JP2002272272A

JP2002272272A - 人工光を用いたアブラナ科植物の育苗装置および育苗方法

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Publication number: JP2002272272A
Application number: JP2001083096A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Katsumata; 政和勝又
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2001-03-22
Filing date: 2001-03-22
Publication date: 2002-09-24
Anticipated expiration: 2021-03-22
Also published as: JP4684444B2

Abstract

(57)【要約】【課題】主にアブラナ科植物の花芽分化を促進するこ
とができる人工光を用いたアブラナ科植物の育苗装置を
提供する。【解決手段】温度制御装置２２、湿度制御装置２３お
よび炭酸ガス濃度制御装置２４で、アブラナ科植物の苗
を生育する環境条件を整え、外部光を遮蔽して光源パネ
ル１４からの人工光を苗に照射する際に、青色光および
遠赤色光の双方のみを照射する。また、植物観測装置１
５および養液成分分析装置２０によって生育状態を検知
し、この検知された生育状態に応じて光源パネル１４か
らの青色光および遠赤色光の照射期間を光源制御装置２
１で制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主としてアブラナ
科植物の苗に人工光を照射することにより開花を促進す
る人工光を用いたアブラナ科植物の育苗装置および育苗
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から植物苗に人工光を照射し、育苗
を促す技術が植物栽培の分野に取り入れられている。こ
の種の発明として例えば次の〜の公報に記載された
ものがある。特開平９−１４９７２９号公報に記載さ
れた植物の育苗方法は、植物の育苗段階において波長６
７０〜９５０ｎｍの赤色光または赤外光を補光するとい
うものである。特開平９−８７１５号公報に記載され
た育苗照射方法とその装置は、光源にランプを用いて補
光しながら植物苗を生産し、苗の形質を良くするという
ものである。特開平７−３６８１１号公報に記載され
た短日性植物の電照栽培法は、長日条件で花芽分化が遅
くなる短日性植物において半導体光源からの光を補光す
ることにより花芽分化を制御するというものである。
特許３０１８１４８号公報に記載された花卉の栽培方法
は、ペニチュアの栽培時に育苗期以降に異なる複数の波
長を制御しながら照射するというものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の人工
光を利用した育苗方法による植物栽培の分野で、今後需
要が見込まれる利用方法の１つとして野菜や花卉の苗生
産が挙げられる。花卉の中でもアブラナ科植物のシロイ
ヌナズナは、植物ゲノム研究の中心となっている植物
で、品種改良や遺伝子解析のための対象として価値があ
ると共に、アブラナ科植物のナタネにおいては種子に食
用油（菜種油）としての大きな産業的価値があり、菜種
油の生産性向上のためには生育期間の短縮が必須であ
る。このためアブラナ科植物の花芽分化を天候に左右さ
れない人工光のみの照射で促進する苗生産技術があれば
生育期間を短縮することができると考えられる。

【０００４】しかし、上記従来の〜の方法は、太陽
光に対する人工光による補光であり全て人工光の照射に
より行うものではない。またの方法は、ペチュニアの
他にゼラニウムおよびポインセチアの栽培法に関するも
ので草丈や花に関する形および蕾の数などを制御するこ
とが目的であって、アブラナ科植物の花芽分化を促進す
る目的とは異なる。

【０００５】そこで本発明は、主にアブラナ科植物の花
芽分化を促進することができる人工光を用いたアブラナ
科植物の育苗装置および育苗方法を提供することを課題
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の人工光を用いたアブラナ科植物の育苗装置
は、アブラナ科植物の苗を生育する環境条件を整え、外
部光を遮蔽して人工光のみを苗に照射可能な人工光を用
いたアブラナ科植物の育苗装置において、苗に人工光と
して青色光および遠赤色光を照射する光源手段を備えた
ことを特徴としている。

【０００７】アブラナ科植物の苗に、青色光および遠赤
色光の双方のみを同時に照射することによって、花芽形
成が促進されることが実験で得られた。

【０００８】また、本発明の人工光を用いたアブラナ科
植物の育苗装置においては、苗の生育状態を検知する検
知手段と、検知された生育状態に応じて光源手段からの
青色光および遠赤色光の照射期間を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とすることが好適である。

【０００９】アブラナ科植物苗の生育状態、一例として
葉数が１〜３の間に青色光および遠赤色光の双方のみを
照射すれば効果的に花芽形成が促進されることが実験で
得られた。

【００１０】また、本発明の人工光を用いたアブラナ科
植物の育苗装置においては、光源手段からの青色光およ
び遠赤色光を苗に照射する際に、遠赤色光の照射は所定
期間のみとすることを特徴とすることが好適である。

【００１１】アブラナ科植物苗に青色光および遠赤色光
の双方のみを照射した場合と、その際に遠赤色光を暗期
前に任意時間のみ（昼夜１サイクルの間で最も花芽分化
の促進に効果のある時間のみ）照射した場合とで、花芽
分化に至る日数が殆ど変わらないことが実験で得られ
た。このことから遠赤色光の照射を所定期間のみとする
ことができる。

【００１２】上記課題を解決するために、本発明の育苗
方法は、植物苗を生育する環境条件を整え、植物苗に青
色光および遠赤色光の双方のみを照射することを特徴と
している。

【００１３】植物苗に青色光および遠赤色光を同時に照
射することによって花芽形成が促進される。

【００１４】また、本発明の育苗方法においては、植物
苗の生育状態に応じて青色光および遠赤色光のみを照射
する期間を可変することを特徴とすることが好適であ
る。

【００１５】植物苗の生育状態が所定の状態の場合に青
色光および遠赤色光の双方のみを照射すれば効果的に花
芽形成が促進される。

【００１６】また、本発明の育苗方法においては、青色
光および遠赤色光を植物苗に照射する際に、遠赤色光の
照射は一定期間のみとすることを特徴とすることが好適
である。

【００１７】植物苗に青色光および遠赤色光の双方のみ
を照射した場合と、その際に遠赤色光を暗期前に任意時
間のみ（昼夜１サイクルの間で最も花芽分化の促進に効
果のある時間のみ）照射した場合とで、花芽分化に至る
日数は殆ど変わらない。このことから遠赤色光の照射を
所定期間のみとすることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態にかかる人工光
を用いたアブラナ科植物の育苗装置および育苗方法につ
いて図面を参照して説明する。

【００１９】図１は実施形態にかかる人工光を用いたア
ブラナ科植物の育苗装置の構成図である。この図１に示
す育苗装置１０は、外部光を遮蔽する遮蔽容器１１の内
部に、アブラナ科植物１２を栽培する植物栽培槽１３
と、光源パネル１４と、植物観測装置１５と、温度セン
サ１６と、湿度センサ１７と、炭酸ガスセンサ１８とを
備え、遮蔽容器１１の外部に、養液成分分析装置２０
と、光源制御装置２１と、温度制御装置２２と、湿度制
御装置２３と、炭酸ガス濃度制御装置２４とを備えて構
成される。以下、各構成要素について詳細に説明する。

【００２０】植物栽培槽１３は、アブラナ科植物栽培用
の養液をアブラナ科植物１２に供給し、その養液成分の
制御が可能な機構となっており、例えば一般的にイネの
育苗に用いられるロックウールなどに栽培養液潅水装置
を組み合わせたものや、水耕栽培装置や、ＮＦＴ（サン
スイ式水耕）型養液栽培装置、噴霧式養液栽培装置など
様々な栽培装置が適用される。

【００２１】養液成分分析装置２０は、植物栽培槽１３
の養液成分を測定するものであり、例えばｐＨ測定装
置、ＥＣ測定装置や、イオンクロマトグラフィー、液体
クロマトグラフィー、原子吸光測定装置なとが適用され
る。

【００２２】植物観測装置１５は、アブラナ科植物１２
の生育状態を観測するものであり、カメラと画像処理装
置を組み合わせた装置、蛍光測定装置、サーモグラフィ
ーなどが適用される。また生育状態は、葉齢（葉数）、
草丈、葉色（蛍光情報を含む）、葉面温度などから判断
される。

【００２３】光源パネル１４は、アブラナ科植物１２の
栽培の最小単位ごとに赤色光、青色光および遠赤色光の
何れか、又はそれら光を組み合わせて照射するものであ
る。この光源パネル１４の光源には、単色性に優れた半
導体レーザーや発光ダイオードの他に波長特性の異なる
ランプ、又は蛍光灯に所定波長の光を通過させるフィル
タを取り付けたもの等が用いられる。また光源パネル１
４の上記各種光の照射および出力は個別に調整すること
ができ、青色光の波長は４３０〜４９０ｎｍ、遠赤色光
の波長は７００〜７８０ｎｍであるとする。これら波長
はアブラナ科植物の光受容体に対応したものである。

【００２４】光源制御装置２１は、養液成分分析装置２
０での養液成分測定結果および植物観測装置１５での生
育状態観測結果に応じて光源パネル１４の照射および出
力のレベルを制御するものである。

【００２５】温度制御装置２２は、養液成分測定結果お
よび生育状態観測結果に応じて遮蔽容器１１内の温度を
制御するものであり、この制御は温度センサ１６で検出
される温度が目標温度となるように遮蔽容器１１内に配
置された図示せぬ加熱／冷却器を制御することによって
行われる。

【００２６】湿度制御装置２３は、養液成分測定結果お
よび生育状態観測結果に応じて遮蔽容器１１内の湿度を
制御するものであり、この制御は湿度センサ１７で検出
される湿度が目標湿度となるように遮蔽容器１１内に配
置された図示せぬ加湿器を制御することによって行われ
る。

【００２７】炭酸ガス濃度制御装置２４は、養液成分測
定結果および生育状態観測結果に応じて遮蔽容器１１内
の炭酸ガス濃度を制御するものであり、この制御は炭酸
ガスセンサ１８で検出される温度が目標温度となるよう
に遮蔽容器１１内に配置された図示せぬ炭酸ガス発生器
を制御することによって行われる。

【００２８】このような構成の育苗装置１０によるアブ
ラナ科植物の育苗を、図２に示すフローチャートを参照
して説明する。但し、アブラナ科植物１２はシロイヌナ
ズナであるとする。

【００２９】図２のステップＳ１において、シロイヌナ
ズナの苗を通常の環境で栽培する。但し、通常の環境と
は太陽光だけでなく、各種ランプおよび半導体光源、そ
の他植物を生育できる環境であれば種類を問わない。こ
の場合、遮蔽容器１１を解放して太陽光を植物栽培槽１
３のシロイヌナズナに照射するか、外部光遮蔽状態で光
源パネル１４から一般的な蛍光灯と同様な光を照射す
る。

【００３０】次にステップＳ２において、シロイヌナズ
ナの苗が照射開始条件に達したか否かを判断する。照射
開始条件に達したか否かは、播種後日数や、前述した植
物観測装置１５で観測される生育状態、又は養液成分分
析装置２０の測定で得られる養液成分中の養分吸収量の
変化などにより判断される。ここでは生育状態の葉数か
ら判断されるものとする。但し、葉数は、子葉も本葉と
同様に計数し、子葉半展開状態を葉数１、子葉完全展開
状態を葉数２として定義する。

【００３１】従って照射開始条件に達していなければス
テップＳ１に戻り、達した場合、ステップＳ３において
本育苗装置１０による光照射を行う。この照射は遮蔽容
器１１で外部光を完全に遮蔽し、また温度制御装置２
２、湿度制御装置２３および炭酸ガス濃度制御装置２４
で遮蔽容器１１内の温度、湿度および炭酸ガス濃度を目
標値に制御する状態で、光源パネル１４から青色光およ
び遠赤色光の双方のみを照射する。

【００３２】このように照射を行う根拠を、図３〜図６
を参照して説明する。図３は、青色光および遠赤色光照
射、青色光のみ照射、一般的な蛍光灯光のみ照射の各条
件において生育したシロイヌナズナの花芽分化に至るま
での日数の違いを示す図である。但し、照射の条件は、
１２時間日長、光量１２０μｍｏｌ／ｍ²ｓで、青色光
および遠赤色光の出力比（青色光１２００μＷ／ｃ
ｍ²：遠赤色光６００μＷ／ｃｍ²）とした。

【００３３】この図３に示すように、（ａ）の青色光お
よび遠赤色光を照射した場合はシロイヌナズナの花芽分
化に至る日数が１６日、（ｂ）の青色光のみを照射した
場合が２５日、（ｃ）の一般的な蛍光灯光のみを照射し
た場合が４１日となる。このことから青色光および遠赤
色光を同時に照射することが花芽形成の促進に有効であ
ることがわかる。

【００３４】図４は、一般的な蛍光灯光（１２時間日
長、光量１２０μｍｏｌ／ｍ²ｓ）での生育を標準と
し、シロイヌナズナの葉数に応じて青色光および遠赤色
光の照射期間を変化させた条件において生育したシロイ
ヌナズナの花芽分化に至るまでの日数の違いを示す図で
ある。

【００３５】この図４に示すように青色光および遠赤色
光の照射は、（ｄ）の場合は葉数２〜６の間に行われ、
（ｅ）の場合は葉数２〜９の間に行われ、（ｆ）の場合
は葉数０〜２の間に行われ、（ｇ）の場合は葉数１〜３
の間に行われ、（ｈ）の場合は葉数２〜３の間に行われ
ている。また青色光および遠赤色光の照射なしの場合を
（ｉ）に示した。

【００３６】この図４に示す結果からシロイヌナズナに
おいては葉数が１〜３の間に青色光および遠赤色光を同
時に照射することが花芽分化の促進に最も効果的である
ことがわかる。このことから図２のステップＳ２の照射
開始条件を葉数１とし、ステップＳ４の照射終了条件を
葉数３とすることによって少ない照射期間で効果が得ら
れることがわかる。従って、本実施形態でのステップＳ
２の照射開始条件は葉数１とし、ステップＳ４の照射終
了条件は葉数３とする。

【００３７】但し、照射開始および終了条件は、各植物
種によって最適の値を設定することができ、この場合も
その条件を葉数だけでなく、例えば生育日数や草丈、葉
色（蛍光情報を含む）、葉面温度、養液成分の変化など
を基準として行うことができる。

【００３８】図５は、青色光および遠赤色光に更に赤色
光を加えた条件において生育したシロイヌナズナの花芽
分化に至るまでの日数の違いを示す図である。この図５
に示すように、（ｊ）の青色光および遠赤色光のみを照
射した場合はシロイヌナズナの花芽分化に至る日数が２
０日、（ｋ）の青色光および遠赤色光に赤色光を加えて
照射した場合は２６日となる。このことから赤色光を照
射した場合、花芽分化の誘導への効果が弱くなることが
わかる。言い換えれば、青色光および遠赤色光のみを照
射することが花芽分化の促進に有効であることがわか
る。

【００３９】これらのことから図２のステップＳ３にお
いて、光源パネル１４から青色光および遠赤色光の双方
のみを照射し、ステップＳ４において、上記した照射終
了条件に達したか否かを判断する。この判断結果、達し
ていなければステップＳ３に戻って照射を続け、達して
いればシロイヌナズナの育苗が完了となる。

【００４０】以上説明した本実施形態の育苗装置１０に
よれば、温度制御装置２２、湿度制御装置２３および炭
酸ガス濃度制御装置２４で、アブラナ科植物の苗を生育
する環境条件を整え、外部光を遮蔽して光源パネル１４
からの人工光を苗に照射する際に、青色光および遠赤色
光の双方のみを照射するようにした。アブラナ科植物の
苗に、青色光および遠赤色光を同時に照射することによ
って、花芽形成が促進されることが実験で得られた。従
って、青色光および遠赤色光の双方のみを照射すること
によってアブラナ科植物の花芽分化を促進することが可
能となる。

【００４１】また、植物観測装置１５および養液成分分
析装置２０によって生育状態を検知し、この検知された
生育状態に応じて光源パネル１４からの青色光および遠
赤色光の照射期間を光源制御装置２１で制御するように
した。アブラナ科植物苗の生育状態、一例として葉数が
１〜３の間に青色光および遠赤色光を照射すれば効果的
に花芽形成が促進されることが実験で得られた。従っ
て、アブラナ科植物苗の生育状態に応じて青色光および
遠赤色光を照射すれば、効率よく花芽分化を促進させる
ことができ、照射期間を抑えることができるので、その
分、電力コストを低減することが可能となる。

【００４２】更に、青色光および遠赤色光を照射する場
合、遠赤色光は一定期間照射するのみでもシロイヌナズ
ナの花芽分化を促進する効果がある。この効果を図６に
示す。図６は、青色光および遠赤色光を照射する際に遠
赤色光の照射を一定期間のみ行う条件において生育した
シロイヌナズナの花芽分化に至るまでの日数の違いを示
す図である。この図６に示すように、（ｌ）の青色光お
よび遠赤色光を照射した場合はシロイヌナズナの花芽分
化に至る日数が１６日、（ｍ）の青色光および遠赤色光
を照射する際に遠赤色光を暗期前に３０分程度照射した
場合が１７日、（ｎ）の青色光のみを照射した場合が２
８日となる。このことから遠赤色光は必ずしも青色光と
同一時間に照射されている必要はなく、昼夜１サイクル
の間で最も花芽分化の促進に効果のある時間だけ照射す
ることが、栽培効果、コストの面からも有効である。

【００４３】

【発明の効果】本発明の人工光を用いたアブラナ科植物
の育苗装置および育苗方法は、植物苗（主としてアブラ
ナ科植物の苗）を生育する環境条件を整え、外部光を遮
蔽して人工光のみを苗に照射する際に、その人工光とし
て青色光および遠赤色光の双方のみを照射するようにし
た。アブラナ科植物の苗に、青色光および遠赤色光を同
時に照射することによって花芽形成が促進されるので、
アブラナ科植物の花芽分化を促進することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】育苗装置の構成図である。

【図２】育苗装置によるアブラナ科植物の育苗を説明す
るためのフローチャートである。

【図３】青色光および遠赤色光照射、青色光のみ照射、
一般的な蛍光灯光のみ照射の各条件において生育したシ
ロイヌナズナの花芽分化に至るまでの日数の違いを示す
図である。

【図４】一般的な蛍光灯光での生育を標準とし、シロイ
ヌナズナの葉数に応じて青色光および遠赤色光の照射期
間を変化させた条件において生育したシロイヌナズナの
花芽分化に至るまでの日数の違いを示す図である。

【図５】青色光および遠赤色光に更に赤色光を加えた条
件において生育したシロイヌナズナの花芽分化に至るま
での日数の違いを示す図である。

【図６】青色光および遠赤色光を照射する際に遠赤色光
の照射を一定期間のみ行う条件において生育したシロイ
ヌナズナの花芽分化に至るまでの日数の違いを示す図で
ある。

【符号の説明】

１０…育苗装置、１１…遮蔽容器、１２…アブラナ科植
物、１３…植物栽培槽、１４…光源パネル、１５…植物
観測装置、１６…温度センサ、１７…湿度センサ、１８
…炭酸ガスセンサ、２０…養液成分分析装置、２１…光
源制御装置、２２…温度制御装置、２３…湿度制御装
置、２４…炭酸ガス濃度制御装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アブラナ科植物の苗を生育する環境条件
を整え、外部光を遮蔽して人工光のみを前記苗に照射可
能な人工光を用いたアブラナ科植物の育苗装置におい
て、前記苗に前記人工光として青色光および遠赤色光を照射
する光源手段を備えたことを特徴とする人工光を用いた
アブラナ科植物の育苗装置。
【請求項２】前記苗の生育状態を検知する検知手段
と、前記検知された生育状態に応じて前記光源手段からの青
色光および遠赤色光の照射期間を制御する制御手段とを
備えたことを特徴とする請求項１に記載の人工光を用い
たアブラナ科植物の育苗装置。
【請求項３】前記光源手段からの青色光および遠赤色
光を前記苗に照射する際に、前記遠赤色光の照射は所定
期間のみとすることを特徴とする請求項１又は２に記載
の人工光を用いたアブラナ科植物の育苗装置。
【請求項４】植物苗を生育する環境条件を整え、植物
苗に青色光および遠赤色光の双方のみを照射することを
特徴とする育苗方法。
【請求項５】前記植物苗の生育状態に応じて前記青色
光および遠赤色光のみを照射する期間を可変することを
特徴とする請求項４に記載の育苗方法。
【請求項６】前記青色光および遠赤色光を前記植物苗
に照射する際に、前記遠赤色光の照射は一定期間のみと
することを特徴とする請求項４又は５に記載の育苗方
法。