JP5442311B2

JP5442311B2 - 農業用ハウス

Info

Publication number: JP5442311B2
Application number: JP2009106516A
Authority: JP
Inventors: 真山田; 達清内田; 正紀石渡; 弘道柴▲崎▼; 広行関井; 友樹白川
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2009-04-24
Filing date: 2009-04-24
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2029-04-24
Also published as: JP2010252692A

Description

本発明は、植物体の育成に好適な環境を作るための農業用ハウスに関する。

施設栽培に用いられ、被覆材によって覆われるビニールハウス又はガラスハウス等の農業用ハウス（以下、ハウスという）の内部は、高温、多湿となるので、栽培されている植物体が灰色カビ病などになりやすい。そこで、紫外線を遮蔽する被覆材を用いて、紫外線がハウス内に入らないようにすることで、灰色カビ等の菌糸伸長を抑制して植物体の病害を防除する。

ところで、果実が実る植物体の授粉は、ハウス内で栽培される場合、一般的にミツバチをハウス内で飛翔させることによって行う。しかし、ミツバチは、紫外線の偏光を検知して飛翔するので、紫外線を遮蔽する被覆材によって覆われたハウス内では、紫外線の偏光を検知できないためにうまく飛翔できない。ハウス内の植物体は、紫外線の遮蔽によってミツバチの飛翔が妨げられると、授粉が不十分となってしまい、それが原因で変形果が発生しやすくなる。変形果は、種子がまばらであって果実の肥大が不揃いであり、さらに果面に凹凸ができて不整形である果実をいう。

このような変形果の発生を抑えるために、紫外線を遮蔽する被覆材と、紫外線領域の光を照射する発光体と、を備えたハウスが知られている（例えば、引用文献１参照）。このハウスは、太陽から放出される紫外線、特に、３７０ｎｍ以下の波長の光であるＵＶ−Ａを被覆材によって大幅に遮蔽することで病害を防除すると共に、発光体によって３３０〜３９０ｎｍの波長の紫外線領域の光をハウス内に照射することで、ミツバチがうまく飛翔できるようになり植物体の授粉が行われる。しかし、発光体から照射される人口光による補光のみでは、ミツバチの飛翔が十分に行われないので、植物体の授粉が不十分となって変形果が発生する。

特開２００５−１２４５３４号公報

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、植物体の病害を防除できると共に、昆虫の飛翔が十分に行われて植物体の授粉が十分となり、変形果の発生を抑えることができる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、圃場を光透過性部材で覆って成る農業用ハウスであって、前記光透過性部材は、少なくとも３４０〜３８０ｎｍの波長の高波長紫外線領域の光を透過する透過部と、４００ｎｍ以下の波長の紫外線領域の光を遮蔽する遮蔽部と、を有するものである。前記遮蔽部は、その遮蔽面積を増減できるように繰り出し引き入れ自在に設置され、太陽高度が高くなるほど遮蔽面積を大きくする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の農業用ハウスにおいて、前記遮蔽部に対する透過部の面積比を１５％以下とし、ハウス内における３４０〜３８０ｎｍの波長の光の照射量を２００ｋＪ／ｍ^２以下とするものである。

請求項１の発明によれば、遮蔽部が紫外線領域の光を遮蔽することで植物体の病害を防除できると共に、透過部が高波長紫外線領域の光を透過することで自然光による補光が可能となり、昆虫の飛翔が十分に行われて植物体の授粉が十分となるので、変形果の発生を抑えることができる。また、太陽高度に合わせて遮蔽部の面積を増減させることで、太陽から放射される紫外線が植物体に直射することを防ぐので、昆虫の飛翔を妨害することなく、植物体の病害をより確実に防除できる。

請求項２の発明によれば、３４０〜３８０ｎｍの波長の光の照射量を所定量以下とすることで、昆虫の飛翔を妨害することなく、植物体の病害をより確実に防除できる。

本発明の第１の実施形態に係る農業用ハウスの外観図。同農業用ハウスの光透過性部材の透過率、従来の光透過性部材の透過率、及び太陽のスペクトルを示すグラフ。同農業用ハウスの変形例の外観図。本発明の第２の実施形態に係る農業用ハウスの外観図。（ａ）（ｂ）（ｃ）は図４のＨ−Ｈ線断面図であり、それぞれ夏に使用した場合、春、秋に使用した場合、冬に使用した場合の図。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る農業用ハウス１（以下、ハウスという）を示す。半円筒形であるハウス１は、圃場２を覆う光透過性部材３と、光透過性部材３を保持するパイプ（図示せず）と、を備える。光透過性部材３は、光の透過部４、及びそれ以外の領域で成る光の遮蔽部５を有する。圃場２は、例えば、イチゴ、スイカ、メロンといった果実が実る植物体Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３がハウス１の長手方向に沿って順に配置され、栽培されている。ハウス１内で植物体Ｐ１〜Ｐ３に授粉活動をする昆虫は、例えば、ミツバチ、マルハナミツバチ等が挙げられる。

透過部４は、少なくとも略３４０〜３８０ｎｍの波長の高波長紫外線領域の光を透過する。透過部４の材料は、紫外線吸収剤を含有しない農業用樹脂又はガラス等が用いられる。農業用樹脂とは、塩化ビニール系樹脂やオレフィン系樹脂のことをいう。なお、透過部４は、３４０ｎｍ未満の紫外線領域の光を透過しても構わない。

遮蔽部５は、略４００ｎｍ以下の波長の紫外線領域の光を遮蔽する。遮蔽部５は、ベンゾトリアゾール系及びヒドラジン系紫外線吸収剤などが添加された農業用樹脂、又は表面にベンゾトリアゾール系及びヒドラジン系紫外線吸収剤などが添加された塗料を塗布、蒸着、スパッタリング等することによって膜処理が施されたガラス若しくは農業用樹脂が用いられる。

ハウス１は、遮蔽部５に対する透過部４の面積比を略１５％以下とすることで、ハウス１内における略３４０〜３８０ｎｍの波長の光の照射量を略２００ｋＪ／ｍ^２以下とする。具体的には、図１に示されるように、遮蔽部５と水玉状に形成された複数の透過部４とが重ならないようにして並べて配置され、光透過性部材３が水玉模様となるように構成されることで、面積比の調整がなされる。

このように面積比が調整されたハウス１は、略３４０〜３８０ｎｍの波長の光の照射量を所定量以下とすることで、昆虫の飛翔を妨害することなく、植物体Ｐ１〜Ｐ３の病害をより確実に防除できる。また、真夏の太陽から放射される略３４０〜３８０ｎｍの波長の光の照射量は、年間で最も多い略１４１０ｋＪ／ｍ^２となるが、面積比が調整されたハウス１において、その内部に照射される照射量を略２００ｋＪ／ｍ^２以下にまで減らすことができる。

図２は、光透過性部材３の透過率と、従来の光透過性部材の透過率と、太陽のスペクトルとを比較して示す。光透過性部材３の透過部４は、太陽光に含まれる略３４０〜３８０ｎｍの波長の光を略６０〜９０％の割合で透過する。光透過性部材３の遮蔽部５は、略４００ｎｍ以下の波長の光の透過率が０％であり、太陽光に含まれる略４００ｎｍ以下の波長の光を遮蔽する。従来の光透過性部材は、略３７０ｎｍ以下の波長の光の透過率が０％であり、太陽光に含まれる略３７０ｎｍ以下の波長の光を遮蔽する。

そのため、光透過性部材３を備えるハウス１は、従来の光透過性部材を備えるハウスでは大半が遮蔽されていた昆虫の飛翔に必要な光、すなわち、太陽光に含まれる略３４０〜３８０ｎｍの波長の光を透過部４によって透過する。したがって、ハウス１は、遮蔽部５が紫外線領域の光を遮蔽することで植物体の病害を防除できると共に、透過部４から高波長紫外線領域の光がハウス１内に透過されて、自然光による補光が可能となるので、昆虫の飛翔が十分に行われて植物体の授粉が十分となり、変形果の発生を抑えることができる。

次に、日出から日入までの透過部４を透過してハウス１内に照射される光について、透過部４の内の１つである透過部４ａを例にして、図１を参照して説明する。日出時の太陽光Ａは、透過部４ａを透過することで、略３４０〜３８０ｎｍの波長の光ａ（以下、透過光という）となり、植物体Ｐ１に照射される。昼時の太陽光Ｂは、透過部４ａを透過することで透過光ａと異なる照射方向で照射される透過光ｂとなり、植物体Ｐ１の隣に配置された植物体Ｐ２に照射される。日入時の太陽光Ｃは、透過部４ａを透過することで透過光ａ、ｂと異なる照射方向で照射される透過光ｃとなり、植物体Ｐ２の隣に配置された植物体Ｐ３に照射される。ハウス１は、地球の自転による太陽の移動に従って、透過光ａ〜ｃを植物体Ｐ１から植物体Ｐ３まで順に照射し、透過光ａ〜ｃを植物体Ｐ１〜Ｐ３のいずれか１つに連続的に照射しないので、より確実に病害を防除することができる。なお、他の透過部４も、透過部４ａと同じようにして透過光を植物体Ｐ１〜Ｐ３に照射する。

図３は、上記ハウス１の変形例に係るハウス１１を示す。ハウス１１は、線状に形成された複数の透過部４（黒ドット表示部）が、ハウス１１の側面の円周方向に沿って、遮蔽部５と重ならないようにして並べて配置されることで、光透過性部材３がストライプ模様となるように構成される。これにより、ハウス１１は、遮蔽部５に対する透過部４の面積比が略１５％以下となっている。

次に、日出から日入までの透過部４を透過してハウス１１内に照射される光について、透過部４の内の１つである透過部４ａを例にして、図３を参照して説明する。日出時の太陽光Ａは、透過部４ａを透過することで、透過光ａとなり、植物体Ｐ１に照射される。昼時の太陽光Ｂは、透過部４ａを透過することで透過光ａと異なる照射方向で照射される透過光ｂとなり、植物体Ｐ１の隣に配置された植物体Ｐ２に照射される。日入時の太陽光Ｃは、透過部４ａを透過することで透過光ａ、ｂと異なる照射方向で照射される透過光ｃとなり、植物体Ｐ２の隣に配置された植物体Ｐ３に照射される。これにより、ハウス１１は、地球の自転による太陽の移動に従って、透過光ａ〜ｃを植物体Ｐ１から植物体Ｐ３まで順に照射し、透過光ａ〜ｃを植物体Ｐ１〜Ｐ３のいずれか１つに連続的に照射しないので、より確実に病害を防除することができる。なお、他の透過部４も、透過部４ａと同じようにして透過光を植物体Ｐ１〜Ｐ３に照射する。この変形例であるハウス１１においても、上述のハウス１と同等の作用効果が得られる。

（第２の実施形態）
図４及び図５（ａ）（ｂ）（ｃ）は、本実施形態のハウス２１を示す。ハウス２１は、第１の実施形態と比べ、遮蔽面積が増減できるように遮蔽部５が可動する構成であることが異なり、その他の同等の構成については説明を省略する。半円筒形のハウス２１は、その長手方向に対して太陽光が略直角となるように配置され、圃場２を覆う透過部４と、太陽と対向する側の透過部４の側面上に設置される遮蔽部５（黒ドット表示部）と、遮蔽部５を繰り出し引き入れする巻き取り部材と、巻き取り部材を制御するマイクロコントローラ（図示せず）と、を備える。

遮蔽部５は、その遮蔽面積を増減できるように、巻き取り部材とマイクロコントローラによって、Ｄ方向、すなわちハウス２１の側面の円周方向に、繰り出し引き入れ自在に設置される。巻き取り部材は、市販のモータを利用することで、ハウス２１の製造コストを低減することができる。マイクロコントローラは、例えば、予め入力された太陽の高度や方位などのデータに基いて、遮蔽部５の繰り出し引き入れを行う。

次に、太陽光とハウス２１内に照射される光について、ハウス２１の側面の同じ円周に同時に照射され、ハウス２１への照射位置が高い位置から低い位置の順に並んでいる太陽光Ｅ、Ｆ、Ｇを例にして、図４を参照して説明する。遮蔽部５の遮蔽面積を調整することによって、太陽光Ｅは、遮蔽部５によって遮蔽されず、透過部４を透過することで透過光ｅとなり、植物体Ｐ１〜Ｐ３に直射することなく、ハウス２１内に照射される。また、太陽光Ｆ、Ｇは、遮蔽部５によって、略４００ｎｍ以下の波長の紫外線領域の光が遮蔽される。

次に、季節毎の太陽光と、ハウス２１内に照射される光について説明する。図５（ａ）に示されるように、夏の太陽光Ｉ、Ｊ、Ｋは、ハウス２１の側面の同じ円周に同時に照射され、ハウス２１への照射位置が高い位置から低い位置の順に並んでいる。四季の中で夏の太陽高度が最も高いので、ハウス２１は、遮蔽部５の遮蔽面積を最も増やした状態にすることで、太陽光Ｉのみを透過部４で透過させ、太陽光Ｊ、Ｋを遮蔽部５で遮蔽させる。太陽光Ｉは、透過部４を透過することで透過光ｉとなり、植物体Ｐ２に直射することなく、ハウス２１内に照射される。

また、図５（ｂ）に示されるように、春、秋の太陽光Ｍ、Ｎ、Ｏは、ハウス２１の側面の同じ円周に同時に照射され、ハウス２１への照射位置が高い位置から低い位置の順に並んでいる。春、秋の太陽高度が夏の太陽高度に比べて低く、冬の太陽高度に比べて高いので、ハウス２１は、遮蔽部５の遮蔽面積を夏のときよりも減らし、冬のときよりも増やした状態にすることで、太陽光Ｍ、Ｎ、Ｏのうち、太陽光Ｍのみを透過部４で透過させ、太陽光Ｎ、Ｏを遮蔽部５で遮蔽する。太陽光Ｍは、透過部４を透過することで透過光ｍとなり、植物体Ｐ２に直射することなく、ハウス２１内に照射される。

また、図５（ｃ）に示されるように、冬の太陽光Ｒ、Ｓ、Ｔは、ハウス２１の側面の同じ円周に同時に照射され、ハウス２１に照射する位置が高い位置から低い位置の順に並んでいる。四季の中で冬の太陽高度が最も低いので、ハウス２１は、遮蔽部５の遮蔽面積を最も減らした状態にすることで、太陽光Ｒのみを透過部４で透過させ、太陽光Ｓ、Ｔを遮蔽部５で遮蔽させる。太陽光Ｒは、透過部４を透過することで透過光ｒとなり、植物体Ｐ２に直射することなく、ハウス２１内に照射される。したがって、ハウス２１は、季節毎の太陽高度に合わせて遮蔽部５の面積を増減させることで、太陽から放射される紫外線が植物体Ｐ２に直射することを防ぐので、昆虫の飛翔を妨害することなく、植物体Ｐ２の病害をより確実に防除できる。

下記表１は、従来のハウスと、第１の実施形態のハウス１とで、それぞれ３００果ずつ育てた果実の被害果率と非変形果率を示す。被害果率の値が大きくなると、病害防除の効果が弱くなり、非変形果率の値が大きくなると、変形果が減ったことになる。従来のハウスは、略３７０ｎｍ以下の波長の光を遮蔽する光透過性部材を備える。第１の実施形態のハウス１は、略４００ｎｍ以下の波長の遮蔽する遮蔽部５と、略３４０〜３８０ｎｍの波長の光を透過する透過部４と、を備える。この実験において、植物体はイチゴを用い、授粉活動をする昆虫はミツバチを用いた。

上記実験の結果、ハウス１は、従来のハウスに比べて、被害果率がほんのわずか増加し、非変形果率が大幅に増加した。そのため、ハウス１は、遮蔽部５が紫外線領域の光を遮蔽することでイチゴの病害を防除すると共に、透過部４からハウス１内に透過された高波長紫外線領域の光によって、ミツバチの飛翔が十分に行われてイチゴの授粉が十分となり変形果の発生を抑える。

下記表２は、従来のハウスと、第２の実施形態に係る遮蔽部５が可動するように構成されたハウス２１で、それぞれ３００果ずつ育てた果実の被害果率と非変形果率を示す。実験の条件は、太陽高度に合わせてハウス２１の遮蔽部５の面積を調整した以外、上記の表１に係る実験と同様の条件で行った。

上記実験の結果、第２の実施形態のハウス２１は、従来のハウスに比べて、被害果率がほとんど増加することなく、非変形果率が大幅に増加した。そのため、ハウス２１は、太陽高度に合わせて遮蔽部５の面積を増減させることで、太陽から放射される紫外線がイチゴに直射することを防ぐので、より確実にイチゴの病害を防除する。また、透過部４からハウス１内に透過された高波長紫外線領域の光によって、ミツバチの飛翔が十分に行われてイチゴの授粉が十分となり変形果の発生を抑える。

なお、本発明は、上記の実施形態の構成に限られず、発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、光透過性部材は、遮蔽部と水玉状に形成された複数の透過部とが重ならないようにして並べて配置されたものを示したが、水玉状に複数の穴あけがされた遮蔽部に透過部を重ね合わせたものであっても構わない。

１、１１、２１ハウス（農業用ハウス）
２圃場
３光透過性部材
４、４ａ透過部
５遮蔽部
ａ、ｂ、ｃ、ｅ、ｉ、ｍ、ｒ透過光（略３４０〜３８０ｎｍの波長の高波長紫外線領域の光）

Claims

圃場を光透過性部材で覆って成る農業用ハウスであって、
前記光透過性部材は、少なくとも３４０〜３８０ｎｍの波長の高波長紫外線領域の光を透過する透過部と、４００ｎｍ以下の波長の紫外線領域の光を遮蔽する遮蔽部と、を有し、
前記遮蔽部は、その遮蔽面積を増減できるように繰り出し引き入れ自在に設置され、太陽高度が高くなるほど遮蔽面積を大きくすることを特徴とする農業用ハウス。
前記遮蔽部に対する透過部の面積比を１５％以下とし、ハウス内における３４０〜３８０ｎｍの波長の光の照射量を２００ｋＪ／ｍ^２以下とすることを特徴とする請求項１に記載の農業用ハウス。