JP2007111031A - コケの生産方法及び植物生産工場 - Google Patents

Abstract

【課題】 二酸化炭素固定化植物、緑化植物として好適なコケを人工的な制御環境下で高速大量に生産する方法を提供すること。
【解決手段】 培養装置及び順化装置の少なくともいずれかの環境を、情報通信ネットワークを介した遠隔操作等により人工的に制御することで、前記培養装置の培養槽内に充填した養液中でコケ稚苗を生育させて生産し、この生育したコケ稚苗を温度、湿度、照度、照射時間、照射スケジュール、酸素及び炭酸ガス濃度等が制御された順化装置内で順化する。
【選択図】図１

Description

本発明は、二酸化炭素固定化資材（二酸化炭素削減資材）、緑化資材として好適なコケを大量高速に生産することができるコケの生産方法及び制御された人工環境下での工業的生産を可能とするコケの大量高速生産システムを有する植物生産工場に関する。

通常、コケ類は主に園芸素材として人為的に自然環境下で栽培されている。それはコケ類に対する需要が比較的小規模であり、自然環境下での栽培で十分需要に対応できていたからである。現在の技術では生育が遅いため２〜３年の長い期間をかけて生産されている。
コケは特殊な生育環境を好むため栽培地として利用できるわずかな場所で栽培されている。従って、従来は、コケの生産過程で一部は造園用生ゴケとして、また一部は裁断乾燥してコケ種として出荷されているにすぎない。

一方、コケは、二酸化炭素固定化、緑化用の植物資材として注目を浴び始めている。緑化植物として従来から利用されている草花や木々とは異なり、コケは気候変動に強く、生育のために土壌を必要とせず、軽量であり、またコケの生命を維持するための散水、施肥などのメンテナンスが殆ど不要であるため緑化植物として非常に好ましい植物であるからである。コケの緑化植物としての使用形態として、例えば建物の屋上、壁面、道路側壁、河川の護岸面等にはコケをマット状にしたコケマットを被覆、固定して施工されることが行われつつある。コケマットとは所謂芝生マットのようにコケが群生したマット状のものであって、通常施工等の取り扱い上４０〜６０ｃｍ角の略正方形状にコケが絡まりマットの上面にコケの芽（穂状のもの）が伸び揃ったものをいう。

コケマットを製造するには大量のコケが必要であるが、コケの生産技術は未だ確立されていないのが実情である。特に、乾燥にも強く、ビルの壁面など無機質基板でも育つスナゴケは、その意味では緑化植物として好適であるが、自然環境では年間の平均生育速度がきわめて遅い為、大量栽培が必要な緑化植物として用いることは容易でなかった。

従来、緑化植物としてコケ類を用いる技術が提案されている（特許文献１）。同特許文献１には、野山等に自生するコケの自生種から配偶体を採取して、これを多次栽培する方法、或いはコケ植物の細胞を増殖させる培地を用いて培養する方法などが提案されている（同特許文献 第４頁第７欄第２９行〜同頁第８欄第２０行）。

特許２８６３９８７号

しかし、これらの技術はいずれも手間も時間もかかるもので、コケを量産し、安定的に供給できる技術を必ずしも提供するものではない。
またコケ稚苗ができたとしても施工に便利なコケマットにするにはコケ稚苗をマット支持体中で増殖させマットの片面方向に伸張させる養生が必要である。自然環境下あるいは、屋根等のある保護環境下にて適宜散水してコケの生育を早める環境下でマット体を養生する。この養生に数月から数年かかるため、コケを緑化に用いる上でこの点もネックとなっていた。

本発明の課題は、人工的な環境制御下で高速大量のコケ、特に二酸化炭素固定化植物、緑化植物として好適なスナゴケ等のコケの生産方法を提供すること及び前記生産方法を用いたコケの工業的大量高速生産システムを有する植物生産工場を提供することである。

上記課題を鋭意検討した結果、コケの生育環境を自然環境に求めず、養液中でコケ類の稚苗を生育させたところ、元来液中では枯化し死滅するものと考えられていたコケ類の配偶体の周囲に再生芽（側芽）が高速大量に繁殖するという予期せぬ現象を見出し、本知見を基に本発明の第一段階を構成する培養装置内でのコケ稚苗の生産方法の発明に至った。

またこれらの大量に得られた稚苗を緑化植物として利用するためには、更に稚苗を順化し、コケが群落を形成するまで生育させる必要がある。本発明者らはコケ群落の大量生産を実現するために、生産とその管理の効率化および空間利用の効率化を図るべく鋭意研究を行った結果、順化装置、又は順化装置を備える植物工場において人工的に温度、湿度、照度、照射時間、照射スケジュール、酸素及び炭酸ガス濃度等の環境を制御することによりコケ稚苗の順化を行う方法の発明に至った。

請求項１の発明は、培養装置の培養槽内に充填した養液中でコケ稚苗を生育させて生産し、この生育したコケ稚苗を人工的に環境制御された順化装置内で順化することを特徴とするコケ類の生産方法である。

コケの稚苗の生産は、培養装置に充填した養液中にコケ類の配偶体を投入し、温度０〜６０℃、光合成有効光量子束密度２００（μｍｏｌｍ⁻²ｓ⁻¹）以下の各範囲内で生育させて行うことが特に望ましい。
更に、養液中で曝気攪拌など、酸素を含む気体（例えば空気など）を断続的にコケ類の配偶体に接触させながら生育させることが好ましい。曝気攪拌においては、空気噴流装置に備えられた散気管により培養槽内に空気などの小気泡の供給を併用することにより効率を上げることができる。
また、２４時間またはそれ以下の時間の周期で明暗期を繰り返してコケ類の稚苗を生育させることが好ましく、養液の肥料濃度も電気伝導度（ｍＳ／ｃｍ）で０〜１．０の様に低濃度の下で生育させることが好ましい。

培養装置に充填する養液は、コケ稚苗の生産1サイクル毎に交換してもよいが、養液を循環させて繰り返し使用することが好ましい。コストの面で有利となるばかりでなく、使用を重ねることで養液中に存する共生菌による影響で、コケ稚苗の生育速度が早くなることが認められているからである。

なお、前述のように培養においては温度、光量などの環境調整が必要であるため、培養装置は完全制御型が好ましい。

生育したコケ稚苗は、順化装置内で順化する。順化に用いられるコケ稚苗は、生産直後のもののほか、乾燥貯蔵後などのものがあり、それぞれの稚苗の状態により順化の環境条件が変わる。例えば、乾燥状態で貯蔵されていた稚苗の順化では、順化装置内の環境を生育に最適な環境とする前に、貯蔵されていた環境から生育の環境へと環境条件（特に温度、湿度、照度）を徐々に変化させる必要がある。その後、コケが群落を形成するまでに生育したときは、全体の光合成量が増え、そのまま放置すると順化装置内の炭酸ガスの濃度が低下し、コケの生育に悪影響を及ぼす。したがって炭酸ガス濃度の制御は必然的である。

上記の例に限らず、コケが稚苗から群落に至るまでの順化装置内の環境は、その時のコケの状態に応じて最適条件に制御することでコケを高速大量に生産することが可能となる。これらの制御は、コケの生育状態及び順化装置内のセンサーが検知した環境にかかる数値データを情報処理することにより最適環境をコントロールする手段によるものが望ましい。

すなわち制御とは、培養装置内、順化装置内、または培養装置と順化装置を備えた植物生産工場内全体について、モニタリング及び環境条件のコントロールを行うことである。ここで、モニタリングとは、温度センサー、湿度センサー、酸素濃度及び二酸化炭素濃度センサー等の検知した測定値をリアルタイムで監視することのほか、装置内または植物生産工場内に設置した近赤外線又は紫外線カメラを含むカメラ等でコケの生育状態の観察を行うことをいう。

制御システムとしては、装置に直結した制御盤を介し、手動、もしくはコンピュータ制御下で各装置個別に制御を行うものが挙げられる。また、敷地内で、複数の装置を集中管理するものもあるが、好ましくは、装置と遠隔にある管理センターとを情報通信ネットワークで結ぶシステム、更には日本国内、または海外に点在する複数の装置、または培養装置、順化装置を備えた植物生産工場とひとつの集中管理センターとを情報通信ネットワークで結ぶシステムが好ましい。複数の装置や植物生産工場を一括管理することで、現場に従事するものの人数やその熟練度に影響を受けることなく、安定した緑化用コケの供給をすることができ、全ての工場等における生産計画の一元化が図れ、コストの低減、生産効率の向上などが期待できるからである。

請求項２の発明は、前記生育したコケ稚苗を網状マットに充填し、当該網状マットを順化装置内に格納し、順化装置内の環境を制御して前記コケ稚苗を網状マット内で順化して、網状マット内に絡ませながら生育させて、網状マットに保持されたコケ類を生産することを特徴とする請求項１記載のコケ類の生産方法である。

緑化植物としてのコケ利用形態のひとつであるコケマットを生産する方法である。コケマットは、所謂芝生マットのようにコケが群生したマット状のものであって、建物の屋上、壁面、道路側壁、河川の護岸面等に施工される。本発明に用いられる網状マットは、例えば、樹脂繊維を編んだネット、樹脂糸状体を絡ませて包絡面を板状体にした物、射出成形等で作られた樹脂製の枠体またはその組み合わせ等で、形態は略正方形状、サイズは４０〜６０ｃｍ角である。施工時の取り扱いの便宜を考慮したものである。また充填は、制御された環境下で行われるのが望ましい。品質を安定させるためである。

請求項３の発明は、前記順化装置内の環境において、温度、湿度、照度、照射時間、照射スケジュール、酸素及び炭酸ガス濃度が制御される請求項１又は２のいずれかの項に記載のコケ類の生産方法である。

順化段階においては、順化させるコケの状態により環境条件、特に温度、湿度、照度、照射時間、照射スケジュール、酸素及び炭酸ガス濃度が重要であり、生育状態に及ぼす影響が大きいため人工的に制御される必要がある。制御は、順化装置内の環境、コケの生育等の状況に応じて、手動または、コンピュータ制御下で行われる。

請求項４の発明は、前記培養装置で生産したコケ稚苗が、コケの配偶体の周囲に再生芽を繁殖されたコケ稚苗である請求項１乃至３のいずれかの項に記載のコケ類の生産方法である。

コケ稚苗を生育させる際、培養装置に充填した養液中にコケ類の配偶体を投入し、養液中で曝気攪拌しながら稚苗を生育させると、養液中でコケ稚苗が攪拌されながら生育するため、光及び重力の影響を一定方向に固定せずに３６０度方向から自由に与えることができるため、配偶体の周囲に再生芽を繁殖させることができ、緑化用として好適なコケ稚苗を得ることができる。これにより、例えば、繁殖した前記再生芽の先端の包絡面が紡錘状をした緑化用として好適なコケ稚苗を生産することができる。

一方、養液中で一定方向にコケ稚苗を固定しながら生育させることにより、配偶体の周囲に繁殖方向性を持った再生芽を有するコケ稚苗を栽培することも可能である。その際には、培養装置の空気噴流装置に備えられた散気管により培養槽内に空気などの小気泡を供給することにより、コケ類の配偶体と酸素との接触面積を維持することができる。

このように、養液中でのコケ稚苗の生産においては、コケ稚苗の養液中での位置を制御することが可能であるので、緑化用途などの各種用途に適した繁殖形状をコケ稚苗に与えることができる。
従って、例えば、少なくとも一面に開口部を有するマット支持体にコケの配偶体（又はコケ稚苗）を保持した状態で養液中にて上記と同様にコケ稚苗を生育させることができ、加えて養液中でマット支持体の開口部から伸びでたコケの芽をマット体の法線方向に生育させることによりコケマットの養生を短期間に行うこともできる。

請求項５の発明は、前記培養装置で生産したコケ稚苗を乾燥し、この乾燥したコケ稚苗を用いて順化装置内で順化する請求項１乃至４のいずれかの項に記載のコケ類の生産方法である。

コケ稚苗生産後、直ちにその稚苗を用いて順化を行う場合は、当該稚苗を乾燥させる必要は無い。しかし、生産計画上、稚苗をすぐに順化しないで原料として貯蔵しておく場合、また比較的場所を必要としない稚苗の生産は一箇所で一括して行った後、順化の工程は別の複数の場所で行うために稚苗を順化装置を備えた植物生産工場まで輸送する場合が考えられる。このような場合には、コケ稚苗を乾燥して貯蔵や、輸送等を行った後に順化、または網状マットに乾燥したまま充填して順化することができる。コケは、乾燥しても枯れずに仮死状態になるだけで、その後水分が供給されれば即座に生物活動を開始するという特徴を利用するものである。

請求項６の発明は、情報通信ネットワークを介して、前記培養装置及び順化装置の少なくともいずれかを制御する請求項１乃至５のいずれかの項に記載のコケ類の生産方法である。

情報通信ネットワークを環境制御に用いることにより、コケの生産において重要な役割を果たすプロセスコントロールの制御部分をハードウエアに組み込む必要がなくなり、プロセスプログラムをダイナミックに変更したい場合であっても、簡単に、リモートで変更し得るものである。

請求項７の発明は、請求項１乃至５のいずれかの項に記載のコケ類の生産方法に使用する培養装置、順化装置、又はその両方を備えることを特徴とする植物生産工場である。

コケ稚苗の生産は比較的場所を必要としないこと、コケ稚苗は乾燥して輸送することが可能であることから、比較的広い面積を必要とする順化を行う順化装置のみを備える植物生産工場が特に有用と考えられる。

請求項８の発明は、コケ稚苗が充填される網状マットを配置する配置部と、この配置部に配置された網状マットに対向して光を当てるランプと、順化装置内を加湿する加湿器と、順化装置内に酸素及び二酸化炭素を供給する供給装置と、前記ランプ、前記加湿器及び前記酸素及び二酸化炭素供給装置を制御する制御装置を備えることを特徴とするコケ稚苗の順化装置である。前記各装置はタイマー制御されていることが好ましい。

請求項９の発明は、コケ稚苗と養液が投入される培養槽と、培養槽の槽外の壁面に装備たれた照明ランプと、槽内の養液の温度を調整する熱交換器と、槽内の養液にエアを送る曝気装置と、養液を槽内循環させる空気噴流装置と、前記照明ランプ、熱交換器、曝気装置、空気噴流装置を制御する制御装置を備えることを特徴とするコケ稚苗の培養装置である。前記各装置もまたタイマー制御されていることが好ましい。

本発明により、野山等に自生するコケの自生種などから配偶体を採取し、これを例えば養液が貯蔵されたタンクに投入して生育させると、コケ類の配偶体の周囲に再生芽が高速大量に繁殖し増殖することから、高速大量のコケ稚苗を生産することができる。そしてこのコケ稚苗を制御環境下で順化することにより、二酸化炭素固定化資材（二酸化炭素削減資材）及び緑化資材に適したコケの群落を提供することができる。
また、当該コケ類の生産に使用する培養装置、順化装置等を備えた植物生産工場を情報通信ネットワークを介して制御することにより、当該コケ資材を安定して供給することができる。

本発明に使用されるコケとしては特に限定されない。有菌又は無菌を問わないが、養液中で生育させて配偶体の周囲に再生芽が繁殖するコケ類であればいずれも使用できる。例えば、セン類やタイ類、中でもセン類のコケ植物が好ましい。例えば、セン類においては、スナゴケ、ハイスナゴケ、エゾスナゴケ、シモフリゴケ、クロカワキゴケ、キスナゴケ、ヒメスナゴケ、ミヤマスナゴケ、ナガエノスナゴケ、チョウセンスナゴケ、マルバナスナゴケ等のシモフリゴケ属（Rhacomitrium Bird.）、トヤマシノブゴケ、ヒメシノブゴケ、オオシノブゴケ、コバノエゾシノブゴケ、エゾシノブゴケ、アオシノブゴケ、チャボシノブゴケ等のシノブゴケ属（Thuidium B.S.G）、コウヤノマンネングサ、フロウソウ等のコウヤノマンネングサ属（Climacium Web et Mohr）、カモジゴケ、シッポゴケ、オオシッポゴケ、チャシッポゴケ、チシマシッポゴケ、アオシッポゴケ、ナミシッポゴケ、ナガシッポゴケ、ヒメカモジゴケ、コカモジゴケ、タカネカモジゴケ、フジシッポゴケ、カギカモジゴケ、ナスシッポゴケ等のシッポゴケ属（Dicranum Hedw.）、ハイゴケ、オオベニハイゴケ、ヒメハイゴケ、チチブハイゴケ、フジハイゴケ、ハイヒバゴケ、イトハイゴケ、キノウエノコハイゴケ、キノウエノハイゴケ、ミヤマチリメンゴケ、ハイサワラゴケモドキ、タチヒラゴケモドキ、エゾハイゴケ等のハイゴケ属（Hypnum Hedw.）、ヒノキゴケ、ヒロハヒノキゴケ、ハリヒノキゴケ等のヒノキゴケ属（Rhizogonium Brid.）等を用いることができる。

タイ類においては、ツクシウロコゴケ、ウロコゴケ、オオウロコゴケ、トサカゴケモドキ、マルバソコマメゴケ、アマノウロコゴケ等のウロコゴケ属（Heteroscyphus Schiffn.）、クラマゴケモドキ、カハルクラマゴケモドキ、トサクラマゴケモドキ、ヒメクラマゴケモドキ、ヤマトクラマゴケモドキ、ナガバクラマゴケモドキ、オオクラマゴケモドキ、ニスビキカヤゴケ、ケクラマゴケモドキ、ホソクラマゴケモドキ等のクラマゴケモドキ属（Porella.L）、ヤマトムチゴケ、ヨシナガムチゴケ、フォウリィムチゴケ、エゾムチゴケ、タマゴバムチゴケ、フタバムチゴケ、サケバムチゴケ、ヤマムチゴケ、ムチゴケ、コムチゴケ、マエバラムチゴケ等のムチゴケ属（Bazzania S.Gray ）等に属するコケ類を用いることができる。

特に、スナゴケ、ハイスナゴケ、エゾスナゴケなどのスナゴケ（Rhacomitrium Canescens）は、ビルなどの緑化に好適である。このコケは、成長のための土壌も肥料も不要とすることができ、例えばビルの壁面に過剰な負担をかけず、非常に乾燥した状況で生存することができる。自然環境では生育速度がきわめて遅いが、本発明では大量高速でこの種のコケも生産可能である。

稚苗の生産時に養液中で生育させる原料コケ（元種苗）は野山等に自生するコケの自生種や市販種などから配偶体、特に茎葉体の形態を持つ配偶体を採取することによって得られる。

培養装置に充填される養液の温度は、０〜６０℃、好ましくは５〜５０℃、更に好ましくは１５〜２５℃である。養液の温度が０℃未満であると、養液が凍るため好ましくない。６０℃を超えると、微生物等が繁殖し易くなり、コケの成長が遅延するため好ましくない。

養液の肥料濃度は、電気伝導度（ｍＳ／ｃｍ）で０〜１．０、好ましくは０〜０．２であり、低濃度又は肥料を含まない養液が好ましい。肥料としては通常の肥料（例えばハイポネックス）を用いることができる。肥料濃度が１．０（ｍＳ／ｃｍ）を超えると、肥料としては濃すぎる為、コケ稚苗の成長が遅延し易くなるため好ましくない。

養液には植物ホルモンを含むことが好ましい。植物ホルモンにはエチレン、アブシジン酸、オーキシン（インドール酢酸）、サイトカイニン（ゼアチン）、ジベレリン（ジベレリン酸）等が上げられるが、植物成長ホルモンが好ましく、中でもオーキシン、サイトカイニン、ジベレリンが好ましい。成長促進効果が大きいためジベレリンが最も好ましい。これらは単独で用いられてもよく混合及び／又は併用して用いられてもよい。植物成長ホルモン濃度は、濃いと生理障害を起こすため通常の園芸用に用いる濃度より千倍程度薄くした０．０１〜０．２ｐｐｍが好ましく、より好ましくは０．１ｐｐｍである。

養液は、コケ稚苗の生産1サイクル毎に交換してもよいが、養液を循環させて繰り返し使用することが好ましい。使用を重ねることで養液中に存する共生菌による影響で、コケ稚苗の生育速度が早くなることが認められているからである。

コケの生育には光が必要である。光は、光合成でき、成長を阻害しない波長域の成分を有することが必要である。通常の白熱灯、蛍光灯、水銀灯、ＬＥＤ等を用いることができるが、低エネルギーコスト、熱制御の容易さ、メンテナンスの容易さからＬＥＤが好ましく、中でも赤、橙色光を発光するＬＥＤが好ましい。ＬＥＤはコケ培養装置に組み込む時は二次元アレイ状に配列されたものを用いれば、コンパクトになる。したがって送気管に連結した平型バブラーを有し養液およびコケの配偶体を入れた培養容器と、ＬＥＤアレイとを併せ有するものを単位とし同単位を立体的に多数重ねて構成することが容易となる。ＬＥＤアレイは低電力量で廃熱も少なく長寿命のため好ましい。

光合成有効光量子束密度（ＰＰＦＤ）は２００（μｍｏｌｍ⁻²ｓ⁻¹）以下、特に光合成有効光量子束密度（ＰＰＦＤ）が５０（μｍｏｌｍ⁻²ｓ⁻¹）以下が好ましく更に好ましくは光補償点以上であって２０〜３０（μｍｏｌｍ⁻²ｓ⁻¹）である。光量子束密度が高いと、コケ稚苗の成長が遅延し易くなるため好ましくない。なお、養液中でコケ稚苗を生育させる場合は、明暗期を繰り返して調光することが好ましい。特に、２４時間またはそれ以下の時間の周期で明暗期を繰り返して生育させることが好ましい。一定周期で明暗期を繰り返すことにより、光合成と代謝のバランスが確保されるため好ましい。従って、例えば最初は１２時間ごと、一定期間後６時間ごとにするなど、明暗期のサイクル時間を稚苗の生育に応じて制御することによって、再生芽の繁殖量乃至速度等を制御することができる。

光刺激により再生芽が生じる再生芽の方向は重力、光の方向、酸素濃度等の影響を受ける。側芽の成長方向は向光性を有する。養液中で浮遊状態にあるコケ配偶体に３６０度方向から照光すれば再生芽はあらゆる方向に生じる。このため繁殖した前記再生芽の先端の包絡面が紡錘状をしたコケ稚苗が生じる。一方再生芽の成長方向を光の照射方向により制御することもできるため、培養槽内でのコケマットの設計に当たり側芽を伸ばしたい方向から照射すれば、光の入射方向に再生芽が成長する。

コケマット支持体にコケ配偶体を充填し、配偶体の自由運動を禁じた状態で養液中で生育させる場合はコケマット支持体の開口面に対し垂直方向から光照射すれば開口部に向けて再生芽が生じる。その状態で養液外に取り出し、更にコケマット支持体の開口面に対し垂直方向から光照射するようにして順化することにより、マット開口部からいわゆるコケの穂がマット面に垂直に揃い伸びたコケマットを生産することができる。

一方コケマット支持体にコケ配偶体を充填し、配偶体の自由運動を禁じた状態で養液中で生育させる場合はコケマット支持体の開口面に対し垂直方向から光照射すれば開口部に向けて再生芽が生じる。そのまま養液中で培養を続けることによりマット開口部から再生芽の先端が、いわゆるコケの穂状にマット面に垂直に揃い伸びたコケマットを一挙に生産することができる。

また、本発明の方法は、養液中での曝気攪拌、散気管による空気の供給など酸素を含む気体を断続的にコケ類の配偶体に接触させ攪拌しながら生育させることが重要である。これにより、元来液中においては枯化又は死滅する再生芽が繁殖し、増殖する。空気などの気体をバブリングして攪拌する方法は曝気攪拌には限定されないが、散気管による小気泡の供給を伴った曝気攪拌が簡便かつ効率的な方法として好ましい。

図１は本発明のコケの生産方法に用いるコケ稚苗の培養装置の一実施例を示す概念図である。図２はコケの本発明の生産方法に用いるコケ稚苗の順化装置の一実施例を示す概念図である。

図１において、本実施形態に係るコケ稚苗の培養装置は、養液１０が貯液された培養槽１００と、その養液１０の温度を調節する熱交換器２００と、培養槽１００内の養液１０を曝気し攪拌するブロワー装置３００と、このブロワー装置３００から得られる気泡より小さな気泡を前記養液１０中に散気させる散気装置４００と、培養槽１００の槽壁の外側にその奥行き方向に沿って蛍光ランプ５０１を複数本並設した蛍光ランプ装置５００と、これらの装置を制御する培養制御装置６００を備えている。

熱交換器２００は前記培養槽１００内に設けられた熱交換の循環パイプ２０１に連結されており、熱交換器２００内のタンク内の熱交換媒体が上記循環パイプ２０１内を循環する構成となっている。ブロワー装置３００は、通気管３０１を通じて培養槽１００の底部の開口部に連結されており、ブロワー装置３００から発生するエアを培養槽１００の底部から槽内の養液１０中に曝気し養液１０を攪拌させる構成となっている。

散気装置４００は培養槽１００内に設けられた散気管４０１にエアチューブ４０２を介して培養槽１００外に設けられたエアポンプ４０２を連結する構成である。この散気管４０１からは小気泡が発生する導出孔が設けられており、この導出孔から小気泡が多数発生するようになっている。この実施形態では散気管４０１は培養槽１００の槽璧に沿って設けられており、培養槽１００の底部から槽内の養液１０中に曝気し養液１０を攪拌させながら、この散気管４０１からの小気泡によって気泡の表面積を大きくし、曝気効率と攪拌効率の向上を図り、培養槽１００内の養液１０中に散在するコケの配偶体に対して気体への接触度合いを大きくしている。

本培養装置によれば、野山等に自生するコケの自生種などから採取したコケの配偶体を培養槽１００内の養液１０中に投入し、蛍光ランプ５０１を培養槽１００を介して時間ごとに照射し、熱交換器２００により養液１０の温度を調節しながら、コケの配偶体を含む養液１０をブロワー装置３００で曝気し攪拌しつつ散気管４０１からの小気泡を更にコケの配偶体に供給すれば、コケ類の配偶体の周囲に再生芽が高速大量に繁殖し増殖し、高速大量のコケ稚苗が生産される。

本培養装置によって再生芽が大量繁殖し増殖することにより生育した人工のコケ稚苗は、例えば培養槽１００の下部から取り出される。次にこの人工のコケ稚苗は、そのまま又は一旦乾燥して乾燥コケ稚苗にし、網状マットの網目構造内に充填する。

生産されたコケ稚苗は、生産後、すぐに順化装置内で順化することもできるが、順化を開始するまで貯蔵、または順化のための順化装置まで輸送する場合は、乾燥させることが好ましい。乾燥は自然乾燥、温風乾燥、冷風乾燥等の公知の手段を用いることができるが、乾燥作業によりコケ稚苗が破損されることを可能な限り防ぐべきであることから、乾燥の効率が重視されない場合は、常温下での自然乾燥が好ましい。

上記方法で得られたコケ稚苗は、植物工場環境下で網状マットに充填されることが好ましい。
網状マットは、公知の織布、不織布、樹脂等を素材とした支持体が挙げられる。コケ群落を一定の形態に保持するだけでなく、コケを固定する面から生じるコケへの悪影響を緩和する役割、例えば施工直後のコンクリートから析出する強アルカリ性物質にコケが直接接触する機会を軽減するものであるので、ポリオレフィンの立体ネットなど望まれる機能の高いものが好ましい。

図２において、７００は順化装置である。この順化装置７００は、外部から閉鎖された順化室７０１内に上下に複数の棚部７０２を備えた台車７０３が格納されている。棚部７０２の上側には奥行き方向に複数本の蛍光ランプ７０３が装備されており、棚部７０２の下側には人口のコケ稚苗が充填された網状マット２０が配置されている。また本順化装置には、加湿器７０４と、二酸化炭素供給装置７０５と、コケ稚苗に水を供給する灌水装置７０６が備えられている。これらの各装置は制御装置７０７によって制御され、制御装置７０７は通信回線を利用してたとえ遠隔地からでも順化室内の環境を操作可能としている。
従って、前記培養装置により生産された人工のコケ稚苗が充填された網状マット２０を、この順化室７０１に格納された台車７０３の棚部７０２にセツトするか、台車７０３の棚部７０２に網状マット２０をセツトした台車７０３を順化室７０１内に格納し、順化装置内の環境を制御することにより、前記コケ稚苗を網状マット２０内で順化して、網状マット２０内に生育し網状マットに保持されたコケ類が大量に生産される。

本発明の環境制御システムは、培養装置、順化装置に直結した制御盤を介し、手動、もしくはコンピュータ制御下で各装置個別に制御を行うものが挙げられる。また、ひとつの植物生産工場を当該工場内で、集中管理するものもあるが、好ましくは、当該工場から遠隔にある管理センターにより管理するシステム、更には複数の植物生産工場とひとつの集中管理センターを情報通信ネットワークで結ぶシステムが好ましい。複数の工場を一括管理することで、全ての工場における生産計画の一元化が図れ、コストの低減、生産効率の向上などが期待できるからである。

集中管理センターは、ネットワークを介して、各工場の温度センサー、湿度センサー、酸素濃度及び二酸化炭素濃度センサー等などから検知された環境条件をモニタリングすることにより、制御状態の監視を行うことができる。また測定値及びモニタリングされたコケの生育状態から最適な環境条件を判断し、各工場の環境条件の制御を行うことができる。従って、コケの生育状態を目視、または画像解析で判断することも必要となり得るため、工場内に遠隔操作可能なカメラ、ビデオカメラ等を備えることが好ましい。なお、環境条件を示す温度等の各測定値は、リアルタイムでモニタリングできることが好ましいが、カメラ等により撮影された画像の集中管理センターへの送信は、24時間以内のタイムラグがあってもよい。

本発明の方法によれば、人工的な制御環境下で高速大量のコケ稚苗生産が可能となり、それらのコケ稚苗を使用することで、情報通信ネットワークを介した遠隔操作等により温度、湿度、照度、照射時間、照射スケジュール、酸素及び炭酸ガス濃度等の環境が人工的に制御された下でコケ稚苗の順化を行うコケ植物生産工場システムを構築することができ、コケ群落を工業的に高速大量に製造できる。従って、屋上、屋根、壁面緑化などの建設、環境関連分野に対して、コケ植物を二酸化炭素固定化植物、緑化植物としてはじめて実用化することができる。なお、本生産方法によって得られたコケ稚苗は、二酸化炭素固定化植物、緑化植物用途に限らず、園芸用、造園用、薬用等など各種用途に適用できる。

本発明のコケの生産方法に用いるコケ稚苗の培養装置の一実施例を示す概念図である。 本発明のコケの生産方法に用いるコケの順化装置の一実施例を示す概念図である。

符号の説明

１０ 養液
２０ 網状マット
１００ 培養槽
２００ 熱交換器
２０１ 循環パイプ
３００ ブロワー装置
３０１ 通気管
４００ 散気装置
４０１ 散気管
４０２ エアチューブ
５００ 蛍光ランプ装置
５０１ 蛍光ランプ
６００ 培養制御装置
７００ 順化装置
７０１ 順化室
７０２ 棚部
７０３ 蛍光ランプ
７０４ 加湿器
７０５ 二酸化炭素供給装置
７０６ 灌水装置
７０７ 制御装置

Claims (9)

1. 培養装置の培養槽内に充填した養液中でコケ稚苗を生育させて生産し、
   この生育したコケ稚苗を人工的に環境制御された順化装置内で順化することを特徴とするコケ類の生産方法。
2. 前記生育したコケ稚苗を網状マットに充填し、当該網状マットを順化装置内に格納し、順化装置内の環境を制御して前記コケ稚苗を網状マット内で順化して、網状マット内に絡ませながら生育させて、網状マットに保持されたコケ類を生産することを特徴とする請求項１記載のコケ類の生産方法。
3. 前記順化装置内の環境において、温度、湿度、照度、照射時間、照射スケジュール、酸素及び炭酸ガス濃度が制御される請求項１又は２のいずれかの項に記載のコケ類の生産方法。
4. 前記培養装置で生産したコケ稚苗が、コケの配偶体の周囲に再生芽を繁殖されたコケ稚苗である請求項１乃至３のいずれかの項に記載のコケ類の生産方法。
5. 前記培養装置で生産したコケ稚苗を乾燥し、この乾燥したコケ稚苗を用いて順化装置内で順化する請求項１乃至４のいずれかの項に記載のコケ類の生産方法。
6. 情報通信ネットワークを介して、前記培養装置及び順化装置の少なくともいずれかを制御する請求項１乃至５のいずれかの項に記載のコケ類の生産方法。
7. 請求項１乃至６のいずれかの項に記載のコケ類の生産方法に使用する培養装置、順化装置、又はその両方を備えることを特徴とする植物生産工場。
8. コケ稚苗が充填される網状マットを配置する配置部と、この配置部に配置された網状マットに対向して光を当てるランプと、順化装置内を加湿する加湿器と、順化装置内に酸素及び二酸化炭素を供給する供給装置と、前記ランプ、前記加湿器及び前記酸素及び二酸化炭素供給装置を制御する制御装置を備えることを特徴とするコケ稚苗の順化装置。
9. コケ稚苗と養液が投入される培養槽と、培養槽の槽外の壁面に装備たれた照明ランプと、槽内の養液の温度を調整する熱交換器と、槽内の養液にエアを送る曝気装置と、養液を槽内循環させる空気噴流装置と、前記照明ランプ、熱交換器、曝気装置、空気噴流装置を制御する制御装置を備えることを特徴とするコケ稚苗の培養装置。
   
   

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