JP2010259374A - 植物栽培方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 太陽光利用ハウスにおいて、栽培植物に対して、半導体発光装置を光源として可視光成分を主成分とする光を照射する植物栽培方法であり、特に特定波長の透過特性を有する被覆資材を用い、特定照射量以上の光を特定栽培方法にて照射した場合に、非常に高いレベルの防虫害防除効果、内部資材劣化防止効果を栽培性への影響に配慮しつつ達成し、且つ、単位面積当たりの収量増加に寄与可能となる。
【選択図】なし
Description
本発明に使用することができる半導体発光装置としては、400〜800nmの可視光線成分を主成分とする光を発光する公知のものを使用することが出来る。単一種類もしくは複数種類の半導体発光素子を組み合わせて使用することが出来る。
大電流のパワーLEDを使用する場合には、放熱用のヒートシンクと組み合わせて使用することが出来る。
本発明における外層/中間層/内層の、層厚み比は特に限定されないが、たとえば、1/1/1〜1/5/1、好ましくは、1/2/1から1/3/1の層比で形成される。
なお、本発明で言う、外層、中間層、内層とは、農業用フィルムとして機能する樹脂主成分に他の成分を添加した樹脂組成物から構成される層を意味する。従って、後述するように、内層の内側に防曇特性を意図して薄く塗布する塗布型防曇塗膜や、外層の外側に、別途の目的で形成する場合の他の塗膜は、内層、外層の概念からは外して考えるものとする。
また、本発明において、ポリオレフィン系樹脂の少なくとも一成分としてメタロセン触媒で共重合して得られるエチレン−α−オレフィン共重合樹脂を使用することができる。
メルトフローレート(MFR)
JIS−K7210により測定されたMFRが0.01〜10g/10分、好ましくは0.1〜5g/10分の値を示すものである。該MFRがこの範囲より大きいと成形時にフィルムが蛇行し安定しない。また、該MFRがこの範囲より小さすぎると成形時の樹脂圧力が増大し、成形機に負荷がかかるため、生産量を減少させて圧力の増大を抑制しなければならず、実用性に乏しい。
JIS−K7112により測定された密度が0.880〜0.930g/cm3 、好ましくは0.880〜0.920g/cm3の値を示すものである。該密度がこの範囲より大きいと透明性が悪化する。また、密度がこの範囲より小さいと、フィルム表面のべたつきによりブロッキングが生じ実用性に乏しくなる。
ゲルパーミュレーションクロマトグラフィー(GPC)によって求められる分子量分布(重量平均分子量/数平均分子量)は1.5〜3.5、好ましくは1.5〜3.0の値を示すものである。該分子量分布がこの範囲より大きいと機械的強度が低下し好ましくない。該分子量分布がこの範囲より小さいと成形時にフィルムが蛇行し安定しない。
更に、上記透過率の平均値が1%以下であると好ましく、紫外線遮蔽による効果を得られやすい。
特に本願発明の特定の2種類の紫外線吸収剤を用いてこの層構成にすると、単独の各紫外線吸収剤を同様の層構成にした場合や、他の紫外線吸収剤の2種の組み合わせで同様の層構成にした場合に比べても、顕著な効果を有する。
ここで、Y及びZはY=Zであっても、異なっていてもよい。また、特に好ましい態様としては、Y=Z=0である場合が挙げられる。
具体的には、中間層中の樹脂組成物に対する紫外線吸収剤含有率であるXとしては、0.1〜3.0重量%、好ましくは0.15〜2.0重量%、更に好ましくは0.2〜1.0重量%の範囲が挙げられる。YおよびZとしては、0〜2.0重量%、好ましくは0または、0.001〜0.5重量%の範囲が挙げられる。
更に本発明の好ましい態様としては、少なくとも外層、中間層、内層を有する3層以上の積層構造を有する農業用ポリオレフィン系多層フィルムであって、外層および内層(表面層)には紫外線吸収剤を配合せず、中間層に紫外線吸収剤を配合してなることを特徴とする農業用ポリオレフィン系多層フィルムが挙げられる。
本発明における防曇塗膜としては既に公知の農業用被覆資材に用いることができる防曇塗膜を適応することが出来る。好ましくは無機コロイド物質と親水性有機化合物を主成分とした防曇塗膜や無機コロイド物質とアクリル系樹脂を主成分とする防曇塗膜を用いることができる。
アクリル系樹脂として好ましく用いられる1つの例としては、少なくとも合計60重量%のアクリル酸またはメタクリル酸のアルキルエステル類からなる単量体、またはアクリル酸またはメタクリル酸のアルキルエステル類とアルケニルベンゼン類との単量体混合物及び0〜40重量%の共重合しうるα、β−エチレン性不飽和単量体とを、通常の重合条件に従って、例えば乳化剤の存在下に、水系媒質中で乳化重合させて得られる水分散性の重合体または共重合体である疎水性アクリル系樹脂を挙げることができる。
本発明で用いるアクリル系樹脂は、疎水性アクリル系樹脂であることが好ましく、即ち、上記のようなアクリル酸又はメタクリル酸のアルキルエステル類、又は、アクリル酸又はメタクリル酸のアルキルエステル類とアルケニルベンゼン類との単量体混合物を、少なくとも計60重量%を含有すること、好ましくは80重量%以上含有することが好ましい。60重量%に満たないときは、形成被膜の耐水性が十分でないために、防曇持続性能を発揮しえないことがあり好ましくない。
本発明のアクリル系樹脂は、特に、ガラス転移温度が35〜80℃のものを用いるのが好ましい。ガラス転移温度が低すぎると無機質コロイド粒子が数次凝集して不均一な分散状態をとりやすく、高すぎる場合、透明性のある均一な被膜を得るのが困難となりやすい。
本発明における防塵性塗膜としては既に公知の農業用被覆資材に用いることができる防塵性塗膜を適応することが出来る。好ましくはアクリル系樹脂を主成分とした防塵性塗膜やアクリル系樹脂及びエチレン−アクリル共重合体を主成分とする防塵性塗膜を用いることができる。防塵性塗膜を塗工する場合には基材に対して、防曇性塗膜形成時と同様のコロナ処理等の前処理をすることができる。
3層インフレーション成形装置として3層ダイに100mmφ((株)プラ工研製)を用い、押出機はチューブ外内層を30mmφ((株)プラ技研製)2台、中間層を40mmφ((株)プラ技研製)として、外内層押出し機温度180℃、中間層押し出し機温度170℃、ダイス温度180〜190℃、ブロー比2.0〜3.0、引取り速度3〜7m/分、厚さ0.15及び0.30mmにて表−1〜表−2に示した成分からなる3層の積層フィルムを得た。なお、これらのフィルムは、ハウス展張時にチューブの端部を切り開いて使用するため、展開した際に製膜時のチューブ外層が展張時にはハウスの内層(内面)となる。
HP−LDPE:高圧ラジカル法触媒で製造した分岐状ポリエチレン(MFR:1.1g/10分、密度0.920)日本ポリケム製ノバテックLD「YF30」
メタロセンPE:メタロセン触媒で製造したエチレン・αオレフィン共重合体(MFR:2g/10分、密度0.907)日本ポリケム製カーネル「KF270」
EVA :エチレン・酢酸ビニル共重合体(酢酸ビニル含有量15重量%、MFR2g/10分)
光安定剤A:キマソーブ944:チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製光安定剤
光安定剤B:エチレン・環状アミノビニル共重合体:日本ポリケム(株)製「ノバテックLD・XJ100H」MFR=3g/10分(190℃、JIS−K6760) 密度=0.931g/cm3(JIS−K6760)環状アミノビニル化合物含量=5.1重量%(0.7モル%)孤立して存在する環状アミノビニル化合物の割合=90モル% 融点=111℃
紫外線吸収剤A:チバ・スペシャリティーケミカルズ社製ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤「TINUVIN 327」
2,4−ジ−tert−ブチル−6−(5−クロロベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール
2−[5−クロロ(2H)−ベンゾトリアゾール−2−イル]−4−メチル−6−(tert−ブチル)フェノール
2−[4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン−2−イル]−5−(オクチロキシ)フェノール
2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−[(ヘキシル)オキシ]−フェノール
得られたチューブ状フィルムの外層表面を、放電電圧120V、放電電流4.7A、ラインスピード10m/minでコロナ放電処理を行い、JIS−K6768による「濡れ指数」を測定し、その値を確認した。
表−1に示した主成分(シリカゾル及び/又はアルミナゾル)と熱可塑性樹脂と架橋剤及び液状分散媒とを配合して防曇剤組成物を得た。
防曇剤組成物配合は以下の配合とした。
無機質コロイドゾル(コロイダルシリカ) 4.0
熱可塑性樹脂(サンモールSW−131) 3.0
架橋剤(T.A.Z.M) 0.1
分散媒(水/エタノール=3/1) 93
(注)無機質コロイドゾルの配合量は、無機質粒子量で示し熱可塑性樹脂の配合量は重合体固形分量で示す。
コロイダルシリカ:日産化学社製スノーテックス30、平均粒子径15nm
サンモールSW−131:三洋化成社製アクリルエマルジョン
T.A.Z.M:相互薬工社製アジリジン系化合物
(2)で表面処理した基体フィルムの表面に、上記の防曇剤組成物を#5バーコーターを用いて各々塗布した。塗布したフィルムを80℃のオーブン中に1分間保持して、液状分散媒を揮発させ防曇性塗膜を形成した。得られた各フィルムの塗膜の厚みは約1μmであった。
3層インフレーション成形により得られた積層フィルム(ハウス内層側表面に防曇性塗膜を形成(塗工)後)を分光光度計(日立製作所製、U3500型)により測定し、各波長におけるその値を示した。
<1>の方法で測定した1nmごとの透過率を平均して算出した。
トマトの一段密植栽培において各種被覆資材と各種人工照明を用いた水耕栽培試験をおこなった。トマト(品種:桃太郎)の種子を、水を含んだロックウール細粒綿を詰めたセルトレイに播き発芽させた。
子葉展開後は薄い培養液(EC0.6〜1.2dS/m)を与えた。
播種から約25日後、本葉が4〜5枚出てきたので農業用ハウス内の栽培ベッドに定植した。
栽培ベッドは、ベッド巾約50cm、深さ約15cmの保水シート耕方式とし、株間は約10cm、ベッド間隔約80cmとした。
被覆資材は前記の各種フィルムを前記方法により作成して使用した。
光源として使用した半導体発光装置は、アルミとPEEKの張り合わせ基板上に実装し、ガラス管で防水被覆した上で電源装置に接続して使用した。
定植後は培養液(EC1.2〜2.4dS/m)を与え、朝6時〜夕6時の時間帯で各種人工照明により補光照射した。
定植から約40日後、第1花房の3花が開花し、着果ホルモン(トマトトーン)を散布し、第1花房の上1〜2葉を残して摘心した。
定植から約80日以降、収穫期となったトマトを収穫し収量、品質を評価し、表2の結果を得た。
照度:μmol/m2/s 基準:×=10未満、△=10〜30、○=30以上
(前記MS−720にて光合成放射束密度を測定:LED1は光源からの距離10cmで測定し、他のLEDは光量が少ない為、測定部に近接させて測定した。LED3については、放射分布の関係で近接させても10μmol/m2/s未満となった。)
可視光成分:前記MS−720にて1nmごとの放射分布を測定し、400〜800nmの放射量の放射全波長(350〜1050nm)中に対する割合(%)を算出した。波長350nm以下の放射成分の有無については、LEDデータシートを用いても確認した。LED3のように、紫外領域に主成分を有するタイプはLEDデータシートに添付された放射スペクトルを用いて計算した。 基準:×=10%未満、△=10〜90%、○=90%以上
トマト果重:g/個 基準:×=150以下、△=150〜170、○=170以上
トマト糖度:Brix% 基準:×=5.5以下、△=5.5〜6.5、○=6.5以上
徒長:目視にて徒長(節間長の相対的伸張、葉の肉薄化)の有無を、試験実施区中の相対評価した。 基準:×(相対的に悪い)〜△(相対的に中程度)〜○(相対的に良い)
内部資材劣化防止効果:目視にて徒長(節間長の相対的伸張、葉の肉薄化、葉色の変化)の有無を、試験実施区中で相対評価した。 基準:×(相対的に悪い)〜△(相対的に中程度)〜○(相対的に良い)
内部資材劣化防止効果:各試験区内にポリエチレン製被覆付きの電源コードの断片を照射装置の電源コードの劣化進度の目安とするために設置した。設置場所は光源から約10cmとした。(照射用の電源コードは、試験の安全性及び信頼性確保の為、樹脂チューブで全体を覆って、防水&耐候対策した上で使用した。)目視にて劣化進度(樹脂被覆及び芯部の劣化状態、変色状態)の有無を、試験実施区中で相対評価した。 基準:×(相対的に悪い)〜△(相対的に中程度)〜○(相対的に良い)
病虫害防除効果:栽培試験区とは別に、各試験区におけるオンシツコナジラミの行動抑制効果(忌避効果)を確認する為に、栽培試験区と同様な環境の各試験区を小型トンネルで設定し、比較例11の試験区(被覆無し(小型トンネル骨組みのみ)、照射無し)を同様に設定し、両試験区が接する配置で設置した。約20頭のオンシツコナジラミを両試験区の中央に置き、各試験区に移動したオンシツコナジラミの頭数を目視観察した。オンシツコナジラミが忌避した方が試験区内に留まる頭数が少ないと考えられる為、どちらを忌避したかで判定を行った。
二つの試験区の内、80%以上の頭数が比較例11の試験区に移動したもの(忌避効果が高い):○
二つの試験区の内、0〜80%の頭数が比較例11の試験区に移動したもの(忌避効果が並〜低い):×
Claims (14)
- 波長300nm〜360nmの紫外線を実質的に遮蔽する農業用フィルム(実質的に遮蔽するとは、300〜360nmにおいて1nmごとに測定した全光線透過率の平均値が2%未満であることを意味する。)を展張した施設園芸用ハウスの内部で、半導体発光装置を光源として400〜800nmの可視光線成分を主成分とする光を照射する植物栽培方法。
- 農業用フィルムが、320〜350nmの波長域の紫外線の平均透過率が10%以下であり、380〜400nmの波長域の光の平均透過率が50%以上であり、且つ、ポリオレフィン系樹脂とトリアリールトリアジン型紫外線吸収剤の少なくとも一種を含有してなる層を少なくとも一層有する、多層又は単層の基体フィルムからなるポリオレフィン系農業用フィルムである事を特徴とする請求項1に記載の植物栽培方法。
- 前記式(1)におけるR1がヘキシル基であり、R2〜R5が水素原子である、請求項3に記載の植物栽培方法。
- 前記式(1)におけるR1がオクチル基であり、R2〜R5がメチル基である、請求項3に記載の植物栽培方法。
- 基体フィルム中の全ポリオレフィン系樹脂の重量に基づき、前記式(1)で表されるトリアリールトリアジン型紫外線吸収剤を0.30%より多く2.00%未満含有してなることを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の植物栽培方法。
- 波長300nm〜380nmの紫外線を実質的に遮蔽する農業用フィルム(実質的に遮蔽するとは、300〜380nmにおいて1nmごとに測定した全光線透過率の平均値が2%未満であることを意味する。)を展張した施設園芸用ハウスの内部で、半導体発光装置を光源として400〜800nmの可視光線成分を主成分とする光を照射することを特徴とする植物栽培方法。
- 波長300nm〜400nmの紫外線を実質的に遮蔽する農業用フィルム(実質的に遮蔽するとは、300〜400nmにおいて1nmごとに測定した全光線透過率の平均値が2%未満であることを意味する。)を展張した施設園芸用ハウスの内部で、半導体発光装置を光源として400〜800nmの可視光線成分を主成分とする光を照射することを特徴とする植物栽培方法
- 紫外線吸収剤のうち少なくとも1種がベンゾトリアゾール型紫外線吸収剤であり、当該ベンゾトリアゾール型紫外線吸収剤のうち少なくとも1種類の最大吸収波長が350nm以上である請求項9に記載の植物栽培方法。
- 太陽光を利用した農業用ハウスにおいて、紫外領域から近紫外領域の光を発する固体発光素子と、前記固体発光素子からの光により励起されて発光する蛍光体とを組み合わせてなる半導体発光装置を光源として可視光線成分を含む光を照射する植物栽培方法であって、前記蛍光体が、400〜500nmの波長領域に1以上の発光ピークを有する青色蛍光体、500〜540nmの波長領域に1以上の発光ピークを有する緑色蛍光体、および600〜680nmの波長領域に1以上の発光ピークを有する赤色蛍光体を含むことを特徴とする植物栽培方法。
- 半導体発光装置によって光合成光量子束密度10μmol/m2/sec以上の光が栽培作物に照射されることを特徴とする請求項1乃至11に記載の植物栽培方法。
- トマト低段密植栽培における請求項1乃至12に記載の栽培方法の使用。
- 遮光資材を用いたイチゴ栽培における請求項1乃至12に記載の栽培方法の使用。
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