静電付着を利用した１粒播種の基礎研究

松丸　聖

1. はじめに
　１粒播種を前提とするポット播種機においては，種子の大きさや形状などのばらつきを抑えるためにコーティング種子にするのが一般的であるが，裸種子に比べてコストが高い。裸種子が利用できる真空播種機も市販されているが，構造が複雑で価格も高く，高速作業には適さないという問題点がある。そこで本研究では，裸種子を１粒播種することを目的として，静電気による静電付着を利用した種子の吸着について基礎実験を行なった。

2. 実験材料
　本研究では不整形な種子としてタマネギ種子（スーパー北もみじ玉葱）を対象に実験を行った。種子100粒の各寸法の平均値は，長さが2.9mm，幅が2.1mm，厚さが1.6mmで，100粒重は0.38gであった。

3. 実験装置
　実験装置は，静電誘導の原理を利用して静電気を発生させる静電高圧発生装置とそれを駆動させるためのモータ，種子を吸着するピックアップから構成されている。ピックアップは直径5mmの鉄製の丸棒で，先端をすり鉢状（内径4 mm）に加工し，先端から10mmまでを塩化ビニルで被覆したものを用いた。電荷の偏りによる誘導分極の作用により塩化ビニルの表面が帯電し，容器に入れた種子を吸着する。またピックアップ側面への種子の吸着を防ぐために周囲は紙で覆った。

4. 実験方法
　実験はピックアップを帯電（-2.5～-2.0 kV）させ，種子も帯電（+0.5～+1.0 kV）させた場合とさせない場合（実験1），ならびに，ピックアップは帯電させず，種子を帯電（+2～+3 kV）させた場合（実験2）の二種類の実験を行った。100回の試行のうち，1粒以上の種子が吸着した割合を吸着率とし，1粒だけ吸着した割合を1粒吸着率として評価した。なお，実験1ではピックアップと種子を接触させて吸着させ，実験2では接触させない条件も設定した。

図　ピックアップの形状

5. 実験結果と考察
　実験1の結果を表1に示す。種子を帯電させない場合，吸着された種子の数は全ての場合1粒であった。一方，種子を帯電させた場合，吸着率は向上したが，複数の種子が吸着する現象が増加したため，結果として1粒吸着率は下がった。次に実験2の結果を表2に示す。種子とピックアップを接触させた場合，実験1で種子を帯電させない場合の結果とほぼ同様であった。これは，ピックアップと種子の電位差がほぼ同じであったためだと考えられる。次にピックアップを種子に接触させず，約2～3mmの距離で静電力によって吸着を行った場合，接触させた場合に比べ，吸着率，1粒吸着率とも4～5 %向上した。接触による吸着の場合，一度吸着された種子がすぐに落下する状況が多く見られたが，非接触の場合には落下する種子が少なかったため，このような結果になった。以上の結果から，静電付着は裸種子の播種において有効な手段の一つであると考えられた。さらに1粒吸着率を上げるためにピックアップの形状や，種子の供給方法を検討していく必要がある。

表1　実験1の結果

種　　子	吸着率 (%)	一粒吸着率 (%)
帯　　電	90	83
帯電なし	85	85

表2　実験2の結果

吸着方法	吸着率 (%)	一粒吸着率 (%)
接　　触	85	82
非接触	90	86