特開 2024-173914 電撃方式による種子の発芽成育システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024173914

(43)【公開日】2024-12-13

(54)【発明の名称】電撃方式による種子の発芽成育システム

(51)【国際特許分類】

   A01C 1/00 20060101AFI20241206BHJP

【ＦＩ】

A01C1/00 C

【審査請求】有

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023092005

(22)【出願日】2023-06-03

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2023-12-18

(71)【出願人】

【識別番号】521083016

【氏名又は名称】半田 三郎

(74)【代理人】

【識別番号】100158229

【弁理士】

【氏名又は名称】水野 恒雄

(72)【発明者】

【氏名】半田 三郎

【テーマコード（参考）】

2B051

【Ｆターム（参考）】

2B051AA01

2B051AB01

2B051BA02

2B051BA04

2B051BB11

(57)【要約】

【課題】硬実種子にも水分を含んだ球根類にも適用できる種子の発芽率向上と生育促進が行える種子の発芽成育システムを提供することを目的とする。
【解決手段】高電圧発生手段と、接地金属電極とを備え、接地金属電極上に種子を置き、種子に高電圧発生手段により高電圧インパルスを種子に印加して放電すること、接地金属電極上に置かれた種子は、所定の時間水に浸漬されていることを特徴とする種子の発芽成育システムである。高電圧発生手段は、高電圧インパルス発生回路、又は、圧電素子を備えている。高電圧インパルスは、１～５ｋＶであり、少なくとも１個以上の高電圧インパルスが種子に印加される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

高電圧発生手段と、
接地金属電極と、
を備え、
前記接地金属電極上に種子を置き、前記種子に前記高電圧発生手段により、高電圧インパルスを前記種子に印加して放電すること、
前記接地金属電極上に置かれた前記種子は、所定の時間、水に浸漬されていること、
を特徴とする種子の発芽成育システム。

【請求項2】

前記高電圧発生手段は、高電圧インパルス発生回路、又は、圧電素子を備えていること、
を特徴とする請求項１に記載の種子の発芽成育システム。

【請求項3】

前記高電圧インパルスは１～５ｋＶであり、少なくとも１個以上の高電圧インパルスが前記種子に印加されること、
特徴とする請求項１に記載の種子の発芽成育システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、種子の発芽と成長を促進する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

種子の発芽には、水分、温度、酸素と栄養物が必要である。種子は水分を吸収することで膨潤し、休眠状態から覚醒し発芽する。種子の発芽には適切な温度範囲が必要であり、多くの種子はそれぞれ適切な温度において最もよく発芽する。酸素は種子の呼吸に必要であり、エネルギーの産生と根の成長に重要な役割を果たす。種子内には胚と栄養組織が含まれており、栄養組織は胚の成長に必要な栄養素を提供し、適切な栄養素の供給が発芽には重要である。また、種皮が硬い硬実種子については、種に傷をつける事で芽が出やすくなる。

【0003】

さらに、発芽に関して電気的刺激を与えてその影響を評価する実験は古くから行われており、高電圧の印加が利用されている。高電圧の利用では，土壌や大気中へ高電圧を印加する場合と、植物に直接高電圧印加する場合がある。液肥や土壌などの培地に高電圧印加した場合は、有機物や無機物がイオン化され、化学的活性物質の生成が植物の成長に影響を与えるものと考えられる。また，植物の種子に直接印加した場合，流れる電流の大きさが影響するものと考えられる。

【0004】

高電圧利用の例としては、火花放電や継続的に電流を流す方法がある。火花放電は２５－６０ｋＶで高圧電流を１～３μSの短時間流せば、除草や間引きや果物の熟成促進などに有効だという。継続的に流す方法は、例えば１５ｋＶ，５４ｋＷの高電圧を、電極を直接植物に接触させて流し、樹木の刈り込みや根菜類の葉を枯らすのに使用されている。

【0005】

植物の種子の発芽にも利用されており、例えば、特許文献１には、高電圧を発生する電源部と、発生した高電圧を印加する放電側電極と接地側電極を有する処理装置とを備え、処理装置の電極間に種子を介在させて、電極間でパルスストリーマ放電を発生させる種子の発芽率向上用装置を用い、電極間に種子を介在させて、パルスストリーマ放電を発生させて、種子を所定の時間処理した後、発芽条件下において発芽させる方法が開示されている。

【0006】

印加電圧は、５０ｋＶ（可能な範囲：５０～６０ｋＶ）で、パルス立ち上がり時間：４０～５０ｎＳ（可能な範囲：３０～１００ｎＳ）、パルス幅：８０～１００ｎＳ（可能な範囲：４０～４００ｎＳ）であり、処理時間：１０秒、３０秒、１分、３分、５分、１０分、１５分としている。

【0007】

特許文献２には、クロッカス属植物に対して開花促進を図るため、球根電圧印加装置を用いて、接地台の上に発芽前の複数の球根を配置し、電源から所定の電位が付与された電極を頭頂部に接触させてサフランの球根に電圧を印加した後、この球根の植え付けを行うことにより、開花が促進させる方法が開示されている。

【0008】

印加電圧は、ＤＣを０．５ｋＶ、１．０ｋＶ、２．０ｋＶ、３．０ｋＶ（正電圧印加グループ）と、－０．５ｋＶ、－１．０ｋＶ、－２．０ｋＶ、－３．０ｋＶ（負電圧印加グループ）と、６０ＨｚのＡＣを０．５ｋＶ、１．０ｋＶ、１．５ｋＶ（交流印加グループ）で行い、１秒程度球根の頭頂部やその周辺に直接電圧を印加することでより確実にその効果が表れる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２００１－１３６８１２号公報

【特許文献2】特開２０１６－２０２０４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

植物の種子の発芽率向上や発芽促進の方法は従来から様々な方法が提案されているが、特定の種子に対しての効果が主である。例えば特許文献１で使用されている種子は、玄米、野菜や果物の種子、花の種子等のいわば硬実種子であり、印加電圧は５０ｋＶと高い。特許文献２は、クロッカス属植物の種子を対象としており、印加電圧は０．５～３ｋＶであり特許文献１より低いが、硬実種子には適用できない。

【0011】

本発明は、硬実種子にも水分を含んだ球根類にも適用できる種子の発芽率向上と生育促進が行える種子の発芽成育システム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】

【0012】

本発明は、上記の課題を解決するために、以下の技術的手段を用いている。

【0013】

（１）高電圧発生手段と、接地金属電極とを備え、接地金属電極上に種子を置き、種子に高電圧発生手段により、高電圧インパルスを種子に印加して放電すること、接地金属電極上に置かれた種子は、所定の時間、水に浸漬されていることを特徴とする種子の発芽成育システムである。
（２）高電圧発生手段は、高電圧インパルス発生回路、又は、圧電素子を備えている。
（３）高電圧インパルスは１～５ｋＶであり、少なくとも１個以上の高電圧インパルスが種子に印加される。

【発明の効果】

【0014】

本発明の種子の発芽成育システムにより、球根類から硬実種子まで、幅広い種子の発芽率向上と発育を促進することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明による種子の発芽成育システムを示す概略図である。

【図2】高電圧発生手段を示す具体例である。

【図3】圧電素子銃３０の取り扱いと種子２０への放電状態を説明する図である。

【図4】種子２０としてオクラを使用して実施した実施例を示している。

【図5】実施例１に対して、オクラの種子２０を３０粒として確認した例を示している。

【図6】種子２０としてフレンチビーン（いんげん豆）を使用して実施した実施例を示している。

【図7】実施例３に対して、フレンチビーン（いんげん豆）の種子２０を１８粒として確認した例を示している。

【図8】１２日後の電撃方式とノーマル状態におけるいんげん豆が発芽し成長して苗となった状態の全体像を示す図である。

【図9】種子２０としてかぼちゃを使用して実施した実施例を示している。

【図10】種子２０としてブロッコリーを使用して実施した実施例を示している。

【図11】種子２０としてスイカを使用して実施した実施例を示している。

【図12】種子２０としてナスを使用して実施した実施例を示している。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明は、水に浸漬後の種子に電気的な刺激を与えて、発芽及び発芽後の生育を促進する「電撃方式による種子の発芽成育システム」である。以下図面を参照しながら、本発明について説明する。なお、本実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組合せをする様々なバリエーションが可能である。従って、本実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

【0017】

図１は、本発明による種子の発芽成育システムを示す概略図である。種子の発芽成育システム１０は、高圧発生手段１２と、接地金属電極１８とを備え、接地金属電極１８上に種子２０を置き、種子２０に高電圧発生手段１２で発生させた高電圧インパルス放電ピン１６から放電する。この高電圧発生手段１２で発生させた高電圧インパルス放電ピン１６から放電することを、電撃方式と呼ぶ。接地金属電極１８上に置かれた種子２０は、水２４を入れた容器２２に、所定の時間浸漬した後に接地金属電極１８上に置かれている。種子２０の浸漬時間は、種子２０の種類にもよるが、５～６時間程度である。種子が球根類のように水分を含有している場合は、浸漬時間が少なくてもよい。

【0018】

高圧発生手段１２で発生される高電圧インパルスは、１～５ｋＶであること、が好ましい。この高電圧発生手１２段は、電子素子を組み合わせた高電圧インパルス発生回路、又は、衝撃により高電圧を発生する圧電素子を備えている。これにより、高電圧インパルスを瞬間的に発生させることができる。

【0019】

図２は、高電圧発生手段を示す具体例である。高電圧発生手段１２は、圧電素子であり、以下、圧電素子銃３０と呼ぶ、図２（Ａ）は、圧電素子銃３０の全体を示す図である。圧電素子銃３０は、圧電着火タイプのライターを改造した。図２（Ｂ）は、圧電素子銃３０の側面カバーを外した状態であり、内部構造を示している。圧電素子３４に接続されているワイヤーのうち、ノズルの金属部分に繋がっている方を外して延長し、先端にクリップ３６を付ける。このクリップ３６で、金属製の皿やトレイ、即ち、接地金属電極１８に繋ぐ事ができる。圧電素子銃３０のトリガー３２は、瞬間的に圧電素子に衝撃を与えるためのスイッチであり、トリガー３２を引くことにより高電圧インパルスが発生する。

【0020】

図３は、圧電素子銃３０の取り扱いと種子２０への放電状態を説明する図である。図３（Ａ）は、圧電素子銃３０を手に取って、トリガー３２に親指を当てた状態である。接地金属電極１８には種子２が置かれており、圧電素子銃３０のクリップ３４が接続されている。放電ピン１６を種子２０に近づけて、トリガー３２を押すと高電圧インパルスが発生し、種子２０との間で放電する。トリガー３２と種子２０距離は５～６mmであり、１～２ｋＶの電圧が発生する。

【0021】

図３（Ｂ）は、放電ピン１６と種子２０の間で放電が発生している状態を示す図である。ここでは、４個の放電例を示しているが、右から２番目の放電例を拡大して放電の様子を示している。放電ピン１６の先端部と種子２０の間の放電ストリームの様子が白く表れている。

【0022】

本発明による電撃方式による種子の発芽成育システム１０は、以下の手順で実施される。
（１）植物の種子を必要量用意する。
（２）用意した種子２０を水２４の入った容器２２に入れ、５～６時間浸漬する。
（３）必要量の鉢を準備し、土を入れる。
（４）水２４に５～６時間浸漬した種子２０を接地金属電極１８に置き、圧電素子銃３０で電撃、即ち、放電ピンから種子に高電圧インパルスを印加し放電させる。電撃は、確実性を考えて２～３回行う。
（５）電撃後の種子２０を、鉢に蒔き、土に水２４をかける。
（６）発芽には水２４が欠かせないため、朝と夕方に土に水２４が十分に浸透するませ霧吹き等で水２４を与える。
（７）発芽とその後の成長を観察する。

【実施例0023】

図４は、種子２０としてオクラを使用して実施した実施例を示している。電撃方式の効果を確認するため、水に浸漬後に電撃を加えないノーマル状態でオクラの種子２０を蒔いた場合についても実施した。種子２０の数は、各９粒である。図４では、種まき後の日数、実施時の写真と状況を示している。実施時の写真は、左側がノーマル状態で、右側が、電撃方式による状態である。状況は、発芽数と発芽率、発芽後の大きさ（平均値）をノーマル状態と電撃方式による状態を示している。

【0024】

観察結果として、種子２０を蒔いてから、３日後に発芽して、電撃状態での発芽数は７粒で、発芽率は７７．８％であり、ノーマル状態での発芽数は２粒で、発芽率は２２．２％であった。この時の大きさは、電撃方式では１．５ｃｍ、ノーマル状態で０．５ｃｍであった。４日後には、電撃方式では発芽数が９粒となり１００％発芽した。

【0025】

ノーマル状態での発芽は、４日後に３粒発芽し、発芽率は３３．３％となり、５日後に６粒発芽し、発芽率は６６．７％となったが、その後は残りの種子２０の発芽はなかった。結果は、電撃方式での発芽は、ノーマル状態に対して早期に発芽し、発芽率も高く１００％発芽し、電撃方式の効果は明らかある。

【0026】

発芽後の成長は、電撃方式では４日後に４．０ｃｍ、５日後に７．０ｃｍ、６日後に１０．０ｃｍ、７日後に１２．０ｃｍ、８日後に１５．０ｃｍであるのに対して、ノーマル状態では、４日後に１．０ｃｍ、５日後に１．５ｃｍ、６日後に２．０ｃｍ、７日後に７．０ｃｍ、８日後に１０．０ｃｍであった。明らかに、電撃方式での発芽後の成長は、ノーマル状態に対して成長が促進されている結果となった。

【実施例0027】

図５は、実施例１に対して、オクラの種子２０を３０粒として確認した例を示している。電撃方式の効果を確認するため、水に浸漬後に電撃を加えないノーマル状態でのオクラの種子２０も３０粒蒔いた場合について実施した。図５では、種まき後の日数、実施時の写真と状況を示している。実施時の写真は、左側がノーマル状態で、右側が、電撃方式による状態である。状況は、発芽数と発芽率、発芽後の大きさ（平均値）をノーマル状態と電撃方式による状態を示している。

【0028】

観察結果として、種子２０を蒔いてから、電撃方式では３日後に１７粒、５６．７％の種子２０が発芽し、ノーマル状態での発芽は４日後であり、７粒、２３．３％が発芽した。電撃方式での発芽は、４日後に２６粒、８６．６％で、５日後には３０粒全部、１００％発芽した。ノーマル状態では、５日後に１４粒、４６．７％、６日後に２２粒、７３．３％、７日後に２４粒、８０％となったが、その後、残りの種子２０は発芽しなかった。結果は、種子２０が９粒の場合と略同様の発芽率であり、ノーマル状態が８０．０％の発芽率であったのに対して、電撃方式での発芽は、早期に発芽し、発芽率も１００％発芽し、電撃方式の効果は明らかある。

【0029】

発芽後の成長は、電撃方式では大きさが平均値で３日後に発芽した日は０．５ｃｍ、４日後に２．５ｃｍ、５日後に７．０ｃｍ、６日後に９．０ｃｍ、７日後に１１．０ｃｍ、８日後に１４．０ｃｍであった。ノーマル状態では、大きさが平均値で４日後の発芽した日で０．７ｃｍ、５日後に２．０ｃｍ、６日後に４．０ｃｍ、７日後に７．０ｃｍ、８日後に９．０ｃｍであった。種子２０が９粒の場合と略同様に、明らかに電撃方式での発芽後の成長は、ノーマル状態に対して成長が促進されている結果となった。