本发明涉及一种促进植物的成长的植物栽培方法，特别涉及一种促进在植物栽培装置内所栽培的植物的成长的方法。此外，本发明涉及一种促进在内部栽培的植物的成长的植物栽培装置。
背景技术：
在期待规划的农作物生产之中，对难以受到天气等影响的设施栽培以及植物工厂的期待高涨。进一步地，在那样的设施栽培以及植物工厂中，高效地实施植物栽培是社会性的愿望。根据这样的愿望，例如，正在开发下述专利文献1至3那样的技术。
专利文献1中记载了利用正离子以及负离子从而在植物栽培环境中抑制霉菌以及菌的繁殖。
专利文献2中记载了照射负离子来促进植物的成长；和照射了负离子的收获物的新鲜度与未照射负离子的收获物相比保持得较长。
专利文献3中记载了利用正离子以及负离子来促进植物的色素的蓄积。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国公开专利公报“日本特开2013-223457(2013年10月31日公开)”
专利文献2：日本国公开专利公报“日本特开平11-239418(1999年9月7日公开)”
专利文献3：日本国公开专利公报“日本特开2012-135288(2012年7月19日公开)”
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题
本发明的发明者们通过实验发现了，通过在植物栽培环境中产生正离子以及负离子从而促进植物的成长这样的现象。高效地实施植物栽培是社会性的愿望且期望所述现象的有效利用。
本发明的目的在于，实现一种能够高效地实施植物栽培的植物栽培方法以及植物栽培装置。
解决问题的手段
为了解决所述的课题，本发明的一个方式所涉及的植物栽培方法为促进植物的成长的植物栽培方法，其包括：对所述植物照射正离子以及负离子的正负离子照射工序。
为了解决所述的课题，本发明的一个方式所涉及的植物栽培装置为促进植物的成长的植物栽培装置，其为具备在栽培有所述植物的空间产生正离子以及负离子的离子产生装置的构成。
发明效果
能够起到能够以简单的方法促进植物的成长这样的效果。
附图说明
图1为表示本发明的实施方式1所涉及的植物栽培装置的概要构成的(a)主视剖视图和(b)俯视剖视图。
图2为表示图1所示的植物栽培装置的概要功能的功能框图。
图3为表示图1所示的植物栽培装置中的空气的流动的概要图。
图4为表示本发明的实施方式2所涉及的植物栽培装置的概要构成的俯视剖视图。
图5的(a)为本发明的一实施例的植物栽培装置中栽培的植物以及(b)为表示比较例的植物栽培装置中栽培的植物的照片的副本。
图6的(a)为拍摄到的本发明的一实施例的植物栽培装置中栽培的植物的根以及(b)为拍摄到的比较例的植物栽培装置中栽培的植物的根的照片的副本。
图7为表示本发明的一实施例的植物栽培装置中栽培的植物(A)以及比较例的植物栽培装置中栽培的植物(B)的每个个体的(a)最大叶长、(b)叶数、(c)地上部的新鲜重量、(d)地上部的干燥重量的平均值与偏差的柱状图表。
图8为表示本发明的一实施例的植物栽培装置中栽培的植物(A)以及比较例的植物栽培装置中栽培的植物(B)的每个个体的(a)根长、(b)根的新鲜重量以及(c)根的干燥重量的平均值与偏差的柱状图表。
图9为表示本发明的一实施例的植物栽培装置中栽培的植物(A)以及比较例的植物栽培装置中栽培的植物(B)的(a)硝酸离子(NO3-)以及(b)草酸的含有量的平均值与偏差的柱状图表。
图10为表示使用了本发明的一实施例的植物栽培装置中栽培的植物以及比较例的植物栽培装置中栽培的植物的RNA序列的结果的图。
图11为表示根据所述RNA序列的结果获得的、表示基因发现量的不同的MA标记的结果的图。
图12A为表示本发明的一实施例的植物栽培装置中所栽培的植物以及比较例的植物栽培装置中所栽培的植物的RNA序列中获得的重叠群(contig)的发现样式中，发现的有效的发现量的增减的重叠群的发现样式，以及相对于上述获得的重叠群的BLAST程序的注解的结果的列表的图。
图12B表示本发明的一实施例的植物栽培装置中所栽培的植物以及比较例的植物栽培装置中所栽培的植物的RNA序列中获得的重叠群的发现样式中，发现的有效的发现量的增减的重叠群的发现样式，以及相对于上述获得的重叠群的BLAST程序的注解的结果的列表的图。
图12C表示本发明的一实施例的植物栽培装置中所栽培的植物以及比较例的植物栽培装置中所栽培的植物的RNA序列中获得的重叠群的发现样式中，发现的有效的发现量的增减的重叠群的发现样式，以及相对于上述获得的重叠群的BLAST程序的注解的结果的列表的图。
图12D表示本发明的一实施例的植物栽培装置中所栽培的植物以及比较例的植物栽培装置中所栽培的植物的RNA序列中获得的重叠群的发现样式中，发现的有效的发现量的增减的重叠群的发现样式，以及相对于上述获得的重叠群的BLAST程序的注解的结果的列表的图。
图12E表示本发明的一实施例的植物栽培装置中所栽培的植物以及比较例的植物栽培装置中所栽培的植物的RNA序列中获得的重叠群的发现样式中，发现的有效的发现量的增减的重叠群的发现样式，以及相对于上述获得的重叠群的BLAST程序的注解的结果的列表的图。
图12F表示本发明的一实施例的植物栽培装置中所栽培的植物以及比较例的植物栽培装置中所栽培的植物的RNA序列中获得的重叠群的发现样式中，发现的有效的发现量的增减的重叠群的发现样式，以及相对于上述获得的重叠群的BLAST程序的注解的结果的列表的图。
图12G表示本发明的一实施例的植物栽培装置中所栽培的植物以及比较例的植物栽培装置中所栽培的植物的RNA序列中获得的重叠群的发现样式中，发现的有效的发现量的增减的重叠群的发现样式，以及相对于上述获得的重叠群的BLAST程序的注解的结果的列表的图。
图12H表示本发明的一实施例的植物栽培装置中所栽培的植物以及比较例的植物栽培装置中所栽培的植物的RNA序列中获得的重叠群的发现样式中，发现的有效的发现量的增减的重叠群的发现样式，以及相对于上述获得的重叠群的BLAST程序的注解的结果的列表的图。
图12I表示本发明的一实施例的植物栽培装置中所栽培的植物以及比较例的植物栽培装置中所栽培的植物的RNA序列中获得的重叠群的发现样式中，发现的有效的发现量的增减的重叠群的发现样式，以及相对于上述获得的重叠群的BLAST程序的注解的结果的列表的图。
图12J表示本发明的一实施例的植物栽培装置中所栽培的植物以及比较例的植物栽培装置中所栽培的植物的RNA序列中获得的重叠群的发现样式中，发现的有效的发现量的增减的重叠群的发现样式，以及相对于上述获得的重叠群的BLAST程序的注解的结果的列表的图。
图13A为表示以相对于使用了本发明的一实施例的植物栽培装置中栽培的植物以及比较例的植物栽培装置中栽培的植物的RNA序列中识别到的重叠群的BLAST程序的注解的结果为基础实施的、基因本体富集分析的结果的图。
图13B为表示以相对于使用了本发明的一实施例的植物栽培装置中栽培的植物以及比较例的植物栽培装置中栽培的植物的RNA序列中识别到的重叠群的BLAST程序的注解的结果为基础实施的、基因本体富集分析的结果的图。
图13C为表示以相对于使用了本发明的一实施例的植物栽培装置中栽培的植物以及比较例的植物栽培装置中栽培的植物的RNA序列中识别到的重叠群的BLAST程序的注解的结果为基础实施的、基因本体富集分析的结果的图。
图13D为表示以相对于使用了本发明的一实施例的植物栽培装置中栽培的植物以及比较例的植物栽培装置中栽培的植物的RNA序列中识别到的重叠群的BLAST程序的注解的结果为基础实施的、基因本体富集分析的结果的图。
图13E为表示以相对于使用了本发明的一实施例的植物栽培装置中栽培的植物以及比较例的植物栽培装置中栽培的植物的RNA序列中识别到的重叠群的BLAST程序的注解的结果为基础实施的、基因本体富集分析的结果的图。
图13F为表示以相对于使用了本发明的一实施例的植物栽培装置中栽培的植物以及比较例的植物栽培装置中栽培的植物的RNA序列中识别到的重叠群的BLAST程序的注解的结果为基础实施的、基因本体富集分析的结果的图。
图13G为表示以相对于使用了本发明的一实施例的植物栽培装置中栽培的植物以及比较例的植物栽培装置中栽培的植物的RNA序列中识别到的重叠群的BLAST程序的注解的结果为基础实施的、基因本体富集分析的结果的图。
图13H为表示以相对于使用了本发明的一实施例的植物栽培装置中栽培的植物以及比较例的植物栽培装置中栽培的植物的RNA序列中识别到的重叠群的BLAST程序的注解的结果为基础实施的、基因本体富集分析的结果的图。
图13I为表示以相对于使用了本发明的一实施例的植物栽培装置中栽培的植物以及比较例的植物栽培装置中栽培的植物的RNA序列中识别到的重叠群的BLAST程序的注解的结果为基础实施的、基因本体富集分析的结果的图。
图13J为表示以相对于使用了本发明的一实施例的植物栽培装置中栽培的植物以及比较例的植物栽培装置中栽培的植物的RNA序列中识别到的重叠群的BLAST程序的注解的结果为基础实施的、基因本体富集分析的结果的图。
图14为将使用了本发明的一实施例的植物栽培装置中栽培的植物以及比较例的植物栽培装置中栽培的植物的代谢体分析的结果的一部分描绘在TCA周期以及尿素周期代谢路径上的图。
图15为表示本发明的一实施例的植物栽培装置中栽培的植物(A)以及比较例的植物栽培装置中栽培的植物(B)的代谢体分析的结果中的、一部分的氨基酸的蓄积量的分析结果的图。
图16为表示将本发明的一实施例的植物栽培装置中栽培的植物(A)以及比较例的植物栽培装置中栽培的植物(B)的代谢体分析结果中的、未描绘于代谢路径图的代谢物质的蓄积量的分析结果的图。
图17为表示图14所示的对应于与代谢产物的生物合成相关的基因的重叠群中的、通过所述RNA序列识别到的重叠群的表格的图。
具体实施方式
〔实施方式1〕
以下，基于图1至图3对本发明的实施方式1详细地进行说明。
图1为表示实施方式1所涉及的植物栽培装置1的概要构成的图，图1的(a)表示主视剖视图，图1的(b)表示俯视剖视图。植物栽培装置1对植物10进行水培养栽培并促进植物10的成长。
植物栽培装置1设置有筐体30、控制装置20、照明装置21、送风装置22、门31、通气孔23以及产生正离子以及负离子的离子产生装置40。此外，在植物栽培装置1的内部，为了对植物10进行栽培而放置有水培养液槽14。在水培养液槽14的内部，浮体12漂浮在水培养液13之上，所述浮体12具有供对植物10进行支承的海绵11插入的孔。
此外，为了容易理解图，在图中示出了将筐体30的底面的长边方向设为x方向，将短边方向设为y方向，将筐体30的高度方向设为z方向的xyz正交座标系。
另外，对应于要栽培的植物10、以及对植物栽培装置1进行设置的环境，也可以使植物栽培装置1具备能够积极地调节筐体30内部的温度的空调装置、用于增加水培养液13的溶解氧量的气泵、或使水培养液13循环的循环泵等设备。此外，植物栽培装置1中的植物10的栽培方法并不限定于水培养栽培，也可以将固体培养基(培养土等)配置在植物栽培装置1的内部。
(植物10)
首先，对要栽培的植物10进行说明。
植物10为叶物蔬菜、实物蔬菜、根物蔬菜或花卉等，无论是什么样的植物均可。
作为叶物蔬菜，植物10例如也可以是西生菜、圆生菜、或红生菜那样的各种各样的品种的生菜、莴笋菜、莴苣叶、茼蒿、苦菊、空心菜、山萮菜、信州菜、小白菜、苏叶、大白菜、芝麻菜、乌塌菜、油菜、甜红菜、或者意大利香菜、荆菜、水芹、香菜、绿薄荷、或薄荷那样的香草等。此外，也可以不是充分地成长之后收获、而以收获贝贝叶为目的栽培植物10。
作为实物蔬菜，植物10例如也可以是小西红柿等，作为根物蔬菜，植物10例如也可以是迷你芜菁或小萝卜等。
作为用于栽培植物10的设备，由于海绵11、浮体12、水培养液13以及水培养液槽14是为了水培养栽培而公知技术，因此，省略说明。此外，由于水培养栽培以外的栽培方法也是公知技术，因此，省略说明。
(植物栽培装置1)
接着，基于图1以及图2对植物栽培装置1进行说明。
除了送风装置22和通气孔23以外，筐体30以门31关闭的状态构成为近似气密，以使离子产生装置40所产生的正离子以及负离子保持在筐体30的内部。此外，筐体30的一部分由无色透明的透光部件构成，以使能够从筐体30的外部对内部(特别是，植物10以及水培养液13的水量)进行观察以及鉴赏。筐体30只要是能够对控制装置20、照明装置21、送风装置22以及门31进行支承，并对栽培的植物10进行保护的构造体即可，其材质、形状以及大小并不限定。
如图2所示，控制装置20在内部具备温度传感器24、时钟25、存储装置26以及控制部27。存储装置26存储有与时刻相对应的照明装置21的照明时间以及照明光量的模式、筐体30内部的温度应该被保持的规定范围、与时刻相对应的离子产生装置40的驱动模式。控制部27基于来自时钟25的时刻信息，与时刻相对应地对照明装置21的照明时间以及照明光量进行控制，并且，基于来自温度传感器24的温度信息，对送风装置22的送风量进行控制，以使筐体30内部的温度保持在规定范围内。
控制装置20的控制部27也可以通过形成于集成电路(IC芯片)等的逻辑电路(硬件)来实现，也可以使用CPU(Central Processing Unit)并通过软件来实现。
在后者的情况下，控制部27具备：执行作为实现各功能的软件的程序的命令的CPU、记录有计算机(或CPU)能够读取的所述程序以及各种数据的ROM(Read Only Memory)或存储装置(将它们称作“存储介质”)、将所述程序展开的RAM(Random Access Memory)等。然后，计算机(或CPU)从所述存储介质读取所述程序并执行，从而达到本发明的目的。作为所述存储介质，“非临时性的有形的介质”，例如，能够使用磁带、磁盘、卡、半导体存储器、可编程的逻辑电路等。此外，所述程序也可以经由能够传输该程序的任意的传输介质(通信网络、广播波等)而供给至所述计算机。另外，对于本发明，即使是所述程序通过电子传输而被具体化的嵌入载波的数据信号的方式也能够实现。
温度传感器24为感知筐体30内部的空气的温度的传感器。除此以外，控制装置20也可以具备感知水培养液13的温度或水量、或者筐体内部的空气的湿度或二氧化碳浓度的传感器。
照明装置21以从上方对植物10进行照明的方式设置在筐体30的顶面。此外，照明装置21为，发热量较少的LED(light emitting device)照明装置，但是，只要能够以不会使筐体30的内部过热的方式进行放热，就不特别限定。此外，替代设置照明装置，也可以利用外部光(太阳光或屋内照明)。
送风装置22为从筐体30的外部向内部吸引空气的进气风扇，通气孔23为从筐体30的内部向外部排出空气的排气孔。此外，送风装置22与通气孔23以在x方向上面对面的方式设置于筐体30的壁面。因此，如图3所示，由送风装置22和通气孔23产生的空气的流动以F沿着x方向流动，并从侧面相对于在z轴正方向上成长的植物10接触(理想的是以大致正交的方式接触)的方式产生(送风工序)。
送风装置22的风扇的转速在由温度传感器24检测到的温度变高时上升。根据该结构，筐体30的内部的温度的上升得到抑制。
另外，送风装置22也可以是将空气排出的排气风扇，在该情况下，通气孔23为吸引空气的进气孔。此外，也可以替代将送风装置22与通气孔23组合，而设置两个送风装置22，将一者作为进气风扇，将另一者作为排气风扇。此外，如果筐体30的外部的空气的流动是充分的，则也可以设置两个通气孔23。
门31只要能够是在栽培有植物10的状态下，使水培养液槽14出入筐体30，则并不特别限定配置以及构成。
离子产生装置40以沿着空气的流动F并如图1(b)所示朝向y轴负方向的方式，设置于筐体30的壁面。对于离子产生装置40的详细结构将在下文中叙述。筐体30的内部如果除去送风装置22和通气孔23则为密闭空间，因此，由离子产生装置40所产生的正离子以及负离子通过空气的流动而在筐体30内部扩散。
筐体30内部的正离子以及负离子的各自的浓度为100万个/cm3以上。控制部27也可以对离子产生装置40进行控制以保持该正负离子的浓度。而且，对于离子产生装置40，由送风装置22所产生的空气的流动F越快，则越能高效地扩散更多的正离子以及负离子。因此，送风装置22的风扇的转速越快，筐体30内部的正负离子浓度越会上升。
(离子产生装置40)
接着，对离子产生装置40的结构进行说明。
离子产生装置40的主体具备：产生高电压脉冲的高电压产生电路、正离子产生部41以及负离子产生部42。虽未图示，但是正离子产生部41具备感应电极和放电电极，并被施加由高电压产生电路产生的正电压脉冲。由此，从正离子产生部41产生正离子。同样地，负离子产生部42也具备感应电极和放电电极，并通过施加负电压脉冲，从而从负离子产生部42产生负离子。
上述的离子产生装置40的结构只不过是一个示例，只要是能够产生所要的浓度的正离子以及负离子的装置，则并不特别限定。
接着，对由离子产生装置40产生的效果进行说明。
由离子产生装置40产生的正离子为以H+(H2O)m(m为任意的自然数)为主体的离子，负离子为以O2-(H2O)n(n为任意的自然数)为主体的离子。
因此，可认为当正离子以及负离子同时存在于空气中时，如下述的(式1)以及(式2)所示，通过化学反应而高效地生成作为活性氧种的羟基自由基(OH)。(n’以及m’分别为任意的自然数)
H+(H2O)m+O2-(H2O)n
→·OH+1/2O2+(m+n)H2O (式1)
H+(H2O)m+H+(H2O)m’+O2-(H2O)n+O2-(H2O)n’
→2·OH+O2+(m+m’+n+n’)H2O (式2)
另外，可认为在只有正离子或只有负离子释放在空气中的情况下，不会显著地生成羟基自由基，通过将正离子以及负离子同时释放，从而与水分子形成团簇而稳定化的正离子和负离子相互反应，羟基自由基的生成显著。
可认为在所生成的正离子和负离子、以及羟基自由基的作用下，促进了植物10成长。例如，可认为羟基自由基赋予植物10氧化应激，植物10利用该氧化应激来促进成长。
优选植物10的栽培空间内的正离子以及负离子的浓度分别为100万个/cm3以上。
另外，优选正离子以及负离子均匀地照射多个植物个体，但是，未必需要在植物10的全部栽培空间内均匀地分散有正离子以及负离子。上述的正离子以及负离子的浓度为各个植物10的周围的优选的浓度。
现在市售的等离子净化器(夏普公司制)中的释放高浓度的正离子以及负离子的净化器为，向人类的居住空间释放正负离子浓度约10万个/cm3的正离子以及负离子。故此，照射于植物10的正负离子浓度远高于以菌或病毒的除菌/惰性等为目的而释放于人类的居住空间的正负离子浓度。
正离子以及负离子不会阻碍植物10的生育，因此，能够通过栽培期间向植物10照射正离子以及负离子(正负离子照射工序)。即，也可以相对于植物10不特别设定照射时间段或照射期间而连续地照射。因此，无需细微地设定正离子以及负离子的照射时间段以及照射期间。
此外，正离子以及负离子还具有对空气中的浮游菌、浮游病毒等进行除菌使其变惰性的效果，因此，还能够获得也能够实施植物栽培环境的除菌等这样的附加的效果。
(效果)
如以上所述，利用由离子产生装置40产生的正离子以及负离子来促进植物10的成长。由此，能够增加植物10的收获量。此外，能够缩短对植物10进行栽培的期间。此外，在以对植物10的成长进行观察或观赏等目的而设置植物栽培装置1的情况下，由于成长速度变快，而能够易于知晓伴随着植物10的成长的变化。
〔实施方式2〕
基于图4对本发明的其它的实施方式进行说明，如以下所述。另外，为了便于说明，对具有与所述实施方式中所说明的部件相同的功能的部件标注相同的符号，并省略其说明。
图4为表示实施方式2所涉及的植物栽培装置2的概要构成的图，且表示俯视剖视图。植物栽培装置2除了离子产生装置40的配置以外，与所述的实施方式1所涉及的植物栽培装置1相同。
因此，以下仅对植物栽培装置2中的离子产生装置40的配置以及由离子产生装置40的配置的变更产生的效果进行说明。
实施方式1所涉及的植物栽培装置1中，离子产生装置40朝向y轴负方向且设置于筐体30的壁面，并相对于空气的流动F排列配置。与此相对，实施方式2所涉及的植物栽培装置2中，离子产生装置40朝向x轴负方向且设置于筐体30的壁面(设置有送风装置22的壁面)，并与空气的流动F的方向正交且位于空气的流动F的上风侧。
植物栽培装置2中，也与植物栽培装置1同样地，对于离子产生装置40而言，由送风装置22产生的空气的流动F越快，越会产生更多的正离子以及负离子，筐体30内部的正离子以及负离子的各自的浓度为100万个/cm3以上。
植物栽培装置2中，不同于植物栽培装置1，离子产生装置40位于空气的流动F的上风侧，因此，由离子产生装置40产生的正离子以及负离子易于承载于空气的流动F，而在筐体30内部更均匀地扩散。因此，植物栽培装置2中，对多个植物10更均匀地赋予氧化应激，从而能够更均匀地促进个植物10的成长。
此外，离子产生装置40的周围的空气通过空气的流动F而远离离子产生装置40。因此，离子产生装置40能够高效地供给正离子以及负离子。
此外，植物栽培装置2中，在产生空气的流动F的送风装置22的附近设置有离子产生装置40。因此，即使空气的流动F为相同的速度，相比植物栽培装置1而在植物栽培装置2中，空气的流动F中也更易于承载正离子以及负离子。因此，相比植物栽培装置1，植物栽培装置2能够更有效地扩散正负离子浓度。
〔实施方式3〕
基于图1、图5至图17对本发明的具体的实施例进行说明，如以下所示。另外，为了便于说明，对具有与所述实施方式中所说明的部件相同的功能的部件，标注相同的符号，并省略其说明。
(实验条件)
本实施例中，为了对由离子产生装置40所产生的正离子以及负离子产生的效果进行观察，而使用与植物栽培装置1对应的植物栽培装置A和从植物栽培装置1除去了离子产生装置40的植物栽培装置B，并以以下的条件且如图1所示，实施了进行植物10的毛细管水培养栽培的比较实验。另外，两个植物栽培装置A、B中的实验条件的差别仅在于离子产生装置40的有无。
植物栽培装置A：像图1所示的植物栽培装置1那样，对“Green Farm UH-A01E”(由UING株式会社贩卖的水培养栽培器)安装并驱动离子产生装置40。
植物栽培装置B：直接使用“Green Farm UH-A01E”。
植物10：生菜(品种为圆生菜。种子由UING株式会社贩卖。)。
海绵11、浮体12以及水培养液槽14：附属于“Green Farm UH-A01E”的物品。
水培养液13：将附属于“Green Farm UH-A01E”的液体肥料用蒸馏水稀释约133倍而成的液体。
栽培期间：25天。
栽培次数：3次。
照明模式：最初的3天(连续72时间)熄灯。在之后的22天，24小时中的“白天(6点至22点)”点灯，“夜间(0点至6点、22点至0点)”熄灯。
隔开间隔：播种15粒植物10的种子，在栽培第9天，以留下10个个体的方式隔开间隔。
(观察以及测量)
此外，以下述的方式对由正离子以及负离子产生的对植物10的影响进行观察以及测量。
栽培时的目视观察：栽培期间中，每天对植物10的地上部进行了目视观察。
水培养液的细菌培养：栽培期间中，每5天采取一部分水培养液13，在LB培养基以37℃且在暗处进行了24小时培养。
收获时的目视观察：栽培期间后，将植物10分为地上部和根进行收获，并目视观察所收获的植物10的每个个体的地上部和根。
新鲜重量的测量：对所收获的植物10的每个个体的地上部和根的新鲜重量进行了测量。
长度的测量：对所收获的植物10的每个个体的地上部的最大叶长和根的最大根长进行了测量。
叶数的测量：对所收获的植物10的每个个体的地上部的叶数进行计数。
叶色值的测量：对所收获的植物10的每个个体的地上部的叶绿素a以及叶绿素b的含有量进行了测量。
干燥重量的测量：使所收获的植物10的地上部和根干燥，并对每个个体的地上部和根的干燥重量进行了测量。
成分测量：关于所收获的植物10的每个个体的地上部的每干燥重量的含有重量，对硝酸离子(NO3-)以及草酸进行了测量。
(实验结果)
图5为栽培期间的第25天的(a)植物栽培装置A(有离子产生装置40)和(b)植物栽培装置B(无离子产生装置40)的植物10的样子进行了拍摄的照片的副本。
根据栽培时的目视观察，3次的比较实验均如图5所示，与植物栽培装置B中栽培的植物10相比较，植物栽培装置A中栽培的植物10的叶较大且叶的色泽良好，整体的成长良好。因此，可认为植物10通过离子产生装置40产生的正离子以及负离子而促进了成长。
根据水培养液的细菌培养，3次均与涂敷了从植物栽培装置B采取的水培养液13的LB培养基相比，涂敷了从植物栽培装置A采取的水培养液13的LB培养基产生的菌落的数量明显变少。因此，推定出通过离子产生装置40产生的正离子以及负离子，通过对空气中的浮游菌以及浮游病毒等进行除菌使其惰化，从而水培养液13中的细菌量得到抑制。此外，也可认为正离子以及负离子直接作用于水培养液13中的细菌的可能性。
图6为对(a)植物栽培装置A和(b)植物栽培装置B中的植物10的根进行了拍摄的照片的副本。
根据收获时的目视观察，3次均与植物栽培装置B中栽培的植物10相比较，植物栽培装置A中栽培的植物10的颜色良好、叶较大、地上部的高度较高，并如图6所示，根良好地发育。然后，对于上述的栽培时以及收获时的目视观察，通过最大叶长、叶数、地上部的新鲜重量、地上部的干燥重量、根长、根的新鲜重量、根的干燥重量以及叶色值的测量得到了证实。
图7为表示第一至三次的比较实验中收获的植物10的每个个体的(a)最大叶长、(b)叶数、(c)地上部的新鲜重量以及(d)地上部的干燥重量的平均值与偏差的柱状图表。图8为表示第一至三次的比较实验中收获的植物10的每个个体的(a)根长、(b)根的新鲜重量以及(c)根的干燥重量的平均值与偏差的柱状图表。此外分别在图7以及图8中，左侧的图表表示植物栽培装置A中栽培的植物10的测量结果，右侧的图表表示植物栽培装置B中栽培的植物10的测量结果。*表示存在显著性差异(P<0.05)。
如图7以及图8所示，对于地上部以及根的新鲜重量、地上部以及根的干燥重量、最大叶长以及最大根长中的任一者，均示出了植物栽培装置A中栽培的植物10大于植物栽培装置B中栽培的植物10的值。
根据T鉴定，上述的结果为，在最大叶长、叶数、地上部的新鲜重量、地上部的干燥重量、根长、根的新鲜重量以及根的干燥重量中，显著性概率为5％且有效。
根据叶色值的测量，对于叶绿素a以及叶绿素b的含有量，示出了植物栽培装置A中栽培的植物10稍微大于植物栽培装置B中栽培的植物10的值(数据未示出)。
因此，能够得出结论，即利用离子产生装置，通过产生正离子以及负离子，促进了植物10的成长。
图9为表示植物10的(a)硝酸离子(NO3-)以及(b)草酸的每干燥重量的含有重量的平均值与偏差的柱状图表，各左侧的图表表示从植物栽培装置A收获的植物10的测量结果，各右侧的图表表示从植物栽培装置B收获的植物10的测量结果。*表示存在显著性差异(P<0.05)。
如图9所示，对于硝酸离子，示出了植物栽培装置A中栽培的植物10大于植物栽培装置B中栽培的植物10的值。此外，对于草酸，示出了物栽培装置A中栽培的植物10小于植物栽培装置B中栽培的植物10的值。根据T鉴定，对于硝酸离子以及草酸的结果，显著性概率为5％且有效。而且，根据单侧F鉴定，对于硝酸离子的结果，也是显著性概率为5％且有效。
(RNA序列分析)
对由离子产生装置40所产生的正离子以及负离子产生的植物10(生菜(品种：圆生菜))的生育量的变化的主要原因进行了调查，因此，使用了与植物栽培装置1对应的植物栽培装置A和从植物栽培装置1去除了离子产生装置40的植物栽培装置B，以以下的条件，实施了植物10的RNA序列分析。另外，两个植物栽培装置A、B中的实验条件的差别仅在于离子产生装置40的有无。
(实验条件)
使用叶模从栽培期间的第24天的植物10的每个个体的地上部的叶采取了样本，并通过RNeasy Plant Mini Kit(QIAGEN公司制)提取了植物10的每个个体的地上部的叶的RNA。通过SureSelect Strand-Specific RNA Library Prep for Illumina Multiplexed Sequencing(Agilent公司制)实施了文库制备，并实施了MiSeq(Illumina公司制)的RNA序列分析。
(分析结果)
图10为表示植物栽培装置A和植物栽培装置B中栽培的植物10的叶的RNA序列的结果。“PCI100区”表示实施例的植物栽培装置A中栽培的植物，“PCI0区”表示比较例的植物栽培装置B中栽培的植物的结果。此外，图11为表示植物栽培装置A和植物栽培装置B中所栽培的植物10的叶中的基因发现量的不同的MA标记的结果的图。横轴logCPM为在100万根的短导程中，相对地计算与该重叠群相关的短导程的根数，且将底数设为2的对数。logCPM的值越大，表示植物10中越存在有恒定地较高的发现量的重叠群，logCPM的值越小，表示植物10中越存在有发现量原本较低的重叠群。此外，纵轴logFC为，将底数设为2的对数且表示实施例的植物栽培装置A中栽培的植物与比较例的植物栽培装置B中栽培的植物的重叠群的发现量不同的指标。取logFC为正的值的重叠群意味着，相对于植物栽培装置B中栽培的植物，植物栽培装置A中栽培的植物发现量增加(即，通过正离子以及负离子的照射而发现量增加)。取logFC为负的值的重叠群意味着，相对于植物栽培装置B中栽培的植物，植物栽培装置A中栽培的植物发现量减少(即，通过正离子以及负离子的照射而发现量减少)。各标记表示各个重叠群，白色的标记表示通过正离子以及负离子的照射而有效(P<0.05)的发现量增加或者减少的重叠群，黑色的标记表示通过正离子以及负离子的照射而未发现发现量中存在有效的差异的重叠群。
如图10所示，RNA序列分析的结果为获得了52，503的重叠群配置(参照图10的“重叠群”)，对其中的28，298重叠群利用BLAST程序而附加了注解(参照图10的“BLASTX中的注解”)。此外，如图10以及图11所示，与植物栽培装置B中的植物10相比较，植物栽培装置A中的植物10中，存在有效的发现量增加了的重叠群为113个(图10的“上方控制”参照)，下降了的重叠群为44个(参照图10的“下方控制”)。
图12A至图12J为表示使用植物栽培装置A和植物栽培装置B中的植物10的叶实施的RNA序列中获得的重叠群的发现样式、以及相对于上述获得的重叠群的BLAST程序的注解的结果的列表的图。接着示出图12A至图12J所示的各数值的意义。
logFC：表示重叠群的发现量的不同的指标；
logCPM：与重叠群相关的导程的根数的指标；
PValue(P值)：假定鉴定中的有效水平的指标；
FDR(假发现率)：多重鉴定中的有效水平的指标；
PCN_L2：植物栽培装置B中的植物10的各重叠群的导程数；
PCN_L7：植物栽培装置B中的植物10的各重叠群的导程数；
PCN_L9：植物栽培装置B中的植物10的各重叠群的导程数；
PCP_L2：植物栽培装置A中的植物10的各重叠群的导程数；
PCP_L7：植物栽培装置A中的植物10的各重叠群的导程数；
PCP_L9：植物栽培装置A中的植物10的各重叠群的导程数；
gi：NCBI所登录的基因ID；
EValue(E值)：BLAST程序的注解的指标；
BLASTX：BLAST程序的注解的结果。
如图12A至图12J所示，发现了与植物栽培装置B中的植物10(PCI0区)相比较，植物栽培装置A中的植物10(PCI100区)中的有效的发现量发生变动的基因中，特别是因离子产生装置40产生的正离子以及负离子，与硫黄代谢相关的基因群的发现变动。
图13A至图13J表示以相对于使用了植物栽培装置A和植物栽培装置B中的植物10的叶实施的、RNA序列中识别到的重叠群的BLAST程序的注解的结果为基础实施的、基因本体富集分析的结果。图13A至图13J所示的各类基于接着示出的概念来分类。
类BP(Biological Process)：生物学的工艺；
类CC(Cellular Component)：细胞的结构要素；
类MF(Molecular Function)：作为分子的功能。
如图13A至图13J所示，基因本体富集分析的结果为，与“对与生命相关的刺激的反应(图13A的“response to biotic stimulus”)”相关联的基因的发现量在植物栽培装置A中的植物10中，Zscore下降至-3.90。
(代谢体分析)
为了对由离子产生装置40所产生的正离子以及负离子产生的植物10的生育量的变化的主要原因进行调查，使用与植物栽培装置1对应的植物栽培装置A和从植物栽培装置1除去了离子产生装置40的植物栽培装置B，并以以下的条件，实施了植物10的代谢体分析。另外，两个植物栽培装置A、B中的实验条件的差别仅在于离子产生装置40的有无。
(实验条件)
使用栽培期间的第25天的植物10(生菜(品种：圆生菜))的每个个体的地上部的叶作为样本，向所述样本添加500μL的甲醇溶液(50μM)，在冷却条件下使用破碎机进行了破碎(1500rpm、120秒×1次)。在所述样本的破碎后，添加500μL的氯仿以及200μL的Milli-Q水以进行搅拌，并实施了离心分离(2、300×g、4℃、5分钟)。在所述离心分离后，将400μL×1个水层移取到超滤管(Ultrafree MC PLHCC、HMT、离心式过滤器单元5kDa)。对其进行离心(9、100×g、4℃、120分)，从而实施了超滤处理。使获得的滤液结晶，使结晶的滤液再次溶解于50μL的Milli-Q水，并对于获得的溶解液实施CE-TOFMS(毛细管电泳-飞行时间质普仪)的阳离子模式以及阴离子模式的测量。
CE-TOFMS的阳离子模式以及阴离子模式的测量以以下所示的条件来实施。
(i)阳离子性代谢物质测量条件(阳离子模式)：
装置：Agilent CE-TOFMS system(Agilent Technologies公司)；
毛细管：Fused silica capillary i.d.50μm×80cm。；
游程缓冲：Cation Buffer Solution(p/n：H3301-1001)；
冲洗缓冲：Cation Buffer Solution(p/n：H3301-1001)；
样本注入：50mbar、10秒；
CE电压：Positive、27kV；
MS离子化：ESI Positive；
MS毛细管电压：4，000V；
MS扫描范围：m/z 50-1，000；
鞘液：HMT鞘液(p/n：H3301-1020)。
(ii)阴离子性代谢物质测量条件(阴离子模式)
装置：Agilent CE-TOFMS system(Agilent Technologies社)
毛细管：Fused silica capillary i.d.50μm×80cm。
游程缓冲：Anion Buffer Solution(p/n：H3302-1021)；冲洗缓冲：Anion Buffer Solution(p/n：H3302-1021)；
样本注入：50mbar、25秒；
CE电压：Positive、30kV；
MS离子化：ESI Negative；
MS毛细管电压：3，500V；
MS扫描范围：m/z 50-1，000；
鞘液：HMT鞘液(p/n：H3301-1020)。
对于CE-TOFMS所检测到的峰值，使用自动积分软件的MasterHands ver.2.17.1.11(庆应大学开发)，自动提取了信号/噪声(S/N)比为3以上的峰值。对于自动提取的峰值，获得了质量电荷比(m/z)、峰值面积值以及泳动时间(MT)。获得的峰值面积值通过使用下述的式3而转换为相对面积值。此外，上述的数据中含有Na+、K+等加合离子以及脱水、脱铵等碎片离子，因此，将上述离子削除，对所述自动提取的峰值进行精检。对于所述自动提取的峰值，对m/z以及MT的值一起实施各样本间的峰值的对照和排列。
式3
根据HMT代谢物质库以及Known-Unknown库所登录的物质的m/z以及MT的值，减少候选化合物，对于所述候选化合物，实施了植物栽培装置B中的植物10(PCI0区)和植物栽培装置A中的植物10(PCI100区)的相对面积值比的计算以及魏尔希的T鉴定。
将所述相对面积值的比以及T鉴定的结果描绘于代谢物质定量数据的代谢路径映射表。对于代谢路径的描绘，使用了VANTED(Visualization and Analysis of Networks containing Experimental Data)。
(分析结果)
代谢体分析的结果为，根据HMT代谢物质库以及Known-Unknown库所登录的物质的、m/z以及MT的值，对102峰值(阳离子66峰值、阴离子36峰值)赋予候选化合物。
图14为将使用了植物栽培装置A(PCI100区)和植物栽培装置B(PCI0区)中的植物10的叶的代谢体分析的结果的一部分，描绘在TCA周期以及尿素周期代谢路径上的图。各代谢产物所记载的柱状图表表示植物栽培装置A中栽培的植物以及植物栽培装置B中栽培的植物中的、各代谢产物的相对面积值。
图15用相对面积值表示使用了植物栽培装置A(A)和植物栽培装置B(B)中的植物10的叶的代谢体分析结果中的一部分的氨基酸的蓄积量的分析结果。*表示存在有显著性差异(P<0.05)。
如图15所示，示出了对于Asn(天冬氨)以及Thr(苏氨酸)，与植物栽培装置B中栽培的植物10相比，植物栽培装置A中栽培的植物10为有效且较大的值。此外，根据T鉴定，上述的结果为，显著性概率为5％且有效。
图16用相对面积值表示使用了植物栽培装置A(A)和植物栽培装置B(B)中的植物10的叶的代谢体分析结果中的、未描绘于代谢路径图的代谢物质的蓄积量的分析结果。*表示存在有显著性概率(P<0.05)。
如图16所示，示出了对于乙醇胺、甘油磷酸胆碱以及葫芦巴碱，与植物栽培装置B中栽培的植物10相比，植物栽培装置A中栽培的植物10为有效且较大的值。此外，根据T鉴定，上述的结果为，显著性概率为5％且有效。
图17为表示图14所示的与代谢产物的生物合成相关的基因对应的重叠群中，通过所述RNA序列识别到的重叠群的表格的图。图17中分别表示与以下箭头所示的反应相关联的基因，即，(1)为图14中的从N-原花青素半醛延伸至N-AcOrn的点划线箭头，(2)为图14中的从N-AcGlu-P延伸至N-原花青素半醛的点划线箭头，(3)为图14中的从Glu延伸至N-AcGlu的粗线箭头，(4)为图14中的从2-OG延伸至Glu的粗线箭头，(5)为图14中的从Arg延伸至鲱精胺的点划线箭头，(6)为图14中的从Pro延伸至羟基脯氨酸的粗线箭头，(7)为图14中的从GSSG延伸至GSH的点划线箭头，(8)为图14中的从柠檬酸延伸至cis-丙烯三酸以及从cis-丙烯三酸延伸至异柠檬酸的粗线两箭头。
〔总结〕
本发明的方式1所涉及的植物栽培方法，为促进植物的成长的植物栽培方法，其包括：对所述植物照射正离子以及负离子的正负离子照射工序。
根据所述方法，由所照射的正离子以及负离子产生自由基。推测出利用该正离子和负离子以及自由基的作用(例如，自由基产生的氧化应激)来促进植物的成长。
确认了正离子以及负离子未对植物的成长造成恶劣影响，且无需严格地设定照射正离子以及负离子的条件。因此，能够以简单的方法促进植物的成长。
本发明的方式2所涉及的植物栽培方法也可以是在所述的方式1中，包括：以相对于所述植物成长的方向正交的方式产生空气的流动的送风工序，所述正负离子照射工序与所述送风工序同时实施的方法。
根据所述方法，正负离子照射工序中照射的正离子以及负离子通过空气的流动进行扩散。通过该扩散，能够对多个植物均匀地照射正离子以及负离子。
本发明的方式3所涉及的植物栽培方法也可以是在所述的方式2中，在所述正负离子照射工序中，相对于所述植物在所述空气的流动的上风侧产生正离子以及负离子的方法。
根据所述方法，在上风侧正离子以及负离子向下风侧流动，因此，能够更均匀地扩散。由此，通过均匀的扩散，从而能够向多个植物更均匀地照射正离子以及负离子。
本发明的方式4所涉及的植物栽培方法也可以是，在所述的方式1至3中的任意一项中，所述正离子为以H+(H2O)m(m为任意的自然数)为主体的离子且所述负离子为以O2-(H2O)n(n为任意的自然数)为主体的离子的方法。
根据所述方法，由H+(H2O)m和O2-(H2O)n产生作为活性氧种的羟基自由基。
本发明的方式5所涉及的植物栽培方法也可以是，在所述的方式1至4中的任意一项中，所述植物的周围的空间内的所述正离子以及所述负离子的浓度分别为100万个/cm3以上的方法。
根据所述方法，作为用于对抗氧化应激的结果的植物的成长的促进依赖于正离子以及负离子的浓度，如果正离子以及负离子的浓度分别为100万个/cm3以上，则植物10的成长显著地得到促进。
本发明的方式6所涉及的植物栽培方法也可以是，在所述的方式1至5中的任意一项中，使所述植物的新鲜重量、干燥重量、叶数、叶的长度、根的长度以及硝酸离子含有量中的任意一者增加、或者使草酸含有量减少的方法。
本发明的方式7所涉及的植物栽培方法也可以是，在所述的方式1至6中的任意一项中，所述正负离子照射工序在所述植物的栽培期间连续地实施的方法。
根据所述方法，确认到了正离子以及负离子未对植物的成长造成恶劣影响，而能够连续的照射。
本发明的方式8所涉及的植物栽培装置，促进植物的成长，所述植物栽培装置具备在栽培有所述植物的空间产生正离子以及负离子的离子产生装置的构成。
根据所述构成，由离子产生装置所产生的正离子以及负离子产生自由基。估计出了利用该正离子和负离子以及自由基的作用(例如，自由基产生的氧化应激)来促进植物的成长。
确认了正离子以及负离子未对植物的成长造成恶劣影响，且无需严格地设定产生正离子以及负离子的条件。因此，能够以简单的构成促进植物的成长。
本发明并不限定于上述的各实施方式，而能够在权利要求所示的范围内实施各种的变更，对于通过对不同的实施方式分别公开的技术手段适当组合而获得的实施方式也包含在本发明的技术范围。而且，通过对各实施方式分别公开的技术手段进行组合，从而能够形成新的技术特征。
符号说明
1、2 植物栽培装置
10 植物
11 海绵
12 浮体
13 水培养液
14 水培养液槽
20 控制装置
21 照明装置
22 送风装置
23 通气孔
24 温度传感器
25 时钟
26 存储装置
27 控制部
30 筐体
31 门
40 离子产生装置
41 正离子产生部
42 负离子产生部
F 空气的流动