JP2019050781A

JP2019050781A - 植物の栽培方法及び植物栽培用照明

Info

Publication number: JP2019050781A
Application number: JP2017178521A
Authority: JP
Inventors: 正史淨閑; Masafumi Jokan; 美都紀三浦; Mitsuki Miura; 丸尾　達; Tatsu Maruo; 達丸尾
Original assignee: Chiba University NUC
Current assignee: Chiba University NUC
Priority date: 2017-09-19
Filing date: 2017-09-19
Publication date: 2019-04-04

Abstract

【課題】植物の収量を増加させる。【解決手段】植物の栽培方法を、緑色光を植物に照射して栽培するものとした。さらに、植物はトマトであることが望ましい。また、緑色光の強度が、50μmol・m-2・s-1以上であることが望ましい。また、植物栽培用照明を、50μmol・m-2・s-1以上の緑色光を照射するものとした。この方法は、特にトマト１段密植栽培に適している。トマト１段階密植栽培における緑色光の群落内補光により、群落内の光環境が改善し、LAIが増加したことで、株全体の炭酸同化量が増加し、果実収量が増加する。【選択図】図１

Description

本発明は、植物の栽培方法及び植物栽培用照明に関する。

トマトの群落内補光システムとしては、下記非特許文献１記載のURLに記載された技術がある。非特許文献１に記載の技術では、LED照明の補光でトマトの収量や糖度、ビタミンC含有量が向上することが記載されている。

https://www.philips.co.jp/aw/about/news/archive/standard/about/news/lighting/120726_horticultureled.html

さらに高収量の植物（野菜、果物等）の栽培方法が求められている。そこで、本発明では、収量を増加させる植物の栽培方法及び植物栽培用照明を提供することを目的とする。

本発明の一つの観点によれば、上記課題を解決するために、植物の栽培方法を、緑色光を植物に照射して栽培するものとした。さらに、植物はトマトであることが望ましい。また、緑色光の強度が、50μmol・m^-2・s^-1以上であることが望ましい。また、本発明の他の観点によれば、植物栽培用照明を、50μmol・m^-2・s^-1以上の緑色光を照射するものとした。

本発明によれば、高収量の植物の栽培方法及び植物栽培用照明を提供することができる。

実施例１の実験結果を示す図である。 CO₂濃度の変化を示す図である。乾物重の変化を示す図である。

以下、本発明の実施形態を説明するが、本発明の構成は以下に説明する実施形態に限定されるものではない。

非特許文献１記載の光源は、クロロフィルでの光吸収効率が高い赤色光をベースに構成されているが、その光吸収効率が高すぎるために、光源に近接の葉で90％以上の光が吸収されてしまい、株全体の光合成量を高めるには不適であった。

本発明は、クロロフィルでの光吸収効率が低い緑色光を敢えて採用した、斬新な発想に基づいている。緑色光の特性として、葉で吸収されない光は反射と透過を繰り返し、最終的には80％程度の光が株全体で吸収される。そのため、光源に近接した葉での光吸収効率は赤よりも低いものの、株全体での光利用効率は高くなる。この特性を活かし、緑色光および赤色光のみで群落内補光を実施したところ、無補光に比べて収量が33％増加することを示した。

トマト１段密植栽培では群落内補光の有効性が報告されており、果房直下葉の白色蛍光灯照射は、収量を20％、糖度を9%向上させることが明らかになった。一方、夏および冬季での青、緑、および赤色LED（light emitting diode。発光ダイオード。）を用いた単色光照射では、果実収量はどちらの季節でも緑および赤色光において増加したが、茎葉乾燥物量は太陽高度の低い冬季でのみ緑色光において増加した。そこで、本検討では、トマト１段密植栽培における群落内補光の光質および光強度が生育と果実収量に及ぼす影響について調査した。

トマト「桃太郎ヨーク」を、播種用培地に充填した128穴セルトレイに播種し、暗黒下において発芽させた。播種３日後から閉鎖型苗生産システムで育苗し、播種２１日後にロックウールキューブに移植した苗を、栽培ベッド上に株間10.5cm、条間110cmで定植した。定植後は園試処方１／２単位の培養液をドリップチューブで灌液した。第１花房開花３週間後から緑および赤色のライン型LED（シバサキ）で群落内を補光した。LEDは第１果房直下の葉と高さを揃えて地面と水平に設置し、株に向けて水平方向に照射した。補光時間は、5:00から21:00までの１６時間とし、光強度はLED側の葉の表面で50および150μmol・m^-2・s^-1とした。補光は、４３日間行った。全体に着色した果実を収穫し、果実収量と第２果の糖度を測定した。補光前、補光終了後および栽培終了後に葉面積、および部位ごとの乾物量を測定した。また、定植６１日後の植物体３株を用い、同化箱でCO₂の吸収速度を測定し、それを群落光合成速度とした。

図１に実験結果を示す。群落内の垂直方向の光強度は、照射側では対照に比べて緑50μmol・m^-2・s^-1で3.2倍、緑150μmol・m^-2・s^-1で5.3倍、赤50μmol・m^-2・s^-1で2.7倍、赤150μmol・m^-2・s^-1で3.2倍、非照射側では、対照に比べて、緑50μmol・m^-2・s^-1で1.7倍、緑150μmol・m^-2・s^-1で2.1倍有意に高かった。緑色光は赤色光よりも群落内部への光透過量が多く、光強度が強くなるほど群落内部への光透過量が増加した。株あたり総収量は、対照が959gだったのに対し、緑150μmol・m^-2・s^-1では1231gと有意に高く、１果重は対照が192gだったのに対し、緑150μmol・m^-2・s^-1では248gと有意に高かった。緑色光では光強度が強いとき、赤色光では光強度が弱いときに収量および果実重量が増加した。糖度は、全ての処理区で差がなく5.8から6.4%であった。株あたり茎葉乾物量は、対照が45.3gだったのに対し、緑50μmol・m^-2・s^-1では58.5g、赤50μmol・m^-2・s^-1では58.2g、緑150μmol・m^-2・s^-1では60.5gと有意に高く、果実収量と同様の傾向がみられた。LAI（葉面積指数）は、対照が4.5m²・m^-2だったのに対し、緑150μmol・m^-2・s^-1では5.2m²・m^-2と増加の傾向がみられた（図１）。群落光合成速度は、対照に比べて緑150μmol・m^-2・s^-1および赤150μmol・m^-2・s^-1で42%および45%上昇した。群落光合成は光強度を強くすることで高くなったが、同じ光強度では光質の違いがみられなかった。

群落のCO₂吸収速度は0.032 ppm・s^-1だったのに対し、緑色および赤色光では0.047および0.049 ppm・s^-1と47%上昇した（図２参照）。各層ごとの葉乾物重は、緑色光で全体に増加した（図３参照）。

以上より、トマト１段階密植栽培における緑色光の群落内補光により、群落内の光環境が改善し、LAIが増加したことで、株全体の炭酸同化量が増加し、果実収量が増加したことが分かった。

本発明は、植物の栽培方法及び植物栽培用照明として産業上利用可能である。

Claims

緑色光を植物に照射して栽培する植物の栽培方法。
前記植物は、トマトであることを特徴とする請求項１記載の植物の栽培方法。
前記緑色光の強度が、50μmol・m^-2・s^-1以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の植物の栽培方法。
50μmol・m^-2・s^-1以上の緑色光を照射する植物栽培用照明。