病原菌及害虫驱除方法以及病原菌及害虫驱除装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于对病原菌或害虫进行杀菌驱除的病原菌及害虫驱除方法，以及病原菌及害虫驱除装置。
【背景技术】
[0002]以往利用等离子体放电的薄膜形成或蚀刻被广泛应用。例如，通过大气压辉光放电等离子体形成无机金属化合物的薄膜(参照专利文献I)。另外，在专利文献2中公开了一种在进行元素分析的等离子体分析装置中，将被分析物与液体一起进行喷雾并导入等离子体中的装置。
[0003]另一方面，作为等离子体的利用方法，开发有使用空气等离子体进行杀菌的方法(例如，参考专利文献3)。
[0004]此外，在农业领域，施行有无农药栽培蔬菜等。但是，在以往的农业中，不使用农药将无法有效驱除作物的病原菌和害虫，并产生在作物或土壤中残留农药的问题。近年来，杀菌效果最好的羟基自由基(以下称为OH自由基)备受关注。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本专利公开平成7-138761号公报
[0008]专利文献2:日本专利公开2006-202541号公报
[0009]专利文献3:日本专利公开2010-187648号公报
【发明内容】
[0010](一)要解决的技术问题
[0011]在如专利文献3所述的使用空气等离子体的杀菌方法中，存在无法高效生成杀菌效果优异的OH自由基，无法有效驱除病原菌及害虫的问题。因此，即使在例如农业领域中使用，仍存在未能发现能够代替农药效果的课题。
[0012]本发明鉴于上述技术问题，其第一目的在于提供一种能够高效生成OH自由基，病原菌及害虫的驱除效果优异的病原菌及害虫驱除方法，以及病原菌及害虫驱除装置。另外，其第二目的在于提供一种在农业领域中使用时，不使用农药便能够进行农作物或土壤的杀菌或杀虫的病原菌及害虫驱除方法，以及病原菌及害虫驱除装置。
[0013](二)技术方案
[0014]本发明人等明白通过向空气等的等离子体中导入水雾等水成分，生成OH自由基，同时通过OH自由基来能够进行杀菌或杀虫，并完成本发明。
[0015]为了实现上述目的，本发明的病原菌及害虫驱除方法的特征在于，将水导入反应容器，由气体供给部向所述反应容器供给成为等离子体的气体，对配置在所述反应容器中的阳极电极与阴极电极之间外加电压，对所述气体放电，同时生成OH自由基；照射所述OH自由基来驱除病原菌及害虫。
[0016]本发明涉的病原菌及害虫驱除方法，不仅向反应容器中导入气体，还导入水，由此能够高效生成OH自由基。由于OH自由基具有优异的杀菌效果，因此通过病原菌的杀菌或杀灭害虫，能够更有效地进行驱除。
[0017]在本发明的病原菌及害虫驱除方法中，水可以以任何形态导入反应容器中，优选为水雾或水滴。在该情况下，能够易于生成OH自由基。另外，气体只要是形成为等离子的气体都可以，优选空气、氦气、氩气中的任意一种，或这些气体的混合物。另外，也可以通过控制水雾及/或气体的供给量来控制OH自由基的生成量。
[0018]本发明的病原菌及害虫驱除方法，优选根据损害植物等的病原体或害虫，对将受到任一损害或已受到损害的被杀菌物使用，例如将受到该损害或已受到损害的植物或土壤。在此，作为病原体，可以例举丝状菌(主要为霉菌)及细菌(八'夕尹1J 7 !bacteria)的病原菌或病毒等。病原菌可以是稻瘟病、小麦白粉病、大豆紫斑病、草莓灰霉病、黄瓜灰霉病、番茄灰霉病、百合叶枯病、黄瓜白粉病、草莓白粉病、番茄叶霉病、大葱锈病、菊花白锈病、大葱黑斑病、大葱黑斑病、苹果斑点落叶病、黄瓜褐斑病、茼蒿炭疽病、芹菜叶枯病、苹果褐斑病、恶苗病中的任意。关于害虫，可适用为任何损害植物的害虫，优选地，可以是螨虫或蚜虫。
[0019]在本发明的病原菌及害虫驱除方法中，进一步优选地，可以使用将电压设为1kV?20kV，并每小时导入0.0OlmL?1mL的水雾所生成的OH自由基，另外，也可以将气体供给量设为7L/min?20L/min，而且，也可以对被杀菌物或被杀虫物至少照射5分钟以上?15分钟。
[0020]本发明的农业用驱除方法的特征在于，由本发明的病原菌及害虫驱除方法所构成。
[0021]根据本发明的农业用驱除方法，由于能够高效地生成具有优异杀菌效果的OH自由基，因此不使用农药便能够进行农作物和土壤等的杀菌或杀虫。
[0022]另外，为了实现上述目的，本发明的病原菌及害虫驱除装置的特征在于，具有反应容器、一对电极、水供给部、气体供给部及电源部，其中一个电极具有插入所述反应容器的插入部，另一个电极配置在与所述插入部相对的位置，所述水供给部设置成能够通过所述插入部向所述反应容器供给水，所述气体供给部设置成能够向所述反应容器供给成为等离子体的气体，所述电源部设置为能够对所述插入部与所述另一个电极之间外加电压，使供给了所述水和所述气体的反应容器中生成OH自由基。
[0023]本发明的病原菌及害虫驱除装置优选在上述任意一项所述的本发明的病原菌及害虫驱除方法中使用。由于本发明的病原菌及害虫驱除装置，不仅向反应容器中导入气体，还通过插入部导入水，因此能够高效地生成OH自由基。由于OH自由基具有优异的杀菌效果，因此通过病原菌的杀菌或杀灭害虫，能够更有效地进行驱除。因此，在农业领域中使用时，不使用农药便能够进行农作物和土壤的杀菌或杀虫。作为在该农业领域中使用的装置，本发明的等离子体装置的特征在于，由本发明的病原菌及害虫驱除装置构成，在本发明的农业用驱除方法中使用。
[0024]在本发明的病原菌及害虫驱除装置中，优选地，所述插入部形成为筒状，能够将所述水通过其内部向所述反应容器供给。在该情况下，能够向反应容器内的各电极所夹的位置供给水，能够有效地生成OH自由基。
[0025]在该插入部形成为筒状的情况下，所述插入部也可以具有使通过其内部的水顺流而从前端突出设置的、由细线构成的线状体。在该情况下，能够由沿线状体顺流的水有效地生成OH自由基。沿线状体的水优选呈水滴状。另外，也可以具有冷却装置，其设置为与所述插入部的前端及外侧面之间隔开间隙，并覆盖所述插入部的前端及外侧面，在通过所述插入部的水通过所述间隙后，供给至所述反应容器。在该情况下，通过冷却装置，能够对插入部进行冷却，能够抑制含有生成的OH自由基的等离子体成为高温。因此，能够抑制因热对照射等离子体的植物等被照射物造成的影响。
[0026]另外，在本发明的病原菌及害虫驱除装置中，所述水供给部能够向所述反应容器供给水雾或水滴，特别优选供给水雾。在该情况下，能够特别容易生成OH自由基。
[0027]在本发明的病原菌及害虫驱除装置中，所述另一个电极也可以具有配置于所述反应容器内侧或外侧的线圈，也可以具有由多根细线构成的放射状电极部。在该情况下，容易生成等离子体，能够高效生成OH自由基。另外，所述电源部优选为脉冲电源，也可以使用交流电源。
[0028](三)有益效果
[0029]根据本发明，能够提供能够高效生成通过水雾等的水和成为等离子体的气体所产生的OH自由基，能够在短时间内杀菌或杀虫，病原菌及害虫的驱除效果优异的病原菌及害虫驱除方法，以及病原菌及害虫驱除装置。另外，根据本发明，能够提供，在例如农业领域中使用时，不使用农药便能够进行农作物和土壤等的杀菌或杀虫的病原菌及害虫驱除方法，以及病原菌及害虫驱除装置。
[0030]根据本发明的等离子体装置，在0.5个大气压?大气压下，通过向使用了空气、氦气、氩气的等离子体中供给水雾，能够高效生成具有强氧化能力的OH自由基。
【附图说明】
[0031]图1是表示本发明第一实施方式的病原菌及害虫驱除装置的结构例图。
[0032]图2是表示由图1所示的病原菌及害虫驱除装置所产生的羟基自由基量与水导入量之间的关系的一例的图。
[0033]图3是表示本发明的第二实施方式的病原菌及害虫驱除装置的结构例图。
[0034]图4是表示本发明的第二实施方式的变形例的病原菌及害虫驱除装置的结构例图。
[0035]图5是表示本发明的第三实施方式的病原菌及害虫驱除装置的结构示例的电极附近的放大图。
[0036]图6是表示本发明的第四实施方式的病原菌及害虫驱除装置的结构示例的电极附近的放大图。
[0037]图7是表示图6所示的病原菌及害虫驱除装置在(a)、(b)两种情况下的温度变化的图表，其中，(a)表示在不向冷却装置导入水时生成等离子体时的温度变化，(b)表示在向冷却装置导入水时生成等离子体时的温度变化。
[0038]图8是表示本发明的第五实施方式的病原菌及害虫驱除装置的结构示例的图。
[0039]图9是表示图1所示的病原菌及害虫驱除装置中的由氦气与水雾形成的等离子体的发光分光光谱的图。
[0040]图10是表示图1所示的病原菌及害虫驱除装置的OH自由基相对于氦气与氩气的发光强度比对水导入量的依赖性的图，其中，(a)为氦等离子体的情况，(b)为氩等离子体的情况。
[0041]图11是表示图1所示的病原菌及害虫驱除装置中的OH自由基相对于氦气与氩气的发光强度比对外加电压的依赖性的图，其中，(a)为氦等离子体的情况，(b)为氩等离子体的情况。
[0042]图12表示图3所示的病原菌及害虫驱除装置中的根据空气与水雾的有无所形成的等离子体的发光分光光谱，其中，(a)是表示在不添加水雾的情况下的图，(b)是表示在添加了水雾的情况下的图。
[0043]图13是图12所示的发光分光光谱的300nm?350nm波长区域的放大图。
[0044]图14是根据图3所示的病原菌及害虫驱除装置中的OH自由基相对于N2的发光强度比(I_/IN2)对水导入量的依赖性的图。
[0045]图15是表示图3所示的病原菌及害虫驱除装置中的OH自由基相对于氦气的发光强度比对水导入量的依赖性的图。
[0046]图16是表示图3所示的病原菌及害虫驱除装置中的外加电压对于OH自由基及N2的发光强度的依赖性的图。
[0047]图17是表示图3所示的病原菌及害虫驱除装置中的外加电压对于OH自由基及氦的发光强度的依赖性的图。
[0048]图18是示意性地表示利用了通过OH自由基所进行的对苯二甲酸的羟基化的分析OH自由基密度的测量方法的图。
[0049]图19是表示图3所示的病原菌及害虫驱除装置中的改变氦气流量时对苯二甲酸的羟基化所产生的荧光的发光光谱的图，其中(a)为lslm，(b)为3slm，(c)为5slm，(d)为8slm0
[0050]图20是表示图3所示的病原菌及害虫驱除装置中的荧光强度的氦气流量依赖性的图。
[0051]图21是表示图1所示的病原菌及害虫驱除装置中的等离子体中的过氧化氢浓度的(a)水导入量依赖性及(b)空气导入量依赖性的图。
[0052]图22是表示图1所示的病原菌及害虫驱除装置中的等离子体中的(a) OH自由基密度及(b)过氧化氢(H2O2)浓度与等离子体照射时间依赖性的图。
[0053]图23是表示图1所示的病原菌及害虫驱除装置中的等离子体中的(a) OH自由基密度及(b)过氧化氢(H2O2)浓度的等离子体照射距离依赖性的图。
[0054]图24是表示图1所示的病原菌及害虫驱除装置的被通过氦等离子体所生成的OH自由基照射两天后的百合枯叶病菌的显微镜图像，其中，(a)为未照射OH自由基时的菌，(b)为关闭电源部并照射了 He与水雾达10分钟时的菌，(c)为照射了 OH自由基达5分钟时的菌，(d)为照射了 OH自由基达10分钟时的菌。
[0055]图25是表示图4所示的病原菌及害虫驱除装置的被通过空气