JP5219288B2 - 農業用ハウス - Google Patents

Description

本発明は、受粉用昆虫が放散される圃場を覆う農業用ハウスに関する。

従来から、この種の農業用ハウスにおいては、農作物の病害発生を防止するために、太陽光に含まれる紫外線を遮蔽することが知られている。ところで、受粉用昆虫の多くは、太陽光に含まれる紫外線偏光を感知することにより、太陽の位置を認識し、飛翔する方向を決定する特性を有している。そこで、このような農業用ハウスにおいて、農作物の受粉を行うときにだけ、ハウス内で紫外線発光体を発光させ、受粉用昆虫に受粉活動を行わせる構成がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−１２４５３４号公報

しかしながら、上述のような従来の構成では、ハウス内において太陽光による天空の偏光パターンと同様の配光状態を実現できないために、受粉用昆虫は飛翔方向の認識が困難となり、農作物の受粉を効果的に行えないことがある。また、このような問題に対し、紫外線透過性を有した被覆材によりハウス圃場を形成した場合、被覆材に入射する紫外線の偏光状態が被覆材の透過前後で変化するために、上記と同様に、受粉用昆虫は方向認識が困難な状態となる。

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、受粉用昆虫が飛翔方向を正確に認識できるよう圃場内に紫外線を照射し、受粉用昆虫による農作物の受粉を効果的に行なえることが可能な農業用ハウス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、受粉用昆虫が放散される圃場を覆う農業用ハウスであって、圃場空間を形成する、光透過性を有した被覆フィルムと、前記被覆フィルムに略直交する光のみを該被覆フィルムに透過させ、圃場内に配光する配光制御部材とを備え、前記配光制御部材は、該部材による該被覆フィルムに略直交する方向が圃場空間に対して少なくとも２方向を備えるように構成されているものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、前記配光制御部材は、前記被覆フィルムに略直交する遮光壁と、この遮光壁に囲まれ光入射側及び光出射側に開口面とを持つルーバ部材であり、このルーバ部材の構成単位は、前記開口面の最も長い２点間距離Ａと前記開口面間の距離Ｂとの関係が下記式を満足するものである。
ｔａｎ^−１（Ａ／Ｂ）＜３０°

請求項３の発明は、請求項２に記載の発明において、前記ルーバ部材は、紫外線を遮断し、可視光線を透過する部材により構成されているものである。

請求項４の発明は、受粉用昆虫が放散される圃場を覆う農業用ハウスであって、圃場空間を形成する紫外線遮断性部材から成り、光通過用の複数の開口を有した被覆フィルムと、前記各開口を覆い、該開口を通じて圃場内に入射する光を配光する光透過性の配光制御部材とを備え、前記複数の開口及び配光制御部材は、これらを通過する光が圃場空間に対して少なくとも２方向となるように備えられ、前記配光制御部材は、該部材を透過する透過光のうち、該部材に略直交する光のみを通過させるものである。

請求項１の発明によれば、被覆フィルムに略直交する光のみを被覆フィルムに透過させ、圃場に照射される紫外線の偏光状態を被覆フィルムの透過前後で維持することができ、かつ、天空からの少なくとも２方向の紫外線の偏光を視認することができる。その結果、受粉用昆虫が方向認識を的確に行い、圃場内にある農作物や巣箱に向かって正確に飛翔することができる。従って、受粉用昆虫による農作物の受粉を効果的に行うことが可能となり、ひいては、農作物の収穫率向上を図ることができる。

請求項２の発明によれば、光入射側の開口面から入射する光のうち、被覆フィルムに略直交しない光を遮光壁により遮断し、被覆フィルムに略直交する光を光出射側の開口面から出射させることができるので、簡便な構造でありながら、圃場内において上記の配光状態を実現できる。

請求項３の発明によれば、可視光線が遮光壁に遮断されることなく、圃場に照射されるので、農作物の光合成を促進したり、圃場での作業に必要な照度を確保することができる。

請求項４の発明によれば、配光制御部材を透過する透過光のうち、該部材に略直交する光のみを各開口から通過させ、圃場に照射される紫外線の偏光状態を配光制御部材の透過前後で維持し、かつ、圃場内に対して少なくとも２方向から光を入射させることができる。従って、圃場内において太陽光による天空の偏光パターンと同等の配光状態を実現でき、請求項１と同様の効果が得られる。また、紫外線遮断性を持つ既設のハウスに対し、配光制御部材の取付と開口の加工を行うだけで上記の効果を得ることができ、実用性が高い。

本発明の第１の実施形態に係る農業用ハウスの斜視図。 上記農業用ハウスの側断面図。 上記農業用ハウスにおける配光制御部材の斜視構成図。 （ａ）乃至（ｅ）は上記農業用ハウスの製作工程を示す図。 受粉用昆虫を中心とした天空の偏光パターンを示す図。 被覆フィルムに入射する偏光の概念図。 被覆フィルムにおける入射角度に対するｓ偏光及びｐ偏光の透過率を示す図。 （ａ）は被覆フィルムに直交する光の、被覆フィルムの透過前後における偏光状態を示す側面図、（ｂ）は（ａ）に対応する平面図。 （ａ）は被覆フィルムに直交しない光の、被覆フィルムの透過前後における偏光状態を示す側面図、（ｂ）は（ａ）に対応する平面図。 本発明の第２の実施形態に係る農業用ハウスの斜視図。 上記農業用ハウスにおける配光制御部材の断面構成図。 上記農業用ハウス内における配光状態を示す図。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る農業用ハウスについて図１乃至図９を参照して説明する。図１、図２は本実施形態に係る農業用ハウス１の構成を示す。本農業用ハウス１は、受粉用昆虫２が放散される圃場３を覆うものであって、圃場空間を形成する被覆フィルム４と、被覆フィルム４に略直交する光のみを該被覆フィルム４に透過させ、圃場３内に配光する配光制御部材５とを備えている。受粉用昆虫２は、圃場３内で栽培される農作物３１（例えば、果樹や野菜、花、きのこ等）の受粉を行うためのものであって、例えば、ミツバチやハルハナバチ等である。圃場３には、受粉用昆虫２の巣箱３２が設置されている。

被覆フィルム４は、本ハウス１の屋根部として設けられ、外側に凸となる略円弧状とされている。被覆フィルム４は、光透過性を有した部材で構成され、この部材としては、例えば、塩化ビニルやポリオレフィン系の透明樹脂材料等が挙げられる。ここで、本ハウス１の側壁部分６は、紫外線を遮断し、可視光線を透過する部材で構成されることが望ましく、このような部材としては、例えば、塩化ビニル、ポリオレフィン系の透明樹脂材料に紫外線吸収剤が添加されたものが挙げられる。紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系やトリアジン系、ベンゾフェノン系の吸収剤が挙げられる。

図３は配光制御部材５の構成を示す。配光制御部材５は、被覆フィルム４上に設けられた格子状のルーバ部材５１で構成される。ルーバ部材５１は、ハウス１の屋根（湾曲面）形状に沿うように階段状に形成されており、被覆フィルム４に略直交する遮光壁５１ａ（その厚みをｔで示す）と、この遮光壁５１ａに囲まれ光入射側及び光出射側に略方形の開口面５１ｂとを有している。開口面５１ｂの形状は上記に限られず、円形状や楕円状であってもよい。ルーバ部材５１は、紫外線を遮断し、可視光線を透過する部材から成り、このような部材としては、本ハウス１の側壁部分６を構成する上記部材と同様のものが挙げられる。ルーバ部材５１を構成する部材は上記に限られず、光遮断性を有した部材（例えば、黒色に着色された樹脂材料）であってもよい。ルーバ部材５１の構成単位は、開口面５１ｂの最も長い２点間距離Ａと開口面５１ｂ間の距離Ｂとの関係が下記式を満足するよう設定される。
ｔａｎ^−１（Ａ／Ｂ）＜３０°
すなわち、光出射側の開口面５１ｂの最も長い２点間を結ぶ直線の対角θが３０°以内となるように設定される。

配光制御部材５は、該部材５による被覆フィルム４に略直交する方向が圃場３の空間に対して２方向を備えるように構成されている（図２参照）。具体的には、ルーバ部材５１の構成単位毎に被覆フィルム４が互いに平行となり、その向きが本ハウス１の屋根峰の両側（前部側と後部側）において反対となるように配されている。なお、配光制御部材５の方向構成は、被覆フィルム４に略直交する方向が圃場３の空間に対して互いに異なる少なくとも２方向を備えていればよく、例えば、被覆フィルム４が湾曲形成されることにより、該方向が３方向以上備えていても構わない。

図４を参照して本農業用ハウス１の製作方法について説明する。まず、図４（ａ）に示すように、押出成形機Ｍを用いて、上記ルーバ部材５１を製作するためのブロック５０を所定の長さに押出成形する。また、押出成形に際し、遮光壁５１ａの厚みｔ（図３参照）は、圃場内への配光効率とルーバ部材５１の耐久性を鑑みて、１ｍｍ程度にすることが望ましい。次に、図４（ｂ）に示すように、前工程で得られたブロック５０を本ハウス１の屋根形状に沿うように切断してルーバ部材５１の構成エレメント５ａを作製する。このとき、隣り合う開口面５１ｂが互いに平行となるよう互いに段差をもって切断することが望ましい。切断方法としては、ウォータージェット加工やレーザーカット加工等が挙げられる。次に、図４（ｃ）に示すように、前工程で得られた構成エレメント５ａを複数組み合わせ、接着剤により接着し、ルーバ部材５１を作製する。次に、図４（ｄ）に示すように、前工程で得られたルーバ部材５１のハウス内方側となる面に被覆フィルム４を貼り付ける。次に、図４（ｅ）に示すように、前工程で得られたルーバ部材５１と被覆フィルム４を組み合わせたものを本ハウスの骨組となる構造部材７に取り付け、本ハウス１を組み上げる。

ここで、本ハウス１の作用を説明する前提として、図５を参照して受粉用昆虫が方向認識を行うための一般的な原理について説明する。天空においては、太陽光の散乱により様々な偏光１０が存在しており、これら偏光１０は、天空における位置に応じて所定の方向に振動している。この偏光方向により決定される偏光パターンは、太陽Ｓを中心として同心円状に分布している。受粉用昆虫２は、この偏光パターンにおける２成分の偏光方向を感知し、これら方向に垂直な２つの線の交点に太陽Ｓがあるとして太陽の位置を認識し、飛翔方向を決定する特性を有している。ここで、受粉用昆虫２による偏光感知は、偏光１０に含まれる紫外線により行われる。

次に、図６及び図７を参照して被覆フィルム４における偏光透過特性について説明する。図６に示すように、被覆フィルム４に入射する偏光１１は、ｓ偏光とｐ偏光とに分けられる。ｓ偏光は、光の振動方向が入射面１２に垂直な直線偏光として定義され、ｐ偏光は、光の振動方向が入射面１２内に含まれる直線偏光として定義される。図７に示すように、入射角度αが３０°以下のときには、ｓ偏光の透過率とｐ偏光の透過率は略等しくなり、入射角度αが３０°を超えるときには、ｓ偏光の透過率とｐ偏光の透過率に差異が生じることが分かる。なお、図７においては、本ハウス１における設置環境を想定し、光の屈折率が１．５である場合の透過率を示している。

上記のように構成された農業用ハウス１の作用について説明する。図８は本実施形態における被覆フィルム４に直交する光の、被覆フィルム４の透過前後における偏光状態を示し、図９は比較例として被覆フィルム４に直交しない光の、被覆フィルム４の透過前後における偏光状態を示す。図８及び図９においては、被覆フィルム透過前の偏光状態を実線で示し、被覆フィルム透過後の偏光状態を破線で示す。図８（ａ）、（ｂ）に示すように、被覆フィルム４には、配光制御部材５（図１及び図２参照）により太陽光Ｌが垂直入射する。このような太陽光Ｌは、上述した理由（図６、図７）から、被覆フィルム４の透過前及び透過後でｓ偏光とｐ偏光の透過率が略等しいため、全体の偏光方向が被覆フィルム４の透過前及び透過後で同じになる。

それに対し、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、被覆フィルム４に太陽光Ｌが垂直入射しない場合（入射角度が３０°以上）、その太陽光Ｌは、被覆フィルム４の透過前及び透過後でｓ偏光とｐ偏光の透過率に差異が生じるため、全体の偏光方向が被覆フィルム４の透過前及び透過後で相違することになる。このような場合、本ハウス１内において太陽光Ｌによる天空偏光パターンと同様の配光状態を実現できなくなり、受粉用昆虫は方向認識不能となって、農作物に向かって飛翔できなくなったり、巣箱に戻れず死滅したりするようになる。

本実施形態に係る農業用ハウス１によれば、被覆フィルム４に略直交する光のみを被覆フィルム４に透過させ、圃場３に照射される紫外線の偏光状態を被覆フィルム４の透過前後で維持することができ、かつ、天空からの少なくとも２方向の紫外線の偏光を視認することができる。その結果、受粉用昆虫２が方向認識を的確に行い、圃場３内にある農作物３１や巣箱３２に向かって正確に飛翔することができる。従って、受粉用昆虫２による農作物３１の受粉を効果的に行うことが可能となり、ひいては、農作物３１の収穫率向上を図ることができる。

また、光入射側の開口面５１ｂから入射する光のうち、被覆フィルム４に略直交しない光を遮光壁５１ａにより遮断し、被覆フィルム４に略直交する光を光出射側の開口面５１ｂから出射させることができるので、簡便な構造でありながら、圃場３内において上記の配光状態を実現できる。また、可視光線が遮光壁５１ａに遮断されることなく、圃場３に照射されるので、農作物３１の光合成を促進したり、圃場３での作業に必要な照度を確保することができる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る農業用ハウスについて図１０乃至図１２を参照して説明する。図１０は本実施形態に係る農業用ハウス１の構成を示す。本実施形態においては、上記被覆フィルム及び配光制御部材の構成が第１の実施形態と相違する。本農業用ハウス１は、光通過用の複数の開口１４ａを有した被覆フィルム１４と、各開口１４ａを覆って該開口１４ａを通じて圃場３内に入射する光を配光する配光制御部材１５とを備えている。被覆フィルム１４は、紫外線を遮断し、可視光線を透過する部材で構成され、このような部材としては、例えば、塩化ビニル、ポリオレフィン系の透明樹脂材料に紫外線吸収剤が添加されたものが挙げられる。複数の開口１４ａ及び配光制御部材１５は、これらを通過する光が圃場３の空間に対して少なくとも２方向となるように備えられている。
各開口１４ａは、円形状に形成されている。

図１１は配光制御部材１５の構成を示す。配光制御部材１５は、被覆フィルム１４上において各開口１４ａ毎に設けられており、半球状の光透過性部材１５ａと、光透過性部材１５ａと被覆フィルム１４の間に介設された中空円板状の膜材１５ｂとを有している。光透過性部材１５ａは、開口１４ａを通じて本ハウス１内に連通される半球状の空間１５ｃを有しており、ポリカーボネードやアクリル等の透明樹脂で構成される。膜材１５ｂは、その中空穴が開口１４ａよりも大きく設定されており、紫外線遮光性を持つ部材で構成される。光透過性部材１５ａは、該部材１５ａを透過する透過光のうち、該部材１５ａに略直交する光のみを通過させるように構成されており、具体的には、光透過性部材１５ａの外半径Ｒ１と空間半径Ｒ２とが、開口１４ａの穴半径Ｒ３の５倍以上になるよう設定されている。

上記のように構成された農業用ハウス１の作用について説明する。図１２は上記農業用ハウス１内における配光状態を示す。光透過性部材１５ａには、太陽光Ｌが複数の方向から垂直入射する。光透過性部材１５ａを透過した太陽光Ｌは、被覆フィルム１４の開口１４ａを通過して圃場３内に配光される。ここに、上記太陽光Ｌは、上述した理由（図６、図７）から、光透過性部材１５ａの透過前及び透過後でｓ偏光とｐ偏光の透過率が略等しくなるため、全体の偏光方向が被覆フィルム１４の透過前及び透過後で同じになる。

本実施形態に係る農業用ハウス１によれば、光透過性部材１５ａを透過する透過光のうち、該部材１５ａに略直交する光のみを各開口１４ａから通過させ、圃場３に照射される紫外線の偏光状態を光透過性部材１５ａの透過前後で維持し、かつ、圃場内に対して少なくとも２方向から光を入射させることができる。従って、圃場３内において太陽光による天空の偏光パターンと同等の配光状態を実現でき、その結果、上記実施形態と同様の効果が得られる。また、紫外線遮断性を持つ既設のハウスに対し、配光制御部材１５の取付と開口１４ａの加工を行うだけで上記の効果を得ることができ、実用性が高い。

なお、本発明は、上記各種実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、第１の実施形態において、配光制御部材５（ルーバ部材５１）により被覆フィルム４に透過させる光は、被覆フィルム４に対する入射角が３０°以内であればよい。また、第２の実施形態において、配光制御部材１５により開口１４ａから通過させる光は、光透過性部材１５ａに対する入射角が３０°以内であればよい。

１ 農業用ハウス
２ 受粉用昆虫
３ 圃場
４、１４ 被覆フィルム
１４ａ 開口
５、１５ 配光制御部材
１５ａ 光透過性部材
５１ ルーバ部材
５１ａ 遮光壁
５１ｂ 開口面

Claims (4)

1. 受粉用昆虫が放散される圃場を覆う農業用ハウスであって、
   圃場空間を形成する、光透過性を有した被覆フィルムと、
   前記被覆フィルムに略直交する光のみを該被覆フィルムに透過させ、圃場内に配光する配光制御部材とを備え、
   前記配光制御部材は、該部材による該被覆フィルムに略直交する方向が圃場空間に対して少なくとも２方向を備えるように構成されていることを特徴とする農業用ハウス。
2. 前記配光制御部材は、前記被覆フィルムに略直交する遮光壁と、この遮光壁に囲まれ光入射側及び光出射側に開口面とを持つルーバ部材であり、このルーバ部材の構成単位は、前記開口面の最も長い２点間距離Ａと前記開口面間の距離Ｂとの関係が下記式を満足することを特徴とする請求項１に記載の農業用ハウス。
   ｔａｎ^−１（Ａ／Ｂ）＜３０°
3. 前記ルーバ部材は、紫外線を遮断し、可視光線を透過する部材により構成されていることを特徴とする請求項２に記載の農業用ハウス。
4. 受粉用昆虫が放散される圃場を覆う農業用ハウスであって、
   圃場空間を形成する紫外線遮断性部材から成り、光通過用の複数の開口を有した被覆フィルムと、
   前記各開口を覆い、該開口を通じて圃場内に入射する光を配光する光透過性の配光制御部材とを備え、
   前記複数の開口及び配光制御部材は、これらを通過する光が圃場空間に対して少なくとも２方向となるように備えられ、
   前記配光制御部材は、該部材を透過する透過光のうち、該部材に略直交する光のみを通過させることを特徴とする農業用ハウス。

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