CN102595874A - 夜间照明对植物造成的光害的评价方法、夜间照明的特性评价方法以及光害避免照明装置 - Google Patents

Abstract

对于将在夜间照明的条件下和无夜间照明的条件下在人工气候室内培育的植物的叶片进行采集、处理而得到的试样，分别利用基因分析方法求出基因表达量，求出作为这些基因表达量之比的光害避免比例，进行对植物的光害的评价。由此，可以针对夜间照明对植物造成的光害适当且有效地进行评价。光害避免照明装置以光害避免比例为0.8以上的方式设定脉冲发光光源的脉冲发光频率以及占空比。另外，组合多种脉冲发光光源而构成，提高了平均显色指数，使得作为夜间照明装置得到自然感觉。由此，作为接近植被地区而设置的夜间照明装置，可不对植物给与光害地使人得到自然感觉。

Description

夜间照明对植物造成的光害的评价方法、夜间照明的特性评价方法以及光害避免照明装置

技术领域

本发明涉及夜间照明对植物造成的光害的评价方法、夜间照明的特性评价方法以及光害避免照明装置。

背景技术

作为设置在户外的夜间照明装置，一般使用像汞灯、荧光灯、钠灯这样白色至黄色系的光源。在利用这种光源的夜间照明装置被设置在接近如田地之类的植被地区的道路等时，其光在夜间还照射到植被地区中的植物。稻子、大豆之类的短日照植物的开花受到延迟，或者菠菜、西兰花之类的长日照植物的开花提前(抽“薹”)，从而成为收获量减少、品质降低的状况，这被称为光害。

在要将路灯、防盗灯设置在接近如夜间成为低照度的农田之类的植被地区的道路中时，由于对影响到作物的光害的担忧而不允许设置的情况也不少。由于这种情况，希望作为夜间照明装置不会产生光害，而且进行研究，在以下文献中就这种夜间照明装置的技术进行了公开。

专利文献1中对于如下道路用照明器进行了记载，该道路用照明器将反射镜、光源设置在将下面开口的灯体内部，在光源光中心的后方将遮光壁与灯体一体地突出形成于光源下方，将向后方的照射光的一部分进行遮光。

专利文献2中对于如下内容进行了记载，利用光质均衡的带有绿色滤光器的灯而降低植物的培育辐射效率，所述灯是在荧光汞灯外球表面蒸镀将氧化锌和绿色无机颜料混合而成的浆料、切断紫外线辐射、减少蓝色光、增加绿色光而成的。

专利文献3中对于具备如下光源的照明器具进行了记载，所述光源在对植物的花芽形成影响强的波长区域的下限与防蛾效果高的波长区域的下限之间具有分光辐射能量的峰，使分光辐射能量Φe(λ)与光敏色素的分光吸收度Pr(λ)之积在560～700nm的区间进行积分而得到的值与包含在460～580nm的波长区域的辐射束之比为0.05以下。

在专利文献4中，作为用于设置在接近植被地区的位置的路灯，记载了如下路灯：为了向包括植被地区侧的范围进行照射，使用发出500～580nm的绿色光的光源的光，在不是植被地区的一侧的照射中，将在除500～580nm的绿色以外的波长区域定向性高的LED进行组合使用。

在专利文献5中，对近红外线光荧光灯进行了记载，该近红外线光荧光灯将含有近红外线发光荧光体、蓝色发光荧光体以及绿色发光荧光体作为主成分的颜料作为内面涂料进行涂布，从而照射近红外线而屏蔽红色光；在专利文献6中记载了在为了防止水稻的出穗延迟而照射太阳光之前，对水稻照射近红外线光。

另外，在非专利文献1中，就开花时期的控制与夜间的光照射的关系，记载了因多达数小时的夜间中的仅10分钟的光照射而导致短日照植物开花延迟的暗期中断；在非专利文献2中，作为植物的重要功能即光合作用与脉冲发光的关系，记载了脉冲发光频率为2.5kHz、占空比为50％时的生菜的光合作用速度与连续光的情况相比增加23％等。

在专利文献1所示的内容中，通过将照明光源的一部分进行遮光而避免对植物的光害，但是在经照明的明亮范围和由与其邻接的遮光所致的暗处之间产生急剧的照度变化，在暗处产生危险潜伏的可能性，反而成为不安全的状态。在专利文献2～4所示的内容中，用以避免光害的照明光源成为利用绿色中心光的照明，变得难以进行显色性高的自然色彩的照明，用途受限。

如专利文献5、6所示在照明照射后的适当时候照射近红外光时，由于近红外光不用作对人照明，所以与同等照度的照明机器相比，机器整体的电力消耗上升，且由于近红外光的照射范围无法用肉眼掌握，所以在设置时的配光调整中需要高度的技术和昂贵的基材。另外，如果近红外光的照射变得过剩，则产生与原本的光害作用相反的光害、例如在应对开花延迟中进行过剩照射时早期开花，仍然对品质产生影响。

另外，对于达到植物开花减少的夜间照明的影响，在非专利文献1、2之类的以往研究中也没有特别得到提及。

专利文献1：日本特开2000-222911号公报

专利文献2：日本特开2005-216572号公报

专利文献3：日本特开2004-121217号公报

专利文献4：日本特开2008-226567号公报

专利文献5：日本特开2006-244910号公报

专利文献6：日本特开2006-271374号公报

非专利文献1：Ishikawa，R.，et al，“Suppression of the floralactivator gene Hd3a is the principal cause of the night-break effect inrice”，Plant Cell 17，pp.3326-3336(2005)

非专利文献2：森康裕他“白色LED脉冲光对生菜生长带来的影响”植物工厂学会志14(3)pp.136-140(2002)

发明内容

在夜间照明装置设置在接近植被地区的场所的情况下，认为因夜间照明而导致光害产生，由于光害而导致在稻子之类的农作物的情况下，还不能避免在等级下降导致价格降低的同时引起产量减少这样的影响，还关系到作为生产者而言对夜间照明装置的设置抱有担忧。由于这种情况，一直以来对于能够避免光害的夜间照明装置进行研究。

其中，将来自光源的光的一部分进行遮光而不对植物侧照射光的情形下，在经照明的明亮范围和由与其邻接的遮光所致的暗处之间产生急剧的照度变化，所以未解决对利用夜间照明的安全性的问题，在限定光源的波长区域时，变得难以制成自然的照明作为对人照明，所以用途受限，另外，在补充地照射近红外光时，存在设备整体的电力消耗上升，设置时的配光调整变得繁杂这样的问题，用于制成避免光害并简易有效的夜间照明装置的技术迄今为止尚未得到提出。

另外，在构成能避免光害的夜间照明装置的基础上，需要能够针对光源是否产生光害适当且简易地进行评价的方法，但迄今为止对于这种光源对植物造成的光害的评价方法尚没有提出有效的技术手段。

由于这种状况，本发明的课题在于提供恰当地进行夜间照明对植物造成的光害的评价的方法，另外提供能够避免光害的实际且具有有效性的照明装置。

本发明是为了解决上述课题而作出的，根据本发明的夜间照明对植物造成的光害的评价方法是针对接近植被地区而设置的照明装置对植物造成的光害进行评价的方法，包括：准备用于进行夜间照明的人工气候室(climate chamber)和不进行夜间照明的人工气候室；在人工气候室内培育多株植物，直至开花诱导基因表达时；在开花诱导基因表达后，在用于进行所述夜间照明的人工气候室内放入一部分株的植物，经过1次以上的夜间期间后，对叶片进行采集、处理，提取总RNA，针对作为目标的基因表达量，定量地分析该基因的mRNA量，从而求出在夜间照明条件下的基因表达量A；在开花诱导基因表达后，在不进行所述夜间照明的人工气候室内放入其它株的植物，经过1次以上的夜间期间后，对叶片进行采集、处理，提取总RNA，针对作为目标的基因表达量，定量地分析该基因的mRNA量，从而求出无夜间照明的条件下的基因表达量B；求出作为所述夜间照明条件下的基因表达量A与无夜间照明的条件下的基因表达量B之比的光害避免比例。

上述植物为稻子时，开花诱导基因为Hd3a。

本发明还包括求出针对用于上述夜间照明的光源的平均显色指数，可以由利用上述夜间照明对植物造成的光害的评价方法求出的上述光害避免比例与上述平均显色指数来评价夜间照明光源的特性。上述植物为稻子时，开花诱导基因为Hd3a。

根据本发明的光害避免照明装置是使用特定颜色成分的脉冲发光光源或组合多种脉冲发光光源而成的光源的照明装置，所述特定颜色成分的脉冲发光光源是利用脉冲驱动装置以规定的脉冲发光频率和占空比(duty ratio)进行驱动而得的，所述多种脉冲发光光源具有各自不同的颜色成分且是利用脉冲驱动装置以规定的脉冲发光频率和占空比进行驱动而得的，所述光害避免照明装置是如下设定而成的，即，设定所述特定颜色成分的脉冲发光光源或将多种脉冲发光光源进行组合而成的光源中的各种脉冲发光光源的脉冲发光频率以及占空比，使得针对所述特定颜色成分的脉冲发光光源或组合多种脉冲发光光源而成的光源利用上述夜间照明对植物造成的光害的评价方法求出的光害避免比例为0.8以上。

上述特定颜色成分的脉冲发光光源为蓝色发光二极管时，该蓝色发光二极管设为以脉冲发光频率300～2700Hz、占空比10～90％进行驱动；上述特定颜色成分的脉冲发光光源为绿色发光二极管时，该绿色发光二极管设为以脉冲发光频率50～1000Hz、占空比20～90％进行驱动；上述特定颜色成分的脉冲发光光源为黄绿色发光二极管时，该黄绿色发光二极管设为以脉冲发光频率500～2700Hz、占空比10～90％进行驱动。

另外，本发明的光害避免照明装置是使用组合脉冲发光光源而成的光源的照明装置，所述脉冲发光光源具有各自不同的颜色成分且利用脉冲驱动装置以规定的脉冲发光频率和占空比进行驱动，针对所述组合多种脉冲发光光源而成的光源，对所述组合多种脉冲发光光源而成的光源中的各种脉冲发光光源的脉冲发光频率以及占空比进行设定，使得利用上述夜间照明对植物造成的光害的评价方法求出的光害避免比例成为0.8以上，并且可设为作为光源整体的平均显色指数成为60以上的所述多种脉冲发光光源的组合。

上述多个脉冲发光光源可以至少包括蓝色发光二极管和黄绿色发光二极管，另外，上述多个脉冲发光光源也可以由蓝色发光二极管、绿色发光二极管和黄绿色发光二极管构成。

在本发明中，可以使用由在夜间照明的条件下和无夜间照明的条件下分别求出的基因表达量得出的光害避免比例而针对夜间照明所致的光害恰当且有效地进行评价。作为用于进行光害评价的设备，使用人工气候室，从而可以使用简易的设备、测定器具来进行，另外，由于使用实际开花前开始表达的开花诱导基因表达量进行评价，能够以与观察开花的现有方法相比缩短时间的形式进行。就稻子的情况而言，在户外进行观察时，光害的评价通常1年实施1次，但在使用人工气候室的本发明的情况下，光害的评价是使用出芽后第5周的稻子进行照明并进行评价，所以1年可以实施10次左右，相比于现有方法中的在户外进行的情况，具有时间缩短5～10倍的效果，相比于使用人工气候室确认到达开花的天数的现有方法，也具有时间缩短2.5倍以上的效果。进而，可以求出夜间照明光源的平均显色指数，与光害避免比例进行配合而针对作为夜间照明装置的恰当性进行评价。

在使用控制在由本发明夜间照明的特性评价方法导出的最佳脉冲发光频率和占空比的脉冲发光光源的照明装置中，不仅对于包含在光敏色素的吸收波长区域560～700nm的范围中而本来能引起光害的黄绿色，而且对于为该波长区域外而原本被认为难以引起光害的蓝色、绿色，也可以将光害避免比例提高至1以上。像这样，被恰当地控制的脉冲发光的蓝色、绿色、黄绿色的照明与其它一般照明(汞灯等)相比，可以一边维持同等的显色性，一边即使进行更高照度的照射，也几乎不会发生对农作物(稻子)的光害。

在根据本发明的照明装置中，利用组合具有不同颜色成分的多种脉冲发光光源而成的光源而构成照明装置，适当设定各种脉冲发光光源的脉冲发光频率和占空比，从而可以制成光害避免照明装置。通过使用脉冲发光光源，从而可以选择与连续发光光源相比光害避免比例高的光源作为光源要素，通过制成多种发光频率、占空比的光源的组合，从而光源要素的选择性变得多样。进而，可以制成使人得到自然感觉的多种脉冲发光光源的组合。

附图说明

图1是将对于照明光源的光害避免性的评价与作为夜间照明的特性评价以流程的形式示出的图。

图2(a)～(f)是针对各种波长的光源示出根据占空比10％时的脉冲发光频率求出的光害避免比例的图。

图3是针对蓝色LED示出根据脉冲发光频率和占空比的光害避免比例的图。

图4是针对绿色LED示出根据脉冲发光频率和占空比的光害避免比例的图。

图5是针对黄绿色LED示出根据脉冲发光频率和占空比的光害避免比例的图。

图6是示出关于连续发光时的各色光源的光害避免比例的图。

图7是将光害避免照明装置的示例产生的发光光谱与白色光源、绿色单色光源的发光光谱一起示出的图。

图8是示出分别组合多个蓝色、绿色、黄绿色的LED而构成的光害避免LED照明光源的示例、汞灯照明光源、荧光灯照明光源的发光光谱的图。

图9是示出确认光害避免照明装置的光害避免试验结果的图。

图10是示出关于光害避免LED照明、荧光灯照明、汞灯照明的开花延迟天数的图，所述光害避免LED照明、荧光灯照明、汞灯照明设置在栽培稻子的户外水田田地中。

具体实施方式

在本发明中，进行对夜间照明所致光害的评价时，对于从在进行夜间照明的人工气候室内栽培的植物上采集的试样获取数据，对于开花诱导基因表达进行分析，进行夜间照明是否为光害避免性的评价，对此进行研究，另外，关于接近植被地区而设置的夜间照明装置，在对于光源的工作方式与对植物的光害的影响的关系进行研究的基础上，特别使用脉冲发光型的光源作为光源，求出在使脉冲发光的频率以及占空比发生各种变化的情况下的开花诱导基因的表达量，由此进行对植物的光害的评价，针对作为光害避免照明装置的条件进行研究。

最初，将作为短日照植物的稻子作为成为评价对象的植物来使用，对于夜间照明对植物造成的光害的评价进行说明。试样的采集、开花诱导基因表达量的分析经过如下过程。

(1)稻子试样的培育、处理、采集

在人工气候室内以促进稻子开花的短日照条件(日间8小时/夜间16小时)进行培育，直至开花诱导基因表达得到确认的状态(出芽后约5周)。此时，在人工气候室内设置利用可将波长、脉冲发光频率、占空比控制在任意值的LED或有机EL的夜间照明装置，照明时的照度设定为根据社团法人日本防盗设备协会的防盗灯照度基准(SES E1901-1class A)的平均水平面照度5勒克斯以上。

准备设有夜间照明的人工气候室和没有设置的人工气候室，将开花诱导基因得到确认的稻子分成2组，在设置有夜间照明的人工气候室中放入一组稻子，另外，在没有设置夜间照明的人工气候室中放入另一组稻子，使之经受1次以上的夜间。在夜间即将结束前采集稻子的叶片，用液氮冷冻，放入50mL样品管，用以液氮冷却的解剖剪破碎成数mm见方左右，在-80度下进行保存。

(2)RNA的提取

在2mL样品管中称量50～65mg预先冷冻保存的叶片，在用液氮冷冻的状态下使用粉碎机(Auto-Mill：Tokken公司)进行粉碎。在RNA提取中使用植物RNA提取试剂盒(RNeasy Plant Mini Kit：Qiagen公司)，利用自动提取装置(QIAcube：Qiagen公司)，按照试剂和装置的规程进行总RNA的提取。对提取的RNA利用吸光度计(NanodropND-1000：Thermo Fisher Scientific公司)测定纯度和浓度。

(3)cDNA的合成

使用QuantiTect逆转录试剂盒(Quantitect Reverse TranscriptionKit：株式会社Qiagen)，从由(2)得到的RNA按照试剂规程进行来自基因组的DNA的除去和cDNA的合成。对合成的cDNA利用上述吸光度计测定纯度和浓度。

(4)实时PCR

使用由(3)得到的cDNA以及Rotor-Gene SYBR Green Kit(株式会社Qiagen)和以下引物对，利用3Rotor-Gene Q(株式会社Qiagen)进行实时PCR，将稻子开花诱导基因(Hd3a)的mRNA(信使RNA)的表达量进行定量。

正向引物5’-GCTCACTATCATCATCCAGCATG-3’(序列号1)

反向引物5’-CCTTGCTCAGCTATTTAATTGCATAA-3’(序列号2)

此时，就Hd3a的mRNA的表达量而言，将泛素(ubq)的mRNA用作内标基因，用相对定量法进行表示。用于将泛素的mRNA的表达量进行定量的引物对如下所示。

正向引物5’-AACCAGCTGAGGCCCAAGA-3’(序列号3)

反向引物5’-ACGATTGATTTAACCAGTCCATGA-3’(序列号4)

根据以上，将Hd3a-mRNA表达量相对于ubq-mRNA表达量之比设为Hd3a-mRNA的相对表达量。

对于在上述(1)～(4)的过程中求出的基因表达量，将夜间照明下的基因表达量设为A、将无夜间照明的条件下的基因表达量设为B，将A/B设为光害避免比例。认为光害避免比例越高，受到光害的可能性越低。对夜间照明光源的波长、脉冲发光频率、占空比的各组合均求出光害避免比例，所述夜间照明光源用于可得到上述(1)～(4)的过程中的稻子试样的人工气候室。

通过这样的过程，针对照明光源进行关于光害避免性的评价。

接着，针对夜间照明的光源色，利用分光方法求出平均显色指数Ra。对于显色性评价，在JIS Z 8726中得到规定，但是作为对人而言是否为自然的色彩这样的程度，使用平均显色指数进行判断，在作为最自然的色彩的基准光的情况下，设定Ra＝100，对评价对象光源与基准光的一致程度进行评分。

求出试样光色与利用基准光的试验色在色空间上的距离(ΔE)，对15的试验色，利用下式求出特殊显色指数Ri。

Ri＝100-4.6·ΔE  (i＝1～15)

利用下式求出平均显色指数Ra。

Ra＝(R1+R2+····+R8)/8

作为本发明光害避免照明装置的光源，从避免光害方面看，可提高光害避免比例，并且平均显色指数也变高，使得尽可能得到自然的照明感觉。根据照明的使用用途，适合的显色性Ra的数值范围一般设成如表1所示。右栏示出对应的灯的种类。

[表1]

利用显色性的照明的用途区分

如图1所示，以流程的方式整体示出从采集试样至评价光害避免比例的关于照明光源的光害避免比例评价过程以及配合针对照明光源求出的平均显色指数而进行的作为夜间照明的特性评价。图1中以流程的方式示出的光害避免比例的评价过程中，在短日照条件下在人工气候室内栽培的稻子的情况下，直至开花诱导基因表达得到确认的期间为约5周，但是可以说对于相同种类的植物该期间大致恒定，因此确认1次该开花诱导基因表达后，关于该同一种植物不会再次进行开花诱导基因表达的确认，经过该期间(在稻子的情况下，为约5周)后，可以进入图1流程中的下一阶段。在图1的流程中，作为“直至开花诱导基因表达得到确认”而言，是指包括从这种盖然性上视为表达了的情况。

另外，为了定量地分析成为评价对象的基因的mRNA量，在图1的流程中使用实时PCR，但是作为定量分析mRNA的方法，还可以使用例如Northern杂交之类的其它分析方法。

作为实际例，如图2所示，关于在水平面照度设为5lx、占空比设为10％、使脉冲发光频率进行各种变化的照明光源LED下对稻子(Koshihikari)实施测定的结果，对于各种波长的光源，示出根据脉冲发光频率而求出的光害避免比例。可知：其中(b)蓝色、(c)绿色、(d)黄绿色中光害避免比例比较高，(e)黄色中成为比它们更低的值，各自因脉冲发光频率不同而导致光害避免比例在一定程度上不同。另外，在(a)紫色和(f)红色的情况下光害避免比例成为非常低的值。

进而，在示出由水平面照度设为5lx、使占空比和脉冲发光频率变化时的测定结果求出的光害避免比例时，蓝色LED光源的情况如图3所示，绿色LED光源的情况如图4所示，黄绿色LED的情况如图5所示。在图3的蓝色时，脉冲发光频率为700Hz、占空比为60％，光害避免比例变得特别高，在图4的绿色时，脉冲发光频率为50Hz左右、占空比为60％、90％，光害避免比例特别变高，另外，在图5的黄绿色时，脉冲发光频率为700Hz、占空比为70％左右，光害避免比例特别变高。

如上所述，光害避免比例是由夜间照明下的基因表达量(A)与无夜间照明的条件下的基因表达量(B)以A/B的形式规定的量，可用作用于以与避免对试样光害的量的比例对应的量的方式进行表示的指标，但并非成为以相对于整体的比例本身的方式进行表现的数量。由此，从图2～5所示的结果来看，作为光害避免比例，高的数值也会超过1.0。与其说是绝对比例，还不如说是表示作为相对比例的指标的数量。

作为照明光源的光害避免比例的值，优选为1.0以上的值，若实际上光害避免比例为0.8以上，则可认为可供以实用。在绿色光的情况下，在连续光中，光害避免比例为0.70左右，在50Hz、占空比60％的脉冲发光中为1.34，根据图3～5这样的结果，对于蓝色光、黄绿色光，也可通过适当选择脉冲发光频率、占空比，从而得到适合的比例作为光害避免比例。

从光害避免比例的方面考虑优选的发光光源时，由图3可知，对于蓝色发光二极管的情况，优选以脉冲发光频率300～2700Hz、占空比10～90％进行驱动，由图4可知，对于绿色发光二极管的情况，优选以脉冲发光频率50～1000Hz、占空比20～90％进行驱动，由图5可知，对于黄绿色发光二极管的情况，优选以脉冲发光频率500～2700Hz、占空比10～90％进行驱动。

在本发明中，使用脉冲发光型的光源作为光源，但是由于意图对光害避免比例进行对比，因此在图6中示出以5勒克斯照度连续发光时的各色光源的光害避免比例。图中的数值表示光害避免比例、误差棒表示标准偏差。可知：光害避免比例成为0.8以上的仅是蓝色，特别是处于专利文献3记载的对开花影响强的光敏色素的吸收波长区域560nm～700nm的范围内的黄绿色、黄色、红色均在连续光条件下光害避免比例低。另外，将图6与图3～5的情况进行对比可知，根据脉冲发光频率和占空比提高蓝色、绿色、黄绿色的光害避免比例的效果变得更显著。

在单色光源的情况下，虽然可以使光害避免比例为高值，但平均显色指数Ra不那么变高。为了提高显色性，作为示例，构成组合蓝色、绿色、黄绿色的LED而成的照明装置，基于此，在相同条件下进行测定。

图7是将分别组合配置多个蓝色、绿色、黄绿色的LED而构成的光害避免照明装置的示例产生的发光光谱用实线表示，将白色光谱用虚线表示，另外，将绿色LED的光谱用链线表示。该光害避免照明装置将蓝色LED的发光频率设为250Hz，将绿色LED的发光频率设为250Hz，将黄绿色LED的发光频率设1000Hz，将占空比均设为10％，在与一般用在户外的白色LED(Ra＝88)进行比较时，不包括比580nm长的波长区域的光，但利用蓝色和黄绿色的互补色作用而成为近乎白色的感觉，人可见度高的绿色有助于照度，显色指数Ra为66，与单色绿色的情况的Ra＝33相比充分高，相当于表1中的显色性组2，可以说与一般用于夜间照明的汞灯等同。

在图8中，将分别组合配置多个蓝色、绿色、黄绿色的LED而构成的光害避免LED照明光源例产生的发光光谱用实线表示，将用于一般夜间照明的汞灯照明光源的发光光谱用虚线表示，另外，将荧光灯照明光源的发光光谱用链线表示。可知：该光害避免LED照明光源是利用图3至图5中各色光源显示出最高光害避免比例的脉冲发光频率与占空比的组合，实际的设定是蓝色LED的发光频率为700Hz、占空比为60％、绿色LED的发光频率为50Hz、占空比为60％、黄绿色LED的发光频率为700Hz、占空比为70％。光害避免LED照明光源的平均显色指数为Ra＝69，低于荧光灯的Ra＝93，但高于汞灯的Ra＝66，作为显色性组2的照明，具备可用作一般照明的性能。

图9示出因意图确认上述光害避免照明装置的光害避免效果而进行的试验的结果，将3台人工气候室内各自设成：设置光害避免照明装置(混色区：脉冲发光)、设置光害避免照明装置和分光光谱相等但进行连续发光的照明装置(混色区：连续发光)、不设置照明装置(对象区：无夜间照明)，分别栽培稻子(12株)，观察到达开花的天数。

在图9所示的结果中，设有光害避免照明装置的情况下的稻子与没有夜间照明的稻子相比，在开始开花时显示出延迟2天，但在开花率50％时改善成延迟1天，在开花末期时没有显示出延迟。在连续发光的照明装置的情况下，在开始开花时显示出延迟5天，在开花50％时显示出延迟4天，1株在出芽后88天也没有开花。在这里，在生产者、研究者之间将开花率到达50％的天数作为稻子开花的指标。

在设置有光害避免照明装置的情况下的1天延迟的影响所致的产量减少为2.7％，是略微的，等级品质上没有变化。设置有连续发光的照明装置的情况下的4天延迟的影响所致的产量减少为20.3％，其主要原因是作为总收获稻谷中的食用稻谷(比重为1.06以上)的比例即结实率减少了19.2％左右。结实率的降低还关系到降低等级品质的排名。

图10中示出关于设置在实际栽培稻子(Koshihikari)的户外水田田地的光害避免LED照明、荧光灯照明、汞灯照明的开花延迟天数。这示出根据社团法人日本防盗设备协会的防盗灯照度基准B类即平均水平面照度3勒克斯时、根据社团法人日本防盗设备协会的防盗灯照度基准A类即平均水平面照度5勒克斯时、根据国际照明委员会Pub.115的“对于步行者区域的照明条件”的“夜间利用度高的道路”中的平均水平面照度10勒克斯时的开花延迟天数，将3勒克斯时的延迟天数用深灰色表示，5勒克斯时的延迟天数用白色表示，10勒克斯时的延迟天数用浅灰色表示，误差棒表示标准偏差。在光害避免LED照明中，即使在10勒克斯时，延迟天数也止于约2天。另一方面，荧光灯照明在3勒克斯时延迟5天以上，在10勒克斯时延迟约10天。汞灯照明在3勒克斯时延迟4天，在5勒克斯时延迟10天，在10勒克斯时延迟12天以上。

所有实施结果是在稻子品种中使用Koshihikari的结果，这是因为该品种从东北的一部分到九州，在全国均有栽培，是占有全国收获量的35％以上的种植最多的品种，且具有容易引起夜间照明所致光害的性质。

作为光害避免照明装置，根据在图7中示出发光光谱的蓝色LED、绿色LED、黄绿色LED的组合的光源形成一例，作为光害避免照明装置，可以使用其它光源要素进行组合而构成。作为光害避免照明装置的光源要素，使用脉冲发光型且具有波长选择性的LED之类的光源。

作为光害避免照明装置，将光害避免比例为0.8以上作为条件而选择光源要素即可，关于在图3～5中示出光害避免比例的蓝色LED、绿色LED、黄绿色LED，可以仅将使光害避免比例成为0.8以上的脉冲发光频率、占空比的多个单色LED进行配置而成，但从制成对人给与自然感觉的照明装置这样的要求考虑，优选以平均显色指数成为60以上的方式组合不同色光的LED而成的照明装置作为夜间照明。

在图7中示出发光光谱的光害避免照明装置是将蓝色LED的发光频率设为250Hz、绿色LED的发光频率设为250Hz、黄绿色LED的发光频率设为1000Hz、将占空比均设为10％的LED进行组合而构成的，但是如图8所示，对于各色LED也可以制成具有其它发光频率而占空比不同的LED，进而也可以将其它发光频率、占空比的LED进行组合。

作为照明装置，具备利用LED等的要素光源和将其进行驱动的脉冲发光驱动装置，脉冲发光驱动装置仅具备与发光频率、占空比相应的程度。因而，从装置的简易性方面来说，尽可能减少发光频率、占空比的种类，如可能则使其为1种会有利。另外，对于LED，进行脉冲发光时，相比于连续发光的情况，可以使元件的寿命延长。但是，作为发光频率，由于是对人照明，所以应在成为人不感觉照明闪烁的下限的临界融合频率即约30Hz以上。

在各色LED中，即使任何LED均不满足光害避免比例为0.8以上的条件，但作为组合照明装置而满足光害避免比例的条件即可，关于平均显色指数Ra，在单色LED时变低，所以作为组合多色而成的照明装置，优选使Ra为60以上。

根据本发明的组合利用脉冲发光的光源要素而成的光害避免照明装置，通过使光害避免比例为0.8以上、优选为1.0以上而避免光害，并且通过使平均显色指数Ra为60以上，从而使人得到自然感觉。由于光害而导致在稻子之类的农作物的情况下在等级下降所致价格减少的同时还引起产量减少，这通过使用根据本发明的光害避免照明装置而得到解决，可以说是消除生产者对光害的担忧且具备充分性能的装置。另外，作为植物，对短日照植物稻子进行了研究，但是对于光害而言，并非是稻子所特有的事情，可以说在其它短日照植物、长日照植物的情况下作为光害也要同样得到考虑。

Claims (11)

1.一种夜间照明对植物造成的光害的评价方法，其特征在于，评价接近植被地区而设置的照明装置对植物产生的光害，包括：

准备用于进行夜间照明的人工气候室和不进行夜间照明的人工气候室；

在人工气候室内培育多株植物，直至开花诱导基因表达时；

开花诱导基因表达后，在用于进行所述夜间照明的人工气候室内放入一部分株的植物，经过1次以上的夜间期间后，对叶片进行采集、处理，提取总RNA，针对作为目标的基因表达量，定量地分析该基因的mRNA量，从而求出夜间照明条件下的基因表达量A；

开花诱导基因表达后，在不进行所述夜间照明的人工气候室内放入其它株的植物，经过1次以上的夜间期间后，对叶片进行采集、处理，提取总RNA，针对作为目标的基因的表达量，定量地分析该基因的mRNA量，从而求出无夜间照明的条件下的基因表达量B；

求出作为所述夜间照明条件下的基因表达量A与无夜间照明的条件下的基因表达量B之比的光害避免比例。

2.根据权利要求1所述的夜间照明对植物造成的光害的评价方法，其特征在于，所述植物为稻子，开花诱导基因为Hd3a。

3.一种夜间照明的特性评价方法，其特征在于，进一步包括求出针对用于所述夜间照明的光源的平均显色指数，

由利用权利要求1所述的夜间照明对植物造成的光害的评价方法求出的所述光害避免比例与所述平均显色指数，评价夜间照明的光源的特性。

4.根据权利要求3所述的夜间照明的特性评价方法，其特征在于，所述植物为稻子，开花诱导基因为Hd3a。

5.一种光害避免照明装置，其特征在于，使用特定颜色成分的脉冲发光光源或组合多种脉冲发光光源而成的光源，所述特定颜色成分的脉冲发光光源是利用脉冲驱动装置以规定的脉冲发光频率和占空比进行驱动而得的，所述多种脉冲发光光源具有各自不同的颜色成分且是利用脉冲驱动装置以规定的脉冲发光频率和占空比进行驱动而得的，

所述光害避免照明装置是如下设定而成的，即，设定所述特定颜色成分的脉冲发光光源或组合多种脉冲发光光源而成的光源中的各种脉冲发光光源的脉冲发光频率以及占空比，使得针对所述组合多种脉冲发光光源而成的光源利用权利要求1所述的夜间照明对植物造成的光害的评价方法求出的光害避免比例为0.8以上。

6.根据权利要求5所述的光害避免照明装置，其特征在于，所述特定颜色成分的脉冲发光光源为蓝色发光二极管，将该蓝色发光二极管以脉冲发光频率300～2700Hz、占空比10～90％进行驱动。

7.根据权利要求5所述的光害避免照明装置，其特征在于，所述特定颜色成分的脉冲发光光源为绿色发光二极管，将该绿色发光二极管以脉冲发光频率50～1000Hz、占空比20～90％进行驱动。

8.根据权利要求5所述的光害避免照明装置，其特征在于，所述特定颜色成分的脉冲发光光源为黄绿色发光二极管，将该黄绿色发光二极管以脉冲发光频率500～2700Hz、占空比10～90％进行驱动。

9.根据权利要求5所述的光害避免照明装置，其特征在于，使用组合多种脉冲发光光源而成的光源，所述多种脉冲发光光源具有各自不同的颜色成分且是利用脉冲驱动装置以规定的脉冲发光频率和占空比进行驱动而得的，

所述光害避免照明装置进行如下设定：设定所述组合多种脉冲发光光源而成的光源中的各种脉冲发光光源的脉冲发光频率以及占空比，使得针对所述组合多种脉冲发光光源而成的光源利用权利要求1所述的夜间照明对植物造成的光害的评价方法求出的光害避免比例为0.8以上，并且设为使作为光源整体的平均显色指数为60以上的所述多种脉冲发光光源的组合。

10.根据权利要求9所述的光害避免照明装置，其特征在于，所述多种脉冲发光光源至少包括蓝色发光二极管和黄绿色发光二极管。

11.根据权利要求9所述的光害避免照明装置，其特征在于，所述多种脉冲发光光源由蓝色发光二极管、绿色发光二极管和黄绿色发光二极管构成。

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