(57)【要約】【課題】  緑色の光を用いながら、硝酸イオンを低減させてアスコルビン酸を増加させるという両立する関係を見出し、それを活かした葉菜類野菜の生産方法を提供する。【解決手段】  赤色、青色及び緑色の光を制御した人工照明下での水耕栽培による葉菜類野菜の生産方法であって、葉菜類野菜に対して、緑色の光と共にストレス誘導用の紫色の光を同時に照射する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤色、青色及び緑色の光を制御した人工照明下での水耕栽培による葉菜類野菜の生産方法であって、
前記葉菜類野菜に対して、前記緑色の光と共にストレス誘導用の紫色の光を同時に照射することを特徴とする、葉菜類野菜の生産方法。
【請求項２】
前記紫色の光は４０５ｎｍの波長である、請求項１記載の葉菜類野菜の生産方法。
【請求項３】
前記葉菜類野菜の硝酸イオン含有量を低減させると共にアスコルビン酸含有量を増加させることを特徴とする、請求項１又は２記載の葉菜類野菜の生産方法。
【請求項４】
赤色、青色及び緑色の光を制御した人工照明下での水耕栽培による葉菜類野菜の生産装置であって、
前記葉菜類野菜に対して前記緑色の光を照射する緑色照射手段と、
前記緑色照射手段が前記緑色の光を前記葉菜類野菜に照射するときに、ストレス誘導用の紫色の光を前記葉菜類野菜に同時に照射することが可能な紫色照射手段とを有することを特徴とする、葉菜類野菜の生産装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、葉菜類野菜の生産方法等に関し、赤色、青色及び緑色の光を制御した人工照明下での水耕栽培による葉菜類野菜の生産方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、人工照明下での水耕栽培による葉菜類野菜の技術が進んできている。特に、赤色、青色及び緑色の光を制御した人工照明下での水耕栽培については、発明者も、技術改良を行ってきた。このような技術の研究においては、赤色と青色との割合を調整するものが多い。
【０００３】
ところで、葉菜類野菜を食べる際に、硝酸イオン含有量が少ないほうがよいことが判明している。また、葉菜類野菜を食べる際に、アスコルビン酸含有量が多いことがよいことも判明している。硝酸イオンを低減させ、アスコルビン酸を増加させ、さらにアントシアニンを増加させる技術としては、例えば特許文献１がある。他にも、アスコルビン酸等を増加させる技術として紫外線（特許文献２及び３）を用いたもの、アントシアニンを増加させるものとして白色及び青色の光（特許文献４）を用いたもの、水耕栽培ではないが硝酸態窒素（硝酸イオンの形で存在する窒素をいう。）含有量を減らす技術として白熱電球からの光（特許文献５）を用いたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許５９９１７０５号公報
【特許文献２】特開２００４−３０５０４０号公報
【特許文献３】特開２００８−８６２７２号公報
【特許文献４】特開２００３−２０４７１８号公報
【特許文献５】特開２００５−２４５２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、発明者は、いずれの従来の技術でも示されていない緑色の光に着目した新たなアプローチを試みた。
【０００６】
ゆえに、本発明は、緑色の光を用いながら、硝酸イオンを低減させてアスコルビン酸を増加させるという両立する関係を見出し、それを活かした葉菜類野菜の生産方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の観点は、赤色、青色及び緑色の光を制御した人工照明下での水耕栽培による葉菜類野菜の生産方法であって、前記葉菜類野菜に対して、前記緑色の光と共にストレス誘導用の紫色の光を同時に照射することを特徴とするものである。ここで、紫色の光は、近紫外光に近い波長のものが好ましい。また、緑色の光だけでなく、赤色及び青色の光も照射されている状態で、ストレス誘導用の紫色の光が同時に照射されるものであってもよい。
【０００８】
本発明の第２の観点は、第１の観点において、前記紫色の光は４０５ｎｍの波長であるものである。
【０００９】
本発明の第３の観点は、第１又は第２の観点において、前記葉菜類野菜の硝酸イオン含有量を低減させると共にアスコルビン酸含有量を増加させることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の第４の観点は、赤色、青色及び緑色の光を制御した人工照明下での水耕栽培による葉菜類野菜の生産装置であって、前記葉菜類野菜に対して前記緑色の光を照射する緑色照射手段と、前記緑色照射手段が前記緑色の光を前記葉菜類野菜に照射するときに、ストレス誘導用の紫色の光を前記葉菜類野菜に同時に照射することが可能な紫色照射手段とを有することを特徴とするものである。ここで、紫色の光は、近紫外光に近い波長のものが好ましい。また、緑色の光だけでなく、赤色及び青色の光も照射されている状態で、ストレス誘導用の紫色の光が同時に照射されるものであってもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、葉菜類野菜に対して、緑色の光と共にストレス誘導用の紫色の光を同時に照射することにより、硝酸イオンを低減させてアスコルビン酸を増加させるという両立する関係を見出すことができ、硝酸イオン含有量を低減させると共にアスコルビン酸含有量を増加させる葉菜類野菜の生産が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態にかかる葉菜類野菜の生産方法を実行して葉菜類野菜を生産できる試験区を設けたシステムであってＬＥＤを用いたＲＧＢ独立調光光源植物栽培システムを示した図である。
【図２】緑系リーフレタス（ファンシーグリーン）についての結果を示したグラフである。
【図３】赤系リーフレタス（ブラックローズ）についての結果を示したグラフである。
【図４】バジルについての結果を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１４】
以下、「葉菜類野菜」とは、葉や茎の部分を主に食用とする野菜をいい、例えば、レタス、水菜、ホウレンソウ、春菊、小松菜、チンゲンサイ、キャベツ、白菜、しそ、からし菜、ケール、ハーブ類（ルッコル、バジル等）等が挙げられるが、これに限定されない。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態にかかる葉菜類野菜の生産方法を実行して葉菜類野菜を生産できる試験区を設けたシステムであってＬＥＤを用いたＲＧＢ独立調光光源植物栽培システムを示した図である。
【００１６】
ＲＧＢ独立調光光源植物栽培システム１には、３本の円柱状ＬＥＤ光源３、５、７が破線で示される位置に設けられている。円柱状ＬＥＤ光源３、５、７は、可視光域で最も波長が短い側にある４０５ｎｍの紫色の光を発光できるものとなっている。この４０５ｎｍの紫色の光は、光形態形成ストレス誘導のための光源になっている。このような円柱状ＬＥＤ光源が、栽培棚１段につき、３本ずつ、設けられている。ここで、光形態形成について簡単に説明する。光形態形成とは、植物の光応答の一種であり、光によって植物の生長や分化などの形態を制御するものを指す。高等植物では、光受容体の一種であるフィトクロムを介するタイプ、（紫外-）青色受容体を介するタイプが知られている。一般に、青色光反応（青色光応答、紫外-青色光反応、紫外-青色光応答）における光形態形成には、胚軸の伸長抑制、子葉展開、子葉開閉、色素生合成などが知られている。
【００１７】
次に、今回の知見が得られた実験について、材料及び方法、供試植物、栽培方法及び解析方法の順に、説明する。
【００１８】
［材料及び方法］
実験では、総ＰＰＦ（光合成光量子束密度）を１５０μｍｏｌｍ−２ｓ−１に揃えたＲＢ区とＲＧＢ区の設定が行われた。ＲＧＢ区を基準として、ＵＶ光に極めて近い４０５ｎｍの紫色の光を、ＲＧＢ光（赤、緑、青）の点灯時刻と同時に照射する昼区、ＲＧＢ光の点灯終了後夜間に照射する夜区の合計4処理区（ＲＢ区、ＲＧＢ区、昼区、夜区）の設定が行われた。ここで、ＬＥＤ光源を用い、ＲＧＢのＲｅｄ（赤）は６６０ｎｍの光を用い、Ｇｒｅｅｎ（緑）は５２５ｎｍの光を用い、Ｂｌｕｅ（青）は４６０ｎｍの光を用いた。
【００１９】
［供試植物］
供試植物は、葉菜類野菜であり、サラダ野菜として一般的なものを選択した。具体的には、緑系リーフレタス（ファンシーグリーン）、ＵＶ光を照射することで赤色の着色促進が期待できる赤系リーフレタス（ブラックローズ）、及び、ハーブとして流通量の多いバジルの３種とした。
【００２０】
［栽培方法および解析方法］
十分に吸水させたウレタンマットに播種し、緑系リーフレタス（ファンシーグリーン）及び赤系リーフレタス（ブラックローズ）は3週間、バジルは4週間の育苗を行った。生育の揃っている苗を選抜し、栽培装置に定植した。定植3週間後、すべての供試植物を収穫し、アスコルビン酸、硝酸態窒素、葉酸、総ポリフェノール、乾物重量を神奈川県産業技術センターにて測定した。
【００２１】
図２は緑系リーフレタス（ファンシーグリーン）についての結果を示したグラフである。図２（Ａ）は硝酸イオン濃度についての結果を示したグラフであり、図２（Ｂ）はアスコルビン酸についての結果を示したグラフであり、図２（Ｃ）は乾物重量についての結果を示したグラフである。図３は赤系リーフレタス（ブラックローズ）についての結果を示したグラフである。図３（Ａ）は硝酸イオン濃度についての結果を示したグラフであり、図３（Ｂ）はアスコルビン酸についての結果を示したグラフであり、図３（Ｃ）は乾物重量についての結果を示したグラフである。図４はバジルについての結果を示したグラフである。図４（Ａ）は硝酸イオン濃度についての結果を示したグラフであり、図４（Ｂ）はアスコルビン酸についての結果を示したグラフであり、図４（Ｃ）は乾物重量についての結果を示したグラフである。
【００２２】
ここで、図の中で、「昼」は上記「昼区」（ＲＧＢ＋４０５ｎｍ明期照射）、「夜」は上記「夜区」（ＲＧＢ＋４０５ｎｍ暗期照射）、「ＲＢ」は上記「ＲＢ区」（Ｒｅｄ（赤）＋Ｂｌｕｅ（青））、「ＲＧＢ」は上記「ＲＧＢ区」（Ｒｅｄ（赤）＋Ｇｒｅｅｎ（緑）＋Ｂｌｕｅ（青））、「５訂」は5訂補食品成分表を表す。
【００２３】
［結果］
図２のファンシーグリーン（緑系リーフレタス）では、光合成速度を示す乾物重量については、ＲＧＢ＋４０５ｎｍ明期照射（昼）区と、ＲＧＢ＋４０５ｎｍ暗期照射（夜）区と、ＲＧＢ区とで、大きくなったという結果が得られた。硝酸イオン濃度については、ＲＧＢ＋４０５ｎｍ明期照射（昼）区と、ＲＧＢ区とが、ＲＢ区よりも低くなったが、ＲＧＢ＋４０５ｎｍ暗期照射（夜）とＲＢ区とでは同等という結果が得られた。硝酸イオンについては、特に、ＲＧＢ＋４０５ｎｍ明期照射（昼）区が他に比べて顕著に低いという結果が得られた。一方、アスコルビン酸については、逆に、ＲＧＢ＋４０５ｎｍ明期照射（昼）区が他に比べて大きいという結果が得られた。
【００２４】
図３のブラックローズ（赤系リーフレタス）では、光合成速度を示す乾物重量については、ＲＧＢ＋４０５ｎｍ明期照射（昼）区と、ＲＧＢ＋４０５ｎｍ暗期照射（夜）と、ＲＧＢ区とで、大きくなったという結果が得られた。硝酸イオン濃度については、ＲＧＢ＋４０５ｎｍ明期照射（昼）区、４０５ｎｍ暗期照射（夜）区、ＲＧＢ区が、ＲＢ区よりも低くなったという結果が得られた。硝酸イオンについては、特に、ＲＧＢ＋４０５ｎｍ明期照射（昼）区が他に比べて顕著に低いという結果が得られた。一方、アスコルビン酸については、逆に、ＲＧＢ＋４０５ｎｍ明期照射（昼）区が他に比べて大きいという結果が得られた。
【００２５】
このように、ファンシーグリーンとブラックローズについて、共に、ＲＧＢ＋４０５ｎｍ明期照射（昼）区の乾物重量が多く、硝酸イオンを低減させてアスコルビン酸を増加させるという両立する関係が示されるという結果を得ることができた。これについては、図４に示すように、バジルでも、同様の結果が得られた。
【００２６】
このような関係を見出せたポイントは、緑色の光と光形態形成ストレス誘導用の紫色の光を同時に照射したことによるものと考えられる。今回は、４０５ｎｍのＵＶ光に極めて近い紫色の光を用いており、実験結果からは、紫色でも、ＵＶ光に近い波長の光が光形態形成ストレス誘導の光として機能したことも実験結果から判明した。
【００２７】
以上のような良い実験結果が得られたが、発明者が緑色の光に着目した理由を簡単に説明しておく。葉の表側から光を照射すると６８０ｎｍ（赤色）のような吸収の強い波長の光は柵状組織の上部でほとんどが吸収されてしまう。一方、５５０ｎｍの緑色光の多くは海綿状組織にまで到達する。海綿状組織では光が散乱され、光子は葉緑体との遭遇機会が  増すため、５５０ｎｍ光もよく吸収される。このように海綿状組織が葉の裏側に存在する  ことは葉の内部で緑色光を吸収するためにきわめて有利な性質と言える。このような観点から、赤色及び青色ではなく、緑色の光に着目し、今回の知見を得るに至っている。
【００２８】
なお、上記では、光形態形成ストレス誘導のための光源として円柱状ＬＥＤ光源３、５、７を用いたが、例えば、発明者によって既に提案された特開２０１２−３９９９６号や特開２０１４−１４４０１３号公報に示される同心円状に配置されるＬＥＤを用い、その中に４０５ｎｍのような可視光領域の紫色の光を発光できるものを配置してもよい。すなわち、ＬＥＤの形状は問わない。
【符号の説明】
【００２９】
１・・・ＲＧＢ独立調光光源植物栽培システム、３,５,７・・・円柱状ＬＥＤ光源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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