(57)【要約】【課題】培養液を交換しなくても生産性を維持できる水耕栽培方法を提供すること。【解決手段】根から自身に対する成長抑制物質を放出する目的植物ＰＡと、目的植物ＰＡの成長を助成する助成植物ＰＢとを、異なる水耕栽培容器１Ａおよび１Ｃにて栽培し、これらの容器間で水を流動させる。これにより、目的植物ＰＡについては目的植物ＰＡに適した条件で、助成植物ＰＢについては目的植物ＰＢの生長を助成するのに適した条件で事実上混植可能となる。また、露地栽培のように互い違いに混植せずに済み、目的植物ＰＡをまとめて育成ないし収穫できる。【選択図】        図１
2004267140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
根から自身に対する成長抑制物質を放出する目的植物と、当該目的植物の成長を助成する助成植物とを、異なる水耕栽培区域にて栽培し、これらの区域間で水を流動させることを特徴とする水耕栽培方法。
【請求項２】
根から自身に対する成長抑制物質を放出する目的植物と、当該目的植物の成長を助成する助成植物とを、同一の水耕栽培区域にて栽培し、この区域の水を環流させることを特徴とする水耕栽培方法。
【請求項３】
前記助成植物は、前記成長抑制物質を吸収する植物であることを特徴とする請求項１または２に記載の水耕栽培方法。
【請求項４】
前記目的植物はウリ科の植物であり、前記助成植物はアカザ科の植物であることを特徴とする請求項３に記載の水耕栽培方法。
【請求項５】
前記助成植物は、前記目的植物に対しての成長促進物質を放出する植物であることを特徴とする請求項１または２に記載の水耕栽培方法。
【請求項６】
前記目的植物はウリ科の植物であり、前記助成植物はキク科の植物であることを特徴とする請求項５に記載の水耕栽培方法。
【請求項７】
成長抑制物質を分解する分解菌を水の中に添加したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の水耕栽培方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水耕栽培方法に関し、特に、成長抑制物質を放出する植物の水耕栽培方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、水耕栽培は、育成する植物の成長が早いという利点があった。また、野菜に適用する場合には収穫量も多くなるという利点もあった。水耕栽培は、ビニルハウスやガラスハウスといった施設栽培にも適しており、収穫時期の調整や生産量の調整、収量予測も可能となるという利点もあった。また、水耕栽培は栽培負担も著しく軽減されるという利点もある。特に、耕耘作業が全くないほか、施肥は水槽への培養液注入と培養液撹拌により可能となる。これにより、生産効率が高まり、農作業従事者の一人あたりの作付面積を広くすることが可能となる。反対に、高齢化した農作業従事者であっても従来の作付面積を維持しつつ農業を続けられるという利点も生じる。
【０００３】
換言すれば、従来の水耕栽培により、収穫率という観点からも農作業負担という観点からも生産性を高めることが可能であった。
【０００４】
【非特許文献１】
浅尾俊樹、他５名「水耕キュウリの培養液非交換による収量の減少と活性炭添加による回復」、園芸学会誌、１９９８年１月１５日、第６７巻、第１号、ｐ．９９−１０５
【非特許文献２】
浅尾俊樹、他３名「培養液非更新水耕キュウリの接ぎ木による収穫期の延長」、園芸学会誌、１９９９年５月１５日、第６８巻、第３号、ｐ．５９８−６０２
【非特許文献３】
浅尾俊樹、他６名「水耕栽培キュウリの培養液から分離したフェノール物質が果実収量に及ぼす影響」、園芸学会誌、１９９９年７月１５日、第６８巻、第４号、ｐ．８４７−８５３
【非特許文献４】
浅尾俊樹、他４名「水耕栽培キュウリの溶存酸素濃度を異にする培地への活性炭添加が植物体の生育と収穫果実数に及ぼす効果」、園芸学会誌、１９９９年１１月１５日、第６８巻、第６号、ｐ．１１９４−１１９６
【非特許文献５】
浅尾俊樹、他７名「培養地に添加されたフェノール物質分解菌が水耕キュウリの栄養生長に及ぼす効果」、園芸学会誌、２００１年５月１５日、第７０巻、第３号、ｐ．３９３−３９５
【非特許文献６】
浅尾俊樹、他３名「葉菜類の養液培養における自家中毒の発生とその種間差異」、園芸学会誌、２００１年７月１５日、第７０巻、第４号、ｐ．５１９−５２１
【非特許文献７】
浅尾俊樹、他５名「キュウリ幼苗のバイオアッセイによる閉鎖系養液栽培に適した品種選定の可能性」、植物工場学会誌、１９９８年、第１０巻、第２号、ｐ．９２−９５
【非特許文献８】
浅尾俊樹、他６名「２，４−Ｄｉｃｈｌｏｒｏｂｅｎｚｏｉｃ  ａｃｉｄがスプリット・ルート法で水耕されたキュウリの収量に及ぼす影響」、植物工場学会誌、２００１年、第１３巻、第１号、ｐ．５９−６２
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術では以下の問題点があった。
すなわち、植物の中には連作障害を起こすものがあり、その中でも、栽培植物の根から自身に対する成長抑制物質を放出するものがある。従って、このような植物を水耕栽培すると、水槽の中で成長抑制物質が蓄積し、収穫量が伸び悩むという問題点があった。このとき、培養液を交換する方法も考えられるが、わずかな濃度の成長抑制物質を取り除くために、養分を含んだ培養液を廃棄するのはコスト高につながるという問題点があった。また、培養液を単に廃棄すると周りの環境が汚染されてしまうという問題点もあった。
【０００６】
本発明は上記に鑑みてなされたものであって、培養液を交換しなくても生産性を維持できる水耕栽培方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の水耕栽培方法は、根から自身に対する成長抑制物質を放出する目的植物と、当該目的植物の成長を助成する助成植物とを、異なる水耕栽培区域にて栽培し、これらの区域間で水を流動させることを特徴とする。
【０００８】
すなわち、請求項１にかかる発明は、目的植物については目的植物に適した条件で、助成植物については目的植物の生長を助成するのに適した条件で事実上混植可能となる。また、露地栽培のように互い違いに混植せずに済み、目的植物をまとめて育成ないし収穫できる。
【０００９】
ここで、目的植物とは農作業従事者が栽培の主目的とする植物をいう。ただし、目的植物も助成植物も１種に限定されることを意味するのでなく、複数の植物をそれぞれ別の水耕栽培区域で栽培する態様であってもよい。従って、水耕栽培する系に２種以上の目的植物が含まれていてもよいし、２種以上の助成植物が含まれていてもよい。換言すれば、着目する植物が目的植物であり、それ以外を助成植物ということもできる。植物の組み合わせによっては、各々が連鎖的に成長抑制を補い合い、全てが目的植物ともなりうる。
【００１０】
また、成長抑制物質とは、直接的に成長を阻害する物質を含むほか、微生物や紫外線や温度などの作用により変化して成長を阻害する物質に変化する間接的な物質も含む。水耕栽培区域とは、植物を水耕栽培する区域をいう。例えば、水槽やコンテナなどで仕切られた領域をいう。
【００１１】
また、請求項２に記載の水耕栽培方法は、根から自身に対する成長抑制物質を放出する目的植物と、当該目的植物の成長を促進させる助成植物とを、同一の水耕栽培区域にて栽培し、この区域の水を環流させることを特徴とする。
【００１２】
すなわち、請求項２にかかる発明は、水耕栽培により事実上混植可能となる。特に、目的植物と助成植物との育成条件が同一ないし近似する場合に、効率的な水耕栽培が可能となる。
【００１３】
また、請求項３に記載の水耕栽培方法は、請求項１または２に記載の水耕栽培方法において、前記助成植物が前記成長抑制物質を吸収する植物であることを特徴とする。
【００１４】
すなわち、請求項３にかかる発明は、成長抑制物質を吸収することによって目的植物の成長を助成する。
【００１５】
また、請求項４に記載の水耕栽培方法は、請求項３に記載の水耕栽培方法において、前記目的植物がウリ科の植物であり、前記助成植物がアカザ科の植物であることを特徴とする。
【００１６】
すなわち、請求項４にかかる発明は、ウリ科の植物の果実を効率よく収穫できる。このうち、施設栽培の主要作目であるウリ科のキュウリを目的植物とするとき、助成植物としてはアカザ科のホウレンソウを挙げることができる。
【００１７】
また、請求項５に記載の水耕栽培方法は、請求項１または２に記載の水耕栽培方法において、前記助成植物が前記目的植物に対する成長促進物質を放出する植物であることを特徴とする。
【００１８】
すなわち、請求項５にかかる発明は、成長促進物質により目的植物の成長を助成する。
【００１９】
また、請求項６に記載の水耕栽培方法は、請求項５に記載の水耕栽培方法において、前記目的植物がウリ科の植物であり、前記助成植物がキク科の植物であることを特徴とする。
【００２０】
すなわち、請求項６にかかる発明は、ウリ科の植物の果実を効率よく収穫できる。このうち、施設栽培の主要作目であるウリ科のキュウリを目的植物とするとき、助成植物としてはキク科のマリーゴールドを挙げることができる。
【００２１】
また、請求項７に記載の水耕栽培方法は、請求項１〜６のいずれか一つに記載の水耕栽培方法において、成長抑制物質を分解する分解菌を水の中に添加したことを特徴とする。
【００２２】
すなわち、請求項７にかかる発明は、成長抑制物質を効率的に分解することが可能となる。ここで、成長抑制物質としては、フェノール類、例えば、安息香酸、パラヒドロキシ安息香酸、２，４ジクロロ安息香酸、フタル酸を挙げることができる。なお、分解菌とは、土壌中からスクリーニング可能であって成長抑制物質を分解する細菌ないし微生物をいう。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の水耕栽培方法を適用するシステム構成の概念図である。目的植物ＰＡは容器１Ａの培養液２Ａにより水耕栽培されている。助成植物ＰＢは容器１Ｂの培養液２Ｂにより水耕栽培されている。ポンプ３Ａは水路４Ａを介して容器１Ａから容器１Ｂへ水を流す。同様に、ポンプ３Ｂは水路４Ｂを介して容器１Ｂから容器１Ａへ水を流す。
【００２４】
本システムを利用することにより、目的植物ＰＡの根から放出される成長抑制物質を助成植物ＰＢで吸収させることが可能となる。また、助成植物ＰＢが放出する目的植物ＰＡにとっての成長促進物質により成長抑制物質の影響を低減もしくはなくすことが可能となる。また、栽培区域を分けるので、モノカルチャー、すなわち、特定種類の換金作物、すなわち、目的植物を大規模に栽培する農業形態が可能となる。
【００２５】
図２は、本発明の水耕栽培方法を適用する他のシステム構成の概念図である。本システムでは、植物を３種水耕栽培する様子を示している。植物ＰＡ（図示せず）、植物ＰＢ（図示せず）、植物ＰＣ（図示せず）は、それぞれ容器１Ａ、容器１Ｂ、容器１Ｃの培養液（培養液２Ａ、培養液２Ｂ、培養液２Ｃ）により水耕栽培されている。ポンプ３ＡＢ、ポンプ３ＡＣは、それぞれ水路４ＡＢ、水路４ＡＣを介して培養液２Ａを容器１Ｂおよび容器１Ｃへ流入させる。ポンプ３ＢＣ、ポンプ３ＢＡは、それぞれ水路４ＢＣ、水路４ＢＡを介して培養液２Ｂを容器１Ｃおよび容器１Ａへ流入させる。ポンプ３ＣＡ、ポンプ３ＣＢは、それぞれ水路４ＣＡ、水路４ＢＡを介して培養液２Ｃを容器１Ａおよび容器１Ｂへ流入させる。
【００２６】
本システムを利用すれば、目的植物を複数栽培することができる。また、目的植物が複数の成長抑制物質を放出している場合には、その物質に対応させた混植が可能となる。
【００２７】
図３は、本発明の水耕栽培方法を適用した施設栽培の構成例を示した概念図である。図示したように、ビニルハウス５およびビニルハウス６内で目的植物７を育成し、ビニルハウス８内で助成植物９を水耕栽培している。ここでは、目的植物７を二カ所で栽培しているが、これは、収穫時期を調整するためである。
【００２８】
なお、以上の例では、目的植物と助成植物を異なる水槽で栽培していたが、同じ水槽で育成する態様であっても良い。このとき、水槽の左２／３で目的植物を、右１／３で助成植物を植え分けるようにするのが好ましい。領域的な植え分けをすることにより、収穫作業を簡便におこなうことができる。なお、同じ水槽で育成する際には、ローターにより水槽内の水を撹拌するようにする。これにより、水質が均一となり、成長抑制物質を効率的に助成植物に効率よく接触させることができる。
【００２９】
【実験例】
本実験例では、キュウリとホウレンソウ、キュウリとマリーゴールド、キュウリとネギの組み合わせについて混植実験をおこなった。用いた品種を以下に示す。
・キュウリ      ：聖護院青長節成
・ホウレンソウ  ：オーライ
・マリーゴールド：オレンジアイシス
・ネ    ギ      ：博多黒ネギ
【００３０】
キュウリは、ウリ科の植物であり、本願発明者は、これを目的植物に設定し、収穫果実数を比較することとした。ホウレンソウはアカザ科の植物、マリーゴールドはキク科の植物、ネギはユリ科の植物であり、これらを助成植物と想定した。ホウレンソウを選んだ理由は、アカザ科の植物には塩分や重金属イオンなどを液胞内に吸収する機能を持ち、これが成長抑制物質を吸収すると仮定したからである。マリーゴールドを選んだ理由は、マリーゴールドが根から自身の成長を促進する成分を放出しているため、これがキュウリの生長も促進させるものと仮定したからである。ネギを選んだ理由は、根からアリシンのような抗菌物質を分泌しており、これが、キュウリの生長阻害物質の生成を抑制すると仮定したからである。
【００３１】
なお、キュウリの成長抑制物質は、非特許文献３にも示されているとおり、安息香酸、パラヒドロキシ安息香酸、２，４ジクロロ安息香酸、および、フタル酸である。これらは、キュウリを水耕栽培した養液に活性炭を入れ、吸着された物質をＧＣ／ＭＳ法（Ｇａｓ  Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：ガスクロマトグラフィー質量分析法）により特定し、特定された物質を新規にキュウリの水耕栽培養液にそれぞれ添加して抑制を確認したものである。キュウリについては、２，４ジクロロ安息香酸の抑制度合いが大きいことが確認された。
【００３２】
具体的な実験を説明する。培養液は７５％濃度の園試処方標準液（電気伝導度ＥＣ＝２．０ｄＳ／ｍ）を基準液とし、これに準じて調整した。また、実験では５０リッターの培養液を入れたプラスチックコンテナをホースで結合しポンプで水を流動させた。これらの培養液は交換せずに、２週間毎に無機養分を基準液と同じ濃度に調整した。なお、比較として、キュウリのみの水耕栽培をおこない、この培養液を２週間毎に全量交換したものと、全く培養液を交換せず無機養分を基準液と同じに調整したもののデータも測定した。結果を統計処理し表１に示す。
【００３３】
【表１】
2004267140.tif 000003
【００３４】
表に示したように、培養液を交換したものが一株あたりの収穫果実数が最も多く、反対に養分を保ちつつ培養液を交換しないものは成長抑制物質が蓄積されるので、一株あたりの収穫果実数が最も少なかった。また、ホウレンソウとマリーゴールドと混植した場合には、収穫果実数が有意に回復していることが確認できた。
【００３５】
本発明は、本実施の形態および実施例に限定されない。成長を助成する方法としては成長を促進させる方法と、成長阻害するものを除去する方法が挙げられる。このうち、後者については例えば活性炭を水槽に添加する方法が考えられる。このとき、成長阻害物質と栄養素との大きさの違いを利用して活性炭の孔径や比表面積を適宜調整して選択的に成長阻害物質を吸着する方法が挙げられる。
【００３６】
また、成長抑制物質を分解する分解菌を水槽に添加する方法も考えられる。キュウリについては、前述したように４種の成長抑制物質（フェノール物質）がしられている。分解菌は、例えば、水耕キュウリの根や水田土壌から抽出した液を水耕栽培時の水温付近で培養し、成長阻害物質を添加した寒天培地に接種後、成長阻害物質の分解能力の高いものをスクリーニングして得ることができる。このフェノール物質分解菌を水槽に添加することで、目的植物の成長を助成することができる。
【００３７】
以上は、キュウリについての実験例であるが、このほか本水耕栽培方法は、少なくとも、セリ科、キク科、アブラナ科の植物にも有効である。セリ科としては、セルリー（Ａｐｉｕｍ  ｇｒａｖｅｏｌｅｎｓ  Ｌ．）、パセリ（Ｐｅｔｒｏｓｅｌｉｎｕｍ  ｃｒｉｓｐｕｍ  Ｎｙｍ．）、ミツバ（Ｃｒｙｐｔｏｔａｅｎｉａ  ｊａｐｏｎｉｃａ  Ｈａｓｓｋ．）を挙げることができる。キク科としては、リーフレタス（Ｌａｃｔｕｃａ  ｓａｔｉｖｕｓ  Ｌ．）、結球レタス（Ｌａｃｔｕｃａ  ｓａｔｉｖｕｓ  Ｌ．）、ゴボウ（Ａｒｃｔｉｕｍ  ｌａｐｐａ  Ｌ．）、シュンギク（Ｃｈｒｙｓａｎｔｈｅｍｕｍ  ｃｏｒｏｎａｒｉｕｍ  Ｌ．）を挙げることができる。アブラナ科としては、コマツナ（Ｂｒａｓｓｉｃａ  ｃａｍｐｅｓｔｒｉｓ  Ｌ．）、ハクサイ（Ｂｒａｓｓｉｃａ  ｃａｍｐｅｓｔｒｉｓ  Ｌ．）、葉ダイコン（Ｒａｐｈａｎｕｓ  ｓａｔｉｖｕｓ  Ｌ．）、チンゲンサイ（Ｂｒａｓｓｉｃａ  ｃａｍｐｅｓｔｒｉｓ  Ｌ．）、タカナ（Ｂｒａｓｓｉｃａ  ｊｕｎｃｅａ  Ｇｚｅｒｎ．  ｅｔ  Ｃｏｓｓ．）、ケール（Ｂｒａｓｓｉｃａ  ｏｌｅｒａｃｅａ  Ｌ．）などを挙げることができる。なお、目的植物は、野菜や果樹に限らず、観賞用などの植物であってもよい。
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、培養液を交換しなくても生産性を維持できる水耕栽培方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の水耕栽培方法を適用するシステム構成の概念図である。
【図２】本発明の水耕栽培方法を適用する他のシステム構成の概念図である。
【図３】本発明の水耕栽培方法を適用した施設栽培の構成例を示した概念図である。
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ            容器
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ            培養液
３Ａ，３Ｂ，３ＡＢ，３ＡＣ，３ＢＣ，３ＢＡ，３ＣＡ，３ＣＢ        ポンプ
４Ａ，４Ｂ，４ＡＢ，４ＡＣ，４ＢＣ，４ＢＡ，４ＣＡ，４ＢＡ        水路
５，６，８          ビニルハウス
７          目的植物
９          助成植物
【図１】
2004267140.tif 000004
【図２】
2004267140.tif 000005
【図３】
2004267140.tif 000006