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お知らせ2021年03月02日

当社は、东北大学（大学院工学研究科、金子俊郎教授）との共同研究により、施设园芸や植物工场の水耕栽培で使用される培养液の卫生管理方法の1つとして、プラズマによる培养液中の微生物（かび）の増殖を抑制する杀菌効果を确认しました。

■ 背景
当社は、环境監視クラウドシステムOKIPPA_Greenや植物工場等の施設園芸事業に関わる研究開発に取り組んでおります。

施设园芸の栽培方式の一つである水耕栽培は、窒素やリン、カリウムなどの植物の栄养成分を溶け込ませた水（培养液」に植物の根を浸して栽培するため、培养液中の微生物（かび）の発生と増殖が大きな课题となっております。かびの中には根に付着し腐败させる种类※２もあり、场合によっては植物が枯死に至ることもあります。また同一の培养液で多くの植物を栽培する场合は、かびが増殖すると病害が多くの植物へ拡散し、安定した生产ができません。
また、培养液中のかびは培养液に浸っている根だけでなく、飞散して叶に付着することで叶への病害を発生させることもわかっています。そのため、培养液中のかびの増殖を抑えることは、病害の予防のために必要と考えられています。
しかしながら、培養液中に直接添加できる農薬※３は少なく、かびの殺菌に効果のある紫外線やオゾン等を用いた技术はありますが、栄養成分の沈殿や強力な酸化効果による作物の生育不良といった課題があります。
以上から、栄養成分の沈殿や作物の生育に影響を与えずに培養液中のかびを殺菌する技术の確立が期待されていました。

■ 成果の概要
①プラズマ照射による培养液中のかびの増殖抑制の确认
かびが増殖した培养液※４の中にプラズマを照射し、酸化力の高い活性种※５を発生させることで、水耕栽培で主に问题视されている根腐病のかび※２の増殖抑制効果を确认しました。また培养液中のかび数を1/100以下まで抑えることができることを确认しました（表-1）。
②増殖抑制効果と活性种の浓度の确认
プラズマ照射により培养液中に発生する活性种の一つである过酸化水素は、高浓度（1,000μ惭以上）で培养液中に存在すると植物の根に接触し、生育を抑制させます。今回、培养液中のかびの増殖抑制効果が得られた条件※６において、过酸化水素の浓度は植物の生育抑制の影响が出る1/5の200μ惭となり、植物の生育への影响は少ないことを确认しました（図-1）。

表-1 プラズマの異なる照射条件が培養液中のかびに及ぼす影響

図-1 プラズマの異なる照射条件が液中の活性種（過酸化水素）の濃度に及ぼす影響

※１ 固体?液体?気体に次ぐ物質の第4の状態のこと。気体の温度を上げることにより正イオンと電子に電離した状態。
※２ fusarium属のかびのこと。
※３ 殺菌剤。水耕栽培している植物への施用方法は葉面散布のみになる。
※４ 植物工場施設にて14日間、植物栽培に使用した培養液。
※５ ヒドロキシラジカル、過酸化水素、亜硝酸イオンのこと。
※６ 3 kHz,500 sと5 kHz,300 sの2つの条件。

■ 今後の展開
この成果を踏まえ、より実効性?実用性を高めた新たな培養液の衛生管理方法の確立を目指した研究を進めて参ります。将来的に植物工場等の水耕栽培における安定生産、生産性向上に資する技术開発を目指します。