JP2001057816A - 植物育成光の照射方法および装置 - Google Patents
植物育成光の照射方法および装置Info
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- JP2001057816A JP2001057816A JP11233290A JP23329099A JP2001057816A JP 2001057816 A JP2001057816 A JP 2001057816A JP 11233290 A JP11233290 A JP 11233290A JP 23329099 A JP23329099 A JP 23329099A JP 2001057816 A JP2001057816 A JP 2001057816A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 植物の苗から成長前期には比較的赤外光を多
く含む光で照射して植物体を伸長させ、花芽形成ないし
果実等成熟期には、赤外光を前段階より少なく含む光照
射に切替えることを特長とする光照射方法。 【効果】 収穫時期を早めることができる効果を有す
る。
く含む光で照射して植物体を伸長させ、花芽形成ないし
果実等成熟期には、赤外光を前段階より少なく含む光照
射に切替えることを特長とする光照射方法。 【効果】 収穫時期を早めることができる効果を有す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、完全制御型光植物
工場における技術改良に関するものである。
工場における技術改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の植物工場の概念は２つに分けられ
る。そのひとつは太陽光利用型であり、他は人工光で照
明を行うものである。前者は、コストは安いものの生産
性は低く、後者はその逆であって、今後有望視されてい
るものの、人工光照明のために電力コストが高くなり問
題の解決が急がれている。
る。そのひとつは太陽光利用型であり、他は人工光で照
明を行うものである。前者は、コストは安いものの生産
性は低く、後者はその逆であって、今後有望視されてい
るものの、人工光照明のために電力コストが高くなり問
題の解決が急がれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は後者の場合、
すなわち人工光照明において、ランプによる照明法の技
術の高効率化改良に関する提案である。
すなわち人工光照明において、ランプによる照明法の技
術の高効率化改良に関する提案である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】光照明による植物の成長
効率を高めるため、照射光波長を切替える新規な手段を
提案する。
効率を高めるため、照射光波長を切替える新規な手段を
提案する。
【０００５】ランプとしては、その高効率性から、ほと
んどの場合に高圧ナトリウムランプが用いられてきた。
このランプは発光量子効率が２５ないし３０％程度と高
く、他の光源よりもエネルギー効率が高いこと、および
その発光波長が、植物の光合成に必要となる波長成分を
含んでいるので、有利な光源である。
んどの場合に高圧ナトリウムランプが用いられてきた。
このランプは発光量子効率が２５ないし３０％程度と高
く、他の光源よりもエネルギー効率が高いこと、および
その発光波長が、植物の光合成に必要となる波長成分を
含んでいるので、有利な光源である。
【０００６】ここで、必要となる波長成分とは、赤およ
び青色光であって、その成分比率はたとえばＤＩＮ規格
５０３１に規定されている。
び青色光であって、その成分比率はたとえばＤＩＮ規格
５０３１に規定されている。
【０００７】すなわち赤色光とは６５０ｎｍ附近にピー
クをもつ光であり、青色光とは４５０ｎｍ附近にピーク
をもつ光である。両者のバランスについては、赤色光の
光量が青色光以上必要であるということで、これらはま
た「植物工場ハンドブック」（高辻正基編、東海大学出
版会 １９９７年）P.８０〜８２および「レーザー研究
（レーザー植物工場小特集号）vol.２５、１２号」（１
９９７、レーザー学会）P.８３２〜８３５などに記載さ
れている。
クをもつ光であり、青色光とは４５０ｎｍ附近にピーク
をもつ光である。両者のバランスについては、赤色光の
光量が青色光以上必要であるということで、これらはま
た「植物工場ハンドブック」（高辻正基編、東海大学出
版会 １９９７年）P.８０〜８２および「レーザー研究
（レーザー植物工場小特集号）vol.２５、１２号」（１
９９７、レーザー学会）P.８３２〜８３５などに記載さ
れている。
【０００８】これら従来の文献では、これに基いて、光
合成放射量子密度（ＰＰＦＤ）が定義されているが、こ
こでも波長７００ｎｍ以下の赤色光および青色光の光量
のみが考慮されており、本発明で注目する波長７００ｎ
ｍ以上の赤外光は、従来の植物工場では価値のないもの
とみなされ無視されてきた。
合成放射量子密度（ＰＰＦＤ）が定義されているが、こ
こでも波長７００ｎｍ以下の赤色光および青色光の光量
のみが考慮されており、本発明で注目する波長７００ｎ
ｍ以上の赤外光は、従来の植物工場では価値のないもの
とみなされ無視されてきた。
【０００９】実際上も、光合成に実際必要な波長は７０
０ｎｍ以下である。事実、発光ダイオードを用いれば単
色光を発することができるので、赤色ＬＥＤと青色ＬＥ
Ｄとを併用すれば植物は健全に育つことが明らかになっ
ている。
０ｎｍ以下である。事実、発光ダイオードを用いれば単
色光を発することができるので、赤色ＬＥＤと青色ＬＥ
Ｄとを併用すれば植物は健全に育つことが明らかになっ
ている。
【００１０】しかしまた一方で、上記とは全く別に、波
長７００ｎｍ以上の赤色光が植物の生育に有効であると
いう、ごく最近の報告もある。その公知例は、本発明者
の一人である水島宜彦の論文「植物工場理論に基いた照
明投資の最適化とその実態」( 植物工場学会誌 vol. １
１、P.７７、１９９９）および相賀一郎氏他の論文「光
に対する植物の生理生態反応」（SHITA REPORT No.8
、P.２４〜３４、１９９４）などに、はじめて記載さ
れた。
長７００ｎｍ以上の赤色光が植物の生育に有効であると
いう、ごく最近の報告もある。その公知例は、本発明者
の一人である水島宜彦の論文「植物工場理論に基いた照
明投資の最適化とその実態」( 植物工場学会誌 vol. １
１、P.７７、１９９９）および相賀一郎氏他の論文「光
に対する植物の生理生態反応」（SHITA REPORT No.8
、P.２４〜３４、１９９４）などに、はじめて記載さ
れた。
【００１１】これらの矛盾点を探究すべく、本発明者は
新規な実験を行い、新しい知見を得た。
新規な実験を行い、新しい知見を得た。
【００１２】すなわち、７００ｎｍよりも長波長の赤外
光を多く含む最近の製品の高圧ナトリウムランプと、従
来一般的に用いられてきた高圧ナトリウムランプとを比
較に用いた。
光を多く含む最近の製品の高圧ナトリウムランプと、従
来一般的に用いられてきた高圧ナトリウムランプとを比
較に用いた。
【００１３】前者は発光量子効率が劣っている代りに、
７００ｎｍ以上の長波長赤外光成分を多く含んでおり、
後者は赤外光成分をより少なく含んでおり、発光量子効
率が高い。本発明においては、より好ましくは、ほとん
ど含まないものが用いられる。
７００ｎｍ以上の長波長赤外光成分を多く含んでおり、
後者は赤外光成分をより少なく含んでおり、発光量子効
率が高い。本発明においては、より好ましくは、ほとん
ど含まないものが用いられる。
【００１４】ここでは、簡単のために便宜上、前者を有
赤外光ランプ、後者を無赤外光ランプということにす
る。数値例はメーカーカタログ等から採ったものが、前
記「植物工場ハンドブック」（高辻正基編、東海大学出
版会 １９９７年）P.８０〜８２および前記「レーザー
研究（レーザー植物工場小特集号）vol.２５、１２号」
（１９９７、レーザー学会）P.８３２〜８３５に示され
ている。
赤外光ランプ、後者を無赤外光ランプということにす
る。数値例はメーカーカタログ等から採ったものが、前
記「植物工場ハンドブック」（高辻正基編、東海大学出
版会 １９９７年）P.８０〜８２および前記「レーザー
研究（レーザー植物工場小特集号）vol.２５、１２号」
（１９９７、レーザー学会）P.８３２〜８３５に示され
ている。
【００１５】栽培実験においては、養液の条件、温度条
件、照射時間などはすべて等しくし、別の場所で発芽さ
せて育てた複数の苗を等分して、ランプのみ異なる栽培
床にそれぞれ定植し、以後の変化を観察した。これらの
条件とは、一般の文献に記載されてある標準的なもので
あって、たとえば前記「植物工場ハンドブック」（高辻
正基編、東海大学出版会 １９９７年）P.８０〜８２お
よび前記水島宜彦の論文「植物工場理論に基いた照明投
資の最適化とその実態」( 植物工場学会誌 vol. １１、
P.７７、１９９９）等に記載されている。
件、照射時間などはすべて等しくし、別の場所で発芽さ
せて育てた複数の苗を等分して、ランプのみ異なる栽培
床にそれぞれ定植し、以後の変化を観察した。これらの
条件とは、一般の文献に記載されてある標準的なもので
あって、たとえば前記「植物工場ハンドブック」（高辻
正基編、東海大学出版会 １９９７年）P.８０〜８２お
よび前記水島宜彦の論文「植物工場理論に基いた照明投
資の最適化とその実態」( 植物工場学会誌 vol. １１、
P.７７、１９９９）等に記載されている。
【００１６】サラダ菜の場合には次の結果を得た。有赤
外光ランプでは、日々の成長率が無赤外光ランプに比較
し、約３０％増しであった。ここで成長率とは、植物体
の重量の1日当り増加率で定義される。
外光ランプでは、日々の成長率が無赤外光ランプに比較
し、約３０％増しであった。ここで成長率とは、植物体
の重量の1日当り増加率で定義される。
【００１７】赤外光の量子エネルギーは、短波長側の波
長にくらべて小さいため、総照射エネルギーも小さいに
もかかわらず成長率が大きいことは、赤外光には成長を
促進する効果があると理解される。このことは、部分的
に前記水島宜彦の論文「植物工場理論に基いた照明投資
の最適化とその実態」( 植物工場学会誌 vol. １１、P.
７７、１９９９）にはじめて本発明者が報告した。
長にくらべて小さいため、総照射エネルギーも小さいに
もかかわらず成長率が大きいことは、赤外光には成長を
促進する効果があると理解される。このことは、部分的
に前記水島宜彦の論文「植物工場理論に基いた照明投資
の最適化とその実態」( 植物工場学会誌 vol. １１、P.
７７、１９９９）にはじめて本発明者が報告した。
【００１８】すなわち赤外光は、直接に光合成に寄与し
なくとも、草丈を伸長させる刺激を与えることによっ
て、受光面積を増すので照射光を受けやすくし、結果的
に光合成を有効ならしめる効果を期待することができ
る。
なくとも、草丈を伸長させる刺激を与えることによっ
て、受光面積を増すので照射光を受けやすくし、結果的
に光合成を有効ならしめる効果を期待することができ
る。
【００１９】したがって、サラダ菜のような緑葉野菜に
ついては、赤外光による生産増強効果がある。これは実
験によっても確かめられた。
ついては、赤外光による生産増強効果がある。これは実
験によっても確かめられた。
【００２０】本発明者は、さらに進んで次のような実験
を行った。緑葉野菜ではなく、花卉の栽培において同様
の実験を行ったところ、赤外光の効果は、上記と同様に
草丈の伸長には効果的であったが、その後の花芽の形
成、開花時期については却って遅延した。有赤外光で引
続き照射を継続すると、植物体の徒長のみが認められ、
花つきが遅くなった。すなわち赤外光の効果は、花につ
いては有効ではない。但し、いったん花芽を形成する
と、その後は特段の問題はなく、従来の光質のランプで
有効に成長する。
を行った。緑葉野菜ではなく、花卉の栽培において同様
の実験を行ったところ、赤外光の効果は、上記と同様に
草丈の伸長には効果的であったが、その後の花芽の形
成、開花時期については却って遅延した。有赤外光で引
続き照射を継続すると、植物体の徒長のみが認められ、
花つきが遅くなった。すなわち赤外光の効果は、花につ
いては有効ではない。但し、いったん花芽を形成する
と、その後は特段の問題はなく、従来の光質のランプで
有効に成長する。
【００２１】すなわち、実用上の目的には、花芽形成に
必要な植物体の成長充実時期までは有赤外光で照射し、
ついで花芽の催芽時期以降は、発光効率の高い無赤外光
照射に移行することが得策である。
必要な植物体の成長充実時期までは有赤外光で照射し、
ついで花芽の催芽時期以降は、発光効率の高い無赤外光
照射に移行することが得策である。
【００２２】上記の事実は、水耕栽培可能な草花につい
ては広く共通に認められるもののごとくであった。実験
に供した「キンセンカ、デージー、 ぺチュニア、矢車
草、なでしこ、コスモス、バーベナ」について共通の現
象であった。ただしその程度は品種によって差が認めら
れた。
ては広く共通に認められるもののごとくであった。実験
に供した「キンセンカ、デージー、 ぺチュニア、矢車
草、なでしこ、コスモス、バーベナ」について共通の現
象であった。ただしその程度は品種によって差が認めら
れた。
【００２３】次に行った実験では、果実を期待する植物
について同様に赤外光の効果を比較した。
について同様に赤外光の効果を比較した。
【００２４】この場合も、基本的には花卉の場合と同様
であり、赤外光の効果は植物体の初期成育のみに寄与
し、その後の開花ないし結実に関しては逆の作用を示す
ことが分かった。
であり、赤外光の効果は植物体の初期成育のみに寄与
し、その後の開花ないし結実に関しては逆の作用を示す
ことが分かった。
【００２５】これらのことは、ナタネ、エンドウ等につ
いて実証された。
いて実証された。
【００２６】
【発明の実施の形態】以上の新規な方法を実用するため
の実施例を図１に示す。図１は本願発明に係る植物育成
光の照射装置の実施例の説明図であり、１は植物栽培
床，２、３は光質の異なるランプである。（ａ）はラン
プを所定時期に切替える場合で、（ｂ）は栽培床を所定
時期に移動させる場合を示す。
の実施例を図１に示す。図１は本願発明に係る植物育成
光の照射装置の実施例の説明図であり、１は植物栽培
床，２、３は光質の異なるランプである。（ａ）はラン
プを所定時期に切替える場合で、（ｂ）は栽培床を所定
時期に移動させる場合を示す。
【００２７】この装置としては、 図１に例を示すように
栽培床１に対して、照明ランプ装置２，３を２つの系統
具備しておき、植物の成長時期に応じて、照明を切替え
ればよい。また同様の目的を達するため、照明区画を別
にしておき所定時期になったら植物を次の照明区画へ移
すようにしておけばよい。あるいは逆に、照明装置を移
動することもできる。これらの手段は、ともに綜合的な
工程の一環として設定しておけばよいので、制御の負
担、コストが増すわけではない。
栽培床１に対して、照明ランプ装置２，３を２つの系統
具備しておき、植物の成長時期に応じて、照明を切替え
ればよい。また同様の目的を達するため、照明区画を別
にしておき所定時期になったら植物を次の照明区画へ移
すようにしておけばよい。あるいは逆に、照明装置を移
動することもできる。これらの手段は、ともに綜合的な
工程の一環として設定しておけばよいので、制御の負
担、コストが増すわけではない。
【００２８】このように、本発明では、植物体の成長初
期においては有赤外光ランプで照射し、その後ランプを
切替えて無赤外光ランプで照射することを行ったとこ
ろ、その結果は、 植物体の成長および開花結実ともに短
期間に達成され、単一光質ランプで継続照射するよりも
早く収穫時期に達し、結果は良好であった。
期においては有赤外光ランプで照射し、その後ランプを
切替えて無赤外光ランプで照射することを行ったとこ
ろ、その結果は、 植物体の成長および開花結実ともに短
期間に達成され、単一光質ランプで継続照射するよりも
早く収穫時期に達し、結果は良好であった。
【００２９】このように、光質の異なるランプを成長の
途中で切替えること、特に、光合成には直接寄与しない
ような赤外光を成育初期に使用することは、いまだ試み
られたことがなかったのである。
途中で切替えること、特に、光合成には直接寄与しない
ような赤外光を成育初期に使用することは、いまだ試み
られたことがなかったのである。
【００３０】従来、エマーソン効果と称して、単色光一
種よりも、複数の単色光を併用することが有効であるこ
とは知られている。しかし本発明はこれらと異なり、赤
外光を使用すること、連続スペクトル光でもよいこと、
特に光を切替えることは、まだ知られたことがない。
種よりも、複数の単色光を併用することが有効であるこ
とは知られている。しかし本発明はこれらと異なり、赤
外光を使用すること、連続スペクトル光でもよいこと、
特に光を切替えることは、まだ知られたことがない。
【００３１】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明では
植物の成育途上において赤外光照射の程度を切替えるも
のであり、これによって収穫時期を早めることができる
効果を有する。
植物の成育途上において赤外光照射の程度を切替えるも
のであり、これによって収穫時期を早めることができる
効果を有する。
【００３２】従って、産業上有用な発明となるものであ
る。
る。
【図１】図１は本願発明に係る植物育成光の照射装置の
実施例の説明図である。
実施例の説明図である。
１ … 植物栽培床 ２、３ … 光質の異なるランプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 善昭 静岡県浜名郡舞阪町浜田318−１ (72)発明者 水島 宜彦 静岡県浜北市中瀬7136−50 Ｆターム(参考） 2B022 AB11 AB17 DA08
Claims (2)
- 【請求項１】 完全制御型光植物工場における植物育成
用の光照射手段において、植物体の成長初期には、通常
植物の光合成に有効となるべき波長７００ｎｍ以下の赤
色光および青色光だけではなく、波長７００ｎｍ以上の
赤外光成分をも多量に含有する光質の照射光を使用して
照射し、成長初期以後の花芽形成期ないし果実形成など
の成熟期においては、７００ｎｍ以上の赤外光を前段階
より少なく含む上記通常光照射に切替ないし移行するご
とくなされる、複数の光質照射時期を含むことを特長と
する植物育成光の照射方法。 - 【請求項２】 完全制御型光植物工場における植物育成
用の光照射手段において、植物体の成長初期には、通常
植物の光合成に有効となるべき波長７００ｎｍ以下の赤
色光および青色光だけではなく、波長７００ｎｍ以上の
赤外光成分をも多量に含有する光質の照射光を使用して
照射し、成長初期以後の花芽形成期ないし果実形成など
の成熟期においては、７００ｎｍ以上の赤外光を前段階
より少なく含む上記通常光照射に切替ないし移行するご
とくなされる、複数の光質照射時期を含むことを特長と
する植物育成光の照射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11233290A JP2001057816A (ja) | 1999-08-19 | 1999-08-19 | 植物育成光の照射方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11233290A JP2001057816A (ja) | 1999-08-19 | 1999-08-19 | 植物育成光の照射方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001057816A true JP2001057816A (ja) | 2001-03-06 |
Family
ID=16952797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11233290A Pending JP2001057816A (ja) | 1999-08-19 | 1999-08-19 | 植物育成光の照射方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001057816A (ja) |
Cited By (12)
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|---|---|---|---|---|
| JP2006067948A (ja) * | 2004-09-03 | 2006-03-16 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 夜間短時間補光を利用した短日植物並びに中性植物の成長促進方法 |
| WO2008142995A1 (ja) | 2007-05-11 | 2008-11-27 | M Hikari & Energy Laboratory Co., Ltd. | オンサイト統合生産工場 |
| JP2009543015A (ja) * | 2006-07-03 | 2009-12-03 | デーウー・エレクトロニクス・コーポレイション | 野菜の光合成を促進可能な冷蔵庫及びその制御方法 |
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| JP2017106722A (ja) * | 2017-03-23 | 2017-06-15 | 三菱電機株式会社 | 冷蔵庫 |
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-
1999
- 1999-08-19 JP JP11233290A patent/JP2001057816A/ja active Pending
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