JP2014100080A - 植物育成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】植物の地下部への高い遮光を実現することができる植物育成装置を提供する。
【解決手段】地上部Ａで合成した養分を地下部Ｂに蓄積して当該地下部Ｂに塊茎１００を形成する植物を育成する植物育成装置であって、植物の地上部Ａに光を照射する光源部２０と、植物の地下部Ｂを支持する栽培槽１と、栽培槽１に設けられ、植物の地下部Ｂへの光の照射を遮る遮光シート２と、植物の地下部Ｂにおける塊茎１００を検出するカメラ３と、カメラ３により塊茎１００が検出されたことに応じて、当該塊茎１００へ光が照射されないよう光源部２０による光照射位置を制御する制御盤３２とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、植物育成装置に関する。

植物を育成する技術としては、下記の特許文献１に記載された植物栽培装置が知られている。このような植物栽培装置によって実現される一般的な水耕栽培は、植物の株元を発泡スチロール培地等によって支持して栽培槽へ固定している。これにより、栽培槽の開口部を覆いで、地下部への光の侵入を防いでいる。

特開２０１２−１０６５１号公報

しかし、上述した植物栽培装置において、発泡スチロールは遮光性が小さく、光が透過して地下部へ侵入してしまう。また、培地面を遮光材で覆うことも行われているが、植物の株元周辺では、遮光材と植物の地下部との間に隙間ができてしまう。このため、植物の地下部は、高い遮光状態は実現されていないのが現状である。

そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、植物の地下部への高い遮光を実現することができる植物育成装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に係る植物育成装置は、地上部で合成した養分を地下部に蓄積して当該地下部に塊茎を形成する植物を育成する植物育成装置であって、前記植物の地上部に光を照射する光源部と、前記植物の地下部を支持する栽培槽と、前記栽培槽に設けられ、前記植物の地下部への光の照射を遮る遮光部と、前記植物の地下部における塊茎を検出する検出部と、前記検出部により塊茎が検出されたことに応じて、当該塊茎へ光が照射されないよう前記光源部による光照射位置を制御する制御部とを備える。

本発明の第２の態様に係る植物育成装置は、上記第１の態様の植物育成装置であって、前記制御部の制御にしたがって、前記光源部の位置を調整するよう駆動する駆動部を備える。

本発明の第３の態様に係る植物育成装置は、上記第１の態様の植物育成装置であって、前記光源部は、前記植物の地上部の上側から下側へ光を照射する第１光源部と、前記遮光部側から前記植物の地上部へ光を照射する第２光源部とを有し、前記制御部は、前記検出部により塊茎が検出されていない場合には前記第１光源部によって前記植物の地上部に光照射させ、前記検出部により塊茎が検出されたことに応じて前記第１光源部による光照射を停止し、前記第２光源部によって前記植物の地上部に光照射させる。

本発明によれば、塊茎の形成前には地上部に光を照射して植物の育成を促す一方で、塊茎の形成後には、塊茎へ光が照射されないよう光源部による光照射位置を変更する。これにより、本発明によれば、地上部への光照射を継続しつつ、植物の地下部への高い遮光性を実現することができる。

本発明の実施形態として示す植物育成装置の構成を示す概略図である。 本発明の実施形態として示す植物育成装置において、塊茎の形成後の様子を示す概略図である。 本発明の実施形態として示す植物育成装置の他の構成を示す概略図である。 本発明の実施形態として示す植物育成装置の他の構成において、塊茎の形成後の様子を示す概略図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

本発明の実施形態として示す植物育成装置は、例えば図１に示すように構成される。植物育成装置は、地上部Ａで合成した養分を地下部Ｂに蓄積して当該地下部Ｂに塊茎１００を形成する植物を育成するものである。この植物としては、ジャガイモが挙げられる。なお、本実施形態としては、植物としてのジャガイモを育成する例を挙げるが、これに限るものではないことは勿論である。

この植物育成装置は、例えば種芋としての栄養体をゴム板４上に配置して、当該栄養体に養液５を供給する水耕栽培を行う。なお、栄養体に養液５を供給する構成は、任意のものであればよい。ゴム板４上の栄養体は、発芽して茎を形成し、遮光シート２を貫通する。遮光シート２を貫通した茎は上方に伸び、枝分かれした茎及び葉１０１を含む地上部Ａを形成する。この地上部Ａは、外部からの光によって光合成を行って養分を合成する。この養分は、地上部Ａの茎を介して地下部Ｂに蓄積される。地下部Ｂは、地上部Ａから供給された養分によって塊茎１００を形成する。この塊茎１００が成長すると収穫物たるジャガイモとなる。

植物育成装置は、栽培槽１上に遮光シート（遮光部）２が設置されている。遮光シート２は、栽培槽１に設けられる。遮光シート２は、植物の地下部Ｂへの光の照射を遮る材質からなる。なお、遮光シート２は、茎が貫通する貫通穴を有していてもよい。

栽培槽１は、遮光シート２の下方である内部の底部に、地下部Ｂにおける塊茎１００を支持するゴム板４、養液５を配置する。また、栽培槽１の内部には、地下部Ｂを撮像範囲としたカメラ３が配設されている。なお、カメラ３は、塊茎１００が形成されるゴム板４付近を撮像範囲とする。カメラ３は、植物の地下部Ｂにおける塊茎１００を検出する検出部として機能する。なお、栽培槽１内には、図示しないが、種芋となる栄養体等に養液５を供給する養液供給機構が備えられているものとする。

また、植物育成装置は、光源部２０、駆動部１１，１２、パーソナルコンピュータ３１、制御盤３２を有する。光源部２０は、植物の地上部Ａに向けて照射される光２０ａを発する。光源部２０は、その光２０ａの照射方向が変更可能となっている。図１の例では、駆動部１１ａ〜１１ｄ，１２ａ〜１２ｃによって光２０ａの照射方向が変更可能である。駆動部は、複数のアーム１１ａ〜１１ｄ及び回動部１２ａ〜１２ｃを含む。アーム１１は、光源部２０を支持すると共に、光源部２０の光２０ａの照射方向を変更する。回動部１２は、２つのアーム１１間を接続すると共に２つのアーム１１間の角度を変更する。回動部１２は、パーソナルコンピュータ３１又は制御盤３２から制御信号に応じて回動角度が制御される。回動部１２は、回転モータ等によって回動駆動する。

パーソナルコンピュータ３１は、カメラ３によって撮像された画像データを入力する。パーソナルコンピュータ３１は、画像データに基づいて植物の地下部Ｂにおいて塊茎１００が形成されたか否かを判定する。パーソナルコンピュータ３１は、判定により地下部Ｂに塊茎１００が形成された場合に、塊茎１００へ光が照射されないよう光源部２０による光照射位置を制御する（制御部）。このとき、パーソナルコンピュータ３１は、制御信号を制御盤３２に供給する。なお、パーソナルコンピュータ３１は、画像データをモニタ３１ａに表示して、ユーザに育成状態を提示可能である。また、パーソナルコンピュータ３１は、操作部３１ｂによって各種の制御、設定の操作が可能である。

制御盤３２は、パーソナルコンピュータ３１から供給された制御信号にしたがって、回動部１２を回動駆動させる。なお、制御盤３２は、モニタ３２ａ、操作部３２ｂ、メータ３２ｃ等を備え、ユーザによって調整可能であってもよい。制御盤３２は、植物の地下部Ｂに塊茎１００が形成されていない場合には、図１に示すように、光２０ａが地上部Ａの上方から下方に照射されるように光源部２０を配置する。一方、制御盤３２は、植物の地下部Ｂに塊茎１００が形成された場合には、回動部１２を制御して、図２に示すように、塊茎１００へ光２０ａが照射されないよう光源部２０による光照射位置を変更する。具体的には、光源部２０の位置は、遮光シート２よりも下方の栽培槽１の側面側となり、下方から上方に向けて地上部Ａに光２０ｂを照射する。これにより、光源部２０の光照射方向は、光２０ｂが直接に遮光シート２に照射されないようになる。

以上のように、この植物育成装置によれば、塊茎１００の形成前には地上部Ａに光２０ａを照射して植物の育成を促す。一方で、植物育成装置は、塊茎１００の形成後には、塊茎１００へ光２０ｂが照射されないよう光源部２０による光照射位置を変更する。これにより、植物育成装置は、地上部Ａへの光照射を継続しつつ、植物の地下部Ｂへの高い遮光性を実現することができる。したがって、この植物育成装置によれば、地下部Ｂにおける遮光性を高めて、地下部Ｂに対する光進入による塊茎１００の緑化及びソラニン含有量の増加を抑制することができる。

本発明の他の実施形態としての植物育成装置は、図３に示すように、複数の光源を備える構成を有していてもよい。図３の構成例では、地上部Ａの上方から光２１ａが照射可能な第１光源部２１と、地上部Ａの下方から光２２ａが照射可能な第２光源部２２を有する。第１光源部２１及び第２光源部２２は、制御盤３２に接続されている。第１光源部２１及び第２光源部２２は、制御盤３２によって、光のオン、オフの制御がされる。なお、第１光源部２１及び第２光源部２２は、その他の各種の制御が可能であってもよい。

この植物育成装置は、カメラ３によって地下部Ｂにおける画像データをパーソナルコンピュータ３１に供給する。パーソナルコンピュータ３１は、上述の植物育成装置と同様に塊茎１００が形成されたか否かを判定して、制御盤３２に制御信号を供給する。制御盤３２は、地下部Ｂに塊茎１００が形成される前においては、図３に示すように第１光源部２１のみから光２１ａを照射させる。この光２１ａは、地上部Ａの上側から下側へ照射される。地下部Ｂに塊茎１００が形成されると、制御盤３２は、塊茎１００への遮光性を高めるよう第１光源部２１及び第２光源部２２を制御する。制御盤３２は、図４に示すように、遮光シート２側から植物の地上部Ａへ光２２ａを照射させる。このとき、制御盤３２は、カメラ３により塊茎１００が検出されたことに応じて第１光源部２１による光照射を停止させる。

以上のように、この植物育成装置によれば、塊茎１００の形成前には地上部Ａに光２１ａを照射して植物の育成を促す。一方で、植物育成装置は、塊茎１００の形成後には、塊茎１００へ光が照射されないよう光源部２１による光照射位置を変更する。これにより、植物育成装置は、地上部Ａへの光照射を継続しつつ、植物の地下部Ｂへの高い遮光性を実現することができる。したがって、この植物育成装置によれば、地下部Ｂにおける遮光性を高めて、地下部Ｂに対する光進入による塊茎１００の緑化及びソラニン含有量の増加を抑制することができる。

なお、上述した植物育成装置において、塊茎１００を検出する手法（検出部）は、地下部Ｂの画像データを使用しなくてもよい。例えば、カメラによって地上部Ａを撮像し、地上部Ａに枯死の傾向（葉の黄変、倒伏）が観測されたか否かをパーソナルコンピュータ３１によって判定する。パーソナルコンピュータ３１は、地上部Ａの枯死時に、地下部Ｂにおいて塊茎１００が形成されたと判定できる。また、植物育成装置は、カメラを使用しなくても、定植からの経過日数を基準として、塊茎１００の形成開始を検出してもよい。

また、上述した植物育成装置は、栽培槽１上の遮光シート２を遮光材料にしているが、栽培槽１も遮光性素材で構成することが望ましい。又は、植物育成装置は、栽培槽１のうち遮光性材料でない部位、方向を遮光シートで覆ってもよく遮光性塗料によってコーティングしてもよい。これにより、植物育成装置は、塊茎１００の形成時に図１や図３のように地上部Ａの下方から光を照射して、当該光が栽培槽１から地下部Ｂに到達することを抑制できる。

更に、この植物育成装置は、光源部２０、２１、２２として、塊茎１００に光が照射されてしまうことを抑制するため、光の直進性の高いLED等を使用することが望ましい。また、光源部２０、２１、２２は、光照射部分の大きさを調節してもよく、一部を消灯してもよく、カバー等により遮光して、植物の地上部Ａのみに光が照射されるように照射範囲を制御することが望ましい。

なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

Ａ 地上部
Ｂ 地下部
１ 栽培槽
２ 遮光シート
３ カメラ
５ 養液
１１，１２，１１ａ〜１１ｄ，１２ａ〜１２ｃ 駆動部
２０ 光源部
２１ 第１光源部
２２ 第２光源部
３１ パーソナルコンピュータ
３２ 制御盤
１００ 塊茎
１０１ 葉

Claims (3)

1. 地上部で合成した養分を地下部に蓄積して当該地下部に塊茎を形成する植物を育成する植物育成装置であって、
   前記植物の地上部に光を照射する光源部と、
   前記植物の地下部を支持する栽培槽と、
   前記栽培槽に設けられ、前記植物の地下部への光の照射を遮る遮光部と、
   前記植物の地下部における塊茎を検出する検出部と、
   前記検出部により塊茎が検出されたことに応じて、当該塊茎へ光が照射されないよう前記光源部による光照射位置を制御する制御部と
   を備えることを特徴とする植物育成装置。
2. 前記制御部の制御にしたがって、前記光源部の位置を調整するよう駆動する駆動部を備えることを特徴とする請求項１に記載の植物育成装置。
3. 前記光源部は、前記植物の地上部の上側から下側へ光を照射する第１光源部と、前記遮光部側から前記植物の地上部へ光を照射する第２光源部とを有し、
   前記制御部は、前記検出部により塊茎が検出されていない場合には前記第１光源部によって前記植物の地上部に光照射させ、前記検出部により塊茎が検出されたことに応じて前記第１光源部による光照射を停止し、前記第２光源部によって前記植物の地上部に光照射させること
   を特徴とする請求項１に記載の植物育成装置。

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