JP2010273546A - 植物用カバー及びこれを用いた農業用ハウス - Google Patents

Abstract

【課題】植物用カバーにおいて、紫外線がカットされてＵＶ−Ｂが照射されるハウス内で、ＵＶ−Ｂの照射による果実の色抜けの発生を防ぐことができると共に、果実を着色させることができる。
【解決手段】植物用カバー１は、透明樹脂１３を備える。透明樹脂１３は、波長変換成分の物質が添加又は塗布される。波長変換成分の物質は、ＵＶ−Ｂ領域にある紫外線をＵＶ−Ａ領域にある紫外線に波長変換する。植物用カバー１は、ＵＶ−ＢがＵＶ−Ａに変換されて果実８に放射されるので、果実８の色抜けの発生を防ぐことができると共に、ＵＶ−Ａが色素の生成を促して果実８を着色させることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、植物の果実を覆う植物用カバー及び、これを用いた農業用ハウスに関する。

農業用ハウス（以下、ハウスという）を覆う被覆材として、紫外線をカットするビニール又はガラス資材が使用される。このような被覆材が用いられるハウスは、ハウス内への害虫の侵入を抑制したり、害虫がハウス内でうまく飛行できなくしたり、植物に病害をもたらす灰色カビ病菌などの胞子発芽を抑制したりすることができる。しかし、ナスのような植物は、紫外線、特に、ＵＶ−Ａ領域にある紫外線（以下、ＵＶ−Ａという）が照射されることで紫に果実が着色するので、紫外線がカットされたハウス内では果実が着色しないために栽培できない。

また、植物病害を防除する目的で、ＵＶ−Ｂ光源を持つ照明器具と、紫外線をカットする被覆材と、を有するハウスが知られている（例えば、引用文献１参照）。このハウスで育成される植物は、ＵＶ−Ｂ領域にある紫外線（以下、ＵＶ−Ｂという）が照射されることで、灰色カビ病菌などの菌糸の生長が抑えられるので病害にならない。しかし、果実は、成長によって草丈の高くなった植物と照明器具の間隔が近接し、照射されるＵＶ−Ｂの放射照度が強くなるとき、日焼けで色素が分解されて色抜けが生じる。特に、ナスの果実は、病害防除目的で葉などに照射されるＵＶ−Ｂの強度よりも弱い強度でＵＶ−Ｂが照射されても色抜けが生じる。

また、ＵＶ−Ｂによる果実の着色の促進は、ＵＶ−ＢがＵＶ−Ａに比べて果実の着色を促す光強度幅が非常に狭いために、照射距離に応じた厳しい光強度制御を行なう必要がある。そのため、色抜けを防止するために単純にＵＶ−Ｂの光強度を弱めた場合、ＵＶ−Ｂの照射によって適度な果実の着色を得ることが難しい。

特開２００５−１２４５３４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、紫外線がカットされてＵＶ−Ｂが照射されるハウス内で、ＵＶ−Ｂの照射による果実の色抜けの発生を防ぐことができると共に、果実を着色させることができる植物用カバー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、透明樹脂又はガラスを備える植物用カバーであって、前記透明樹脂又はガラスは、波長変換成分の物質が添加又は塗布され、前記波長変換成分の物質は、ＵＶ−Ｂ領域にある紫外線をＵＶ−Ａ領域にある紫外線に波長変換するものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の植物用カバーにおいて、植物を覆ったときに植物に面しない側の表面に、ＵＶ−Ｂ領域にある紫外線を透過させ、ＵＶ−Ａ領域にある紫外線を遮蔽するＵＶ−Ａ遮蔽層が設けられるものである。

請求項３の発明は、紫外線を遮蔽する農業用ハウスであって、農業用ハウス内に配置されるＵＶ−Ｂ照射光源と、請求項１又は請求項２に記載の植物用カバーと、を備えるものである。

請求項１及び請求項３の発明によれば、ＵＶ−ＢがＵＶ−Ａに変換されて果実に放射されるので、果実の色抜けの発生を防ぐことができると共に、ＵＶ−Ａが色素の生成を促して果実を着色させることができる。

請求項２の発明によれば、ＵＶ−Ａを植物の果実以外の葉や茎などに放射しないように遮蔽するので、害虫の誘引を防止できると共に、灰色カビ病菌などの糸状菌の胞子発芽を防止できる。

本発明の一実施形態に係る植物用カバーで覆われた植物を育成するための農業用ハウスの外観図。 同植物用カバーで覆われた植物とＵＶ−Ｂ照射光源を有する照明器具の側面図。 同植物用カバーによってＵＶ−ＢがＵＶ−Ａに変換される状態を示す側断面図。 同植物用カバーの変形例で覆われた植物とＵＶ−Ｂ照射光源を有する照明器具の側面図。

図１乃至図３は、本発明の一実施形態に係る植物用カバー１（以下、カバーという）が植物Ｐに使用されている状態を示す。図１に示されるように、農業用ハウス２（以下、ハウスという）は、畝３に配置される植物Ｐを覆うカバー１と、畝３を覆う被覆材４と、梁５から吊り下げられる複数の照明器具６と、を備える。ハウス２は、被覆材４によって太陽から照射される主に３２０〜３８０ｎｍ付近に発光のピークを有するＵＶ−Ａ領域の紫外線（以下、ＵＶ−Ａという）や、主に２８０〜３２０ｎｍ付近に発光のピークを有するＵＶ−Ｂ領域の紫外線（以下、ＵＶ−Ｂという）等を遮蔽すると共に、照明器具６によってＵＶ−Ｂを植物Ｐに照射する。

被覆材４は、植物Ｐが光合成や光形態形成などで必要とする４００〜８００ｎｍの波長領域の光を５０％以上透過するビニール又はガラス資材と、３８０ｎｍ以下の波長領域の紫外線を１０％以下しか透過しない紫外線カット材料（紫外線吸収剤）と、を有する。被覆材４は、可視光の透過率が高いので透明に見える。

図２に示されるように、照明器具６は、植物病害防除のためのＵＶ−Ｂを照射するＵＶ−Ｂ照射光源９（以下、光源という）と、光源９を保持するソケット１０と、ソケット１０が設置される筐体１１と、筐体１１の内部に設けられる電子部品１２と、を有する。電子部品１２は、光源９の発光を安定させるための安定器などである。また、照明器具６は、ハウス２内が季節によって極端に高温度、高湿度になることがあるので、防水構造となっている。

光源９は、例えば、キセノンランプ、蛍光灯、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＥＬ、水銀灯やメタルハライドランプ等の高輝度放電灯（ＨＩＤ）等が挙げられる。

図３に示されるように、カバー１は、透明樹脂１３とＵＶ−Ａ遮蔽層１４の２層の層状に構成され、袋状であって開口部７を有する。カバー１は、果実８を開口部７からその内部に取り込み、植物Ｐの枝に止金（図示せず）を巻き付けることで密閉される。照明器具６から照射されるＵＶ−Ｂは、カバー１が密閉されているので、果実８に照射されない。

透明樹脂１３は、紫外線の波長を変換する波長変換成分の物質を有する。透明樹脂１３の材料は、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネイト、ポリスチレン、ウレタン等が挙げられる。波長変換成分の物質は、ＵＶ−Ｂを、ＵＶ−Ｂより長波長であるＵＶ−Ａに変換する蛍光物質である。蛍光物質は、特定波長の光（励起光）を吸収することで励起された状態（励起状態）となり、励起状態から元の状態（基底状態）に戻る際に光（蛍光）としてエネルギーを放出する特性を有する。透明樹脂１３に含まれる波長変換成分の物質は、例えば、蛍光波長の発光ピークが３７０ｎｍ付近の蛍光物質であるＳＢＥ（ＳｒＢ_４Ｏ_７：Ｅｕ）が挙げられる。

ＵＶ−Ａ遮蔽層１４は、透明樹脂１３の外側の表面、すなわち、カバー１が果実８を覆ったとき、透明樹脂１３の果実８に面しない側の表面に設けられる。なお、カバー１は、透明樹脂１３とＵＶ−Ａ遮蔽層１４以外の層を含んでもよく、例えば、表面を保護するために、カバー１の片面又は両面に透明な樹脂の層を設けてもよい。また、カバー１は、製造コスト低減のために、ＵＶ−Ａ遮蔽層１４を含まない透明樹脂１３のみであってもよい。

カバー１は、透明樹脂１３から放射されるＵＶ−ＡをＵＶ−Ａ遮蔽層１４が遮蔽することで、カバー１の外部にＵＶ−Ａを漏らさない。具体的には、白抜き矢印で示す光源９から照射されたＵＶ−Ｂは、ＵＶ−Ａ遮蔽層１４をほぼ衰退することなく透過し、透明樹脂１３に到達したＵＶ−Ｂの光子が透明樹脂１３の波長変換成分の物質に吸収されることで、ＵＶ−Ａに変換される。ドット表示の矢印で示すＵＶ−Ｂから変換されたＵＶ−Ａは、果実８に放射されて吸収されるか又は、ＵＶ−Ａ遮蔽層１４に放射されて吸収される。

カバー１は、紫外線がカットされてＵＶ−Ｂが照射されるハウス２内で、ＵＶ−ＢがＵＶ−Ａに変換されて果実８に放射されるので、果実８の色抜けの発生を防ぐことができると共に、ＵＶ−Ａが色素の生成を促して果実８を着色させることができる。また、カバー１は、ＵＶ−ＡがＵＶ−Ｂに比べて果実８の着色を促す光強度幅が非常に広いために、照射距離に応じた厳しい光強度制御を行なう必要がないので、容易に果実８の着色を促進させることができる。また、カバー１は、ＵＶ−Ａを植物Ｐの果実８以外の葉や茎などに放射しないように遮蔽するので、害虫の誘引を防止できると共に、灰色カビ病菌などの糸状菌の胞子発芽を防止できる。

植物Ｐは、一般的に農家が栽培している果実表層に赤色や紫色系などの色素を有する農作物が対象である。具体的には、トマト、ナス、赤ピーマン、イチゴ等の果菜類、紫レタス、シソ等の葉栽類、キク、バラ、トルコギキョウ、カーネーション、ケイトウ等の花き類等が挙げられる。また、植物Ｐは、ビニールハウス栽培、ガラス温室栽培のいずれで栽培されてもよい。畝３は、植物Ｐを栽培するための培地であり、露地畑によく見られるような形状の畝である。なお、畝３は、金属や木材で作られた栽培ベンチ上に盛られる土で形成された畝、栽培ベンチ上に置かれた鉢やプランタ等であってもよい。

次に、カバー１の作り方について説明する。植物Ｐが光合成や光形態形成などで必要とする４００〜８００ｎｍの波長範囲の光を５０％以上透過する透明な樹脂のペレットを用意し、そのペレットを溶融させながら波長変換成分の物質であるＳＢＥを混ぜて均等に攪拌し、厚さ１００μｍ以下のシート状に加工し、透明樹脂１３を作成する。透明樹脂１３は、別途作成されてシート状に加工されたＵＶ−Ａ遮蔽層１４と圧着によって貼り合わされた後、ＵＶ−Ａ遮蔽層１４が外側になるようにして袋状に加工される。なお、透明樹脂１３は、波長変換成分の物質を含んでいない透明な樹脂のシートを作成し、このシートの表面に塗料化した波長変換成分の物質を塗布することによって作成してもよい。

ここで、紫外線照射による植物病害防除の原理について説明する。ＵＶ−Ｂを植物に照射させることにより、以下のような原理に基いて病害防除がなされる。

植物病害防除の原理は、植物病害の基となる糸状菌に直接作用して菌糸の生長を抑制させて病気が広がらないようにすることである。糸状菌は、例えば、うどんこ病菌、灰色カビ病菌、炭そ病菌、ベト病菌、ススカビ病菌などである。葉焼けの防止のためにＵＶ−Ｂの紫外線強度が５０μＷ／ｃｍ^２以下である紫外線を植物に照射させて、カビの発生を抑制することが知られている。また、本発明者による室内実験において、寒天培地に接種した灰色カビ病菌や炭そ病菌に、５〜５０μＷ／ｃｍ^２のＵＶ−Ｂを照射することによって、その後の菌糸の生長が抑えられること（恒温庫で１週間培養しても菌のコロニーの大きさに変化なし）が確認されている。

次に、上記のように構成されたカバー１の使用手順を説明する。

手順１：ハウス２は、例えば、間口７ｍ、奥行き５０ｍ、高さ３．５ｍのビニールハウスであり、その内部に照明器具６が植物Ｐの上方に約５メートル間隔で天井の梁５からチェーンや紐などに吊るされて設置されている。各畝３に植わっている植物Ｐは、ナスである。照明器具６は、日中の太陽が十分に照射される時間帯、例えば、午前１０時頃から午後３時頃までの時間帯に、５〜５０μＷ／ｃｍ^２程度の紫外線強度で植物Ｐに対して光照射を行う。

手順２：植物Ｐの花が咲き終わり花弁が散った後に、花があった付近をカバー１で覆う。照明器具６から照射されるＵＶ−Ｂは、カバー１の透明樹脂１３によってＵＶ−Ａに変換され、透明樹脂１３からあらゆる方向へ放射される。果実８の表面に到達したＵＶ−Ａは、果実８の表面に吸収され、紫系色素であるアントシアニンの生成を果実８に促すので、果実８を着色させる。また、ＵＶ−Ａ遮蔽層１４に到達したＵＶ−Ａは、ＵＶ−Ａ遮蔽層１４に吸収され、カバー１の外部へ放射されない。

次に、カバー１の変形例について図４を参照して説明する。変形例のカバー２１は、上記実施形態と異なり、透明樹脂１３とＵＶ−Ａ遮蔽層１４の２層の層状ではなく、ガラス２２とＵＶ−Ａ遮蔽層１４の２層の層状で構成され、形状が袋状ではなく板状である。カバー２１は、植物Ｐが、例えば、イチゴのような果実８の大きさが１つずつ袋を被せるには小さく、かつ、果実８のなる位置が地面近くである場合に用いられる。

カバー２１は、果実８の真上の位置で、かつ、カバー２１の真下に植物Ｐの葉や茎が来ない位置に配置される。また、植物Ｐの枝にクリップ（図示せず）で固定された紐２３によって吊り下げられ、カバー２１の面が水平となるようにして設置されることで、植物Ｐを覆う。そのため、カバー２１は、植物Ｐを覆う際に果実８を袋に１つずつ被せる必要がないので、容易に設置することができる。

カバー２１は、紫外線の波長を変換する波長変換成分の物質を有する。ＵＶ−Ａ遮蔽層１４は、カバー２１が植物Ｐを覆った状態のとき、ガラス２２の上側の表面、すなわち、ガラス２２の果実８に面しない側の表面に設けられる。なお、カバー２１は、ガラス２２とＵＶ−Ａ遮蔽層１４以外の層を含んでもよく、例えば、表面を保護するために、カバー２１の片面又は両面にガラスの板材や透明な樹脂の層を設けてもよい。また、カバー２１は、製造コスト低減のために、ＵＶ−Ａ遮蔽層１４を含まないガラス２２のみであってもよい。

カバー２１は、ＵＶ−Ａを植物Ｐの果実８以外の葉や茎に放射しないように遮蔽するので、害虫の誘引を防止できると共に、灰色カビ病菌などの糸状菌の胞子発芽を防止できる。具体的には、光源９から照射されたＵＶ−Ｂは、ＵＶ−Ａ遮蔽層１４をほぼ衰退することなく透過し、透明樹脂１３に到達したＵＶ−Ｂの光子が透明樹脂１３の波長変換成分の物質に吸収されることでＵＶ−Ａに変換される。そして、ＵＶ−Ｂから変換されたＵＶ−Ａは、ガラス２２から下側に放射されるとき、果実８又は畝３に吸収され、ガラス２２から上側に放射されるとき、ＵＶ−Ａ遮蔽層１４に吸収される。このようなカバー２１においても、上述のカバー１と同等の作用効果が得られる。

次に、カバー２１の作り方について説明する。植物Ｐが光合成や光形態形成などで必要とする４００〜８００ｎｍの波長範囲の光を５０％以上透過する透明なガラス原料を用意し、そのガラス原料を溶融させながら波長変換成分の物質であるＳＢＥを混ぜて均等に攪拌し、厚さ２ｍｍ以下の板状に加工し、ガラス２２を作成する。ガラス２２は、別途作成されてシート状に加工されたＵＶ−Ａ遮蔽層１４と接着材によって貼り合わされる。なお、ガラス２２は、波長変換成分の物質を含んでいない透明なガラスの板材を作成し、この板材の表面に塗料化した波長変換成分の物質を塗布することによって作成してもよい。

なお、本発明は、上記の実施形態の構成に限られず、発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、透明樹脂を備えるカバーは、シート状から袋状に加工されたものを示したが、シート状のままのものであっても構わない。このシート状のカバーは、例えば、イチゴのような地面近くで果実がなる植物に使用され、果実の上に敷いて、カバーの端部をピンで地面に固定して設置することで植物を覆うことができる。

１、２１ カバー（植物用カバー）
２ ハウス（農業用ハウス）
９ 光源（ＵＶ−Ｂ照射光源）
１３ 透明樹脂
１４ ＵＶ−Ａ遮蔽層
２２ ガラス

Claims (3)

1. 透明樹脂又はガラスを備える植物用カバーであって、
   前記透明樹脂又はガラスは、波長変換成分の物質が添加又は塗布され、
   前記波長変換成分の物質は、ＵＶ−Ｂ領域にある紫外線をＵＶ−Ａ領域にある紫外線に波長変換するものであることを特徴とする植物用カバー。
2. 植物を覆ったときに植物に面しない側の表面に、ＵＶ−Ｂ領域にある紫外線を透過させ、ＵＶ−Ａ領域にある紫外線を遮蔽するＵＶ−Ａ遮蔽層が設けられることを特徴とする請求項１に記載の植物用カバー。
3. 紫外線を遮蔽する農業用ハウスであって、
   農業用ハウス内に配置されるＵＶ−Ｂ照射光源と、
   請求項１又は請求項２に記載の植物用カバーと、を備えることを特徴とする農業用ハウス。

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