JP2002345337A - 人工光を用いたイネ科植物の育苗装置 - Google Patents
人工光を用いたイネ科植物の育苗装置Info
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Abstract
とができる人工光を用いたイネ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、イネ科植物の苗を生
育する環境条件を整え、外部光を遮蔽して光源パネル1
4からの人工光を苗に照射する際に、青色光および遠赤
色光の双方又は青色光のみを照射する。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双方又は青色光のみ
の照射期間を光源制御装置21で制御する。
Description
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
いたイネ科植物の育苗装置に関するものである。
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。
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つとして作物の苗生産が挙
げられる。その中でもイネ科植物は、食用としての大き
な産業的価値があり、早期収穫や品種改良時の世代促進
のためには生育期間の短縮が必須である。このためイネ
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。
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、イネ科植物の花芽分化を促進する目
的とは異なる。
芽分化を促進することができる人工光を用いたイネ科植
物の育苗装置を提供することを課題とする。
に、本発明の人工光を用いたイネ科植物の育苗装置は、
イネ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イネ
科植物の育苗装置において、苗に人工光として青色光の
みを照射する光源手段を備えたことを特徴としている。
ことによって、イネ育苗時における定植後の花芽分化の
促進に有効であることが実験で得られた。
の育苗装置においては、光源手段から青色光に加え遠赤
色光を照射することを特徴とすることが好適である。
の双方のみを同時に照射することによって、青色光のみ
の照射時よりも更に花芽分化の促進が早まることが実験
で得られた。
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双方又は青色光のみの照射期間を制
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。
が0〜7の間に青色光および遠赤色光の双方又は青色光
のみを照射すれば、効果的にイネ育苗時における定植後
の花芽分化が促進されることが実験で得られた。
の育苗装置においては、光源手段からの青色光および遠
赤色光の双方又は青色光のみを苗に照射する際に、生育
状態の所定期間にのみ照射することを特徴とすることが
好適である。
よび遠赤色光の双方又は青色光のみをイネ科植物の苗に
照射することによって、イネ育苗時における定植後の花
芽分化の促進に有効であることが実験で得られた。
を用いたイネ科植物の育苗装置について図面を参照して
説明する。図1は実施形態にかかる人工光を用いたイネ
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、
イネ科植物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。
液をイネ科植物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。
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どが適用され
る。
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。
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14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。これら波長はイ
ネ科植物の光受容体に対応したものである。
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。
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。
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。
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で検出される炭酸ガス濃度が目標値とな
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。
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、イネ科植物12はイネのキタイブキで
あるとする。
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13のイネに
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。
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齢から判断され
るものとする。但し、葉齢の定義は抽出しはじめている
最も新しい葉を基準とする。
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。
終了条件の葉齢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、達していればイネの育苗が完了となる。
および遠赤色光の双方のみを照射する根拠を図3および
図4を参照して説明する。
色光および遠赤色光照射、青色光のみ照射、高圧Naラ
ンプ光のみ照射の各条件において育苗したイネの定植後
の止め葉に至るまでの葉齢の違いを示す図である。図4
は、イネ(キタイブキ)を播種後、青色光および遠赤色
光照射、青色光のみ照射、高圧Naランプ光のみ照射の
各条件において育苗したイネの定植後の止め葉に至るま
での日数の違いを示す図である。但し、図3および図4
においてグラフ棒の塗り潰し区間は育苗期間(光処理期
間)、白抜き区間は定植後の止め葉に至る期間であると
する。また、育苗期間の照射の条件は、青色光および遠
赤色光が光量200μmol/m2sで、青色光および
遠赤色光の出力比(青色光2mW/cm2:遠赤色光1
mW/cm2)とした。
キ)を播種後、5葉に至るまで青色光および遠赤色光を
照射して育苗し、この後加温による温度管理可能な温室
内(図示せず)に定植し、この状態でイネの止め葉に至
る期間は図4の(d)に示すように約36日で、葉齢は
図3の(a)に示すように7葉弱であった。同様に青色
光のみを照射した際の止め葉までの期間は(e)に示す
約43日で、葉齢は(b)に示す7葉であり、高圧Na
ランプ光のみを照射した際の止め葉までの期間は(f)
に示す60日以上で、葉齢は(c)に示す11葉以上で
あった。
に照射することがイネ育苗時における定植後の花芽分化
の促進に有効であることがわかる。また青色光のみで
も、遠赤色光を併用した場合よりも効果は薄れるが、花
芽分化の促進に有効であることがわかる。
の効果を確認した。花芽分化を促進する期間はイネの早
生、晩生によって異なり、キタイブキ、キララ、初雫な
どの早生品種では、その品種においても5葉期までの上
記光照射処理によって花芽分化を促進できることが確認
された。山田錦などの晩生品種では、5葉期までの光照
射処理では花芽分化促進効果がなく、7葉期までの光照
射処理により効果が現れる。これらの花芽分化促進効果
を図5〜図10に示す。
後、青色光および遠赤色光照射、高圧Naランプ光のみ
照射の各条件において育苗したイネの定植後の止め葉に
至るまでの葉齢の違いを示す図である。図6は、早生品
種のイネ(キララ)を播種後、青色光および遠赤色光照
射、高圧Naランプ光のみ照射の各条件において育苗し
たイネの定植後の止め葉に至るまでの日数の違いを示す
図である。但し、図5および図6においてグラフ棒の塗
り潰し区間は育苗期間(光処理期間)、白抜き区間は定
植後の止め葉に至る期間であるとする。
至るまで青色光および遠赤色光を照射して育苗し、この
後加温による温度管理可能な温室内に定植し、この状態
でイネの止め葉に至る期間は(i)に示す約43日で、
葉齢は(g)に示す7葉である。同様に高圧Naランプ
光のみを照射した際の止め葉までの期間は(j)に示す
60日以上で、葉齢は(h)に示す10葉以上である。
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
とが早生品種のイネ(キララ)育苗時における定植後の
花芽分化の促進に有効であることがわかる。
後、青色光および遠赤色光照射、高圧Naランプ光のみ
照射の各条件において育苗したイネの定植後の止め葉に
至るまでの葉齢の違いを示す図である。図8は、早生品
種のイネ(初雫)を播種後、青色光および遠赤色光照
射、高圧Naランプ光のみ照射の各条件において育苗し
たイネの定植後の止め葉に至るまでの日数の違いを示す
図である。
至るまで青色光および遠赤色光を照射して育苗し、この
後加温による温度管理可能な温室内に定植し、この状態
でイネの止め葉に至る期間は(m)に示す約38日で、
葉齢は(k)に示す8葉である。同様に高圧Naランプ
光のみを照射した際の止め葉までの期間は(n)に示す
約48日で、葉齢は(l)に示す10葉ある。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早生
品種のイネ(初雫)育苗時における定植後の花芽分化の
促進に有効であることがわかる。
後、高圧Naランプ光のみ照射、5葉期と7葉期まで青
色光および遠赤色光照射の各条件において育苗したイネ
の定植後の止め葉に至るまでの葉齢の違いを示す図であ
る。図10は、晩生品種のイネ(山田錦)を播種後、高
圧Naランプ光のみ照射、5葉期と7葉期まで青色光お
よび遠赤色光照射の各条件において育苗したイネの定植
後の止め葉に至るまでの日数の違いを示す図である。
に至るまで高圧Naランプ光を照射して育苗し、この後
加温による温度管理可能な温室内に定植し、この状態で
イネの止め葉に至る期間は(r)に示す60日以上で、
葉齢は(o)に示す11葉以上である。同様に葉齢が5
葉に至るまで青色光および遠赤色光を照射した際の止め
葉までの期間は(s)に示す60日以上で、葉齢は
(p)に示す11葉以上であり、7葉に至るまで青色光
および遠赤色光を照射した際の止め葉までの期間は
(t)に示す約47日で、葉齢は(q)に示す8葉であ
る。このことから青色光および遠赤色光を同時に照射す
ることが晩生品種のイネ(山田錦)育苗時における定植
後の花芽分化の促進に有効であることがわかる。
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、イネ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、青色光のみを照射するよ
うにした。イネ科植物の苗に青色光のみを照射すること
によってイネ育苗時における定植後の花芽分化の促進に
有効であることが実験で得られた。従って、止め葉に至
る日数が短縮されるので、出穂が早まり早期収穫が実現
可能となる他、品種改良における世代促進などが実現可
能となる。また、イネの育苗において晩生品種を早生品
種と同様に生育することができるので、晩生品種の栽培
期間を短縮することが可能となる。更に同一品種で育苗
環境を変えることにより早生および晩生を選択すること
ができ、作柄の幅が広がることが期待される。
赤色光を照射することによって、青色光のみの照射時よ
りも更に花芽分化の促進が早まることが実験で得られ
た。この場合も上記同様の効果を得ることが可能とな
る。
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
赤色光の双方又は青色光のみの照射期間を光源制御装置
21で制御するようにした。イネ科植物苗の生育状態、
一例として葉数が0〜5の間に青色光および遠赤色光の
双方又は青色光のみを照射すれば、効果的にイネ育苗時
における定植後の花芽分化が促進されることが実験で得
られた。従って、イネ科植物苗の生育状態に応じて青色
光および遠赤色光の双方又は青色光のみを照射すれば、
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。
種の場合は葉齢が4〜5葉、晩生品種の場合は葉齢が6
〜7葉に至るまで青色光および遠赤色光を照射して育苗
することが定植後の花芽分化の促進に有効であることが
わかる。
間のうちの一定期間照射するのみでもイネの花芽分化を
促進する効果がある。この効果を図11および図12に
示す。
葉に達するまで高圧Naランプ光や太陽光などで育苗を
行い、この時点から5葉に至るまでの期間を青色光およ
び遠赤色光照射で育苗したもの、および、0葉から5葉
までの期間を、青色光および遠赤色光照射、高圧Naラ
ンプ光のみ照射の各条件において育苗したイネの定植後
の止め葉に至るまでの葉齢の違いを示す図である。図1
2は、イネ(キタイブキ)の葉齢が3葉に達するまで高
圧Naランプ光や太陽光などで育苗を行い、この時点か
ら5葉に至るまでの期間を青色光および遠赤色光照射で
育苗したもの、および、0葉から5葉までの期間を、青
色光および遠赤色光照射、高圧Naランプ光のみ照射の
各条件において育苗したイネの定植後の止め葉に至るま
での日数の違いを示す図である。
および遠赤色光を照射して育苗し、この後加温による温
度管理可能な温室内に定植したイネの止め葉に至る期間
は(x)に示す約39日で、葉齢は(u)に示す7葉で
あった。同様に0葉から5葉に至るまで青色光および遠
赤色光を照射して育苗したイネの止め葉までの期間は
(y)に示す約38日で、葉齢は(v)に示す7葉であ
り、高圧Naランプ光のみを照射して育苗したイネの止
め葉までの期間は(z)に示す60日以上で、葉齢は
(w)に示す11葉以上である。
のステップS2の照射開始条件を葉齢3葉とし、ステッ
プS4の照射終了条件を葉齢5葉とすることによって少
ない照射期間でイネ育苗時における定植後の花芽分化促
進効果が得られる。従って、コストを低減させることが
できる。但し、照射開始および終了条件はイネの各品種
に応じて最適値を設定することができる。
苗装置は、イネ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又は青色光の
みを照射することによって、イネ育苗時における定植後
の花芽分化の促進を早めることが可能となる。従って、
止め葉に至る日数が短縮されるので、出穂が早まり早期
収穫が実現可能となる他、品種改良における世代促進な
どが実現可能となる。
めのフローチャートである。
赤色光照射、青色光のみ照射、高圧Naランプ光のみ照
射の各条件において育苗したイネの定植後の止め葉に至
るまでの葉齢の違いを示す図である。
赤色光照射、青色光のみ照射、高圧Naランプ光のみ照
射の各条件において育苗したイネの定植後の止め葉に至
るまでの日数の違いを示す図である。
よび遠赤色光照射、高圧Naランプ光のみ照射の各条件
において育苗したイネの定植後の止め葉に至るまでの葉
齢の違いを示す図である。
よび遠赤色光照射、高圧Naランプ光のみ照射の各条件
において育苗したイネの定植後の止め葉に至るまでの日
数の違いを示す図である。
び遠赤色光照射、高圧Naランプ光のみ照射の各条件に
おいて育苗したイネの定植後の止め葉に至るまでの葉齢
の違いを示す図である。
び遠赤色光照射、高圧Naランプ光のみ照射の各条件に
おいて育苗したイネの定植後の止め葉に至るまでの日数
の違いを示す図である。
ランプ光のみ照射、5葉期と7葉期まで青色光および遠
赤色光照射の各条件において育苗したイネの定植後の止
め葉に至るまでの葉齢の違いを示す図である。
aランプ光のみ照射、5葉期と7葉期まで青色光および
遠赤色光照射の各条件において育苗したイネの定植後の
止め葉に至るまでの日数の違いを示す図である。
で高圧Naランプ光や太陽光などで育苗を行い、この時
点から5葉に至るまでの期間を青色光および遠赤色光照
射で育苗したもの、および、0葉から5葉までの期間
を、青色光および遠赤色光照射、高圧Naランプ光のみ
照射の各条件において育苗したイネの定植後の止め葉に
至るまでの葉齢の違いを示す図である。
で高圧Naランプ光や太陽光などで育苗を行い、この時
点から5葉に至るまでの期間を青色光および遠赤色光照
射で育苗したもの、および、0葉から5葉までの期間
を、青色光および遠赤色光照射、高圧Naランプ光のみ
照射の各条件において育苗したイネの定植後の止め葉に
至るまでの日数の違いを示す図である。
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、2
4…炭酸ガス濃度制御装置
Claims (4)
- 【請求項1】 イネ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
人工光を用いたイネ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のみを照射する光源手
段を備えたことを特徴とする人工光を用いたイネ科植物
の育苗装置。 - 【請求項2】 前記光源手段から青色光に加え遠赤色光
を照射することを特徴とする請求項1に記載の人工光を
用いたイネ科植物の育苗装置。 - 【請求項3】 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双方又は青色光のみの照射期間を
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
又は2に記載の人工光を用いたイネ科植物の育苗装置。 - 【請求項4】 前記光源手段からの青色光および遠赤色
光の双方又は青色光のみを前記苗に照射する際に、前記
生育状態の所定期間にのみ照射することを特徴とする請
求項1〜3のいずれか1項に記載の人工光を用いたイネ
科植物の育苗装置。
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JP2001230367A JP2002345337A (ja) | 2001-03-22 | 2001-07-30 | 人工光を用いたイネ科植物の育苗装置 |
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