JP2001095376A

JP2001095376A - 植物照射装置

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Publication number: JP2001095376A
Application number: JP28334499A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Hamamoto; 浩浜本; Hideo Shimaji; 英夫島地; Tadahisa Higashide; 忠桐東出
Original assignee: NATL RES INST OF VEGETABLES OR; Natl Res Inst Of Vegetables Ornamental Plants & Tea
Current assignee: NATL RES INST OF VEGETABLES OR; Natl Res Inst Of Vegetables Ornamental Plants & Tea
Priority date: 1999-10-04
Filing date: 1999-10-04
Publication date: 2001-04-10

Abstract

(57)【要約】【課題】植物の伸長、形態形成、色素形成に影響する
光波長の調査、光照射に対する植物体各部における感受
性の調査、及びこれらの結果を応用して植物の成長調節
を行う場合、もしくは観賞用植物のライトアップに用い
る植物照射装置。【解決手段】植物に光を照射して成長を調節する、あ
るいは植物の観賞的価値を高めるライティングをする植
物照射装置であって、．照射光源を半導体発光素子
５，１２とし、支持体１，８に各波長域の光を発生する
発光素子５，１２を交換可能に、または組み合わせ可能
に支持すると共に、植物２に近接照射するようにした。
．植物２を直接、あるいは植物２の近傍において支柱
３を挟持するクリップ状支持体１に、発光素子５を交換
可能に支持した。．植物２に近接して設けられる板状
支持体８に、複数の発光素子１２を交換可能に支持し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、植物の伸長、形態
形成、色素形成に影響する光波長の調査、光照射に対す
る植物体各部における感受性の調査、及びこれらで得ら
れた結果を応用して植物の成長調節を行う場合、もしく
は観賞用植物のライトアップに用いる植物照射装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】光は直接光合成に用いられる他、形態形
成や生態生理的反応を介して成長をコントロールする。
例えば組織の伸長（村上ら、生物環境調節ｖｏｌ．２
９，ｐ７３−７９；吉中ら、園芸学会雑誌ｖｏｌ．６７
別冊２，ｐ３８４）、花芽の形成（山田、農林水産技
術会議編研究成果シリーズ８６，ｐｌｌｌ−１１５；高
尾、園芸学会雑誌ｖｏｌ．６４別冊２，ｐ３８６−３
８７）などの現象が光の色によって影響を受けることが
知られている。

【０００３】しかし、同じ色の光を照射しても反対の効
果が現れる場合がある。例えばホウレンソウの花芽形成
は、山田（農林水産技術会議編研究成果シリーズ８６，
ｐｌｌｌ−１１５）の報告では青色光で促進されるとな
っているが、高尾（園芸学会雑誌ｖｏｌ．６４別冊
２，ｐ３８６−３８７）の報告では逆に抑制されるとし
ている。また、村上ら（生物環境調節ｖｏｌ．２９，ｐ
７３−７９）は過去の研究例をあたり、遠赤色光を相対
的に多くした場台の効果は、葉面積などにおいて増加さ
せたという報告と、減少したという逆の報告があること
を紹介している。

【０００４】山崎ら（園芸学会雑誌ｖｏｌ．６８別冊
ｌ，ｐ１０１）は長日植物の花芽形成に対する光色の効
果は植物種によって異なるという見解を示している。

【０００５】このように光の色、言い換えれば光の波長
の影響については、まだ明確にならない点があり、農
業、植物関連の大学、研究機関は植物成長への光波長の
影響を洗い直している。過去の研究は実験装置、手法も
様々で、これが結果が一定しない一つの原因となってい
た。近年は発光ダイオードなどの波長域の狭い単色光を
出す半導体光源が各色揃ってきたため、これを用いる方
法が多くなりつつある。また、従来小型、高輝度で各波
長の光を放射する光源がなかったため調査が進んでいな
かった植物体の部位別の光感受性についても、半導体光
源の利用によって、詳細な調査が行われることが予想さ
れる。

【０００６】いずれにせよ、今後こうした研究が進むと
考えられるが、これを支援するためには、適当な実験装
置の開発が必要である。

【０００７】研究が進めば、その成果を積極的に利用し
て植物の成長を制御する技術が発展することが予想され
る。人工光装置の多くは、屋内において成長に必要な光
量が得られない場合の光供給源としての用途が主である
が、今後は光の十分に得られる条件においても形態形
成、外見の調節等を目的として補光するために人工光装
置が利用されると想定されるため、適当な照明器具が必
要である。

【０００８】観賞用植物を適当な色の光で照射すること
で、その美しさを際だたせ、価値を高めることができ
る。植物観賞用のライトアップ機器はいくつか開発され
ているが（特開平５−２３０５３号；特開平６−２８４
８２３号；特開平８−３７９３０号）、位置が固定され
たり、色の組み合わせを自由に変えるのが難しい。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本装置は単色光を出す
半導体素子を用いるため、植物成長への光波長域の効果
を明確にする実験器具として利用できる。特に植物に近
接配置、もしくは密着させられるので、植物体の一部分
に集中して照射することができ、光照射の効果が大きい
植物部位を明確にする実験器具として有効である。

【００１０】研究成果を実際の栽培場面で応用する際に
も、照射装置として使える。特に、有効波長域、有効部
位に絞って植物体を照射できるという特色を活かして、
少ない素子数、少ない電力で効果をあげる、狭いスペー
スで多くの種類の光照射処理をする、といった場面に有
効に利用できる。

【００１１】照射位置や光色組み合わせの変更のため、
装置からの半導体素子を着脱可能として、素子の配置替
え、種類換えを容易に行うことを可能とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、Ａ．植物に光を照射して成長を調節する、あるいは植物
の観賞的価値を高めるライティングをする植物照射装置
において、照射光源を半導体発光素子とし、支持体に各
波長域の光を発生する発光素子を交換可能に、または組
み合わせ可能に支持すると共に、植物に近接照射するよ
うにしたことを特徴としている。

【００１３】Ｂ．植物を直接、あるいは植物の近傍にお
いて挟持するクリップ状の支持体に、発光素子を交換可
能に支持したことを特徴としている。

【００１４】Ｃ．植物に近接して設けられる板状の支持
体に、複数の発光素子を交換可能に支持したことを特徴
としている。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面及び表を参照して具体的に説明する。

【００１６】図１において、符号１は植物を近接照射す
るための小型クリップからなる支持体で、このクリップ
状支持体１は、図２に示すように、植物２の茎、枝、葉
柄、果柄等を直接挟持し（ａ）、あるいは植物２の近傍
に設けられた支柱３を挟持して（ｂ）、植物２に光を照
射して成長を調節したり、あるいは植物２の観賞的価値
を高めるライティングを行ったりする。クリップ状支持
体１には、バンド状の素子保持部４を介してＬＥＤ等の
半導体発光素子５が挿脱、かつ各波長域の光を発生する
発光素子と交換可能に支持されている。そして、発光素
子５は、植物２の茎、葉、花、果実等の特定部位を近接
照射する（図２参照）。

【００１７】半導体発光素子５にレーザーダイオードや
発光ダイオードなどの指向性の強い発光特性を持つ素子
を用いれば、特定植物株の特定部位に照射を集中させ、
他の部位や近隣の別の植物株への影響を小さくすること
が可能である。このとき、素子の周囲をテープなどで遮
蔽すると、さらに光の集中性を高めることができる。よ
って狭いスペースにおいて、幾通りもの処理が可能とな
る。電源コード６のついた発光素子５を取り替えやすい
ように、素子保持部４をゴムのような伸縮性素材にし
て、素子本体の一部を挟みこんでクリップ状支持体１に
固定するようにしてもよい。また、素子５と電源コード
６の接続部をコネクタ状にしておくと着脱が容易にな
り、素子５が交換しやすい。

【００１８】屋外使用や、屋内使用でも潅水することな
どを考慮すると、金属部分や電気接続部分には防水処理
を施すのが望ましい。また、半導体発光素子５は、電池
によっても駆動できる。図４に示すように、小型電池７
を電源とするならば、クリップ状支持体１と電源が一体
化でき、電源コードを長くひく必要がなくなり、移動が
容易となり、植物２の所望の位置に簡単に取付けられ
る。

【００１９】図５ないし図７に示す、本発明による支持
体の第２実施例の板状支持体８は、先の尖った板体の表
面側から裏面側まで貫通する多数の小穴９を複数列あけ
ており、これら小穴９の列に対応して裏面側に複数の電
極１０を配設し、電極１０には電源コード１１を接続し
ている。電極１０に設けられた素子保持部１３には、板
体の表面側から半導体発光素子１２の端子１２ａが小穴
９を介して挿脱され、素子保持部１３は電気伝導性があ
り、端子１２ａを挟み込むなどして、素子１２を板状支
持体８に固定する。そして、板状支持体８を、図７に示
すように、例えばプランター１４に植えられた植物２に
近接して設け、半導体発光素子１２により照射する。こ
の場合、半導体発光素子１２を素子保持部１３に差し込
めば、即座に利用でき、素子１２の自由な配置、交換が
可能となる。

【００２０】この板状支持体８においても、上記クリッ
プ状支持体１の場合と同様に、屋外使用や、屋内使用で
も潅水することなどを考慮すると、金属部分や電気接続
部分には防水処理を施すことが望ましい。また、半導体
発光素子１２は、電池によっても駆動できる。図８に示
すように、小型電池１５を電源とするならば、板状支持
体８と電源が一体化でき、電源コードを長くひく必要が
なくなり、移動が容易となり、植物２の所望の位置に簡
単に取付けることができる。

【００２１】［実験例１］卜マトをポットに植え、温室
内で栽培した。第４本葉出現期に６６０ｎｍ、７３０ｎ
ｍにピーク波長を持つ発光ダイオード５を装着したクリ
ップ状支持体１を胚軸部（地際から第１本葉の間の
茎）、第１節間（第１本葉から第２本葉の間の茎）に取
付け、ビニルテープで側方への光のもれを抑制して、第
１花房の開花時まで照射した。その結果、側枝の伸長が
６６０ｎｍ照射では促進され、７３０ｎｍ照射では抑制
された。この傾向は胚軸照射、第１節間照射のいずれで
もみられた（表１、表２）。また、第３本葉上で主枝が
二股にわかれて同じように生育した奇形株の各主枝に６
６０ｎｍ、７３０ｎｍの発光ダイオード５を装着したク
リップ状支持体１を取付け、そのまま生育させたとこ
ろ、７３０ｎｍによる茎照射で側枝の伸長を抑制できた
（表３）。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【表２】

【００２４】

【表３】

【００２５】［実験例２］卜マト、キュウリ、ヒマワリ
をポットに植え、温室内で前後左右１５〜２０ｃｍ程度
の間隔で配置して栽培した。子葉展開期〜第２本葉出現
期に６６０ｎｍ、７３０ｎｍ、４７０ｎｍにピーク波長
を持つ発光ダイオード５を装着したクリップ状支持体１
を茎部または支柱にとりつけ、ビニルテ一プおよびアル
ミホイル小片で側方への光のもれを抑制して、一定の生
育ステージまで茎の一部分を照射した。その結果、植物
の伸長が６６０ｎｍ照射ではヒマワリを除いて対照（照
射しない場合）よりやや抑制、７３０ｎｍ照射では促進
された。植物の重量は７３０ｎｍ照射で増加促進された
（表４〜表８）。

【００２６】

【表４】

【００２７】

【表５】

【００２８】

【表６】

【００２９】

【表７】

【００３０】

【表８】

【００３１】

【表９】

【００３２】［実験例３］キュウリ、ヒマワリをポット
に植え、温室内で前後左右１５〜２０ｃｍ程度の間隔で
配置して栽培した。子葉展開〜第２本葉出現期に７３０
ｎｍまたは６６０ｎｍにピーク波長を持つ発光ダイオー
ド１２を装着した板状支持体８をポット内の土に差し込
み、一定の生育ステージまで茎葉部を照射した。その結
果、７３０ｎｍ照射の植物伸長、重量増加促進効果が認
められた（表９、表ｌ０）。６６０ｎｍ照射はヒマワリ
の伸長、重量増加を促進したが、７３０ｎｍ照射に比べ
ると効果は劣った（表ｌ０）。実験例２の結果とも考え
あわせると、ヒマワリの６６０ｎｍ照射に対する反応は
伸長促進で、キュウリ、トマトのどちらかといえば伸長
抑制という反応とは異なることがわかった。

【００３３】

【表１０】

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の植物照射
装置によれば、上記の構成により以下の作用効果を奏す
ることができる。

【００３５】照射光源を半導体発光素子とし、支持体に
各波長域の光を発生する発光素子を交換可能に、または
組み合わせ可能に支持すると共に、植物に近接照射する
ようにしたので、植物に光を照射して成長を調節する、
あるいは植物の観賞的価値を高めるライティングをする
際に、照射光源を半導体発光素子とすることで、植物に
対する熱の影響がほとんどなく、消費電力が少なく、波
長域の異なるものと簡単、かつ容易に交換することがで
きる。また、植物に近接配置、もしくは密着させられる
ので、植物体の一部分に集中して照射することができ、
光照射の効果が大きい植物部位を明確にすることができ
る。さらに、有効波長域、有効部位に絞って植物体を照
射できるという特色を活かして、少ない素子数で効果を
あげ、また、狭いスペースで多くの種類の光照射処理を
することができる。

【００３６】植物を直接、あるいは植物の近傍において
挟持するクリップ状の支持体に、発光素子を交換可能に
支持したので、クリップ状支持体を植物の茎、葉、花、
果実等の特定部位に近接させて挟持して、所望の部位を
正確に照射できる。また、発光素子の交換は簡単、かつ
容易である。

【００３７】植物に近接して設けられる板状の支持体
に、複数の発光素子を交換可能に支持したので、植物の
照射位置や光色組み合わせ変更のため、発光素子の配置
替え、種類換えを、支持体に対して発光素子を差し替え
る、という簡単な操作により行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるクリップ状支持体に、素子保持部
を介して半導体発光素子を保持した状態の斜視図であ
る。

【図２】半導体発光素子を保持したクリップ状支持体
を、植物に直接挟持させた状態の斜視図（ａ）、植物近
傍に立設された支柱にクリップ状支持体を挟持させた状
態の斜視図（ｂ）である。

【図３】クリップ状支持体に対して素子保持部により半
導体発光素子を挿脱する状態の斜視図である。

【図４】クリップ状支持体に小型電池を設けて半導体発
光素子に接続した状態の斜視図である。

【図５】本発明による板状支持体に半導体発光素子を装
着した状態の正面図である。

【図６】板状支持体に半導体発光素子を挿脱する状態の
部分側面図（ａ）、板状支持体の部分背面図（ｂ）、板
状支持体に半導体発光素子を装着した状態の部分拡大側
面図（ｃ）である。

【図７】半導体発光素子を装着した板状支持体を、ポッ
トに植えられた植物を照射するのに用いた状態の斜視図
である。

【図８】板状支持体に小型電池を設けて半導体発光素子
を装着した電極に接続した状態の斜視図である。

【符号の説明】

１クリップ状支持体２植物３支柱４素子保持部５，１２半導体発光素子１２ａ端子６，１１電源コード７，１５小型電池８板状支持体９小孔１０電極１３素子保持部１４プランター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者東出忠桐愛知県知多郡武豊町字南中根24−１武豊住宅302号室Ｆターム(参考） 2B022 AA03 DA08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】植物に光を照射して成長を調節する、あ
るいは植物の観賞的価値を高めるライティングをする植
物照射装置において、照射光源を半導体発光素子とし、支持体に各波長域の光
を発生する発光素子を交換可能に、または組み合わせ可
能に支持すると共に、植物に近接照射するようにしたこ
とを特徴とする植物照射装置。
【請求項２】植物を直接、あるいは植物の近傍におい
て挟持するクリップ状の支持体に、発光素子を交換可能
に支持したことを特徴とする請求項１記載の植物照射装
置。
【請求項３】植物に近接して設けられる板状の支持体
に、複数の発光素子を交換可能に支持したことを特徴と
する請求項１記載の植物照射装置。