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JP7149628B2 - Growth promotion method and growth promotion system - Google Patents
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Description

本発明は、成長促進方法及び成長促進システムに関するものである。 The present invention relates to a growth promotion method and a growth promotion system.

交流電場を利用して植物の生育を促す技術が知られており、例えば非特許文献1は、乾燥種子を4~12kV/cm、50Hzの交流電場で15~60秒間処理することで、発芽率が対照区に比べて向上することを開示している。 Techniques for promoting the growth of plants using an alternating electric field are known. is improved compared to the control plot.

Moon J-D, H-S Chung. 2000. Acceleration of germination of tomato seed by applying AC electric and magnetic fields. J. Electrostatics 48: 103-114.Moon J-D, H-S Chung. 2000. Acceleration of germination of tomato seed by applying AC electric and magnetic fields. J. Electrostatics 48: 103-114. 松尾昌樹・坂田智子、電界処理が吸水種子の発芽と初期生育に及ぼす影響、生物環境調節 32,107-111(1994)Masaki Matsuo and Tomoko Sakata, Effect of electric field treatment on germination and initial growth of water-absorbing seeds, Bioenvironment Control 32, 107-111 (1994)

しかしながら、非特許文献1に記載の技術では、交流電場強度がkV/cmのオーダーであり極めて高いため、簡易な構成で成長を促進することは難しいという課題がある。 However, the technique described in Non-Patent Document 1 has a problem that it is difficult to promote growth with a simple configuration because the alternating electric field strength is extremely high, on the order of kV/cm.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で容易に対象物の成長を促進するための技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a technique for easily promoting the growth of an object with a simple configuration.

上記の目的を達成する本発明に係る成長促進方法は、
生物の成長を促進させる成長促進方法であって、
成長環境に配置された生物に、水の誘電損失が小さくなる周波数帯であるMHzより大きく1000MHz以下の高周波交流電場を印加する電場印加工程を含み、
前記高周波交流電場の強度は、0.01Vpp/cm以上且つ100Vpp/cm以下であり、
前記電場印加工程では、前記高周波交流電場の周波数を大きくするとともに、前記高周波交流電場の強度を小さくするように制御し、
前記生物は植物の種子またはきのこ類であることを特徴とする。
The growth promotion method according to the present invention for achieving the above objects includes:
A growth promotion method for promoting growth of an organism, comprising:
An electric field applying step of applying a high-frequency alternating electric field of more than 1 MHz to 1000 MHz or less, which is a frequency band in which the dielectric loss of water is small, to the organism placed in the growth environment;
The intensity of the high-frequency alternating electric field is 0.01 Vpp/cm or more and 100 Vpp/cm or less,
In the electric field applying step, the frequency of the high-frequency alternating electric field is increased and the strength of the high-frequency alternating electric field is controlled to be decreased,
The organism is characterized by being plant seeds or mushrooms .

本発明によれば、簡易な構成で容易に対象物の成長を促進することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to promote the growth of an object easily with a simple structure.

本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。 Other features and advantages of the invention will become apparent from the following description with reference to the accompanying drawings. In the accompanying drawings, the same or similar configurations are given the same reference numerals.

添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
水の誘電損失の周波数特性を示す図である。 本発明の一実施形態に係る成長促進装置の構成例を示す図である。 ルッコラの種子の発芽の様子を示す図である。 交流電場の印加によるルッコラの種子の発芽率の変化の様子を示す図である。 ルッコラの種子の発芽の様子を示す図である。 ルッコラの種子から伸びる茎長の測定の様子を示す図である。 ルッコラの種子から伸びる茎長の測定結果を示す図である。 交流電場の印加時間やタイミングを変化させたことによるルッコラの種子の発芽率の様子を示す図であり、0時間~48時間の間(48時間)、交流電場を印加した場合の結果である。 B10時間~48時間の間(38時間)、交流電場を印加した場合の結果である。 0時間~10時間の間(10時間)、交流電場を印加した場合の結果である。 10時間~24時間の間(14時間)交流電場を印加した場合の結果である。 0時間~1時間の間(1時間)、交流電場を印加した場合の結果である。 -12時間~0時間の間(すなわち、種子吸水直前(播種前)の乾燥種子に対して12時間)、交流電場を印加した場合の結果である。 ルッコラの種子の発芽率を経時的にプロットした図であり、交流電場強度1.0Vpp/cm且つ交流電場周波数1MHzの場合の結果である。 交流電場強度1.0Vpp/cm且つ交流電場周波数10MHzの場合の結果である。 交流電場強度1.0Vpp/cm且つ交流電場周波数100MHzの場合の結果である。 交流電場強度1.0Vpp/cmの下で、交流電場周波数1MHz、10MHz又は100MHzのそれぞれにおいて、ルッコラの種子の平均発芽時間を計測した結果を示す図である。 ルッコラの種子の発芽率を経時的にプロットした図であり、交流電場周波数1MHz且つ交流電場強度1.0Vpp/cmの交流電場を48時間印加した場合の結果である。 交流電場周波数1MHz且つ交流電場強度10Vpp/cmの交流電場を48時間印加した場合の結果である。 交流電場周波数100MHz且つ交流電場強度0.1Vpp/cmの交流電場を10時間印加した場合の結果である。 交流電場周波数100MHz且つ交流電場強度0.05Vpp/cmの交流電場を10時間印加した場合の結果である。 交流電場周波数100MHz且つ交流電場強度0.01Vpp/cmの交流電場を10時間印加した場合の結果である。 小松菜の種子の発芽率を経時的にプロットした図であり、小松菜の種子に対して、0時間~48時間の間(48時間)、交流電場を印加した場合の結果である。 小松菜の種子に対して、0時間~10時間の間(10時間)、交流電場を印加した場合の結果である。 えんどう豆の種子の発芽率を経時的にプロットした図であり、えんどう豆の種子に対して、0時間~48時間の間(48時間)、交流電場を印加した場合の結果である。 えんどう豆の種子に対して、0時間~10時間の間(10時間)、交流電場を印加した場合の結果である。 しいたけ菌床に対して交流電場を24時間印加した後に印加を停止し、その後1日経過した時の様子を示す図である。 しいたけ菌床に対して交流電場を24時間印加した後に印加を停止し、その後9日経過した時の様子を示す図である。 ルッコラの種子の発芽率を経時的にプロットした図であり、交流電場強度1.0Vpp/cm且つ交流電場周波数200MHzの場合の結果である。 交流電場強度1.0Vpp/cm且つ交流電場周波数500MHzの場合の結果である。 交流電場強度1.0Vpp/cm且つ交流電場周波数700MHzの場合の結果である。 ルッコラの種子の発芽率を経時的にプロットした図である。交流電場強度1.0Vpp/cm且つ交流電場周波数13.56MHzの場合の結果である。 えんどう豆の種子の発芽率を経時的にプロットした図である。交流電場強度1.0Vpp/cm且つ交流電場周波数40.68MHzの場合の結果である。 稲もみの発芽率を経時的にプロットした図、及び、ある時間が経過した時点でのControlの様子と、交流電場を印加した稲もみの様子とを示す図である。
The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.
It is a figure which shows the frequency characteristic of the dielectric loss of water. It is a figure which shows the structural example of the growth promotion apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. FIG. 4 is a diagram showing the state of germination of arugula seeds. FIG. 4 is a diagram showing how the germination rate of arugula seeds changes due to the application of an alternating electric field. FIG. 4 is a diagram showing the state of germination of arugula seeds. FIG. 4 is a diagram showing how the stem length extending from arugula seeds is measured. FIG. 4 is a diagram showing measurement results of stem lengths extending from seeds of arugula. FIG. 10 is a diagram showing the germination rate of arugula seeds by changing the application time and timing of the alternating electric field, and is the result when the alternating electric field is applied between 0 hours and 48 hours (48 hours). B This is the result when an alternating electric field is applied for 10 hours to 48 hours (38 hours). These are the results when an AC electric field is applied for 0 to 10 hours (10 hours). These are the results when an AC electric field was applied for 10 hours to 24 hours (14 hours). These are the results when an AC electric field is applied for 0 to 1 hour (1 hour). These are the results when an alternating electric field is applied from -12 hours to 0 hours (ie, 12 hours for dry seeds immediately before seed imbibition (before sowing)). FIG. 10 is a diagram plotting the germination rate of arugula seeds over time, showing the results in the case of an alternating electric field strength of 1.0 Vpp/cm and an alternating electric field frequency of 1 MHz. The results are for an alternating electric field strength of 1.0 Vpp/cm and an alternating electric field frequency of 10 MHz. The results are for an alternating electric field strength of 1.0 Vpp/cm and an alternating electric field frequency of 100 MHz. FIG. 10 is a diagram showing the results of measuring the average germination time of arugula seeds at alternating electric field frequencies of 1 MHz, 10 MHz and 100 MHz under an alternating electric field strength of 1.0 Vpp/cm. FIG. 10 is a diagram plotting the germination rate of arugula seeds over time, showing the results when an alternating electric field with an alternating electric field frequency of 1 MHz and an alternating electric field strength of 1.0 Vpp/cm was applied for 48 hours. This is the result when an alternating electric field with an alternating electric field frequency of 1 MHz and an alternating electric field intensity of 10 Vpp/cm was applied for 48 hours. This is the result when an alternating electric field with an alternating electric field frequency of 100 MHz and an alternating electric field strength of 0.1 Vpp/cm was applied for 10 hours. This is the result when an alternating electric field with an alternating electric field frequency of 100 MHz and an alternating electric field strength of 0.05 Vpp/cm was applied for 10 hours. This is the result when an alternating electric field with an alternating electric field frequency of 100 MHz and an alternating electric field strength of 0.01 Vpp/cm was applied for 10 hours. FIG. 10 is a diagram plotting the germination rate of Japanese mustard spinach seeds over time, showing the results when an alternating electric field was applied to the Japanese mustard spinach seeds for 0 to 48 hours (48 hours). This is the result when an AC electric field was applied to Japanese mustard spinach seeds for 0 to 10 hours (10 hours). FIG. 10 is a diagram plotting the germination rate of pea seeds over time, showing the results when an alternating electric field was applied to the pea seeds from 0 hour to 48 hours (48 hours). This is the result when an AC electric field is applied to pea seeds for 0 to 10 hours (10 hours). FIG. 10 is a diagram showing a state when an alternating electric field is applied to a shiitake mushroom bed for 24 hours, then the application is stopped, and one day has passed since then. FIG. 10 is a diagram showing a state in which an alternating electric field was applied to a shiitake mushroom bed for 24 hours and then stopped, and nine days later. FIG. 10 is a diagram plotting the germination rate of arugula seeds over time, showing the results in the case of an alternating electric field strength of 1.0 Vpp/cm and an alternating electric field frequency of 200 MHz. The results are for an alternating electric field strength of 1.0 Vpp/cm and an alternating electric field frequency of 500 MHz. The results are for an alternating electric field strength of 1.0 Vpp/cm and an alternating electric field frequency of 700 MHz. FIG. 3 is a diagram plotting the germination rate of arugula seeds over time. The results are for an alternating electric field strength of 1.0 Vpp/cm and an alternating electric field frequency of 13.56 MHz. FIG. 4 is a diagram plotting the germination rate of pea seeds over time. The results are for an alternating electric field strength of 1.0 Vpp/cm and an alternating electric field frequency of 40.68 MHz. FIG. 10 is a diagram plotting the germination rate of rice paddy over time, and a diagram showing the state of control and the state of rice paddy to which an AC electric field is applied after a certain period of time has passed.

以下、図面を参照しながら実施形態を説明する。なお、以下の実施形態において示す構成は一例に過ぎず、本発明はこれらの構成に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. Note that the configurations shown in the following embodiments are merely examples, and the present invention is not limited to these configurations.

本発明の実施形態に係る成長促進装置は、対象物(生物)に高周波交流電場を印加して、当該対象物の成長を促す装置として構成される。ここで、「成長」とは生体そのものが育ち成熟すること、及び、細胞が増殖することを指す。以下、成長促進装置の概略について説明する。 A growth promotion device according to an embodiment of the present invention is configured as a device that applies a high-frequency AC electric field to an object (living organism) to promote growth of the object. Here, "growth" refers to the growth and maturation of the organism itself and the proliferation of cells. The outline of the growth promoting device will be described below.

(対象物の種類)
本実施の形態で、成長促進の対象となる対象物は限定されるものではなく、種々の生物(生体)を対象にすることができる。例えば、本発明は、動物(動物細胞)や植物(植物細胞)、微生物、などに適用することができるが、特に限定されるものではない。
(Type of object)
In the present embodiment, the target of growth promotion is not limited, and various organisms (living bodies) can be targeted. For example, the present invention can be applied to animals (animal cells), plants (plant cells), microorganisms, etc., but is not particularly limited.

(対象物の状態)
本実施の形態で、成長促進の対象となる対象物の状態は、特に限定されるものではない。例えば、対象物は、生体そのものであってもよく、生体から取り出された細胞や組織片であってもよい。また、対象物は、液体を含浸した状態で、成長環境に配置されて高周波交流電場が印加される。ここで、「成長環境」とは、対象物が成長することが可能な外部環境を指す。すなわち、本実施の形態では、対象物は、液体が含浸した状態で、成長することが可能な条件(温度、圧力、空気(溶存気体)、照度、栄養素の有無や量など)が整った環境に配置された状態で高周波交流電場が印加されることにより、高周波交流電場が印加されなかった場合に比べ、その成長が促進される。なお、液体が含浸した状態でなくても、対象物が液体を含んでおり、含浸していなくても成長可能である場合は、対象物は液体が含浸した状態でなくてもよい。
(state of object)
In the present embodiment, the state of the target object for growth promotion is not particularly limited. For example, the target object may be the living body itself, or may be cells or tissue fragments taken out of the living body. Also, the object is impregnated with a liquid and placed in a growth environment to which a high-frequency alternating electric field is applied. Here, "growth environment" refers to an external environment in which an object can grow. That is, in the present embodiment, the target object is impregnated with a liquid, and an environment in which conditions (temperature, pressure, air (dissolved gas), illuminance, presence/absence and amount of nutrients, etc.) for growth are prepared. By applying a high-frequency alternating electric field in the state of being placed in a state where the high-frequency alternating electric field is not applied, the growth is promoted as compared with the case where the high-frequency alternating electric field is not applied. Even if the object is not impregnated with the liquid, the object does not have to be impregnated with the liquid if the object contains the liquid and can grow without being impregnated with the liquid.

本実施の形態では、対象物は、容器に保持された状態で、高周波交流電場が印加される。これにより、対象物のハンドリングや環境調整が容易になる。対象物を保持する容器は、電場に与える影響が小さい材料によって構成されていることが好ましい。これによると、高周波交流電場が容器による影響を受けにくくなることから、対象物に対して電場を均等に作用させることが可能になる。具体的には、金属や高誘電体材料を含まない樹脂容器が例示される。また、容器は、高周波交流電場を印加するための電極と別体として構成することができる。これによれば、容器に特別な工夫をする必要がないため、一般に流通している容器を利用して、成長促進処理を行うことが可能になる。ただしこれとは別に、対象物を保持する容器として、電極が取り付けられた容器を利用することも可能である。なお、本発明はこれに限られるものではなく、成長促進の対象物は、地面に植えられた植物(種子を含む)や接ぎ木、飼育室や実験室に収容された動物などとすることも可能である。 In this embodiment, a high-frequency AC electric field is applied to the object while it is held in a container. This facilitates object handling and environmental adjustment. The container holding the object is preferably made of a material that has a small effect on the electric field. According to this, since the high-frequency AC electric field is less likely to be affected by the container, the electric field can be uniformly applied to the object. Specifically, a resin container containing no metal or high dielectric material is exemplified. Also, the container can be configured separately from the electrodes for applying the high-frequency alternating electric field. According to this method, it is possible to perform the growth promotion treatment using a container that is generally available, since there is no need to make any special modifications to the container. However, apart from this, it is also possible to use a container to which electrodes are attached as the container for holding the object. The present invention is not limited to this, and the object of growth promotion can be a plant (including seeds) planted in the ground, a grafted tree, an animal housed in a breeding room or a laboratory, etc. is.

(構成)
成長促進装置は、所望の領域に高周波交流電場を印加可能な印加手段を備えており、生成された交流電場(交流電界)内に対象物を配置することにより、対象物の成長を促進させる構成となっている。詳しくは、成長促進装置は、高周波交流電圧を発生させる電圧発生装置(ジェネレータ)と、電圧発生装置に接続された電極とを有する構成とすることができる。ここで、電極としては、対象物を挟んで対向する2枚の平板状の電極や、相互に対向するように配置された3枚以上の複数の平板状の電極や、空間に向かって電磁波を放射する電磁波放射電極(発信アンテナ)を例示することができる。また、交流電場の波形は、一例として正弦波、矩形波、三角波、のこぎり波が挙げられるが、これらに限定されるものではない。一例として正弦波を用いることができる。
(Constitution)
The growth promoting device has an applying means capable of applying a high-frequency AC electric field to a desired region, and is configured to promote the growth of the target by arranging the target in the generated AC electric field (AC electric field). It has become. Specifically, the growth promoting device can be configured to have a voltage generating device (generator) for generating a high-frequency AC voltage, and an electrode connected to the voltage generating device. Here, as the electrodes, there are two flat electrodes facing each other with the object interposed therebetween, three or more flat plate electrodes facing each other, and electromagnetic waves directed toward space. A radiating electromagnetic wave radiation electrode (transmitting antenna) can be exemplified. Examples of the waveform of the AC electric field include sine waves, rectangular waves, triangular waves, and sawtooth waves, but are not limited to these. A sine wave can be used as an example.

成長促進装置が生成する交流電場の周波数は、水の誘電損失が所定値以下となる範囲を適用することができる。例えば、水の誘電損失εの周波数特性を表す図1に示す通り、周波数が0.5MHz~1000MHzの交流電場は、水の誘電損失εが小さくなることが知られており、この範囲の交流電場を利用することができる。周知の通り、水は直流電場や低周波交流電場に対してはイオン伝導により導体として挙動するから、対象物にはイオンの移動による電流が流れる。これに対して、水の誘電損失εが小さくなる0.5MHz~1000MHzの周波数の交流電場では、イオンの移動による電流がほとんど発生しないため、対象物に、直接電場を作用させることが可能になる。 The frequency of the AC electric field generated by the growth promoting device can be applied within a range in which the dielectric loss of water is equal to or less than a predetermined value. For example, as shown in FIG. 1, which shows the frequency characteristics of the dielectric loss ε of water, it is known that an AC electric field with a frequency of 0.5 MHz to 1000 MHz reduces the dielectric loss ε of water. can be used. As is well known, water behaves as a conductor in a DC electric field or a low-frequency AC electric field due to ionic conduction, so that an electric current flows through an object due to movement of ions. On the other hand, in an AC electric field with a frequency of 0.5 MHz to 1000 MHz, where the dielectric loss ε of water is small, almost no current is generated due to the movement of ions, so it is possible to apply the electric field directly to the object. .

成長促進装置が生成する交流電場の強度(電界強度)は、対象物や印加条件(周波数やタイミング)に合わせて適宜設定することができる。ただし、本実施の形態では、交流電場の強度は、放電が発生しない範囲とすることが好ましい。通常、放電が起こるとオゾンが発生するなど、対象物の成長を阻害するおそれがあるところ、放電が発生しない範囲の交流電場を利用することで、対象物の成長に好適な環境を作ることが可能になる。なお、本実施の形態では、上記の通り、水の誘電損失が小さくなる範囲の周波数の交流電場を利用する。そのため、その強度を放電が発生しない程度に小さくした場合でも、対象物に交流電場を作用させることが可能になり、成長促進効果が期待される。例えば、交流電場の強度は、100Vpp/cm以下、あるいは、50Vpp/cm以下とすることができる。一般的に、1000Vpp/cmを超える高電圧を印加すると放電が起こりやすくなるといわれており、放電は不安定な現象であることを考慮すると、10~20倍程度の安全率を取ることで、再現性の高い成長促進装置を提供することができる。あるいは、成長促進装置が電極に印加する電圧を、尖塔値が±100V未満とすることも可能である。すなわち、一般的に、電極に±1000Vを超える電圧を印加すると、電極から放電が起こりやすくなるといわれていることから、10~20倍程度の安全率を取ることで、再現性の高い成長促進装置を提供することができる。また、成長促進装置が生成する交流電場の強度は、例えば、0.03Vpp/cm以上とすることができ、好ましくは0.05Vpp/cm以上とすることができる。対象物の成長促進効果は、対象物の種類や交流電場の周波数などに応じて変化することから、成長促進効果を一律に期待できる強度は明確ではないが、0.05Vpp/cmの交流電場により、成長促進効果が発現することは確認されている(詳細は後述)。 The intensity (electric field intensity) of the AC electric field generated by the growth promoting device can be appropriately set according to the object and application conditions (frequency and timing). However, in the present embodiment, the intensity of the AC electric field is preferably within a range in which discharge does not occur. Ordinarily, when an electric discharge occurs, ozone is generated, which may hinder the growth of the target object. However, by using an AC electric field within a range where no electric discharge occurs, it is possible to create an environment suitable for the growth of the target object. be possible. In this embodiment, as described above, an AC electric field with a frequency within a range where the dielectric loss of water is small is used. Therefore, even if the intensity is reduced to the extent that discharge does not occur, it is possible to apply an AC electric field to the object, and a growth promotion effect can be expected. For example, the strength of the alternating electric field can be 100 Vpp/cm or less, or 50 Vpp/cm or less. In general, it is said that when a high voltage exceeding 1000 Vpp/cm is applied, discharge is more likely to occur. It is possible to provide a highly efficient growth promoting device. Alternatively, the voltage applied to the electrodes by the growth promoting device can have a peak value of less than ±100V. That is, in general, it is said that when a voltage exceeding ±1000 V is applied to an electrode, discharge from the electrode is likely to occur. can be provided. Also, the intensity of the AC electric field generated by the growth promoting device can be, for example, 0.03 Vpp/cm or more, preferably 0.05 Vpp/cm or more. Since the effect of promoting the growth of the object varies depending on the type of object and the frequency of the AC electric field, the strength at which the effect of promoting the growth of the object can be uniformly expected is not clear. , It has been confirmed that a growth-promoting effect is expressed (details will be described later).

成長促進装置は、交流電場が外部に漏れることを防止するシールド手段をさらに備えた構成とすることも可能である。シールド手段は、例えば、電圧発生装置に接続された電極、及び、高周波交流電場が印加される領域を囲む金属製の枠体として実現することができる。成長促進装置では、対象物に高周波交流電場を印加するため、電極からは高周波交流電場(電波)が発生することになる。シールド手段を利用すると、高周波交流電場が外部に漏れ出ることを防止することができるため、利便性の高い装置を提供することが可能になる。ただし、実験条件によっては、シールドを有さない構成とすることも可能である。 The growth promoting device may further comprise shielding means for preventing leakage of the AC electric field to the outside. The shielding means can be realized, for example, as electrodes connected to the voltage generator and a metallic frame surrounding the area to which the high-frequency alternating electric field is applied. Since the growth promoting device applies a high-frequency alternating electric field to the object, the electrodes generate a high-frequency alternating electric field (radio waves). The use of the shielding means can prevent the high-frequency AC electric field from leaking to the outside, so that it is possible to provide a highly convenient apparatus. However, depending on experimental conditions, it is also possible to adopt a configuration without a shield.

以下、本発明の実施の形態に係る成長促進装置について、より具体的な例を挙げて説明する。 Hereinafter, the growth promoting device according to the embodiment of the present invention will be described with more specific examples.

<成長促進装置の構成>
以下、図2を参照して、本発明の一実施形態に係る成長促進システム(成長促進装置)の構成例を説明する。対象物の成長を促進させる成長促進装置1は、ジェネレータ10を備える。ジェネレータ10は、交流電圧信号を生成する電子機器(電圧発生装置)であり、任意の電極を介して、所望の領域に交流電場(交流電界)を印加させることができる。本実施の形態に適用可能なジェネレータ10の種類は特に限定されるものではないが、対象となる生物に応じた出力(周波数や電圧、波形)を持つジェネレータを選定・設計することが好ましい。ジェネレータ10として、例えば、任意波形の高周波電圧を発生させることが可能なファンクションジェネレータを適用することも可能である。本実施の形態では、ジェネレータ10は、電極20(第1電極)と電極30(第2電極)との間に交流電場を印加可能な印加手段として機能する。すなわち、ジェネレータ10は、電極20と、電極20と対向する電極30と、の間に配置された対象物(生物)に、交流電場を印加する。また、成長促進装置1は電圧計5(オシロスコープ)を備えている。電圧計5により2つの電極20、電極30の間の電圧を測定することができる。そして、測定した電圧と、2つの電極20、電極30の間の距離とに基づいて、交流電場(電界)を算出することができる。ただし、成長促進装置1は、電圧計を有しない構成とすることも可能である。すなわち、ジェネレータ10の設定値と、電極間に印加される電場強度を予め確認しておくことにより、ジェネレータ10の設定値を調整することで、電極間に所望の強度の電場を印加することが可能になる。
<Configuration of growth promotion device>
Hereinafter, a configuration example of a growth promotion system (growth promotion device) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. A growth promotion device 1 for promoting growth of an object includes a generator 10 . The generator 10 is an electronic device (voltage generator) that generates an alternating voltage signal, and can apply an alternating electric field (an alternating electric field) to a desired region via an arbitrary electrode. Although the type of generator 10 applicable to the present embodiment is not particularly limited, it is preferable to select and design a generator having an output (frequency, voltage, waveform) suitable for the target organism. As the generator 10, for example, it is possible to apply a function generator capable of generating a high-frequency voltage with an arbitrary waveform. In this embodiment, the generator 10 functions as applying means capable of applying an AC electric field between the electrode 20 (first electrode) and the electrode 30 (second electrode). That is, the generator 10 applies an AC electric field to the object (living organism) placed between the electrode 20 and the electrode 30 facing the electrode 20 . The growth promoting device 1 also includes a voltmeter 5 (oscilloscope). A voltmeter 5 can measure the voltage between the two electrodes 20 , 30 . Then, based on the measured voltage and the distance between the two electrodes 20 and 30, an alternating electric field (electric field) can be calculated. However, the growth promoting device 1 can also be configured without a voltmeter. That is, by previously confirming the set value of the generator 10 and the strength of the electric field applied between the electrodes, it is possible to apply an electric field of desired strength between the electrodes by adjusting the set value of the generator 10. be possible.

電極20、電極30の種類も特に限定されるものではなく、例えば透明電極(酸化インジウム(ITO)/ガラス電極)や、ステンレス、銅、アルミなどの金属電極を利用することができる。また、電極20及び電極30は、例えば平板電極として構成することができる。2つの平板状の電極を平行に配置して対向させれば、電極間に均一に(むらが発生しないように)電界を生成することができる。なお、このような平行平板電極は、いわゆる板状のものの他に、実質的に平板とみなせる形態も含む。例えば、メッシュ構造になった平板電極や、周縁部での電界の発散を避けるために端部を内側に向けて屈曲させたもの、電極間の電界を均一にするために全体を緩やかに湾曲させたものなど、を例示することができる。また、電極20、電極30は、対象物を収納する容器とは別体として構成することが可能であるが、容器と一体的に構成することも可能である。 The types of the electrodes 20 and 30 are also not particularly limited, and for example, transparent electrodes (indium oxide (ITO)/glass electrodes) and metal electrodes such as stainless steel, copper, and aluminum can be used. Further, the electrodes 20 and 30 can be configured as plate electrodes, for example. By arranging two flat electrodes in parallel and facing each other, it is possible to generate a uniform electric field between the electrodes (so as not to generate unevenness). Such parallel plate electrodes include not only so-called plate-shaped electrodes, but also shapes that can be regarded as substantially flat plates. For example, a flat plate electrode with a mesh structure, an electrode whose ends are bent inward to prevent the electric field from diverging at the periphery, and an electrode that is gently curved as a whole to equalize the electric field between the electrodes. etc. can be exemplified. Further, the electrodes 20 and 30 can be configured separately from the container that stores the object, but they can also be configured integrally with the container.

本実施形態においては、ジェネレータ10は、2つの電極20、30の間にシャーレ40を配置した状態で交流電場を印加する。シャーレ40には対象物(種子41)が配置されており、種子41はその3分の2程度が液体42(水を主成分とする液体であって、例えば蒸留水)に浸された状態となっている。ジェネレータ10を用いて2つの電極20、30の間の種子41を刺激する。 In this embodiment, the generator 10 applies an alternating electric field with a petri dish 40 placed between two electrodes 20 , 30 . An object (seed 41) is placed in a petri dish 40, and about two-thirds of the seed 41 is immersed in a liquid 42 (a liquid containing water as its main component, such as distilled water). It's becoming A generator 10 is used to stimulate a seed 41 between two electrodes 20,30.

電極間に印加する交流電場の周波数は、対象物の種類に応じて適宜調整することができる。一実施形態において、交流電場の周波数は例えば0.5MHz以上であるが、好ましくは0.5MHz~1000MHzの範囲であってもよい。対象物の種類に応じて適切な周波数を選択することにより、対象物の成長促進効率が向上しうる。 The frequency of the AC electric field applied between the electrodes can be appropriately adjusted according to the type of object. In one embodiment, the frequency of the alternating electric field is, for example, 0.5 MHz or higher, but may preferably range from 0.5 MHz to 1000 MHz. By selecting an appropriate frequency according to the type of object, the growth promotion efficiency of the object can be improved.

また、電極間に印加する交流電場の周波数(帯域)は、一実施形態において、水の誘電損失に基づいて設定することができる。すなわち、水に交流電界を印加した場合、低周波数では水中のイオンが移動することにより誘電損失が生じ、周波数が高くなるにしたがって誘電損失が小さくなることが知られている。水の誘電損失が小さくなる領域の交流電場(概ね0.5MHz以上1000MHz以下の交流電場)を利用することで、水中のイオンの移動が最小限にとどまるため、対象物には、イオンの移動に伴う刺激ではなく、電界による刺激を直接に与えることができ、対象物の成長が促進されうる。 Also, the frequency (band) of the alternating electric field applied between the electrodes can be set based on the dielectric loss of water in one embodiment. That is, it is known that when an AC electric field is applied to water, dielectric loss occurs due to movement of ions in the water at low frequencies, and the dielectric loss decreases as the frequency increases. By using an alternating electric field in the region where the dielectric loss of water is small (an alternating electric field of approximately 0.5 MHz or more and 1000 MHz or less), the movement of ions in water is minimized. Electric field stimulation can be applied directly, rather than accompanying stimulation, and the growth of the object can be promoted.

また、電極間に印加する交流電場の強度(電界強度)については、特に限定されず、対象物の種類に応じて適宜設定することができる。一実施形態において、交流電場の強度は0.01Vpp/cm~100Vpp/cmの範囲とすることができる。好ましくは0.03Vpp/cm~100Vpp/cmの範囲であってもよい。さらに好ましくは0.05Vpp/cm~50Vpp/cmの範囲であってもよい。対象物に応じて、このような電場強度を選択することにより、対象物の成長が促進されうる。 Further, the strength of the AC electric field (electric field strength) applied between the electrodes is not particularly limited, and can be appropriately set according to the type of object. In one embodiment, the strength of the alternating electric field can range from 0.01 Vpp/cm to 100 Vpp/cm. It may preferably range from 0.03 Vpp/cm to 100 Vpp/cm. More preferably, it may be in the range of 0.05 Vpp/cm to 50 Vpp/cm. By selecting such electric field strength depending on the object, the growth of the object can be promoted.

また、対象物に交流電場を印加する時間(タイミング)についても特に限定されず、対象物の種類に応じて適宜設定することができる。一実施形態において、交流電場を印加する時間は、対象物に水分を含浸させた時点(対象物に水分を含浸させて成長環境に配置した時点、すなわち、成長に必要な因子が整った時点)を基準として設定することができる。 Also, the time (timing) for applying the AC electric field to the object is not particularly limited, and can be appropriately set according to the type of the object. In one embodiment, the time for applying the alternating electric field is the time when the object is impregnated with water (when the object is impregnated with water and placed in the growth environment, i.e., when the factors necessary for growth are ready). can be set as a reference.

また、一実施形態において、交流電場の強度(電界強度)や交流電場を印加する時間、あるいはその際の対象物が置かれる環境は、対象物の種類に応じて適宜設定され、その最適値は、実験的に導出することができる。 Further, in one embodiment, the strength of the alternating electric field (electric field strength), the time for applying the alternating electric field, or the environment in which the object is placed at that time are appropriately set according to the type of the object, and the optimum value is , can be derived experimentally.

本発明によれば、ジェネレータを用いて2つの電極間に交流電場を印加するだけで、2つの電極間に配置された対象物を刺激することができるため、簡易な構成で対象物の成長を促進することができる。 According to the present invention, the object placed between the two electrodes can be stimulated simply by applying an alternating electric field between the two electrodes using the generator, so that the object can grow with a simple configuration. can be promoted.

<成長促進方法>
次に、本発明の一実施形態に係る成長促進方法を説明する。成長促進方法は、その準備として、成長促進の対象物を用意して、液体(水を主成分とする液体)を含浸させて、成長環境に配置する工程を含む。例えば、シャーレ40に対象物(種子41)を配置して液体を加え、これを、対象物の成長に好適な条件になるように、温度、湿度、照度、明度などが調整された環境に配置する。
<Growth promotion method>
Next, a growth promotion method according to one embodiment of the present invention will be described. The growth promotion method includes a step of preparing an object for growth promotion, impregnating it with a liquid (liquid containing water as a main component), and placing it in a growth environment. For example, an object (seed 41) is placed in a petri dish 40, a liquid is added, and this is placed in an environment in which temperature, humidity, illuminance, brightness, etc. are adjusted so as to provide suitable conditions for the growth of the object. do.

成長促進方法は、対象物に高周波交流電場を印加する工程を含む。本工程で印加される交流電場(周波数、波形、強度、時間)は、対象物に応じて適宜設定することができる。本工程は、上記したシャーレ40を電極20及び電極30で挟み、電極20及び電極30の間に高周波交流電場を生成することによって実現することができる。なお、本工程は、電極20及び電極30の少なくとも一方が、種子41及び液体42と非接触となるように実施される。図2に示す例では、本工程は、電極20及び電極30の双方が、種子41及び液体42と非接触となっている。 The growth promotion method includes applying a high frequency alternating electric field to the object. The AC electric field (frequency, waveform, intensity, time) applied in this step can be appropriately set according to the object. This step can be realized by sandwiching the petri dish 40 between the electrodes 20 and 30 and generating a high-frequency AC electric field between the electrodes 20 and 30 . This step is performed so that at least one of the electrodes 20 and 30 is out of contact with the seeds 41 and the liquid 42 . In the example shown in FIG. 2, both the electrodes 20 and 30 are out of contact with the seeds 41 and the liquid 42 in this step.

以上の工程によって対象物を刺激し、その成長を促進することができる。 Through the above steps, the object can be stimulated and its growth can be promoted.

[実施例1]
実施例1では、生物の成長促進の一例として、シャーレ上に載置されたルッコラの種子の成長促進を例に説明を行う。
[Example 1]
In Example 1, growth promotion of arugula seeds placed on a petri dish will be described as an example of growth promotion of organisms.

<実験内容及び実験結果>
●ルッコラの種子の発芽率測定
図3Aは、シャーレに載置されたルッコラの種子の成長の様子を示す図である。ルッコラの種子を、シャーレに設けられた1%寒天プレートに50個置床し、種子の2/3の高さまで蒸留水を加えた。その後、寒天プレートを蓋で覆い、3cm幅の10cm×10cm平行平板ステンレス電極の間に挿入し、25℃、暗所にて、成長促進装置1を使用して上下方向から1.0Vpp/cm、100MHzの正弦波交流電場を48時間印加した。その間、蒸留水を補給しながら発芽を待った。
<Experimental content and experimental results>
●Measurement of Germination Rate of Arugula Seeds FIG. 3A is a diagram showing growth of arugula seeds placed on a Petri dish. Fifty arugula seeds were placed on a 1% agar plate provided in a petri dish, and distilled water was added to 2/3 the height of the seeds. After that, the agar plate was covered with a lid, inserted between 10 cm x 10 cm parallel plate stainless steel electrodes with a width of 3 cm, and grown at 25°C in a dark place at 1.0 Vpp/cm from the top and bottom using the growth promotion device 1. A 100 MHz sinusoidal alternating electric field was applied for 48 hours. In the meantime, germination was waited while replenishing distilled water.

また、Controlとして、ルッコラの種子を1%寒天プレートに50個置床し、種子の2/3の高さまで蒸留水を加えた。寒天プレートを蓋で覆い、25℃、暗所にてそのまま48時間静置した。その間、蒸留水を補給しながら発芽を待った。 As a control, 50 arugula seeds were placed on a 1% agar plate, and distilled water was added to 2/3 of the height of the seeds. The agar plate was covered with a lid and left undisturbed at 25°C in the dark for 48 hours. In the meantime, germination was waited while replenishing distilled water.

種子に蒸留水を加えてから(交流電場の印加を開始してから)8時間後、24時間後、32時間後、48時間後におけるルッコラ種子の発芽数をカウントして発芽率を算出した。種子は、幼根が2mm以上に伸張したら発芽したものとみなした。幼根長の測定は、撮影した画像から求めた。 8 hours, 24 hours, 32 hours, and 48 hours after the addition of distilled water to the seeds (starting the application of the alternating electric field), the number of germinations of arugula seeds was counted to calculate the germination rate. Seeds were considered to have germinated when the radicle elongated to 2 mm or more. The measurement of radicle length was obtained from the photographed images.

図3Bは、ルッコラの種子の発芽率を経時的にプロットした図である。種子に蒸留水を加えてから24時間後には、対照区(Control)のルッコラの種子の発芽率は、12.7±4.8%(平均値±標準誤差、n=3)であったのに対し、交流電場を印加したルッコラの種子の発芽率は26.7±0.7%であった。すなわち、交流電場を印加した場合、Controlの2.1倍の発芽率が計測された。 FIG. 3B is a graph plotting the germination rate of arugula seeds over time. Twenty-four hours after adding distilled water to the seeds, the germination rate of arugula seeds in the control group (Control) was 12.7 ± 4.8% (mean ± standard error, n = 3). In contrast, the germination rate of arugula seeds to which an alternating electric field was applied was 26.7±0.7%. That is, when an alternating electric field was applied, a germination rate 2.1 times higher than that of Control was measured.

また、種子に蒸留水を加えてから32時間後には、Controlのルッコラの種子の発芽率は56.7±1.3%であったのに対し、交流電場を印加したルッコラの種子の発芽率は75.3±6.4%であった。すなわち、交流電場を印加した場合、Controlの1.3倍の発芽率が計測された。 In addition, 32 hours after the addition of distilled water to the seeds, the germination rate of the Control arugula seeds was 56.7 ± 1.3%, whereas the germination rate of the arugula seeds to which the alternating electric field was applied was was 75.3±6.4%. That is, when an alternating electric field was applied, the germination rate was measured to be 1.3 times higher than that of Control.

種子に蒸留水を加えてから24時間後、32時間後の両方において、統計的な有意差を有する発芽率の上昇が計測され、種子の成長が促進されていることが確認された。 Both 24 hours and 32 hours after adding distilled water to the seeds, an increase in the germination rate with a statistically significant difference was measured, confirming that seed growth was promoted.

●ルッコラの種子の茎長測定
また、ルッコラの種子を1%寒天プレートに20個置床し、種子の2/3の高さまで蒸留水を加えた。そして、図4Aに示されるように、高さ2cmの紙筒を寒天プレートの周囲に巻き、その上を蓋で覆った。それを3cm幅の10cm×10cm平行平板ステンレス電極の間に挿入し、25℃、暗所にて、成長促進装置1を使用して上下方向から1.0Vpp/cm、100MHzの正弦波交流電場を3日間印加した。その間、蒸留水を補給しながら発芽を待った。
●Measurement of Stem Length of Arugula Seeds Twenty arugula seeds were placed on a 1% agar plate, and distilled water was added to 2/3 of the height of the seeds. Then, as shown in FIG. 4A, a 2 cm high paper cylinder was wrapped around the agar plate and covered with a lid. It was inserted between 10 cm × 10 cm parallel plate stainless steel electrodes with a width of 3 cm, and a sinusoidal alternating electric field of 1.0 Vpp/cm and 100 MHz was applied from above and below using the growth promoting device 1 at 25°C in a dark place. Applied for 3 days. In the meantime, germination was waited while replenishing distilled water.

また、Controlとして、ルッコラの種子を1%寒天プレートに20個置床し、種子の2/3の高さまで蒸留水を加えた。同様に、高さ2cmの紙筒を寒天プレートの周囲に巻き、その上を蓋で覆った。それを25℃、暗所にてそのまま3日間静置した。その間、蒸留水を補給しながら発芽を待った。 As a control, 20 arugula seeds were placed on a 1% agar plate, and distilled water was added to 2/3 of the height of the seeds. Similarly, a 2 cm high paper tube was wrapped around the agar plate and covered with a lid. It was allowed to stand for 3 days at 25° C. in the dark. In the meantime, germination was waited while replenishing distilled water.

そして、3日経過後、図4Bに示されるように、茎長の長いルッコラを10本ずつサンプリングし、茎長を測定した。茎長の測定は、撮影した画像から求めた。 After 3 days, as shown in FIG. 4B, 10 arugula with long stems were sampled and the stem length was measured. The measurement of stem length was obtained from the photographed images.

図4Cは、茎長の測定結果を示す図である。交流電場を印加したルッコラの茎長は12.4±2.1mm(平均値±標準誤差、n=10)であったのに対し、Controlのルッコラの茎長は7.2±1.1mmであった。すなわち、交流電場を印加した場合、Controlの約2倍の茎長が計測された。 FIG. 4C is a diagram showing measurement results of stem length. The stem length of arugula to which an alternating electric field was applied was 12.4 ± 2.1 mm (mean ± standard error, n = 10), while the stem length of control arugula was 7.2 ± 1.1 mm. there were. That is, when an alternating electric field was applied, the stem length was measured to be about twice that of Control.

統計的な有意差を有する茎長の伸びが計測され、種子の成長が促進されていることが確認された。 Stem length elongation with a statistically significant difference was measured, confirming the promotion of seed growth.

[実施例2]
実施例2では、交流電場の印加タイミングや印加時間を変化させた場合に、ルッコラの種子の成長に与える影響を調査した。
[Example 2]
In Example 2, the effect on the growth of arugula seeds was investigated when the application timing and the application time of the AC electric field were changed.

<実験内容及び実験結果>
具体的には、実施例1と同様の環境下で、交流電場周波数100MHz且つ交流電場強度1.0Vpp/cmの固定値とし、交流電場の印加時間を変化させて実験を行った。なお、以下、実験開始時(すなわち種子に蒸留水を与えて成長環境に配置した時点)を基準として、交流電場の印加時間を表現する。
<Experimental content and experimental results>
Specifically, under the same environment as in Example 1, the experiment was conducted by setting the alternating electric field frequency to 100 MHz and the alternating electric field strength to be fixed values of 1.0 Vpp/cm, while changing the application time of the alternating electric field. Hereinafter, the application time of the AC electric field is expressed with reference to the start of the experiment (that is, the time when the seeds were given distilled water and placed in the growth environment).

図5Aは、0時間~48時間の間(48時間)、交流電場を印加した場合の結果であり、図3Bと同じである。図5Aにおいて、交流電場を印加した場合、24時間経過時点では発芽率26.7%、32時間経過時点では発芽率75.3%であった。一方、Controlの場合、24時間経過時点では発芽率12.7%、32時間経過時点では発芽率56.7%であった。交流電場を印加した場合、24時間経過時点でControlの2.1倍の発芽率、32時間経過時点でControlの1.3倍の発芽率となった。 FIG. 5A is the same as FIG. 3B, showing the results when an alternating electric field is applied from 0 hours to 48 hours (48 hours). In FIG. 5A, when an alternating electric field was applied, the germination rate was 26.7% after 24 hours and 75.3% after 32 hours. On the other hand, in the case of Control, the germination rate was 12.7% after 24 hours and 56.7% after 32 hours. When an alternating electric field was applied, the germination rate was 2.1 times that of the control after 24 hours, and 1.3 times that of the control after 32 hours.

図5Bは、10時間~48時間の間(38時間)、交流電場を印加した場合の結果である。すなわち、種子に蒸留水を与えて成長環境に配置してから10時間は交流電場を印加せず、その後、38時間交流電場を印加した。図5Bにおいて、交流電場を印加した場合、24時間経過時点では発芽率12.7%、32時間経過時点では発芽率66%であった。一方、Controlの場合、24時間経過時点では発芽率13.3%、32時間経過時点では発芽率65.3%であった。交流電場を印加した場合と、Controlとで有意な差は見られなかった。 FIG. 5B shows the results when the alternating electric field was applied for 10 hours to 48 hours (38 hours). That is, the AC field was not applied for 10 hours after the seeds were given distilled water and placed in the growth environment, and then the AC field was applied for 38 hours. In FIG. 5B, when an alternating electric field was applied, the germination rate was 12.7% after 24 hours and 66% after 32 hours. On the other hand, in the case of Control, the germination rate was 13.3% after 24 hours and 65.3% after 32 hours. No significant difference was observed between the application of an alternating electric field and the control.

図5Cは、0時間~10時間の間(10時間)、交流電場を印加した場合の結果である。すなわち、種子に蒸留水を与えてから10時間のみ交流電場を印加し、その後は交流電場の印加を停止した。図5Cにおいて、交流電場を印加した場合、24時間経過時点では発芽率24.7%、32時間経過時点では発芽率82.7%であった。一方、Controlの場合、24時間経過時点では発芽率12%、32時間経過時点では発芽率64%であった。交流電場を印加した場合、24時間経過時点でControlの2.06倍の発芽率、32時間経過時点でControlの1.29倍の発芽率となった。本条件では、統計的な有意差を有する発芽率の上昇が計測され、種子の成長が促進されていることが確認された。 FIG. 5C shows the results when an alternating electric field is applied from 0 hours to 10 hours (10 hours). That is, the alternating electric field was applied only for 10 hours after the distilled water was applied to the seeds, and then the application of the alternating electric field was stopped. In FIG. 5C, when an alternating electric field was applied, the germination rate was 24.7% after 24 hours and 82.7% after 32 hours. On the other hand, in the case of Control, the germination rate was 12% after 24 hours and 64% after 32 hours. When an alternating electric field was applied, the germination rate was 2.06 times that of the control after 24 hours, and 1.29 times that of the control after 32 hours. Under these conditions, an increase in germination rate with a statistically significant difference was measured, confirming that seed growth was promoted.

図5Dは、10時間~24時間の間(14時間)交流電場を印加した場合の結果である。すなわち、種子に蒸留水を与えてから10時間は交流電場を印加せず、その後、14時間交流電場を印加した後に、交流電場の印加を停止した。図5Dにおいて、交流電場を印加した場合、24時間経過時点では発芽率13.3%、32時間経過時点では発芽率64%であった。一方、Controlの場合、24時間経過時点では発芽率13.3%、32時間経過時点では発芽率65.3%であった。交流電場を印加した場合と、Controlとで有意な差は見られなかった。 FIG. 5D shows the results when an alternating electric field is applied for 10 hours to 24 hours (14 hours). That is, the alternating electric field was not applied for 10 hours after the distilled water was applied to the seeds, and after that, after applying the alternating electric field for 14 hours, the application of the alternating electric field was stopped. In FIG. 5D, when an alternating electric field was applied, the germination rate was 13.3% after 24 hours and 64% after 32 hours. On the other hand, in the case of Control, the germination rate was 13.3% after 24 hours and 65.3% after 32 hours. No significant difference was observed between the application of an alternating electric field and the control.

図5Eは、0時間~1時間の間(1時間)、交流電場を印加した場合の結果である。すなわち、種子に蒸留水を与えてから1時間のみ交流電場を印加し、その後は交流電場の印加を停止した。図5Eにおいて、交流電場を印加した場合、24時間経過時点では発芽率10.7%、32時間経過時点では発芽率63.3%であった。一方、Controlの場合、24時間経過時点では発芽率13.3%、32時間経過時点では発芽率67.3%であった。交流電場を印加した場合と、Controlとで有意な差は見られなかった。 FIG. 5E shows the results when an alternating electric field is applied for 0 to 1 hour (1 hour). That is, the alternating electric field was applied only for one hour after the distilled water was applied to the seeds, and then the application of the alternating electric field was stopped. In FIG. 5E, when an alternating electric field was applied, the germination rate was 10.7% after 24 hours and 63.3% after 32 hours. On the other hand, in the case of Control, the germination rate was 13.3% after 24 hours and 67.3% after 32 hours. No significant difference was observed between the application of an alternating electric field and the control.

図5Fは、-12時間~0時間の間(すなわち、種子吸水直前(播種前)の乾燥種子に対して12時間)、交流電場を印加した場合の結果である。図5Fにおいて、交流電場を印加した場合、24時間経過時点では発芽率10.7%、32時間経過時点では発芽率70%であった。一方、Controlの場合、24時間経過時点では発芽率13.3%、32時間経過時点では発芽率67.3%であった。交流電場を印加した場合と、Controlとで有意な差は見られなかった。すなわち、種子が吸水する前の乾燥種子に交流電場を印加しても成長は促進されなかった。 FIG. 5F shows the results when an alternating electric field is applied from −12 hours to 0 hours (ie, 12 hours for dry seeds just before seed imbibition (before sowing)). In FIG. 5F, when an alternating electric field was applied, the germination rate was 10.7% after 24 hours and 70% after 32 hours. On the other hand, in the case of Control, the germination rate was 13.3% after 24 hours and 67.3% after 32 hours. No significant difference was observed between the application of an alternating electric field and the control. That is, the application of an AC electric field to dry seeds before the seeds absorbed water did not promote their growth.

さらに、実施例1と同様の環境下で、交流電場周波数200MHz且つ交流電場強度1.0Vpp/cmの固定値とし、交流電場を所定時間印加する実験を行った。図5の例と同様に、実験開始時(すなわち種子に蒸留水を与えて成長環境に配置した時点)を基準として、交流電場の印加時間を表現している。その結果、0時間~48時間の間(48時間)、交流電場を印加した場合、24時間後には、Controlの1.7倍の発芽率となり、32時間後にはControlの1.22倍の発芽率となった。 Furthermore, under the same environment as in Example 1, an experiment was conducted in which an alternating electric field was applied for a predetermined period of time with an alternating electric field frequency of 200 MHz and an alternating electric field intensity of 1.0 Vpp/cm fixed. As in the example of FIG. 5, the application time of the AC electric field is expressed with reference to the start of the experiment (that is, the time when the seeds were given distilled water and placed in the growth environment). As a result, when an alternating electric field was applied from 0 to 48 hours (48 hours), the germination rate was 1.7 times higher than that of the control after 24 hours, and 1.22 times higher than that of the control after 32 hours. became a rate.

また、同様の環境下で、交流電場周波数200MHz且つ交流電場強度0.03Vpp/cmの固定値とし、交流電場を所定時間印加する実験を行った。その結果、0時間~10時間の間(10時間)、交流電場を印加した場合、24時間後には、Controlの1.2倍の発芽率となった。 Further, under the same environment, an experiment was conducted in which an alternating electric field was applied for a predetermined period of time with an alternating electric field frequency of 200 MHz and an alternating electric field intensity of 0.03 Vpp/cm fixed. As a result, when an alternating electric field was applied from 0 to 10 hours (10 hours), the germination rate was 1.2 times higher than that of the control after 24 hours.

このように、交流電場周波数を100MHzから200MHzへと、より大きな値を用いることで、交流電場強度を1.0Vpp/cmから0.03Vpp/cmへと、より小さい値を用いても発芽率を促進させることができることが分かった。 Thus, by using a larger value of AC electric field frequency from 100 MHz to 200 MHz, the germination rate can be improved even when a smaller value of AC electric field strength is used from 1.0 Vpp/cm to 0.03 Vpp/cm. I have found that it can be promoted.

実験の結果、交流電場の印加を開始するタイミングや、印加する時間によって、生物の成長促進効果に差があることが確認された。特に、本実施の形態では、種子に蒸留水を与えてから一定の期間内に交流電場の印加を開始し、かつ、交流電場を印加する時間を一定以上にすることにより、対象となる生物の成長が促進されることが確認された。ただし、印加開始に適した時期や印加時間は、対象となる生物や交流電場の周波数・強度に応じて変わることが予想され、その最適値は、実験的に導出することができる。 As a result of the experiment, it was confirmed that there is a difference in the effect of promoting the growth of organisms depending on the timing of starting the application of the AC electric field and the duration of the application. In particular, in the present embodiment, the application of the AC electric field is started within a certain period of time after the seeds are given distilled water, and the period of time during which the AC electric field is applied is longer than a certain period. It was confirmed that the growth was promoted. However, it is expected that the timing and duration of application suitable for starting application will vary depending on the target organism and the frequency and intensity of the alternating electric field, and the optimal values can be derived experimentally.

[実施例3]
実施例3では、印加する交流電場強度及び交流電場周波数を変化させた場合に、ルッコラの種子の成長に与える影響を調査した。
[Example 3]
In Example 3, the effects on the growth of arugula seeds were investigated when the alternating electric field intensity and alternating electric field frequency to be applied were varied.

<実験内容及び実験結果>
●交流電場周波数に応じた成長促進効果
まず、交流電場強度は一定とし、交流電場周波数を変化させた。実施例1と同様に、ルッコラの種子を1%寒天プレートに50個置床し、種子の2/3の高さまで蒸留水を加えた。寒天プレートを蓋で覆い、3cm幅の10cm×10cm平行平板ステンレス電極の間に挿入し、25℃、暗所にて、成長促進装置1を使用して上下方向から1.0Vpp/cm、且つ、1MHz、10MHz又は100MHzの3種類の正弦波交流電場を48時間印加した。その間、蒸留水を補給しながら発芽を待った。
<Experimental content and experimental results>
●Growth promotion effect according to AC electric field frequency First, the AC electric field strength was kept constant, and the AC electric field frequency was varied. In the same manner as in Example 1, 50 arugula seeds were placed on a 1% agar plate, and distilled water was added to 2/3 of the height of the seeds. Cover the agar plate with a lid, insert it between 3 cm wide 10 cm × 10 cm parallel plate stainless steel electrodes, and in a dark place at 25 ° C., 1.0 Vpp / cm from the top and bottom using the growth promoting device 1, and A sinusoidal alternating electric field of 1 MHz, 10 MHz or 100 MHz was applied for 48 hours. In the meantime, germination was waited while replenishing distilled water.

また、実施例1と同様に、Controlとして、ルッコラの種子を1%寒天プレートに50個置床し、種子の2/3の高さまで蒸留水を加えた。寒天プレートを蓋で覆い、25℃、暗所にてそのまま48時間静置した。その間、蒸留水を補給しながら発芽を待った。 As in Example 1, as a control, 50 arugula seeds were placed on a 1% agar plate, and distilled water was added to 2/3 of the height of the seeds. The agar plate was covered with a lid and left undisturbed at 25°C in the dark for 48 hours. In the meantime, germination was waited while replenishing distilled water.

種子に蒸留水を加えてから8時間後、24時間後、32時間後、48時間後におけるルッコラ種子の、発芽数をカウントして発芽率を算出した。 8 hours, 24 hours, 32 hours and 48 hours after the addition of distilled water to the seeds, the number of germinations of arugula seeds was counted to calculate the germination rate.

図6は、ルッコラの種子の発芽率を経時的にプロットした図である。図6Aは、交流電場強度1.0Vpp/cm且つ交流電場周波数1MHzの場合の結果である。図6Bは、交流電場強度1.0Vpp/cm且つ交流電場周波数10MHzの場合の結果である。図6Cは、交流電場強度1.0Vpp/cm且つ交流電場周波数100MHzの場合の結果であり、図3Bと同じである。 FIG. 6 is a diagram plotting the germination rate of arugula seeds over time. FIG. 6A shows the results for an alternating electric field strength of 1.0 Vpp/cm and an alternating electric field frequency of 1 MHz. FIG. 6B shows the results for an alternating electric field strength of 1.0 Vpp/cm and an alternating electric field frequency of 10 MHz. FIG. 6C shows the results for an alternating electric field strength of 1.0 Vpp/cm and an alternating electric field frequency of 100 MHz, which is the same as FIG. 3B.

図6Aにおいて、交流電場を印加した場合、24時間経過時点では発芽率12.7%、32時間経過時点では発芽率63.3%であった。一方、Controlの場合、24時間経過時点では発芽率10.7%、32時間経過時点では発芽率58.7%であった。交流電場を印加した種子の方が発芽率は高くなっているものの、統計上の有意差を認められるほどではなかった。 In FIG. 6A, when an alternating electric field was applied, the germination rate was 12.7% after 24 hours and 63.3% after 32 hours. On the other hand, in the case of Control, the germination rate was 10.7% after 24 hours and 58.7% after 32 hours. Although the germination rate was higher in the seeds to which the alternating electric field was applied, the difference was not statistically significant.

図6Bにおいて、交流電場を印加した場合、24時間経過時点では発芽率23.3%、32時間経過時点では発芽率68%であった。一方、Controlの場合、24時間経過時点では発芽率16%、32時間経過時点では発芽率55.3%であった。本条件では、統計的な有意差を有する発芽率の上昇が計測され、種子の成長が促進されていることが確認された。 In FIG. 6B, when an alternating electric field was applied, the germination rate was 23.3% after 24 hours and 68% after 32 hours. On the other hand, in the case of Control, the germination rate was 16% after 24 hours and 55.3% after 32 hours. Under these conditions, an increase in germination rate with a statistically significant difference was measured, confirming that seed growth was promoted.

図6Cにおいて、交流電場を印加した場合、24時間経過時点では発芽率26.7%、32時間経過時点では発芽率75.3%であった。一方、Controlの場合、24時間経過時点では発芽率12.7%、32時間経過時点では発芽率56.7%であった。本条件では、統計的な有意差を有する発芽率の上昇が計測され、種子の成長が促進されていることが確認された。 In FIG. 6C, when an alternating electric field was applied, the germination rate was 26.7% after 24 hours and 75.3% after 32 hours. On the other hand, in the case of Control, the germination rate was 12.7% after 24 hours and 56.7% after 32 hours. Under these conditions, an increase in germination rate with a statistically significant difference was measured, confirming that seed growth was promoted.

図6A乃至図6Cから分かるように、強度が同じ交流電場であっても、周波数によって24時間経過時点及び32時間経過時点の発芽率が変化することが確認された。 As can be seen from FIGS. 6A to 6C, it was confirmed that the germination rate after 24 hours and 32 hours was changed depending on the frequency even when the intensity of the AC electric field was the same.

また、図7は、交流電場強度1.0Vpp/cmを固定値とし、交流電場周波数1MHz、10MHz又は100MHzのそれぞれにおいて、平均発芽時間を計測した結果を示す図である。なお、平均発芽時間は、非特許文献2に記載の式から算出した。Controlでは平均で約37時間であった。一方、1MHzでは約36.0時間、10MHzでは約34.2時間、100MHzでは約32.8時間であった。実験の結果、強度が同じ交流電場であっても、交流電場周波数によって、平均発芽時間が変化することが確認された。 FIG. 7 is a diagram showing the results of measuring the average germination time at an alternating electric field strength of 1.0 Vpp/cm as a fixed value and alternating electric field frequencies of 1 MHz, 10 MHz and 100 MHz. The average germination time was calculated from the formula described in Non-Patent Document 2. Control averaged about 37 hours. On the other hand, it took about 36.0 hours at 1 MHz, about 34.2 hours at 10 MHz, and about 32.8 hours at 100 MHz. As a result of the experiment, it was confirmed that the average germination time varies depending on the frequency of the alternating electric field even if the intensity of the alternating electric field is the same.

●交流電場強度に応じた成長促進効果
次に、同様の環境下で、交流電場強度を変化させてルッコラの種子の発芽率を調査した。図8は、ルッコラの種子の発芽率を経時的にプロットした図である。図8Aは、交流電場周波数1MHz且つ強度1.0Vpp/cmの交流電場を48時間印加した場合の結果であり、図6Aと同じである。図8Bは、交流電場周波数1MHz且つ強度10Vpp/cmの交流電場を48時間印加した場合の結果である。図8Cは、交流電場周波数100MHz且つ強度0.1Vpp/cmの交流電場を10時間印加した場合の結果である。図8Dは、交流電場周波数100MHz且つ強度0.05Vpp/cmの交流電場を10時間印加した場合の結果である。図8Eは、交流電場周波数100MHz且つ強度0.01Vpp/cmの交流電場を10時間印加した場合の結果である。
●Growth promotion effect according to AC electric field strength Next, under the same environment, the germination rate of arugula seeds was investigated by changing the AC electric field strength. FIG. 8 is a diagram plotting the germination rate of arugula seeds over time. FIG. 8A shows the result of applying an alternating electric field with an alternating electric field frequency of 1 MHz and an intensity of 1.0 Vpp/cm for 48 hours, which is the same as FIG. 6A. FIG. 8B shows the results when an alternating electric field with an alternating electric field frequency of 1 MHz and an intensity of 10 Vpp/cm was applied for 48 hours. FIG. 8C shows the results when an alternating electric field with an alternating electric field frequency of 100 MHz and an intensity of 0.1 Vpp/cm was applied for 10 hours. FIG. 8D shows the results when an alternating electric field with an alternating electric field frequency of 100 MHz and an intensity of 0.05 Vpp/cm was applied for 10 hours. FIG. 8E shows the results when an alternating electric field with an alternating electric field frequency of 100 MHz and an intensity of 0.01 Vpp/cm was applied for 10 hours.

図8Aにおいて、交流電場を印加した場合、24時間経過時点では発芽率12.7%、32時間経過時点では発芽率63.3%であった。一方、Controlの場合、24時間経過時点では発芽率10.7%、32時間経過時点では発芽率58.7%であった。 In FIG. 8A, when an AC electric field was applied, the germination rate was 12.7% after 24 hours and 63.3% after 32 hours. On the other hand, in the case of Control, the germination rate was 10.7% after 24 hours and 58.7% after 32 hours.

図8Bにおいて、交流電場を印加した場合、24時間経過時点では発芽率16.7%、32時間経過時点では発芽率69.3%であった。一方、Controlの場合、24時間経過時点では発芽率13.3%、32時間経過時点では発芽率60%であった。本条件では、統計的な有意差を有する発芽率の上昇が計測され、種子の成長が促進されていることが確認された。 In FIG. 8B, when an alternating electric field was applied, the germination rate was 16.7% after 24 hours and 69.3% after 32 hours. On the other hand, in the case of Control, the germination rate was 13.3% after 24 hours and 60% after 32 hours. Under these conditions, an increase in germination rate with a statistically significant difference was measured, confirming that seed growth was promoted.

図8Cにおいて、交流電場を印加した場合、24時間経過時点では発芽率23.3%、32時間経過時点では発芽率68.0%であった。一方、Controlの場合、24時間経過時点では発芽率7.3%、32時間経過時点では発芽率55.3%であった。本条件では、統計的な有意差を有する発芽率の上昇が計測され、種子の成長が促進されていることが確認された。 In FIG. 8C, when an alternating electric field was applied, the germination rate was 23.3% after 24 hours and 68.0% after 32 hours. On the other hand, in the case of Control, the germination rate was 7.3% after 24 hours and 55.3% after 32 hours. Under these conditions, an increase in germination rate with a statistically significant difference was measured, confirming that seed growth was promoted.

図8Dにおいて、交流電場を印加した場合、24時間経過時点では発芽率22.7%、32時間経過時点では発芽率73.3%であった。一方、Controlの場合、24時間経過時点では発芽率10.0%、32時間経過時点では発芽率68.0%であった。本条件では、統計的な有意差を有する発芽率の上昇が計測され、種子の成長が促進されていることが確認された。 In FIG. 8D, when an alternating electric field was applied, the germination rate was 22.7% after 24 hours and 73.3% after 32 hours. On the other hand, in the case of Control, the germination rate was 10.0% after 24 hours and 68.0% after 32 hours. Under these conditions, an increase in germination rate with a statistically significant difference was measured, confirming that seed growth was promoted.

図8Eにおいて、交流電場を印加した場合、24時間経過時点では発芽率8.0%、32時間経過時点では発芽率68.0%であった。一方、Controlの場合、24時間経過時点では発芽率9.3%、32時間経過時点では発芽率63.3%であった。交流電場を印加した種子の方が32時間経過時における発芽率は高くなっているものの、統計上の有意差を認められるほどではなかった。 In FIG. 8E, when an alternating electric field was applied, the germination rate was 8.0% after 24 hours and 68.0% after 32 hours. On the other hand, in the case of Control, the germination rate was 9.3% after 24 hours and 63.3% after 32 hours. The seeds to which the alternating electric field was applied had a higher germination rate after 32 hours, but the difference was not statistically significant.

図8A乃至図8Eから分かるように、同じ周波数の交流電場であっても、強度によって、24時間経過時点及び32時間経過時点の発芽率が変化することが確認された。ただし、成長促進に最適な交流電場強度は、その他の印加条件(周波数やタイミング)、及び、対象となる生物によって変化することが予想され、その最適値は実験的に導出することができる。また本実験を通じて、0.05Vpp/cmという強度の小さい交流電場を印加した場合でも、種子の成長を促進する効果があることが確認された。なお、本実験では、上記の通り、強度が0.01Vpp/cmの交流電場を印加した種子の発芽率は、Controlとの間で有意な差は見られなかった。ただし、交流電場による成長促進効果は、交流電場の印加条件(強度や周波数や時間)に依存すると考えられるため、交流電場の印加条件や対象となる生物種などを調整して、0.05Vpp/cmよりも小さい強度(例えば、0.04Vpp/cm、0.03Vpp/cm、0.02Vpp/cm、0.01Vpp/cm)の交流電場を用いて、生物の成長促進を行うことも可能である。 As can be seen from FIGS. 8A to 8E, it was confirmed that the germination rate after 24 hours and 32 hours was changed depending on the strength of the AC electric field with the same frequency. However, the optimum AC electric field intensity for promoting growth is expected to change depending on other application conditions (frequency and timing) and target organisms, and the optimum value can be derived experimentally. Further, through this experiment, it was confirmed that even when an AC electric field with a low intensity of 0.05 Vpp/cm was applied, there was an effect of promoting seed growth. In this experiment, as described above, there was no significant difference between the germination rate of seeds to which an alternating electric field with an intensity of 0.01 Vpp/cm was applied and that of the control. However, since the growth promotion effect of the AC electric field is thought to depend on the application conditions (strength, frequency, and time) of the AC electric field, the application conditions of the AC electric field and the target organism species, etc., were adjusted to achieve 0.05 Vpp/ It is also possible to promote the growth of organisms using an alternating electric field of intensity less than cm (e.g., 0.04 Vpp/cm, 0.03 Vpp/cm, 0.02 Vpp/cm, 0.01 Vpp/cm). .

[実施例4]
実施例4では、交流電場の印加が小松菜の種子及びえんどう豆の種子の成長に与える影響を調査した。
[Example 4]
In Example 4, the effect of application of an alternating electric field on the growth of Japanese mustard spinach seeds and pea seeds was investigated.

<実験内容及び実験結果>
具体的には、実施例1と同様の環境下で、交流電場周波数100MHz且つ交流電場強度1.0Vpp/cmの固定値として、ルッコラに代えて小松菜の種子及びえんどう豆の種子に対して交流電場を印加した。
<Experimental content and experimental results>
Specifically, under the same environment as in Example 1, as a fixed value of an alternating electric field frequency of 100 MHz and an alternating electric field strength of 1.0 Vpp / cm, instead of arugula, the seeds of Japanese mustard spinach and the seeds of peas. An electric field was applied.

●小松菜の種子の発芽率測定
図9Aは、小松菜の種子に対して、0時間~48時間の間(48時間)、交流電場を印加した場合の結果である。図9Aにおいて、交流電場を印加した場合、24時間経過時点では発芽率25.3%、32時間経過時点では発芽率76%であった。一方、Controlの場合、24時間経過時点では発芽率11.3%、32時間経過時点では発芽率66.7%であった。交流電場を印加した場合、24時間経過時点でControlの2.2倍の発芽率、32時間経過時点でControlの1.14倍の発芽率となった。統計的な有意差を有する発芽率の上昇が計測され、種子の成長が促進されていることが確認された。
Measurement of germination rate of Japanese mustard spinach seeds Fig. 9A shows the results of applying an alternating electric field to Japanese mustard spinach seeds for 0 to 48 hours (48 hours). In FIG. 9A, when an AC electric field was applied, the germination rate was 25.3% after 24 hours and 76% after 32 hours. On the other hand, in the case of Control, the germination rate was 11.3% after 24 hours and 66.7% after 32 hours. When an alternating electric field was applied, the germination rate was 2.2 times that of the control after 24 hours, and 1.14 times that of the control after 32 hours. A statistically significant increase in germination rate was measured, confirming that seed growth was promoted.

図9Bは、小松菜の種子に対して、0時間~10時間の間(10時間)、交流電場を印加した場合の結果である。図9Bにおいて、交流電場を印加した場合、24時間経過時点では発芽率17.3%、32時間経過時点では発芽率66.7%であった。一方、Controlの場合、24時間経過時点では発芽率8%、32時間経過時点では発芽率48%であった。交流電場を印加した場合、24時間経過時点でControlの2.17倍の発芽率、32時間経過時点でControlの1.39倍の発芽率となった。統計的な有意差を有する発芽率の上昇が計測され、種子の成長が促進されていることが確認された。 FIG. 9B shows the results when an AC electric field was applied to Japanese mustard spinach seeds for 0 to 10 hours (10 hours). In FIG. 9B, when an alternating electric field was applied, the germination rate was 17.3% after 24 hours and 66.7% after 32 hours. On the other hand, in the case of Control, the germination rate was 8% after 24 hours and 48% after 32 hours. When an alternating electric field was applied, the germination rate was 2.17 times that of Control after 24 hours, and 1.39 times that of Control after 32 hours. A statistically significant increase in germination rate was measured, confirming that seed growth was promoted.

●えんどう豆の種子の発芽率測定
図10Aは、えんどう豆の種子に対して、0時間~48時間の間(48時間)、交流電場を印加した場合の結果である。図10Aにおいて、交流電場を印加した場合、24時間経過時点では発芽率16.7%、32時間経過時点では発芽率87.8%であった。一方、Controlの場合、24時間経過時点では発芽率12.2%、32時間経過時点では発芽率53.3%であった。交流電場を印加した場合、24時間経過時点でControlの1.36倍の発芽率、32時間経過時点でControlの1.65倍の発芽率となった。統計的な有意差を有する発芽率の上昇が計測され、種子の成長が促進されていることが確認された。
Measurement of Germination Rate of Pea Seeds FIG. 10A shows the results when an alternating electric field was applied to pea seeds from 0 to 48 hours (48 hours). In FIG. 10A, when an alternating electric field was applied, the germination rate was 16.7% after 24 hours and 87.8% after 32 hours. On the other hand, in the case of Control, the germination rate was 12.2% after 24 hours and 53.3% after 32 hours. When an alternating electric field was applied, the germination rate was 1.36 times that of the control after 24 hours, and 1.65 times that of the control after 32 hours. A statistically significant increase in germination rate was measured, confirming that seed growth was promoted.

図10Bは、えんどう豆の種子に対して、0時間~10時間の間(10時間)、交流電場を印加した場合の結果である。図10Bにおいて、交流電場を印加した場合、24時間経過時点では発芽率6.7%、32時間経過時点では発芽率77.8%であった。一方、Controlの場合、24時間経過時点では発芽率3.3%、32時間経過時点では発芽率52.2%であった。交流電場を印加した場合、24時間経過時点でControlの2倍の発芽率、32時間経過時点でControlの1.49倍の発芽率となった。統計的な有意差を有する発芽率の上昇が計測され、種子の成長が促進されていることが確認された。 FIG. 10B shows the results of applying an alternating electric field to pea seeds for 0 to 10 hours (10 hours). In FIG. 10B, when an alternating electric field was applied, the germination rate was 6.7% after 24 hours and 77.8% after 32 hours. On the other hand, in the case of Control, the germination rate was 3.3% after 24 hours and 52.2% after 32 hours. When an alternating electric field was applied, the germination rate was twice that of the control after 24 hours, and 1.49 times that of the control after 32 hours. A statistically significant increase in germination rate was measured, confirming that seed growth was promoted.

上述の各実施例によれば、様々な種類の種子について、交流電場の印加により種子が刺激され、成長が促進される効果が得られることが確認された。種子の成長を促進するためには、幅広い電場強度及び周波数が適用可能であり、特に有効な電場強度及び周波数を選択することにより、種子の発芽率を向上させることができる。例えば、交流電場強度を100Vpp/cm未満の値(より好適には0.03~100Vpp/cm)、交流電場周波数を0.5MHz~1000MHz(より好適には0.5MHz~200MHz)の周波数帯の値とすることで、液体(水)を含浸した対象物(種子)の成長を促進する効果が得られる。 According to each of the above-described examples, it was confirmed that the application of an alternating electric field stimulates the seeds of various types of seeds, and the effect of promoting the growth of the seeds is obtained. A wide range of electric field strengths and frequencies are applicable to promote seed growth, and a particularly effective selection of electric field strengths and frequencies can improve seed germination rates. For example, an alternating electric field strength of less than 100 Vpp/cm (more preferably 0.03 to 100 Vpp/cm) and an alternating electric field frequency of 0.5 MHz to 1000 MHz (more preferably 0.5 MHz to 200 MHz). By setting the value, the effect of promoting the growth of the object (seed) impregnated with the liquid (water) can be obtained.

[実施例5]
実施例5では、交流電場の印加が微生物(しいたけ)の成長に与える影響を調査した。
[Example 5]
In Example 5, the effect of application of an alternating electric field on the growth of microorganisms (shiitake mushrooms) was investigated.

<実験内容及び実験結果>
1.6Kgのしいたけ菌床(直径12cm、高さ18cm, シイタケ栽培キット, 森産業株式会社, 群馬県)をのこぎりで輪切りにし、6等分した。しいたけ菌床を水洗いした後、それぞれをビニール袋に入れ、23度12時間、10度12時間のプログラムインキュベーター内に静置した。輪切りにした、3個のしいたけ菌床をステンレス平板電極間に保持し、交流電場周波数100MHz且つ交流電場強度1.0Vpp/cmの交流電場を24時間印加した。交流電場印加後、しいたけの出芽を調べた。しいたけは高さ5mm以上で出芽したものとした。
<Experimental content and experimental results>
A 1.6 kg shiitake mushroom bed (diameter 12 cm, height 18 cm, shiitake cultivation kit, Mori Sangyo Co., Ltd., Gunma Prefecture) was cut into round slices with a saw and divided into 6 equal parts. After washing the shiitake mushroom bed with water, each was placed in a plastic bag and allowed to stand in a program incubator at 23°C for 12 hours and 10°C for 12 hours. Three sliced shiitake mushroom beds were held between stainless plate electrodes, and an alternating electric field with an alternating electric field frequency of 100 MHz and an alternating electric field strength of 1.0 Vpp/cm was applied for 24 hours. After application of an AC electric field, germination of shiitake mushrooms was examined. The shiitake mushrooms were taken to have sprouted at a height of 5 mm or more.

●しいたけの出芽実験結果
図11Aは、しいたけ菌床に対して上記の交流電場を24時間印加した後に印加を停止し、その後1日経過した時の様子を示している。図11Aにおいて、交流電場を印加した3つの菌床からは、平均して9個のしいたけが出芽した。一方、Controlの菌床からは、しいたけの出芽は見られなかった。
●Shiitake Mushroom Germination Experimental Results FIG. 11A shows the state of the shiitake mushroom bed after the AC electric field was applied for 24 hours and then stopped for one day. In FIG. 11A, 9 shiitake mushrooms sprouted on average from the 3 fungal beds to which the alternating electric field was applied. On the other hand, no germination of shiitake mushrooms was observed from the Control fungal bed.

図11Bは、しいたけ菌床に対して上記の交流電場を24時間印加した後に印加を停止し、その後9日経過した時の様子を示している。図11Bのグラフは100g菌床当たりのしいたけの重量を、データ数3個の平均値±標準誤差で示している。図11Bにおいて、交流電場を印加した菌床から成長したしいたけの重量は、Controlの菌床から成長したしいたけの重量の1.44倍となった。 FIG. 11B shows the state of the shiitake mushroom bed after 24 hours of application of the AC electric field, and then 9 days after the application was stopped. The graph in FIG. 11B shows the weight of shiitake mushrooms per 100 g of the fungal bed as the mean±standard error of three pieces of data. In FIG. 11B, the weight of shiitake mushrooms grown from the fungus bed to which the alternating electric field was applied was 1.44 times the weight of the shiitake mushrooms grown from the control fungal bed.

以上の結果から、交流電場を印加することで、しいたけの成長が促進されることが確認された。 From the above results, it was confirmed that the growth of shiitake mushrooms was promoted by applying an AC electric field.

[実施例6]
実施例6では、交流電場の印加がルッコラの種子の発芽に与える影響を調査した。
[Example 6]
In Example 6, the effect of application of an alternating electric field on the germination of arugula seeds was investigated.

<実験内容及び実験結果>
具体的には、実施例1と同様の環境下で、交流電場周波数200MHz、500MHz又は700MHz且つ交流電場強度1.0Vpp/cmの固定値とし、交流電場を48時間印加した。なお、以下、実験開始時(すなわち種子に蒸留水を与えて成長環境に配置した時点)を基準として、交流電場の印加時間を表現する。
<Experimental content and experimental results>
Specifically, under the same environment as in Example 1, an alternating electric field was applied for 48 hours at a fixed alternating electric field frequency of 200 MHz, 500 MHz or 700 MHz and an alternating electric field intensity of 1.0 Vpp/cm. Hereinafter, the application time of the AC electric field is expressed with reference to the start of the experiment (that is, the time when the seeds were given distilled water and placed in the growth environment).

図12Aは、交流電場周波数200MHz且つ交流電場強度1.0Vpp/cmの交流電場を、0時間~48時間の間(48時間)印加した場合の結果である。交流電場を印加した場合、24時間経過時点では52.0±4.0%の発芽率となり、Controlの1.70倍であった。 FIG. 12A shows the results when an alternating electric field with an alternating electric field frequency of 200 MHz and an alternating electric field strength of 1.0 Vpp/cm was applied for 0 to 48 hours (48 hours). When an alternating electric field was applied, the germination rate was 52.0±4.0% after 24 hours, which was 1.70 times higher than the control.

図12Bは、交流電場周波数500MHz且つ交流電場強度1.0Vpp/cmの交流電場を、0時間~48時間の間(48時間)印加した場合の結果である。交流電場を印加した場合、24時間経過時点では39.3±2.9%の発芽率となり、Controlの1.90倍であった。 FIG. 12B shows the results when an alternating electric field with an alternating electric field frequency of 500 MHz and an alternating electric field intensity of 1.0 Vpp/cm was applied for 0 to 48 hours (48 hours). When an alternating electric field was applied, the germination rate was 39.3±2.9% after 24 hours, which was 1.90 times higher than the control.

図12Cは、交流電場周波数700MHz且つ交流電場強度1.0Vpp/cmの交流電場を、0時間~48時間の間(48時間)印加した場合の結果である。交流電場を印加した場合、24時間経過時点では32.0±2.3%の発芽率となり、Controlの2.40倍であった。また、32時間経過時点では79.3±2.4%の発芽率となり、Controlの1.12倍であった。 FIG. 12C shows the results when an alternating electric field with an alternating electric field frequency of 700 MHz and an alternating electric field intensity of 1.0 Vpp/cm was applied for 0 to 48 hours (48 hours). When an alternating electric field was applied, the germination rate was 32.0±2.3% after 24 hours, which was 2.40 times higher than the control. Moreover, after 32 hours had passed, the germination rate was 79.3±2.4%, which was 1.12 times that of the control.

図12A乃至図12Cから分かるように、強度が同じ交流電場であっても、周波数によって24時間経過時点及び32時間経過時点の発芽率が変化し、発芽促進効果があることが確認された。 As can be seen from FIGS. 12A to 12C, even if the intensity of the alternating electric field is the same, the germination rate at 24 hours and 32 hours varies depending on the frequency, confirming that there is a germination promoting effect.

[実施例7]
実施例7では、交流電場の印加がルッコラの種子の発芽に与える影響を調査した。
[Example 7]
In Example 7, the effect of application of an alternating electric field on the germination of arugula seeds was investigated.

<実験内容及び実験結果>
具体的には、実施例1と同様の環境下で、交流電場周波数13.56MHz且つ交流電場強度1.0Vpp/cmの固定値とし、交流電場を48時間印加した。本実施例で用いる13.56MHzの周波数は、通信以外の目的で使用できるISM(Industrial, Scientific and Medical)周波数帯の1つである。なお、以下、実験開始時(すなわち種子に蒸留水を与えて成長環境に配置した時点)を基準として、交流電場の印加時間を表現する。
<Experimental content and experimental results>
Specifically, under the same environment as in Example 1, an alternating electric field was applied for 48 hours at a fixed value of alternating electric field frequency of 13.56 MHz and alternating electric field strength of 1.0 Vpp/cm. The frequency of 13.56 MHz used in this embodiment is one of the ISM (Industrial, Scientific and Medical) frequency bands that can be used for purposes other than communication. Hereinafter, the application time of the AC electric field is expressed with reference to the start of the experiment (that is, the time when the seeds were given distilled water and placed in the growth environment).

図13は、交流電場周波数13.56MHz且つ交流電場強度1.0Vpp/cmの交流電場を、0時間~48時間の間(48時間)印加した場合の結果である。交流電場を印加した場合、24時間経過時点では28±4%の発芽率となり、Controlの9.3±1.8%の発芽率の3.0倍であった。図13から分かるように、13.56MHzの周波数でも24時間経過時点の発芽率が変化し、統計的に有意な発芽促進効果があることが確認された。 FIG. 13 shows the results when an alternating electric field with an alternating electric field frequency of 13.56 MHz and an alternating electric field strength of 1.0 Vpp/cm was applied for 0 to 48 hours (48 hours). When an alternating electric field was applied, the germination rate was 28±4% after 24 hours, which was 3.0 times higher than the germination rate of Control, which was 9.3±1.8%. As can be seen from FIG. 13, even at the frequency of 13.56 MHz, the germination rate changed after 24 hours, and it was confirmed that there was a statistically significant germination promoting effect.

[実施例8]
実施例8では、交流電場の印加がえんどう豆の種子の発芽に与える影響を調査した。
[Example 8]
In Example 8, the effect of application of an alternating electric field on pea seed germination was investigated.

<実験内容及び実験結果>
具体的には、実施例1と同様の環境下で、交流電場周波数40.68MHz且つ交流電場強度1.0Vpp/cmの固定値として、えんどう豆の種子に対して交流電場を印加した。本実施例で用いる40.68MHzの周波数は、通信以外の目的で使用できるISM(Industrial, Scientific and Medical)周波数帯の1つである。なお、以下、実験開始時(すなわち種子に蒸留水を与えて成長環境に配置した時点)を基準として、交流電場の印加時間を表現する。
<Experimental content and experimental results>
Specifically, under the same environment as in Example 1, an alternating electric field was applied to pea seeds at a fixed alternating electric field frequency of 40.68 MHz and an alternating electric field strength of 1.0 Vpp/cm. The frequency of 40.68 MHz used in this embodiment is one of the ISM (Industrial, Scientific and Medical) frequency bands that can be used for purposes other than communication. Hereinafter, the application time of the AC electric field is expressed with reference to the start of the experiment (that is, the time when the seeds were given distilled water and placed in the growth environment).

図14は、交流電場周波数40.68MHz且つ交流電場強度1.0Vpp/cmの交流電場を、0時間~48時間の間(48時間)印加した場合の結果である。交流電場を印加した場合、32時間経過時点では61.1±1.1%の発芽率となり、Controlの1.77倍であった。図14から分かるように、40.68MHzの周波数でも32時間経過時点の発芽率が変化し、統計的に有意な発芽促進効果があることが確認された。 FIG. 14 shows the results when an alternating electric field with an alternating electric field frequency of 40.68 MHz and an alternating electric field strength of 1.0 Vpp/cm was applied for 0 to 48 hours (48 hours). When an alternating electric field was applied, the germination rate was 61.1±1.1% after 32 hours, which was 1.77 times higher than the control. As can be seen from FIG. 14, even at the frequency of 40.68 MHz, the germination rate changed after 32 hours, and it was confirmed that there was a statistically significant germination promoting effect.

[実施例9]
実施例9では、交流電場の印加が稲もみの発芽に与える影響を調査した。
[Example 9]
In Example 9, the effect of application of an AC electric field on the germination of rice rice was investigated.

<実験内容及び実験結果>
具体的には、実施例1と同様の環境下で、交流電場周波数100MHz且つ交流電場強度1.0Vpp/cmの固定値として、稲もみ(「ひとめぼれ」(野口育苗研究所、埼玉県))に対して交流電場を印加した。なお、以下、実験開始時(すなわち稲もみに蒸留水を与えて成長環境に配置した時点)を基準として、交流電場の印加時間を表現する。
<Experimental content and experimental results>
Specifically, under the same environment as in Example 1, as a fixed value of an alternating electric field frequency of 100 MHz and an alternating electric field strength of 1.0 Vpp / cm, rice rice ("Hitomebore" (Noguchi Nursery Institute, Saitama Prefecture)). An alternating electric field was applied to it. In the following, the application time of the AC electric field is expressed with reference to the start of the experiment (that is, the time when the rice paddy was given distilled water and placed in the growth environment).

図15の上部のグラフは、交流電場周波数100MHz且つ交流電場強度1.0Vpp/cmの交流電場を、0時間~114時間の間(114時間)印加した場合の結果である。その結果、交流電場を印加してから66時間経過時点、72時間経過時点、90時間経過時点において、Controlに対し、統計的に有意な発芽促進効果が確認された。最も顕著な発芽促進効果が確認されたのは66時間経過時点であり、発芽率は52.7±2.4(%)(平均値±標準誤差、n=3)と、Controlの発芽率の2.19倍の発芽率となった。 The upper graph in FIG. 15 shows the results when an alternating electric field with an alternating electric field frequency of 100 MHz and an alternating electric field strength of 1.0 Vpp/cm was applied for 0 to 114 hours (114 hours). As a result, a statistically significant germination promoting effect was confirmed for Control at 66 hours, 72 hours, and 90 hours after the application of the alternating electric field. The most significant germination promoting effect was confirmed at 66 hours, and the germination rate was 52.7 ± 2.4 (%) (mean ± standard error, n = 3), which was higher than the germination rate of Control. The germination rate was 2.19 times higher.

なお、図15の下部の左の写真は、66時間経過時点のControlの稲もみの写真であり、右の写真は、交流電場周波数100MHz且つ交流電場強度1.0Vpp/cmの交流電場を印加した場合の66時間経過時点の稲もみの写真である。稲もみの茎長の伸びの様子からも、交流電場を印加した稲もみの成長が促進されていることが確認できる。 In addition, the left photograph in the lower part of FIG. 15 is a photograph of control rice paddy rice after 66 hours, and the right photograph is an alternating electric field with an alternating electric field frequency of 100 MHz and an alternating electric field strength of 1.0 Vpp / cm. It is a photograph of rice paddy after 66 hours in the case. It can be confirmed that the growth of the rice-hulls to which the alternating electric field is applied is promoted from the state of the stem length elongation of the rice-hulls.

上記実施例で示した生物以外を対象とする場合であっても、上記の結果を参考にして、適用する電場強度及び周波数や印加時間を選択することが可能である。 Even in the case of targeting organisms other than those shown in the above examples, it is possible to select the applied electric field intensity, frequency, and application time by referring to the above results.

なお、上記実施例では、種子や菌床(菌類)を水に浸した状態で交流電場を印加したが、必ずしも水である必要はない。例えば栄養素を含んだ水などの液体を用いてもよい。また、上記実施例では植物の種子や菌床を対象として交流電場の印加を行ったが、交流電場の印加対象はこれらに限られるものではなく、他の対象物に対しても本発明を適用することが可能である。また、上記実施例では水を成長に不足な因子としたが、他の成長因子(例えば、温度、照度等)を成長に十分な量を与えて後、適切な周波数及び強度の電場を与えてもよい。 In the above examples, the AC electric field was applied while the seeds and the fungus bed (fungi) were immersed in water, but it is not always necessary to use water. For example, liquids such as water containing nutrients may be used. In the above examples, an alternating electric field was applied to plant seeds and fungal beds, but the subject to which the alternating electric field is applied is not limited to these, and the present invention can also be applied to other objects. It is possible to In the above examples, water was used as a factor insufficient for growth. good too.

以上説明したように、本発明によれば、kV/cmのオーダーと比較して極めて低いオーダー(0.01~100Vpp/cm程度のオーダー)の交流電場強度を適用することができるため、簡易な構成で対象物の成長を促進することが可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to apply an alternating electric field strength of an extremely low order (order of about 0.01 to 100 Vpp/cm) compared to the order of kV/cm. It is possible to promote the growth of objects in the composition.

本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and variations are possible without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, to publicize the scope of the invention, the following claims are included.

本願は、2019年2月6日提出の日本国特許出願特願2019-019916及び2019年6月6日提出の日本国特許出願特願2019-106473を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てを、ここに援用する。 This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2019-019916 submitted on February 6, 2019 and Japanese Patent Application No. 2019-106473 submitted on June 6, 2019, The entire contents of that description are incorporated herein.

Claims (8)

生物の成長を促進させる成長促進方法であって、
成長環境に配置された生物に、水の誘電損失が小さくなる周波数帯であるMHzより大きく1000MHz以下の高周波交流電場を印加する電場印加工程を含み、
前記高周波交流電場の強度は、0.01Vpp/cm以上且つ100Vpp/cm以下であり、
前記電場印加工程では、前記高周波交流電場の周波数を大きくするとともに、前記高周波交流電場の強度を小さくするように制御し、
前記生物は植物の種子またはきのこ類であることを特徴とする成長促進方法。
A growth promotion method for promoting growth of an organism, comprising:
An electric field applying step of applying a high-frequency alternating electric field of more than 1 MHz to 1000 MHz or less, which is a frequency band in which the dielectric loss of water is small, to the organism placed in the growth environment;
The intensity of the high-frequency alternating electric field is 0.01 Vpp/cm or more and 100 Vpp/cm or less,
In the electric field applying step, the frequency of the high-frequency alternating electric field is increased and the strength of the high-frequency alternating electric field is controlled to be decreased,
A method for promoting growth , wherein the organism is a seed of a plant or a mushroom .
前記高周波交流電場の強度、放電が発生しない範囲であることを特徴とする請求項1に記載の成長促進方法。 2. The method of promoting growth according to claim 1, wherein the intensity of said high-frequency AC electric field is within a range in which discharge does not occur. 前記生物に前記高周波交流電場を印加する時間を、前記生物に水分を含浸させて成長環境に配置した時点を基準に設定することを特徴とする請求項1又は2に記載の成長促進方法。 3. The growth promotion method according to claim 1, wherein the time for applying the high-frequency AC electric field to the organism is set based on the time when the organism is impregnated with water and placed in a growth environment. 前記生物に前記高周波交流電場を印加する時間の長さは、前記時点を基準として10時間以上であることを特徴とする請求項3に記載の成長促進方法。4. The method of promoting growth according to claim 3, wherein the length of time for applying said high-frequency alternating electric field to said organism is 10 hours or longer from said time point. 生物の成長を促進させる成長促進システムであって、
成長環境に配置された生物に、水の誘電損失が小さくなる周波数帯であるMHzより大きく1000MHz以下の高周波交流電場を印加する電場印加手段を備え
前記高周波交流電場の強度は、0.01Vpp/cm以上且つ100Vpp/cm以下であり、
前記電場印加手段は、前記高周波交流電場の周波数を大きくするとともに、前記高周波交流電場の強度を小さくするように制御し、
前記生物は植物の種子またはきのこ類であることを特徴とする成長促進システム。
A growth promotion system for promoting the growth of organisms,
An electric field applying means for applying a high-frequency AC electric field of more than 1 MHz to 1000 MHz or less, which is a frequency band in which the dielectric loss of water is small, to the organism placed in the growth environment ;
The intensity of the high-frequency alternating electric field is 0.01 Vpp/cm or more and 100 Vpp/cm or less,
The electric field applying means increases the frequency of the high-frequency alternating electric field and controls the strength of the high-frequency alternating electric field to decrease,
A growth promoting system , wherein the organism is a plant seed or a mushroom .
前記電場印加手段は、
高周波交流電圧を発生させる電圧発生装置と、
前記電圧発生装置に接続された、前記生物を挟んで対向する平行平板電極と、
を有することを特徴とする請求項に記載の成長促進システム。
The electric field applying means is
a voltage generator that generates a high-frequency alternating voltage;
Parallel plate electrodes facing each other across the organism, connected to the voltage generator;
6. The growth promotion system of claim 5 , comprising:
前記電場印加手段は、
高周波交流電圧を発生させる電圧発生装置と、
前記電圧発生装置に接続された、電磁波を空間に向かって放射する電磁波放射電極と、
を有することを特徴とする請求項に記載の成長促進システム。
The electric field applying means is
a voltage generator that generates a high-frequency alternating voltage;
an electromagnetic radiation electrode for radiating electromagnetic waves toward space, connected to the voltage generator;
6. The growth promotion system of claim 5 , comprising:
前記高周波交流電場が外部に漏れることを防止するシールド手段をさらに備えることを特徴とする請求項乃至の何れか1項に記載の成長促進システム。 8. The growth promotion system according to any one of claims 5 to 7 , further comprising shielding means for preventing leakage of said high-frequency alternating electric field to the outside.
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