量を増加させ、周囲環境が高湿度になると殺菌用微粒子液放出モードで運転するようにしてもよい。
【００５６】
上記、植物育成用微粒子液放出モード、殺菌用微粒子液放出モードのいずれで運転するのかの選択は、図３に示すような手動選択手段２３により植物育成用微粒子液放出モード、殺菌用微粒子液放出モードのいずれかを選択して目的とするモードで植物育成装置１を運転するようにしてもよく、あるいは、図４のように制御部２２に自動選択手段２５を設けて両モードのいずれかを自動的に選択するようにしてもよい。自動選択手段２５により両モードのいずれかを選択する場合、例えば、植物育成装置１をオンにして運転を開始した場合、最初は植物育成用微粒子液放出モードで運転し、植物育成場１０内の環境が病原菌を発生しやすい環境になると殺菌用微粒子液放出モードの運転となるように自動選択手段２５により制御する。
【００５７】
この場合、殺菌用微粒子液放出モードの運転となるためのトリガーとしては、例えば、植物育成場１０内の湿度を検出する湿度センサ２７を設け、湿度センサ２７で検出する湿度が所定値よりも低いと植物育成用微粒子放出モードで運転し、湿度が所定値よりも高くなると、殺菌用微粒子液放出モードの運転を行う。
【００５８】
例えば、炭素病は湿度６０％状態になると発病し易いので、例えば、植物育成用微粒子液放出モードの運転中に、植物育成場１０内の湿度が６０％以上になると殺菌用微粒子液放出モードで運転し、湿度が６０％以下になるか、又は、殺菌用微粒子液放出モードの運転を停止し、植物育成用微粒子液放出モードの運転に切り替えるか、又は植物育成装置１の運転を停止する。
【００５９】
また、他の例としては、植物に対して所定時間毎に自動潅水装置により水を与える場合、潅水の開始、あるいは潅水の終了をトリガーとして殺菌用微粒子液放出モードの運転を行うようにしてもよい。
【００６０】
次に、本発明の植物育成装置１の他の実施形態を図５に基づいて説明する。本実施形態における植物育成装置１は、マイクロプラズマ発生装置９と、静電霧化装置１ａとで構成してある。
【００６１】
マイクロプラズマ発生装置９は、絶縁スペーサ６の両側に電極部７を隣接して又は近傍に配置し、絶縁スペーサ６と電極部７には共に、その厚み方向に貫通する０．１〜数ｍｍ程度の径の貫通孔が形成してあり、また、両電極部７間に高電圧を印加するための高電圧印加部３０を設けて構成してあり、両電極部７間に高電圧を印加することで、微小空間８である上記貫通孔内でマイクロプラズマ放電によりヒドロキシラジカル、スーパオキサイド等のラジカル、硝酸イオン、窒素酸化物等の成分を含むマイクロプラズマが高密度で発生するようになっている。
【００６２】
図５において、３１はペルチェユニットを用いた冷却装置でペルチェユニットの冷却部側に設けた冷却板３２を冷却することで空気中の水分を結露させ、冷却板３２に結露した水を流路３３に流すようになっている。
【００６３】
該流路３３には上記マイクロプラズマ発生装置９で発生したマイクロプラズマが放出され、マイクロプラズマが水に溶解する。該マイクロプラズマが溶解した水中には過酸化水素が存在する（つまり、上記のようにマイクロプラズマにはヒドロキシラジカル、スーパオキサイド等のラジカルが含まれており、これらヒドロキシラジカル、スーパーオキサイドから過酸化水素が生成される）。
【００６４】
過酸化水素を含む液が液溜め部３４に溜められ、該液溜め部３４の過酸化水素を含む液を毛細管などの液供給手段５により前記放電電極４に供給し、高電圧印加手段１１により高電圧を印加することで放電電極４に供給された過酸化水素を含む液を静電霧化して、ラジカル、過酸化水素を含むナノメータサイズの帯電微粒子液を大量に生成し、ファン３７から送られる風に乗って外部に放出される。
【００６５】
このように本実施形態においても、発生する帯電微粒子液にラジカル、過酸化水素を含んでいるのであるが、前述のように本実施形態においては過酸化水素を含む液を静電霧化するので、前述の水を静電霧化した実施形態の場合に比べて、帯電微粒子中においてラジカル、過酸化水素がリッチな状態となる。したがって、本実施形態の植物育成装置１において発生させた帯電微粒子液は、前述の水を静電霧化して発生させた帯電微粒子液に比べ、植物２に対して単位面積当たりに付着する帯電微粒子液の量を少なくてしても、植物に対して単位面積当たりに付着するラジカル、過酸化水素の量をほぼ同じ、つまり対象とする植物２に対して抗酸化性物質の生産を促進するのに最も適したストレスを与えることができる量とすることが可能となる。
【００６６】
したがって、例えば、高さが高く、広い植物育成場１０において、背の高い植物２を栽培しているような場合、天井から帯電微粒子液を放出して広い範囲に浮遊させて植物２に付着させる際は植物２の単位面積当たり付着する帯電微粒子液の量を少なくなるが、このような場合でも植物に対して単位面積当たりに付着する過酸化水素の量をほぼ同じにできる。
【００６７】
次に、本発明の実施例と比較例につき説明する。
【００６８】
［実施例］
水耕栽培で生育させた芽ネギを播種後２７日から３週間、内容量が５０リットルで外気導入用の送風ファンを設けた人工気象器（宇部興産株式会社製）内に入れて栽培した。
【００６９】
人工気象器内の環境は、２５℃、湿度５０％を保った。また、１２時間周期で人工照明の点灯と、消灯を繰り返した。人工照明は、照度８３６４ｌｘ、光合成有効光量子束密度１１８．４μｍｏｌｍ−２ｓ−１とした。
【００７０】
また、人工気象器の側部の上部に設けた外気導入用の送風ファンに隣接して図２示す植物育成装置１を配設し、植物育成装置１を２４時間毎日連続運転をしてラジカル、過酸化水素が含まれる帯電微粒子液を発生させて放出し、送風に乗せて芽ネギを栽培している人工気象器内に飛翔させた。
【００７１】
２週目、３週目における芽ネギ中の総アスコルビン酸含有量をヒドラジン法により測定した。また、２週目、３週目における芽ネギ中の総フェノール物質含有量をフォーリン・チオカルト法で測定した。
【００７２】
［比較例］
植物育成装置１を設けない以外は実施例と同じ条件で芽ネギの栽培を行った。
【００７３】
２週目、３週目における芽ネギ中の総アスコルビン酸含有量をヒドラジン法により測定した。また、２週目、３週目における芽ネギ中の総フェノール物質含有量をフォーリン・チオカルト法で測定した。
【００７４】
上記実施例、比較例の２週目、３週目における芽ネギ中の総アスコルビン酸含有量の測定結果を図６に示し、２週目、３週目における芽ネギ中の総フェノール物質含有量を図７に示している。
【００７５】
図６、図７から明らかなように、２週目、３週目のいずれも実施例のものが、比較例のものよりも芽ネギ中のアスコルビン酸含有量、総フェノール物質含有量よりも多い。これにより、本発明の植物育成装置１を用いて微粒子液を発生させて、植物２に対して放出することで植物中の抗酸化性物質の含有量が増加することが判明する。
【符号の説明】
【００７６】
１ 植物育成装置
２ 植物
３ 微粒子液
４ 放電電極
５ 液供給手段
６ 絶縁スペーサ
７ 電極部
８ 微小空間
９ マイクロプラズマ発生装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物に対してストレスを与えて植物中の抗酸化性物質の含有量を増加させるための物質を含む微粒子液を発生させて放出する機能を有することを特徴とする植物育成装置。
【請求項２】
粒子水がナノメータサイズであることを特徴とする請求項１記載の植物育成装置。
【請求項３】
植物にストレスを与えて植物中の抗酸化性物質の含有量を増加させるための物質を含む微粒子液が、ラジカル、過酸化水素が含まれる帯電微粒子液であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の植物育成装置。
【請求項４】
上記植物中で増加する抗酸化性物質が、アスコルビン酸及び／又はポリフェノールであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の植物育成装置。
【請求項５】
微粒子液の放出モードとして、植物に対してストレスを与えて植物中の抗酸化性物質の含有量を増加させる植物育成用微粒子液放出モードと、該植物育成用微粒子液放出モードにおける微粒子液の放出量よりも多い放出量の殺菌用微粒子液放出モードとを有し、植物育成用微粒子液放出モードと殺菌用微粒子液放出モードとを選択して運転することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の植物育成装置。
【請求項６】
植物を育成している周囲環境の湿度が所定値よりも低いと植物育成用微粒子液放出モードで運転し、湿度が所定値よりも高いと殺菌用微粒子液放出モードで運転することを特徴とする請求項５記載の植物育成装置。
【請求項７】
帯電微粒子液中にイオン、オゾンを含むことを特徴とする請求項３記載の植物育成装置。
【請求項８】
微粒子液の発生が、放電電極と、放電電極に水分を供給する液供給手段とを備え、放電電極に供給された水分に高電圧を印加することで、微粒子液が発生するものであることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の植物育成装置。
【請求項９】
絶縁スペーサと、絶縁スペーサに隣接して又は近傍に配置される電極部とを具備し、電極部に高電圧を印加することで、絶縁スペーサに沿って形成される微小空間内でマイクロプラズマ放電を行うマイクロプラズマ発生装置と、該マイクロプラズマ放電により発生した物質を液体に溶解させて過酸化水素を含んだ液とし、この過酸化水素を含んだ液を液供給手段により前記放電電極に供給するものであることを特徴とする請求項８記載の植物育成装置。
【請求項１０】
上記請求項１乃至請求項９のいずれかに記載された植物育成装置で発生させた微粒子液を植物に対して放出することで、植物に対してストレスを与えて植物中の抗酸化性物質の含有量を増加させることを特徴とする植物育成方法。
【請求項１】
植物に対してストレスを与えて植物中の抗酸化性物質の含有量を増加させるための物質を含む微粒子液を発生させて放出する機能を有することを特徴とする植物育成装置。
【請求項２】
粒子水がナノメータサイズであることを特徴とする請求項１記載の植物育成装置。
【請求項３】
植物にストレスを与えて植物中の抗酸化性物質の含有量を増加させるための物質を含む微粒子液が、ラジカル、過酸化水素が含まれる帯電微粒子液であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の植物育成装置。
【請求項４】
上記植物中で増加する抗酸化性物質が、アスコルビン酸及び／又はポリフェノールであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の植物育成装置。
【請求項５】
微粒子液の放出モードとして、植物に対してストレスを与えて植物中の抗酸化性物質の含有量を増加させる植物育成用微粒子液放出モードと、該植物育成用微粒子液放出モードにおける微粒子液の放出量よりも多い放出量の殺菌用微粒子液放出モードとを有し、植物育成用微粒子液放出モードと殺菌用微粒子液放出モードとを選択して運転することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の植物育成装置。
【請求項６】
植物を育成している周囲環境の湿度が所定値よりも低いと植物育成用微粒子液放出モードで運転し、湿度が所定値よりも高いと殺菌用微粒子液放出モードで運転することを特徴とする請求項５記載の植物育成装置。
【請求項７】
帯電微粒子液中にイオン、オゾンを含むことを特徴とする請求項３記載の植物育成装置。
【請求項８】
微粒子液の発生が、放電電極と、放電電極に水分を供給する液供給手段とを備え、放電電極に供給された水分に高電圧を印加することで、微粒子液が発生するものであることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の植物育成装置。
【請求項９】
絶縁スペーサと、絶縁スペーサに隣接して又は近傍に配置される電極部とを具備し、電極部に高電圧を印加することで、絶縁スペーサに沿って形成される微小空間内でマイクロプラズマ放電を行うマイクロプラズマ発生装置と、該マイクロプラズマ放電により発生した物質を液体に溶解させて過酸化水素を含んだ液とし、この過酸化水素を含んだ液を液供給手段により前記放電電極に供給するものであることを特徴とする請求項８記載の植物育成装置。
【請求項１０】
上記請求項１乃至請求項９のいずれかに記載された植物育成装置で発生させた微粒子液を植物に対して放出することで、植物に対してストレスを与えて植物中の抗酸化性物質の含有量を増加させることを特徴とする植物育成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−３６２１３（Ｐ２０１１−３６２１３Ａ）
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８８６３２（Ｐ２００９−１８８６３２）
【出願日】平成２１年８月１７日（２００９．８．１７）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月１７日（２００９．８．１７）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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