JP2019054759A - Activating method of plant root, and cultivation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、植物根の活性化方法及び該植物根の活性化方法を用いた栽培方法に関し、特には、過湿の原因である土壌水分量の過剰な上昇を抑えることが可能な植物根の活性化方法に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a plant root activation method and a cultivation method using the plant root activation method, and in particular, a plant root capable of suppressing an excessive increase in soil moisture that is a cause of excessive moisture. It relates to an activation method.
近年、果樹の栽培において、鉢やプランター等の容器に果樹を植えて栽培するポット栽培が全国的に普及しており、例えば、カキ（滋賀県）、ブドウ（鳥取県）、ミカン（愛媛県）、モモ（神奈川県）などが挙げられる。特に、カキのポット栽培では、ポット栽培による摘蕾作業の軽労・省力効果などが報告されている。 In recent years, in the cultivation of fruit trees, pot cultivation, in which fruit trees are planted in containers such as pots and planters, has become popular throughout the country. For example, oysters (Shiga Prefecture), grapes (Tottori Prefecture), mandarin oranges (Ehime Prefecture) Peaches (Kanagawa Prefecture). In particular, in pot cultivation of oysters, light labor and labor saving effects of pinning work by pot cultivation have been reported.
本発明者は、ブルーベリーのポット栽培を行っているが、定時に灌水を行う栽培方法では、過湿状態になった土壌で栽培される個体は草勢が著しく悪くなることが観察された。ポット栽培における通常の灌水方法では、ポットに対して個々に灌水量を変えることは困難であるが、天候、樹勢、苗の大きさによって、ポットの土壌水分が異なるため、土壌が過湿状態になることが考えられる。そのため、それぞれのポットに適切な水分量を与える方法を確立する必要がある。 Although the present inventor is conducting pot cultivation of blueberries, it has been observed that in the cultivation method in which irrigation is performed on a regular basis, the plants cultivated in soil in an excessively humid state are significantly deteriorated. It is difficult to change the amount of irrigation individually for each pot in the usual irrigation method in pot cultivation, but the soil moisture in the pot varies depending on the weather, tree vigor, and seedling size, so the soil becomes overhumid. It is possible to become. Therefore, it is necessary to establish a method for giving an appropriate amount of water to each pot.
そこで、本発明の目的は、過湿の原因である土壌水分量の過剰な上昇を抑えることが可能な植物根の活性化方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、かかる植物根の活性化方法を用いた栽培方法を提供することにある。 Then, the objective of this invention is providing the activation method of the plant root which can suppress the excessive raise of the soil water content which is the cause of excessive humidity. Another object of the present invention is to provide a cultivation method using such a plant root activation method.
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、土壌中に気体としての酸素や空気を注入することで、土壌水分量を適切な範囲内に調整でき、それによって、土壌水分量の過剰な上昇を抑えることができることを見出した。また、本発明者は、土壌中の根を張る領域（根域）に対して気体としての酸素や空気の注入を行うことで、根の細胞の代謝を活性化させ、根からの養水分の吸収が増加し、これによって、植物の根量の増大と茎葉の生長の促進を図ることができることも見出した。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor can adjust the soil moisture content to an appropriate range by injecting oxygen or air as a gas into the soil, and thereby the soil moisture content can be adjusted. It was found that an excessive increase in the amount can be suppressed. In addition, the present inventor activates the metabolism of root cells by injecting oxygen or air as a gas into the rooting region (root region) in the soil, thereby It has also been found that absorption can be increased, thereby increasing plant root mass and promoting foliage growth.
なお、例えば特開２０１３−１０６５６３号公報に記載されるように、水耕栽培においては、酸素が溶解した水を根等の育成対象物に供給して、植物の生長を促進させる方法も知られているが、土耕栽培において根域に酸素を供給する目的で、酸素が溶解した水や養液を利用すると、土壌水分量や土壌中の肥料濃度が高くなりすぎるため、植物の生長は却って悪くなることが考えられる。この点からも、土壌中に気体としての酸素や空気を注入することによって奏される効果は驚くべきものであるといえる。 For example, as described in JP2013-106563A, in hydroponics, a method of promoting the growth of a plant by supplying water in which oxygen is dissolved to a growing object such as a root is also known. However, if water or nutrient solution in which oxygen is dissolved is used for the purpose of supplying oxygen to the root area in soil cultivation, the water content of the soil and the fertilizer concentration in the soil become too high. It can be bad. Also from this point, it can be said that the effect produced by injecting oxygen or air as gas into the soil is surprising.
即ち、本発明の植物根の活性化方法は、土壌中における植物が根を張る領域に、酸素含有ガスを注入する第一の工程を含むことを特徴とする。 That is, the plant root activation method of the present invention is characterized by including a first step of injecting an oxygen-containing gas into a region where the plant in the soil is rooted.
本発明の植物根の活性化方法の好適例においては、植物へ灌水を行う第二の工程を更に含む。 In the suitable example of the activation method of the plant root of this invention, the 2nd process of watering a plant is further included.
本発明の植物根の活性化方法の他の好適例においては、前記第一の工程と前記第二の工程が交互に繰り返して行われる。 In another preferred embodiment of the plant root activation method of the present invention, the first step and the second step are alternately repeated.
本発明の植物根の活性化方法の他の好適例においては、前記土壌中には多孔質管が埋設されており、該多孔質管を介して酸素含有ガスを前記植物が根を張る領域に注入する。 In another preferred embodiment of the plant root activation method of the present invention, a porous tube is embedded in the soil, and oxygen-containing gas is passed through the porous tube to a region where the plant is rooted. inject.
また、本発明の栽培方法は、上記の植物根の活性化方法を用いることを特徴とする。 The cultivation method of the present invention is characterized by using the above-mentioned plant root activation method.
本発明の栽培方法の好適例においては、植物に対して炭酸ガスを局所的に施用する第三の工程を更に含む。 In the suitable example of the cultivation method of this invention, the 3rd process of applying a carbon dioxide gas locally with respect to a plant is further included.
本発明の栽培方法の他の好適例においては、前記植物根の活性化方法が、複数の植物に対して同時に適用される。 In another preferred embodiment of the cultivation method of the present invention, the plant root activation method is applied simultaneously to a plurality of plants.
本発明の栽培方法の他の好適例においては、前記植物の栽培がポット栽培である。 In another preferred embodiment of the cultivation method of the present invention, cultivation of the plant is pot cultivation.
本発明によれば、過湿の原因である土壌水分量の過剰な上昇を抑えることが可能な植物根の活性化方法、及びかかる植物根の活性化方法を用いた栽培方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the activation method of the plant root which can suppress the excessive raise of the soil water content which is the cause of excessive humidity, and the cultivation method using this activation method of a plant root are provided. it can.
以下に、本発明の植物根の活性化方法及び本発明の栽培方法を詳細に説明する。 Below, the activation method of the plant root of this invention and the cultivation method of this invention are demonstrated in detail.
本発明の植物根の活性化方法は、土壌中における植物が根を張る領域に、酸素含有ガスを注入する工程（以下、第一の工程や酸素含有ガス注入工程ともいう）を含むことを特徴とする。本発明の植物根の活性化方法は、土壌中における植物が根を張る領域に、酸素含有ガスを注入することで、土壌水分量を適切な範囲内に調整し、土壌水分量の過剰な上昇を抑えることができると共に、根の細胞の代謝を活性化させ、根からの養水分の吸収が増加し、植物の根量の増大と茎葉の生長の促進を図ることができる。 The plant root activation method of the present invention includes a step of injecting an oxygen-containing gas into a region where the plant in the soil is rooted (hereinafter also referred to as a first step or an oxygen-containing gas injection step). And The plant root activation method of the present invention adjusts the soil moisture content to an appropriate range by injecting an oxygen-containing gas into a region where the plant is rooted in the soil, and excessively increases the soil moisture content. In addition, the metabolism of root cells can be activated, the absorption of nutrient water from the roots can be increased, and the amount of plant roots and the growth of foliage can be promoted.
本発明の植物根の活性化方法において、上記酸素含有ガス注入工程は、灌水や天候の影響などによって土壌水分量が高くなり得る環境下での植物の栽培や複数の植物に対して同一の条件下で栽培を行っている場合に行われることが好ましい。植物の栽培における好適な土壌水分量は、対象となる植物によるものの、例えば３５〜４５％の範囲を例示することができる。このため、土壌水分量が上記特定した範囲を超えた場合に酸素含有ガス注入工程を行い、土壌水分量を調整することが好ましい。 In the plant root activation method of the present invention, the oxygen-containing gas injection step is performed under the same conditions for cultivation of a plant in an environment where soil moisture can be high due to irrigation, weather, or the like, or for a plurality of plants. It is preferable to be performed when cultivating under. Although the suitable soil moisture content in cultivation of a plant is based on the plant used as object, the range of 35-45% can be illustrated, for example. For this reason, it is preferable to adjust the soil moisture content by performing the oxygen-containing gas injection step when the soil moisture content exceeds the specified range.
なお、本明細書において、土壌水分量とは、土壌体積当たりの水の体積パーセントを指し、この土壌体積含有率％（ｍ３／ｍ３）を土壌水分量（％）として示す。また、土壌水分量は、誘電率を測定できるＴＤＲ（Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ）センサーなどを使った方法によって測定できる。 In the present specification, the soil moisture, refers to volume percent of water per soil volume, showing the soil volume content% (m 3 / m 3) as soil moisture (%). The soil moisture content can be measured by a method using a TDR (Time Domain Reflectometry) sensor that can measure the dielectric constant.
本発明の植物根の活性化方法において、酸素含有ガスとしては、通常、酸素や空気が使用されるが、空気中の酸素濃度（約２１体積％）より酸素濃度が高く調整された混合ガスを使用してもよい。 In the plant root activation method of the present invention, oxygen or air is usually used as the oxygen-containing gas, but a mixed gas whose oxygen concentration is adjusted to be higher than the oxygen concentration in the air (about 21% by volume) is used. May be used.
本発明の植物根の活性化方法においては、土壌中における植物が根を張る領域（根域）に酸素含有ガスを直接注入する観点から、酸素含有ガスを注入するための管を土壌中に埋設することが好ましい。また、植物根は、土壌中において四方に広がっているため、酸素含有ガスを注入するための管は、土壌中において多孔質であることが好ましい。よって、本発明の植物根の活性化方法においては、土壌中に多孔質管が埋設され、該多孔質管を介して酸素含有ガスを植物が根を張る領域に注入することが特に好ましい。 In the plant root activation method of the present invention, a tube for injecting an oxygen-containing gas is embedded in the soil from the viewpoint of directly injecting the oxygen-containing gas into a region where the plant in the soil is rooted (root region). It is preferable to do. In addition, since the plant root spreads in all directions in the soil, the tube for injecting the oxygen-containing gas is preferably porous in the soil. Therefore, in the plant root activation method of the present invention, it is particularly preferable that a porous tube is embedded in the soil, and an oxygen-containing gas is injected into the region where the plant is rooted through the porous tube.
本発明の植物根の活性化方法において、多孔質管は、該多孔質管の内側から酸素含有ガスを外側に通過させる複数の細孔、好ましくは多数の微細な孔が該多孔質管の側面に形成されている導管であり、多孔質樹脂から構成されたものが好ましい。なお、多孔質管としては、市販品を好適に使用することができる。 In the plant root activation method of the present invention, the porous tube has a plurality of pores through which oxygen-containing gas passes from the inside of the porous tube to the outside, preferably a large number of fine pores. It is preferable that the conduit is formed of a porous resin. In addition, as a porous tube, a commercial item can be used conveniently.
本発明の植物根の活性化方法においては、例えば、酸素含有ガス供給源（酸素含有ガス充填タンクや周囲環境など）から圧縮機等の圧送機を介して酸素含有ガス注入管に酸素含有ガスを供給し、酸素含有ガス注入管から根域に酸素含有ガスを注入することができる。ここで、酸素含有ガス注入管が多孔質である場合は、土壌中に埋設された管部分や土壌表面に接している管部分が多孔質であり、その他の管部分は非多孔質であることが好ましい。このため、酸素含有ガス注入管の一部を多孔質としたり、多孔質管と非多孔質管を連結して酸素含有ガス注入管としたりすることが好ましい。 In the plant root activation method of the present invention, for example, oxygen-containing gas is supplied from an oxygen-containing gas supply source (such as an oxygen-containing gas-filled tank or an ambient environment) to an oxygen-containing gas injection pipe via a compressor or the like. The oxygen-containing gas can be supplied and injected into the root region from the oxygen-containing gas injection pipe. Here, when the oxygen-containing gas injection pipe is porous, the pipe part embedded in the soil or the pipe part in contact with the soil surface is porous, and the other pipe parts are non-porous. Is preferred. For this reason, it is preferable to make part of the oxygen-containing gas injection tube porous, or connect the porous tube and the non-porous tube to form an oxygen-containing gas injection tube.
上記酸素含有ガス注入工程において、酸素含有ガスは、圧力が好ましくは０．１〜０．４ＭＰａ、より好ましくは０．２〜０．３ＭＰａで、流量が好ましくは２０〜４０Ｌ／ｍｉｎ、より好ましくは２０〜３０Ｌ／ｍｉｎの条件下で、根域に注入される。また、本発明の植物根の活性化方法においては、土壌水分量が適切な範囲内になるまで、酸素含有ガス注入工程を連続して行うことができるが、１日に複数回行うことが好ましく、１日に３〜８回行うことが好ましく、１日に３〜５回行うことがより好ましい。 In the oxygen-containing gas injection step, the oxygen-containing gas preferably has a pressure of 0.1 to 0.4 MPa, more preferably 0.2 to 0.3 MPa, and a flow rate of preferably 20 to 40 L / min, more preferably. It is injected into the root zone under the condition of 20-30 L / min. Moreover, in the plant root activation method of the present invention, the oxygen-containing gas injection step can be continuously performed until the soil moisture content falls within an appropriate range, but it is preferably performed a plurality of times a day. It is preferably performed 3 to 8 times a day, and more preferably 3 to 5 times a day.
植物根を活性化の観点からは、過湿の原因となる土壌水分量の過剰な上昇を抑えることに加えて、乾湿のメリハリをつけることが有効である。植物根は、灌水直後の土壌水分量が比較的高い状態から低い状態になるとよく伸長し、またその反対に、土壌水分量が比較的低い状態から灌水により高い状態になるときもよく伸長するからである。このため、本発明の植物根の活性化方法は、植物へ灌水を行う工程（以下、第二の工程や灌水工程ともいう）を更に含むことが好ましく、上記酸素含有ガス注入工程（第一の工程）と灌水工程（第二の工程）を交互に繰り返して行うことが更に好ましい。 From the viewpoint of activating the plant roots, it is effective to add dry and wet sharpness in addition to suppressing an excessive increase in soil moisture that causes overhumidity. Plant roots grow well when the soil water content immediately after irrigation is relatively low from a relatively high state, and conversely, they grow well when the soil water content becomes relatively high from irrigation. It is. For this reason, it is preferable that the activation method of the plant root of this invention further includes the process (henceforth a 2nd process or a irrigation process) which performs irrigation to a plant, The said oxygen containing gas injection | pouring process (1st process) More preferably, the step) and the irrigation step (second step) are repeated alternately.
本発明の植物根の活性化方法において、灌水工程は、特に限定されるものではなく、通常の栽培方法で行われる灌水工程を適用することができる。例えば、各ポットに対して定時に同量の水や養液を供給する灌水工程によって、土壌が過湿状態にあるポットが生じたとしても、その後に行われる酸素含有ガス注入工程によって、土壌水分量を適切な範囲内に調整することができる。 In the plant root activation method of the present invention, the irrigation step is not particularly limited, and an irrigation step performed by a normal cultivation method can be applied. For example, even if a pot in which the soil is in an excessively humid state is generated by the irrigation process in which the same amount of water or nutrient solution is supplied to each pot at a fixed time, the soil moisture is The amount can be adjusted within a suitable range.
本発明の植物根の活性化方法において、灌水工程は、１日に複数回行うことが好ましく、１日に３〜８回行うことが好ましく、１日に３〜５回行うことがより好ましい。また、１回の灌水量は、通常、植物の生育に適した範囲に調節されるが、複数の植物に対して灌水工程が同時に適用される場合には、必要な灌水量が最も高い個体を基準に決定され、すべての植物に対して同じ量の灌水が行われることが一般的である。例えば、土壌の量が最も多いもの、ポット栽培である場合にはポットのサイズが最も大きいものを基準に灌水量を決定することができる。 In the plant root activation method of the present invention, the irrigation step is preferably performed a plurality of times a day, preferably 3 to 8 times a day, and more preferably 3 to 5 times a day. In addition, the irrigation amount per time is usually adjusted to a range suitable for plant growth, but when the irrigation process is applied to a plurality of plants at the same time, the individual with the highest required irrigation amount is selected. It is common for all plants to be irrigated with the same amount as determined by the standard. For example, the amount of irrigation can be determined on the basis of the one with the largest amount of soil or the one with the largest pot size in the case of pot cultivation.
本発明の植物根の活性化方法においては、例えば、養液供給源（養液タンクなど）から圧縮機等の圧送機を介して養液供給管に養液を供給し、養液供給管から植物に灌水を行うことができる。なお、本発明の栽培方法において、灌水工程は、例えば植物が果樹である場合、植物の地上部（茎や葉など）に対して灌水を行うよりも、根域に養液を注入する工程であることが好ましく、この場合、切換え弁等を利用することにより、養液供給管と酸素含有ガス注入管として同一の導管、好ましくは多孔質管を用いることも可能である。 In the plant root activation method of the present invention, for example, a nutrient solution is supplied from a nutrient solution supply source (a nutrient solution tank or the like) to a nutrient solution supply pipe via a pressure feeder such as a compressor. Plants can be irrigated. In the cultivation method of the present invention, the irrigation step is a step of injecting a nutrient solution into the root region rather than irrigating the above-ground parts (stems, leaves, etc.) of the plant when the plant is a fruit tree. In this case, by using a switching valve or the like, it is possible to use the same conduit, preferably a porous tube, as the nutrient solution supply tube and the oxygen-containing gas injection tube.
本発明の植物根の活性化方法は、上記したように、酸素含有ガス注入工程（第一の工程）と灌水工程（第二の工程）を交互に繰り返して行うことが好ましいが、この繰り返しを１日に複数回行うことが好ましく、１日に３〜８回行うことが好ましく、１日に３〜５回行うことがより好ましい。この場合、酸素含有ガス注入工程は、ある灌水工程から次の灌水工程までの間の任意の時間行うことができるが、例えばポット栽培に用いるポットのサイズが大きい場合や土壌水分量が高い場合には、酸素含有ガス注入工程を行う時間を長く設定することが好ましい。また、灌水完了直後よりも、灌水が完了して少し時間をおいてから（例えば灌水完了後１〜６０分後、好ましくは３〜３０分後、より好ましくは５〜１５分後に）酸素含有ガス注入工程を開始することが好ましい。 As described above, the plant root activation method of the present invention is preferably performed by alternately repeating the oxygen-containing gas injection step (first step) and the irrigation step (second step). It is preferably carried out several times a day, preferably 3 to 8 times a day, more preferably 3 to 5 times a day. In this case, the oxygen-containing gas injection step can be performed for any time from one irrigation step to the next irrigation step. For example, when the size of the pot used for pot cultivation is large or when the amount of soil moisture is high. It is preferable to set a longer time for performing the oxygen-containing gas injection step. In addition, the oxygen-containing gas after a short period of time after completion of irrigation (for example, 1 to 60 minutes after completion of irrigation, preferably 3 to 30 minutes, more preferably 5 to 15 minutes) It is preferable to start the injection process.
本発明の植物根の活性化方法が灌水工程を含む場合、酸素含有ガス注入工程のみの場合と比較して、植物根を活性化の観点から好ましいものの、土壌の過湿状態を緩和する効果は低くなる。このため、本発明の植物根の活性化方法が灌水工程を含む場合であって、過湿状態（例えば土壌水分量が５０〜６０％）になった土壌で栽培される個体が存在する場合には、本発明の植物根の活性化方法を少なくとも１０日間、より好ましくは少なくとも３０日間継続して行うことが好ましい。 When the plant root activation method of the present invention includes an irrigation step, compared with the case of only the oxygen-containing gas injection step, although the plant root is preferable from the viewpoint of activation, the effect of alleviating soil overhumidity is Lower. For this reason, when the activation method of the plant root of the present invention includes a irrigation step, and there is an individual cultivated in a soil in an overhumid state (for example, soil water content is 50 to 60%) Is preferably carried out continuously for at least 10 days, more preferably at least 30 days.
次に、本発明の栽培方法は、上述した本発明の植物根の活性化方法を用いることを特徴とする。即ち、本発明の栽培方法は、上記酸素含有ガス注入工程（第一の工程）を含み、更に上記灌水工程（第二の工程）を含むことが好ましく、第一の工程と第二の工程が交互に繰り返して行われることが更に好ましい。 Next, the cultivation method of the present invention is characterized by using the aforementioned plant root activation method of the present invention. That is, the cultivation method of the present invention preferably includes the oxygen-containing gas injection step (first step), and further includes the irrigation step (second step). The first step and the second step include More preferably, it is repeated alternately.
また、本発明の栽培方法は、植物に対して炭酸ガスを局所的に施用する工程（以下、第三の工程やＣＯ２施用工程ともいう）を更に含むことが好ましい。なお、本明細書において、「植物に対して炭酸ガスを局所的に施用する」とは、植物に対して高濃度（７００〜８００ｐｐｍ）の炭酸ガスを直接与えることを意味する。これにより、光合成の促進を図ることができる。 The cultivation method of the present invention, the step of topically applied carbon dioxide gas to the plant preferably further comprises a (hereinafter also referred to as the third step and CO 2 application step). In the present specification, “locally applying carbon dioxide to a plant” means directly giving a high concentration (700 to 800 ppm) of carbon dioxide to a plant. Thereby, promotion of photosynthesis can be aimed at.
本発明の栽培方法においては、例えば、炭酸ガス供給源（炭酸ガス充填タンクなど）から圧縮機等の圧送機を介して炭酸ガス供給管に炭酸ガスを供給し、炭酸ガス供給管から植物、好ましくは植物の葉に炭酸ガスを供給（局所的施用）することができる。なお、本発明の栽培方法において、ＣＯ２施用工程は、植物の地上部に対して行うことが好ましいものの、例えば、酸素含有ガス注入管や養液供給管として使用する導管の土壌から出ている部分が多孔質であれば、該多孔質管を炭酸ガス供給管として利用することも可能である。 In the cultivation method of the present invention, for example, carbon dioxide gas is supplied from a carbon dioxide supply source (such as a carbon dioxide filling tank) to a carbon dioxide supply pipe via a pressure feeder such as a compressor, and a plant, preferably from a carbon dioxide supply pipe. Can supply carbon dioxide (local application) to the leaves of plants. In the cultivation method of the present invention, the CO 2 application step is preferably performed on the above-ground part of the plant, but, for example, comes out from the soil of a conduit used as an oxygen-containing gas injection pipe or a nutrient solution supply pipe. If the portion is porous, the porous tube can be used as a carbon dioxide gas supply tube.
本発明の栽培方法において用いる植物根の活性化方法は、複数の植物に対して同時に適用されることが好ましい。作業やコストの効率化の観点からは、複数の植物を同時に栽培する場合には同一の条件で栽培することが好ましいものの、同一の条件下で複数の植物を栽培していると、天候、樹勢、苗の大きさによって、土壌が過湿状態になることも考えられる。しかしながら、上述した本発明の植物根の活性化方法によれば、土壌水分量の過剰な上昇を抑えることができるため、好ましい。また、本発明の植物根の活性化方法は、上記酸素含有ガス注入工程によって、土壌水分量の過剰な上昇を抑えることができるため、正常な土壌状態で栽培されている個体に対しても悪影響を与えることもない。 The plant root activation method used in the cultivation method of the present invention is preferably applied to a plurality of plants simultaneously. From the viewpoint of work and cost efficiency, when cultivating multiple plants at the same time, it is preferable to cultivate under the same conditions, but when cultivating multiple plants under the same conditions, Depending on the size of the seedling, the soil may be overhumid. However, the plant root activation method of the present invention described above is preferable because an excessive increase in soil moisture content can be suppressed. In addition, since the method for activating plant roots of the present invention can suppress an excessive increase in soil moisture by the oxygen-containing gas injection step, it also has an adverse effect on individuals cultivated in normal soil conditions. Never give.
本発明において、植物の栽培は、鉢やプランター等の容器に植物を植えて栽培するポット栽培であることが好ましく、複数の植物を同時に栽培することが更に好ましい。例えば、天候、樹勢、苗の大きさの違いによって、土壌が過湿状態になり、個体の草勢を悪化させるような課題は、複数の植物のポット栽培により起こりやすいため、このような栽培手法に対して本発明を適用することがより効果的である。なお、ポット栽培において「土壌中における植物が根を張る領域」とは、通常、容器中の土壌全体を指す。 In the present invention, plant cultivation is preferably pot cultivation in which a plant is planted in a container such as a pot or a planter, and more preferably a plurality of plants are cultivated simultaneously. For example, problems such as soil becoming overhumid due to differences in weather, tree vigor, and seedling size, and causing deterioration of individual plant vigor, are likely to occur due to pot cultivation of multiple plants. However, it is more effective to apply the present invention. In the pot cultivation, the “region where the plant in the soil is rooted” usually indicates the entire soil in the container.
本発明において、対象となる植物は、特に制限されるものではないが、ブルーベリー、ラズベリー、ミカンやレモン等の柑橘類、桜桃、リンゴ、梨、ビワ、ブドウ、マンゴー、パパイヤ、ドラゴンフルーツ、バナナ等の果樹などが好適に挙げられる。 In the present invention, the target plant is not particularly limited, but citrus fruits such as blueberry, raspberry, mandarin orange and lemon, cherry peach, apple, pear, loquat, grape, mango, papaya, dragon fruit, banana, etc. Suitable examples include fruit trees.
本発明において、日長時間、光強度、潅水量、相対湿度、ＣＯ２濃度、土壌ｐＨ、土壌ＥＣ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ（電気伝導度）：肥料濃度を推定できる）等の各種パラメーターを植物の生育に適した範囲に調節することが好ましい。また、このようなパラメーターは、光源、暖房機、冷房設備、送風機、除湿器、加湿器、換気扇、ドライミスト及び遮光カーテンといった各種の装置を単独で或いは組み合わせて使用することで実現することができる。そのためには、これら装置を組み込んだ人工光を利用した閉鎖系室や、これら装置を備える通常の太陽光を利用した温室が利用できる。 In the present invention, various parameters such as day length, light intensity, irrigation amount, relative humidity, CO 2 concentration, soil pH, soil EC (Electric Conductivity: fertilizer concentration can be estimated) and the like are used for plant growth. It is preferable to adjust to an appropriate range. Further, such parameters can be realized by using various devices such as a light source, a heater, a cooling facility, a blower, a dehumidifier, a humidifier, a ventilation fan, a dry mist, and a light-shielding curtain, alone or in combination. . To that end, a closed system room using artificial light incorporating these devices and a greenhouse using ordinary sunlight equipped with these devices can be used.
次に、図を参照しながら、本発明の植物根の活性化方法及び本発明の栽培方法に使用できる栽培システムについて説明する。図１は、本発明の植物根の活性化方法及び本発明の栽培方法に使用できる栽培システムの一例の概略図である。図示例の栽培システムは、酸素含有ガス供給源１と、養液供給源２と、炭酸ガス供給源３と、切換え弁４と、複数のポット５と、酸素含有ガス供給源１と切換え弁４とを連結する導管６と、養液供給源２と切換え弁４とを連結する導管７と、炭酸ガス供給源３と切換え弁４とを連結する導管８と、切換え弁４と各ポット５とを連結する導管９とを備えており、該導管９の先端部は多孔質管１０で構成されており、各ポット５内の土壌１１中に埋設されている。なお、導管６〜８と、導管９は、上記多孔質管１０部分を除き、非多孔質である。 Next, the cultivation system which can be used for the activation method of the plant root of this invention and the cultivation method of this invention is demonstrated, referring a figure. FIG. 1 is a schematic diagram of an example of a cultivation system that can be used in the plant root activation method of the present invention and the cultivation method of the present invention. The illustrated cultivation system includes an oxygen-containing gas supply source 1, a nutrient solution supply source 2, a carbon dioxide gas supply source 3, a switching valve 4, a plurality of pots 5, an oxygen-containing gas supply source 1 and a switching valve 4. A conduit 6 for connecting the nutrient solution supply source 2 and the switching valve 4, a conduit 8 for connecting the carbon dioxide supply source 3 and the switching valve 4, the switching valve 4 and each pot 5. Are connected to each other, and the tip of the conduit 9 is formed of a porous tube 10 and is embedded in the soil 11 in each pot 5. The conduits 6 to 8 and the conduit 9 are non-porous except for the porous tube 10 portion.
図示例の栽培システムにおいては、酸素含有ガス供給源１から導管６及び切換え弁４を介して導管９に酸素含有ガスを供給し、多孔質管１０から根域に酸素含有ガスを注入することができる。また、養液供給源２から導管７及び切換え弁４を介して導管９に養液を供給し、多孔質管１０から根域にて灌水を行うことができる。また、炭酸ガス供給源３から導管８及び切換え弁４を介して導管９に炭酸ガスを供給し、多孔質管１０から植物に炭酸ガスを供給（局所的施用）することができる。なお、図示例の栽培システムにおいては、植物の葉に対して局所的施用を行うため、導管９の先端部を構成する多孔質管１０は、その全体が土壌１１中に埋設されているのではなく、その一部は地上部に出ていることが好ましい。このような栽培システムであれば、切換え弁４を利用することで、酸素含有ガス注入管、養液供給管及び炭酸ガス供給管として共通の導管９を用いることができるため、好ましい。 In the cultivation system of the illustrated example, the oxygen-containing gas is supplied from the oxygen-containing gas supply source 1 to the conduit 9 via the conduit 6 and the switching valve 4, and the oxygen-containing gas is injected into the root region from the porous tube 10. it can. In addition, the nutrient solution can be supplied from the nutrient solution supply source 2 to the conduit 9 through the conduit 7 and the switching valve 4 and irrigated from the porous tube 10 in the root region. Further, carbon dioxide can be supplied from the carbon dioxide supply source 3 to the conduit 9 via the conduit 8 and the switching valve 4, and carbon dioxide can be supplied to the plant from the porous tube 10 (local application). In addition, in the cultivation system of the example of illustration, in order to perform local application with respect to the leaf of a plant, the porous pipe | tube 10 which comprises the front-end | tip part of the conduit | pipe 9 is not embedded in the soil 11 entirely. However, it is preferable that a part of them is on the ground. If it is such a cultivation system, since the common conduit | pipe 9 can be used as an oxygen-containing gas injection pipe, a nutrient solution supply pipe, and a carbon dioxide gas supply pipe by using the switching valve 4, it is preferable.
図示例の栽培システムは、酸素含有ガス供給源１、養液供給源２及び炭酸ガス供給源３から導管６、導管７及び導管８へ適切な圧力及び流量にて流体を供給するため、各供給源の下流には圧送機（図示せず）を備えることが好ましい。なお、本発明において酸素含有ガスとして空気を利用する場合、酸素含有ガス供給源は周囲環境であることが好ましく、この場合、圧送機を介して導管６に酸素含有ガスを供給することが可能である。 The cultivation system of the illustrated example supplies each fluid to supply fluid from the oxygen-containing gas supply source 1, nutrient solution supply source 2 and carbon dioxide supply source 3 to the conduit 6, the conduit 7 and the conduit 8 at an appropriate pressure and flow rate. Preferably, a pressure feeder (not shown) is provided downstream of the source. In the present invention, when air is used as the oxygen-containing gas, the oxygen-containing gas supply source is preferably the ambient environment, and in this case, the oxygen-containing gas can be supplied to the conduit 6 via the pressure feeder. is there.
図示例の栽培システムは、流体の圧力や流量、及び切換え弁の制御のため、圧送機及び切換え弁には制御装置（図示せず）が連結されていることが好ましい。 In the cultivation system of the illustrated example, a control device (not shown) is preferably connected to the pressure feeder and the switching valve in order to control the pressure and flow rate of the fluid and the switching valve.
図２は、本発明の植物根の活性化方法及び本発明の栽培方法に使用できる多孔質管の一例の概略図（ａ）と該多孔質管の使用態様の概略図（ｂ）とを示す。図２（ａ）に示す多孔質管２０は、土壌中に埋設され、酸素含有ガスを根域に注入するための埋設部２１と、土壌表面から地上に露出した、埋設部２１に酸素含有ガスを供給するための露出部とから構成されており、該露出部は、植物を囲むように土壌表面に配置される環状部２２と、該環状部２２と非多孔質管とを連結する連結部２３とから構成されることが好ましい。図示例の多孔質管は、２本の埋設部２１を備えるが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、１本又は３本以上の埋設部を備えていてもよい。 FIG. 2 shows a schematic diagram (a) of an example of a porous tube that can be used in the plant root activation method of the present invention and the cultivation method of the present invention, and a schematic diagram (b) of the usage mode of the porous tube. . The porous tube 20 shown in FIG. 2 (a) is embedded in the soil and has an embedded portion 21 for injecting an oxygen-containing gas into the root area, and an oxygen-containing gas in the embedded portion 21 exposed from the soil surface to the ground. The exposed portion is configured to include an annular portion 22 disposed on the soil surface so as to surround the plant, and a connecting portion that connects the annular portion 22 and the non-porous pipe. 23 is preferable. The porous tube of the illustrated example includes two embedded portions 21, but is not limited to this in the present invention, and may include one or three or more embedded portions.
本発明の植物根の活性化方法及び本発明の栽培方法において複数の植物を対象にして実施される場合は、図２（ａ）に示す多孔質管２０が、植物毎に、好ましくはポット毎に配置されていることが好ましい。図２（ｂ）は、植物２４が植えられているポット２５に、図２（ａ）に示される多孔質管２０が配置されている多孔質管の使用態様の概略図を示す。図示例の使用態様によれば、埋設部２１から根域に酸素含有ガスを注入できると共に、環状部２２からも根域に酸素含有ガスを注入できるため、好ましい。更に、多孔質管２０は、露出部を備えるため、炭酸ガス供給管としても利用できる。 When the plant root activation method of the present invention and the cultivation method of the present invention are carried out on a plurality of plants, the porous tube 20 shown in FIG. 2 (a) is provided for each plant, preferably for each pot. It is preferable to arrange | position. FIG.2 (b) shows the schematic of the usage condition of the porous tube by which the porous tube 20 shown by Fig.2 (a) is arrange | positioned in the pot 25 in which the plant 24 is planted. According to the use mode of the illustrated example, the oxygen-containing gas can be injected into the root region from the embedded portion 21 and the oxygen-containing gas can also be injected into the root region from the annular portion 22, which is preferable. Furthermore, since the porous tube 20 includes the exposed portion, it can be used as a carbon dioxide gas supply tube.
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
［材料及び方法］
＜供試植物＞
サザンハイブッシュブルーベリー「Ｓｈａｒｐｂｌｕｅ」の３〜８年生苗木を用いた。
＜実験施設＞
東京農工大学植物工場内のガラス温室で実験を行った。また、ガラス温室には、２つの処理区を設けた。一つは、土壌中に空気を注入するＡｉｒ区であり、もう一方は、土壌中への空気の注入を行わない無処理区であった。各処理区では、３株の苗木を対象にポット栽培が同時に行われた。
・酸素含有ガス注入工程
リョービ社製空気圧縮注入機「（商品名）ＡＣＰ−５０」からチューブに空気を供給し、該チューブの先端に連結された多孔質管を介して土壌中に空気を注入した。
チューブとしては非多孔質チューブを用い、多孔質管としては、大和実業株式会社製ウォータチューブから作製した図２に示される多孔質管を用いた。
なお、テヌート社製ＣＯ２局所施用コントローラー「ブレス」を制御装置として用いて、空気圧縮注入機から注入される空気の圧力及び流量を制御した。
・灌水工程
水に液肥を混入した養液を、ドリップチューブを介して、土壌に供給した。日射比例灌水を基本にした定時灌水を行った。
＜実験方法＞
２０１６年１１月１６日から養液土耕によるポット栽培を行った。灌水は、１日に５回定時（９時、１１時、１３時、１５時、１７時）にて行われた。なお、Ａｉｒ区では、各灌水の完了後、直ちに１時間、圧力０．２ＭＰａ及び流量２２．５Ｌ・ｍｉｎ−１の条件下で土壌中への空気の注入を行った。
[Materials and methods]
<Test plant>
Southern high bush blueberry “Sharpblue” 3-8 year old seedlings were used.
<Experimental facility>
An experiment was conducted in a glass greenhouse in the plant factory of Tokyo University of Agriculture and Technology. The glass greenhouse was provided with two treatment zones. One was an Air section where air was injected into the soil, and the other was an untreated section where no air was injected into the soil. In each treatment area, pot cultivation was simultaneously performed for three seedlings.
・ Oxygen-containing gas injection process Air is supplied to the tube from the Ryobi air compression injector “(trade name) ACP-50” and injected into the soil through a porous tube connected to the tip of the tube. did.
As the tube, a non-porous tube was used, and as the porous tube, a porous tube shown in FIG.
The pressure and flow rate of the air injected from the air compression injector were controlled using a CO2 local application controller “breath” manufactured by Tenuto as a control device.
-Irrigation process The nutrient solution which mixed liquid fertilizer in water was supplied to the soil through the drip tube. Periodic irrigation based on solar radiation proportional irrigation was performed.
<Experiment method>
From November 16, 2016, pot cultivation by hydroponics was carried out. Irrigation was carried out 5 times a day (9 o'clock, 11 o'clock, 13 o'clock, 15 o'clock, 17 o'clock). In Air, immediately after completion of each irrigation, air was injected into the soil for 1 hour under conditions of a pressure of 0.2 MPa and a flow rate of 22.5 L · min −1 .
［結果及び考察］
表１は、１２月１４日に測定したＡｉｒ区及び無処理区の土壌水分量と１月１１日に測定したＡｉｒ区及び無処理区の土壌水分量とを示す。なお、土壌水分量は、ＴＤＲ（Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ）センサーを用いて、ポット毎に４か所測定した値の平均値である。表１から分かるように、Ａｉｒ区では、土壌水分量の低減効果が確認することができた。
図３は、Ａｉｒ区及び無処理区で栽培したブルーベリーの地上部の比較を示す（２０１７年１月１９日撮影）。無処理区では新梢の発生が確認できなかったが、Ａｉｒ区では、矢印で示したように、多数の新梢が発生した。
図４は、Ａｉｒ区及び無処理区で栽培したブルーベリーの地上部と地下部の比較を示す（２０１７年６月１日撮影）。Ａｉｒ区ではブルーベリーの根がよく発達していることが分かる。
以上の結果から、土壌中における植物が根を張る領域（根域）に、酸素含有ガスを注入することで、土壌の過湿状態を緩和することができ、これによって、植物の根量の増大と茎葉の生育の促進を図ることが可能であった。
[Results and discussion]
Table 1 shows the soil moisture content of the Air and untreated plots measured on December 14 and the soil moisture content of the Air and untreated plots measured on January 11. The soil moisture content is an average value of values measured at four locations for each pot using a TDR (Time Domain Reflectometry) sensor. As can be seen from Table 1, in the Air section, the effect of reducing the soil moisture content could be confirmed.
FIG. 3 shows a comparison of the above-ground parts of blueberries cultivated in the Air and non-treated areas (taken on January 19, 2017). In the untreated section, the occurrence of new shoots could not be confirmed, but in the Air section, as shown by the arrows, many new shoots were generated.
FIG. 4 shows a comparison between the above-ground part and the underground part of blueberries cultivated in the Air and non-treated areas (taken on June 1, 2017). It can be seen that the roots of blueberries are well developed in Air.
From the above results, it is possible to alleviate soil overhumidity by injecting oxygen-containing gas into the area where the plant in the soil is rooted (root area), thereby increasing the amount of plant roots. It was possible to promote the growth of foliage.
１ 酸素含有ガス供給源
２ 養液供給源
３ 炭酸ガス供給源
４ 切換え弁
５ ポット
６，７，８，９ 導管
１０ 多孔質管
１１ 土壌
２０ 多孔質管
２１ 埋設部
２２ 環状部
２３ 連結部
２４ 植物
２５ ポット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Oxygen-containing gas supply source 2 Nutrient solution supply source 3 Carbon dioxide gas supply source 4 Switch valve 5 Pot 6, 7, 8, 9 Conduit 10 Porous pipe 11 Soil 20 Porous pipe 21 Embedding part 22 Annular part 23 Connecting part 24 Plant 25 pots
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