農作物栽培用電解還元水生成装置、葉面散布用水、土壌潅水又は土壌潅中用水、及び農作物の栽培方法
【課題】貯水や散布水による農作業の煩雑さを低減し、酸化水による金属部の酸化や塩害の発生、或いは、還元水による作物の葉焼けや生育障害の発生を防止しうる農作物栽培用電解還元水生成装置、葉面散布用水、土壌潅水又は土壌潅中用水、及び農作物の栽培方法を提供する。
【解決手段】農作物栽培用電解還元水生成装置は、水を電気分解して還元系の電解還元水を生成するものであって、貯水タンク５と、陽極側電極および陰極側電極を備えて槽内の保留水を電気分解する無隔膜の電解槽１と、貯水タンク５及び電解槽１の間を連結してこれら相互の水を循環させる循環機構とを具備してなる。農作物の栽培方法は、農作物栽培用電解還元水生成装置によって得られる電気還元水を、水散布工程、灌水工程、または灌中工程のいずれかひとつ又は複数の工程で使用する。
【解決手段】農作物栽培用電解還元水生成装置は、水を電気分解して還元系の電解還元水を生成するものであって、貯水タンク５と、陽極側電極および陰極側電極を備えて槽内の保留水を電気分解する無隔膜の電解槽１と、貯水タンク５及び電解槽１の間を連結してこれら相互の水を循環させる循環機構とを具備してなる。農作物の栽培方法は、農作物栽培用電解還元水生成装置によって得られる電気還元水を、水散布工程、灌水工程、または灌中工程のいずれかひとつ又は複数の工程で使用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、農作物栽培用の電解還元水を生成する農作物栽培用電解還元水生成装置、農作物への葉面散布用水、土壌潅水又は土壌潅中用水、及び農作物の栽培方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、有隔膜を備えて、塩化カリウムなどを添加し直流電源で電気分解を行い、強酸性で強酸化水（ｐＨ２．５〜３．５、ＯＲＰ：＋１０００ｍＶ以上）と強アルカリ性で強還元水（ｐＨ１０以上、ＯＲＰ：−７００ｍＶ以下）の２種類の機能水を生成する装置で生成された２つの機能水を交互に散布する栽培方法（強電解水農法）がある。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】特許公開２００２−３３５７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の農法では、隔膜を有する強電解水生成装置によって強酸化水と強還元水の２種類の機能水が生成されることに関連し、次のような問題点がある。すなわち、農業従事者は２つの貯水タンクが必要で、２種類の水を散布する必要があり農作業が煩雑である。
【０００５】
また、強酸化水は雨天、曇天、夜間に散布するとすぐに蒸発せず、酸焼けなどの障害の発生や散布後すぐに散布機の内部を洗浄しないと、金属部が酸化するなどの欠点がある。
【０００６】
さらに、機能水のｐＨ、ＯＲＰ（酸化還元電位）の値が異常となった場合や、長期間保存した場合には、強酸化水中の水酸化カリウムがカリウム化合物を生成し塩害となり、一方強還元水中に水酸化ナトリウムが発生し、作物の葉焼けや生育障害を発生させる。
【０００７】
本発明は、このような従来あった問題を解決しようとするものであり、貯水や散布水による農作業の煩雑さを低減し、酸化水による金属部の酸化や塩害の発生、或いは、還元水による作物の葉焼けや生育障害の発生を防止しうる農作物栽培用電解還元水生成装置、葉面散布用水、土壌潅水又は土壌潅中用水、及び農作物の栽培方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、下記手段を採用することで上記問題を解決するものである。すなわち、本発明の農作物栽培用電解還元水生成装置は、陽極側電極および陰極側電極を備える無隔膜の電解槽１を具備し、前記電解槽１で水を電気分解して電解還元水を生成することを特徴とする。
【０００９】
或いは、本発明の農作物栽培用電解還元水生成装置は、水を電気分解して電解還元水を生成する農作物栽培用電解還元水生成装置であって、貯水タンク５と、陽極側電極および陰極側電極を備えて槽内の保留水を電気分解する無隔膜の電解槽１と、貯水タンク５及び電解槽１の間を連結してこれら相互の水を循環させる循環機構とを具備してなり、貯水タンク５から電解槽１を経て貯水タンク５に戻るまでの循環経路を、循環機構によって連続的又は断続的に循環させることで、貯水タンク５内の水を繰り返し電気分解することを特徴とする。
【００１０】
また、上記いずれか記載の農作物栽培用電解還元水生成装置は、合成化合物からなる添加剤６を注入する添加剤６注入手段を備えたものとしてもよい。
【００１１】
或いは、本発明の農作物への葉面散布水、土壌潅水又は土壌潅中用水は、上記いずれか記載の農作物栽培用電解還元水生成装置によって得られることを特徴とする。
【００１２】
或いは、農作物の栽培方法は、上記いずれか記載の農作物栽培用電解還元水生成装置によって得られる電気還元水を、水散布工程、灌水工程、または灌中工程のいずれかひとつ又は複数の工程で使用することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
上記手段を採用することで、酸化水が同時に生成されることなく還元水のみが生成される。これにより、貯水や散布水による農作業の煩雑さを低減し、酸化水による金属部の酸化や塩害の発生、或いは、還元水による作物の葉焼けや生育障害の発生を防止しうる農作物栽培用電解還元水生成装置、葉面散布用水、土壌潅水又は土壌潅中用水、及び農作物の栽培方法を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を、実施例として示す図面と共に説明する。図１ないし図３は、本発明の農作物栽培用電解還元水生成装置の構成例として、それぞれ第一の構成、第二の構成、第三の構成を示す図である。図４及び図５は、２０ｌの密閉容器に入れた電解還元水を常温放置した時の試験結果に関し、それぞれｐＨの経時変化、及びＯＲＰ（酸化還元電位）を示す図である。
【００１５】
本発明の農作物栽培用電解還元水生成装置は、陽極側電極および陰極側電極を備える無隔膜の電解槽を具備してなる。この電解槽で水を電気分解して、中性かつ還元系の電解還元水を生成することを特徴とする。
【００１６】
本発明の農作物栽培用電解還元水生成装置の基本的な構成として、貯水タンクと、陽極側電極および陰極側電極を備えて槽内の保留水を電気分解する無隔膜の電解槽と、貯水タンク及び電解槽の間を往路管及び復路管で連結して、これら相互の水を循環させる循環機構とを具備してなる。またさらに、合成化合物からなる添加剤を注入する添加剤注入手段を備えることが好ましい。
【００１７】
循環機構は、貯水タンクから電解槽を経て貯水タンクに戻るまでの循環経路内へ、水を連続的又は断続的に循環させる。これにより、貯水タンク内の水を繰り返し電気分解する。これにより、酸化系の水は還元系の水となり、還元系の水は更に還元性の強い（すなわちＯＲＰ（酸化還元電位）の低い）強還元系の水となることで、ＯＲＰ（酸化還元電位）−１００ｍＶ以下の電解還元水が生成される。
【００１８】
本発明は直流電圧を無隔膜電解槽１の陽極側電極および陰極側電極に供給し、電気分解を行い、還元水を生成する機能を有し、酸化系の原水を電気分解し、還元水のみを生成する機能としたものである。また、直流電源、電解槽１など充電露出部は全て装置内に内蔵し、人に触れない安全対策を行っている。電解還元水の生成手段として、装置内に循環ポンプ２を備え、吸水・吐水の２つのホースを設け、水を循環して電気分解を行い、貯水タンク５内の酸化系の水を還元系の電解還元水にする装置です。そして、貯水タンク５の電解還元水を動力噴霧器などで作物の葉面に散布しながら灌水を行うか、又は葉面散布を行い、一種類の水で、貯水タンク５も１個で場所もとらず、簡単に農作業が行える。電解還元水のｐＨは７前後の中性水で、作物に対し強酸・強アルカリのストレスをかけず、酸化還元電位は０ｍＶ以下の還元系の還元水で還元力を有する機能水である。本発明の栽培方法は、作物の生育を良くし、糖度を上げる、味覚向上、収量の増加、収穫期間を延ばすなどの効果がある。
【００１９】
なお従来、貯水タンク５の水に各種ミネラル分の多い鉱石や有機肥料などを混入させ、高周波交流低電圧および高周波交流高電圧を貯水タンク５の電極板に加え電気分解を行い、その還元水を利用する栽培方法がある（例えば、特許公開２０００−２６２１４７号公報記載）。これは、利用目的に応じて、電解する水に混入する添加物を変え、電解電圧を可変するなどの操作で酸化還元電位を変えた還元水(ＯＲＰ＝＋２００〜−７００ｍＶ）を生成するものである。このような装置は高周波交流電圧を利用し、電極版が露出した状態であり安全性に問題がり、さらに、水に鉱石、トルマリン、各種有機ミネラル、キトサンなどの色々な添加物を入れた混合水を利用しており、農業従事者にとっては非常に作業が煩雑であると共に添加物の容量、濃度などの管理が難しいものとなる。
【００２０】
これに対して本発明では、隔膜を設けない無隔膜の電解槽１としており、電極は電解槽１に内蔵し、金属部が露出しない構造としているため、安全で簡素化した直流電源を有する装置となっている。さらに、生成される電解水は還元系を示すＯＲＰ（酸化還元電位）−１００ｍＶ以下の還元水で、農作物などの利用はこの電解還元水を作物に葉面散布並びに灌水および葉面散布を行う簡単な栽培方法を実現しうる。
【００２１】
実施例１の農作物栽培用電解還元水生成装置による電解還元水を生成する手段は、次の通りである。すなわち、循環経路内に循環機構の循環ポンプ２を備え、又同じく循環機構の循環往路・循環復路としてそれぞれ吸水・吐水の２つのホースを設け、貯水タンク５の水を吸水し、電解槽１で電気分解した電解水を貯水タンク５に吐水し、繰り返し電気分解を行い、貯水タンク５内の酸化系の水をｐＨ（水素イオン指数）は中性で、還元系の還元水にするものである。
【００２２】
実施例２の農作物栽培用電解還元水生成装置による電解還元水を生成する手段は、次の通りである。水道水、井戸水などの蛇口から酸化系の原水を直流電源、電解槽１などを備えた装置に供給し、電気分解してｐＨ（水素イオン指数）は中性で、還元系の還元水を連続的に生成し、貯水タンク５に給水するものである。
【００２３】
本発明の装置で生成した電解還元水は作物に対し、強酸性や強アルカリ性の電解水の葉面散布で発生する酸焼けなどの障害の発生がなく、ｐＨが７前後（具体的には６．５以上８以下）の中性水で、酸化還元電位が−１００ｍＶ以下の還元力を有する機能水である。本発明の装置で生成した電解還元水はまた、農作物への葉面散布用水として、或いは、土壌潅水又は土壌中用水として、特に顕著な効果を有する。
【００２４】
そして、本発明の農作物の栽培方法は、貯水タンク５に供給された電解還元水を動力噴霧器などで作物の葉面に散布しながら灌水を行うか、又は葉面散布を行うものであり、一種類の水で、貯水タンク５も１個で場所もとらなく、簡単に農作業が行える電解還元水による栽培方法である。
【００２５】
上述したように本発明は強電解水生成装置に有する隔膜を無くした無隔膜電解槽１で、塩化カリウム等の添加ポンプも不要で、その他機構が簡単で、低コストの設計であるとともに、直流電源、電解槽１など充電露出部は全て装置内に内蔵され、人にふれない安全対策を行った装置を提供できる。
【００２６】
また、一種類の電解還元水を動力噴霧器などで作物に葉面散布、土壌灌水、土壌灌中または、養液栽培の培養液として使用するシンプルな栽培方法を提供できる。なお、電解還元水の散布および土壌灌水、土壌灌中の手段としては手動又は自動で行っても良い。
【００２７】
本発明の栽培方法により、電解還元水が作物の根の生育を旺盛にするため、土壌の水分や養分吸収を良くし、植物の生育が促進され、光合成により多くの同化養分が生産されるため、作物の生育を良くし、糖度を上げる、味覚向上、収量の増加、収穫期間を延ばすなどの効果がある。
【００２８】
本発明の電解還元水による農作物への栽培には酸化還元電位が０ｍＶ以下の電解還元水を利用すると効果がある。実用的には電解還元水の生成日から５日以内の電解還元水を利用すると良い。
【００２９】
また、本発明の電解還元水による農作物への栽培において、ＯＲＰ（酸化還元電位）の低い電解還元水を利用することにより糖度を上げることができる。実用的には電解還元水の生成当日又は翌日に生成された電解還元水を利用するのが最適である。
【実施例１】
【００３０】
＜農作物栽培用電解還元水生成装置＞
図１は、本発明の実施例１の農作物栽培用電解還元水生成装置の構成を示す図である。
【００３１】
本発明の農作物栽培用電解還元水生成装置は、図１に示すように、少なくとも無隔膜の電解槽１及び循環ポンプ２を備えた装置本体３と、外部に配置した貯水タンク５とを具備して構成ざれる。そして、外部に配置した貯水タンク５に、貯水タンク５内に貯水した酸化系の原水を装置本体３内の電解槽１に供給する供給路中に循環ホンプの供給手段を備え、電気分解する無隔膜の電解槽１を備えた農作物栽培用電解還元水生成装置である。
【００３２】
ここで、図１に示す農作物栽培用電解還元水生成装置Ａ１は、外部貯水タンク５の貯水した原水１１に供給する供給路を備える供給手段として、フィルター４と、第一の循環往路１ａと、循環ポンプ２と、第二の循環往路１ｂと、循環復路１ｃと、を備えている。また実施例１の農作物栽培用電解還元水生成装置の電解槽１は、第二の循環往路１ｂと循環復路１ｃとの間に備えている。なお、装置本体３は、前記電解槽１や循環ポンプ２の他に、直流電源と、その他制御装置などが内蔵されている。
【００３３】
電解槽１は、無隔膜の密閉型の槽本体と、この槽本体の内部に露出した一組の電極と、一組の電極に電気的に繋がれた直流電源とを具備する。一組の電極は、陰極側電極板及び陽極側電極板からなり、共にチタン白金メッキ等の金属部を有すると共に、いずれもこの金属部が露出しないよう、槽本体の内側面又は底面に沿うようにして設けられる。また電解効率をあげるため、一組の電極は、槽本体の平面視対角位置に設けられることが望ましい。直流電源は、トランス式又はスイッチング式の電源であり、数十ボルトの電圧を一組の電極に印加する。電解槽１はまた、帯電防止材からなる帯電防止カバーを備える。
【００３４】
実施例１の循環機構は、貯水タンク５及び電解槽１の間を循環往路（第一の循環往路１ａ、第二の循環往路１ｂ）及び循環復路１ｃによって連結する循環路と、この循環路内に水を循環させる循環ポンプ２とから構成される。
【００３５】
また図１には、外部の貯水タンク５と、貯水した原水１１と、電解水の流れの方向の循環路１ｆとを併せて記載している。
【００３６】
図２は、実施例２の農作物栽培用電解還元水生成装置の構成を示す図である。実施例２の農作物栽培用電解還元水生成装置は、図２に示すように、合成化合物からなる添加剤６を注入する添加剤６注入手段を備えたものである。
【００３７】
添加剤６注入手段による添加剤６の具体的な注入方法は、特に限定されず、任意の公知の手段を用いることができる。具体例としては、容器内に貯蔵された固形又は粉末状の添加剤６を、自動あるいは手動により、自然溶出または一定量投入することができる手段であることが望ましい。
【００３８】
また、本発明で用いる添加剤６は、電気分解を促進させ、ＯＲＰ（酸化還元電位）を下げることで、作物の生長を促進させたり、糖度を向上させるという効果がある。添加剤６は、前記効果のある有効成分量を容易に調節しうる合成化合物であることが好ましく、また、カルシウム、カリウム、マグネシウムのうち少なくともいずれかを主成分とする化合物であることが好ましい。具体的には、亜硫酸カルシウム等の塩素除去剤が挙げられる。中でも、農作物の塩害が発生しないよう、塩化物を含まない合成化合物であることが望ましい。
【００３９】
ここで、図２に示す装置本体３は、外部の貯水タンク５に貯水した原水１１に供給する供給路を備える供給手段として、水の流れる順番に、フィルター４と、第一の循環往路１ａと、循環ポンプ２と、第二の循環往路１ｂと、第一の循環復路１ｄと、を備えている。実施例２の電解槽１は、第二の循環往路１ｂと第一の循環復路１ｄとの間に備えられる。また、添加剤６は、第一の循環復路１ｄと第二の循環復路１eとの間に備えられる。実施例２の装置本体３は、前記電解槽１、循環ポンプ２、及び添加剤６注入手段の他に、直流電源と、その他制御装置などが内蔵されている。
【００４０】
また図２には、装置本体３とは外部に設置した貯水タンク５と、貯水した原水１１と、電解水の流れの方向の循環路１ｆとを併せて記載している。
【００４１】
図３は、実施例３の農作物栽培用電解還元水生成装置の構成を示す図である。実施例３の農作物栽培用電解還元水生成装置は、図３に示すように、水道水や地下水など原水を電解槽１に供給し、酸化系の原水を電気分解し、還元系の電解還元水を外部貯水タンク５に供給する手段を備えたものである。
【００４２】
なお、図３に示す農作物栽培用電解還元水生成装置は、水道水や地下水など酸化系の原水を原水供給部から供給し、電気分解を行い、外部貯水タンク５に供給する供給路を備える。供給手段として、第一の流路３ａと、第二の流路３ｂと、添加剤６供給手段により添加される添加剤６と、第三の流路３ｃと、を備えている。装置本体３が備える電解槽１は、第一の流路３ａと第二の流路３ｂとの間に備えられる。また、添加物供給手段による添加剤６は、第二の流路３ｂと第三の流路３ｃとの間に備えられる。なお、装置本体３は、前記電解槽１、添加剤６を備える他に、直流電源と、その他制御装置などが内蔵されている。
【００４３】
また、水道水、井戸水などの原水が強い酸化系、すなわち酸化還元電位が非常に高い原水の場合は、添加剤６供給手段による添加剤６を、第一の水路３ａと電解槽１との間に備えることが好ましい。このようにすると。添加剤６が電解促進剤として働き、ＯＲＰ（酸化還元電位）を低下させ、より還元力の強い還元系の水質に改善させることができる。
【００４４】
本発明の農作物栽培用電解還元水生成装置が上述の構造を有する場合は、水道水、井戸水など酸化系の原水を、原水供給部７から直接に電解槽１に供給して連続して電気分解することができる。
【００４５】
＜農作物栽培用電解還元水＞
農作物栽培用電解還元水は原水（ｐＨ＝７．２，ＯＲＰ＝４７０ｍＶ）のｐＨ値とほとんど同じ７前後（具体的には６．５以上８以下）の中性水で、作物に対し強酸・強アルカリ性による酸焼けや水酸化ナトリウム障害などのストレスのない酸化還元電位ＯＲＰ＝０ｍＶ以下の還元系の中性還元水を利用する。ただし、最適なＯＲＰ（酸化還元電位）は−１００〜−２００ｍＶである。
【００４６】
農作物栽培用電解還元水は図４に示すように、密閉した貯水タンク５に保存した場合において、ｐＨ値は多少アルカリ性に向かうがほとんど変化しない。
【００４７】
農作物栽培用電解還元水は図５に示すように、密閉した貯水タンク５に保存した場合において、ＯＲＰ（酸化還元電位）が時間経過すると徐々に上昇し、還元系から酸化系に向かう。
【００４８】
よって、農作物栽培用電解還元水は酸化還元電位ＯＲＰ＝０ｍＶ以下、すなわち農作物栽培用電解還元水装置で生成後５日以内の電解還元水を利用することが望ましい。添付資料の農作物の電解水栽培試験結果で、一週間常温放置した電解還元水（ＯＲＰ＝６２ｍＶ）と散布時に生成した電解還元水（ＯＲＰ＝−１６２ｍＶ）の栽培比較試験で分かるように、一週間以上経過した電解還元水を利用すると作物などの生育や糖度が低下するなどの効果が低下する。すなわち、水道水などの酸化系用水を使用した通常の栽培結果に近づくことになる。
【００４９】
添付資料の農作物の電解水栽培試験結果のハウストマト（地床栽培）と、ハウスナス（地床栽培）と、で分かるように、一週間常温放置した電解還元水より散布時に生成した電解還元水の栽培において、平均糖度が０．３〜０．７度高くなっている。
【００５０】
＜栽培用電解還元水を用いた農作物の栽培方法＞
農作物栽培用電解還元水生成装置で生成された貯水タンク５の電解還元水をジョロ、動力噴霧器、その他散布器で手動または自動で作物の葉および作物全てに散布する。
【００５１】
農作物栽培用電解還元水生成装置で生成された電解還元水は、電解還元水を葉面散布しながら、潅水又は潅水中用水として土壌へ灌水しても良い。又、潅水用水として土壌に灌水だけでも良い。
【００５２】
電解還元水を利用して栽培するものは野菜、果物などの全ての作物および盆栽、植木などの全ての植物で、通常栽培より効果がある。
【００５３】
電解還元水の作物などへの散布、灌水は季節、天候にもよるが３〜１０日間隔とする。ただし、最適な間隔は一週間が望ましい。
【００５４】
電解還元水の作物、植物への散布、灌水する量は通常の農作業で行っている散布・灌水量を基準とすれば良いが、散布量は１０〜２０ｍ２／ｌ、灌水量は１〜２ｍ２／ｌを目安とする。ただし、散布量、灌水量は多少多くても、多雨量期を除き作物、植物の生育などの障害の発生はほとんどない。
【００５５】
電解還元水に液肥や生薬などを添加して葉面散布用水として葉面散布を行うと、さらに作物の収量増加や品質向上が期待される。
【００５６】
上述のことから、作物の糖度を高くするにはＯＲＰ（酸化還元電位）の低い、還元系の電解還元水を利用するとより効果的である。
【００５７】
次に、発明者が実施した農作物の電解水栽培試験結果について、概要を下記に述べる。３５ｍ２のビニールハウスで品種：桃太郎９３Ｔのトマトを対照区（水道水）と電解還元水区（ＡとＢ）で、地床栽培による栽培比較試験を行った。水道水（ＯＲＰ＝４３２〜４８７ｍＶ）を電解還元水区と対照区に毎日灌水し、電解還元水（ＡとＢ）を電解還元水区に一週間に一回、平成１７年４月１３日〜７月２０日の期間に１５回葉面散布を行った結果を表１に示す。その結果、数量、総果重、平均果重は対照区より電解還元水区の方が多い。詳細には対照区より電解還元水区の方が、数量で２０〜２９％、総果重で３３〜４１％、平均果重で約１０％増加した結果が得られた。さらに、平均糖度は対照区より電解還元水区の方が０．５〜０．８度高く、放置時間が短く、ＯＲＰが低い電解還元水Ｂの方が電解還元水Ａより糖度を高い。上記の結果から電解還元水でトマトを栽培すると、収量が増加し、更に甘くて、美味しいトマトが栽培されることが確認された。
【００５８】
【表１】
【００５９】
３５ｍ２のビニールハウスで品種：桃太郎９３Ｔのトマトを対照区（水道水）と電解還元水区（ＡとＢ）で、プランタ栽培による栽培比較試験を行った結果を表２に示す。水道水（ＯＲＰ＝４３２〜４８７ｍＶ）を電解還元水区と対照区に毎日灌水し、電解還元水（ＡとＢ）を電解還元水区に一週間に一回、平成１７年６月１日〜７月２７日の期間に９回葉面散布を行った。その結果、数量は対照区と電解還元水区には有意さはないが、電解還元水Ｂ区の方が対照区より２３％多く、平均果重は電解還元水の方が対照区より、１４〜１７％重い結果が得られた。さらに、平均糖度は対照区より電解還元水区の方が０．５〜１．０度高く、なお、放置時間が短く、ＯＲＰが低い電解還元水Ｂの方が電解還元水Ａより糖度が０．５度高い結果が得られた。上記の結果から電解還元水でトマトを栽培すると、大玉のトマトの栽培と収量の増加、更に甘くて、美味しいトマトが栽培されることが確認された。
【００６０】
【表２】
【００６１】
３５ｍ２のビニールハウスで品種：黒陽のナスを対照区（水道水）と電解還元水区（ＡとＢ）で、地床栽培による栽培比較試験を行った。水道水（ＯＲＰ＝４３２〜４８７ｍＶ）を電解還元水区と対照区に毎日灌水し、電解還元水（ＡとＢ）を電解還元水区に一週間に一回、平成１７年４月１３日〜７月１３日の期間に１４回葉面散布を行った結果を表３に示す。その結果、数量は対照区と電解還元水区には有意さはないが、平均糖度は対照区より電解還元水区の方が０．８〜１．６度高く、なお、放置時間が短く、ＯＲＰが低い電解還元水Ｂの方が電解還元水Ａより糖度が０．８度高い結果が得られた。上記の結果から電解還元で栽培すると、収量変化はないが糖度の高いナスが栽培されることが確認された。
【００６２】
【表３】
【００６３】
ピーターコーン、女王蜂、サニーテイスト３品種のスイートコーンを対照区（水道水）と電解還元水区で、露地栽培による栽培比較試験を行った。水道水（ＯＲＰ＝４３２〜４８７ｍＶ）を電解還元水区と対照区に毎日灌水し、電解還元水（ＯＲＰ＝−１５０〜−１７３ｍＶ）を電解還元水区に一週間に一回、合計９回葉面散布を行った結果を表４に示す。その結果、糖度は品種により異なるが、対照区より電解還元水区の方が１．０〜２．０度高いスイートコーンが栽培され、さらに、収穫期は対照区より電解還元水区の方が７〜１０日早くなることが確認された。
【００６４】
【表４】
【００６５】
５品種のダイコン、マクワウリ、プチトマト、枝豆、キュウリを対照区（水道水）と電解還元水区で、露地栽培による栽培比較試験を行った。水道水（ＯＲＰ＝４３２〜４８７ｍＶ）を電解還元水区と対照区に毎日灌水し、電解還元水（ＯＲＰ＝−１５０〜−１７３ｍＶ）を電解還元水区に一週間に一回、合計６回葉面散布を行った結果を表５に示す。その結果、糖度は対照区より電解還元水区の方が、ダイコンで１．０度、マクワウリで２度、プチトマトで１．５度、枝豆で２．０度高いが、キュウリは対照区と電解還元水区には有意差がない結果が確認された。
【００６６】
【表５】
【００６７】
発明者の家庭菜園で品種：青力節成のキュウリを対照区（水道水）と電解還元水区で、プランタ栽培による栽培比較試験を行った。プランタに２株のキュウリ苗を定植し、水道水（ＯＲＰ＝４３２〜４８７ｍＶ）をプランタに毎日灌水し、電解還元水（ＯＲＰ＝−１５０〜−１７３ｍＶ）を１本のキュウリの葉面に噴霧器で３〜７日間隔に細霧散布を、他の１本は無散布とする栽培を行った結果を表６に示す。その結果、電解還元水を散布したキュウリは無散布より数量で２．１倍、総果重で、２．７倍、平均果重で２６％の増収結果を得られ、さらに、無散布より電解還元水の散布したキュウリの方が着果率が高く、異形や曲がりの異常果実が少なく、収穫期間が２４日長く収穫できた。しかし、糖度は電解還元水の散布と無散布による有意差はなかった。
【００６８】
【表６】
【００６９】
上述した、農作物の電解水栽培試験結果を基に、電解還元水の作物への作用、効果の理論について以下に述べる。電解還元水のＯＲＰ（酸化還元電位）は−１００〜−２００ｍＶの電位を有する水で、還元力が有る。太陽光線の紫外線等により傷つけられた葉は酸化ストレスなどの障害を受けており、この還元力のある水が作物の葉面に触れることにより、その酸化ストレスの葉を電解還元水が還元しているものと想定される。すなわち、酸化され損傷した作物や植物の葉の酸化ストレスを軽減することにより、光合成も活発になり作物や植物の生育にも有効に作用し、生育の向上、糖度の上昇、味覚向上、増収、収穫期の増進などに効果をもたらしているものと推定する。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の農作物栽培用電解還元水生成装置の一例の概略を示す図である。
【図２】本発明の農作物栽培用電解還元水生成装置の一例の概略を示す図である。
【図３】本発明の農作物栽培用電解還元水生成装置の一例の概略を示す図である。
【図４】２０リットルの密閉容器に入れた電解還元水を常温放置した時のｐＨの経時変化を示す図である。
【図５】２０リットルの密閉容器に入れた電解還元水を常温放置した時のＯＲＰ（酸化還元電位）の経時変化を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１ 電解槽
１１ 貯水された電解還元水
１ａ 第一の循環往路
１ｂ 第二の循環往路
１ｃ 循環復路
１ｄ 第一の循環復路
１ｅ 第二の循環復路
１ｆ 循環流
２ 循環ポンプ
３ 装置本体
３ａ 第一の流路
３ｂ 第二の流路
３ｃ 第三の流路
４ フィルター
５ 貯水タンク
６ 添加剤
７ 原水供給部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、農作物栽培用の電解還元水を生成する農作物栽培用電解還元水生成装置、農作物への葉面散布用水、土壌潅水又は土壌潅中用水、及び農作物の栽培方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、有隔膜を備えて、塩化カリウムなどを添加し直流電源で電気分解を行い、強酸性で強酸化水（ｐＨ２．５〜３．５、ＯＲＰ：＋１０００ｍＶ以上）と強アルカリ性で強還元水（ｐＨ１０以上、ＯＲＰ：−７００ｍＶ以下）の２種類の機能水を生成する装置で生成された２つの機能水を交互に散布する栽培方法（強電解水農法）がある。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】特許公開２００２−３３５７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の農法では、隔膜を有する強電解水生成装置によって強酸化水と強還元水の２種類の機能水が生成されることに関連し、次のような問題点がある。すなわち、農業従事者は２つの貯水タンクが必要で、２種類の水を散布する必要があり農作業が煩雑である。
【０００５】
また、強酸化水は雨天、曇天、夜間に散布するとすぐに蒸発せず、酸焼けなどの障害の発生や散布後すぐに散布機の内部を洗浄しないと、金属部が酸化するなどの欠点がある。
【０００６】
さらに、機能水のｐＨ、ＯＲＰ（酸化還元電位）の値が異常となった場合や、長期間保存した場合には、強酸化水中の水酸化カリウムがカリウム化合物を生成し塩害となり、一方強還元水中に水酸化ナトリウムが発生し、作物の葉焼けや生育障害を発生させる。
【０００７】
本発明は、このような従来あった問題を解決しようとするものであり、貯水や散布水による農作業の煩雑さを低減し、酸化水による金属部の酸化や塩害の発生、或いは、還元水による作物の葉焼けや生育障害の発生を防止しうる農作物栽培用電解還元水生成装置、葉面散布用水、土壌潅水又は土壌潅中用水、及び農作物の栽培方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、下記手段を採用することで上記問題を解決するものである。すなわち、本発明の農作物栽培用電解還元水生成装置は、陽極側電極および陰極側電極を備える無隔膜の電解槽１を具備し、前記電解槽１で水を電気分解して電解還元水を生成することを特徴とする。
【０００９】
或いは、本発明の農作物栽培用電解還元水生成装置は、水を電気分解して電解還元水を生成する農作物栽培用電解還元水生成装置であって、貯水タンク５と、陽極側電極および陰極側電極を備えて槽内の保留水を電気分解する無隔膜の電解槽１と、貯水タンク５及び電解槽１の間を連結してこれら相互の水を循環させる循環機構とを具備してなり、貯水タンク５から電解槽１を経て貯水タンク５に戻るまでの循環経路を、循環機構によって連続的又は断続的に循環させることで、貯水タンク５内の水を繰り返し電気分解することを特徴とする。
【００１０】
また、上記いずれか記載の農作物栽培用電解還元水生成装置は、合成化合物からなる添加剤６を注入する添加剤６注入手段を備えたものとしてもよい。
【００１１】
或いは、本発明の農作物への葉面散布水、土壌潅水又は土壌潅中用水は、上記いずれか記載の農作物栽培用電解還元水生成装置によって得られることを特徴とする。
【００１２】
或いは、農作物の栽培方法は、上記いずれか記載の農作物栽培用電解還元水生成装置によって得られる電気還元水を、水散布工程、灌水工程、または灌中工程のいずれかひとつ又は複数の工程で使用することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
上記手段を採用することで、酸化水が同時に生成されることなく還元水のみが生成される。これにより、貯水や散布水による農作業の煩雑さを低減し、酸化水による金属部の酸化や塩害の発生、或いは、還元水による作物の葉焼けや生育障害の発生を防止しうる農作物栽培用電解還元水生成装置、葉面散布用水、土壌潅水又は土壌潅中用水、及び農作物の栽培方法を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を、実施例として示す図面と共に説明する。図１ないし図３は、本発明の農作物栽培用電解還元水生成装置の構成例として、それぞれ第一の構成、第二の構成、第三の構成を示す図である。図４及び図５は、２０ｌの密閉容器に入れた電解還元水を常温放置した時の試験結果に関し、それぞれｐＨの経時変化、及びＯＲＰ（酸化還元電位）を示す図である。
【００１５】
本発明の農作物栽培用電解還元水生成装置は、陽極側電極および陰極側電極を備える無隔膜の電解槽を具備してなる。この電解槽で水を電気分解して、中性かつ還元系の電解還元水を生成することを特徴とする。
【００１６】
本発明の農作物栽培用電解還元水生成装置の基本的な構成として、貯水タンクと、陽極側電極および陰極側電極を備えて槽内の保留水を電気分解する無隔膜の電解槽と、貯水タンク及び電解槽の間を往路管及び復路管で連結して、これら相互の水を循環させる循環機構とを具備してなる。またさらに、合成化合物からなる添加剤を注入する添加剤注入手段を備えることが好ましい。
【００１７】
循環機構は、貯水タンクから電解槽を経て貯水タンクに戻るまでの循環経路内へ、水を連続的又は断続的に循環させる。これにより、貯水タンク内の水を繰り返し電気分解する。これにより、酸化系の水は還元系の水となり、還元系の水は更に還元性の強い（すなわちＯＲＰ（酸化還元電位）の低い）強還元系の水となることで、ＯＲＰ（酸化還元電位）−１００ｍＶ以下の電解還元水が生成される。
【００１８】
本発明は直流電圧を無隔膜電解槽１の陽極側電極および陰極側電極に供給し、電気分解を行い、還元水を生成する機能を有し、酸化系の原水を電気分解し、還元水のみを生成する機能としたものである。また、直流電源、電解槽１など充電露出部は全て装置内に内蔵し、人に触れない安全対策を行っている。電解還元水の生成手段として、装置内に循環ポンプ２を備え、吸水・吐水の２つのホースを設け、水を循環して電気分解を行い、貯水タンク５内の酸化系の水を還元系の電解還元水にする装置です。そして、貯水タンク５の電解還元水を動力噴霧器などで作物の葉面に散布しながら灌水を行うか、又は葉面散布を行い、一種類の水で、貯水タンク５も１個で場所もとらず、簡単に農作業が行える。電解還元水のｐＨは７前後の中性水で、作物に対し強酸・強アルカリのストレスをかけず、酸化還元電位は０ｍＶ以下の還元系の還元水で還元力を有する機能水である。本発明の栽培方法は、作物の生育を良くし、糖度を上げる、味覚向上、収量の増加、収穫期間を延ばすなどの効果がある。
【００１９】
なお従来、貯水タンク５の水に各種ミネラル分の多い鉱石や有機肥料などを混入させ、高周波交流低電圧および高周波交流高電圧を貯水タンク５の電極板に加え電気分解を行い、その還元水を利用する栽培方法がある（例えば、特許公開２０００−２６２１４７号公報記載）。これは、利用目的に応じて、電解する水に混入する添加物を変え、電解電圧を可変するなどの操作で酸化還元電位を変えた還元水(ＯＲＰ＝＋２００〜−７００ｍＶ）を生成するものである。このような装置は高周波交流電圧を利用し、電極版が露出した状態であり安全性に問題がり、さらに、水に鉱石、トルマリン、各種有機ミネラル、キトサンなどの色々な添加物を入れた混合水を利用しており、農業従事者にとっては非常に作業が煩雑であると共に添加物の容量、濃度などの管理が難しいものとなる。
【００２０】
これに対して本発明では、隔膜を設けない無隔膜の電解槽１としており、電極は電解槽１に内蔵し、金属部が露出しない構造としているため、安全で簡素化した直流電源を有する装置となっている。さらに、生成される電解水は還元系を示すＯＲＰ（酸化還元電位）−１００ｍＶ以下の還元水で、農作物などの利用はこの電解還元水を作物に葉面散布並びに灌水および葉面散布を行う簡単な栽培方法を実現しうる。
【００２１】
実施例１の農作物栽培用電解還元水生成装置による電解還元水を生成する手段は、次の通りである。すなわち、循環経路内に循環機構の循環ポンプ２を備え、又同じく循環機構の循環往路・循環復路としてそれぞれ吸水・吐水の２つのホースを設け、貯水タンク５の水を吸水し、電解槽１で電気分解した電解水を貯水タンク５に吐水し、繰り返し電気分解を行い、貯水タンク５内の酸化系の水をｐＨ（水素イオン指数）は中性で、還元系の還元水にするものである。
【００２２】
実施例２の農作物栽培用電解還元水生成装置による電解還元水を生成する手段は、次の通りである。水道水、井戸水などの蛇口から酸化系の原水を直流電源、電解槽１などを備えた装置に供給し、電気分解してｐＨ（水素イオン指数）は中性で、還元系の還元水を連続的に生成し、貯水タンク５に給水するものである。
【００２３】
本発明の装置で生成した電解還元水は作物に対し、強酸性や強アルカリ性の電解水の葉面散布で発生する酸焼けなどの障害の発生がなく、ｐＨが７前後（具体的には６．５以上８以下）の中性水で、酸化還元電位が−１００ｍＶ以下の還元力を有する機能水である。本発明の装置で生成した電解還元水はまた、農作物への葉面散布用水として、或いは、土壌潅水又は土壌中用水として、特に顕著な効果を有する。
【００２４】
そして、本発明の農作物の栽培方法は、貯水タンク５に供給された電解還元水を動力噴霧器などで作物の葉面に散布しながら灌水を行うか、又は葉面散布を行うものであり、一種類の水で、貯水タンク５も１個で場所もとらなく、簡単に農作業が行える電解還元水による栽培方法である。
【００２５】
上述したように本発明は強電解水生成装置に有する隔膜を無くした無隔膜電解槽１で、塩化カリウム等の添加ポンプも不要で、その他機構が簡単で、低コストの設計であるとともに、直流電源、電解槽１など充電露出部は全て装置内に内蔵され、人にふれない安全対策を行った装置を提供できる。
【００２６】
また、一種類の電解還元水を動力噴霧器などで作物に葉面散布、土壌灌水、土壌灌中または、養液栽培の培養液として使用するシンプルな栽培方法を提供できる。なお、電解還元水の散布および土壌灌水、土壌灌中の手段としては手動又は自動で行っても良い。
【００２７】
本発明の栽培方法により、電解還元水が作物の根の生育を旺盛にするため、土壌の水分や養分吸収を良くし、植物の生育が促進され、光合成により多くの同化養分が生産されるため、作物の生育を良くし、糖度を上げる、味覚向上、収量の増加、収穫期間を延ばすなどの効果がある。
【００２８】
本発明の電解還元水による農作物への栽培には酸化還元電位が０ｍＶ以下の電解還元水を利用すると効果がある。実用的には電解還元水の生成日から５日以内の電解還元水を利用すると良い。
【００２９】
また、本発明の電解還元水による農作物への栽培において、ＯＲＰ（酸化還元電位）の低い電解還元水を利用することにより糖度を上げることができる。実用的には電解還元水の生成当日又は翌日に生成された電解還元水を利用するのが最適である。
【実施例１】
【００３０】
＜農作物栽培用電解還元水生成装置＞
図１は、本発明の実施例１の農作物栽培用電解還元水生成装置の構成を示す図である。
【００３１】
本発明の農作物栽培用電解還元水生成装置は、図１に示すように、少なくとも無隔膜の電解槽１及び循環ポンプ２を備えた装置本体３と、外部に配置した貯水タンク５とを具備して構成ざれる。そして、外部に配置した貯水タンク５に、貯水タンク５内に貯水した酸化系の原水を装置本体３内の電解槽１に供給する供給路中に循環ホンプの供給手段を備え、電気分解する無隔膜の電解槽１を備えた農作物栽培用電解還元水生成装置である。
【００３２】
ここで、図１に示す農作物栽培用電解還元水生成装置Ａ１は、外部貯水タンク５の貯水した原水１１に供給する供給路を備える供給手段として、フィルター４と、第一の循環往路１ａと、循環ポンプ２と、第二の循環往路１ｂと、循環復路１ｃと、を備えている。また実施例１の農作物栽培用電解還元水生成装置の電解槽１は、第二の循環往路１ｂと循環復路１ｃとの間に備えている。なお、装置本体３は、前記電解槽１や循環ポンプ２の他に、直流電源と、その他制御装置などが内蔵されている。
【００３３】
電解槽１は、無隔膜の密閉型の槽本体と、この槽本体の内部に露出した一組の電極と、一組の電極に電気的に繋がれた直流電源とを具備する。一組の電極は、陰極側電極板及び陽極側電極板からなり、共にチタン白金メッキ等の金属部を有すると共に、いずれもこの金属部が露出しないよう、槽本体の内側面又は底面に沿うようにして設けられる。また電解効率をあげるため、一組の電極は、槽本体の平面視対角位置に設けられることが望ましい。直流電源は、トランス式又はスイッチング式の電源であり、数十ボルトの電圧を一組の電極に印加する。電解槽１はまた、帯電防止材からなる帯電防止カバーを備える。
【００３４】
実施例１の循環機構は、貯水タンク５及び電解槽１の間を循環往路（第一の循環往路１ａ、第二の循環往路１ｂ）及び循環復路１ｃによって連結する循環路と、この循環路内に水を循環させる循環ポンプ２とから構成される。
【００３５】
また図１には、外部の貯水タンク５と、貯水した原水１１と、電解水の流れの方向の循環路１ｆとを併せて記載している。
【００３６】
図２は、実施例２の農作物栽培用電解還元水生成装置の構成を示す図である。実施例２の農作物栽培用電解還元水生成装置は、図２に示すように、合成化合物からなる添加剤６を注入する添加剤６注入手段を備えたものである。
【００３７】
添加剤６注入手段による添加剤６の具体的な注入方法は、特に限定されず、任意の公知の手段を用いることができる。具体例としては、容器内に貯蔵された固形又は粉末状の添加剤６を、自動あるいは手動により、自然溶出または一定量投入することができる手段であることが望ましい。
【００３８】
また、本発明で用いる添加剤６は、電気分解を促進させ、ＯＲＰ（酸化還元電位）を下げることで、作物の生長を促進させたり、糖度を向上させるという効果がある。添加剤６は、前記効果のある有効成分量を容易に調節しうる合成化合物であることが好ましく、また、カルシウム、カリウム、マグネシウムのうち少なくともいずれかを主成分とする化合物であることが好ましい。具体的には、亜硫酸カルシウム等の塩素除去剤が挙げられる。中でも、農作物の塩害が発生しないよう、塩化物を含まない合成化合物であることが望ましい。
【００３９】
ここで、図２に示す装置本体３は、外部の貯水タンク５に貯水した原水１１に供給する供給路を備える供給手段として、水の流れる順番に、フィルター４と、第一の循環往路１ａと、循環ポンプ２と、第二の循環往路１ｂと、第一の循環復路１ｄと、を備えている。実施例２の電解槽１は、第二の循環往路１ｂと第一の循環復路１ｄとの間に備えられる。また、添加剤６は、第一の循環復路１ｄと第二の循環復路１eとの間に備えられる。実施例２の装置本体３は、前記電解槽１、循環ポンプ２、及び添加剤６注入手段の他に、直流電源と、その他制御装置などが内蔵されている。
【００４０】
また図２には、装置本体３とは外部に設置した貯水タンク５と、貯水した原水１１と、電解水の流れの方向の循環路１ｆとを併せて記載している。
【００４１】
図３は、実施例３の農作物栽培用電解還元水生成装置の構成を示す図である。実施例３の農作物栽培用電解還元水生成装置は、図３に示すように、水道水や地下水など原水を電解槽１に供給し、酸化系の原水を電気分解し、還元系の電解還元水を外部貯水タンク５に供給する手段を備えたものである。
【００４２】
なお、図３に示す農作物栽培用電解還元水生成装置は、水道水や地下水など酸化系の原水を原水供給部から供給し、電気分解を行い、外部貯水タンク５に供給する供給路を備える。供給手段として、第一の流路３ａと、第二の流路３ｂと、添加剤６供給手段により添加される添加剤６と、第三の流路３ｃと、を備えている。装置本体３が備える電解槽１は、第一の流路３ａと第二の流路３ｂとの間に備えられる。また、添加物供給手段による添加剤６は、第二の流路３ｂと第三の流路３ｃとの間に備えられる。なお、装置本体３は、前記電解槽１、添加剤６を備える他に、直流電源と、その他制御装置などが内蔵されている。
【００４３】
また、水道水、井戸水などの原水が強い酸化系、すなわち酸化還元電位が非常に高い原水の場合は、添加剤６供給手段による添加剤６を、第一の水路３ａと電解槽１との間に備えることが好ましい。このようにすると。添加剤６が電解促進剤として働き、ＯＲＰ（酸化還元電位）を低下させ、より還元力の強い還元系の水質に改善させることができる。
【００４４】
本発明の農作物栽培用電解還元水生成装置が上述の構造を有する場合は、水道水、井戸水など酸化系の原水を、原水供給部７から直接に電解槽１に供給して連続して電気分解することができる。
【００４５】
＜農作物栽培用電解還元水＞
農作物栽培用電解還元水は原水（ｐＨ＝７．２，ＯＲＰ＝４７０ｍＶ）のｐＨ値とほとんど同じ７前後（具体的には６．５以上８以下）の中性水で、作物に対し強酸・強アルカリ性による酸焼けや水酸化ナトリウム障害などのストレスのない酸化還元電位ＯＲＰ＝０ｍＶ以下の還元系の中性還元水を利用する。ただし、最適なＯＲＰ（酸化還元電位）は−１００〜−２００ｍＶである。
【００４６】
農作物栽培用電解還元水は図４に示すように、密閉した貯水タンク５に保存した場合において、ｐＨ値は多少アルカリ性に向かうがほとんど変化しない。
【００４７】
農作物栽培用電解還元水は図５に示すように、密閉した貯水タンク５に保存した場合において、ＯＲＰ（酸化還元電位）が時間経過すると徐々に上昇し、還元系から酸化系に向かう。
【００４８】
よって、農作物栽培用電解還元水は酸化還元電位ＯＲＰ＝０ｍＶ以下、すなわち農作物栽培用電解還元水装置で生成後５日以内の電解還元水を利用することが望ましい。添付資料の農作物の電解水栽培試験結果で、一週間常温放置した電解還元水（ＯＲＰ＝６２ｍＶ）と散布時に生成した電解還元水（ＯＲＰ＝−１６２ｍＶ）の栽培比較試験で分かるように、一週間以上経過した電解還元水を利用すると作物などの生育や糖度が低下するなどの効果が低下する。すなわち、水道水などの酸化系用水を使用した通常の栽培結果に近づくことになる。
【００４９】
添付資料の農作物の電解水栽培試験結果のハウストマト（地床栽培）と、ハウスナス（地床栽培）と、で分かるように、一週間常温放置した電解還元水より散布時に生成した電解還元水の栽培において、平均糖度が０．３〜０．７度高くなっている。
【００５０】
＜栽培用電解還元水を用いた農作物の栽培方法＞
農作物栽培用電解還元水生成装置で生成された貯水タンク５の電解還元水をジョロ、動力噴霧器、その他散布器で手動または自動で作物の葉および作物全てに散布する。
【００５１】
農作物栽培用電解還元水生成装置で生成された電解還元水は、電解還元水を葉面散布しながら、潅水又は潅水中用水として土壌へ灌水しても良い。又、潅水用水として土壌に灌水だけでも良い。
【００５２】
電解還元水を利用して栽培するものは野菜、果物などの全ての作物および盆栽、植木などの全ての植物で、通常栽培より効果がある。
【００５３】
電解還元水の作物などへの散布、灌水は季節、天候にもよるが３〜１０日間隔とする。ただし、最適な間隔は一週間が望ましい。
【００５４】
電解還元水の作物、植物への散布、灌水する量は通常の農作業で行っている散布・灌水量を基準とすれば良いが、散布量は１０〜２０ｍ２／ｌ、灌水量は１〜２ｍ２／ｌを目安とする。ただし、散布量、灌水量は多少多くても、多雨量期を除き作物、植物の生育などの障害の発生はほとんどない。
【００５５】
電解還元水に液肥や生薬などを添加して葉面散布用水として葉面散布を行うと、さらに作物の収量増加や品質向上が期待される。
【００５６】
上述のことから、作物の糖度を高くするにはＯＲＰ（酸化還元電位）の低い、還元系の電解還元水を利用するとより効果的である。
【００５７】
次に、発明者が実施した農作物の電解水栽培試験結果について、概要を下記に述べる。３５ｍ２のビニールハウスで品種：桃太郎９３Ｔのトマトを対照区（水道水）と電解還元水区（ＡとＢ）で、地床栽培による栽培比較試験を行った。水道水（ＯＲＰ＝４３２〜４８７ｍＶ）を電解還元水区と対照区に毎日灌水し、電解還元水（ＡとＢ）を電解還元水区に一週間に一回、平成１７年４月１３日〜７月２０日の期間に１５回葉面散布を行った結果を表１に示す。その結果、数量、総果重、平均果重は対照区より電解還元水区の方が多い。詳細には対照区より電解還元水区の方が、数量で２０〜２９％、総果重で３３〜４１％、平均果重で約１０％増加した結果が得られた。さらに、平均糖度は対照区より電解還元水区の方が０．５〜０．８度高く、放置時間が短く、ＯＲＰが低い電解還元水Ｂの方が電解還元水Ａより糖度を高い。上記の結果から電解還元水でトマトを栽培すると、収量が増加し、更に甘くて、美味しいトマトが栽培されることが確認された。
【００５８】
【表１】
【００５９】
３５ｍ２のビニールハウスで品種：桃太郎９３Ｔのトマトを対照区（水道水）と電解還元水区（ＡとＢ）で、プランタ栽培による栽培比較試験を行った結果を表２に示す。水道水（ＯＲＰ＝４３２〜４８７ｍＶ）を電解還元水区と対照区に毎日灌水し、電解還元水（ＡとＢ）を電解還元水区に一週間に一回、平成１７年６月１日〜７月２７日の期間に９回葉面散布を行った。その結果、数量は対照区と電解還元水区には有意さはないが、電解還元水Ｂ区の方が対照区より２３％多く、平均果重は電解還元水の方が対照区より、１４〜１７％重い結果が得られた。さらに、平均糖度は対照区より電解還元水区の方が０．５〜１．０度高く、なお、放置時間が短く、ＯＲＰが低い電解還元水Ｂの方が電解還元水Ａより糖度が０．５度高い結果が得られた。上記の結果から電解還元水でトマトを栽培すると、大玉のトマトの栽培と収量の増加、更に甘くて、美味しいトマトが栽培されることが確認された。
【００６０】
【表２】
【００６１】
３５ｍ２のビニールハウスで品種：黒陽のナスを対照区（水道水）と電解還元水区（ＡとＢ）で、地床栽培による栽培比較試験を行った。水道水（ＯＲＰ＝４３２〜４８７ｍＶ）を電解還元水区と対照区に毎日灌水し、電解還元水（ＡとＢ）を電解還元水区に一週間に一回、平成１７年４月１３日〜７月１３日の期間に１４回葉面散布を行った結果を表３に示す。その結果、数量は対照区と電解還元水区には有意さはないが、平均糖度は対照区より電解還元水区の方が０．８〜１．６度高く、なお、放置時間が短く、ＯＲＰが低い電解還元水Ｂの方が電解還元水Ａより糖度が０．８度高い結果が得られた。上記の結果から電解還元で栽培すると、収量変化はないが糖度の高いナスが栽培されることが確認された。
【００６２】
【表３】
【００６３】
ピーターコーン、女王蜂、サニーテイスト３品種のスイートコーンを対照区（水道水）と電解還元水区で、露地栽培による栽培比較試験を行った。水道水（ＯＲＰ＝４３２〜４８７ｍＶ）を電解還元水区と対照区に毎日灌水し、電解還元水（ＯＲＰ＝−１５０〜−１７３ｍＶ）を電解還元水区に一週間に一回、合計９回葉面散布を行った結果を表４に示す。その結果、糖度は品種により異なるが、対照区より電解還元水区の方が１．０〜２．０度高いスイートコーンが栽培され、さらに、収穫期は対照区より電解還元水区の方が７〜１０日早くなることが確認された。
【００６４】
【表４】
【００６５】
５品種のダイコン、マクワウリ、プチトマト、枝豆、キュウリを対照区（水道水）と電解還元水区で、露地栽培による栽培比較試験を行った。水道水（ＯＲＰ＝４３２〜４８７ｍＶ）を電解還元水区と対照区に毎日灌水し、電解還元水（ＯＲＰ＝−１５０〜−１７３ｍＶ）を電解還元水区に一週間に一回、合計６回葉面散布を行った結果を表５に示す。その結果、糖度は対照区より電解還元水区の方が、ダイコンで１．０度、マクワウリで２度、プチトマトで１．５度、枝豆で２．０度高いが、キュウリは対照区と電解還元水区には有意差がない結果が確認された。
【００６６】
【表５】
【００６７】
発明者の家庭菜園で品種：青力節成のキュウリを対照区（水道水）と電解還元水区で、プランタ栽培による栽培比較試験を行った。プランタに２株のキュウリ苗を定植し、水道水（ＯＲＰ＝４３２〜４８７ｍＶ）をプランタに毎日灌水し、電解還元水（ＯＲＰ＝−１５０〜−１７３ｍＶ）を１本のキュウリの葉面に噴霧器で３〜７日間隔に細霧散布を、他の１本は無散布とする栽培を行った結果を表６に示す。その結果、電解還元水を散布したキュウリは無散布より数量で２．１倍、総果重で、２．７倍、平均果重で２６％の増収結果を得られ、さらに、無散布より電解還元水の散布したキュウリの方が着果率が高く、異形や曲がりの異常果実が少なく、収穫期間が２４日長く収穫できた。しかし、糖度は電解還元水の散布と無散布による有意差はなかった。
【００６８】
【表６】
【００６９】
上述した、農作物の電解水栽培試験結果を基に、電解還元水の作物への作用、効果の理論について以下に述べる。電解還元水のＯＲＰ（酸化還元電位）は−１００〜−２００ｍＶの電位を有する水で、還元力が有る。太陽光線の紫外線等により傷つけられた葉は酸化ストレスなどの障害を受けており、この還元力のある水が作物の葉面に触れることにより、その酸化ストレスの葉を電解還元水が還元しているものと想定される。すなわち、酸化され損傷した作物や植物の葉の酸化ストレスを軽減することにより、光合成も活発になり作物や植物の生育にも有効に作用し、生育の向上、糖度の上昇、味覚向上、増収、収穫期の増進などに効果をもたらしているものと推定する。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の農作物栽培用電解還元水生成装置の一例の概略を示す図である。
【図２】本発明の農作物栽培用電解還元水生成装置の一例の概略を示す図である。
【図３】本発明の農作物栽培用電解還元水生成装置の一例の概略を示す図である。
【図４】２０リットルの密閉容器に入れた電解還元水を常温放置した時のｐＨの経時変化を示す図である。
【図５】２０リットルの密閉容器に入れた電解還元水を常温放置した時のＯＲＰ（酸化還元電位）の経時変化を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１ 電解槽
１１ 貯水された電解還元水
１ａ 第一の循環往路
１ｂ 第二の循環往路
１ｃ 循環復路
１ｄ 第一の循環復路
１ｅ 第二の循環復路
１ｆ 循環流
２ 循環ポンプ
３ 装置本体
３ａ 第一の流路
３ｂ 第二の流路
３ｃ 第三の流路
４ フィルター
５ 貯水タンク
６ 添加剤
７ 原水供給部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極側電極および陰極側電極を備える無隔膜の電解槽を具備してなり、電解槽で水を電気分解して電解還元水を生成することを特徴とする農作物栽培用電解還元水生成装置。
【請求項２】
水を電気分解して電解還元水を生成する農作物栽培用電解還元水生成装置であって、貯水タンクと、陽極側電極および陰極側電極を備えて槽内の保留水を電気分解する無隔膜の電解槽と、貯水タンク及び電解槽の間を連結してこれら相互の水を循環させる循環機構とを具備してなり、貯水タンクから電解槽を経て貯水タンクに戻るまでの循環経路を、循環機構によって連続的又は断続的に循環させることで、貯水タンク内の水を繰り返し電気分解することを特徴とする農作物栽培用電解還元水生成装置。
【請求項３】
合成化合物からなる添加剤を注入する添加剤注入手段を備えた、請求項１又は２記載の農作物栽培用電解還元水生成装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか記載の農作物栽培用電解還元水生成装置によって得られる農作物への葉面散布用水。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれか記載の農作物栽培用電解還元水生成装置によって得られる土壌潅水又は土壌潅中用水。
【請求項６】
請求項１ないし３のいずれか記載の農作物栽培用電解還元水生成装置によって得られる電気還元水を、水散布工程、灌水工程、または灌中工程のいずれかひとつ又は複数の工程で使用することを特徴とする農作物の栽培方法。
【請求項１】
陽極側電極および陰極側電極を備える無隔膜の電解槽を具備してなり、電解槽で水を電気分解して電解還元水を生成することを特徴とする農作物栽培用電解還元水生成装置。
【請求項２】
水を電気分解して電解還元水を生成する農作物栽培用電解還元水生成装置であって、貯水タンクと、陽極側電極および陰極側電極を備えて槽内の保留水を電気分解する無隔膜の電解槽と、貯水タンク及び電解槽の間を連結してこれら相互の水を循環させる循環機構とを具備してなり、貯水タンクから電解槽を経て貯水タンクに戻るまでの循環経路を、循環機構によって連続的又は断続的に循環させることで、貯水タンク内の水を繰り返し電気分解することを特徴とする農作物栽培用電解還元水生成装置。
【請求項３】
合成化合物からなる添加剤を注入する添加剤注入手段を備えた、請求項１又は２記載の農作物栽培用電解還元水生成装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか記載の農作物栽培用電解還元水生成装置によって得られる農作物への葉面散布用水。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれか記載の農作物栽培用電解還元水生成装置によって得られる土壌潅水又は土壌潅中用水。
【請求項６】
請求項１ないし３のいずれか記載の農作物栽培用電解還元水生成装置によって得られる電気還元水を、水散布工程、灌水工程、または灌中工程のいずれかひとつ又は複数の工程で使用することを特徴とする農作物の栽培方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−１５２１５６（Ｐ２００７−１５２１５６Ａ）
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３４７０９７（Ｐ２００５−３４７０９７）
【出願日】平成１７年１１月３０日（２００５．１１．３０）
【出願人】（５９８０２６７５８）東京マイクロデバイス株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月３０日（２００５．１１．３０）
【出願人】（５９８０２６７５８）東京マイクロデバイス株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]