(57)【要約】  植物の成長を簡易な方法で促進する。植物（１０）に正イオン及び負イオンを照射する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物の成長を促進する植物栽培方法であって、
上記植物に正イオンおよび負イオンを照射する正負イオン照射工程を含むことを特徴とする植物栽培方法。
【請求項２】
上記植物の側方に当たるように空気の流れを発生させる送風工程を含み、
上記正負イオン照射工程と上記送風工程とは、同時に行われ、
上記正負イオン照射工程において、上記植物に対して上記空気の流れの風上側で、正イオンおよび負イオンを発生させることを特徴とする請求項１に記載の植物栽培方法。
【請求項３】
上記植物の周囲の空間における上記正イオンおよび上記負イオンの濃度は、それぞれ１００万個／ｃｍ３以上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。
【請求項４】
上記植物の新鮮重量、乾燥重量、葉数、葉の長さ、根の長さ、および硝酸イオン含有量の何れかを増加させるか、
あるいは、シュウ酸含有量を減少させることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の植物栽培方法。
【請求項５】
植物の成長を促進する植物栽培装置であって、
上記植物が栽培されている空間に正イオンおよび負イオンを発生させるイオン発生装置を備えることを特徴とする植物栽培装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物の成長を促進する植物栽培方法に関し、特に、植物栽培装置内で栽培される植物の成長を促進する方法に関する。また、本発明は、内部で栽培される植物の成長を促進する植物栽培装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
計画的な農作物生産が望まれる中、天候などの影響を受けにくい施設栽培および植物工場への期待が高まっている。さらに、そのような施設栽培および植物工場において、植物栽培を効率的に行うことが社会的に要望されている。このような要望に応えて、例えば、下記特許文献１〜３のような技術が開発されてきている。【０００３】
特許文献１には、正イオンおよび負イオンを利用して植物栽培環境においてカビおよび菌の繁殖を抑制することが記載されている。【０００４】
特許文献２には、マイナスイオンを照射して、植物の成長を促進することと、マイナスイオンが照射された収穫物の鮮度が、そうでない収穫物より長く保持されることと、が記載されている。【０００５】
特許文献３には、正イオンおよび負イオンを利用して、植物における色素の蓄積を促進することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】日本国公開特許公報「特開２０１３−２２３４５７（２０１３年１０月３１日公開）」
【特許文献２】日本国公開特許公報「特開平１１−２３９４１８（１９９９年９月７日公開）」
【特許文献３】日本国公開特許公報「特開２０１２−１３５２８８（２０１２年７月１９日公開）」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の発明者らは、正イオンおよび負イオンを植物栽培環境において発生させることにより植物の成長が促進されるという現象を実験により見出した。植物栽培を効率的に行うことは社会的な要望であり、上記現象の有効利用が望まれる。【０００８】
本発明の目的は、植物栽培を効率的に行うことができる植物栽培方法および植物栽培装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る植物栽培方法は、植物の成長を促進する植物栽培方法であって、上記植物に正イオンおよび負イオンを照射する正負イオン照射工程を含んでいる。【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る植物栽培装置は、植物の成長を促進する植物栽培装置であって、上記植物が栽培されている空間に正イオンおよび負イオンを発生させるイオン発生装置を備える構成である。
【発明の効果】
【００１１】
簡易な方法で植物の成長を促進することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態１に係る植物栽培装置の概略構成を示す（ａ）正面断面図と（ｂ）上面断面図とある。
【図２】図１に示した植物栽培装置の概略機能を示す機能ブロック図である。
【図３】図１に示した植物栽培装置における空気の流れを示す概略図である。
【図４】本発明の実施形態２に係る植物栽培装置の概略構成を示す上面断面図である。
【図５】（ａ）本発明の一実施例の植物栽培装置で栽培された植物及び（ｂ）比較例の植物栽培装置で栽培された植物を示す写真の写しである。
【図６】（ａ）本発明の一実施例の植物栽培装置で栽培された植物の根及び（ｂ）比較例の植物栽培装置で栽培された植物の根を撮影した写真の写しである。
【図７】本発明の一実施例の植物栽培装置で栽培された植物（Ａ）及び比較例の植物栽培装置で栽培された植物（Ｂ）の各個体の（ａ）最大葉長、（ｂ）葉数、（ｃ）地上部の新鮮重量、（ｄ）地上部の乾燥重量の平均と偏差とを示す柱状グラフである。
【図８】本発明の一実施例の植物栽培装置で栽培された植物（Ａ）及び比較例の植物栽培装置で栽培された植物（Ｂ）の各個体の（ａ）根長、（ｂ）根の新鮮重量、及び（ｃ）根の乾燥重量の平均と偏差とを示す柱状グラフである。
【図９】本発明の一実施例の植物栽培装置で栽培された植物（Ａ）及び比較例の植物栽培装置で栽培された植物（Ｂ）の（ａ）硝酸イオン（ＮＯ３−）および（ｂ）シュウ酸の含有量の平均と偏差とを示す柱状グラフである。
【図１０】本発明の一実施例の植物栽培装置で栽培された植物及び比較例の植物栽培装置で栽培された植物を用いたＲＮＡシークエンスの結果を示す図である。
【図１１】上記ＲＮＡシークエンスの結果得られた、遺伝子発現量の違いを示すＭＡプロットの結果を示す図である。
【図１２Ａ】本発明の一実施例の植物栽培装置で栽培された植物及び比較例の植物栽培装置で栽培された植物のＲＮＡシークエンスで得られたコンティグの発現様式のうち、有意な発現量の増減が見られたコンティグの発現様式、および上記得られたコンティグに対するＢＬＡＳＴプログラムによるアノテーションの結果の一覧を示す図である。
【図１２Ｂ】本発明の一実施例の植物栽培装置で栽培された植物及び比較例の植物栽培装置で栽培された植物のＲＮＡシークエンスで得られたコンティグの発現様式のうち、有意な発現量の増減が見られたコンティグの発現様式、および上記得られたコンティグに対するＢＬＡＳＴプログラムによるアノテーションの結果の一覧を示す図である。
【図１２Ｃ】本発明の一実施例の植物栽培装置で栽培された植物及び比較例の植物栽培装置で栽培された植物のＲＮＡシークエンスで得られたコンティグの発現様式のうち、有意な発現量の増減が見られたコンティグの発現様式、および上記得られたコンティグに対するＢＬＡＳＴプログラムによるアノテーションの結果の一覧を示す図である。
【図１２Ｄ】本発明の一実施例の植物栽培装置で栽培された植物及び比較例の植物栽培装置で栽培された植物のＲＮＡシークエンスで得られたコンティグの発現様式のうち、有意な発現量の増減が見られたコンティグの発現様式、および上記得られたコンティグに対するＢＬＡＳＴプログラムによるアノテーションの結果の一覧を示す図である。
【図１２Ｅ】本発明の一実施例の植物栽培装置で栽培された植物及び比較例の植物栽培装置で栽培された植物のＲＮＡシークエンスで得られたコンティグの発現様式のうち、有意な発現量の増減が見られたコンティグの発現様式、および上記得られたコンティグに対するＢＬＡＳＴプログラムによるアノテーションの結果の一覧を示す図である。
【図１２Ｆ】本発明の一実施例の植物栽培装置で栽培された植物及び比較例の植物栽培装置で栽培された植物のＲＮＡシークエンスで得られたコンティグの発現様式のうち、有意な発現量の増減が見られたコンティグの発現様式、および上記得られたコンティグに対するＢＬＡＳＴプログラムによるアノテーションの結果の一覧を示す図である。
【図１２Ｇ】本発明の一実施例の植物栽培装置で栽培された植物及び比較例の植物栽培装置で栽培された植物のＲＮＡシークエンスで得られたコンティグの発現様式のうち、有意な発現量の増減が見られたコンティグの発現様式、および上記得られたコンティグに対するＢＬＡＳＴプログラムによるアノテーションの結果の一覧を示す図である。
【図１２Ｈ】本発明の一実施例の植物栽培装置で栽培された植物及び比較例の植物栽培装置で栽培された植物のＲＮＡシークエンスで得られたコンティグの発現様式のうち、有意な発現量の増減が見られたコンティグの発現様式、および上記得られたコンティグに対するＢＬＡＳＴプログラムによるアノテーションの結果の一覧を示す図である。
【図１２Ｉ】本発明の一実施例の植物栽培装置で栽培された植物及び比較例の植物栽培装置で栽培された植物のＲＮＡシークエンスで得られたコンティグの発現様式のうち、有意な発現量の増減が見られたコンティグの発現様式、および上記得られたコンティグに対するＢＬＡＳＴプログラムによるアノテーションの結果の一覧を示す図である。
【図１２Ｊ】本発明の一実施例の植物栽培装置で栽培された植物及び比較例の植物栽培装置で栽培された植物のＲＮＡシークエンスで得られたコンティグの発現様式のうち、有意な発現量の増減が見られたコンティグの発現様式、および上記得られたコンティグに対するＢＬＡＳＴプログラムによるアノテーションの結果の一覧を示す図である。
【図１３Ａ】本発明の一実施例の植物栽培装置で栽培された植物及び比較例の植物栽培装置で栽培された植物を用いたＲＮＡシークエンスで同定されたコンティグ対するＢＬＡＳＴプログラムによるアノテーションの結果を元に行った、遺伝子オントロジーエンリッチメント解析の結果を示す図である。
【図１３Ｂ】本発明の一実施例の植物栽培装置で栽培された植物及び比較例の植物栽培装置で栽培された植物を用いたＲＮＡシークエンスで同定されたコンティグ対するＢＬＡＳＴプログラムによるアノテーションの結果を元に行った、遺伝子オントロジーエンリッチメント解析の結果を示す図である。
【図１３Ｃ】本発明の一実施例の植物栽培装置で栽培された植物及び比較例の植物栽培装置で栽培された植物を用いたＲＮＡシークエンスで同定されたコンティグ対するＢＬＡＳＴプログラムによるアノテーションの結果を元に行った、遺伝子オントロジーエンリッチメント解析の結果を示す図である。
【図１３Ｄ】本発明の一実施例の植物栽培装置で栽培された植物及び比較例の植物栽培装置で栽培された植物を用いたＲＮＡシークエンスで同定されたコンティグ対するＢＬＡＳＴプログラムによるアノテーションの結果を元に行った、遺伝子オントロジーエンリッチメント解析の結果を示す図である。
【図１３Ｅ】本発明の一実施例の植物栽培装置で栽培された植物及び比較例の植物栽培装置で栽培された植物を用いたＲＮＡシークエンスで同定されたコンティグ対するＢＬＡＳＴプログラムによるアノテーションの結果を元に行った、遺伝子オントロジーエンリッチメント解析の結果を示す図である。
【図１３Ｆ】本発明の一実施例の植物栽培装置で栽培された植物及び比較例の植物栽培装置で栽培された植物を用いたＲＮＡシークエンスで同定されたコンティグ対するＢＬＡＳＴプログラムによるアノテーションの結果を元に行った、遺伝子オントロジーエンリッチメント解析の結果を示す図である。
【図１３Ｇ】本発明の一実施例の植物栽培装置で栽培された植物及び比較例の植物栽培装置で栽培された植物を用いたＲＮＡシークエンスで同定されたコンティグ対するＢＬＡＳＴプログラムによるアノテーションの結果を元に行った、遺伝子オントロジーエンリッチメント解析の結果を示す図である。
【図１３Ｈ】本発明の一実施例の植物栽培装置で栽培された植物及び比較例の植物栽培装置で栽培された植物を用いたＲＮＡシークエンスで同定されたコンティグ対するＢＬＡＳＴプログラムによるアノテーションの結果を元に行った、遺伝子オントロジーエンリッチメント解析の結果を示す図である。
【図１３Ｉ】本発明の一実施例の植物栽培装置で栽培された植物及び比較例の植物栽培装置で栽培された植物を用いたＲＮＡシークエンスで同定されたコンティグ対するＢＬＡＳＴプログラムによるアノテーションの結果を元に行った、遺伝子オントロジーエンリッチメント解析の結果を示す図である。
【図１３Ｊ】本発明の一実施例の植物栽培装置で栽培された植物及び比較例の植物栽培装置で栽培された植物を用いたＲＮＡシークエンスで同定されたコンティグ対するＢＬＡＳＴプログラムによるアノテーションの結果を元に行った、遺伝子オントロジーエンリッチメント解析の結果を示す図である。
【図１４】本発明の一実施例の植物栽培装置で栽培された植物及び比較例の植物栽培装置で栽培された植物を用いたメタボローム解析の結果の一部を、ＴＣＡサイクル及び尿素サイクル代謝経路上に描画した図である。
【図１５】本発明の一実施例の植物栽培装置で栽培された植物（Ａ）及び比較例の植物栽培装置で栽培された植物（Ｂ）を用いたメタボローム解析の結果のうち、一部のアミノ酸の蓄積量の解析結果を示す図である。
【図１６】本発明の一実施例の植物栽培装置で栽培された植物（Ａ）及び比較例の植物栽培装置で栽培された植物（Ｂ）のメタボローム解析結果のうち、代謝経路図に描画されなかった代謝物質の蓄積量の解析結果を示す図である。
【図１７】図１４に示す代謝産物の生合成に関わる遺伝子に対応するコンティグのうち、上記ＲＮＡシークエンスによって同定されたコンティグのリストを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
〔実施形態１〕
以下、本発明の実施形態１について、図１〜図３に基づき、詳細に説明する。
【００１４】
図１は、実施形態１に係る植物栽培装置１の概略構成を示す図であり、図１の（ａ）が正面断面図を示し、図１の（ｂ）が上面断面図を示す。植物栽培装置１は、植物１０を水耕栽培するとともに、植物１０の成長を促進する。
【００１５】
植物栽培装置１には、筐体３０と、制御装置２０、照明装置２１、送風装置２２、扉３１、通気孔２３、及び正イオン及び負イオンを発生させるイオン発生装置４０が、設けられている。また、植物栽培装置１の内部には、植物１０を栽培するために、水耕液槽１４が置かれる。水耕液槽１４の内部には、植物１０を支持するスポンジ１１が挿入された孔を有するフロート１２が水耕液１３の上に浮かべられている。
【００１６】
また、図の理解を容易にするために、筐体３０の底面の長辺方向をｘ方向、短辺方向をｙ方向とし、筐体３０の高さ方向をｚ方向とするｘｙｚ直交座標系を図に示す。
【００１７】
なお、栽培する植物１０、及び植物栽培装置１を設置する環境に応じて、積極的に筐体３０内部の温度を調整できる空調装置、水耕液１３の溶存酸素量を増やすためのエアポンプ、又は水耕液１３を循環させる循環ポンプなどの設備を、植物栽培装置１が備えてもよい。また、植物栽培装置１における、植物１０の栽培方法は、水耕栽培に限定されず、固体培地（培養土など）を植物栽培装置１の内部に配置してもよい。
【００１８】
（植物１０）
まず、栽培する植物１０について、説明する。
【００１９】
植物１０は、葉物野菜、実物野菜、根物野菜、又は花卉など、どのような植物であってもよい。
【００２０】
葉物野菜としては、植物１０は例えば、グレートレイクス、ジェンティリナグリーン、又はサラダボウルレッドのような様々な品種のレタス、サラダ菜、サンチュ、春菊、水菜、新芯菜、わさび菜、野沢菜、チンゲン菜、大葉、大和真菜、ルッコラ、ターサイ、小松菜、ビートオールレッド、或いは、イタリアンパセリ、スイートバジル、クレソン、パクチー、スペアミント、又はペパーミントのようなハーブなどであってもよい。また、十分に成長した後に収穫するのではなく、ベビーリーフとして、収穫することを目的に植物１０を栽培してもよい。
【００２１】
実物野菜としては、植物１０は例えば、ミニトマトなどであってもよく、根物野菜としては、植物１０は例えば、ミニかぶら、又はラディッシュなどであってもよい。
【００２２】
植物１０を栽培するための設備である、スポンジ１１、フロート１２、水耕液１３、及び水耕液槽１４は、水耕栽培のため周知技術であるため、説明を省略する。また、水耕栽培以外の栽培方法も周知技術であるため、説明を省略する。
【００２３】
（植物栽培装置１）
次に、植物栽培装置１について、図１及び図２に基づき説明する。
【００２４】
筐体３０は、イオン発生装置４０が発生させた正イオン及び負イオンを筐体３０の内部に保持できるように、送風装置２２と通気孔２３とを除き、扉３１が閉じられた状態で、略気密に構成されている。また、筐体３０は、筐体３０の外部から内部（特に、植物１０および水耕液１３の水量）を観察及び鑑賞できるように、一部が無色透明な透光部材で構成されている。筐体３０は、制御装置２０、照明装置２１、送風装置２２、及び扉３１を支持し、栽培されている植物１０を保護できる構造体であればよく、その材質、形状及び大きさは限定されない。
【００２５】
図２に示すように、制御装置２０は、内部に温度センサ２４と時計２５と記憶装置２６と制御部２７とを備える。記憶装置２６には、時刻に応じた照明装置２１の照明時間及び照明光量のパターンと、筐体３０内部の温度が保たれるべき所定範囲と、時刻に応じたイオン発生装置４０の駆動パターンと、が記憶されている。制御部２７は、時計２５からの時刻情報に基づき、時刻に応じて照明装置２１の照明時間及び照明光量を制御するとともに、温度センサ２４からの温度情報に基づき、筐体３０内部の温度を所定範囲内に保つように送風装置２２の送風量を制御する。
【００２６】
制御装置２０の制御部２７は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソ
フトウェアによって実現してもよい。
【００２７】
後者の場合、制御部２７は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
【００２８】
温度センサ２４は、筐体３０内部の空気の温度を感知するセンサである。加えて、制御装置２０は、水耕液１３の温度又は水量、または、筐体内部の空気の湿度又は二酸化炭素濃度を感知するセンサを備えてもよい。
【００２９】
照明装置２１は、植物１０に上方から照明するように、筐体３０の天面に設けられている。また、照明装置２１は、発熱量の少ないＬＥＤ（light emitting device）照明装置
であるが、筐体３０の内部が過熱されないように放熱できるのであれば、特に限定されない。また、照明装置を設ける代わりに、外光（太陽光または屋内照明）を利用してもよい。
【００３０】
送風装置２２は、筐体３０の外部から内部へ空気を吸う吸気ファンであり、通気孔２３は、筐体３０の内部から外部へ空気を排出する排気孔である。また、送風装置２２と通気孔２３とは、ｘ方向に互いに向かい合うように、筐体３０の壁面に設けられる。このため、図３に示すように、送風装置２２と通気孔２３とによる空気の流れＦは、ｘ方向に沿って流れ、ｚ軸正方向に成長する植物１０に対して側方から当たる（理想的には略直交するように当たる）ように、生じる（送風工程）。
【００３１】
送風装置２２のファンの回転数は、温度センサ２４によって検出された温度が高くなると上昇する。この構成により、筐体３０の内部の温度の上昇が抑制される。
【００３２】
なお、送風装置２２は、空気を排出する排気ファンであってもよく、この場合、通気孔２３は空気を吸う吸気孔である。また、送風装置２２と通気孔２３とを組み合わせる代わりに、２つの送風装置２２を設け、一方を吸気ファン、他方を排気ファンとしてもよい。また、筐体３０の外部の空気の流れが十分にあれば、２つの通気孔２３を設けてもよい。
【００３３】
扉３１は、水耕液槽１４を、植物１０を栽培している状態で、筐体３０に出し入れできれば、特に配置および構成を限定しない。
【００３４】
イオン発生装置４０は、空気の流れＦに沿うように、図１（ｂ）に示すように、ｙ軸負方向を向くように筐体３０の壁面に設けられている。イオン発生装置４０の詳細については後述する。筐体３０の内部は、送風装置２２と通気孔２３とを除けば、密閉空間であるため、イオン発生装置４０により生じた正イオンおよび負イオンは、空気の流れにより、筐体３０内部に拡散する。
【００３５】
筐体３０内部の正イオン及び負イオンのそれぞれの濃度は、１００万個／ｃｍ３以上である。この正負イオンの濃度が保たれるように、制御部２７がイオン発生装置４０を制御してもよい。さらに、イオン発生装置４０は、送風装置２２により生じる空気の流れＦが速いほど、より多くの正イオンおよび負イオンを効率的に拡散させる。このため、送風装置２２のファンの回転数が大きいほど、筐体３０内部の正負イオン濃度は、上昇する。
【００３６】
（イオン発生装置４０）
次に、イオン発生装置４０の構成について、説明する。
【００３７】
イオン発生装置４０は、本体に、高電圧パルスを発生させる高電圧発生回路と、正イオン発生部４１と、負イオン発生部４２とを備える。正イオン発生部４１は、図示しないが、誘電電極と放電電極とを備え、高電圧発生回路によって発生された正電圧パルスが印加される。これにより、正イオン発生部４１から、正イオンが発生する。同様に、負イオン発生部４２も、誘電電極と放電電極とを備え、負電圧パルスが印加されことにより、負イオン発生部４２から、負イオンが発生する。
【００３８】
上述のイオン発生装置４０の構成は、あくまで一例であり、所望の濃度の正イオン及び負イオンを発生可能な装置であれば、特に限定しない。
【００３９】
次に、イオン発生装置４０による効果について、説明する。
【００４０】
イオン発生装置４０により発生する正イオンは、Ｈ＋（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは任意の自然数）を主体とするイオンであり、負イオンは、Ｏ２−（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは任意の自然数）を主体とするイオンである。
【００４１】
したがって、正イオン及び負イオンが、空気中に同時に存在すると、下記の（式１）及び（式２）に示すように、化学反応して活性酸素種である水酸基ラジカル（・ＯＨ）が効率的に生成されると考えられる。（ｎ’及びｍ’は、それぞれ任意の自然数）
Ｈ＋（Ｈ２Ｏ）ｍ＋Ｏ２−（Ｈ２Ｏ）ｎ
→・ＯＨ＋１／２Ｏ２＋（ｍ＋ｎ）Ｈ２Ｏ    （式１）
Ｈ＋（Ｈ２Ｏ）ｍ＋Ｈ＋（Ｈ２Ｏ）ｍ’＋Ｏ２−（Ｈ２Ｏ）ｎ＋Ｏ２−（Ｈ２Ｏ）ｎ’
→２・ＯＨ＋Ｏ２＋（ｍ＋ｍ’＋ｎ＋ｎ’）Ｈ２Ｏ    （式２）
なお、正イオンのみまたは負イオンのみを空気中に放出した場合には、水酸基ラジカルは顕著には生成されず、正イオンおよび負イオンを同時に放出することで、水分子とクラスターを形成し安定化した正イオンと負イオンとが相互反応し、水酸基ラジカルの生成が顕著になると考えられる。
【００４２】
生成された正イオンと負イオン、及び水酸基ラジカルの作用により、植物１０は成長を促進されると考えられる。例えば、水酸基ラジカルは植物１０に酸化ストレスを与え、植物１０はこの酸化ストレスにより、成長を促進させると考えられる。
【００４３】
植物１０の栽培空間における正イオンおよび負イオンの濃度は、それぞれ１００万個／ｃｍ３以上であることが好ましい。
【００４４】
なお、正イオン及び負イオンは、複数の植物個体に均一に照射されることが好ましいが、植物１０の栽培空間の全てにおいて均一に正イオンおよび負イオンが分散している必要は必ずしもない。上述の正イオンおよび負イオンの濃度は、個々の植物１０の周囲における好ましい濃度である。
【００４５】
現在市販されているプラズマクラスター（シャープ社製）のうち、高濃度の正イオン及び負イオンを放出するものは、人間の居住空間に正負イオン濃度約１０万個／ｃｍ３の正イオン及び負イオンを放出する。それゆえ、植物１０に照射される正負イオン濃度は、菌またはウイルスの除菌・不活化等を目的として人間の居住空間に放出される正負イオン濃度よりもかなり高いものである。
【００４６】
正イオン及び負イオンは、植物１０の生育を阻害しないため、栽培期間を通じて植物１０に正イオン及び負イオンを照射すること（正負イオン照射工程）ができる。すなわち、植物１０に対して、特に照射時間帯または照射期間を設定せずに連続的に照射してもよい。そのため、正イオン及び負イオンの照射時間帯および照射期間を細かく設定する必要はない。
【００４７】
また、正イオン及び負イオンは、空気中の浮遊菌、浮遊ウイルス等を除菌・不活化する効果も有するため、植物栽培環境の除菌等もできるという付加的な効果も得られる。
【００４８】
（効果）
以上のように、イオン発生装置４０により発生した正イオン及び負イオンにより、植物１０の成長が促進される。これにより、植物１０からの収穫量を増やすことができる。また、植物１０を栽培する期間を短縮することができる。また、植物１０の成長を観察または観賞等する目的で、植物栽培装置１を設置している場合、成長速度が速まることにより、植物１０の成長に伴う変化を分かり易くすることができる。
【００４９】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図４に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００５０】
図４は、実施形態２に係る植物栽培装置２の概略構成を示す図であり、上面断面図を示す。植物栽培装置２は、イオン発生装置４０の配置を除き、前述の実施形態１に係る植物栽培装置１と同等である。
【００５１】
したがって、以下には、植物栽培装置２におけるイオン発生装置４０の配置、および、イオン発生装置４０の配置の変更による効果のみを説明する。
【００５２】
実施形態１に係る植物栽培装置１において、イオン発生装置４０は、ｙ軸負方向を向く筐体３０の壁面に設けられており、空気の流れＦに対して並列に配置されている。これに対し、実施形態２に係る植物栽培装置２において、イオン発生装置４０は、ｘ軸負方向を向く筐体３０の壁面（送風装置２２が設けられている壁面）に設けられており、空気の流れＦの方向に直交し、空気の流れＦの風上側にある。
植物栽培装置２においても、植物栽培装置１と同様に、イオン発生装置４０は、送風装置２２により生じる空気の流れＦが速いほど、より多くの正イオンおよび負イオンを発生させ、筐体３０内部の正イオン及び負イオンのそれぞれの濃度は、１００万個／ｃｍ３以上である。
【００５３】
植物栽培装置２においては、植物栽培装置１と異なり、空気の流れＦの風上側にイオン発生装置４０があるため、イオン発生装置４０により生じた正イオンおよび負イオンは、空気の流れＦに乗り易く、筐体３０内部でより均一に拡散する。このため、植物栽培装置２においては、複数の植物１０により均一に、酸化ストレスを与え、複数の植物１０の成長をより均一に促進することができる。
【００５４】
また、イオン発生装置４０の周りの空気が、空気の流れＦにより、イオン発生装置４０から遠ざかる。このため、イオン発生装置４０は、効率的に正イオン及び負イオンを供給することができる。
【００５５】
また、植物栽培装置２においては、空気の流れＦを発生させる送風装置２２の近傍に、イオン発生装置４０が設けられている。このため、空気の流れＦが同じ速さであっても、植物栽培装置１より植物栽培装置２において、空気の流れＦに正イオンおよび負イオンが載り易い。したがって、植物栽培装置１より植物栽培装置２は、正負イオン濃度をより効果的に拡散させることができる。
【００５６】
〔実施形態３〕
本発明の具体的な実施例について、図１，図５〜図１７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００５７】
（実験条件）
本実施例においては、イオン発生装置４０により発生する正イオン及び負イオンによる効果を観察するために、植物栽培装置１に対応する植物栽培装置Ａと植物栽培装置１からイオン発生装置４０を除いた植物栽培装置Ｂとを用いて、以下の条件で図１のように、植物１０の毛管水耕栽培を行う比較実験を行った。なお、２つの植物栽培装置Ａ，Ｂにおける実験条件の差は、イオン発生装置４０の有無のみである。
【００５８】
植物栽培装置Ａ：「Ｇｒｅｅｎ  Ｆａｒｍ  ＵＨ−Ａ０１Ｅ」（ユーイング株式会社から販売されている水耕栽培器）にイオン発生装置４０を、図１に示した植物栽培装置１のように、取付け、駆動させた。
【００５９】
植物栽培装置Ｂ：「Ｇｒｅｅｎ  Ｆａｒｍ  ＵＨ−Ａ０１Ｅ」をそのままを使用した。
【００６０】
植物１０：レタス（品種は、ジェンティリナグリーン。種は、ユーイング株式会社から販売されている。）
スポンジ１１、フロート１２、及び水耕液槽１４：「Ｇｒｅｅｎ  Ｆａｒｍ  ＵＨ−Ａ０１Ｅ」に付属の品
水耕液１３：「Ｇｒｅｅｎ  Ｆａｒｍ  ＵＨ−Ａ０１Ｅ」に付属の液体肥料を、蒸留水で約１３３倍に希釈した液
栽培期間：２５日
栽培回数：３回
照明パターン：最初の３日間（連続７２時間）は、消灯。その後の２２日間は、２４時間のうち、「昼（６時〜２２時）」は点灯、「夜（０時〜６時，２２時〜０時）」は消灯。
【００６１】
間引き：植物１０の種を１５粒播き、栽培９日目に、１０個体を残して間引いた。
【００６２】
（観察及び測定）
また、正イオン及び負イオンによる植物１０への影響を、下記のように、観察及び測定した。
【００６３】
栽培時の目視観察：栽培期間中、毎日、植物１０の地上部を目視観察した。
【００６４】
水耕液の細菌培養：栽培期間中、５日毎に、水耕液１３を一部採取し、ＬＢ培地にて、３７℃，暗所，２４時間培養した。
【００６５】
収穫時の目視観察：栽培期間後、植物１０を地上部と根とに分けて収穫し、収穫した植物１０の各個体の地上部と根とを目視観察した。
【００６６】
新鮮重量の測定：収穫した植物１０の各個体の地上部と根との新鮮重量を測定した。
【００６７】
長さの測定：収穫した植物１０の各個体の地上部の最大葉長と根の最大根長とを測定した。
【００６８】
葉数の測定：収穫した植物１０の各個体の地上部の葉数を数えた。
【００６９】
葉色値の測定：収穫した植物１０の各個体の地上部のクロロフィルａおよびクロロフィルｂの含有量を測定した。
【００７０】
乾燥重量の測定：収穫した植物１０の地上部と根とを乾燥し、各個体の地上部と根との乾燥重量を測定した。
【００７１】
成分測定：収穫した植物１０の各個体の地上部の乾燥重量あたりの含有重量を、硝酸イオン（ＮＯ３−）およびシュウ酸について測定した。
【００７２】
（実験結果）
図５は、栽培期間の２５日目の（ａ）植物栽培装置Ａ（イオン発生装置４０あり）と（ｂ）植物栽培装置Ｂ（イオン発生装置４０なし）とにおける植物１０の様子を撮影した写真の写しである。
【００７３】
栽培時の目視観察によれば、３回の比較実験とも、図５に示されるように、植物栽培装置Ｂで栽培されている植物１０と比較して、植物栽培装置Ａで栽培されている植物１０は、葉が大きく、葉の色艶がよく、全体的な成長が良好であった。したがって、植物１０は、イオン発生装置４０による正イオン及び負イオンにより、成長が促進されたと考えられる。
【００７４】
水耕液の細菌培養によれば、３回とも、植物栽培装置Ｂから採取した水耕液１３を塗布したＬＢ培地に比べて、植物栽培装置Ａから採取した水耕液１３を塗布したＬＢ培地は、発生したコロニーの数が、明らかに少なかった。したがって、イオン発生装置４０による正イオン及び負イオンにより、空気中の浮遊菌、及び浮遊ウイルスなどを除菌・不活性化することを通じて、水耕液１３中の細菌量が抑制されたと推定される。また、正イオン及び負イオンが水耕液１３中の細菌に直接作用した可能性も考えられる。
【００７５】
図６は、（ａ）植物栽培装置Ａと（ｂ）植物栽培装置Ｂとにおける植物１０の根を撮影した写真の写しである。
【００７６】
収穫時の目視観察によれば、３回とも、植物栽培装置Ｂで栽培された植物１０と比較して、植物栽培装置Ａで栽培された植物１０は、色が良く、葉が大きく、地上部の背が高く、図６に示されるように、根が良く発達していた。そして、上述の栽培時及び収穫時の目視観察は、最大葉長、葉数、地上部の新鮮重量、地上部の乾燥重量、根長、根の新鮮重量、根の乾燥重量、および葉色値の測定により、裏付けられた。
【００７７】
図７は、第１〜３回の比較実験で収穫された植物１０の各個体の（ａ）最大葉長、（ｂ）葉数、（ｃ）地上部の新鮮重量、及び（ｄ）地上部の乾燥重量の平均と偏差とを示す柱状グラフである。図８は、第１〜３回の比較実験で収穫された植物１０の各個体の（ａ）根長、（ｂ）根の新鮮重量、及び（ｃ）根の乾燥重量の平均と偏差とを示す柱状グラフである。また図７及び図８のそれぞれにおいて、左側のグラフが植物栽培装置Ａで栽培された植物１０の測定結果を示し、右側のグラフが植物栽培装置Ｂで栽培された植物１０の測定結果を示す。＊は有意差（Ｐ＜０．０５）があることを示す。
【００７８】
図７及び図８に示すように、地上部及び根の新鮮重量、地上部及び根の乾燥重量、最大葉長及び最大根長のいずれについても、植物栽培装置Ａで栽培された植物１０は、植物栽培装置Ｂで栽培された植物１０より大きい値を示した。
【００７９】
Ｔ検定によれば、上述の結果は、最大葉長、葉数、地上部の新鮮重量、地上部の乾燥重量、根長、根の新鮮重量、及び根の乾燥重量において、有意確率５％で有意であった。
【００８０】
葉色値の測定によれば、クロロフィルａ及びクロロフィルｂの含有量についても、植物栽培装置Ａで栽培された植物１０は、植物栽培装置Ｂで栽培された植物１０よりも若干大きい値を示した（データは示さず）。
【００８１】
したがって、イオン発生装置により、正イオン及び負イオンが発生することにより、植物１０の成長が促進されたと結論できる。
【００８２】
図９は、植物１０の（ａ）硝酸イオン（ＮＯ３−）および（ｂ）シュウ酸の乾燥重量あたりの含有重量の平均と偏差とを示す柱状グラフであり、各左側のグラフが植物栽培装置Ａから収穫された植物１０の測定結果を示し、各右側のグラフが植物栽培装置Ｂから収穫された植物１０の測定結果を示す。＊は有意差（Ｐ＜０．０５）があることを示す。
【００８３】
図９に示すように、硝酸イオンについて、植物栽培装置Ａで栽培された植物１０は、植物栽培装置Ｂで栽培された植物１０より大きい値を示した。また、シュウ酸について、物栽培装置Ａで栽培された植物１０は、植物栽培装置Ｂで栽培された植物１０より小さい値を示した。Ｔ検定によれば、硝酸イオン、及びシュウ酸についての結果は、有意確率５％で有意であった。さらに、片側Ｆ検定によっても、硝酸イオンについての結果は、有意確率５％で有意であった。
【００８４】
（ＲＮＡシークエンス解析）
イオン発生装置４０により発生する正イオン及び負イオンによる植物１０（レタス（品種：ジェンティリナグリーン））の生育量の変化の要因を調べるため、植物栽培装置１に対応する植物栽培装置Ａと、植物栽培装置１からイオン発生装置４０を除いた植物栽培装置Ｂとを用いて、以下の条件で、植物１０のＲＮＡシークエンス解析を行った。なお、２つの植物栽培装置Ａ，Ｂにおける実験条件の差は、イオン発生装置４０の有無のみである。
【００８５】
（実験条件）
栽培期間の２４日目の植物１０の各個体の地上部の葉から、リーフパンチ（φ１２ｍｍ）を用いてサンプルを採取し、RNeasy Plant Mini Kit（QIAGEN社製）により、植物１０の各個体の地上部の葉のＲＮＡを抽出した。SureSelect Strand-Specific RNA Library Prep for Illumina Multiplexed Sequencing（Agilent社製）によりライブラリ調製を行い、MiSeq（Illumina社製）によるＲＮＡシークエンス解析を行った。
【００８６】
（解析結果）
図１０は、植物栽培装置Ａと植物栽培装置Ｂとにおいて栽培された植物１０の葉のＲＮＡシークエンスの結果を示す。「ＰＣＩ１００区」は、実施例の植物栽培装置Ａで栽培された植物、「ＰＣＩ０区」は、比較例の植物栽培装置Ｂで栽培された植物の結果を示す。また、図１１は、植物栽培装置Ａと植物栽培装置Ｂとにおいて栽培された植物１０の葉における、遺伝子発現量の違いを示すＭＡプロットの結果を示す図である。横軸ｌｏｇＣＰＭは、１００万本のショートリード中、そのコンティグに関わるショートリードの本数を相対的に算出し、底を２としてとった対数である。ｌｏｇＣＰＭの値が大きいほど、植物１０において恒常的に高い発現量を示しているコンティグであることを、ｌｏｇＣＰＭの値が小さいほど、植物１０において発現量がもともと低いコンティグであることを示す。また、縦軸ｌｏｇＦＣは、底を２とした対数であり、実施例の植物栽培装置Ａで栽培された植物と比較例の植物栽培装置Ｂで栽培された植物とのコンティグの発現量の違いを示す指標である。ｌｏｇＦＣが正の値を取るコンティグは、植物栽培装置Ｂで栽培された植物に対して、植物栽培装置Ａで栽培された植物で発現量が増加した（すなわち、正イオン及び負イオンの照射によって発現量が増加した）ことを意味している。ｌｏｇＦＣが負の値を取るコンティグは、植物栽培装置Ｂで栽培された植物に対して植物栽培装置Ａで栽培された植物で発現が減少した（すなわち、正イオン及び負イオンの照射によって発現量が減少した）ことを意味する。各プロットは各々コンティグを示し、白色のプロットは正イオン及び負イオンの照射によって有意（Ｐ＜０．０５）に発現量が増加あるいは減少したコンティグを示し、黒色のプロットは、正イオン及び負イオンの照射によって発現量に有意な差が見られなかったコンティグを示す。
【００８７】
図１０に示されるように、ＲＮＡシークエンス解析の結果、５２，５０３のコンティグ配列が得られ（図１０の「コンティグ」参照）、そのうちの２８，２９８コンティグにＢＬＡＳＴプログラムによってアノテーションが付加された（図１０の「ＢＬＡＳＴＸにおけるアノテーション」参照）。また、図１０および図１１に示されるように、植物栽培装置Ｂにおける植物１０と比較して、植物栽培装置Ａにおける植物１０において、有意に発現量が増加したコンティグは１１３個（図１０の「上方制御」参照）、低下したコンティグは４４個（図１０の「下方制御」参照）存在した。
【００８８】
図１２Ａ〜図１２Ｊは、植物栽培装置Ａと植物栽培装置Ｂとにおける植物１０の葉を用いて行ったＲＮＡシークエンスで得られたコンティグの発現様式、および上記得られたコンティグに対するＢＬＡＳＴプログラムによるアノテーションの結果の一覧を示す図である。図１２Ａ〜図１２Ｊに示されている各数値の意義を次に示す。
ｌｏｇＦＣ：コンティグの発現量の違いを示す指標
ｌｏｇＣＰＭ：コンティグに関わるリードの本数の指標
ＰＶａｌｕｅ（Ｐ値）：仮説検定における有意水準の指標
ＦＤＲ（偽発見率）：多重検定における有意水準の指標
ＰＣＮ＿Ｌ２：植物栽培装置Ｂにおける植物１０の各コンティグのリード数
ＰＣＮ＿Ｌ７：植物栽培装置Ｂにおける植物１０の各コンティグのリード数
ＰＣＮ＿Ｌ９：植物栽培装置Ｂにおける植物１０の各コンティグのリード数
ＰＣＰ＿Ｌ２：植物栽培装置Ａにおける植物１０の各コンティグのリード数
ＰＣＰ＿Ｌ７：植物栽培装置Ａにおける植物１０の各コンティグのリード数
ＰＣＰ＿Ｌ９：植物栽培装置Ａにおける植物１０の各コンティグのリード数
ｇｉ：ＮＣＢＩに登録されている遺伝子ＩＤ
ＥＶａｌｕｅ(Ｅ値)：ＢＬＡＳＴプログラムによるアノテーションの指標
ＢＬＡＳＴＸ：ＢＬＡＳＴプログラムによるアノテーションの結果。
【００８９】
図１２Ａ〜図１２Ｊに示されるように、植物栽培装置Ｂにおける植物１０（ＰＣＩ０区）と比較して、植物栽培装置Ａにおける植物１０（ＰＣＩ１００区）において、有意に発現量が変動した遺伝子のうち、特に、イオン発生装置４０による正イオン及び負イオンにより、硫黄代謝に関与する遺伝子群の発現変動が見られた。
【００９０】
図１３Ａ〜図１３Ｊは、植物栽培装置Ａと植物栽培装置Ｂとにおける植物１０の葉を用いて行ったＲＮＡシークエンスで同定されたコンティグに対するＢＬＡＳＴプログラムによるアノテーションの結果を元に行った、遺伝子オントロジーエンリッチメント解析の結果を示す。図１３Ａ〜図１３Ｊに示す各クラスは、次に示す概念に基づいて分類されている。
クラスＢＰ（Biological Process）：生物学的なプロセス
クラスＣＣ（Cellular Component）：細胞の構成要素
クラスＭＦ（Molecular Function）：分子としての機能。
【００９１】
図１３Ａ〜図１３Ｊに示されるように、遺伝子オントロジーエンリッチメント解析の結果、「生命に関する刺激に対する反応（図１３Ａの“response to biotic stimulus”）」に関連する遺伝子の発現量が、植物栽培装置Ａにおける植物１０において、Ｚｓｃｏｒｅで−３．９０低下した。
【００９２】
（メタボローム解析）
イオン発生装置４０により発生する正イオン及び負イオンによる植物１０の生育量の変化の要因を調べるため、植物栽培装置１に対応する植物栽培装置Ａと植物栽培装置１からイオン発生装置４０を除いた植物栽培装置Ｂとを用いて、以下の条件で、植物１０のメタボローム解析を行った。なお、２つの植物栽培装置Ａ，Ｂにおける実験条件の差は、イオン発生装置４０の有無のみである。
【００９３】
（実験条件）
栽培期間の２５日目の植物１０（レタス（品種：ジェンティリナグリーン））の各個体の地上部の葉を用いてサンプルとし、上記サンプルに５００μＬのメタノール溶液（５０μＭ）を加え、冷却下にて破砕機を用いて破砕（１５００ｒｐｍ，１２０秒×１回）した。上記サンプルの破砕後、５００μＬのクロロホルム及び２００μＬのＭｉｌｌｉ−Ｑ水を加えて撹拌し、遠心分離（２，３００×ｇ，４°Ｃ，５分）を行った。上記遠心分離後、水層を限外ろ過チューブ（ウルトラフリーＭＣ  ＰＬＨＣＣ，ＨＭＴ，遠心式フィルターユニット  ５ｋＤａ）に４００μＬ×１本移し取った。これを遠心（９，１００×ｇ，４°Ｃ，１２０分）し、限外ろ過処理を行った。得られたろ液を乾固させ、乾固させたろ液を再び５０μＬのＭｉｌｌｉ−Ｑ水に溶解して、得られた溶解液に対してＣＥ−ＴＯＦＭＳ（キャピラリー電気泳動−飛行時間型質量分析計）のカチオンモードおよびアニオンモードの測定を実施した。
【００９４】
ＣＥ−ＴＯＦＭＳのカチオンモードおよびアニオンモードの測定は、以下に示す条件で行った。
【００９５】
（ｉ）陽イオン性代謝物質測定条件（カチオンモード）
装置：Agilent CE-TOFMS system（Agilent Technologies 社）
キャピラリー: Fused silica capillary i.d. 50 μm × 80 cm。
【００９６】
ランバッファー: Cation Buffer Solution (p/n : H3301-1001)
リンスバッファー: Cation Buffer Solution (p/n : H3301-1001)
サンプル注入: 50 mbar, 10秒
ＣＥ電圧: Positive, 27 kV
ＭＳイオン化: ESI Positive
ＭＳキャピラリー電圧: 4,000 V
ＭＳスキャン範囲: m/z 50-1,000
シース液: HMTシース液(p/n : H3301-1020)。
【００９７】
（ｉｉ）陰イオン性代謝物質測定条件（アニオンモード）
装置：Agilent CE-TOFMS system（Agilent Technologies 社）
キャピラリー: Fused silica capillary i.d. 50 μm × 80 cm。
【００９８】
ランバッファー: Anion Buffer Solution (p/n : H3302-1021)
リンスバッファー: Anion Buffer Solution (p/n : H3302-1021)
サンプル注入: 50 mbar, 25秒
ＣＥ電圧: Positive, 30 kV
ＭＳイオン化: ESI Negative
ＭＳキャピラリー電圧: 3,500 V
ＭＳスキャン範囲: m/z 50-1,000
シース液: HMTシース液(p/n : H3301-1020)。
【００９９】
ＣＥ−ＴＯＦＭＳで検出されたピークについては、自動積分ソフトウェアのMasterHands ver.2.17.1.11（慶應義塾大学開発）を用いて、シグナル／ノイズ（Ｓ／Ｎ）比が３以上のピークを自動抽出した。自動抽出したピークについて、質量電荷比（ｍ／ｚ）、ピーク面積値および泳動時間（ＭＴ）を得た。得られたピーク面積値は、下記の式３を用いて相対面積値に変換した。また、これらのデータにはＮａ＋やＫ＋などのアダクトイオン及び、脱水、脱アンモニウムなどのフラグメントイオンが含まれているため、これらのイオンを削除し、上記自動抽出したピークを精査した。上記自動抽出されたピークについて、ｍ／ｚおよびＭＴの値をもとに、各サンプル間のピークの照合・整列化を行った。
【式３】
【０１００】
2017149806.tif 000003
【０１０１】
ＨＭＴ代謝物質ライブラリ及びＫｎｏｗｎ−Ｕｎｋｎｏｗｎライブラリに登録された物質のｍ／ｚ及びＭＴの値から、候補化合物を絞り込み、上記候補化合物について、植物栽培装置Ｂにおける植物１０（ＰＣＩ０区）と植物栽培装置Ａにおける植物１０（ＰＣＩ１００区）とにおける相対面積値比の算出及びウェルチのＴ検定を実施した。
【０１０２】
上記相対面積値の比およびＴ検定の結果を、代謝物質定量データの代謝経路マップへ描画した。代謝経路の描画には、ＶＡＮＴＥＤ(Visualization and Analysis of Networks containing Experimental Data)を用いた。
【０１０３】
（解析結果）
メタボローム解析の結果、ＨＭＴ代謝物質ライブラリ及びＫｎｏｗｎ−Ｕｎｋｎｏｗｎライブラリに登録された物質の、ｍ／ｚ及びＭＴの値から、１０２ピーク（カチオン６６ピーク，アニオン３６ピーク）に候補化合物が付与された。
【０１０４】
図１４は、植物栽培装置Ａ（ＰＣＩ１００区）と植物栽培装置Ｂ（ＰＣＩ０区）とにおける植物１０の葉を用いたメタボローム解析の結果の一部を、ＴＣＡサイクル及び尿素サイクル代謝経路上に描画した図である。各代謝産物に記載された柱状グラフは、植物栽培装置Ａで栽培された植物および植物栽培装置Ｂで栽培された植物における、各代謝産物の相対面積値を示す。
【０１０５】
図１５は、植物栽培装置Ａ（Ａ）と植物栽培装置Ｂ（Ｂ）とにおける植物１０の葉を用いたメタボローム解析結果のうち、一部のアミノ酸の蓄積量の解析結果を相対面積値で示す。＊は有意差（Ｐ＜０．０５）があることを示す。
【０１０６】
図１５に示されるように、Ａｓｎ（アスパラギン）およびＴｈｒ（トレオニン）について、植物栽培装置Ａで栽培された植物１０は、植物栽培装置Ｂで栽培された植物１０より有意に大きい値を示した。また、Ｔ検定によれば、上述の結果は、有意確率５％で有意であった。
【０１０７】
図１６は、植物栽培装置Ａ（Ａ）と植物栽培装置Ｂ（Ｂ）とにおける植物１０の葉を用いたメタボローム解析結果のうち、代謝経路図に描画されなかった代謝物質の蓄積量の解析結果を相対面積値で示す。＊は有意差（Ｐ＜０．０５）があることを示す。
【０１０８】
図１６に示されるように、エタノールアミン、グリセロリン酸コリンおよびトリゴネリンについて、植物栽培装置Ａで栽培された植物１０は、植物栽培装置Ｂで栽培された植物１０より有意に大きい値を示した。また、Ｔ検定によれば、上述の結果は、有意確率５％で有意であった。
【０１０９】
図１７は、図１４に示す代謝産物の生合成に関わる遺伝子に対応するコンティグのうち、上記ＲＮＡシークエンスによって同定されたコンティグのリストを示す図である。図１７において各々、（１）は、図１４中の、Ｎ−アセチルグルタミン酸セミアルデヒドからＮ−ＡｃＯｒｎに伸びる点線矢印、（２）は、図１４中の、Ｎ−ＡｃＧｌｕ−ＰからＮ−アセチルグルタミン酸セミアルデヒドに伸びる点線矢印、（３）は、図１４中の、ＧｌｕからＮ−ＡｃＧｌｕに伸びる太線矢印、（４）は、図１４中の、２−ＯＧからＧｌｕに伸びる太線矢印、（５）は、図１４中の、Ａｒｇからアグマチンに伸びる点線矢印、（６）は、図１４中の、Ｐｒｏからヒドロキシプロリンに伸びる太線矢印、（７）は、図１４中の、ＧＳＳＧからＧＳＨに伸びる点線矢印、（８）は、図１４中の、クエン酸からｃｉｓ−アコニット酸およびｃｉｓ−アコニット酸からイソクエン酸に伸びる太線両矢印が示す反応に関連する遺伝子であることを示す。
【０１１０】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る植物栽培方法は、植物の成長を促進する植物栽培方法であって、上記植物に正イオンおよび負イオンを照射する正負イオン照射工程を含んでいる。
【０１１１】
上記方法によれば、照射された正イオン及び負イオンからラジカルが生じる。この正イオンと負イオン、及びラジカルの作用（例えば、ラジカルによる酸化ストレス）により、植物の成長が促進されると推測される。
【０１１２】
正イオン及び負イオンは、植物の成長に悪影響を及ぼさないことが確認されており、正イオン及び負イオンを照射する条件を厳密に設定する必要はない。このため、簡易な方法で植物の成長を促進することができる。
【０１１３】
本発明の態様２に係る植物栽培方法は、上記の態様１において、上記植物が成長する方向に対して、直交するように空気の流れを発生させる送風工程を含み、上記正負イオン照射工程と上記送風工程とは、同時に行われる方法としてもよい。
【０１１４】
上記方法によれば、正負イオン照射工程において照射される正イオン及び負イオンは、空気の流れにより拡散する。この拡散によって、複数の植物に均一に正イオン及び負イオンを照射することができる。
【０１１５】
本発明の態様３に係る植物栽培方法は、上記の態様２において、上記正負イオン照射工程において、前記植物に対して上記空気の流れの風上側で、正イオンおよび負イオンを発生させる方法としてもよい。
【０１１６】
上記方法によれば、風上側で正イオンおよび負イオンは風下側に流されるため、より均一に拡散される。このより均一な拡散により、複数の植物により均一に正イオン及び負イオンを照射することができる。
【０１１７】
本発明の態様４に係る植物栽培方法は、上記の態様１から３の何れか１項において、前記正イオンは、Ｈ＋（Ｈ２Ｏ）ｍ（ｍは任意の自然数）を主体とするイオンであり前記負イオンは、Ｏ２−（Ｈ２Ｏ）ｎ（ｎは任意の自然数）を主体とするイオンである方法としてもよい。
【０１１８】
上記方法によれば、Ｈ＋（Ｈ２Ｏ）ｍとＯ２−（Ｈ２Ｏ）ｎとから活性酸素種である水酸基ラジカルが生じる。
【０１１９】
本発明の態様５に係る植物栽培方法は、上記の態様１から４の何れか１項において、前記植物の周囲の空間における前記正イオンおよび前記負イオンの濃度は、それぞれ１００万個／ｃｍ３以上である方法としてもよい。
【０１２０】
上記方法によれば、酸化ストレスに対抗するための結果としての植物の成長の促進は、正イオンおよび負イオンの濃度に依存しており、正イオンおよび負イオンの濃度がそれぞれ１００万個／ｃｍ３以上であれば、植物１０の成長は、顕著に促進される。
【０１２１】
本発明の態様６に係る植物栽培方法は、上記の態様１から５の何れか１項において、前記植物の新鮮重量、乾燥重量、葉数、葉の長さ、根の長さ、および硝酸イオン含有量の何れかを増加させるか、あるいは、シュウ酸含有量を減少させる方法としてもよい。
【０１２２】
本発明の態様７に係る植物栽培方法は、上記の態様１から６の何れか１項において、前記正負イオン照射工程は、前記植物の栽培期間において、連続的に行われる方法としてもよい。
【０１２３】
上記方法によれば、正イオン及び負イオンは、植物の成長に悪影響を及ぼさないことが確認されており、連続的な照射が可能である。
【０１２４】
本発明の態様８に係る植物栽培装置は、植物の成長を促進する植物栽培装置であって、上記植物が栽培されている空間に正イオンおよび負イオンを発生させるイオン発生装置を備える構成である。
【０１２５】
上記構成によれば、イオン発生装置が発生させる正イオン及び負イオンからラジカルが生じる。この正イオンと負イオン、及びラジカルラジカルの作用（例えば、ラジカルによる酸化ストレス）により、植物の成長が促進されると推測される。
【０１２６】
正イオン及び負イオンは、植物の成長に悪影響を及ぼさないことが確認されており、正イオン及び負イオンを発生させる条件を厳密に設定する必要はない。このため、簡易な構成で植物の成長を促進することができる。
【０１２７】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【符号の説明】
【０１２８】
１、２  植物栽培装置
１０  植物
１１  スポンジ
１２  フロート
１３  水耕液
１４  水耕液槽
２０  制御装置
２１  照明装置
２２  送風装置
２３  通気孔
２４  温度センサ
２５  時計
２６  記憶装置
２７  制御部
３０  筐体
３１  扉
４０  イオン発生装置
４１  正イオン発生部
４２  負イオン発生部
Ｆ  空気の流れ
【図１】
2017149806.tif 000004
【図２】
2017149806.tif 000005
【図３】
2017149806.tif 000006
【図４】
2017149806.tif 000007
【図５】
2017149806.tif 000008
【図６】
2017149806.tif 000009
【図７】
2017149806.tif 000010
【図８】
2017149806.tif 000011
【図９】
2017149806.tif 000012
【図１０】
2017149806.tif 000013
【図１１】
2017149806.tif 000014
【図１２Ａ】
2017149806.tif 000015
【図１２Ｂ】
2017149806.tif 000016
【図１２Ｃ】
2017149806.tif 000017
【図１２Ｄ】
2017149806.tif 000018
【図１２Ｅ】
2017149806.tif 000019
【図１２Ｆ】
2017149806.tif 000020
【図１２Ｇ】
2017149806.tif 000021
【図１２Ｈ】
2017149806.tif 000022
【図１２Ｉ】
2017149806.tif 000023
【図１２Ｊ】
2017149806.tif 000024
【図１３Ａ】
2017149806.tif 000025
【図１３Ｂ】
2017149806.tif 000026
【図１３Ｃ】
2017149806.tif 000027
【図１３Ｄ】
2017149806.tif 000028
【図１３Ｅ】
2017149806.tif 000029
【図１３Ｆ】
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【図１３Ｇ】
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【図１３Ｈ】
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【図１３Ｉ】
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【図１３Ｊ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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