JP2516523B2 - 植物の育成方法と装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、葉菜類、果菜類、若し
くは花類等を、光源として蛍光ランプを用いて、育苗期
あるいは育成の全期間にわたって育成する植物の育成方
法および育成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、植物を人工光を用いた制御環
境下で育成することは、試験的に行われており、近年に
至ってはサラダナ等の葉菜類を対象とした、いわゆる植
物工場の研究・開発が活発に行われ、一部実用段階へ達
している。

【０００３】しかし、こうした植物工場等においては、
人工光としてほとんどの場合、高圧ナトリウムランプや
メタルハライドランプといった高圧放電ランプ(High In
tersity Dischargelamp)が用いられており、最近一部の
試験において、省スペース化やランプからの排熱の減少
等さらに栽培面における光条件の均一化等を目的とし
て、蛍光ランプが用いられるようになったに過ぎない。

【０００４】そしてこの場合用いられている蛍光ランプ
の種類は形名がＥＸ−ＤやＥＸ−Ｎである３波長域発光
形か、それを改良して波長４５０ナノメータ付近の青色
部分を突出させたランプが用いられており、その理由は
同一電力（ワット数）で植物との距離を同じにした場合
において、これらが蛍光ランプの中で照度的に最も明る
く、又光合成有効光量子束密度も最も高いためである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、３波長
域発光形の蛍光ランプは、同一電力でさらに植物との距
離を同じにした場合、他の蛍光ランプに比べて照度にお
いても、また光合成有効光量子束密度においても最も高
い値を示す反面、植物の種類によっては葉が細長くなる
等の形態的変化を生じる場合があり、また他の蛍光ラン
プに比べて高価である等の欠点がある。

【０００６】そして他方において、現時点における蛍光
ランプによる植物の育成に関する研究範囲は、ごく限ら
れたものであり、３波長域発光形の蛍光ランプは高圧ナ
トリウムランプ等の高圧放電ランプとの比較において、
電力量等の低減のメリットがあるに過ぎず、各種蛍光灯
間での比較研究はほとんど行われていない。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、養液栽培で葉
菜類の育成を行う方法であって、播種から１０日間乃至
２０日間を、光源に、平均演色評価数Ｒａが９０以上で
あり、かつ、演色ＡＡまたは演色ＡＡＡの高演色形蛍光
ランプを用いて栽培し、その後、温室内にて栽培するこ
とを特徴とする。

【０００８】本発明の装置は葉菜類の育成装置であっ
て、下部の養液槽と、該養液槽とポンプを介して養液を
循環する中間の葉菜類用の栽培槽と、葉菜類用の栽培槽
を照射する上部の蛍光ランプとを備え、蛍光ランプが、
平均演色評価数Ｒａが９０以上であり、かつ、演色ＡＡ
または演色ＡＡＡの高演色形蛍光ランプであり、蛍光ラ
ンプの上方の近接位置に、鏡面状の反射笠または反射板
が設けられ、蛍光ランプが複数本毎に枠体に取り付けら
れ、該枠体の下にキャスターが取り付けられ、さらに該
キャスターの下にはレールが設けられ、該レールの一端
は枠体止めを設けて支柱に回動自在に取り付けられ、他
端は伸縮性ダンパーの一端に回動自在に取り付けられ、
該伸縮性ダンパーの他端は別の支柱に回動自在に取り付
けられてなることを特徴とする。

【０００９】

【作用】蛍光ランプの種類を平均演色評価数Raが９０以
上の演色ＡＡまたは演色ＡＡＡとしたことによって、３
波長域発光形蛍光ランプに比べて、コストの低減並びに
質及び量における生育向上となった。

【００１０】蛍光ランプに近接した上方に鏡面状の反射
笠または反射板を設けたことにより、栽培面上の照度お
よび光合成有効光量子束密度は、通常の白色塗装の反射
笠や反射板を設けた場合に比べて、約２倍に達した。

【００１１】蛍光ランプを通常の温室内に設置した養液
栽培装置の栽培槽の下に設置したことにより、上の栽培
槽を本圃とし、下の本装置を育苗装置として用いる場合
に、面積の有効利用となった。

【００１２】栽培槽と蛍光ランプを複数段に配設した場
合において、最上部の栽培槽よりさらに上方にポンプを
介して養液槽と連通して、水位調節可能な養液槽へ連通
するオーバーフロー管を有する給液槽を設け、該給液槽
の底部に各栽培槽への給液管を接続したことによって、
各栽培槽への養液の供給量を任意にさらに均一に行うこ
とができた。

【００１３】蛍光ランプの一部または全部を昇降自在ま
たは傾斜自在としたことによって、栽培槽からの植物の
取り出しが容易となり、また上方へ伸長する果菜類の場
合には、生育に従ってランプを上方へ移動させることが
できた。

【００１４】栽培槽の給液側と排液側に栽培槽の一部を
延長した凸状部を設けたことにより、栽培面は完全に長
方形となり、栽培パネルや床のロス部分が解消した。

【００１５】栽培槽を１回の播種数や植え付け数単位毎
の大きさとし、各栽培槽は底部にキャスターを設けて引
き出し状に取り出し自在とし、通路には移動式の栽培槽
受け台を設置したことによって、播種や定植等の作業性
が向上した。

【００１６】播種数や植え付け単位数毎の大きさと、取
り出し自在とした栽培槽は、取り出し側の左右に給液口
と排液口を設け、さらに給液口をはさんで取り出し側の
栽培槽の内壁から対向する栽培槽の内壁の手前では、栽
培槽に直立する流路板を設け、さらに流路板と対向する
栽培槽の内壁には、栽培槽と水平に流路板の高さに床受
け台を設けたことによって、給液口と排液口へのパイプ
やホースの着脱が取り出し側だけで行え、また給液口か
ら栽培槽内へ入った養液は、流路板に案内されて取り出
し側と対応する栽培槽の内壁に当たり、取り出し側の排
液口へ戻るので、植物の根全体に養液を流すことができ
た。

【００１７】蛍光ランプを複数本毎に下面にキャスター
を有する枠体に取り付け、枠体の一端を回動自在に固定
し、他端に伸縮性ダンパーの一端を取り付け、伸縮性ダ
ンパーの他端を支柱に回動自在に固定したことによっ
て、蛍光ランプは交換時等に容易に引き出せ、また苗の
移植時には複数本毎の枠体を軽く持ち上げることによっ
て、十分な作業空間が確保できた。

【実施例】まず植物の育成に最も適した蛍光ランプを選
定するために、各種蛍光ランプを用いてサラダナの生育
を調べた。その結果を下記の表１に示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】従来植物の育成に用いられている３波長域
発光形に比べて、高演色形である演色ＡＡと演色ＡＡＡ
では生育が４割程度優っている。さらに３波長域発光形
と普通形においては、ほとんどの作物において何らかの
葉の形態異常が生じたのに対して、高演色形のうち演色
ＡＡではホウレンソウでは生じたものの他の作物では生
じず、また高演色形のうち演色ＡＡＡではどの作物にお
いても異常が生じなかった。よって植物の育成には、演
色ＡＡか演色ＡＡＡの高演色形のものが適していること
がわかった。

【００２０】次に本発明の植物の育成装置について説明
する。図１は本装置の概略図である。支柱１には３段の
支持台２を取り付け、上２段にはパネル育苗用の給液お
よび排液部に凸部３，４を有する栽培槽５を設け、最下
段は小単位の引き出し可能な床育苗用の小栽培槽６を複
数設け、各栽培槽５，６と養液タンク７はポンプ８を介
して給液管９、排液配管１０で連結され、養液を循環さ
せている。そして、各栽培槽の上部には、昇降および引
き出し可能な枠体１１に演色ＡＡや演色ＡＡＡの高演色
形の蛍光ランプ１２を設置しランプの上には、内面を鏡
面状としたアルミの反射板１３を設けている。

【００２１】図２にパネル育苗用の栽培槽を示す。長手
方向の同一辺の両端に栽培槽を延長した状態の凸状部
３，４を設け、その内の１つ４には、抜き取りできる排
液管１４を設けている。そして他方の凸部３内へ給液管
９を挿入して養液を供給し、栽培槽内は一定水位を保っ
て余剰分は排液管よりオーバーフローする。ここでパネ
ルとは、発泡スチロール製で多数の定植孔１５を有し、
栽培槽５内の養液上に浮遊させて使用するもので、通常
床で密植して一定期間生育させた後にパネルへ移植また
は定植することとなる。

【００２２】次に図３、図４、図５、図６に床および床
を設置した床育苗用の栽培槽を示す。まず、床１８は数
百ブロックが１枚となった播種用のウレタンシート１９
が納まる寸法とし、各ウレタンブロックの床には根が外
へ出るための小孔２０を設け、床の両側には取手兼設置
用のつば２２を設け、該つばの下には、床位置調節用の
支持棒２３を設けている。一方、床育苗用の小栽培槽
は、一辺２４は一端は内方への開口部２５を有する筒状
体とし他端の上部に給液口２６を設け、対向する他辺２
７は床受け板を設け、給液口に対向する床受け板側の栽
培槽底面には抜き取り可能な排液管１４を設け、さらに
筒状体２４の上面２８及び床受け板２９には床１８の支
持棒２３が貫入する複数の貫入口３０を設けている。給
液口２６から供給された養液は筒状体２４を通り先端の
開口部２５から栽培槽５内に流入し槽全体を通って一定
水位を保って反対側の排液管１４へ流れ込む。また床１
８は、播種用のウレタンシートを播種から根の活着まで
は、高水位に保ち、その後はウレタンシート上面を乾燥
させる必要があるので、播種時から一定期間は、床の支
持棒が貫入口へ入る位置に床をセットすることによって
ウレタンシートの上部まで水浸するようにし、その後は
支持棒を貫入口のない位置に床をセットすることによっ
て、支持棒分だけ床が上がり、ウレタンシートの底面だ
けが水浸するようにする。

【００２３】次に生育床用の引き出し構造を図７に示
す。小栽培槽の両側には栽培槽受け３１を設け、栽培槽
受けの下部にキャスター３２を取り付け、支持台２上の
レール３３を栽培槽６は栽培槽受け３１に乗ったまま引
き出される。この時、小栽培槽６の排液管は排液配管１
０に当たらない高さまで引き上げる。

【００２４】次に蛍光ランプ１２の昇降機構および引き
出し構造を図８、図９、図１０に示す。蛍光ランプ１２
は、両側２系統に分割し、各系統毎に枠体３５を設け、
枠体３５の下面に反射笠１３および蛍光灯１２を取り付
けている。そして枠体３５上部の引き出し方向の両側に
は平板３６を突出させ、その平板の下にはキャスター３
２を取り付けている。一方キャスター３２の下のレール
３３の一端は中央の支柱３７に回動自在に取り付け、枠
体受け３８を設けている。またレールの他端は伸縮性ダ
ンパーの一端と回動自在に結合され、伸縮性ダンパーの
他端は端の支柱に回動自在に取り付けてあり、苗の搬出
や搬入の作業時は、レールの端を持ち上げることによっ
て上方に固定される。そして、蛍光ランプの交換等とい
ったランプの保守時は、枠体の端を持って複数本単位の
ランプを支柱の外へ引き出す。

【００２５】給水槽を用いた給液機構を図１１に示す。
最上部の栽培槽よりさらに上部に給液槽４０を設け、最
下部に位置する養液槽４１よりポンプ４２によって養液
を給液槽へ汲み上げ、給液槽の底部に固定した各栽培槽
への給液管４３を通って各栽培槽５，６へ養液が供給さ
れる。この時給液槽には、上下動可能なオーバーフロー
管４４を設けているので、余剰な養液は養液槽に戻り、
またオーバーフロー管４４を上下されることによって、
給液管にかかる水圧が変わり、養液供給量の調節を行
う。

【００２６】以上説明したように、本発明によれば高演
色形の蛍光ランプによって多種類の植物が、正常に高速
育成でき、また装置は蛍光灯を用いた多段構造のため省
スペース化となり、床育苗用の小栽培槽は引き出し構造
としているので播種等の作業が容易で、さらに蛍光ラン
プは複数本単位で簡単に昇降および引き出しができるの
で、定植やランプの保守作業が至って容易にできる。こ
の発明を葉菜類の育苗に用いた場合の生育結果を図１
２、１３、１４、１５、１６、１７に示す。これらは、
この装置で葉菜類を播種後１０〜２０日間育苗後温室へ
移した場合と、従来のように播種から収穫までの全期間
を温室で栽培した場合の、時間を通した播種から収穫ま
でに要する日数を表したグラフである。グラフから明ら
かなように温室のみの場合に比べて本装置を併用した場
合には、栽培日数が非常に短縮され、またその間の幅も
非常に小さくなることから、野菜の増収および計画的な
安定生産が可能となる。また本発明は、植物の育苗のみ
に限らず、栽培全期間を人工照明下で育成させる植物工
場として利用することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置の一実施例を示す概略正面図であ
る。

【図２】パネル育苗用の栽培槽の斜視図である。

【図３】床を示す斜視図である。

【図４】床を設置した状態の栽培槽を示す斜視図であ
る。

【図５】床を設置した状態の栽培槽を示す断面図であ
る。

【図６】床を設置した状態の栽培槽を示す断面図であ
る。

【図７】床を設置した状態の小栽培槽を示す断面図であ
る。

【図８】蛍光ランプの昇降機構を示す正面図である。

【図９】蛍光ランプの昇降機構を示す正面図である。

【図１０】蛍光ランプの昇降機構を示す側面図である。

【図１１】本発明の装置の他の実施例を示す概略正面図
である。

【図１２】本発明による葉菜類の生育結果を示す図であ
る。

【図１３】本発明による葉菜類の生育結果を示す図であ
る。

【図１４】本発明による葉菜類の生育結果を示す図であ
る。

【図１５】本発明による葉菜類の生育結果を示す図であ
る。

【図１６】本発明による葉菜類の生育結果を示す図であ
る。

【図１７】本発明による葉菜類の生育結果を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 支柱 ２ 支持台 ５ 栽培槽 ６ 小栽培槽 ７ 養液タンク ８ ポンプ ９ 給液管 １０ 排液配管 １１ 枠体 １２ 蛍光ランプ １３ 反射板 １４ 排液管 １５ 定植孔 １８ 床 １９ ウレタンシート

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 養液栽培で葉菜類の育成を行う方法にお
   いて、播種から１０日間乃至２０日間を、光源に、平均
   演色評価数Ｒａが９０以上であり、かつ、演色ＡＡまた
   は演色ＡＡＡの高演色形蛍光ランプを用いて栽培し、そ
   の後、温室内にて栽培することを特徴とする葉菜類の育
   成方法。
2. 【請求項２】 下部の養液槽と、該養液槽とポンプを介
   して養液を循環する中間の葉菜類用の栽培槽と、葉菜類
   用の栽培槽を照射する上部の蛍光ランプとを備え、 蛍光ランプが、平均演色評価数Ｒａが９０以上であり、
   かつ、演色ＡＡまたは演色ＡＡＡの高演色形蛍光ランプ
   であり、 蛍光ランプの上方の近接位置に、鏡面状の反射笠または
   反射板が設けられ、 蛍光ランプが複数本毎に枠体に取り付けられ、該枠体の
   下にキャスターが取り付けられ、さらに該キャスターの
   下にはレールが設けられ、該レールの一端は枠体止めを
   設けて支柱に回動自在に取り付けられ、他端は伸縮性ダ
   ンパーの一端に回動自在に取り付けられ、該伸縮性ダン
   パーの他端は別の支柱に回動自在に取り付けられてなる
   葉菜類の育成装置。
3. 【請求項３】 蛍光ランプ、および、反射笠若しくは反
   射板が、通常の温室用栽培槽の下に設置されてなる請求
   項２に記載の葉菜類の育成装置。
4. 【請求項４】 葉菜類用の栽培槽が複数段設けられ、各
   葉菜類用の栽培槽に蛍光ランプが設けられ、最上段の栽
   培槽よりさらに上方に給液槽が設けられ、該給液槽はポ
   ンプを介して養液槽と連通され、しかも、給液槽と養液
   槽とは給液槽の水位を調節するオーバーフロー管にて連
   通され、給液槽の底部が各栽培槽への給液管に接続され
   てなる請求項２に記載の葉菜類の育成装置。
5. 【請求項５】 葉菜類用の栽培槽の給液側と排液側に、
   栽培槽の一部を延長した凸状部が設けられてなる請求項
   ２に記載の葉菜類の育成装置。
6. 【請求項６】 栽培槽と蛍光ランプとが複数段に配設さ
   れ、該栽培槽の一部または全部が、播種数や植え付け単
   位数毎の大きさとされた小栽培槽の集合で構成され、各
   小栽培槽は引き出し状に取り出し自在とされ、該小栽培
   槽は取り出し側の左右に給液口と排液口が設けられ、給
   液口と連通する筒状体が内奥に向けて設けられ、筒状体
   の内奥先端に小栽培槽内に開口した開口部が形成され、
   筒状体と対向する側の内壁には、筒状体と同じ高さの床
   受け台が設けられ、筒状体と床受け台とに播種用の床が
   架設されてなる請求項２に記載の葉菜類の育成装置。