(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物の種子の発芽を行うための発芽方法であって、
発芽を行う際に、前記種子に対して、地磁気を打ち消すための地磁気と同程度の値の直流磁界と、７Ｈｚの周波数及び６００Ａ／ｍの磁界強度の超低周波数弱磁界とを印加することにより、発芽の抑制を行うようにした発芽方法。
【請求項２】
各種発芽のための発芽用容器と、
前記発芽用容器内に、直流磁界を発生させる第１コイル群と、
前記第１コイル群に直流電圧を供給する直流電源と、
超低周波数弱磁界を発生する第２コイル群と、
前記第２コイル群に超低周波数の交流電圧を供給する周波数発振器と
を備え、
前記第１コイル群及び前記直流電源により発生される前記直流磁界の強度と、前記第２コイル群及び前記周波数発振器により発生される前記超低周波数弱磁界の周波数及び磁界強度とを定めることで、発芽の抑制を行うようにした発芽装置。
【請求項３】
前記第２コイル群は、前記発芽用容器の両側に、略同心軸上に配置され、
前記第１コイル群は、地磁気の鉛直成分を調整するための地磁気鉛直成分調整用コイルと、地磁気の水平成分を調整するための地磁気水平成分調整用コイルとを含み、
前記地磁気鉛直成分調整用コイルは、前記第２コイル群に略対向して配置され、
前記地磁気水平成分調整用コイルは、前記第２コイル群の軸方向と略鉛直方向に配置されたことを特徴とする請求項２に記載の発芽装置。
【請求項４】
前記第１及び／又は第２コイル群は、ヘルムホルツコイルであることを特徴とする請求項２又は３に記載の発芽装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発芽・孵化方法及び装置に係り、特に、直流磁界と超低周波数（ＥＬＦ、Extremely Low Frequency）弱磁界により磁界環境を変化させ、植物及び動物の発芽・孵化に影響を与える発芽・孵化方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、人々の生活は、少なからず、電力を利用した多種多様な電気設備の恩恵を受けている。この電気設備は、例えば、電力を供給されることにより、僅かであるが電磁波を発生している。また、電磁波は、いわゆる場のひずみを発生させるものであり、この場のひずみは、電磁界の変化によって生じる。このため、電力利用の増加した現代社会では、人々は、日常的に低レベルの超低周波磁界への曝露を受けている。
電磁波は、例えば、マイクロ波治療、紫外線殺菌等に利用されている。これらの電磁界を有効に利用した各種電気設備は、今後ますます増加することが予想され、電磁界の生命体への影響について非常に関心が集まっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、極めて強い磁界強度が生命体に影響を及ぼすことは予想されており、例えば、磁気閃光現象（周波数１〜１００Ｈｚの超低周波磁界を、側頭部のコメカミに加えると、視野の周りに青白い光の閃光を感じる現象）は、特に、周波数２０Ｈｚで磁界強度約１０ｍＴ（＝１００Ｇ）の磁界環境下で生じることが知られている。上述の事項を防止するためには、このような生命体に対して影響を与えない適切な磁界環境を提供すればよい。
【０００４】
ここで、本発明に関連する技術について説明する。
本発明者らは、酵母、細菌、カビ等の微生物を利用した各種発酵を行う際、各種の発酵過程において、超低周波数（ＥＬＦ、Extremely Low Frequency）弱磁界を印加することにより、発酵の促進又は抑制を行う方法を既に出願している（特願平１１−１２６３０４）。この方法では、例えば、天然酵母パンを作る過程において、発酵時間の短縮、味及び香りに特徴を持たせ、品質の向上を行ったが、地磁気の影響までは考慮していない。
【０００５】
一般に、生物は、形態形成場としての地球の環境（例えば、地磁気、シューマン共振、磁気あらしなど）の影響を強く受けてきたと考えられている。特に、地磁気に関しては、約２０００年前には、１．５倍の強さであったことや、過去４００万年間で１０回ほど、Ｎ極とＳ極の逆転があったことが明らかになっている。これらの地磁気の状態は、必ず生物への影響としてＤＮＡなどに記録されていると予想される。
【０００６】
そこで、本発明者らは、生命体に対する地磁気の影響をも考慮して、形態形成場としての直流磁界およびＥＬＦ磁界を合成して用いることにより、ＤＮＡなどの中に潜在化している生命の可能性を引き出し、有効利用することを発想した。特に、本発明者らは、生物にとって最も重要な生化学反応のひとつである、発芽や孵化に着目し、植物の種子や動物の卵に対して、ＥＬＦ磁界だけでなく直流磁界も印加することで、種子及び卵の発芽・孵化を促進又は抑制を行う方法を模索した。
【０００７】
本発明は、以上の点に鑑み、植物の栽培等の各種発芽過程や動物の飼育等の孵化過程において、直流磁界とＥＬＦ弱磁界を組み合わせて印加することにより、直流磁界とＥＬＦ弱磁界が種子や卵の酵素に影響を与え、生化学的触媒作用を活性化させ、発芽・孵化を促進させることを目的とする。また、本発明は、特に、植物の味、香、歯ごたえ等の品質向上を行うことを目的とする。
また、本発明は、各種発芽・孵化の促進のみならず、抑制をも行うことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の解決手段によると、
植物の種子の発芽や動物の卵の孵化を行うための発芽・孵化方法であって、
発芽・孵化を行う際に、前記種子及び卵に対して、所定の直流磁界と、所定の周波数及び磁界強度の超低周波数弱磁界とを印加することにより、発芽・孵化の促進又は抑制のいずれかを選択的に行うようにした発芽・孵化方法を提供する。
【０００９】
本発明の第２の解決手段によると、
各種発芽・孵化のための発芽・孵化用容器と、
前記発芽・孵化用容器内に、直流磁界を発生させる第１コイル群と、
前記第１コイル群に直流電圧を供給する直流電源と、
超低周波数弱磁界を発生する第２コイル群と、
前記第２コイル群に超低周波数の交流電圧を供給する周波数発振器と
を備え、
前記第１コイル群及び前記直流電源により発生される前記直流磁界の強度と、前記第２コイル群及び前記周波数発振器により発生される前記超低周波数弱磁界の周波数及び磁界強度とを定めることで、発芽・孵化促進又は抑制のいずれかを選択的に行うようにした発芽・孵化装置を提供する。
【００１０】
本発明の特徴のひとつとしては、発芽・孵化用容器内に、直流磁界を発生させるヘルムホルツコイルと、前記ヘルムホルツコイルに接続した直流電圧を発生する直流電源とを備え、前記ヘルムホルツコイルと前記直流電源により発生される直流磁界の強度を定めることができ、さらに、超低周波数弱磁界を発するヘルムホルツコイルと、前記ヘルムホルツコイルと接続され、超低周波数の交流電圧を発生する周波数発振器とを備え、前記ヘルムホルツコイル及び前記周波数発振器により発生される超低周波数弱磁界の周波数及び磁界強度を定めることにより、発芽・孵化促進又は抑制のいずれかを選択的に行う。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
ここで、生物と磁界環境について簡単に説明すると共に、以下、明細書中に記載される各磁界強度及び周波数等の数値を選択した根拠を示す。
【００１２】
生物に及ぼす磁界影響に関しては、例えば、「生物が磁界の印加を受け、受動的な電気現象だけでなく、積極的な生体電気活動が行われている細胞膜（イオンチャンネル）に変化が起こり、酵素を活性化する」などが主原因として予想されている。一方、本発明者らは、「ＤＮＡの中に特定の周波数と強度に反応するセンサー部が存在する」との仮説を立てている。根拠としては、例えば、イオンチャンネルのモデルでは完全には説明できないような実験結果が論文で明らかにされたこと、また、ミツバチ、イルカ、ハト、走磁性細菌など、生物の中には特定の磁界（特に地磁気）を感じ、地磁気を利用して生きているものがたくさんいること等が挙げられる。
【００１３】
また、本発明者らは、地球上のすべての生き物は形態形成場としての特定の磁界に反応しているはずであり、生命の誕生（３６億年前）から今日までの地球上の環境の重要なものはすべて、ＤＮＡに何らかの形で記録されていると予想している。本発明では、その形態形成場としての磁界環境に着目して、それらを生物に有効利用しようとして創作されたものである。そこで、地磁気とシューマン共振とから、磁界強度が地磁気の０〜１００倍程度である直流磁界と、周波数７Ｈｚ及び磁界強度が地磁気の０〜１００倍程度である超低周波数弱磁界（ＥＬＦ弱磁界）の合成磁界環境を作り出すことに狙いを定めた。
【００１４】
ここで、シューマン共振について説明する。
大気上層部の空間には、太陽からの紫外線によって、気体が電離を起こしている電離層がある。この電離層は、Ｄ、Ｅ、Ｆ等の呼ばれる層状に分かれており、無線周波の電磁波等に対して鏡の様に働き、電波反射体として、各種の作用をしている。特に、最下層のＤ層と大地との間では、超低周波の電磁波が反射し合って、全地球的規模の電波共振現象が起きている。この現象を、シューマン共振という。
【００１５】
また、周波数約７Ｈｚという値は、脳波の波などにも関係しており、生体にとって重要な周波数である（周波数７Ｈｚについては、本実験（２）で詳述）。生き物の中の個々の生命現象は、蛋白質などの一群の分子集団により展開されており、その際に、生化学反応の触媒作用を行うのが酵素（蛋白質の一種）である。このため、生命体には、特定の周波数と強度に反応する（いわゆる窓効果）生化学反応があると予想され、例えば、生物にとって最も重要な生化学反応のひとつである植物の種子の発芽、動物の卵の孵化についての本実施の形態における本実験（１）（２）を行うことで、上述の直流磁界とＥＬＦ磁界により得られる磁界環境が、種子及び卵の発芽・孵化の促進又は抑制に効果があることを以下に示す。
【００１６】
図１は、本発明関する発芽・孵化装置１００の概略構成図である。なお、ここでは、発芽・孵化装置１００の縦断面図を示し、同じく、図２は、本発明に関する発芽・孵化装置１００の平面図である。
発芽・孵化装置１００は、例えば、木枠１０、コイル１１、コイル１２、コイル１３及び発芽・孵化用シャーレ（発芽・孵化用容器）１４を備える。木枠１０は、発芽・孵化装置１００の外壁に相当するものであって、発芽・孵化用容器１４に置かれた生命体であるセリ科のミツバ（関東ミツバ、学名：Cryptotaenia japonica Hassk）の種子が後述する磁界環境以外の条件（例えば、天候等）によって、発芽の促進又は抑制が行われることを防ぐものである。なお、木枠１０の寸法は、ここでは、図示のように、一辺３８０ｍｍの立方体であるが、適宜の値であってもよい。
【００１７】
コイル１１は、例えば、ヘルムホルツコイル（巻数：Ｎで、半径Ｒの円環コイルを二つ、中心軸を一致させ、半径Ｒと同じ距離だけ離して平行に対面させたもの）であって、ここでは、ＥＬＦ弱磁界印加用ヘルムホルツコイルとして、発芽・孵化用容器１４の上下近傍に同心軸上に配置されている。また、コイル１１は、ここでは、直径１２０ｍｍであるため、互いに６０ｍｍ離れて対向しており、発芽・孵化用容器１４内のミツバの種子から３０ｍｍの距離を経ている。なお、コイル１１の大きさは、適宜の値であってもよい。
【００１８】
また、コイル１１に、電流Ｉを流すことにより、次式のような平等磁界Ｈを得る。
Ｈ＝（ＮＩ／Ｒ）（４／５）３／２
コイル１２は、例えば、ヘルムホルツコイルであって、ここでは、地磁気鉛直成分調整用ヘルムホルツコイルとして、コイル１１及び発芽・孵化用容器１４を介して、対向している。また、コイル１２は、ここでは、直径２４０ｍｍであるため、互いに１２０ｍｍ離れて対向しており、発芽・孵化用容器１４内のミツバの種子から６０ｍｍの距離を経ている。なお、コイル１２の大きさは、適宜の値であってもよい。
【００１９】
コイル１３は、例えば、ヘルムホルツコイルであって、ここでは、地磁気水平成分調整用ヘルムホルツコイルとして、コイル１２の軸心方向と略直交した方向に沿って、対向している。また、コイル１３は、ここでは、直径３２０ｍｍであるため、互いに１６０ｍｍ離れて対向している。なお、コイル１２の大きさは、適宜の値であってもよい。
【００２０】
発芽・孵化用容器１４は、図示のように、例えば、木枠１０内に配置され、コイル１１から印加される所定の周波数及び磁界強度のＥＬＦ弱磁界と、コイル１２及びコイル１３から印加される直流磁界とを組み合わせることで得られる磁界環境下に置かれる。なお、発芽・孵化装置１００と発芽・孵化用容器１４は、適宜の大きさや適宜の数等であってもよい。
【００２１】
図３は、発芽・孵化装置１００の磁界発生用回路についての説明図である。
コイル１１は、例えば、ＥＬＦ弱磁界印加用のヘルムホルツコイルであり、周波数発振器３０、増幅器３１及び電流計３２に接続されている。ＥＬＦの周波数としては、０〜５０Ｈｚ程度であり、特に７Ｈｚ付近を用いるが、これに限られるものではない。また、弱磁界の磁界強度としては、例えば、地磁気（全磁力３６．５Ａ／ｍ：水平成分２３．９Ａ／ｍ、鉛直成分３１．９Ａ／ｍ）の約１００倍以内、特に、６００Ａ／ｍ付近を用いるが、これに限られたものではない。
【００２２】
地磁気鉛直成分調整用ヘルムホルツコイルであるコイル１２と、地磁気水平成分調整用ヘルムホルツコイルであるコイル１３とは、互いに直列に接続され、さらに、直流磁界を発生させるための直流電圧を発生する電圧源３３及び電流計３２に接続されている。直流磁界の磁界強度としては、例えば（全磁力３６．５Ａ／ｍ）の約１００倍以内、特に、全磁力３６．５Ａ／ｍ付近を用いて地磁気を打ち消すようにできるが、これに限られたものではない。
【００２３】
また、地磁気を打ち消すためだけならば、ここで、２組のヘルムホルツコイル１２、１３を用いる必要はなく、例えば、１組のヘルムホルツコイルでも十分であるが（例えば、地磁気の方向にヘルムホルツコイルの軸が平行になるようにすればよい。）、本実施の形態で２組のヘルムホルツコイル１２、１３を用いることにより、鉛直方向のみ、水平方向のみ印加するとか、又は、鉛直、水平方向の組み合わせて、直流印加方向をも可変とすることができる。なお、地磁気の向きは、磁気コンパス等で予め正確に測定できるので、コイルを地磁気の向きに配置することは可能である。したがって、鉛直と水平の２組のヘルムホルツコイル１２、１３を用いると、地磁気の打ち消しや、地磁気方向の磁界強度を地磁気の０倍から＋１００倍まで連続で変化させることができる。
【００２４】
ここで、上述の発芽・孵化装置１００の磁界発生用回路により、実験状態を４つのグループ（ここでは、Control及びＡ、Ｂ、Ｃ）に分けた場合について説明する。なお、４つのグループのそれぞれに発芽・孵化用容器１４を配置する。
【００２５】
Controlは、例えば、発芽・孵化用容器１４内の種子に及ぼす磁界影響を地磁気のみとした場合、即ち、直流磁界及びＥＬＦ弱磁界を印加しない場合のものである。グループＡは、地磁気ありで周波数７Ｈｚ、磁界強度６００Ａ／ｍのＥＬＦ弱磁界を印加した場合である。グループＢは、磁界強度３６．５Ａ／ｍの直流磁界を地磁気と逆向に印加して地磁気を打ち消し、さらに、周波数発振器３０からの周波数７Ｈｚ、磁界強度６００Ａ／ｍのＥＬＦ弱磁界をそれぞれ印加した場合である。グループＣは、地磁気を打ち消した場合である。なお、基準対象となるControlの発芽・孵化用容器１４にも、磁界を発生しないダミーコイルを設置し、磁界以外の条件の一定化を行っている。
また、後述の本実験（１）では、これらの４つのグループの発芽・孵化用容器１４内の種子に対して、上述の磁界環境を与えるように、各コイルからほぼ同時に磁界を印加する。
【００２６】
（予備実験について）
図４は、本発明に関する発芽・孵化装置１００の予備実験による特性図である。なお、予備実験とは、設置場所の異なる発芽・孵化装置１００によるばらつきを抑えるために繰り返し行われるものであって、上述の４つのグループに対して磁界を印加しない状態で経過日数（日）と平均発芽率（％）との特性を測定した結果である。
【００２７】
ここでの測定結果は、各グループ（Control、Ａ、Ｂ、Ｃ）の発芽・孵化装置１００を各々所定位置に設置して、磁界を印加しない状態で測定した結果であるので、後述する本実験との違いは、磁界を印加するかしないかである。また、予備実験では、温度が一定となるように、断熱シートなどで実験区全体を囲った。また、この断熱シートの反射により、気温を一定保つだけでなく、照度を２．２±０．５klx→２．２±０．２klxへと安定させた。さらに、種子の選別をしっかり行い、実験によるばらつきを小さくするように予備実験を繰り返した。
【００２８】
発芽・孵化装置１００は、予備実験の結果、図示のようなばらつきの少ない測定値を得ることにより、ばらつきの少ない実験装置としての信頼性を確保した。ここで、この特性は、発芽は発芽率が高いほど進んでおり、一方、発芽率が低いほど抑制されていることを示している。また、この発芽・孵化装置１００では各場所間で同程度に発芽が進んでいる。なお、予備実験では、１つの発芽・孵化用容器１４につき種子の個体数：１００、インキュベーター（一定の温度を保つための装置であって、定温器、恒温器、ふ卵器ともいう）不使用、繰り返し数：２回（２０００．１／１１〜１／２７、２／２〜２／１８：それぞれ１６日間）、測定時刻：１４：００である。
【００２９】
（本実験（１）について）
図５は、本発明に関する発芽・孵化装置１００の本実験（１）による特性図である。なお、この特性は発芽曲線であって、ここでは、経過日数に対するミツバの種子の平均発芽率を示している（周波数７Ｈｚ、繰り返し数：３回、個体数：１００、インキュベーター未使用）。
本実験では、一例として、各グループの発芽・孵化用容器１４内に置かれた生命体であるセリ科のミツバ（関東ミツバ、学名：Cryptotaenia japonica Hassk）の種子に対して、直流磁界とＥＬＦ弱磁界を印加し、ミツバの種子の発芽への影響（直流磁界およびＥＬＦ弱磁界強度と発芽への因果関係）を考察する。
【００３０】
また、実験対象としてミツバの種子を選んだ理由は、発芽日数が１０日前後で実験期間を１６日間必要としており実験に適していること、また、市販されていて簡単に手に入ることなどが挙げられる。さらに、発芽と孵化は、細胞・酵素活動が最も活発な時期という共通性があり、また、今までの研究結果を総合して、ミツバの種子の実験だけで十分に磁界の結果を予測できるからである。なお、実験対象としては、ミツバの種子に限らず、適宜の種子を用いることができ、発芽・孵化装置１００は、各種の発芽・孵化に適用することができる。
【００３１】
ここで、実験の準備段階である種子の選別について説明する。
本実験で使用するミツバの種子は、例えば、紙製の袋に入れ、さらにナイロンの袋に入れて密封し、室温で保管する。この袋から、種子を３ｇ取り出して適度に４等分（０．７〜０．８ｇ）する。なお、実験には１つの発芽・孵化用容器１４につき１００個の種子を用いる。
つぎに、取り出した４等分の種子を、半径４５ｍｍの発芽・孵化用容器１４の中に入れて水で浸し、この時を０として実験を開始する（図示の経過日数のスタートとなる）。この発芽・孵化用容器１４を各磁界条件下に１２時間おき、充分吸水させる（各磁界条件下：上述のControl、Ａ、Ｂ、Ｃに対応）。
【００３２】
また、ここで、各磁界条件下の各コイルについて説明すると、例えば、ＥＬＦ弱磁界印加用のヘルムホルツコイルであるコイル１１は、周波数７．０Ｈｚ及び磁界強度６００Ａ／ｍ（０．７５ｍＴ：実験室内の地磁気の１５．０倍）の交流磁界であるＥＬＦ弱磁界を印加する。また、地磁気鉛直成分調整用ヘルムホルツコイルであるコイル１２は、例えば、鉛直方向に磁界強度３１．９Ａ／ｍ（０．４Ｇ、０．０４ｍＴ）の直流磁界を印加する。また、地磁気水平成分調整用ヘルムホルツコイルであるコイル１３は、例えば、水平方向に磁界強度２３．９Ａ／ｍ（０．３Ｇ、０．０３ｍＴ）の直流磁界を印加する。これらのコイル１１、１２、１３の組合わせにより、Control、グループＡ、Ｂ、Ｃに対応する磁界環境が得られる。なお、例えば、グループＢの磁界環境は、コイル１２、１３からの直流磁界で地磁気を打ち消し、さらに、コイル１１からのＥＬＦ弱磁界を同時に印加することで得られる。
【００３３】
また、別の発芽・孵化用容器１４を用意し、この別の発芽・孵化用容器１４に半径４０ｍｍのろ紙を３枚敷き、５ｍｌの水を含ませて発芽床を作る。最初の発芽・孵化用容器１４で吸水させた後の種子の中から出来るだけ同じ物（大きさ、色、形状）を選別し、別の発芽・孵化用容器１４内に１つの容器当たり１００個ずつ並べ、吸水時と同じ磁界条件下に置く。この時、種子の芽口を同一の南向き（南極）として配置する。置床後、環境条件下（（温度：２０〜２５℃、光：２ｋｌｘ）に置き、適時、水分を補給しながら発芽数を測定する。
【００３４】
測定は、毎日１回、１４時に発芽した数を調査し、発芽個体を除去する。なお、発芽とは、ここでは、幼根長５ｍｍに伸長したものとした。また、発芽の測定は、例えば、実験開始から発芽が完了する１６日目を最終日として実験を終了し、発芽数と未発芽数を集計する。なお、実験は、複数回（例えば、３回）繰り返して行う。
集計したデータより、発芽率および平均発芽日数を、
発芽率＝Σｆ／ｎ
平均発芽日数＝Σ（ｆｘ）／Σｆ
によりそれぞれ求める。但し、ｎは個体数であり、本実験ではｎ＝１００である。また、ｆは、置床後ｘ日目の発芽数である。
【００３５】
（本実験（１）の発芽曲線による考察）
この図５に示す発芽曲線より、地磁気を打ち消した場合（グループＣ）、Controlと比較して、発芽率の低下、平均発芽日数の延長が観察された。すなわち、グループＣは、ミツバの種子の発芽を抑制した。地磁気を打ち消した状態で、さらに、７Ｈｚ、６００Ａ／ｍの交流磁界を印加した場合（グループＢ）、Control及びグループＣと比較して、発芽率の低下が観察された。すなわち、グループＢは、地磁気を打ち消したとき以上に、ミツバの種子の発芽を抑制する。
【００３６】
また、グループＡとグループＢを比較することで、地磁気打ち消しと地磁気ありの直流磁界環境で、ＥＬＦ磁界の影響が異なることが観察される。これにより、直流磁界の向きと強度、ＥＬＦ磁界の周波数およびその強度を様々に組合わせることで、生命体に対して複雑な影響（ここでは、ミツバの種子の発芽の促進と抑制）を与えることが考察される。
【００３７】
（本実験（１）の相関分析による等確率楕円の作成について）
まず、複数の標本（例えば、ここでは、Control、グループＡ、Ｂ、Ｃ）を検定したい場合、いわゆる他群の差の検定を用いる。この検定としては、各種検定法があるが、ここでは、２つの要因（交流磁界であるＥＬＦ弱磁界と、直流磁界との組合わせ）による磁界環境を与えられたミツバの種子の発芽状態が、検定対象であるので、ここでは、二元配置分散分析について説明する。
【００３８】
この二元配置分散分析によれば、検定対象が、交流磁界と直流磁界のように、２つ以上の要因の組み合わせからなる場合、本実験（１）で得られたデータについては、各要因の主効果間の比較のみならず、要因間の交互作用効果と呼ばれる成分の検定もできる。
つぎに、検定の手順としては、図５の発芽曲線を導く過程で得られた数値データに基づいて、発芽率、及び二元表を作成する。
【００３９】
図６（ａ）は、発芽率の実験結果を示す図である。
この実験結果としては、図示のように、Control、グループＡ、Ｂ、Ｃに対して、本実験（１）を３回繰り返した際の発芽率と、その平均発芽率を示している。
図６（ｂ）は、発芽率の二元表を示す図である。
この二元表は、図６（ａ）のControl、グループＡ、Ｂ、Ｃの平均発芽率を、２つの要因に対応させて示している。
【００４０】
まず、補正項（誤差変動）ＣＴ、全体の平方和ＳＳＴ、処理の平方和ＳＳＡＢ、残差の平方和ＳＳＥを、図６（ａ）を用いて、数式１により算出する。
【数１】
0003723454.tif 000002
ここで、Ｙｉｊｋは、ｉ（要因Ａ）、ｊ（要因Ｂ）、ｋ（繰り返し数）における測定値を示す。また、要因Ａの水準数をｐとするとｉ＝１〜ｐ、要因Ｂの水準数をｑとするとｊ＝１〜ｑ、実験の繰り返し数をｎとするとｋ＝１〜ｎである。この例では、要因Ａについては、ｐ＝２でｉ＝１は交流磁界０（Ａ／ｍ）、ｉ＝２は交流磁界６００（Ａ／ｍ）を示す。また、要因Ｂについては、ｑ＝２でｊ＝１は直流磁界０（μＴ）、ｊ＝２は直流磁界５０（μＴ）を示す。実験の繰り返し数ｎについては、ｋ＝１は実験1回目、ｋ＝２は実験２回目、ｋ＝３は実験３回目をそれぞれ示す。
処理の平方和ＳＳＡＢは、要因Ａ、要因Ｂ、要因ＡとＢの交互作用に起因する３つの成分（ＳＳＡ、ＳＳＢ、ＳＳＡ×Ｂ）に分割される。これらの成分は、図６（ｂ）を用いて、数式２により算出される。
【数２】
0003723454.tif 000003
自由度については、全体の自由度ｆＴ、要因Ａの自由度ｆＡ、要因Ｂの自由度ｆＢ、交互作用の自由度ｆＡ×Ｂ、残差の自由度ｆＥは、それぞれ数式３を用いて算出される。
【数３】
0003723454.tif 000004
これらの値に基づいて、図６（ｃ）に示す分散分析表を作成する。なお、ここで、バイオサイエンスでは、α＝０．０５を用いることが一般化している。また、処理の分散を残差の分散で割ってＦ値を求め、これによってＦ検定を行う。
【００４１】
ここで、判定について説明すると、例えば、分散比Ｆが基準値Ｆαより大であれば、有意差有りとし、分散比Ｆが基準値Ｆαより小であれば、有意差無しとする。
つぎに、実際に使用する相関について説明する。なお、説明の便宜上、回帰と相関の違いについても説明する。
【００４２】
（誤差の取り扱いの違いについて）
２変量ｘ、ｙの関係を調べるのに、回帰分析では一方（例えばｘ）を基準にして、他方（ｙ）をそれに関連付ける。そして、この両者の関係の強さは、ｙ方向の誤差の大きさによって判断するが、ｘ方向の誤差については考慮しない。この意味で、ｙの側だけをばらつきある確率変数として取り扱う。
これに対して、相関分析では、ｘ、ｙともにばらつきある確率変数とみなして、その相互関係の強さを調べる。
【００４３】
（信頼域の違いについて）
このような誤差の取り扱いの違いで、回帰分析での信頼域は、ｘを基準にしたｙの信頼区間を指し、全体として回帰直線（曲線）のまわりの帯状領域となる。これに対して、相関分析での信頼域は、ｘ、ｙの分布の中心からの等確率距離を指し、平面状楕円の領域となる。
【００４４】
（計算目的の違いについて）
回帰と相関の違いを、直線関係についてみると、回帰直線は、ｘからｙをどのように直線的に関係づけられるかを示し、相関係数は、ｘとｙの相互関係がどの程度直線的かを示す。このため、回帰分析での「どのように」はｘ、ｙの単位に依存する。一方、相関分析での「どの程度」はｘ、ｙの単位に依存しないため、異なるデータを同じ基準で比較できる。
【００４５】
つぎに、相関係数について説明する。
相関係数ｒ（ピアソンの相関係数）は、２変量ｘ、ｙ間の直線関係の強さをみる指標で、ｎ個の点（ｘｉ、ｙｉ）（ｉ＝１〜ｎ）について数式４を用いて算出される。
【数４】
0003723454.tif 000005
この相関係数ｒの値の範囲（−１〜１）では、絶対値が１に近いほど点が直線的に配列していることを示す。なお、判定には、図示しないｒ表を用いて、例えば、有意水準αのｒ値（ｒα）を調べ、標本のｒと比較し、「相関が有るとは言えない（判定保留）」又は、「ｒは有意に偏っている」を判定する。
（マハラノビス距離と等確率楕円について）
まず、計算の原理と手順について説明する。
変量ｘ、ｙが２変量正規分布に従うとき、分布の中心からの確率距離をマハラノビス汎距離（マハラノビス距離Ｄ２）と呼び、数式５のように定義される。
【数５】
0003723454.tif 000006
ここで、Ｚｘ、Ｚｙを、変量ｘ、ｙを用いた数式６により、標本の平均値、標準偏差で標準化した値で表す。なお、ｒは、ｘ、ｙの相関係数（ピアソンの相関係数）を表す。
【数６】
0003723454.tif 000007
また、Ｄ２の値は、自由度２のＸ２分布に従うことが知られており、一定の確率Ｐに対するＸ２値を求め、それに対するＺｘ、Ｚｙの軌跡を算出することで、後述の等確率楕円を作成することができる（図９参照）。
【００４６】
つぎに、等確率楕円の１２個の通過点について説明する。
図７は、１２点の係数表を示す図である。
各点の座標は、次に示すとおりである。なお、定数Ｘは、自由度２、確率ＰのＸ２の値の平方根を表す。また、楕円をＺｘ、Ｚｙの座標系から通常のｘ、ｙ座標系へ変換する算出方法を示す。
まず、相関係数ｒから各係数ｋｘ、ｋｙを求める。
つぎに、ｋｘ、ｋｙにＸ値をかけて、１２点を標準化座標系で表す。
Ｚｘ＝ｋｘＸ、Ｚｙ＝ｋｙＸ
さらに、ｘ、ｙの平均値、標準偏差ｘ￣、ｙ￣、Ｓｘ、Ｓｙから、次式を用いて、Ｚｘ、Ｚｙをｘ、ｙ座標に変換する。（ただし、「￣」は、便宜上、各文字ｘ、ｙの真上にバーが記載されているものを表す。）
ｘ＝Ｚｘ×Ｓｘ＋ｘ￣、ｙ＝Ｚｙ×Ｓｙ＋ｙ￣
【００４７】
ここで、上述の二元配置分散分析法によって、有意差の検定を行った（成分毎の検定）。この分析によれば、地磁気の影響、交流磁界の影響、地磁気を打ち消した効果と交流磁界の相互の影響を調べることができる。なお、この本実験（１）では、全ての結果で有意差を見出すことはできなかった。この分析では、例えば、分散分析表の分散比（Ｆ値）と基準値Ｆの大小関係に注目すると、基準値を越えた場合に有意差が生じる。ここでは、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）から、発芽率に関して、地磁気無しで、発芽を抑制する傾向が強いことが分かる。
【００４８】
また、同様に、図５の発芽曲線を導く過程で得られた数値データに基づいて、平均発芽日数、及び平均発芽日数の二元表を作成する。
図８（ａ）は、平均発芽日数の実験結果を示す図である。
この実験結果としては、図示のように、Control、グループＡ、Ｂ、Ｃに対して、本実験（１）を３回繰り返した際の発芽日数と、その平均発芽日数を示している。
図８（ｂ）は、平均発芽日数の二元表を示す図である。
この図８（ａ）（ｂ）に基づいて、上述の二元配置分散分析法で示した算出方法によって、図８（ｃ）に示す平均発芽日数分散分析表を作成する。なお、説明の便宜上、重複する算出過程は省略した。
以上、上述の図６（ａ）（ｂ）（ｃ）、図７、図８（ａ）（ｂ）（ｃ）に基づいて、相関分析による等確率楕円が作成される。
【００４９】
（本実験（１）の発芽曲線及び相関分析によって得られる等確率楕円による考察）
図９は、相関分析による等確率楕円を示す図である。
上述の相関分析により得られた等確率楕円によって、発芽率と平均発芽日数の相関を考察する。等確率楕円では、相関係数ｒ（−１＜ｒ＜１）が±１に近いほど相関が強く楕円体になり、０の場合は、相関が無いときで円になる。また、マイナスの場合は負の相関で楕円が左肩上がりとなり、プラスの場合は正の相関で楕円は右肩上がりになる。
地磁気のみ（Control）の場合について説明する。なお、Controlを基本として、グループＡ、Ｂ、Ｃを比較する。
Control楕円は、相関は無く、円に近い。この状態は、発芽率の高低と平均発芽日数の長短には関連が無いことを示している。なお、本実験（３回繰り返す）は、種子の個体差によるばらつきを反映して、この円に近い楕円の範囲内のばらつきを含むことを示す。なお、Controlの相関係数ｒは、０．１２２である。
【００５０】
地磁気ありＨａｃ６００Ａ／ｍの場合（グループＡ）について説明する。
グループＡの楕円は、負の相関を示しており、グループＡのように地磁気ありで６００Ａ／ｍを種子に対して印加すると、発芽率が高くなると平均発芽日数は短くなる。これは、生物学的にも農学的にも、理想的な発芽である。図５に示す発芽曲線については、グループＡの曲線は、Controlの発芽曲線よりも平均では下に位置するが、それぞれControlの発芽曲線の上に位置するときと、下に位置するときがある。
【００５１】
また、グループＡの楕円は、Controlと比較して相関が強くなり（円→楕円）左肩上がりになる。グループＡの楕円では、Controlの楕円には見られなかった、急激に発芽する個所が見られる（後述するエネルギー積の最大点）。また、日発芽数のピーク（８日目）が高いので、平均発芽日数の短縮につながっている。なお、グループＡの相関係数ｒは、−０．９９６であって、発芽率が高いときに平均発芽日数は短くなると共に、発芽率と平均発芽日数が逆比例関係にある。
【００５２】
つまり、グループＡの楕円は、ほとんど負の傾きの極めて細長の楕円形状であって、直流磁界とＥＬＦ磁界の合成磁界がcontrolのようなばらつきのある種子の発芽特性（図５による発芽曲線）を大きく変化させる影響を与えることを示す。また、楕円の長軸方向のばらつきは、種子の個体差によるばらつきを示す。また、この極めて細長い楕円の右下端の位置（エネルギー積の最大点）が種子の発芽にとって一番良い場合（発芽率高、平均発芽日数小）となる。すなわち、グループＡの楕円は、直流磁界の強度と、ＥＬＦ磁界の周波数及び強度を選定することで、種子の発芽を促進することができることを示している。
【００５３】
地磁気無しＨａｃ６００Ａ／ｍの場合（グループＢ）について説明する。
グループＢの楕円は、相関は無く、円に近い。この状態は、発芽率が高くても平均発芽日数の長短には関係が無いことを示す。楕円が長いのは発芽率のばらつきが大きいためである。グループＢは、平均値の曲線によると最も発芽の傾向が悪い。これは、平均値に基づいているため、ばらつきが関係していると思われる。
【００５４】
また、グループＢの楕円は、Controlと比較して横長であって、水平な大きな楕円特性となり、発芽率の低い領域が増える。また、図４に示すグループＢの平均での発芽曲線は、最も下に位置している。これは、実験１回目で最も発芽率が低かったことが大きく影響している（図６（ａ）参照）。なお、グループＢの相関係数ｒは、０．１４５であって、ばらつきが大きく状況によっては、発芽を促進することも抑制することもできると考察されるが、どちらかといえば抑制になる傾向がつよい。
【００５５】
地磁気無しの場合（グループＣ）について説明する。
グループＣは、正の相関を示しており、地磁気無しでは、発芽率が高くなると平均発芽日数も長くなる。また、地磁気無しでの図５に示す発芽曲線は、必ずControlの下に位置している。また、ControlとグループＣの楕円の配置によって、地磁気を打ち消すと、Controlよりも発芽率が減少し、発芽を抑制することが考察される。この考察は、例えば、人体でも地磁気を浴びていないと磁気欠乏症を引き起こす症例等があることからも裏付けられる。すなわち、グループＣの楕円は、傾きが正の楕円特性とであって、発芽特性に大きな影響を与える。
【００５６】
また、グループＣの楕円は、Controlと比較して左にシフトして、右肩上がりに傾いている。なお、グループＣの相関係数ｒは、０．６１９であって、発芽率がControlよりも低く、発芽率が高いときには平均発芽日数が長くなり、Controlよりも発芽が抑制される傾向にある。
上述のグループＡの考察をさらに整理する。
この等確率楕円では、地磁気がある状態で、７Ｈｚ、６００Ａ／ｍの交流磁界を印加した場合（グループＡ）、発芽率が悪いときは平均発芽日数も長くなり、発芽率が高いときには平均発芽日数は短くなった。なお、グループＡでの繰り返し実験の発芽率平均値では、Controlをやや下回っているが（グループＡ：８０．３％、Control：８１．７％）、実験２回目にはControlの発芽率を上回っている（グループＡ：８１％、Control：７７％、図６（ａ）参照）。
【００５７】
また、グループＡは、相関分析による等確率楕円におけるエネルギー積の最大点を持つため、発芽を促進させる効果がある。また、グループＡの楕円は、ほとんど負の傾きの極めて細長の楕円形状となっているため、発芽率と平均発芽日数の相関も強く、発芽の促進及び抑制の制御を容易に行い（各種の種子・卵の発芽・孵化に対して、最適な直流磁界とＥＬＦ磁界を特定する）、例えば、農学的、生物学的、医学的な応用が期待できる。
【００５８】
（エネルギー積について）
本実験では、相関について考察した。なお、ここでの相関とは、発芽率−平均発芽日数の相関のことである。図９で示した等確率楕円からは、発芽の範囲（発芽率、平均発芽日数）を判断することができるが、発芽の範囲のうちどれが最も良いのか判断できない場合がある。このため、後述のエネルギー積を計算し、その計算値を比較することにより、等確率楕円で最も発芽が促進される点（最大値、最小値、中心点）を求める。
【００５９】
まず、エネルギー積を次式のように定義する。
エネルギー積＝（１６−Ｙ）×Ｘ
但し、Ｘ：発芽率、Ｙ：平均発芽日数である。
これは、発芽率０％、実験期間１６日の点から楕円の孤の一点を結ぶ線を、対角線とした長方形の面積に等しい。発芽率が高く平均発芽日数が短いほど面積が広く、面積が広ければエネルギー積が大きくなり発芽が促進され、小さいと発芽が抑制されている判断する。ここで、重要となるのは、「Controlの最大値と、グループＡの最大値でエネルギー積の大きいのはどちらなのか？」である。なお、同じエネルギー積であっても発芽率の高い方を取るか、平均発芽日数の短い方を取るかは、適宜選択できる。
【００６０】
図１０は、各楕円の最大値、最小値、中心点のエネルギー積を示す図である。
ここで、エネルギー積が最大になるのは、図示のように、地磁気有りで６００Ａ／ｍ（グループＡ）を印加したときである。このため、グループＡの磁界環境下では、ミツバの発芽に対して有益な効果が期待できる。一方、エネルギー積が最小になるのは、地磁気無しで６００Ａ／ｍ（グループＢ）を印加したときである。このため、グループＢの磁界環境下では、発芽を抑制させる効果がある。さらに、Controlの磁界環境下では、エネルギー積の平均値において最も良く発芽する可能性が高く、安定した発芽が期待できる。
【００６１】
つぎに、図中のエネルギー積−発芽率の関連により、地磁気無し（グループＣ）だけ発芽率が高くなるにつれて、エネルギー積が下がる。これは、発芽率が低いときは、後半になるにつれ発芽しなくなり、平均発芽日数が短くなるからである。グループＣの利点のひとつとしては、エネルギー積のばらつく範囲が最も小さいことである。
【００６２】
また、地磁気有り６００Ａ／ｍ（グループＡ）は、エネルギー積の最大点を持っている。また、グループＡは、Controlよりも傾きが小さく、発芽率８０〜８５％で比較すると、同じ５％の上昇でもエネルギー積の上昇はグループＡの方が大きい。これは、この範囲で平均発芽日数が短縮しているからである。また、グループＡでは、エネルギー積のばらつく範囲が大きい。
【００６３】
また、地磁気無し６００Ａ／ｍ（グループＢ）は、Controlと傾きが同程度だが範囲が広く、特に、エネルギー積の小さい部分が多くなる。なお、このエネルギー積の小さい部分は、発芽を抑制する傾向が大きい。なお、上述の種子（又は卵）の味、香り、歯ごたえ等の品質向上については、本発明者らによって既に出願された発酵方法及び発酵装置（特願平１１−１２６３０４）の実験において、天然酵母パンを作って既に確かめたこと、また、本実験（１）で栽培したミツバの味や歯ごたえ等を確かめた結果、生化学反応が活発化することで、生成される植物（又は動物）の品質は、多少向上していると判断できる。
【００６４】
（本実験（２）について）
本実験（２）では、ＥＬＦ弱磁界の周波数を７Ｈｚとしたことの重要性を簡単に説明する。
本実験（２）では、インキュベーターを使用し、磁界以外の環境条件（温度２８℃、照度１２klx、１４時間、温度２２℃、照度０ｌｘ、１０時間）を一定として、周波数３．５Ｈｚ、７Ｈｚ、１４Ｈｚ、２１Ｈｚ、５０Ｈｚで磁界強度４００Ａ/ｍ、６００Ａ/ｍの場合のすべての組み合わせの場合について、上述のミツバの種子の発芽実験を行った。
【００６５】
その結果、発芽率は、周波数７Ｈｚをピークとして、その両側で低下し、特に、５０ＨｚではControlと差がなかった。また、平均発芽日数では、周波数７Ｈｚである場合に一番短縮された。なお、周波数１４Ｈｚ及び２１Ｈｚでもそれなりの短縮となった。
本実験（１）（２）では、これらの結果に基づいて、周波数７Ｈｚと磁界強度６００Ａ/ｍに注目した。このように、本実験（１）（２）で、生物の生命活動にとって重要な周波数である７Ｈｚ付近の周波数を用いていることは、極めて重要であり、さらに、従来、磁界の生物効果が無視できるだろうと思われてきた強度（ＥＬＦ弱磁界）に注目したところも重要である。このように、本実施の形態では、形態形成場としての磁界に狙い定め、種子（又は卵）に対して直流磁界とＥＬＦ磁界の合成磁界を用いた磁界環境を与えることで、種子（又は卵）の発芽・孵化の促進又は抑制を行うことができる。
【００６６】
【発明の効果】
本発明によると、以上説明した通り、植物の種子の各種発芽過程、動物の卵の孵化過程において、直流磁界とＥＬＦ弱磁界を印加することにより、ＥＬＦ弱磁界から種子・卵の酵素に影響を与え、生化学的触媒作用を活性化させ、発芽・孵化を促進させることができる。
また、本発明は、各種発芽・孵化の促進のみならず、抑制をも行うことができる。また、本発明は、植物の味、香、歯ごたえ等の品質向上を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関する発芽・孵化装置１００の概略構成図。
【図２】本発明に関する発芽・孵化装置１００の平面図。
【図３】発芽・孵化装置１００の磁界発生用回路についての説明図。
【図４】本発明に関する発芽・孵化装置１００の予備実験による特性図。
【図５】本発明に関する発芽・孵化装置１００の本実験（１）による特性図。
【図６】本実験（１）による発芽率実験結果、発芽率二元表、発芽率分散分析表を示す図。
【図７】１２点の係数表を示す図。
【図８】本実験（１）による平均発芽日数実験結果、平均発芽日数二元表、平均発芽日数分散分析表を示す図。
【図９】相関分析による等確率楕円を示す図。
【図１０】各楕円の最大値、最小値、中心点のエネルギー積を示す図。
【符号の説明】
１０  木枠
１１  ＥＬＦ弱磁界印加用ヘルムホルツコイル
１２  地磁気鉛直成分調整用ヘルムホルツコイル
１３  地磁気水平成分調整用ヘルムホルツコイル
１４  発芽・孵化用容器
３０  周波数発振器
３１  増幅器
３２  電流計
３３  直流電源
１００  発芽・孵化装置
【図１】
0003723454.tif 000008
【図２】
0003723454.tif 000009
【図３】
0003723454.tif 000010
【図４】
0003723454.tif 000011
【図５】
0003723454.tif 000012
【図６】
0003723454.tif 000013
【図７】
0003723454.tif 000014
【図８】
0003723454.tif 000015
【図９】
0003723454.tif 000016
【図１０】
0003723454.tif 000017