JP2013000044A - 栽培棚 - Google Patents

Abstract

【課題】植物に対して正確な照射距離の調整が行える栽培棚を提供する。
【解決手段】植物Ｐを栽培する棚床１３が多段に形成され、その棚床１３上に照明装置１４が上下動自在に設けられた栽培棚において、照明装置１４に適正照射距離を示す水平ガイドバー２５を懸吊させ、照明装置１４は棚床１３の大きさに応じて形成された反射板１５と、その反射板１５に多数設けられた蛍光灯又はＬＥＤバー１６とからなり、その反射板１５の四隅が、各ワイヤ１７７ｃ、１７ｄ等で支持され、その各ワイヤ１７７ｃ、１７ｄ等が昇降装置２０で上下動自在に設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、葉物野菜や果実野菜などの植物を栽培するための栽培棚に係り、特に、植物の生育に合わせて光環境を最適に設定できる栽培棚に関するものである。

植物栽培、例えば、サンチュ、ハンサムレッド、トロピグリーンなどの葉物野菜を天候に左右されずに人工栽培することが行われてきており、このために各種の栽培棚が提案されてきている（特許文献１）。

葉物野菜の栽培は、播種・発芽後に育苗した若い葉物野菜を、多段に形成した栽培棚の棚床に移植し、葉物野菜に照明ユニットから光を照射しながら葉物野菜の光合成を促進させると共に照明ユニットの発熱を抑えるために空冷して栽培している。

植物栽培の光環境、例えば葉物野菜を栽培する際の光環境としては、１平方メートルあたりの光合成有効放射の波長域４００〜７００ｎｍで、光合成有効光量子束密度（ＰＰＦＤ；Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｐｈｏｔｏｎ Ｆｌｕｘ Ｄｅｎｓｉｔｙ）が、１５０〜２００μｍｏｌｍ^-2・ｓ^-1、１日当たりの１２時間程度の明期が必要であるとされている。

従来の栽培用の照明ユニットとしては、蛍光灯が用いられているが、蛍光灯の表面温度は６０℃に達するため、植物から十分に離して熱の影響をなくす必要があるが、植物から蛍光灯を離しすぎると、植物への光量が落ちるため、一定の照射距離を保つ必要がある。

最近は葉物野菜などの植物用のＬＥＤ照明ユニットが開発され実用化されている。このＬＥＤ照明ユニットは、発光波長６６０ｎｍ、４５０ｎｍの発光素子からなり、照射距離２００ｍｍで、１７０μｍｏｌｍ^-2・ｓ^-1の光量子束密度が達成できると共に表面温度が４０℃と蛍光灯より２０℃低いため、栽培棚の照明用として広く使用されるようになってきている。

ところで、照明ユニット等の光源は、植物に対して一定の照射距離、例えばＬＥＤ照明ユニットでは照射距離を２００ｍｍに保って栽培するのが好ましいが、植物は生育に伴って背丈が伸びるため、植物が光源に近づいてしまい、光源の熱的影響を受けてしまう問題がある。

特に最近では、ＬＥＤ照明ユニットを用いた葉物野菜の光環境と生育の関係の研究も盛んに行われており、照射距離を適正に調整することは重要な課題となっている。

特許文献２では、栽培棚に照明装置を昇降装置で昇降自在に設け、レーザー式や超音波式などのセンサを用いて照明装置と植物の最上部との距離を測定して照明装置と植物との距離を一定に保つことが提案されている。

特開２０００−１３９２１９号公報 特開２００１−６９８５３号公報

しかしながら、植物、特に葉物野菜等は、その葉が上下に伸びており、最上部をセンサで検出するのは困難である。また植物の最上部をセンサで検出できるにしても、植物の植裁位置とセンサ位置とが違えば、その距離は不正確なものとなってしまう。さらに距離を測定するために高価なセンサを必要とし、栽培コストがかかってしまう問題もある。

よって、栽培中に目視にて照射距離を調整するのが、より現実的であるが、目視による照射距離の調整には個人差もあり、正確な照射距離の調整は困難である。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、植物に対して正確な照射距離の調整が行える栽培棚を提供することにある。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、植物を栽培する棚床が多段に形成され、その棚床上に照明装置が上下動自在に設けられた栽培棚において、照明装置に、適正照射距離を示す水平ガイドバーを懸吊させたことを特徴とする栽培棚である。

請求項２の発明は、照明装置は、棚床の大きさに応じて形成された反射板と、その反射板に多数設けられた蛍光灯又はＬＥＤユニットとからなり、その反射板の四隅が、ワイヤで支持され、その各ワイヤが昇降装置で上下動自在に設けられる請求項１記載の栽培棚である。

請求項３の発明は、反射板上の棚の四隅には、ワイヤを支持する滑車が設けられると共に棚の一側に集合滑車が設けられ、昇降装置は、上記棚の前後を横断するよう設けられた送りネジとその送りネジに螺合された送りナットとからなり、各ワイヤが、送りナットから集合滑車に巻き掛けられた後、それぞれ四隅の滑車に巻き掛けられ、その下端がそれぞれ反射板の四隅に連結される請求項２記載の栽培棚である。

請求項４の発明は、水平ガイドバーは、棚床の左右方向に延びると共にその両端が紐を介して反射板の左右に吊り下げられる請求項２又は３記載の栽培棚である。

請求項５の発明は、水平ガイドバーは、棚床の前後で左右方向に延びると共にそれらの両端が紐を介して反射板の左右で、かつ前後に吊り下げられる請求項２又は３記載の栽培棚である。

請求項６の発明は、照明装置には、その照明装置と植物間に空調空気を吹き出す筒状の風袋が照明装置と一体に昇降するよう取り付けられる請求項１〜５のいずれかに記載の栽培棚である。

本発明は、照明装置に、適正照射距離を示す水平ガイドバーを懸吊させることで、水平ガイドバーを見ながら、その水平ガイドバーを葉物野菜等の植物の上部に位置するように照明装置の上下位置を調整することで、生育する植物の背丈に応じて適正照射距離を保つことができるという優れた効果を発揮する。

本発明の一実施の形態を示す側面図である。 図１の要部斜視図である。 図１のＡ−Ａ線矢視図である。

以下、本発明の好適な一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。

図１〜図３において、栽培棚１０は、支持枠１１に上下多段に棚１２が設けられ、その棚１２上に葉物野菜等の植物Ｐを栽培する棚床１３が形成されて構成される。

図においては、棚１２は、３段の例を示しているが栽培棚１０が設置される室の天井高さに応じて棚段数を設定できる。

栽培する植物Ｐとしては、サンチュ、ハンサムレッド、トロピグリーン、レッドマスタード、水菜、ミニセロリー、スティックブロッコリー、チンゲンサイ、ひゆ菜などの葉物野菜やイチゴなどの果実的野菜、わさびなどの根菜などがあり、光量子束密度１５０〜２００μｍｏｌｍ^-2・ｓ^-1前後で栽培可能で、収穫時の植物Ｐの背丈が３０ｃｍ以下のものが適している。

棚１２の下部には、その下方の棚床１３で栽培する葉物野菜としての植物Ｐに人工光を照射する照明装置１４が昇降自在に設けられる。

照明装置１４は、棚床１３の大きさに応じて形成された反射板１５の下面に、蛍光灯やＬＥＤバー１６を多数設けて構成される。

図３に示すように反射板１５の四隅には、ワイヤ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄがそれぞれ連結され、その反射板１５上の棚１２の四隅には、ワイヤ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄを支持する滑車１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄがそれぞれ設けられる。各ワイヤ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄは、棚１２の下面に設けたガイド滑車１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄを介して棚１２の一側に設けた上下４段の滑車からなる集合滑車２７に巻き掛けられ、昇降装置２０の送りナット２２に連結され、その昇降装置２０により各ワイヤ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄを介して反射板１５（照明装置１４）が上下動されるようになっている。

昇降装置２０は、棚１２の前後を横断するよう設けられた送りネジ２１と、その送りネジ２１に螺合された送りナット２２と、送りネジ２１を回転して送りナット２２を前後に移動するためのハンドル２３からなる。

各ワイヤ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄは、送りナット２２に連結され、ハンドル２３を回すことで、送りナット２２が前後に移動され、これによりワイヤ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄが繰り出されたり、或いは引き込まれたりすることで、集合滑車１９からガイド滑車１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄを介して四隅の滑車１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄに巻き掛けられ、ワイヤ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄにて反射板１５が上下動されるようになっている。

ＬＥＤバー１６は、発光波長６６０ｎｍ、４４０ｎｍのＬＥＤ素子をガラス管内に並べて形成され、４０Ｗの蛍光灯と同様に長さ１２００ｍｍのバー状に形成される。このＬＥＤバー１６を、反射板１５に、１５０ｍｍピッチで並べられて照明装置１４が構成され、照射距離２００ｍｍで、ＬＥＤ光が相互に重なり合うと共に植物Ｐへの光量子束密度１７０μｍｏｌｍ^-2・ｓ^-1前後を達成することができる。

この光量子束密度は、照射距離０ｍｍでは、ＰＰＦＤが１７８μｍｏｌｍ^-2・ｓ^-1と最大で、照射距離２００ｍｍでは、ＰＰＦＤが１７０μｍｏｌｍ^-2・ｓ^-1、照射距離３００ｍでは、ＰＰＦＤが１５０μｍｏｌｍ^-2・ｓ^-1、照射距離６００ｍでは、ＰＰＦＤが３０μｍｏｌｍ^-2・ｓ^-1となる。

一方植物Ｐは、棚床１３に移植したときは、背丈が数ｃｍであるが、収穫時（３０〜５０日）には、背丈が３０ｃｍ以上に成長し、単純平均で１日当たり最大１ｃｍ前後成長する。

そこで、反射板１５の前後左右には、紐２４にて水平ガイドバー２５を懸吊し、その水平ガイドバー２５が、光源であるＬＥＤバー１６に対して２００ｍｍ離れるように紐２４の長さを調節しておく。

この反射板１５の前後縁の上部には、水平ガイドバー２５を掛け止めるフック２６が設けられる。

反射板１５の後方には、植物ＰとＬＥＤバー１６間に空調空気を吹き出す筒状の風袋２８が、支持具２９を介して取り付けられる。風袋２８は、直径２００ｍｍ程度のビニール製の筒状袋３０に多数の吹出孔３１を設けて形成され、その基部が空調装置（図示せず）に接続され、空調装置からの空調空気により筒状袋３０が膨らむと共に吹出孔３１から植物ＰとＬＥＤバー１６間に向けて空調空気が吹き出されるようになっている。

次に、本実施の形態の作用を説明する。

棚床１３に移植された葉物野菜等の植物Ｐは、その上部から照明装置１４でＬＥＤ光等が照射され、棚床１３に供給された養分を吸って成長する。この際、照明装置１４のＬＥＤバー１６と植物Ｐとの距離を、ＬＥＤバー１６の照射距離（例えば２００ｍｍ）に合わせる必要があるが、前後の水平ガイドバー２５を見ながらオペレータが昇降装置２０のハンドル２３を廻しながら、植物Ｐの上部が前後の水平ガイドバー２５と合うようにＬＥＤバー１６の上下位置を調整すればよい。

植物Ｐは日々成長し背丈が伸びてくるが、水平ガイドバー２５で、その背丈の変化を見ることができ、背丈に合わせてＬＥＤバー１６の上下位置を調整できる。また、ＬＥＤバー１６の上下位置を調整と共に反射板１５に支持した筒状の風袋２８も上昇し、その風袋２８から植物ＰとＬＥＤバー１６間に空調空気を吹き付けることが可能となり、植物Ｐの温度環境も適正に保つことが可能となる。

従って植物Ｐの栽培時の照射距離を植物Ｐの成長に合わせて調整できるため、一定の品質の植物Ｐが栽培できる。また照射調整に個人差は生じなく、一般栽培用にも研究用の栽培棚として最適である。

また栽培中、水平ガイドバー２５は、常時は反射板１５に設けたフック２６に掛け止めておき、照明装置１４の高さ調整の際にフック２６から外して使用することで、水平ガイドバー２５が障害になることもない。

なお、上述の実施の形態では、棚床１３は支持枠１１に多段に設けた棚１２に固定する例で説明したが、棚１２に移動自在に設けて前方に引き出せるように構成するようにしてもよい。また照明装置１４としてＬＥＤバー１６を用いた例を示したが、光源は蛍光灯でも他のランプを用いるようにしてもよい。

また、昇降装置２０としてハンドル２３で送りネジ２１を回転するようにしたが、モータで回転するようにしてもよい。

１０ 栽培棚
１３ 棚床
１４ 照明装置
２５ 水平ガイドバー
２８ 風袋

Claims (6)

1. 植物を栽培する棚床が多段に形成され、その棚床上に照明装置が上下動自在に設けられた栽培棚において、照明装置に、適正照射距離を示す水平ガイドバーを懸吊させたことを特徴とする栽培棚。
2. 照明装置は、棚床の大きさに応じて形成された反射板と、その反射板に多数設けられた蛍光灯又はＬＥＤユニットとからなり、その反射板の四隅が、ワイヤで支持され、その各ワイヤが昇降装置で上下動自在に設けられる請求項１記載の栽培棚。
3. 反射板上の棚の四隅には、ワイヤを支持する滑車が設けられると共に棚の一側に集合滑車が設けられ、昇降装置は、上記棚の前後を横断するよう設けられた送りネジとその送りネジに螺合された送りナットとからなり、各ワイヤが、送りナットから集合滑車に巻き掛けられた後、それぞれ四隅の滑車に巻き掛けられ、その下端がそれぞれ反射板の四隅に連結される請求項２記載の栽培棚。
4. 水平ガイドバーは、棚床の左右方向に延びると共にその両端が紐を介して反射板の左右に吊り下げられる請求項２又は３記載の栽培棚。
5. 水平ガイドバーは、棚床の前後で左右方向に延びると共にそれらの両端が紐を介して反射板の左右で、かつ前後に吊り下げられる請求項２又は３記載の栽培棚。
6. 照明装置には、その照明装置と植物間に空調空気を吹き出す筒状の風袋が照明装置と一体に昇降するよう取り付けられる請求項１〜５のいずれかに記載の栽培棚。