(57)【要約】【課題】代表的な養液栽培作物であるレタスを対象として、養液栽培に必要な栄養分を大幅に低減しながらも十分な収量を確保する。【解決手段】培養液を用いてレタスを養液栽培する方法において、培養液を水で希釈してレタスの生育不良が生じ得る濃度に調整し、レタスの栽培開始前及び栽培中の少なくともいずれかのタイミングで培養液のリン濃度とカリウム濃度を調整して、栽培期間中の培養液のリン濃度とカリウム濃度をレタスの生育不良を回避し得る濃度以上に維持して養液栽培を行うようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
培養液を用いてレタス（Ｌａｃｔｕｃａ  ｓａｔｉｖａ）を養液栽培する方法において、
前記培養液を水で希釈してレタスの生育不良が生じ得る濃度に調整し、レタスの栽培開始前及び栽培中の少なくともいずれかのタイミングで前記培養液のリン濃度とカリウム濃度を調整して、栽培期間中の前記培養液のリン濃度とカリウム濃度をレタスの生育不良を回避し得る濃度以上に維持して養液栽培を行うことを特徴とするレタスの養液栽培方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レタスの養液栽培方法に関する。さらに詳述すると、本発明は、レタスを湛液式栽培法等の養液栽培法により栽培するのに好適な養液栽培方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
植物工場等の施設園芸に関する研究は従来から各種行われている。例えば、本件出願人は、人工環境下での植物の栽培を可能とする植物工場に関する研究成果を非特許文献１において報告している。
【０００３】
ところで、近年、産業活動における温室効果ガスの排出削減が求められており、農業の分野においてもそのための様々な取り組みがなされている。例えば、植物工場等の施設園芸においては、エネルギー消費効率の高い農業用ヒートポンプの普及の拡大や、メタルハライドランプ、高圧ナトリウムランプ、蛍光灯などの人工光源のＬＥＤへの代替等によって、温室効果ガスの排出削減が図られつつある。
【０００４】
ところで、植物工場等の施設園芸における基幹技術として、作物を培養液により栽培する養液栽培方法が知られている。養液栽培方法を行う際には、病気の蔓延等を防ぐために、培養液を定期的にあるいは随意に廃棄している場合が多い。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】電力中央研究所報告  Ｕ９３０１４（１９９３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
養液栽培を行う場合には、作物の収量を十分に確保するために、栽培時に各種栄養分を添加した培養液を使用する必要がある。しかしながら、培養液に含まれる栄養分の生産には、温室効果ガスの排出を伴うことから、施設園芸において総合的に温室効果ガスの削減を達成するためには、作物の収量を確保しながらも、栽培時の栄養分を極力低減し得る知見の蓄積が望まれる。
【０００７】
また、養液栽培において培養液を定期的にあるいは随意に廃棄している状況に鑑みれば、排水中に含まれる栄養分濃度をできるだけ低減して、環境への負荷をできる限り低減したり、排水処理にかかる手間等を出来る限り削減することが望まれる。
【０００８】
そこで、本発明は、代表的な養液栽培作物であるレタスを対象として、養液栽培に必要な栄養分を大幅に低減しながらも十分な収量を確保することのできるレタスの養液栽培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】
【０００９】
かかる課題を解決するため、本願発明者は鋭意検討を行った。まず、単純に培養液を水で希釈して栽培時の培養液の使用量を減らすことによって、栄養分の使用量を減らすことについて検討した。その結果、培養液の濃度を大幅に低下させ過ぎると、レタスに生育不良が生じることを確認した。
【００１０】
本願発明者は、レタスの生育不良が生じた要因について種々検討を行った結果、培養液の濃度を低下させることで、リンとカリウムが不足することによって、レタスの生育不良が生じていることを実験的に突き止めるに至った。
【００１１】
そこで、本願発明者は、培養液の濃度をレタスに生育不良が生じ得る濃度に調整した後、この培養液のリン濃度とカリウム濃度を高めてレタスの栽培試験を実施したところ、レタスの生長不良が生じない濃度の培養液を用いてレタスの栽培試験を実施した場合と同様の結果が得られることを知見するに至り、さらに種々検討を重ねて本願発明を完成するに至った。
【００１２】
即ち、本発明のレタスの養液栽培方法は、培養液を用いてレタスを養液栽培する方法において、培養液を水で希釈してレタスの生育不良が生じ得る濃度に調整し、レタスの栽培開始前及び栽培中の少なくともいずれかのタイミングで培養液のリン濃度とカリウム濃度を調整して、栽培期間中の培養液のリン濃度とカリウム濃度をレタスの生育不良を回避し得る濃度以上に維持して養液栽培を行うようにしている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のレタスの養液栽培方法によれば、培養液の濃度をレタスに生育不良が生じ得る濃度まで低濃度化しても、培養液のリン濃度とカリウム濃度を高めるだけで、レタスの生育不良を回避して十分な収量を確保することができるので、培養液の使用量を従来よりも抑えて、各種栄養分、例えばアンモニア性窒素や硝酸性窒素などの窒素成分、硫酸などの硫黄成分、マグネシウム、カルシウム等の使用量を抑えることができる。また、リン酸などのリン成分やカリウム成分についても、培養液のリン濃度とカリウム濃度をレタスの生育不良を回避し得る濃度以上となるように添加すればよいので、従来よりも使用量を抑えることができる。したがって、レタスの養液培養における各種栄養分の使用量を総合的に低減して、温室効果ガス排出量を削減することが可能となる。
【００１４】
また、本発明のレタスの養液栽培方法によれば、培養液の濃度をレタスに生育不良が生じ得る濃度まで低濃度化しているので、培養液の環境への流出による負荷を低減することが可能となる。または、排水処理にかかる手間等を削除ないしは低減することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の養液栽培方法により培養したレタスの生育状態を示す写真である。
【図２】実施例で使用した養液栽培装置の構成概略図である。
【図３】実施例１の栽培試験における生重量の経時変化を示す図である。
【図４】実施例１の栽培試験における吸水量の経時変化を示す図である。
【図５】実施例１の栽培試験における各試験区のレタスの収穫後生重量の比較図である。
【図６】実施例１の栽培試験における培養液の電気伝導度（ＥＣ）の経時変化を示す図である。
【図７】実施例１の栽培試験における培養液のＫ＋濃度の経時変化を示す図である。
【図８】実施例１の栽培試験における培養液のＮＯ３−−Ｎ濃度の経時変化を示す図である。
【図９】実施例２の栽培試験における生重量の経時変化を示す図である。
【図１０】実施例２の栽培試験における吸水量の経時変化を示す図である。
【図１１】実施例２の栽培試験における各試験区のレタスの収穫後生重量の比較図である。
【図１２】実施例２の栽培試験における培養液のｐＨの経時変化を示す図である。
【図１３】実施例２の栽培試験における培養液の電気伝導度（ＥＣ）の経時変化を示す図である。
【図１４】実施例２の栽培試験における培養液のＣａ２＋濃度の経時変化を示す図である。
【図１５】実施例２の栽培試験における培養液のＭｇ２＋濃度の経時変化を示す図である。
【図１６】実施例２の栽培試験における培養液のＳＯ４２−−Ｓ濃度の経時変化を示す図である。
【図１７】実施例２の栽培試験における培養液のＮＨ４＋−Ｎ濃度の経時変化を示す図である。
【図１８】実施例２の栽培試験における培養液のＮＯ３−−Ｎ濃度の経時変化を示す図である。
【図１９】実施例２の栽培試験における培養液のＫ＋濃度の経時変化を示す図である。
【図２０】実施例２の栽培試験における培養液のＰＯ４３−−Ｐ濃度の経時変化を示す図である。
【図２１】実施例３の栽培試験における生重量の経時変化を示す図である。
【図２２】実施例３の栽培試験における吸水量の経時変化を示す図である。
【図２３】実施例３の栽培試験における各試験区のレタスの収穫後生重量の比較図である。
【図２４】実施例３の栽培試験における培養液のＰＯ４３−−Ｐ濃度の経時変化を示す図である。
【図２５】実施例３の栽培試験における培養液のＫ＋濃度の経時変化を示す図である。
【図２６】実施例３の栽培試験における培養液のＮＨ４＋−Ｎ濃度の経時変化を示す図である。
【図２７】実施例３の栽培試験における植物の培養液からのＫ＋吸収量の経時変化を示す図である。
【図２８】実施例３の栽培試験における植物の培養液からのＰＯ４３−−Ｐ吸収量の経時変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
本発明のレタスの養液栽培方法は、培養液を用いてレタスを養液栽培する方法において、培養液を水で希釈してレタスの生育不良が生じ得る濃度に調整し、レタスの栽培開始前及び栽培中の少なくともいずれかのタイミングで培養液のリン濃度とカリウム濃度を調整して、栽培期間中の培養液のリン濃度とカリウム濃度をレタスの生育不良を回避し得る濃度以上に維持して養液栽培を行うようにしている。
【００１８】
本発明の養液栽培方法の対象となるレタス（Ｌａｃｔｕｃａ  ｓａｔｉｖａ）は、例えば、ヘッドレタス、リーフレタス、立ちレタス、カッティングレタス、ステムレタス等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００１９】
また、本発明の養液栽培方法の対象となるレタスは、幼苗の段階で定植して本発明を養液栽培方法に供するのが好適であるが、この生長段階よりも前段階もしくは後段階から適用してもよい。
【００２０】
養液栽培方法としては、例えば、湛液式栽培法、ＮＦＴ式栽培法、ロックウール栽培法等が挙げられ、好適には湛液式栽培法が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２１】
培養液は、大塚Ａ処方や大塚Ｂ処方等の園芸試験場標準処方準拠品や、片倉チッカリンなどの山崎処方準拠品等を用いることができ、好適には園芸試験場標準処方準拠品を用いることができるがこれらに限定されるものではない。例えば、園芸試験場標準処方準拠品や山崎処方準拠品等と同様に、アンモニア態窒素や硝酸態窒素等の窒素成分、リン酸等のリン成分、硫酸等の硫黄成分、カリウム、マグネシウム、カルシウム等を含む培養液を適宜用いることができる。また、培養液には大塚５号等の微量元素成分含有物等を添加して、微量元素不足を補うようにしてもよい。
【００２２】
レタスの生育不良が生じ得る培養液濃度は、使用する培養液の組成、培養液の容量、培養液に対する栽培対象レタスの株数、栽培期間、栽培方式、栽培環境等に依存し得ることから、一概には規定できないが、使用する培養液のリン濃度とカリウム濃度が高濃度である程、培養液の容量が多い程、培養液に対する栽培対象レタスの株数が少ない程、栽培期間が短い程、レタスの生育不良が生じ得る培養液濃度は低くなる傾向にある。逆に、使用する培養液のリン濃度とカリウム濃度が低濃度である程、培養液の容量が少ない程、培養液に対する栽培対象レタスの株数が多い程、栽培期間が長い程、レタスの生育不良が生じ得る培養液濃度は高くなる傾向にある。
【００２３】
レタスの生育不良が生じ得る培養液濃度は、実験的に導き出すことができる。例えば、
１種類の培養液を基本培養液として各種濃度に水で希釈し、培養液の容量、培養液に対する栽培対象レタスの株数、栽培期間、栽培方式を固定し、実際に養液栽培を行う環境に近づけた条件で栽培試験を行い、その生重量、葉の枚数、外観等が、レタスの生育不良が生じない濃度の培養液のそれらと有意差が認められるか否かを判断し、有意差が認められる培養液濃度をレタスの生育不良が生じ得る培養液濃度と決定することができる。
【００２４】
一例を挙げると、園芸試験場標準処方準拠品である大塚化学Ｂ処方の培養液を用い、培養液の容量を１８リットルとし、栽培対象レタスの株数を５株とし、栽培期間を２４日間として、湛液方式により一般的な温室で栽培試験を行った場合、培養液を体積換算で１／５濃度以下とすると、レタスの生育不良が生じることが本願発明者の実験により確認されている。
【００２５】
尚、培養液濃度は、レタスの生育不良が生じ得る濃度以下で尚かつレタスの生育が停止する濃度よりも高濃度とすることが好適である。レタスの生育が停止する濃度まで培養液を低濃度化すると、本発明の効果が得られなくなる場合がある。
【００２６】
次に、本発明では、レタスの栽培開始前及び栽培中の少なくともいずれかのタイミングで培養液のリン濃度とカリウム濃度を調整して、栽培期間中の培養液のリン濃度とカリウム濃度をレタスの生育不良を回避し得る濃度以上に維持して養液栽培を行うようにしている。
【００２７】
リン濃度とカリウム濃度の調整は、レタスの栽培開始前にのみ行うようにしてもよいし、レタスの栽培中にのみ行うようにしてもよい。あるいは、レタスの栽培開始前と栽培中の双方において行うようにしてもよい。また、リン濃度とカリウム濃度の調整を栽培中に行う場合には、濃度モニタ等によって測定した結果をフィードバックするように連続的に行うようにしてもよいし、定期的に行うようにしてもよいし、随意に１回ないしは２回以上調整するようにしてもよい。要は、栽培期間中の培養液のリン濃度とカリウム濃度をレタスの生育不良を回避し得る濃度以上に維持できるように、レタスの栽培開始前及び栽培中の少なくともいずれかのタイミングで、リン濃度とカリウム濃度の調整を行うようにすればよい。
【００２８】
リン濃度の調整は、例えばリン含有物を添加することにより行うことができる。リン含有物としては、例えば、ＮＨ４（Ｈ２ＰＯ４）等の各種リン酸アンモニウム、リン酸カルシウムなどの各種リン酸塩を用いることができるが、これらに限定されるものではない。
【００２９】
カリウム濃度の調整は、例えばカリウム含有物を添加することにより行うことができる。カリウム含有物としては、例えば、硝酸カリウム等の各種カリウム化合物等を用いることができるが、これらに限定されるものではない。
【００３０】
また、リン濃度とカリウム濃度の調整は、リン濃度とカリウム濃度をレタスの生育不良を回避し得る濃度以上に調整済みの新たな培養液に更新（交換）することによっても行い得る。
【００３１】
レタスの生育不良を回避し得るリン濃度とカリウム濃度は、使用する培養液の組成、栽培方式、栽培環境等に依存し得ることから、一概には規定できないが、実験的に導き出すことができる。例えば、上記により決定したレタスの生育不良が生じ得る濃度に希釈された培養液のリン濃度とカリウム濃度を各種濃度で変化させ、栽培方式を固定し、実際に養液栽培を行う環境に近づけた条件で栽培試験を行い、その生重量、葉の枚数、外観等が、レタスの生育不良が生じない濃度の培養液のそれらと有意差が認められるか否かを判断し、有意差が認められないリン濃度とカリウム濃度をレタスの生育不良を回避し得るリン濃度とカリウム濃度と決定することができる。尚、レタスの生育不良を回避し得る条件をリン濃度とカリウム濃度で規定しているので、培養液の容量の増減によるリンとカリウムの絶対量の増減、培養液に対する栽培対象レタスの株数の増減によるリンとカリウムの減少量の違い、栽培期間の長短によるリンとカリウムの減少量の違いを考慮して、あらゆる条件の培養液の容量、培養液に対する栽培対象レタスの株数、栽培期間に対して、培養液のリン濃度とカリウム濃度をレタスの生育不良を回避し得る濃度以上に容易に維持・調整することができる。
【００３２】
一例を挙げると、園芸試験場標準処方準拠品である大塚化学Ｂ処方の培養液を１／５濃度以下に希釈し、湛液方式により一般的な温室で栽培試験を行う場合には、リン濃度を４ｍｇ／Ｌ以上に維持することでレタスの生育不良を回避し得るが、６ｍｇ／Ｌ以上に維持することが好適且つ確実であり、７ｍｇ／Ｌ以上に維持することがより好適且つ確実である。カリウム濃度は、１３ｍｇ／Ｌ以上に維持することでレタスの生育不良を回避し得るが、２７ｍｇ／Ｌ以上に維持することが好適且つ確実であり、２８ｍｇ／Ｌ以上に維持することがより好適且つ確実である。
【００３３】
上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、培養液には、本発明の効果を実質的に阻害しない範囲で、各種添加物を添加するようにしてもよい。例えば、ｐＨ調整剤等を添加してもよい。
【実施例】
【００３４】
以下に本発明の実施例を説明するが、本発明はこれら実施例に限られるものではない。
【００３５】
（実施例１）
養液栽培に用いる培養液の濃度がレタスの生育に及ぼす影響について検討した。
【００３６】
（１）栽培対象植物
本実施例では、ヘッドレタス（バターヘッドタイプ）である岡山サラダ菜を栽培対象植物とし、この幼苗を養液栽培試験に供した。
【００３７】
幼苗は、予め水になじませたウレタンキューブに岡山サラダ菜の種子（タキイ種苗）を一粒づつ播種し、ウレタンキューブをそのまま水に浸しトレイに入れて一週間温室に静置した後、水を１／２濃度の大塚Ａ処方培養液（大塚化学）と交換して適宜水を補給しながらさらに一週間静置することにより得た。
【００３８】
（２）栽培試験方法
本実施例では、培養液を溜めた水槽で栽培を行う養液栽培法である湛液式栽培法により栽培試験を実施した。具体的には、図２に示すように、プラスチック製の水槽（４１．５ｃｍ×２９．５ｃｍ×１８ｃｍ）の上部に、５つの貫通孔を有する発泡スチロール製の板を載置し、貫通孔のそれぞれに幼苗を１株づつ定植し、幼苗定植日を０日目として栽培試験を実施した。
【００３９】
栽培試験は、室内温度を２２℃〜２８℃に空調した温室で行った。また、夜はメタルハライドランプで補光をおこない、日長がおよそ１２時間となるように調整した。試験期間中は培養液にチューブを介して空気を供給した。
【００４０】
水槽には培養液を１８Ｌ入れ、水位を予め水槽に記しておき、試験期間中に水位が下がったときには適宜水を補給した。
【００４１】
（３）培養液
本実施例では、汎用性の高い園芸試験場標準処方（園試処方）と同等の大塚Ｂ処方培養液（大塚化学）を水で希釈して体積基準で１／２濃度にした溶液を基本培養液（×１．０）とし、この基本培養液を水で段階的に希釈した培養液（×０．２〜×０．８）を用いた。具体的には、以下の濃度の培養液を用いた。尚、この基本培養液はレタスの養液栽培における汎用性の高い培養液処方として一般的に用いられているものである。
（ａ）「×１．０」：１／２濃度培養液（基本培養液）
（ｂ）「×０．８」：２／５濃度培養液
（ｃ）「×０．６」：３／１０濃度培養液
（ｄ）「×０．４」：１／５濃度培養液
（ｅ）「×０．２」：１／１０濃度培養液
【００４２】
また、微量元素不足に陥ることを防ぐため、全ての培養液に大塚ハウス５号（大塚化学、粉体）を×１．０となるように添加した。具体的には、培養液１リットルに対し、大塚ハウス５号を２５ｍｇ添加した。
【００４３】
培養液の希釈（濃度調整）及び水槽への水の補給には、以下の成分を含む水道水を使用した。
[水道水の含有成分]
・Ｋ  ：２．５７ｍｇ／Ｌ
・Ｎａ：１５．３９ｍｇ／Ｌ
・Ｐ  ：０．０１ｍｇ／Ｌ
・Ｃａ：２１．４９ｍｇ／Ｌ
・Ｍｎ：０．００ｍｇ／Ｌ
・Ｆｅ：０．０１２ｍｇ／Ｌ
・Ｚｎ：０．００９ｍｇ／Ｌ
・Ｃｕ：０．００３ｍｇ／Ｌ
【００４４】
培養液のｐＨ調整には、１ＮのＨＣｌとＮａＯＨを用いた。
【００４５】
（４）測定項目及び測定方法
本実施例において、測定項目は以下の通りとした。
・培養液の電気伝導度（ＥＣ）
・培養液のｐＨ
・培養液中のイオン濃度
・生重量
・吸水量
・収穫時の葉の枚数
・植物の元素含有量
【００４６】
培養液の電気伝導度（ＥＣ）は、ハンディタイプの導電率計測器（横河電気  ＳＣ８２）により測定した。
【００４７】
培養液のｐＨは、ハンディタイプのｐＨ計測器（Ｍｅｔｔｌｅｒ社  ＭＰ１２５）により測定した。
【００４８】
培養液中のイオン濃度の測定項目は、Ｋ＋、ＰＯ４３−−Ｐ、ＮＯ３−−Ｎ、ＮＨ４＋−Ｎ、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、ＳＯ４２−−Ｓ、微量金属元素とした。
【００４９】
ＰＯ４３−−Ｐ、ＮＨ４＋−Ｎ、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、ＳＯ４２−−Ｓは、イオンクロマトグラフィー（ＤＩＯＮＥＸ社  ＩＣＳ  １５００、ＡＳ１２Ａ（陰イオンカラム）、 ＣＳ１６Ａ（陽イオンカラム））を用いて測定した。
【００５０】
Ｋ＋、ＮＯ３−−Ｎは、堀場製作所製のＣａｒｄｙ  Ｃ−１３１、Ｔｗｉｎ  ＮＯ３−  ｍｅｔｅｒ  Ｂ−３４３を用いて測定した。
【００５１】
微量金属元素は、ＩＣＰ（Ｐｅｒｋｉｎ  Ｅｌｍｅｒ社  Ｏｐｔｉｍａ  ５３００ＤＶ）で測定した。
【００５２】
生重量は、栽培試験終了後だけでなく、栽培試験期間中にも測定した。栽培試験期間中のレタスの生重量は、レタスが植えられている発泡スチロールごと計量し、栽培終了後に発泡スチロールの重量を測定して、その値を差し引くことにより算出した。
【００５３】
吸水量は、栽培試験期間中に水槽に記した水位が下がったときに補給した水の量を測定して得た。
【００５４】
栽培試験終了後、レタスの地上部の生重量を測定し、葉の枚数を数えた。次いで、全量を通風乾燥し、乾燥重量を測定した。さらに、乾燥したレタスを粉砕し、定法によって元素抽出を行い、ＩＣＰにより植物の元素含有量を測定した。尚、ＩＣＰ測定を行うための試料の調整方法は、（水耕栽培ホウレンソウの元素含有量におよぼす栽培条件の影響U89013  、河野吉久）に記載された方法に基づいて行った。
【００５５】
（５）栽培試験結果
２００９年９月１０日に播種して幼苗を得、これを２００９年９月２５日に図２に示す養液栽培装置に５株定植し、各種培養液濃度で栽培試験を実施した。
【００５６】
生重量の経時変化を図３に示す。いずれの培養液濃度においても、定植後９日目までは生重量の変化は殆ど見られなかったが、１５日目以降では生重量が急激に増加した。また、１５日目以降では、×０．６以上の濃度の培養液を用いた試験区と×０．４以下の培養液を用いた試験区とで、生重量に差が生じることが確認された。
【００５７】
吸水量（積算吸水量）の経時変化を図４に示す。いずれの培養液濃度においても定植後１３日目までは吸水量は緩やかに増加し、その後急激に吸水量が増加する傾向が見られた。また、生重量と同様、×０．６以上の濃度の培養液を用いた試験区と×０．４以下の培養液を用いた試験区とで、吸水量に明らかな差が生じることが確認された。
【００５８】
定植後２４日目に収穫したレタスの地上部の生重量を測定し、×１．０試験区と他の試験区の測定結果をｔ検定（Ｐ＜０．０５）した結果を図５に示す（Ｎ＝５、エラーバーは標準偏差）。×０．６及び×０．８試験区と×１．０試験区との間には有意差が認められなかったが、×０．４及び×０．２試験区と×１．０試験区との間には有意差が認められた。
【００５９】
また、×１．０試験区と他の試験区における１株当たりの平均の葉の枚数を調査した結果、×１．０区では２３．５枚となり、ｔ検定（Ｐ＜０．０５）すると、×０．４区の１９．２枚と有意差が認められた。
【００６０】
培養液の電気伝導度（ＥＣ）の経時変化を図６に示す。定植後１４日目まではＥＣにあまり変化が見られなかったが、それ以降は、いすれの濃度の培養液においてもＥＣが減少した。尚、×０．２試験区については１８日目に、×０．６試験区については２１日目に、ＥＣが初期値の２／３以下となったことから、培養液を更新した。
【００６１】
培養液のＫ＋濃度の経時変化を図７に示す。ＥＣと同様に定植後１４日目以降に濃度減少速度が増加した。特に、×０．２試験区と×０．４試験区では、栽培試験終了時にはＫ＋濃度が低く（×０．４試験区についてはＫ＋の残存率は初期濃度に対して１２％）、Ｋ＋が殆ど植物に吸収されているものと考えられた。また、×０．６試験区についても、２１日目時点では、×０．２試験区や×０．４試験区と同様なＫ＋濃度となっており、培養液を更新しなかったとすれば、栽培試験終了時にはＫ＋が殆ど植物に吸収されていたものと考えられた。
【００６２】
培養液のＮＯ３−−Ｎ濃度の経時変化を図８に示す。ＥＣやＫ＋濃度と同様、定植後１４日目以降に濃度減少速度が増加したが、その速度はＫ＋濃度の減少速度に比べれば緩やかであった。尚、×０．４試験区については、ＮＯ３−−Ｎの残存率は初期濃度に対して３２％であった。
【００６３】
以上の結果から、×０．４試験区及び×０．２試験区については、×１．０試験区よりも確実に生育状態が悪化していることが明らかとなった。但し、×０．４試験区及び×０．２試験区のいずれにおいても生育が完全に停止したわけではないことから、生育途中でいずれかの養分が不足した結果として、生育不良が生じたものと考えられた。
【００６４】
（実施例２）
実施例１において×０．４試験区及び×０．２試験区で生育不良が生じた原因の究明を行った。
【００６５】
（１）栽培試験
２００９年１０月１５日に播種して幼苗を得、これを２００９年１０月２９日に図２に示す養液栽培装置に４株定植し、×０．４試験区と×１．０試験区についてそれぞれ３区づつ栽培試験を実施した。栽培試験条件は実施例１と同様とした。
【００６６】
（２）栽培試験結果
定植後６日目から３日毎に生重量を測定した結果を図９に示す（Ｎ＝３、エラーバーは標準偏差）。定植後１８日目までは培養液の違いによる生重量の差はあまり見られなかったが、２１日目になるとその差が開いた。
【００６７】
定植後６日目から３日毎に吸水量（積算吸水量）を測定した結果を図１０に示す。培養液の違いによる吸水量の差はあまり見られなかったが、定植後１８日目以降では、×１．０試験区の方が吸水量が多くなる傾向が見られた。
【００６８】
定植後２２日目に収穫したレタスの地上部の生重量を測定し、×１．０試験区と×０．４試験区の測定結果をｔ検定（Ｐ＜０．０５）した結果を図１１に示す（Ｎ＝１２、エラーバーは標準偏差）。×１．０試験区と×０．４試験区で生重量に有意差が認められ、×０．４試験区の方が生重量が軽くなっていた。
【００６９】
×１．０試験区と×０．４試験区における１株当たりの平均の葉の枚数を調査した結果、×１．０試験区では２０．２枚、×０．４試験区では２０．９枚となり、ｔ検定（Ｐ＜０．０５）による有意差は認められなかった。
【００７０】
培養液のｐＨの経時変化を図１２に示す（Ｎ＝３、エラーバーは標準偏差）。ｐＨは定植後２日目からｐＨ６前後で安定したが、９日目から徐々に値が低下したため、ｐＨ４．５以下になる場合には、ｐＨ６となるように調整した。そして、×０．４試験区では１４日目以降、×１．０試験区では１８日目以降において、ｐＨが増加する傾向が見られた。
【００７１】
培養液の電気伝導度（ＥＣ）の経時変化を図１３に示す（Ｎ＝３、エラーバーは標準偏差）。いずれの培養液においても、定植後１２〜１５日あたりからＥＣが低下し始める傾向が見られた。
【００７２】
培養液の各種イオン濃度の経時変化を図１４〜図１９（Ｎ＝３、エラーバーは標準偏差）に示す。
【００７３】
Ｃａ２＋（図１４）、Ｍｇ２＋（図１５）、ＳＯ４２−−Ｓ（図１６）の濃度については、栽培試験期間を通して殆ど変化が見られなかった。
【００７４】
ＮＨ４＋−Ｎ（図１７）の濃度は、６日目までは殆ど変化がないが、その後徐々に濃度が低下していき、１２日以後は急激に濃度が低下した。そして、１５日目以降では×０．４試験区ではＮＨ４＋−Ｎが殆ど検出されず、×１．０試験区についても収穫時（２２日目）にはＮＨ４＋−Ｎは殆ど検出されなかった。
【００７５】
ＮＯ３−−Ｎ（図１８）の濃度は、９日目以後に濃度が徐々に低下していき、１５日以後は低下する速度が増した。栽培試験終了時のＮＯ３−−Ｎの残存率は、×１．０試験区では初期濃度に対して６９．６％であり、×０．４試験区では３２．６％であった。表１に×０．４試験区及び×１．０試験区の栽培試験前後での培養液の各種イオン濃度（ｍｇ／Ｌ）を示す。
【００７６】
【表１】
2012000017.tif 000003
【００７７】
Ｋ＋（図１９）の濃度は、１５日目までは若干低下し、その後急速に低下した。栽培試験終了時のＫ＋の残存率は、×１．０試験区では初期濃度に対して６１．４％であり、×０．４試験区は１８．４％であった。
【００７８】
ＰＯ４３−−Ｐ（図２０）の濃度は、９日目まではほとんど変化はないが、その後徐々に低下し、×０．４試験区では２１日以後急速に低下した。栽培試験終了時のＰＯ４３−−Ｐの残存率は、×１．０試験区では初期濃度に対して５７．８％であり、×０．４試験区では１６．１％であった。
【００７９】
培養液の微量元素濃度（ｍｇ／Ｌ）の分析結果を表２に示す。Ｍｎ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｃｕの濃度差は×１．０試験区と×０．４試験区の間にはほとんど認められなかった。
【００８０】
【表２】
2012000017.tif 000004
【００８１】
栽培終了後に葉に含有する元素濃度を測定した結果を表３に示す。ＫとＰの含有量は、×０．４試験区で栽培したレタスの葉では、×１．０試験区で栽培したレタスの葉より若干少ない傾向が見られた。しかし、他の金属元素は、逆に×０．４試験区で栽培したレタスの葉の方に多く含まれていた。
【００８２】
【表３】
2012000017.tif 000005
【００８３】
実施例２で得られた実験結果を纏めると、図１７〜図２０に示される結果から、ＮＨ４＋−Ｎ、ＮＯ３−−Ｎ、Ｋ＋、ＰＯ４３−−Ｐの濃度は、栽培期間が長くなるにつれて強い減少傾向を示していることが明らかとなった。
【００８４】
ＮＨ４＋−Ｎの濃度の減少傾向について検討すると（図１７及び表１参照）、×０．４試験区では１５日目には残存率が初期濃度に対して約１２％となり、×１．０試験区ではその３日後の１８日目に約１５％となった。その後、どちらの濃度区においても殆ど植物に吸収されていた。生重量と吸水量については、定植後１５日目から×０．４試験区と×１．０試験区の間に差が出始めていた（図９及び図１０参照）。このことから、両試験区の生長量の差に対して、ＮＨ４＋−Ｎの減少が何らかの影響を与えた可能性が示唆された。
【００８５】
また、×０．４試験区において、ＰＯ４３−−ＰとＫ＋の残存率は、栽培試験期間中に初期濃度に対して２０％を切っていた（図１９、図２０及び表１参照）。さらに、葉のＰＯ４３−−ＰとＫ＋の含有量は×０．４試験区の方が×１．０試験区よりも少なかった（表３参照）。このことから、両試験区の生長量の差に対して、ＰＯ４３−−ＰとＫ＋の一方または双方が何らかの影響を与えた可能性も示唆された。
【００８６】
その一方で、ＮＯ３−−Ｎの濃度の減少傾向は、×０．４試験区と×１．０試験区で、ほぼ同様であり、×０．４試験区における栽培試験終了時の残存率が初期濃度に対して約３２％と比較的高かったことから（図１８及び表１参照）、×０．４試験区の培養液中のＮＯ３−Ｎの濃度は、レタスの生育を阻害するほど低いものとは考え難かった。
【００８７】
よって、実施例２に示される実験結果から、ＮＨ４＋−Ｎ、ＰＯ４３−−ＰおよびＫ＋の濃度のいずれか１つまたは２つ以上の減少がレタスの生育に悪影響を及ぼしているものと推察された。
【００８８】
尚、Ｍｇ、Ｃａ、ＳＯ４２−−Ｓに関しては、×０．４試験区においても、あまり吸収されていなかったことから（図１４〜図１６）、減量できる可能性が示唆された。
【００８９】
（実施例３）
実施例２の実験結果から推察された知見に基づき、レタスの生育に悪影響を及ぼすパラメータがＮＨ４＋−Ｎの減少、ＰＯ４３−−Ｐの減少、Ｋ＋の減少のいずれであるかを検討した。
【００９０】
（１）栽培試験
２００９年１２月２１日に播種して幼苗を得、これを２０１０年１月５日に図２に示す養液栽培装置に４株定植し、×０．４改良試験区と×１．０試験区についてそれぞれ３区づつ栽培試験を実施した。栽培試験条件は実施例１及び２と同様とした。
【００９１】
×０．４改良試験区には、実施例２で使用した×０．４培養液の改良培養液（以下、×０．４改良培養液と呼ぶ）を用いた。×０．４改良培養液は、以下のように調整した。即ち、幼苗定植後２２日目に×０．４培養液のＰＯ４３−−ＰとＫ＋の残存率が初期濃度に対しておよそ２０％となるように予めＰＯ４（大塚７号  ０．１４ｇ／１８Ｌ  ＮＨ４（Ｈ２ＰＯ４））とＫ（大塚３号  ０．７２９ｇ／１８Ｌ  ＫＮＯ３））のみが×０．５培養液におけるＰＯ４３−−Ｐ濃度及びＫ＋濃度となるように調整した。×０．４改良培養液のイオン濃度は、計算上、以下のようになる。
・ＮＨ４＋−Ｎ ：０．７５ｍｇ／Ｌ
・ＰＯ４３−−Ｐ：３．９９ｍｇ／Ｌ
・Ｋ＋        ：１５．６６ｍｇ／Ｌ
・ＮＯ３−Ｎ  ：２４．３８ｍｇ／Ｌ
【００９２】
栽培開始時の×０．４培改良培養液の実測値（単位：ｍｇ／Ｌ）を表４に示す。実施例２で使用した×０．４培養液の初期濃度（表１参照）に比べ、ＮＨ４＋−ＮとＰＯ４３−−Ｐの濃度は７％、Ｋ＋濃度は１２％増えていた。ＥＣの平均値は、×１．０培養液では１３９９μＳ／ｃｍ、×０．４改良培養液では８００μＳ／ｃｍであった。
【００９３】
【表４】
2012000017.tif 000006
【００９４】
（２）栽培試験結果
生重量の経時変化を図２１に示す（Ｎ＝３、エラーバーは標準偏差）。×０．４改良試験区と×１．０試験区で差は殆ど認められなかった。
【００９５】
吸水量（積算吸水量）の経時変化を図２２に示す。×０．４改良試験区と×１．０試験区で差は殆ど認められなかった。
【００９６】
定植後２２日目に収穫したレタスの地上部の生重量を測定し、×１．０試験区と×０．４改良試験区の測定結果をｔ検定（Ｐ＜０．０５）した結果を図２３に示す（Ｎ＝１２、エラーバーは標準偏差）。×１．０試験区では３９．３ｇ、×０．４改良試験区では３７．８ｇであり、両者の間に有意差は認められなかった。また、両者の葉の枚数についても有意差は認められなかった。
【００９７】
定植後２２日目のレタス外観（収穫直前の定植された状態）を撮影した写真を図１に示す。上段が×１．０試験区のレタスであり、下段が×０．４改良試験区のレタスである。両者は、外観上も全く差が見られなかった。
【００９８】
培養液の各種イオン濃度の経時変化を図２４〜図２６（Ｎ＝３、エラーバーは標準偏差）に示す。
【００９９】
ＰＯ４３−−Ｐ（図２４）の濃度は、栽培日数の経過に伴って低下したものの、栽培期間終了時の残存率は初期濃度に対して２０％以上を超えていた（表４参照）。
【０１００】
Ｋ＋（図２５）の濃度も、ＰＯ４３−−Ｐの濃度と同様に、栽培日数の経過に伴って低下したものの、栽培期間終了時の残存率は初期濃度に対して２０％以上を超えていた（表４参照）。
【０１０１】
ＮＨ４−Ｎ（図２６）の濃度は、実施例２で得られた結果と同様に、×０．４改良試験区では１８日目に、×１．０試験区では２１日目には殆ど検出されなくなった。
【０１０２】
他のイオンの残存率については、実施例２とほぼ同様の結果となった。
【０１０３】
尚、本実施例では、ＮＯ３−Ｎの残存量が高まったが、この理由は、Ｋの添加の際にＫＮＯ３を用いたためと考えられた。
【０１０４】
以上の結果を纏めると、×０．４改良試験区と実施例２の×０．４試験区のイオン濃度の減少傾向の相違点は、ＰＯ４３−−Ｐの濃度とＫ＋の濃度が栽培期間終了時に初期濃度の２０％以上に維持されている点にあることが確かめられた。一方で、ＮＨ４−Ｎの濃度の減少傾向は×０．４改良試験区と実施例２の×０．４試験区で差が見られなかった。そして、×０．４改良試験区と×１．０試験区では、生育状態に差が見られなかった。
【０１０５】
この結果から、レタスが生育不良に陥り得る濃度に希釈された培養液、例えば大塚Ｂ処方の１／５濃度培養液（×０．４培養液）を用いる場合に、リンとカリウムを添加して、その不足分を補うことによって、高希釈培養液を用いても生育不良を回避しながらレタスを栽培できることが明らかとなった。
【０１０６】
具体的には、×０．４培養液では、栽培終了後のＰＯ４３−−Ｐ濃度が３．５２ｍｇ／Ｌであり、Ｋ＋濃度が１２．５７６ｍｇ／Ｌであり、この場合にはレタスの生長不良が生じたことから、レタス栽培中の培養液のＰＯ４３−−Ｐ濃度は４ｍｇ／Ｌ以上とし、Ｋ＋濃度は１３ｍｇ／Ｌ以上に維持しなければレタスの生長不良は回避できないものと考えられる。そして、×０．４改良培養液では、栽培終了後のＰＯ４３−−Ｐ濃度が６．５０８ｍｇ／Ｌであり、Ｋ＋濃度が２７．２５１ｍｇ／Ｌであり、この場合にはレタスの生長不良が回避できたことから、レタス栽培中の培養液のＰＯ４３−−Ｐ濃度を６ｍｇ／Ｌ以上、好適には７ｍｇ／Ｌ以上とし、Ｋ＋濃度を２７ｍｇ／Ｌ以上、好適には２８ｍｇ／Ｌ以上に維持することで、レタスの生長不良を確実に回避できるものと考えられる。
【０１０７】
また、培養液の容量を１８リットルとして、４株栽培する場合、×０．４培養液のリン濃度とカリウム濃度を×０．５培養液の濃度に調整した培養液を使用すれば、定植から２２日間の栽培中にリン含有物やカリウム含有物を一切添加せずとも、栽培期間中の培養液のリン濃度とカリウム濃度は、レタスの生長不良を回避し得る濃度に維持されることが明らかとなった。つまり、大塚Ｂ処方培養液等の園芸試験場標準処方の培養液を水で希釈して体積換算で１／５濃度とした溶液を調製し、この溶液のリン濃度とカリウム濃度を体積換算で１／４濃度とした上記培養液の濃度以上に調整した改良培養液を用いることによって、培養液の容量を１８リットルとして、４株栽培する場合に関しては、定植から２２日間の栽培中にリン含有物やカリウム含有物を一切添加せずとも、レタスの生長不良を回避することが可能である。
【０１０８】
ここで、一般に、Ｋ＋やＰＯ４３−−Ｐの供給が多いと、ぜいたく吸収が起こりやすいとされている。ぜいたく吸収とは、養分の供給量が過剰となると植物の吸収量が増しても生育量の増加が鈍り、ついには生育が止まるようになることを指す。このような場合、養分吸収の増加がなんら生育量に役に立たない（三好洋、嶋田永生、石川昌男、伊達昇（編）土壌肥料用語辞典ＰＰ１２９．）。本実施例では、培養液のＫ＋とＰＯ４３−−Ｐの減少量を植物の吸収量とみなした場合、図２７及び図２８に示すように、×１．０試験区と×０．４改良試験区とでは殆ど差が見られなかった。したがって、この程度の低濃度では、ぜいたく吸収が起こっているとは考え難く、与えた養分が過不足なく吸収されたものと考えられた。
【図３】
2012000017.tif 000007
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2012000017.tif 000014
【図１３】
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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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図１】
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【図２】
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【図１１】
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【図１２】
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【図２３】
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