JP2010252671A

JP2010252671A - 植物用光照射装置

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Publication number: JP2010252671A
Application number: JP2009105315A
Authority: JP
Inventors: Masanori Ishiwatari; 正紀石渡; Makoto Yamada; 真山田; Hiroyuki Sekii; 広行関井; Tatsukiyo Uchida; 達清内田; Yuki Shirakawa; 友樹白川; Hiromichi Shibazaki; 弘道柴▲崎▼
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2009-04-23
Filing date: 2009-04-23
Publication date: 2010-11-11

Abstract

【課題】植物用光照射装置において、バンカー植物により天敵昆虫を効果的に繁殖させることにより、栽培圃場内において天敵昆虫の生息密度を高め、害虫による農作物の被害を確実に防ぐようにする。
【解決手段】
植物用光照射装置１は、ハウス圃場２に居る害虫の天敵昆虫を繁殖させるバンカー植物３に対して光照射する光源４を備えている。光源４から照射される光は、３００〜７００ｎｍに波長ピークを有している。光源４から３００〜７００ｎｍに波長ピークを有する光を照射することにより、植物育成を促進する効果、又は虫を誘引する効果のある光をバンカー植物３に受光させる。これにより、バンカー植物３の枯れを防止したり、天敵昆虫の餌昆虫をバンカー植物３に定着させることができ、天敵昆虫が効果的に繁殖するようになる。
【選択図】図１

Description

本発明は、露地圃場やハウス圃場等に設置される植物用光照射装置に関する。

従来から、農作物に発生した害虫を防除するために、害虫の天敵昆虫を栽培圃場に放散し、天敵昆虫により害虫を捕食させることが知られている。この種の害虫防除のための構成において、栽培圃場内又はその周囲に、天敵昆虫の餌昆虫が着生するバンカー植物を植栽し、天敵昆虫が害虫捕食後に餌不足に陥ることを回避することにより、栽培圃場内において天敵昆虫の生息密度を維持しようとするものがある。

しかしながら、上述のような害虫防除構成においては、天候状態や圃場環境等によりバンカー植物が枯れたり、バンカー植物に着生する餌昆虫が減少することがあり、バンカー植物による天敵昆虫の繁殖が効果的に行われないことがある。なお、害虫防除のための他の構成として、農作物周辺に天敵昆虫の代替餌を設置するものがある（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、上記構成においては、代替餌のある餌場に天敵昆虫を効果的に誘引することができないために、害虫が減少していくと、天敵昆虫が死滅したり、他の餌場を求めて栽培圃場外に離散することがある。

特開２００６−１５８３４８号公報

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、バンカー植物により天敵昆虫を効果的に繁殖させることにより、栽培圃場内において天敵昆虫の生息密度を高め、害虫による農作物の被害を確実に防ぐことができる植物用光照射装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、栽培圃場に居る害虫の天敵昆虫を繁殖させるバンカー植物に対して光照射する光源を有した植物用光照射装置であって、前記光源から照射される光は、３００〜７００ｎｍに波長ピークを有するものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、前記光源から照射される光は、３００〜４００ｎｍに波長ピークを有するものである。

請求項３の発明は、請求項１に記載の発明において、前記光源から照射される光は、６００〜７００ｎｍに波長ピークを有するものである。

請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の発明において、天候状態又はバンカー植物に着生する天敵昆虫の餌昆虫の繁殖時期を検知する検知部と、前記検知部による検知結果に基づき前記光源を点灯制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記検知部によりバンカー植物が発育しない天候が継続していると判断されるとき、又は餌昆虫の繁殖時期にあると判断されるとき、前記光源を点灯させ、上記以外と判断されるとき、前記光源を消灯、又は前記光源の光出力を低下させるものである。バンカー植物が発育しない天候としては、太陽光の照射強度が比較的低い天候が挙げられる。

請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の発明において、前記光源には、その光照射位置が可変自在となるように該光源を保持する可変保持構造が設けられており、前記光源の光照射位置は、バンカー植物の生長点に設定されるものである。可変保持構造としては、例えば、アーム自己保持機能を有するフレキシブルアームが挙げられる。

請求項１の発明によれば、光源から３００〜７００ｎｍに波長ピークを有する光を照射することにより、植物育成を促進する効果、又は虫を誘引する効果のある光をバンカー植物に受光させるので、バンカー植物の枯れを防止したり、天敵昆虫の餌昆虫をバンカー植物に定着させることができ、天敵昆虫を効果的に繁殖させることができる。従って、栽培圃場内における天敵昆虫の生息密度を維持し、害虫による農作物の被害を確実に防ぐことができ、ひいては、農薬を使用することなく、安全な農作物を栽培することが可能になる。

請求項２の発明によれば、光源から３００〜４００ｎｍに波長ピークを有する光を照射することにより、虫を誘引する効果が高い光をバンカー植物に受光させるので、餌昆虫をバンカー植物に定着させる効果が高くなる。

請求項３の発明によれば、光源から６００〜７００ｎｍに波長ピークを有する光を照射することにより、植物育成を促進する効果が高い光をバンカー植物に受光させるので、バンカー植物の枯れを防止する効果が高くなる。

請求項４の発明によれば、天候状態や餌昆虫の繁殖状況に応じ、バンカー植物に必要な光を光源による光照射により補完するので、天敵昆虫を一層効果的に繁殖させることができる。また、光源が必要以上に点灯することがなく、無駄なエネルギ消費を抑えることができる。

請求項５の発明によれば、バンカー植物の生長点に光源からの光を集中的に照射することができるので、バンカー植物の分枝や枝葉繁茂を効率的に促進し、バンカー植物を餌昆虫の定着性の高い状態に植生することができる。

本発明の一実施形態に係る植物用光照射装置の斜視図。上記装置における光源の側面配置図。上記装置の効果を検証するための光照射実験において使用された各種光源の分光放射分布を示す図。

本発明の一実施形態に係る植物用光照射装置について図面を参照して説明する。図１は本実施形態に係る植物用光照射装置（以下、本装置という）１の構成を示す。本装置１は、ハウス圃場（栽培圃場）２の周囲に植栽されたバンカー植物３に対して光照射するものであって、複数の光源４と、バンカー植物３周辺の外光照度及び外気温を測定するセンサ部（検知部）５と、センサ部５による検知結果に基づき各光源４を点灯制御する制御部６とを備えている。ハウス圃場２は、透過性部材で被覆されたハウス構造体２１により形成されている。

ここで、バンカー植物３は、ハウス圃場２に居る害虫の天敵昆虫を繁殖させるための植物であり、これには天敵昆虫の餌となる餌昆虫が着生する。天敵昆虫は、昼行性を有した種と夜光性を有した種とに分類され、昼行性種としては、寄生蜂や捕食性ダニ、捕食性カメムシ、捕食性テントウムシ類、捕食性アザミウマ、蜘蛛類等が挙げられ、夜行性種としては、捕食性ゴミムシ類や捕食性タマバエ類等が挙げられる。バンカー植物３には、着生した餌昆虫がハウス圃場２で栽培される農作物２２に害を及ばすことのない植物が用いられ、例えば、農作物２２としてナスを栽培する場合、ナスに寄生しないアブラムシが着生するソルガムを用いることが望ましい。バンカー植物３となる植物種としては、ソルガムの他に、小麦やソラマメ、マリーゴールド、クローバ、オオムギ、ヨモギ等が挙げられる。

害虫は、ハウス圃場２内の農作物２２に危害を与えるものであって、アザミウマ類やコナジラミ類、ハダニ類、ハモグリバエ類等の農業害虫である。ハウス圃場２には、害虫と農作物２２の種類及び量に応じて、適切な種類で且つ数量分の天敵昆虫が放散されており、例えば、害虫がアザミウマ類の場合には、天敵昆虫としてヒメハナカメムシが放散される。このヒメハナカメムシは、アブラムシ捕食性を有することから、バンカー植物３として上記ソルガムを用いたナス栽培に適している。

図２は、各光源４のハウス構造体２１への取付構成を示す。各光源４は、ハウス構造体２１より延出する支持部材２３に取付けられ、バンカー植物３の上方に配置されている。光源４と支持部材２３の間には、光源４の光照射位置が可変自在となるように該光源４を保持する可変保持構造７が介設されている。この可変保持構造７としては、例えば、伸長可能であってアーム自己保持機能を有するフレキシブルアームが挙げられる。各光源４は、釣鐘状の反射部材８に覆われており、光源４の光照射位置がバンカー植物３の生長点に設定されている。光源４から照射される光は、波長域が３００〜７００ｎｍに設定されており、植物の育成促進効果及び誘虫効果を有している。また、各光源４には、その照射光の分光特性を調整する可変フィルタが設けられ、３００〜７００ｎｍ間で波長ピークを変位させることが可能となっている。光源４の種類としては、蛍光灯や高輝度放電灯（水銀灯、高圧ナトリウム灯、メタルハライドランプ等）、白熱灯、ハロゲンランプ、ＬＥＤ、有機ＥＬ等が挙げられる。

センサ部５は、外光照度の測定により天候状態を検知する天候検知センサ５１と、外温度の測定よりバンカー植物３に着生する天敵昆虫の餌昆虫の繁殖時期を検知する繁殖時期検知センサ５２とを有している。天候検知センサ５１は、人間の視感度と同等の波長応答特性を有した受光素子により、単位面積当りの光束量を測定する光センサで構成される。天候検知センサ５１の構成は上記に限られず、植物の光合成感度と同等の波長応答特性を有した受光素子により光合成有効光量子束密度（ＰＰＦＤ）を測定するＰＰＦＤセンサや、各波長毎の単位面積当りの放射エネルギー量を測定する放射照度センサであってもよい。

制御部６は、センサ部５と共にハウス構造体２１の壁部に取付けられ、各光源４と安定器等を介して接続される。制御部６は、天候検知センサ５１による検知結果によりバンカー植物３が発育しない天候が継続していると判断されるとき、各光源４を点灯させる。バンカー植物３が発育しない天候は、太陽光の照射強度が比較的低い天候（例えば、曇天や雨天等）である。天候判断のための構成としては、制御部６に内蔵されるメモリに、所定の動作プログラムを記憶させておき、この動作プログラムにより、一日当りの測定照度の累積値を算出し、累積値が所定レベルを下回ったときに、発育不良天候の継続ありと判断を行う構成が挙げられる。

また、制御部６は、繁殖時期検知センサ５２による検知結果により餌昆虫の繁殖時期にあると判断されるとき、各光源４を点灯させる。繁殖時期判断のための構成としては、餌昆虫の繁殖時期及びそれ以外の一般的な気温変動データをメモリに記憶させておき、この気温変動データと測定した気温データと比較することで繁殖時期を推測する構成が挙げられる。また、上記構成において、気温変動データを本装置１の設置が想定される複数地域分、記憶させておき、ユーザにより本装置１の設置地域を選択させるようにすれば、利便性が高くなる。一方、制御部６は、上記以外と判断されるとき、すなわち、バンカー植物３が発育しない天候が継続してない、又は餌昆虫の繁殖時期にないと判断されるとき、光源４を消灯又は光源４の光出力を低下させる。

上記のように構成された植物用光照射装置１の作用について説明する。光源４が消灯しているとき、天敵昆虫は、農作物２２に付着している害虫を捕食し、これにより、ハウス圃場２内における害虫の生息密度が減少する。その後、光源４が点灯し、光源４からの光がバンカー植物３に照射されると、天敵昆虫はバンカー植物３に誘引され、バンカー植物３に着生する餌昆虫を捕食する。ここで、バンカー植物３に誘引される天敵昆虫は、ハウス圃場２に放散されたもの以外に、ハウス圃場２において土着しているものも含まれる。その後、光源４が再び消灯すると、天敵昆虫は害虫を捕食するために、バンカー植物３からハウス圃場２へと分散する。

次に、本植物用光照射装置１によるバンカー植物への光照射により得られる効果について、発明者により行われた光照射実験の結果を参照して説明する。本実験では、バンカー植物上方にサンプル光源を配置し、サンプル光源よりバンカー植物全体に光照射を行い、バンカー植物の生育性と、バンカー植物における餌昆虫の定着性とを評価した。本実験において、バンカー植物はソルガムであり、餌昆虫はアブラムシである。

図３は、本実験の際に用いられた各種のサンプル光源から照射される光の波長特性を示す。同図において、横軸は光の波長（ｎｍ）を示し、縦軸はエネルギのピーク値に対する相対値である相対エネルギを示す。本実験により使用された第１の光源は、紫外線ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び赤色ＬＥＤを組み合わせたものであり、３００〜４００ｎｍ、４００〜５００ｎｍ、５００〜６００ｎｍ、６００〜７００ｎｍの各々に波長ピークを有した光を照射する。また、第２の光源は、紫外線ＬＥＤのみから成るものであり、３００〜４００ｎｍに波長ピークを有した光を照射する。また、第３の光源は、青色ＬＥＤのみから成るものであり、４００〜５００ｎｍに波長ピークを有した光を照射する。また、第４の光源は、緑色ＬＥＤのみから成るものであり、５００〜６００ｎｍに波長ピークを有した光を照射する。また、第５の光源は、赤色ＬＥＤのみから成るものであり、６００〜７００ｎｍに波長ピークを有した光を照射する。

上記のような第１の光源乃至第５の光源を用いて実施された、バンカー植物の生育性評価と餌昆虫の定着性評価について説明する。バンカー植物の生育性評価においては、日没後や夜明け前に植物の光感受性及び日長反応性が高まることから、日没後の５時間及び夜明け前の１時間、バンカー植物に対して光照射を行い、このような光照射を第１の光源乃至第５の光源の各々について行った。バンカー植物生育性の評価方法としては、光照射を開始してから１ヶ月経過後に、バンカー植物の外観（葉の大きさや枚数、茎の長さや太さ）を観察し、光照射前のバンカー植物との比較を行った。

また、餌昆虫の定着性評価においては、日没前後に虫の活動性が高まり、虫を誘引し易いことから、日没前後の数時間、バンカー植物に対して光照射を行い、このような光照射を第１の光源乃至第５の光源の各々について行った。餌昆虫の定着性評価方法としては、光照射を開始してから１週間経過後に、バンカー植物における餌昆虫の生息密度（葉１枚当りの餌昆虫の数）を測定し、光照射前のバンカー植物との比較を行った。

上記による評価結果を表１に示す。

第１の光源におけるバンカー植物の生育性につき、バンカー植物が旺盛に生育した様子（茎の太さの増大、葉の大きさの増大）が確認され、生育効果が高かった（この評価レベルを「○」で示す）。また、同光源における餌昆虫の定着性につき、餌昆虫の生息密度が若干増加したことが確認され、定着効果が比較的高かった（この評価レベルを「△」で示す）。

第２の光源におけるバンカー植物の生育性につき、バンカー植物の生育に変化がないことが確認された（この評価レベルを「×」とする）。また、同光源における餌昆虫の定着性につき、餌昆虫の生息密度が２倍以上に増加したことが確認され、定着効果が非常に高かった（この評価レベルを「◎」で示す）。

第３の光源におけるバンカー植物の生育性につき、バンカー植物が旺盛に生育した様子（茎の太さの増大、葉の大きさの増大）が確認され、生育効果が高かった（この評価レベルを「○」で示す）。また、同光源における餌昆虫の定着性につき、餌昆虫の生息密度が若干増加したことが確認され、定着効果が比較的高かった（この評価レベルを「△」で示す）。

第４の光源におけるバンカー植物の生育性につき、バンカー植物の生育に変化がないことが確認された（この評価レベルを「×」とする）。また、同光源における餌昆虫の定着性につき、餌昆虫の生息密度が１．５倍以上に増加したことが確認され、定着性が高かった（この評価レベルを「○」で示す）。

第５の光源におけるバンカー植物の生育性につき、バンカー植物が全体的に旺盛に生育した様子（茎の太さ及び長さの増大、葉の大きさ及び数の増大）が確認され、生育効果が非常に高かった（この評価レベルを「◎」で示す）。また、同光源における餌昆虫の定着性につき、餌昆虫の生息密度に変化がないことが確認された（この評価レベルを「×」で示す）。

このように、本実施形態に係る植物用光照射装置１によれば、光源４から３００〜７００ｎｍに波長ピークを有する光を照射することにより、植物育成を促進する効果、又は虫を誘引する効果のある光をバンカー植物３に受光させるので、バンカー植物３の枯れを防止したり、天敵昆虫の餌昆虫をバンカー植物３に定着させることができ、天敵昆虫を効果的に繁殖させることができる。従って、ハウス圃場２内における天敵昆虫の生息密度を維持し、害虫による農作物２２の被害を確実に防ぐことができ、ひいては、農薬を使用することなく、安全な農作物を栽培することが可能になる。

また、光源４から３００〜４００ｎｍに波長ピークを有する光を照射することにより、虫を誘引する効果が高い光をバンカー植物３に受光させるので、餌昆虫をバンカー植物３に定着させる効果が高くなる。また、光源４から６００〜７００ｎｍに波長ピークを有する光を照射することにより、植物育成を促進する効果が高い光をバンカー植物３に受光させるので、バンカー植物３の枯れを防止する効果が高くなる。

また、天候状態や餌昆虫の繁殖状況に応じ、バンカー植物３に必要な光を光源４による光照射により補完するので、天敵昆虫を一層効果的に繁殖させることができる。また、光源４が必要以上に点灯することがなく、無駄なエネルギ消費を抑えることができる。また、バンカー植物３の生長点に光源４からの光を集中的に照射することができるので、バンカー植物３の分枝や枝葉繁茂を効率的に促進し、バンカー植物３を餌昆虫の定着性の高い状態に植生することができる。

ここで、光照射対象となるバンカー植物３が長日植物である場合には、日没後や夜明け前に光源点灯を行うことで、連続的な暗期の長さを長くし、花芽や蕾の形成（生殖成長）を抑制し、茎や葉の形成（栄養成長）を促進することができるので、バンカー植物３の枯れを効果的に防止することができる。一方で、光照射対象となるバンカー植物３が短日植物である場合には、深夜等の時間帯に光源点灯を行うことで、連続的な暗期の長さを短くし、上記バンカー植物３の枯れ防止を効果的に行うことができる。上述の効果は、バンカー植物３に対し、６００〜７００ｎｍに波長ピークを有する光を照射する場合において特に顕著となる。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、制御部６による光源制御の構成は、年間を通じて日の入り／日の出時刻データをメモリに記憶しておき、タイマにより日時を計時し、日の入り時刻になると光源４を点灯させ、日の出時刻になると光源４を消灯させるようなものであってもよい。また、外光照度が予め設定された閾値を下回ったときに光源４を点灯させ、所定時間経過後に光源４を消灯させるようにし、さらに、測定照度のレベルに応じて光源４の点灯時間や光照射強度を調整するようなものであってもよい。なお、上記構成において光照射強度を調整する場合、光源４の製造コストが高くなることから、光源４の点灯時間を調整する構成が好ましい。

１植物用光照射装置
２ハウス圃場（栽培圃場）
３バンカー植物
４光源
５センサ部（検知部）
６制御部
７可変保持構造

Claims

栽培圃場に居る害虫の天敵昆虫を繁殖させるバンカー植物に対して光照射する光源を有した植物用光照射装置であって、
前記光源から照射される光は、３００〜７００ｎｍに波長ピークを有することを特徴とする植物用光照射装置。
前記光源から照射される光は、３００〜４００ｎｍに波長ピークを有することを特徴とする請求項１に記載の植物用光照射装置。
前記光源から照射される光は、６００〜７００ｎｍに波長ピークを有することを特徴とする請求項１に記載の植物用光照射装置。
天候状態又はバンカー植物に着生する天敵昆虫の餌昆虫の繁殖時期を検知する検知部と、
前記検知部による検知結果に基づき前記光源を点灯制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記検知部によりバンカー植物が発育しない天候が継続していると判断されるとき、又は餌昆虫の繁殖時期にあると判断されるとき、前記光源を点灯させ、
上記以外と判断されるとき、前記光源を消灯、又は前記光源の光出力を低下させることを特徴する請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の植物用光照射装置。
前記光源には、その光照射位置が可変自在となるように該光源を保持する可変保持構造が設けられており、
前記光源の光照射位置は、バンカー植物の生長点に設定されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の植物用光照射装置。