(57)【要約】【課題】植物に振動を付加することにより、多数の植物の受粉を、効率良く、しかも確実に行わせることができる受粉方法、及び受粉装置を提供する。【解決手段】耕地１上に植えられた複数の植物の上に加振ワイヤ４を横架し、この加振ワイヤ４の中途部を、加振器６の出力ロッド61に伝動棒62を介して連結する。加振ワイヤ４から複数の加振棒50，50…を垂下し、夫々の位置にある植物の茎２，２…に連結して、所定の周波数範囲内で変化する加振器６の振動出力を加振ワイヤ４及び加振棒50，50…を介して夫々の植物に伝え、各茎２の中途に開花する花３を揺らして受粉を行わせる。【選択図】図１
2011244750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
培地に植えられた植物に振動を付加し、該植物の花を揺らして受粉させる植物の受粉方法において、
前記植物に付加する振動の周波数を所定の範囲内で変更することを特徴とする植物の受粉方法。
【請求項２】
培地に植えられた複数の植物に振動を付加し、これらの植物の花を揺らして受粉させるべく使用される植物の受粉装置において、
所定の周波数範囲内で変化する振動を出力する加振器と、該加振器の加振出力を前記複数の植物に伝える伝動手段とを備えることを特徴とする植物の受粉装置。
【請求項３】
前記伝動手段は、前記複数の植物の上方に横架され、前記加振器の出力端に連結された加振ワイヤと、該加振ワイヤから垂下され、前記複数の植物に連結された加振棒とを備える請求項２に記載の植物の受粉装置。
【請求項４】
前記加振ワイヤの両端は、前記培地に立設された支柱に支持ばねを介して連結してある請求項３に記載の植物の受粉装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物の受粉を、効率良く、しかも確実に行わせるための受粉方法、及びこの方法の実施に使用する受粉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トマト、ナス、キュウリ等の果実の収穫を目的とする植物の栽培においては、開花後における受粉を確実に行わせることが重要である。自然界における植物の受粉は、多くの場合、虫、鳥等を媒介とする動物媒、又は、風、水等を媒介とする非動物媒によってなされるが、これらの受粉は、いずれも確実性に欠ける上、例えば、ハウス内での果実栽培においては、動物媒及び非動物媒のいずれも利用することが難しいという問題がある。
【０００３】
またハウス内での栽培において、ハチ等の動物を放ち、動物媒による受粉を行わせる試みもなされているが、この受粉は、利用する動物の活動に適した温度以外では不確実になる虞れがある。更に、例えば、マルハナバチを利用した場合、ハウス外に出ることで周辺の生態系に影響を及ぼすことから、ハウス内での受粉に動物媒を採用する場合には、利用する動物の取り扱いが難しいという問題もある。
【０００４】
そこで、果実の栽培農家においては、自然界における受粉を人手により模擬する人為的な受粉方法が広く実施されている。このような受粉方法の一つとして、花に振動を与え、雄しべ表面の花粉を飛散させて雌しべの柱頭に付着させる方法がある。特に、トマト、ナスに代表されるナス科の植物は、雌しべが合着して袋を形成し、この袋内に雌しべを収納する特殊な花構造を有しており、自家受粉により結実することから、振動付加による受粉が有効である。
【０００５】
このような受粉のための振動は、一般的には、各株に多数開花する花の夫々を作業者が把持して揺らすことにより付加しているが、開花後の受粉に適切な時期は限られることから、栽培株数が多い場合、受粉作業に多大の手間及び時間を要するという問題がある。
【０００６】
この問題を解消するために、多数の株に一括して振動を加え、各株に開花する花を揺らして受粉を行わせる方法、及びこの方法の実施に使用する自動受粉装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この受粉装置は、培地（土耕栽培の場合には、耕地、水耕栽培の場合には、根の支持部材）に並べて植えられた複数の植物の上位置に沿って水平に架設された幹線を、夫々の植物に沿って垂直に架設した支線に連結し、夫々の支線に対応する植物に繋いでなり、前記幹線に振動を加え、この振動を夫々の支線を介して各株の茎に伝え、夫々に開花する複数の花を揺らせ、各花にて受粉を行わせる構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１１２６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
さて、特許文献１の自動受粉装置においては、複数の植物に一括して振動を加えることにより、夫々の植物の受粉を短時間にて効率良く行わせ、受粉作業に要する手間を大幅に削減することができるが、実際には、各植物における受粉状態にむらが生じ、受粉の結果として生じる果実の収穫量が低下し、所望の生産性が得られないという問題がある。特に、各株に複数の花が開花する植物においては、各花の受粉状態の良否が、支線の連結位置（培地からの高さ）、支線の性状（材質、重さ等）の影響を受ける結果となっている。
【０００９】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、植物に振動を付加する方法により、多数の植物の受粉を、効率良く、しかも確実に行わせることができる植物の受粉方法、及びその方法の実施に使用する装置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】
【００１０】
本発明に係る植物の受粉方法は、培地に植えられた植物に振動を付加し、該植物の花を揺らして受粉させる植物の受粉方法において、前記植物に付加する振動の周波数を所定の範囲内で変更することを特徴とする。
【００１１】
本発明においては、植物に付加する振動の周波数を所定の範囲内で変更する。種々の高さ位置に開花する花は、開花位置に対応する固有振動数に近い周波数の振動が付加されることで良好に揺れ、各花における確実な受粉が可能となる。周波数の変更範囲は、種々の成長段階にある多くの植物について加振下での花の揺れの状態を検証した結果から定めることができ、具体的には、種々の条件下で開花する全ての花の確実な受粉を達成するためには、１Ｈｚ〜１００Ｈｚであることが望ましく、また、加振に要する時間の短縮を併せて実現するためには、１Ｈｚ〜８０Ｈｚであることが最も望ましく、更に、受粉の確実性を損なわない範囲で時間短縮を優先する場合には、５Ｈｚ〜５５Ｈｚとすればよい。
【００１２】
本発明に係る植物の受粉装置は、培地に植えられた複数の植物に振動を付加し、これらの植物の花を揺らして受粉させるべく使用される植物の受粉装置において、所定の周波数範囲内で変化する振動を出力する加振器と、該加振器の加振出力を前記複数の植物に伝える伝動手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明においては、所定の周波数範囲内で変化する加振器の振動出力を、培地に植えられた複数の植物に伝動手段を介して一括して伝える。複数の植物の種々の高さ位置に開花する花は、茎、枝葉を含めた夫々の固有振動数に近い周波数の振動が付加されることで良好に揺れ、複数の植物に種々の条件下で開花する花において確実な受粉を行わせることができる。
【００１４】
また本発明に係る植物の受粉装置は、前記伝動手段が、前記複数の植物の上方に横架され、前記加振器の出力端に連結された加振ワイヤと、該加振ワイヤから垂下され、前記複数の植物の茎に連結された加振棒とを備えることを特徴とする。
【００１５】
この発明においては、培地に植えられた複数の植物の茎を、これらの上方に横架された加振ワイヤに各別の加振棒を介して連結し、加振ワイヤに加振器の振動出力を付加することで、所定の周波数範囲内で変化する加振器の振動出力を複数の植物に伝える。単一の加振器と、加振ワイヤ及び加振棒とで伝動手段を簡素に構成することができる。また、トマト等の自立が困難な植物においては、茎を誘引して自立を補助すべく設けられる誘引ワイヤ及び誘引棒を、前記加振ワイヤ及び加振棒として兼用でき、加振器を追加するだけで受粉装置を構成することができる。
【００１６】
更に本発明に係る植物の受粉装置は、前記加振ワイヤの両端が、前記培地に立設された支柱に支持ばねを介して連結してあることを特徴とする。
【００１７】
この発明においては、加振ワイヤの支持部に支持ばねを介装し、該支持ばねの弾性変形により加振器の振動出力による加振ワイヤの振動を良好に行わせ、加振棒を介して各植物に大振幅の振動を伝える。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る植物の受粉方法及び受粉装置においては、耕地に植えられた植物に所定の範囲内で周波数が変化する振動を加えるから、前記植物に種々の条件下で開花する花を良好に揺らし、各花を確実に受粉させて、受粉の結果として生じる果実の質の向上及び収穫量の増加を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る植物の受粉方法の実施状態を示す説明図である。
【図２】受粉状態の検証実験の説明図である。
【図３】図２に示す検証実験の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明に係る植物の受粉方法（以下本発明方法という）の実施状態を示す説明図である。
【００２１】
図示のように本発明方法は、耕地１に並べて植えられた多数の植物を一括して受粉させることを目的として実施されるものである。対象となる植物は、例えば、トマト、ナス等の果実の収穫を目的として栽培されるものであり、耕地１上に立ち上がる茎２の途中で分岐する複数の枝20，20…の夫々に開花する花３，３…を有している。
【００２２】
本発明方法の実施に使用する受粉装置は、加振ワイヤ４、加振棒５、加振器６及び制御部７を備えている。加振ワイヤ４は、耕地１に立設された支柱40，40間に横架され、前記植物の並びに沿って延設されている。加振ワイヤ４の両端は、支柱40，40に支持ばね41，41を介して連結されており、加振ワイヤ４は、支持ばね41，41の弾性変形を伴って支柱40，40間で自在に振動し得るようになしてある。
【００２３】
加振棒５は、加振ワイヤ４に上端を連結されて、各植物の対応位置にて下方に垂下されており、夫々の植物の茎２の先端近傍に連結部材50を介して連結されている。連結部材50は、加振棒５に沿って上下方向に位置変更可能であり、この位置変更は、茎２の成長に合わせて適宜に実施される。加振棒５は、茎２の上部を加振ワイヤ４に連結しており、耕地１の上での茎２の自立を補助する作用もなす。この自立の補助は、トマト、ナス等、単独での自立が難しい植物において有効である。
【００２４】
加振器６は、耕地１上に固設した基台60に支持されている。加振器６は、上方に突出する出力ロッド61を備える小型の電磁加振器であり、前記出力ロッド61は、伝動棒62を介して加振ワイヤ４に連結してある。加振器６は、制御部７から駆動回路63に与えられる制御指令に応じて動作し、例えば、所定の周波数範囲内で変化する振動を発生するように構成されている。加振器６の振動出力は、出力ロッド61に取り出され、伝動棒62を介して加振ワイヤ４に伝えられる。
【００２５】
加振ワイヤ４は、加振器６からの振動伝播に応じて両端を支える支柱40，40の間で振動し、この振動は、複数の加振棒５，５…を介して夫々に連結された植物の茎２，２…に伝えられる。本発明方法においては、以上のように茎２，２…に伝播する振動により、各茎２の複数の枝20，20…の夫々に開花する花３，３…を揺らし、各花３，３…内で受粉を行わせるべく実施される。振動の付加により花３，３…を揺らす点に関しては、特許文献１と同じであるが、本発明方法においては、振動の発生源となる加振器６が、前述したように、所定の周波数範囲内で変化する振動を発生し、この振動が夫々の植物に伝わり、茎２を振動させる点で相違している。
【００２６】
本願出願人は、特許文献１の発明において、前述したように、各花の受粉状態にむらが生じることに着目し、その原因を調べるための検証実験を行った。図２は、受粉状態の検証実験の説明図である。
【００２７】
検証実験は、図２に示すように、茎２の高さが異なり、夫々の先端に花３が開花した状態にある５本の植物（トマト）Ａ〜Ｅに振動を付加し、各花３の揺れの程度を観察した。振動は、図１と同様の装置を使用して付加し、各花３の揺れの程度（振幅）は、夫々を撮像装置により撮像し、得られた画像を解析することで数値化した。なお、図２には、茎２及び花３を簡略化して図示し、枝及び葉の図示を省略してある。
【００２８】
図３は、以上の如き検証実験の結果を示す図である。本図の横軸は、付加振動の周波数（Ｈｚ）、縦軸は、振幅であり、図２に示す植物Ａ〜Ｅの花３，３…の振幅を数値化した結果を斜めに並べて示してある。本図に示すように、植物Ａ〜Ｅの花３，３…には、特定の周波数（図３中に数値で示してある）の振動が付加された際に大振幅の揺れが発生し、このような揺れが生じる周波数は、１Ｈｚ〜１００Ｈｚの周波数範囲内において、１又は複数存在することがわかる。各花３，３…の最大振幅は相違するが、夫々の最大振幅は、各花３，３…内で確実に受粉が生じるために十分な大きさである。
【００２９】
なお、図３中には、１Ｈｚ〜１００Ｈｚの周波数範囲内の結果のみを示しているが、検証実験は、付加振動の周波数をより広い範囲（１Ｈｚ〜２００Ｈｚ）で変更して実施している。
【００３０】
図３に示す結果は、植物Ａ〜Ｅが耕地１の表面から加振棒５の連結部材50までの茎２の長さＬ（図２参照）を有する弦としての振動挙動を示すと考えることで理解される。長さＬの弦の固有振動数ｆ（Ｈｚ）は、次式で求めることができる。
ｆ＝ｍｖ／２Ｌ
【００３１】
式中のｍは、定常波の腹の個数（個）、ｖは、弦を伝わる横波の速さ（ｍ／ｓ）、またＬは、弦の長さ（ｍ）である。図３に示す最大振幅が生じる周波数は、各植物Ａ〜Ｅの茎の長さＬを用い、ｍを種々に変更して上式から求められる固有振動数に略一致することが確かめられている。
【００３２】
本発明方法においては、以上の検証実験の結果から、植物に単純に振動を付加するのではなく、所定の範囲内で周波数が変化する振動を付加している。図３の結果から、トマトを対象とする場合、種々の成長段階において開花する花３，３…は、９Ｈｚ〜５３Ｈｚの周波数範囲の振動、上下に若干の余裕を加えて、５Ｈｚ〜５５Ｈｚの周波数範囲の振動を付加することで良好に揺らし得ることがわかる。
【００３３】
他の植物についても、前述のように弦として挙動する茎２の性状（長さ、太さ、剛性、形状、重さ等の固体差）によって差はあるが、１Ｈｚ〜１００Ｈｚの周波数範囲内で変化する振動を付加することにより、種々の条件下で開花する花３，３…を良好に揺らし、確実な受粉が可能となることが確かめられている。
【００３４】
このような振動付加は、花３，３…の開花後の受粉可能時期に、制御部７の制御指令に応じた駆動回路63の動作により加振器６が加振出力を発することによりなされる。制御部７の制御指令は、例えば、１日当り１回〜数回程度の周期で発せられ、加振器６は、夫々の制御指令に応じて、所定の周波数範囲内で変化する加振出力を発する。加振出力の周波数変化は、連続的であってもよく、また断続的であってもよいが、低周波数と高周波数との間で折り返すように複数回繰返すのが望ましい。
【００３５】
受粉は、花３，３…を数秒程度揺らせば完了するが、周波数の変化範囲を広くし、周波数変化を複数回繰り返した場合、加振器６の動作による加振時間が長くなり、運転コストの増加を招くという問題がある。確実な受粉と加振時間の短縮とを両立し得る周波数範囲は、前述した１Ｈｚ〜１００Ｈｚよりもやや狭く、１Ｈｚ〜８０Ｈｚである。
【００３６】
加振器６の動作は、制御部７からの制御指令に従ってではなく、例えば、作業者のスイッチ操作により行わせることも可能である。振動付加は、前述したように、１日当り１回〜数回実施すればよく、スイッチ操作が作業者に及ぼす負担は小さいが、作業者がスイッチ操作を忘れる虞れがある。実施の形態に示すように制御部７を設けることで、スイッチ操作の忘れによる受粉機会の喪失を未然に防止することができる。
【００３７】
このように実施される本発明方法によれば、図１に示すように、種々の条件下にて開花する花３，３…を確実に揺らし、夫々の花３，３…における受粉を確実に行わせることができる。受粉は、花３，３…を数秒程度揺らせば完了するから、加振器６の動作は、周波数変化を複数回繰り返したとしても、数分程度の短時間で終了する。
【００３８】
なお以上の実施の形態においては、一列に並ぶ植物を対象とする場合について説明したが、縦横に並べて植えられた植物を対象とする場合、縦横の列に沿って加振ワイヤ４を架設し、該加振ワイヤ４と夫々の植物とを、各別の加振棒５を介して連結することにより本発明方法を実施することができる。
【００３９】
また以上の実施の形態においては、トマト等の自立が難しい植物を対象とし、加振ワイヤ４及び加振棒５を、自立の補助手段として兼用してあるが、自立が可能な植物においては、例えば、茎２の高さ範囲内に加振ワイヤ４を架設し、該加振ワイヤ４を茎２に直接的に連結する等、異なる構成の伝動手段を採用することができる。
【００４０】
更に以上の実施の形態においては、耕地１を培地として土耕栽培される植物について説明したが、本発明は、ロックウール等の支持部材を培地とし、種々の栄養成分を含む水溶液中に根を浸して実施する水耕栽培においても適用可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４１】
１    耕地（培地）
２    茎
３    花
４    加振ワイヤ
５    加振棒
６    加振器
【図１】
2011244750.tif 000003
【図２】
2011244750.tif 000004
【図３】
2011244750.tif 000005