静電気学会誌，42, 2（2018）96-101

J. Inst. Electrostat. Jpn.

論

文

簡易な電気刺激方法によるサフランの開花促進およびクロシン含有量の増大
西村 亮 ，小塩 智弘 ，近藤 謙介
＊, 1

＊

＊＊

（2017年9月11日受付；2018年1月27日受理）

Promotion of Flowering and Increase of Crocin Content of Saffron
by Simple Electric Stimulation Method
＊, 1

＊

＊＊

Ryo NISHIMURA , Chihiro KOSHIO and Kensuke KONDO（Received September 11, 2017; Accepted January 27, 2018）

Recently, many high-voltage techniques are used to improve the productivity and growth of agricultural crops. In most of suchresearches, electric stimuli are given under very high electric field with very short duration time of a few nanoseconds. In thispa-per, we report on the effects of electric stimulus on saffron growth. We applied relatively low voltage of about 0.5-2 kV andlong duration time of about 1 s directly to saffron bulbs as a pre-emergence treatment and investigated the effects on floweringand amounts of crocin, one of a medicinal properties, contained in saffron pistils. It is shown that an appropriate electric stimulus
have strong possibility of promoting flower-bud formations, increasing a number of flowers and amounts of crocin content, improving the flowering concurrency and promoting early flowering.

1．はじめに漢方薬として利用される．この乾燥した雌ずいは 1 グラ

近年，高電圧や放電プラズマ，パルスパワーが農業分

ムあたり 1,000 円以上と非常に高価である．このサフラ野で利用されており，これらを用いることにより野菜やンの臨床応用としては鎮静，沈痛，通経薬として用いら

食菌の生長が促進されることが報告されている．植

れ ，また Konoshima らがサフランエキスやクロシンの物種子に対しては吸水処理後のニンジン種子に電界を印

内服によりマウスに対する 2 段階発ガンを抑制すること

加することで発芽率が向上する報告がある ．球根植物を明らかにしている ．そのほかにも記憶学習や脳神経に対してはグラジオラス球根にピーク電圧 20 kV，パル細胞のアポトーシスに対するサフランとクロシンの作用

ス幅 100 ns のパルスパワーを印加することでジベレリに関する報告がある ．濱口，伊藤らは育成チャンバー

ン処理とほぼ同程度の発芽促進効果あることが確認され内でのサフラン水耕栽培において遠赤色光の照射によっている ．これらの研究ではピーク電圧が数 10 kV 以上，てクロシン含有量が増加し，これが炭水化物の転流促進

ナノ秒オーダーのパルス幅が用いられている．

によることを示唆している ．また，植物細胞がウイル

1-3）

4）

5）

6）

7）

8）

9）

サフラン（ Crocus sativus L. ）は球根植物のクロッカ

スや紫外線 B 波（波長 280-315 nm ）のようなストレス

スの一種で多年生草本である．サフランの雌ずい（雌しにさらされると活性酸素種が過剰に生成され，酸化ストべ）には水溶性のカロテノイド系の黄色色素であるクロ

レスを引き起こすことが報告されている

シン（ crocin ）や α ，β ，γ -カロテン（ carotene ）などが植物がストレスにさらされると機能性の一種である抗酸

成分として含まれる ．サフランの花には 3 本の赤い雌化力が高まることが知られている．クロシンも抗酸化作

ずいがあり，これを乾燥させたものが香辛料，着色料，用の強い物質であるため ，サフランに適当なストレス

6）

．一般的に

10, 11）12）を与えることで含有量が増える可能性がある．
キーワード：サフラン，電気刺激，クロシン，開花促進＊
鳥取大学大学院工学研究科（〒680-8552 鳥取県鳥取市湖山町南 4-101）
Graduate School of Tottori University, Faculty ofEngineering, 4-101, Koyama-minami, Tottori-shi, Tottori
680-8552, Japan＊＊
鳥取大学農学部（〒680-8553 鳥取県鳥取市湖山町南 4-101）
Faculty of Agriculture, Tottori University, 4-101, Koyamaminami, Tottori-shi, Tottori 680-8553, Japan1
ryo@eecs.tottori-u.ac.jp

本研究では植え付け前のサフラン球根に 0.5～数 kVの電圧を印加することで開花の斉一性の向上およびクロ
シン含有量の増大が確認されたことを報告する．

2．実験
2.1 電圧印加方法
電圧印加用電極は直径 20 mm のステンレス球を用い，高圧電源の出力端子に電気的に接続する．接地した厚さ1 mm のアルミニウム板の上にサフラン球根を図 1 のよ

2.0
3.0

電圧印加区および Control の計 12 区に対し，1 つの区につき

圧はファンクションジェネ

3.

結果(Control)を用意し，電圧印加区と比較した．

圧アンプ TN-HVA（ウルト

3.1

2.3
実験手順
30~31gであり，Controlと各電圧印加区間の球根の重量に対
開花状況

せた．

1.5
開花は 2014 年 11 月 5 日に始まり，この時点では Control

40 個ずつ用意した．各区の球根 1 個あたりの重量の平均値は

-2.0
-3.0

2.5

2.0
し t 検定(片側検定)を行った結果，95%で有意差は認められな
重量約 30g の発芽前のサフラン球根（熊本産）を使用した．

かった．サフランは重い球根ほど多くの花を咲かせるため，

1.0
電圧印加区および Control の計 12 区に対し，1 つの区につき

0.5 11と電圧印加区の差は明確ではなかったが，各区とも
11 月
もしも電圧を印加せずにこの 12 区を栽培した場合，各区間の球根(熊本産)から任意に 1

流電圧を印加して球根に流の投入エネルギーを計算し球根の外皮が乾燥していた．印加電圧が±2 kV までは，それ以上の電圧を印加す

り電圧印加区を表 1 のよう場合の球根 1 個あたりの投ほかに電圧を印加しない区

比較した．

球根
（熊本産）
を使用した．

区に対し，1 つの区につき個あたりの重量の平均値は印加区間の球根の重量に対95%で有意差は認められな

多くの花を咲かせるため，を栽培した場合，
各区間の

られる．

行い，翌日 8 月 27 日にプラ

ンターにつき，図 3 のよう

0.0
40 個ずつ用意した．各区の球根 1 個あたりの重量の平均値は

フラン球根へのbulbs using SUS-spherical

7
6
5
4
3
2
1
0

AC60 Hz [kV](sine wave rms)

-0.5
-1.0
-2.0
-3.0

0.5
1.0
1.5

亮ら）

7 97（41）6
1.5
5
区においては Control と比較して開花数が多かった．図
5 重量約
お 30g のサフラン球根の電流電圧特性お図 2
かった．サフランは重い球根ほど多くの花を咲かせるため，
1.0
4
表 1 サフラン球根への印加電圧
よび投入エネルギー
Current
よび 6 に正電圧印加区での各日の開花数と累積開花数をしめ
0.53もしも電圧を印加せずにこの 12 区を栽培した場合，
各区間の
Table
1
Voltages
appliedtosuffronbulbs.
Fig.2 V-I characteristics and applied energy of a saffron
0.0
2
す．図 5 からも DC-0.5~+1.0kV 区は 11 月 11 日の開花数が
bulb
of
which
weightis
about
30g
開花数にほとんど差は無いと考えられる．
AC60 Hz
Energy-0.5
1 ［ kV ］+DC［ kV ］－DC［ kV ］
Control と比較して20 輪以上多く咲いていることがわかる．
（ sine wave
rms ）2014 年 8 月 26 日に電圧印加を行い，翌日 8 月 27 日にプラ
-1.00
Saffron bulb
-3
-2
-1
0
1
2
3
f20 mm SUS
0.5－0.5[kV]
0.5
ンターに植え付けた．1 つのプランターにつき，図 3 のよう
Voltage
表1 サフラン球根への印加電圧 spheroidal

し t 検定(片側検定)を行った結果，95%で有意差は認められな+DC [kV]

Grounded
AC60
Hz [kV]Al sheet(sine wave rms)

-DC [kV]

Voltage [kV]

1.0 重量約 30g のサフラン球根の電流電圧特性お
－1.0
1.0
図 2

electrode

Table 1 Voltages applied to suffron bulbs

2.0
よび投入エネルギー

－2.0

1.5

3.0 V-I characteristics －3.0
Fig.2
and applied energy of a saffron
bulb of which weight is about 30g

-0.5
0.5
図0.5
1 ステンレス球電極によるサフラン球根への図 1 ステンレス球電極によるサフラン球根への電圧印加
1.0
-1.0
1.0
電圧印加
Fig.1 Applying
voltage to saffron bulbs using SUS-spherical
図 3 植え付けたサフラン球根
Fig.1
Applying
voltagetosaffronbulbs
using
SUS-spherical
2.0-2.0
1.5 f20 mm SUS
Saffron bulb
electrode.
Fig.3 Planted saffron bulbs
electrode
3.0-3.0
spheroidal-2electrode
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
-0.5
-1.0

Current

7
6
Grounded5
4Al sheet32
図 1 ステンレス球電極によるサフラン球根へのEnergy1
電圧印加
0-3 Fig.1
-2 Applying-1 voltage
0 to 1saffron 2bulbs using
3 SUS-spherical
Voltage [kV]electrodebulb of which weight is about 30g

Grounded
Al sheet

0.5
1.0
Current2.0
3.0-DC [kV]

開花数にほとんど差は無いと考えられる．
Energy日に一斉に開花し，この時にはControl と電圧印加区間の間-0.530~31gと各電圧印加区間の球根の重量に対2014
年 8 月であり，Control
26 日に電圧印加を行い，翌日 8 月 27 日にプラ
2.5
-1.0
簡易な電気刺激方法によるサフランの開花促進およびクロシン含有量の増大（西村
-3
-2
-1
0
2
3
に開花の差異が生じ，図4に示すように特にDC-0.5~+1.0kV
2.01
ンターに植え付けた．1 つのプランターにつき，図 3 のよう図 2 図重量約30 g のサフラン球根の電流電圧特性および投入
2 重量約30g のサフラン球根の電流電圧特性おエネルギー
よび投入エネルギー
Fig.2 V-I characteristics and applied energy of a saffron bulb ofwhichV-I
weightis about 30
g. applied energy of a saffron
Fig.2
characteristics
andf20 mm SUS
spheroidal
electrode

1.5+DC [kV]

図 3 植え付けたサフラン球根
図 3 植え付けたサフラン球根
Fig.3 Fig.3
PlantedPlanted
saffronbulbs.bulbs
saffron-2つの区につき40 個ずつ用意した．各区の球根 1 個あたりの重量の平均値は 30～31 g であり，Control と各電圧印加区間の球根の重量に対し t 検定（片側検定）を行っ

うに発根部を下にして置き，頭頂部に手動で電極を約 1た結果，95％で有意差は認められなかった．サフランは秒接触させ電気刺激を与える．この際，電極は球とパイ

重い球根ほど多くの花を咲かせるため，もしも電圧を印

プの重みにより球根に軽く触れる程度であり，意図的な加せずにこの 12 区を栽培した場合，各区間の開花数に

荷 重 は 与 え て い な い． 高 圧 電 源 は 正 極 性 は AMC-50

ほとんど差は無いと考えられる．

K1.2P，負極性は AMC-50K1.2N（マクセレック（株））を2014 年 8 月 26日に電圧印加を行い，翌日 8 月 27日にプ用い，交流電圧はファンクションジェネレータから発生

ランターに植え付けた．1 つのプランターにつき，図 3 のさせた波形を高電圧アンプ TN-HVA（ウルトラボルト社）

ように 10 個の球根を植え付け，球根が見えなくなるまでで増幅させて発生させた．

上から土を被せた．用土はホームセンターで販売されて2.2 印加電圧の選定いる商品名『花と野菜の土』を使用した．プランターは

重量約 30 g の発芽前のサフラン球根（熊本産）から
図 3 植え付けたサフラン球根
任意に 1 個選択し，2.1 節で述べた方法で直流電圧を印
Fig.3 Planted saffron bulbs
加して球根に流れる電流を測定，球根 1 個あたりの投入
2 のようになった．球
- 2エネルギーを計算したところ，図-ビニールハウス中に区ごとに置き，室内の温度管理や日照管理などは行うことなく水道水のみを灌水し栽培した．

3．結果

根の外皮が乾燥していたためか電流は 1 μA 程度であっ

3.1 開花状況

た．印加電圧が± 2 kV までは電圧と電流はほぼ比例し

開 花 は 2014 年 11 月 5 日 に 始 ま り， こ の 時 点 で はているが，それ以上の電圧を印加すると電流が急増した．

Control と電圧印加区の差は明確ではなかったが，各区

この結果より電圧印加区を表 1 のように 11 通り定めた．

とも 11 月 11 日に一斉に開花し，この時には Control と直流電圧印加の場合の球根 1 個あたりの投入エネルギー

電圧印加区間の間に開花の差異が生じ，図 4 に示すようも図 2 に示す．このほかに電圧を印加しない区（ Control ）に特に DC－0.5～＋1.0 kV 区においては Control と比較を用意し，電圧印加区と比較した．

して開花数が多かった．図 5 および 6 に正電圧印加区で2.3 実験手順の各日の開花数と累積開花数をしめす．図 5 からも DC

重量約 30 g の発芽前のサフラン球根（熊本産）を使－0.5～＋1.0 kV 区は 11 月 11 日の開花数が Control と比用した．電圧印加区および Control の計 12 区に対し，1

較して 20 輪以上多く咲いていることがわかる．11 月 22

98（42）

静電気学会誌 第42巻 第 2 号（2018）

図 4 2014 年 11 月 11 におけるサフランの開花状況
Fig.4 Flowering situations of saffron in Nov. 11, 2014.

図 5 正電圧印加区の 2014 年 11 月 15 日から 11 月 28 日までのサフラン開花数
Fig.5 Flowering number of +DC-treated saffron during Nov. 15～
Nov. 22, 2014.

図 6 正電圧印加区の 2014 年 11 月 15 日から 11 月 28 日までの累積開花数
Fig.6 Accumulated flowering number of +DC-treated saffron
during Nov. 15～Nov. 22, 2014.

日 以 降 は ほ と ん ど の 電 圧 印 加 区 で 開 花 が 見 ら れ ず，

開花したサフランから雌ずいを毎日手作業で一つずつControl を含めると 11 月 28 日に開花が終了した．一般的

摘み取った．摘み取った雌ずいは区ごとに分けて凍結乾な栽培農家では雌ずいの採取は手間の関係ですべての開燥した．表 2 に各試験区の総開花数，採取した雌ずいの花を待たずに適当なところで終了する．そこで，開花数

総乾物重，雌ずい 1 本あたりの乾物重を示す．必ずしも

8 割を目安として収穫終了とした場合，Control が開花数

すべての区ではないが，電圧印加によって開花数が増加

8 割に達したのは 11 月 22 日（開花 17 日目）であった．

し，採集できる雌ずいの本数，重量が増加傾向にあった．

それに対し，＋DC1.0 kV 区は 11 月 12 日（開花 7 日目），＋DC0.5 kV，＋DC1.0 kV，AC1.0 kV の電圧印加区は 1 区＋DC0.5 kV 区，＋DC3.0 kV 区は 11 月 14 日（開花 9 日目）のサフラン（40 個）からとれる雌ずいの総乾物重量が 10であった．サフランは直流の正電圧の印加により，8 割％程度増大した．しかし雌ずい 1 本当たりの重量は大き程度の開花状態に達する日が 1 週間程度早く訪れ，開花

な変化は見られなかった．一番サフランの開花に影響をの斉一性が改善されたと言える．＋DC2.0 kV 区に関して及ぼした区は，開花数や雌ずい採集量が増加し，開花速は CNTL との変化は見られなかった．

度の向上も見られた＋DC0.5 kV（投入エネルギー0.12簡易な電気刺激方法によるサフランの開花促進およびクロシン含有量の増大（西村 亮ら）
表 2 サフランの開花数と雌ずいの乾物重Table 2 Numbers of suffron flowers and dry weights of pistils.
Number of
Flowers

Total dry weight Average DW of aof pistils［ mg ］ single pistil［mg］

99（43）

パルス電界を印加することで酸化ストレスが引き起こされるが，抗酸化物質量が増大し，細胞の損傷が低減されることを示している ．本研究におけるクロシン含有量
13）の増大もこれと同等な現象であると考えられる．

CNTL

181

1477.42.7＋DC0.5kV

2011645.52.7＋DC1.0kV

189

1587.6

2.8

い 1 本当たりのクロシン含有量が 1.2 倍になり，球根 1＋DC2.0kV

179

1461.02.7

個から採取できる雌ずい数が 201/181 = 1.11 倍になるこ＋DC3.0kV

1621456.03.0とより，電気刺激付与による球根 1 個あたりの平均クロ－DC0.5kV

187

1517.22.7－DC1.0kV

シン含有量は 1.33 倍となった．

195

1403.32.4－DC2.0kV

1951481.1

2.5－DC3.0kV

201

1556.32.6

AC0.5kV

183

1528.12.8

AC1.0kV

183

1653.93.0

AC1.5kV

189

1416.02.5

本研究では＋0.5 kV 印加区は Control と比較して雌ず

4．結果の検証および考察
4.1 電気刺激による花芽形成の促進
サフランの開花数は球根の重量によってある程度決まっている．また，花芽は休眠時に形成され，電気刺激を与えた 8 月下旬には時期的に花芽の形成は終了している．したがって，球根の重量にほぼ差が無いのならば花mJ ）を印加した区だと考えられる．

の数もほぼ差が無いと考えられる．しかし実験結果から

3.2 電気刺激によるクロシン含有量の変化
雌ずいごとにクロシン含有量に差がある可能性を考慮して，各試験区からサフラン雌ずいを無作為に 3 本ずつ
10 組選出した．1 リットルのイオン交換水に 3 本ずつ雌ずいを入れ，24 時間暗所で常温保存して各区ごとに抽出液を 10 通り作成した．この抽出液を吸光分光光度計
OPTIMA SP-300 を用いてクロシンの吸光度が最大となる波長 438 nm において吸光度を測定し，濃度を測定した． 表 3 は 各 試 験 区 の 10 本 の 抽 出 液 の 平 均 濃 度 をControl を基準に規格化したものである．ほとんどの電
圧印加区の濃度が高くなったことがいえる．特に効果があった電圧印加区に関しては濃度が約 1.2 倍に増加した．
電圧印加区の中で＋DC0.5 kV 区は表 3 に示すようにControl と比較してクロシン濃度が 1.2 倍に増大した．またこの区は開花の斉一性も向上していた．そこでこの区と Control のクロシン含有量の有意差検定を行った．各区
10 通りの抽出液の濃度を前述のように測定し，F 検定および t 検定（分散が等しくないと仮定した 2 標本による検定）を行った結果，95％より高い信頼度を持って＋DC0.5
kV（投入エネルギー0.12 mJ ）印加区のサフラン抽出液の濃度が高いという結果が得られた．Sze らは wheatgrass には電気刺激を与えたサフラン球根からの開花数はControl よりも多くなる傾向があった．
そこで，電気刺激付与の効果を確認するため，翌年（2015 年度）に同様の実験を行った．用いた球根は 30 g前後のものが入手できなかったため，16 g 前後のものを用い，印加電圧および印加時間は昨年度良好な結果が得られた正電圧とし，印加時間に差を設けて＋DC0.5 kV1
秒（投入エネルギー0.096 mJ ）および 5 秒（0.48 mJ ），＋DC1.0 kV3 秒（0.84 mJ ），＋DC2.0kV3 秒（1.82 mJ ）として Control と比較した．この実験では球根の電流電圧特性は測定しなかったが，投入エネルギーは球根重量が昨年度の約 1/2 であることから，体積も約 1/2 であり，球根は重量が異なっても形状は基本的に相似なので，これから球根発根部から頭頂部までの高さは（1/2） ＝
1/3

0.8 倍とし，球根の形状が相似で，内部の導電率が均一でまんべんなく電流が流れていると考えた場合，球根の抵抗値は高さに反比例するので，前年度と同一電圧・同
一印加時間の電圧刺激により球根 1 個が受けるエネルギ
ーV /R × t は前年度の 0.8 倍となるものとして見積もった．
2

各区の球根の数は 40 個であり，Control と電圧印加区との球根重量の差はなかった．前年度と同様に 8 月下旬に電気刺激を与え，その翌日に植え付けを行った，2015

表 3 水溶液の規格化されたクロシン濃度
Table 3 Normalized concentration of crocin water solution.

年 11 月 2 日に開花が始まり，11 月 24 日に終了した．累積 開 花 数 を 図 7 に 示 す． 開 花 が 始 ま っ た 11 月 2 日 はControl

1.0＋DC0.5kV

1.2－DC0.5kV

1.2

AC0.5kV

1.2

Control と電圧印加区に大きな変化がないことが分かった．

＋DC1.0kV

1.2－DC1.0kV

0.9

AC1.0kV

1.1

サフランの開花が終了した 11月 24日では，＋DC0. 5 kV

＋DC2.0kV

1.0－DC2.0kV

1.1

AC1.5kV

1.1

印加時間 5 秒区が Control に比べてトータルの開花数が＋DC3.0kV

1.0－DC3.0kV

1.1

増加した．電気刺激はサフランの開花に影響を及ぼしてルギーの概算値は 2014 年が+0.5kV1 秒印加区で 0.12ｍJ/30g =区のサフラン球根を開花終了後に球根

4.0J/g，+1.0kV 秒印加区で 0.35ｍJ/30g = 11.7J/g，2015 年が肥を行い，翌年地上部が枯れた後に掘+0.5kV5 秒印加区で 0.48mJ/16g = 30J/g となった．一方印加内の同一条件で保存した．この中から電圧を高くすることで投入エネルギーを大きくしすぎると

電圧印加区から約22gの球根をそれぞControl よりも開花状況が悪化する．
例えば 2014 年では+2kV1

および 5 秒（0.48ｍJ），+DC1.0kV3 秒（0.84ｍJ），+DC2.0kV3

た．区間の重量について t 検定により秒（25J/g），2015 年度では+DC1.0kV3 秒区（52.5J/g），

的差異がないことを確認した．旧電圧秒（1.82mJ）として Control と比較した．この実験では球根の+DC2.0kV2 秒区（114J/g）である．最適な投入エネルギー（この節での）電圧印加区とし，実験

電流電圧特性は測定しなかったが，投入エネルギーは球根重

は球根の重量による違いがあると思われる．

形態や生長速度の観察を行うために土でこの区と Control のク

年度)に同様の実験を行った．用いた球根は 30g 前後のものがの乾物重
dry weights of pistils

入手できなかったため，16g 前後のものを用い，印加電圧おht Average DW of asingle pistil [mg ]加時間に差を設けて+DC0.5kV1 秒（投入エネルギー0.096mJ）

2.7
2.7
2.8
2.7
3.0
2.7
2.4
2.5
2.6
2.8
3.0
2.5

よび印加時間は昨年度良好な結果が得られた正電圧とし，印100（44）

静電気学会誌 第42巻 第 2 号（2018）

暗所で栽培を行った．温度は最高 29.1

22.3℃であった．また，各区から無作

開花状態の調査用サンプルし，残りは部変化などを調査するためのサンプル

10 個のサフランは配置する順番を固定

圧印加区には 2016 年 7 月から 10 月のの電圧を球根頭頂部に 1 秒印加する+DC0.5kV 区が速く，11 月 28 日に+DC0.5kV 区では開花しているが，Co濃度crocin water solution

2
9
1
1

AC0.5kV
AC1.0kV
AC1.5kV

1.2
1.1
1.1

．
各区 10 通りの抽出液のい．また，12 月 2 日に Control が開花し

図7 図
正電圧印加区の
2015
年 11
2 日から
1111月月2424日までの
7 正電圧印加区の
2015
年月
11 月
2 日から
日ま
累積開花数
Fig.7 での累積開花数
Accumulated flowering number of +DC-treated saffron
duringAccumulated
Nov. 2～Nov.
24, 2015.
Fig.7
floweringnumber of +DC-treated saffron
during Nov. 2~Nov. 24, 2015

開花はすべて終了していた．2014 年度

図 8 電気刺激の効果は翌年には持ち越さない．
電気刺激によって生育・開花のサイク
図 8 電気刺激の効果は翌年には持ち越さない
Fig.8 Effects
of electric
stimulus
do donotnotcarry
Fig.8 Effects
of electric
stimulus
carryover
overtoto next
next year. られる．また，+DC0.5kV 区のサフラ
year.

-5-

以上の確率で統計的差異がないことを確認した．この球量が昨年度の約 1/2 であることから，体積も約1/2 であり，いる可能性がある．＋DC0.5
kV の電圧印加に関しては根を電圧印加せずに植え付け，育成した時の累積開花数

球根は重量が異なっても形状は基本的に相似なので，これかを図 8 に示す．総開花数は前年度の Control が 150 個，

印加時間を 5 秒程度にしても効果があると考えられる．
および t 検定（分散が等
ら球根発根部から頭頂部までの高さは(1/2)1/3 = 0.8 倍とし，球しかし，＋DC1.0 kV 印加時間 3 秒区，＋DC2.0 kV 印加

前年度の＋DC0.5 kV 区が 144 個であり，開花の斉一性-4-

時間 2 秒区は Control に比べ開花数が大きく減少した．

に関しても明確な差異は確認できなかった．また，雌ず

これは球根に加えられるエネルギーが多すぎて開花を抑いのクロシン含有量にも差が見られず，電気刺激の影響

制または花芽を損傷した可能性がある．また，2014 年

は翌年以降には持ち越されないと考えられる．

度の結果に比べて開花数が少なく，差異が明確ではない

4.3 サフラン球根への複数回の電気刺激付与実験のは実験に使用した球根の重量が小さかったためだと考2014 年度および 2015 年度の球根への電圧印加実験のえられる。これはサフランの開花数は球根の重量によっ

結果より，電気刺激がサフラン球根内の花芽形成に何らてある程度数が決まっているからである．

かの影響をおよぼす可能性があると思われる．そこで，

サフランの開花促進に良好な結果を与えた投入電気エ

球根に与える電気刺激の回数を増やすことにより，開花

ネルギーの概算値は 2014 年が＋0.5 kV1 秒印加区で 0.12

状 態 に 明 確 な 差 異 が 生 じ る と 考 え た．2015 年 度 のmJ/30g = 4.0 μJ/g，＋1.0 kV 秒 印 加 区 で 0.35 mJ/30 g ＝Control と，＋DC0.5 kV5 秒区のサフラン球根を開花終了

11.7 μJ/g，2015 年が＋0.5 kV5 秒印加区で 0.48 mJ/16 g ＝

後に球根の肥大を目的として施肥を行い，翌年地上部が30 μJ/g となった．一方印加電圧を高くすることで投入

枯れた後に掘り出し，乾燥させ，室内の同一条件で保存

エネルギーを大きくしすぎると Control よりも開花状況した．この中から旧 Control および旧電圧印加区から約が悪化する．例えば 2014年では＋2 kV1秒（25 μJ/g ），2015

22 g の球根をそれぞれ無作為に 35 個選出した．区間の年度では＋DC1.0 kV3 秒区（52.5 μJ/g ），＋DC2.0 kV2 秒

重量について t 検定により 95％以上の確率で統計的差異

区（114 μJ/g ）である．最適な投入エネルギーは球根のがないことを確認した．旧電圧印加区を 2016 年度の（こ重量による違いがあると思われる．

の節での）電圧印加区とし，実験を行った．今回は生長

4.2 電気刺激の効果の持続性

形態や生長速度の観察を行うために土植えせず，実験室

前節で述べた検証実験と並行して，電気刺激が次世代内の暗所で栽培を行った．温度は最高 29.1℃，最低 14.5℃，

まで影響を及ぼすかの調査を行った．サフランは多年草

平均 22.3℃であった．また，各区から無作為に 10 個ずで，開花が終了した球根は翌年栽培を行うことができる

つ選出し，開花状態を調査用サンプルとし，残りは必要

ため，電気刺激の影響が次世代にまで及ぶのであれば，に応じて球根の内部変化などを調査するためのサンプル

一度電気刺激を与えるだけで良く，その後の手間を省くとした．開花調査用の 10 個のサフランは配置する順番

ことができる．

を固定して一列に並べた．電圧印加区には 2016 年 7 月

2014 年度の電圧印加実験で，最多の開花数およびクロから 10 月の第 1 月曜日に＋DC0.5 kV の電圧を球根頭頂

シン濃度が最大となった＋DC0.5 kV 区と Control との比部に 1 秒印加する．発芽・生長の速度は＋DC0.5 kV 区

較を行う．2014 年度の実験終了後，地上部が枯れた各が速く，11 月 28 日には図 9 に示すように＋DC0.5 kV 区

区の球根を掘り出し，乾燥させ，8 月の植え付けまで室では開花しているが，Control では開花していない．また，内の同一条件で保管した．各区から重量約 23 g の球根を

12 月 2 日に Control が開花したが，＋DC0.5 kV 区の開花各 40 個選出し，区間の重量について t 検定により 95％

はすべて終了していた．2014 年度の実験結果と同様に，

により電圧印加区の開花数が増加した可能性がある．
ように球根頭頂部以外からも発芽・開花が確認された．これ

2.5 倍程度増大している．
これらのことより，生育環境を設定射することにより球根
1 個あたりの平均クロシン含有量が5. まとめにより電圧印加区の開花数が増加した可能性がある．

2.5できる植物工場において本手法を導入することで，クロシン倍程度増大している．これらのことより，生育環境を設定

5. まとめ
発芽前のサフラン球根に適切な電気刺激を与えることで開できる植物工場において本手法を導入することで，クロシン
含有量の更なる増大が期待できるとおもわれる．

発芽前のサフラン球根に適切な電気刺激を与えることで開花の増加，開花斉一性の改善による雌ずい採集の手間削減，含有量の更なる増大が期待できるとおもわれる．
参考文献

花の増加，開花斉一性の改善による雌ずい採集の手間削減，
雌ずいの生産効率の向上，薬効成分増大，発芽から開花終了

参考文献
1) S. Dayal, K. G. Srivastava and R.P. Singh: Growth response of

雌ずいの生産効率の向上，薬効成分増大，発芽から開花終了までの期間短縮といった様々な有益な効果を得られる可能性

1) tomato
S. Dayal,G. andSrivastava
andR.P. Singh:
Growth response
of
to K.
seed
seedling
exposure
to electrostatic
field. IndianJ.

簡易な電気刺激方法によるサフランの開花促進およびクロシン含有量の増大（西村亮ら）
までの期間短縮といった様々な有益な効果を得られる可能性
tomatoseed53(1983)962-970
and seedling exposure to electrostatic field.
Indian J.
agric.toSci.

を示すことができた．生育温度や光条件を制御せずとも球根を示すことができた．生育温度や光条件を制御せずとも球根

101（45）

agric. Sci. 53(1983)962-970

2) S. Tsukamoto, T. Maeda, M. Ikeda and H. Akiyama: Application

2) S. Tsukamoto,
T. Maeda, M. Ikeda andH. Akiyama: Application
件を制御せずとも球根
1 個あたりの平均クロシン含有量

of Pulsed Power to Mushroom Culturing. Proc. of 14th IEEE Inter-of Pulsed Power to Mushroom Culturing. Proc. of 14th IEEE Inter-

が約Pulsed
1.33 倍になった．文献
national
power Conference, 1 and92によると生育環境を一定(2003) 1116-1119

national Pulsed power Conference, 1 and 2 (2003) 1116-1119

3) 条件に制御しながら遠赤色光を照射することにより球根
K. Takaki, N. Yamazaki, S. Mukaigawa, T. Fujiwara, H. Kofujita,

3) K. Takaki, N. Yamazaki, S. Mukaigawa, T. Fujiwara, H. Kofujita,

K. Takahashi, M. Narimatsu, and K. Nagane: Effect of Pulsed

1 個あたりの平均クロシン含有量が倍程度増大して
K. Takahashi,
M. Narimatsu, and K. Nagane: Effect 2.5of Pulsed(a) +0.5kV Multiple electric stimulus

High-Voltage Stimulation on Pholiota Nameko Mushroom Yield.

High-Voltage
Stimulation on Pholiota Nameko Mushroom Yield.
いる．これらのことより，生育環境を設定できる植物工(a) +0.5kV Multiple electric stimulus

ACTA PHYSICA POLONICA A 115 (2009) 1062-1065

ACTA場において本手法を導入することで，クロシン含有量の
PHYSICA POLONICA A 115 (2009) 1062-1065

松尾昌樹，坂田智智子:
電界処理が吸水種子の発芽と初期
4) 4)
松尾昌樹，坂田智智子:
電界処理が吸水種子の発芽と初期更なる増大が期待できるとおもわれる．

生育に及ぼす影響，生物環境調節
32 (1994)
107-111
生育に及ぼす影響，生物環境調節
32 (1994)
107-111(b) Control
Control
図99球根に複数回の電気刺激を与えたサフランの開花
球根に複数回の電気刺激を与えたサフランの開花（2016
図9 図
球根に複数回の電気刺激を与えたサフランの開花
年
11
月
（2016
年28
11日）
月28
28 日）
日）
（2016 年
11月
Fig.9 Flowering of saffron which got multiple electric stimulus
Fig.9 Floweringof
of saffron
saffron which
Fig.9
whichgot
gotmultiple
multipleelectric
electricstimustimu（ Nov.Flowering
28, 2016）.
lus(Nov.
(Nov.28,
28,2016)
2016)
lus

猪原
哲，山口将太，山部長兵衛:
パルスパワー印加によ
5) 5)
猪原
哲，山口将太，山部長兵衛:
パルスパワー印加によ

参考文献
る植物発芽促進，電気学会研究会資料パルスパワー放電合同
る植物発芽促進，電気学会研究会資料パルスパワー放電合同

1）
S. Dayal,ED-09-149
K.ED-09-149
G. Srivastava
and17-21
R.P. Singh: Growth response of研究会
PPT-09-105,(2009)
研究会
PPT-09-105,(2009)
17-21

tomato to seed(Traditional
and(Traditional
seedling
exposure
to Pharmaceuelectrostatic field.
6) 6)
伝統医薬データベース
Medicaland Pharmaceu伝統医薬データベース
MedicalandIndianJ. agric. Sci., 53（1983）962-970
tical
Database,
TradMPD)tical
Database,
TradMPD)

2） S. Tsukamoto, T. Maeda, M. Ikeda and H. Akiyama: Applicahttp://dentomed.u-toyama.ac.jp/en/scientific_information_on_crude
http://dentomed.u-toyama.ac.jp/en/scientific_information_on_crude
tion of Pulsed Power to Mushroom Culturing. Proc. of 14th
_drugs/Saffron/SCC000031(2017-07-04)_drugs/Saffron/SCC000031(2017-07-04)

1 and 2（2003）
IEEE M.
International
power
Conference,
7) T.
Takasaki,
H. Pulsed
Hokuda,S. Morimoto,H. Tanaka,
7) Konoshima,
T. Konoshima,
M. Takasaki,
H. Hokuda,
S. Morimoto,H. Tanaka,
E. Kawata, 1116-1119
L.J. Xuan, H. Saito, M. Sugiura, J. Molnar and Y. Sy-

E. Kawata, L.J. Xuan, H. Saito, M. Sugiura, J. Molnar and Y. Sy-

K. andTakaki,N.derivatives
Yamazaki,S.skinMukaigawa,T. Fujiwara, H.
oyama:3）
Crocincrocetininhibittumour promooyama: Crocin and crocetin derivatives inhibit skin tumour promo-

K.Research
Takahashi,
M. Narimatsution in mice.Kofujita,
Phytoterapy
12 (1998)
400-404 and K. Nagane: Effecttion in mice. Phytoterapy Research 12 (1998) 400-404

of サフラン栽培の現況とその薬理効果，薬用植物
Pulsed High-Voltage Stimulation on Pholiota Nameko8) 正山征洋:
8) 正山征洋: サフラン栽培の現況とその薬理効果，薬用植物(a) Unusual germinatrions from bulbs(a) Unusual germinatrions from bulbs

Mush-room Yield. ACTA PHYSICA POLONICA A, 115
研究 31(2009)20-26
研究 31(2009)20-26（2009）1062-1065
9) 濱口悠紀，伊藤博通，宇野雄一，黒木信一郎，宮川沙千，9) 濱口悠紀，伊藤博通，宇野雄一，黒木信一郎，宮川沙千，

4） 松尾昌樹，坂田智智子: 電界処理が吸水種子の発芽と初山下侑将:
植物工場におけるサフランの生育制御-光質の影
期生育に及ぼす影響．生物環境調節，32（1994）107-111
響解析-，農業食料工学会関西支部報118(2015)34
山下侑将: 植物工場におけるサフランの生育制御-光質の影

118(2015)34
猪原哲，山口将太，山部長兵衛: パルスパワー印加に10)響解析-，農業食料工学会関西支部報
Z. 5）
Li andD.J. Burritt:
The influence of Cocksfootmottlevirus

Z. Liよる植物発芽促進．電気学会研究会資料パルスパワー放andD.J. Burritt:
Theleavesinfluenceof Cocksfootmottleon 10)
antioxidant
metabolism
in theof Dactylis
glomerata
L.. virus

電合同研究会，PPT-09-105,
ED-09-149
on antioxidant
metabolism
in Pathology
the leaves65(2003)285-295
ofDactylis （2009）
glomerata17-21
L..
Physiologicaland MolecularPlant

伝統医薬データベース（ Traditionaland MolecularPathology
65(2003)285-295
11)Physiological
J. 6）
L. Smith,
D.J.
Burritt and Plant
P. Bannister:
Shoot
DryMedical
Weight, and PharmaDatabase,） as Indicators
11) J. L.ceutical
Smith,
D.J.
BurrittTradMPD
andP. Bannister:
Shoot Dry
Chlorophylland UV-B-absorbing
Compoundsof Weight,a

http://dentomed.u-toyama.ac.jp/en/scientific_information_on_
Plant’s
Sensitivity
UV-B Radiation.
Annals asofIndicators
Botany of a
Chlorophyll
and toUV-B-absorbing
Compounds
crude_drugs/Saffron/SCC000031（2017-07-04）
86(2000)1057-1063
Plant’s Sensitivity to UV-B Radiation. Annals of Botany(b) Sideways flowering

7） T. Konoshima,
Takasaki, H.
Hokuda,12)86(2000)1057-1063
正山征洋:
生薬学研究 40M.
年，Yakugaku
Zassi
127(2007)S. Morimoto, H.

Tanaka, E. Kawata, L.J. Xuan, H. Saito, M. Sugiura, J. Molnar
1593-1620
10 複数回の電気刺激を受けたサフランからの頭頂図 10 図複数回の電気刺激を受けたサフランからの頭頂部以(b) Sideways flowering
12) 正山征洋: 生薬学研究 40 年，Yakugaku Zassi 127(2007)
and Y.
Syoyama:
Crocinand crocetin
derivatives
外からの発芽と開花
13)1593-1620
Scientific
Reports
6, Article
number:2506(2016),
DOI: inhibit skin
部以外からの発芽と開花
10 複数回の電気刺激を受けたサフランからの頭頂Fig.10図 Unusual
germination and flowering from bulbs which got 10.1038 tumour promotion in mice. Phytoterapy Research, 12（1998）
Fig.10 Unusual germination and flowering from bulbs
13) Scientific Reports 6, Article number: 2506(2016), DOI:
部以外からの発芽と開花
multiple electric stimulus.
400-404
which got multiple electric stimulus
10.1038
Fig.10 Unusual germination and flowering from bulbs
8） 正山征洋 : サフラン栽培の現況とその薬理効果．薬用植which got multiple electric stimulus-6電気刺激によって生育・開花のサイクルが短縮されたと考えられる．また，＋DC0.5 kV 区のサフランからは頭- 6 頂部以外からも多くの発芽が確認できた．これは，電圧印加の影響の可能性がある．＋DC0.5 kV 区のサフラン
球根からは図 10 に示すように球根頭頂部以外からも発芽・開花が確認された．これにより電圧印加区の開花数が増加した可能性がある．

5．まとめ
発芽前のサフラン球根に適切な電気刺激を与えること
で開花の増加，開花斉一性の改善による雌ずい採集の手間削減，雌ずいの生産効率の向上，薬効成分増大，発芽から開花終了までの期間短縮といった様々な有益な効果を得られる可能性を示すことができた．生育温度や光条物研究，31（2009）20-26
9） 濱口悠紀，伊藤博通，宇野雄一，黒木信一郎，宮川沙千，
山下侑将 : 植物工場におけるサフランの生育制御─光質の影響解析─，農業食料工学会関西支部報 118（2015）34
10）Z. Li and D.J. Burritt: The influence of Cocksfoot mottle virus
on antioxidant metabolism in the leaves of Dactylis glom-erata
L. Physiological and Molecular Plant Pathology, 65（2003）
285-295
11） J. L. Smith, D.J. Burritt and P. Bannister: Shoot Dry Weight,
Chlorophyll and UV-B-absorbing Compounds as Indicators of
a Plant’s Sensitivity to UV-B Radiation. Annals of Botany, 86（2000）1057-1063
12）正山征洋 : 生薬学研究 40 年，Yakugaku Zassi, 127（2007）
1593-1620
13）Scientific Reports 6, Article number: 2506（2016）, DOI:
10.1038