JP7382229B2

JP7382229B2 - 栽培方法

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Publication number: JP7382229B2
Application number: JP2019504367A
Authority: JP
Inventors: 順也布施
Original assignee: Mitsubishi Chemical Aqua Solutions Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Aqua Solutions Co Ltd
Priority date: 2017-03-07
Filing date: 2018-01-23
Publication date: 2023-11-16
Anticipated expiration: 2038-01-23
Also published as: JPWO2018163629A1; CN110381729A; WO2018163629A1; AU2018229982A1; CN115053723A

Description

本発明は、苗を栽培するための栽培装置及び栽培方法に関し、より詳しくは、太陽光を利用する圃場に移植しても、活着しやすく良い生育をする苗を栽培する苗栽培装置及び苗栽培方法に関する。本発明において、苗とは、例えば、温室や圃場など他の栽培場所に移植するために使用される幼い植物のことをいう。

各種植物の苗の生産は、従来は、園芸作物農家では自家生産が主流であった。しかしながら、俗に「苗半作」と呼ばれるように、各種植物の苗の生産に要する技術が高度であり、手間がかかり繁雑であることから、購入苗を利用するように変化してきた。これは、近年の農家の高齢化や労働力不足の進行、園芸作物農家の企業化や規模の拡大化の進行に起因しており、購入苗の利用による省力化や、園芸作物の生産のみに専念する専業化の傾向が同時に進んでいるからである。このようなことから、近年、購入苗に対する需要が増加しており、苗の生産のみに専念する農家や苗の生産を業とする企業も増加してきている。

苗生産者が専業農家や大規模な企業であっても、苗の生産は、（Ａ）屋外で自然光を利用して生産する方法、（Ｂ）温室内で自然光を利用して生産する方法、および、（Ｃ）閉鎖型環境下で人工光を利用して生産する方法などによって行われている。

（Ａ）および（Ｂ）の方法で苗を生産する際には、天候や気候、特に日射量の多寡と気温によって大きな影響を受けている。例えば、夏季の強い日射と高温は苗生産そのものを困難とし、それを避けるために高冷地で育苗しなければならない植物もある。また、苗質は温室外部の影響を受け夏季の強い日射で温室内が高温となり、苗の順調な生産が困難となり、苗の商品化率、温室の稼働率などを低下させ、ひいては苗の生産コストを高める原因になっている。このように、苗の生産・出荷は、天候や気候の影響を受け易く、均質で良質な苗の安定生産は容易ではない。

上記（Ｃ）の苗生産方法は、自然光を透過しない断熱壁で覆われた閉鎖構造物の中で、空調装置、人工光源、炭酸ガス施肥装置や灌水装置を用いた人工的な環境下で、高品質な苗を安定生産する方法である。閉鎖型環境下では、苗への照射光質、光照射強度、光照射時間、温度、湿度、炭酸ガス濃度、灌水量、施肥濃度などの種々の環境条件を、苗の生育に最適な状態に調節することが可能である。

近年、上記（Ｃ）の苗生産方法の普及が進みつつあるなかで、人工光としてＬＥＤを使用する栽培が報告され始めている（特許文献１、２および３）。しかしながら、このような栽培方法で育てた苗は、その後、太陽光を利用した圃場に移植すると、急激な環境変化に順応することができず、萎れて苗質が低下したり、生育が遅れたり、枯れてしまったりするなどの問題があった。

特開２０１３－０６２４３８号公報特開２０１４－０６１００４号公報国際公開２０１４／１２５７１４号公報

本発明は、上記の問題を解決し、太陽光を利用した圃場に移植しても、安定的かつ品質が良い栽培が可能な苗を生産することができる苗栽培装置及び苗栽培方法を提供することを目的とする。

本発明は、下記を要旨とする。
［１］多段棚式植物育成装置で苗を栽培する、照明装置を備えた栽培装置であって、前記照明装置は、半導体光源と、該半導体光源からの光を拡散する樹脂製のカバーとを備えており、前記照明装置は、各棚の栽培面１ｍ^２あたりの照明装置から出力される光束が１７０００ルーメン以上であることを特徴とする苗栽培装置。
［２］前記照明装置は、前記カバーの外表面から２０ｃｍの位置で測定した平均光合成有効光量子束が１５０μｍｏｌ／ｍ^２／ｓｅｃ以上であることを特徴とする［１］に記載の苗栽培装置。
［３］前記カバーは、高さが４０ｍｍ以下であることを特徴する［１］又は［２］に記載の苗栽培装置。
［４］前記半導体光源は、４００～４８０ｎｍの範囲に第１発光ピーク波長を有し、かつ、５００～６２０ｎｍに第２発光ピーク波長を有し、前記第２発光ピーク波長は、半値幅が１００ｎｍ以上であることを特徴とする［１］～［３］のいずれかに記載の苗栽培装置。
［５］前記栽培装置は、閉鎖型構造物の中に配置され、前記閉鎖型構造物内に空調装置を備え、前記苗に灌水する灌水装置を備えることを特徴とする［１］～［４］のいずれかに記載の苗栽培装置。
［６］［１］～［５］のいずれかに記載の苗栽培装置を用いる苗栽培方法。

本発明によると、太陽光を利用した圃場に移植しても、安定的かつ品質が良い栽培が可能な苗を生産することができる。

図１ａ及び１ｂは実施の形態に係る栽培装置の水平断面図である。図２ａは図１ａのIIa－IIa線断面図、図２ｂは図１ａのIIb－IIb線断面図、である。実施の形態に係る多段棚式植物育成装置の正面図である。図３のIV－IV線断面図である。実施の形態に係る多段棚式植物育成装置のトレイの平面図である。図５のトレイの斜視図である。図５のVII－VII線断面図である。照明装置を備えたボックスの底面図である。図８のIX－IX線断面図である。別の実施の形態に係る多段棚式植物育成装置のトレイの断面図である。

本発明の苗栽培装置は、多段棚式植物育成装置で苗を栽培する、照明装置を備えた栽培装置であって、前記照明装置は、本体下面に光を拡散する樹脂製のカバーで覆われた半導体光源を備えており、前記照明装置は、各棚の栽培面１ｍ^２あたりの照明装置から出力される光束が１７０００ルーメン以上であることを特徴とするものである。

前記照明装置は、各棚の栽培面１ｍ^２あたりの照明装置から出力される光束が１７０００ルーメン以上であることが重要であり、２０，０００ルーメン以上であることが好ましく、２２，０００ルーメン以上であることがより好ましく、２４，０００ルーメン以上であることが更に好ましく、２７，０００ルーメン以上であることが特に好ましい。

各棚の栽培面１ｍ^２あたりの照明装置から出力される光束の上限は特に限定することは無いが、１１０，０００ルーメン以下とすることが好ましく、９０，０００ルーメン以下とすることがより好ましく、７０，０００ルーメン以下とすることが更に好ましい。各棚の栽培面１ｍ^２あたりの照明装置から出力される光束を上記の範囲とすることで、育苗終了後に太陽光を利用した圃場や温室に移植しても安定して生育する苗が生産できる。

本発明の照明装置の形状は特に限定することは無いが、栽培装置への照明の取り付け方法の簡略化や交換などのメンテナンス性を考慮すると、栽培棚の長辺方向に沿って長尺の照明装置を設置することが好ましい。

長尺の照明装置を複数個（複数本）設置する場合は、1本当たりの全光束は、５０００ルーメン以上であることが好ましく、５５００ルーメン以上であることがより好ましく、６０００ルーメン以上であることが更に好ましく、６５００ルーメン以上であることが特に好ましい。

前記照明装置は、カバー外表面（光出射面）から２０ｃｍの位置で測定する平均の光合成有効光量子束が１５０μｍｏｌ／ｍ^２／ｓｅｃ以上であることが好ましく、１７０μｍｏｌ／ｍ^２／ｓｅｃ以上であることがより好ましく、２００μｍｏｌ／ｍ^２／ｓｅｃ以上であることが更に好ましい。カバー外表面（光出射面）から２０ｃｍの位置で測定する平均の光合成有効光量子束を上記とすることで、苗の光合成をより効率よくすることができ、徒長や軟弱成長の発生をより抑制することができ好ましい。

前記照明装置の樹脂製のカバーは、カバー高さ（図９のＨ）を４０ｍｍ以下とすることが好ましく、３５ｍｍ以下とすることがより好ましく、３０ｍｍ以下とすることが更に好ましく、２５ｍｍ以下とすることが特に好ましい。カバーの高さを上記の範囲とすることで、多段式の栽培棚の各段の高さを広く確保することが可能となったり、また、同じ高さでより多くの段数の棚を設置することも可能となる。

前記照明装置の半導体光源は、４００～４８０ｎｍの範囲に第１発光ピーク波長を有していることが好ましい。４００～４８０ｎｍの範囲に第１の発光ピーク波長を有することで、苗の節間伸長を抑制し、胚軸が短くしっかりした苗を栽培することが可能となる。

５００～６２０ｎｍに第２発光ピーク波長を有することが好ましく、より好ましくは５００～６１０ｎｍの範囲、更に好ましくは５００～６００ｎｍの範囲に第２の発光ピーク波長を有し、かつ第２の発光ピーク波長は、半値幅が１００ｎｍ以上であることが好ましく、１２０ｎｍ以上であることがより好ましく、１４０ｎｍ以上であることが更に好ましい。照明装置の半導体光源の波長を上記の範囲とすることで、苗の形態形成に異常をきたすことを抑制し、正常な苗を栽培することが可能となる。

本発明の照明装置の半導体光源は、特に限定されるものではなく有機ＥＬ、レーザー、ＬＥＤなどを使用することができる。電力の消費量を考慮すると、ＬＥＤを使用することが好ましい。

本発明の苗栽培装置は、各栽培棚の栽培面おける平均光合成有効光量子束の２０％均整度（平均光合成有効光量子束の±２０％以内に入る栽培面の面積の割合）が７０％以上であることが好ましく、７５％以上であることがより好ましく、８０％以上であることが更に好ましい。各栽培棚における平均光合成有効光量子束の２０％均整度を上記の範囲とすることで、各棚で栽培される苗の育成速度のバラつきが抑制され、より均質な苗を生産することが可能となる。

平均光合成有効光量子束の２０％均整度（平均光合成有効光量子束の±２０％以内に入る栽培面の面積の割合）は、光源から２０ｃｍの位置における測定において、測定面を５ｃｍメッシュ毎に区切って測定した結果である。平均光合成有効光量子束の測定は、測定床面の反射率を５％以下の黒体とした時のデータである。

本発明の苗栽培装置は、閉鎖型構造物の中に配置され、前記閉鎖型構造物内に空調装置を備え、前記苗に灌水する灌水装置を備えることが好ましい。

本発明の一つの態様では、栽培装置は、前面が解放している育成モジュールを有し、該育成モジュールは、育苗棚を上下方向に多段に配置して育苗空間を形成する。

図１ａ～９及び図１０を参照して、かかる苗栽培装置の好ましい形態を説明する。図１ａ～２ｂの通り、断熱性壁面で囲まれた完全遮光性とされた閉鎖型建物構造物１の部屋内に、箱形の複数個（図示の例では６個）の多段棚式植物育成装置（育成モジュール）３～８が設置されている。部屋１は平面視形状が長方形であり、一方の短手方向壁面１ｉにドア２が設けられている。

この形態では、３個の多段棚式植物育成装置３～５をそれらの開放前面が同方向を向くように配列して１列とし、３個の多段棚式植物育成装置６～８もそれらの開放前面が同方向を向くように配列して１列とし、開放前面が互いに対向するように二つの列を部屋内に配置している。なお、以下、多段棚式植物育成装置３～５及び６～８の列の延在方向（部屋の長手方向）をＹ方向といい、部屋の短手方向（多段棚式植物育成装置３～５と多段棚式植物育成装置６～８とが対面する方向）をＸ方向と言うことがある。これら二つの列の多段棚式植物育成装置３～５及び６～８間に、一人または複数の作業者が作業できる程度のスペースＡを設けてある。部屋の長手方向壁面１ｊ，１ｋと各多段棚式植物育成装置３～８の背面との間に、５０～５００ｍｍ程度の幅のスペースＢを設けて、多段棚式植物育成装置３～８を通過した空気の通路を形成する。

多段棚式植物育成装置３～５，６～８の列の一端側は、ドア２と反対側の建物壁面１ｈに当接している。多段棚式植物育成装置３～５，６～８の列の他端側は、ドア２側の壁面１ｉから若干離反している。

前述するドア２側の壁面１ｉの離反スペースから、温められた空気がスペースＡに流れてくる場合は、この流れを抑制するための制御板を適切な場所に設けることもできる。

部屋に出入りするためのドア２の内側にエアーカーテンを設置すると、作業者が出入りする際に外気が入らないようにできるので好ましい。

この実施の形態では、植物育成装置は育苗装置である。多段棚式植物育成装置３～８は、図３，４に示すように、それぞれ台座３ｃ、左右の側面パネル３ａ、背面の背面パネル３ｂ及び天頂部のトップパネル３ｅを有し、前面は開放した箱形構造体を備えている。この箱形構造体の内部に、複数の育苗棚１２が上下方向に一定間隔で多段に配置されている。

各多段棚式植物育成装置３～８の高さは、作業者が作業できる程度の高さである２０００ｍｍ程度とし、育苗棚１２の幅は、数十から数百個のセル（小鉢）を格子状に配列させた樹脂製のセルトレイを複数枚並べて載置できるとともに、各棚１２の上側スペースの温度・湿度を一定に調節できる幅、例えば１０００ｍｍ～２０００ｍｍ程度とし、育苗棚１２の奥行きは５００ｍｍ～１０００ｍｍとするのが好ましい。各育苗棚１２には複数枚のセルトレイ４０（図７参照）がほぼ水平に載置されている。セルトレイ１枚の寸法は、一般的には幅が３００ｍｍ、奥行きが６００ｍｍ程度である。

最下段の育苗棚１２は、台座３ｃに載置されている。台座３ｃに設けたアジャスター（図示略）によって育苗棚１２の水平度を調整できるよう構成されている。

各育苗棚１２には、後述する潅水装置３０が設けられている。

下から２段目以上の各育苗棚１２及びトップパネル３ｅの下面には、ボックス１４が設置され、該ボックス１４に複数個（この実施の形態は３本）の照明装置１３が設置されている。この照明装置１３により、育苗棚１２のセルトレイ４０で生育する植物に光を照射するよう構成されている。この実施の形態では、最上部以外のボックス１４は後述の潅水トレイ３１の下面に取り付けられている。

照明装置１３の光源としては、ＬＥＤ等の半導体光源が好ましい。

この照明装置１３の構成の詳細を図８，９に示す。なお、図８は照明装置１３を備えたボックス１４の底面図、図９は図８のIX－IX線断面図である。

ボックス１４の底板１４ｂに細長い開口１４ａが設けられており、該開口１４ａに嵌合するようにして照明装置１３が設置されている。照明装置１３は、開口１４ａに臨むように該ボックス１４内に設置されたケース１３ｃと、該ケース１３ｃ内に設置された半導体光源１３ａと、該ケース１３ｃの下面を覆う合成樹脂製のカバー１３ｂ等を有する。カバー１３ｂはケース１３ｃに着脱可能に取り付けられている。ボックス１４の下面にスイッチ１３ｓが設置されている。

ボックス１４は、長方形の天板１４ｔ及び底板１４ｂを有した箱状体である。

長方形の底板１４ｂの長辺と平行方向に複数個（この実施の形態では３個）の前記開口１４ａが設けられている、ケース１３ｃは、下面が開放した細長い長尺の箱状体であり、下端は開口１４ａに嵌合している。

このケース１３ｃ内に設置された半導体光源１３ａは、図示は省略するが、基板と、該基板に設置された、半導体光源としての複数個のＬＥＤと、該ＬＥＤを駆動する回路とを有する。基板はケース１３ｃの長手方向に延在しており、ＬＥＤは該長手方向に間隔をおいて設置されている。

ケース１３ｃとボックス１４の天板１４ｔとの間には３～３０ｍｍ程度の隙間があいている。この照明装置１３で発生する熱は、底板１４ｂに伝わり、該底板１４ｂから放散される。即ち、照明装置１３の下側の育苗スペースを流れる空気に伝達される。

このようにケース１３ｃとボックス天板１４ｔとの間に隙間があいているため、光源やその駆動回路から天板１４ｔに伝わる熱は著しく少ない。そのため、潅水トレイ３１上を流れる養液、およびセルトレイ４０に植えられた植物の根圏部が照明装置１３の熱で温められることが防止される。

カバー１３ｂは、縦断面が円弧形ないし略楕円弧形であり、開口１４ａに沿って延在する長尺の湾曲板状体である。このカバー１３ｂは、ＬＥＤからの光を拡散させて下方に出射させる。この実施の形態では、カバー１３ｂの下面が光出射面である。カバー１３ｂは、下方に向って凸となるように設置されている。カバー１３ｂの底板１４ｂからの突出高さＨは４０ｍｍ以下である。

図４の通り、各育苗棚１２同士の間、及び最上段の育苗棚１２と天板パネル３ｅとの間のスペース（育苗スペース）の後方の背面パネル３ｂに通気口が設けられ、各通気口にそれぞれ空気ファン１５が取り付けられている。

なお、このように各育苗スペースの背面側にそれぞれ空気ファン１５を設けることにより、育苗スペースにおける気流が均一になり好ましい。

部屋の上部には、部屋内の空気を調温調湿し、設定条件に調温調湿した空気を循環させる機能を備えた空調装置９が設置されている。この空調装置９は、熱交換器を有した空調装置本体（エアコン）９Ａと、この空調装置本体９Ａの下面に取付けられた風向制御板１０とを有する。空調装置本体９Ａのコンプレッサは建物構造物１外に設置されている。

この実施の形態では、空調装置本体９Ａは、部屋の平面視において、部屋の中心の上部に位置している。空調装置本体９Ａの取込口９ａは空調装置本体９Ａの下面に設けられており、風向制御板１０には、取込口９ａと重なる位置に開口１０ａが設けられている。

前記空調装置本体９Ａは、建物構造物の天井１ｔに取り付けられ、その側面が部屋内に露呈した構造となっている。空調装置本体９Ａの４個の側面にそれぞれ空気の吐出口９ｂが設けられている。

前記風向制御板１０は、開口１０ａの周囲部分が空調装置本体９Ａの取込口９ａの周囲に重なっている。開口１０ａは取込口９ａと同一大きさか、又はそれよりも大きい。

風向制御板１０は、吊具（図示略）によって天井１ｔに支持されている。

風向制御板１０のＹ方向の一端側は壁面１ｈに当接している。風向制御板１０のＹ方向の他端側は、多段棚式植物育成装置３～５及び６～８よりも壁面１ｉ側にまで延在しているが、壁面１ｉから若干離反している。風向制御板１０の該他端側の辺部の全長にわたって、起立板１０ｒが立設されており、この起立板１０ｒの上端が天井１ｔに当接している。

風向制御板１０は、天井１ｔと多段棚式植物育成装置３～８の上面との間にまでＸ方向に延在している。

図２ａの通り、風向制御板１０のＸ方向の両端は、多段棚式植物育成装置３～５、多段棚式植物育成装置６～８のスペースＡ側の前面の鉛直上方又はそれよりも後方すなわちスペースＢ側に位置している。風向制御板１０のＸ方向の両端と各多段棚式植物育成装置３～５，６～８の前面との水平方向距離Ｌは０ｍｍであってもよいが、好ましくは３０ｍｍ以上、さらに好ましくは４０ｍｍ以上、さらに好ましくは９０ｍｍ以上、さらに好ましくは１４０ｍｍ以上である。

この実施の形態では、この風向制御板１０のＸ方向の両端と天井１ｔとの間が空調装置９の吹出口９ｆとなっている。吹出口９ｆは、栽培装置の平面視において、多段棚式植物育成装置３～８の前面と重なってもよいが、好ましくはそれよりも前記距離Ｌだけ後方に位置している。

この実施の形態では、空調装置本体９Ａの取込口９ａが空調装置９の吸気口となっている。この吸気口は、栽培装置の平面視において、多段棚式植物育成装置３～８の前面よりも前方すなわちスペースＡ側に位置する。

空気ファン１５を稼働させることにより、部屋内に図２ａの矢印で示したような空気の循環流が生じる。すなわち、空調装置９によって調温調湿された空気は、多段棚式植物育成装置３～８の開放前面側のスペースＡより育苗棚１２各段の育苗スペース内に吸引され、空気ファン１５から背面パネル３ｂの後方へ排出され、背面パネル３ｂの後方と建物壁面との間のスペースＢを通って上昇し、多段棚式植物育成装置３～８の上側スペースＣを通過し、空調装置９から吹出された空気と混合され調温調湿されたのち、風向制御板１０と多段棚式植物育成装置３～８との間を通って再び多段棚式植物育成装置３～８の開放前面側のスペースＡに吹き出される。

また、風向制御板１０と多段棚式植物育成装置３～８との間を通ってスペースＡに流れ込もうとする空気の一部は、開口１０ａを通り、空調装置本体９Ａの取込口９ａから吸い込まれ、調温調湿された後、吐出口９ｂを経て吹出口９ｆから吹き出される。

図１ａ－２ｂのように、２列の多段棚式植物育成装置３～５と多段棚式植物育成装置６～８をそれらの間に作業空間が形成されるように配列した場合には、この作業空間が空気の循環用のスペースＡとしても機能し、効果的な循環流が形成される。

循環流が多段棚式植物育成装置３～８の各育苗スペースを通過する際に、潅水装置、培地、植物などから蒸発した水蒸気や照明装置１３から放出される熱が循環流に同伴され、この循環流を空調装置９によって調温調湿して絶えず循環させることによって、部屋内を植物体生育に最適な温度湿度環境に保つことができる。育苗スペースを流れる空気の流速は、０．１ｍ／ｓｅｃ以上であることが好ましく、０．２ｍ／ｓｅｃ以上であることがより好ましく、０．３ｍ／ｓｅｃ以上が更に好ましい。気流の速度が速すぎると、植物の育成に問題が生じるおそれがあるため、一般的には２．０ｍ／ｓｅｃ以下であることが好ましい。

この実施の形態では、気流を育苗スペースの前面からファン１５を経て棚背面側のスペースＢへ負圧の状態で流しているが、逆に棚背面側から前面側へ正圧の状態で流してもよい。ただし、前面側から負圧の状態で棚背面側へ流す方が、育苗スペースにおける気流が均一になる。

この実施の形態では、潅水装置（底面潅水装置）３０の潅水トレイ３１によって各育苗棚１２の棚板が構成され、該潅水トレイ３１に載置されたセルトレイ４０の底面から潅水を行うよう構成されている。この潅水装置３０の構成例を図５～７を参照して説明する。

この潅水装置３０は、後辺及び左右両側辺に側壁３１ａ、３１ｂ、３１ｃが立設された底版３１ｄを有する四角形の潅水トレイ３１を備えている。潅水トレイ３１の側壁のない前辺には底版３１ｄに連接して排水溝３２が設けられており、排水溝３２の一端には排水口３２ａが形成されている。排水溝３２と底版３１ｄとは堰３４により仕切られ、堰３４の両端部の切欠部３４ａから養液が排水溝３２に流出するよう構成されている。また、潅水トレイ３１の後辺の側壁３１ａに沿って、養液を潅水トレイ３１内に供給する給水管３３が設けられており、給水管３３に設けた複数の小孔３３ａから養液がトレイ３１上に供給されるようになっている。

潅水トレイ底版３１ｄの上面に高さ約７ｍｍ程度の複数のリブ３５が、排水溝３２に向って互いに平行に延設されており、これらリブ３５の上にセルトレイ４０が載置されるようになっている。

この潅水装置３０は、図４の通り、潅水トレイ３１を多段棚式植物育成装置３～８の育苗棚１２に載置したときに、排水溝３２が育成装置３～８の開放前面から突出する寸法とされている。排水溝３２を育成装置の開放前面から突出させることにより、育苗棚１２各段に載置した潅水トレイ３１の排水溝３２の排水口３２ａから排出される養液を集めて建物構造物１外部へ排出しやすくなる。

潅水装置３０の給水管３３に設けた小孔３３ａから養液を連続的に供給すると、養液は堰３４によって堰き止められて所定水位まで溜まりプール状態となる。給水管３３から養液を供給している間、切欠部３４ａから養液が少しずつ排水溝３２へ流出する。養液供給量と切欠部３４ａからの流出量を調節することによって、潅水トレイ３１内に例えば１０～１２ｍｍ程度の水位のプール状態が維持されるようにするのが好ましい。リブ３５の上に載置されているセルトレイ４０の各セル４１底面に形成されたセル穴４２からセル内の培地へ毛管作用により水が吸い上げられ、短時間ですべてのセル４１内の培地が水分飽和状態になる。

この潅水トレイ３１の底版３１ｄの下面にボックス１４が取り付けられている。この実施の形態では、ボックス１４の天板１４ｔが潅水トレイ３１の下面に直接に当接しているが、スペーサや断熱材を介在させてもよい。

なお、この潅水装置３０では、図７の通り、潅水トレイ３１の底版３１ｄの上面を排水溝３２の方向へ傾斜させている。これにより、潅水停止時に養液を排水溝３２へ短時間で排出させることができる。また、底版３１ｄの上面に傾斜をもたせた場合には、リブ３５の高さを変化させてリブの頂部３５ａが水平となるようにすることにより、リブ３５の上に載置したセルトレイ４０を水平に保持できる。

図１０は、本発明で用いる潅水装置の別例を示すものであり、図５～図７における部材と同じ部材には、同じ符号を付してある。この潅水装置３０’においては、潅水トレイ底版３１ｄにセルトレイ４０を載置する際に、潅水トレイ底版３１ｄとセルトレイ４０との間にアンダートレイ５０を介在させる。このアンダートレイ５０は各セル４１内に培地を入れたセルトレイ４０を支持し得る程度の剛性を備えており、その底壁面には複数の小孔５１が形成されているとともに、その裏面には複数の突起５２が形成されている。これらの突起５２は、セルトレイ４０をアンダートレイ５０とともに潅水トレイ内に収容するときに、潅水トレイ底版３１ｄとセルトレイ４０底面との間に間隙を保持する間隙保持手段として機能する。

図１０の潅水装置３０’においても、給水管３３から養液を供給して所定水位のプール状態となった場合には、アンダートレイ５０の小孔５１からアンダートレイ５０内に養液が導かれ、セルトレイ４０の各セル４１底面に形成されたセル穴４２からセル内の培地へ毛管作用により水が吸い上げられる。

図１０においても、潅水トレイ底版３１ｄの下面に、照明装置１３を備えたボックス１４が取り付けられている。

潅水トレイ３１に載置されるセルトレイ４０は、前述したように、数十から数百のセル４１を格子状に配列させてトレイ形状に一体化したものであり、セルトレイ１枚の寸法は幅が３００ｍｍ、奥行きが６００ｍｍ前後とされているが、これに限定されない。

苗が光合成で消費する炭酸ガスを人為的に供給するために、図１に示すように、建物構造物１の外部に液化炭酸ガスボンベ１６を設置し、炭酸ガス濃度計測装置により計測した部屋内の炭酸ガス濃度が一定濃度となるように、炭酸ガスボンベ１６から炭酸ガスを供給する。

この育苗装置を使用して苗を育成することによって、苗の生育に好適な光量、温度、湿度、炭酸ガス、水分などの環境条件を自動的に調節することが可能である。また、各育苗棚の苗は全て同一環境下で生育することができるので、得られた苗質の均一性を高めることができる。

この実施の形態では、空調装置９の吹出口９ｆは、多段棚式植物育成装置３～８の前面よりも３０ｍｍ以上後側にあるので、多段棚式植物育成装置３～８（育成モジュール）を通過して温められた空気と空調装置９で冷やされた空気が混合された状態で、スペースＡに流れ込む。これにより、スペースＡに流れ込む空気は、均一な温度の空気となり、各多段棚式植物育成装置３～８内に取り込まれることとなる。

空調装置９で冷やされた空気が直接スペースＡに流れると、部分的に冷たい空気が多段棚式植物育成装置３～８の前面から取り込まれるため、多段棚式植物育成装置３～８間で温度のムラが発生してしまい、植物の成長が均一とならない。

この実施の形態では、空調装置本体９と風向制御板１０とが一体となっているので、ダクト配管等を多く設置する必要がなく好ましい。

この多段棚式植物育成装置では、照明装置１３の熱が反射板を兼ねるボックス底板１４ｂに伝達され、該底板１４ｂから育苗スペースを流れる空気に伝わる。照明装置１３から上側の潅水トレイ３１に伝わる熱は著しく少ない。そのため、潅水トレイ３１上の養液の温度が所定範囲にコントロールされる。

本発明では、すべての空調装置９の合計の冷房能力（Ｗｂ）とすべての照明装置１３の合計の消費電力（Ｗａ）との比Ｗｂ／Ｗａが１以上５以下であることが好ましく、１以上４以下であることがより好ましく、１以上３以下であることが更に好ましく、１以上２以下であることが特に好ましい。Ｗｂ／Ｗａを上記の範囲とすることで、閉鎖空間内の環境を適正かつ一定に保つことが可能となり、さらに、空調のオンオフによる環境変化もより少なくすることが可能となる。照明装置１本当りの消費電力をＷｓとし、照明装置の本数をｎとし、１基の空調装置の冷房能力をＷｋとし、空調装置の設置台数をｍとした場合、Ｗｂ／Ｗａは下記式のＡで表わされる。

Ａ＝Ｗｂ／Ｗａ
＝（Ｗｋ×ｍ）／（Ｗｓ×ｎ）
ｍ：空調装置の台数（基）
ｎ：照明装置の本数（本）

上記実施の形態は本発明の一例であり、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、部屋の大きさや、多段棚式植物育成装置の設置数は前記以外であってもよい。また、空調装置本体は、中心部以外に設置されてもよい。空調装置本体は２台以上設置されてもよいが、なるべく少数であることが好ましい。

［実施例１］
図１～９に示す構造を有した栽培装置を用いて、装置内の気温を１６～２５℃となるように制御し、ホウレンソウの苗を栽培した。

照明装置１３の設置態様は次の通りである。

棚（栽培面）のサイズ：幅１．２ｍ、奥行０．６ｍ
棚１段当たりの照明装置１３の数：３本（図示の通り）
１本の照明装置１３の全光束：６９００ルーメン
各棚の栽培面１ｍ^２あたりの照明装置から出力される光束：２８７５０ルーメン
ＬＥＤ発光器の第１発光ピーク波長：４５０ｎｍ
ＬＥＤ発光器の第２発光ピーク波長：５９０ｎｍ（半値幅：１５０ｎｍ）
カバー１３ｂの高さＨ：２０ｍｍ
栽培面の平均光合成有効光量子束：２０５μｍｏｌ／ｍ^２／ｓｅｃ
栽培面の光合成有効光量子束の２０％均整度：８４％
空調装置の合計の冷房能力（Ｗｂ）：５．６ｋＷ
照明装置の合計の消費電力（Ｗａ）：３．２ｋＷ

その結果、太陽光を使用した圃場に移植しても、安定的かつ品質が良い栽培が可能な苗を生産することができることが認められた。

本発明を特定の態様を用いて詳細に説明したが、本発明の意図と範囲を離れることなく様々な変更が可能であることは当業者に明らかである。
本出願は、２０１７年３月７日付で出願された日本特許出願２０１７－０４２９６７に基づいており、その全体が引用により援用される。

１閉鎖型建物構造物
３～８多段棚式植物育成装置
３ａ側面パネル
３ｂ背面パネル
３ｃ台座
３ｅトップパネル
９空調装置
９Ａ空調装置本体
９ａ取込口
９ｂ吐出口
９ｆ吹出口
１０風向制御板
１０ａ開口
１２育苗棚
１３照明装置
１３ａ半導体光源
１３ｂカバー
１３ｃケース
１３ｓスイッチ
１４ボックス
１４ａ開口
１５空気ファン
１６炭酸ガスボンベ
３０，３０’ 潅水装置
３１潅水トレイ
３１ｄ底版
３２排水溝
３２ａ排水口
３３給水管
３３ａ小孔
３４堰
３４ａ切欠部
３５リブ
４０セルトレイ
４１セル
４２セル穴
５０アンダートレイ
５１小孔
５２突起

Claims

多段棚式植物育成装置で苗を栽培する、照明装置を備えた苗栽培装置であって、
前記照明装置は、半導体光源と、該半導体光源からの光を拡散する樹脂製のカバーとを備えており、
前記照明装置は、各棚の栽培面１ｍ^２あたりの照明装置から出力される光束が１７０００ルーメン以上であることを特徴とする苗栽培装置を用いる栽培方法であって、
前記苗を栽培している前記各棚に、前記照明装置から、栽培面１ｍ ^２あたり光束１７０００ルーメン以上で、光を照射する工程と、
当該工程によって苗を栽培した後、当該苗を太陽光下へ移植する工程とを含む、栽培方法。
前記照明装置は、各棚の栽培面１ｍ^２あたりの照明装置から出力される光束が２２０００ルーメン以上であり、
前記照明装置から、前記苗を栽培している前記各棚に照射する光が、前記栽培面１ｍ ^２あたり光束２２０００ルーメン以上である、請求項１に記載の栽培方法。
前記照明装置は、前記カバーの外表面から２０ｃｍの位置で測定した平均光合成有効光量子束が１５０μｍｏｌ／ｍ^２／ｓｅｃ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の栽培方法。
前記カバーは、高さが４０ｍｍ以下であることを特徴する請求項１～３のいずれか１項
に記載の栽培方法。
前記半導体光源は、４００～４８０ｎｍの範囲に第１発光ピーク波長を有し、
かつ、５００～６２０ｎｍに第２発光ピーク波長を有し、
前記第２発光ピーク波長は、半値幅が１００ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の栽培方法。
平均光合成有効光量子束の２０％均整度が７０％以上であることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の栽培方法。
前記苗栽培装置は、閉鎖型構造物の中に配置され、前記閉鎖型構造物内に空調装置を備え、
前記苗に灌水する灌水装置を備えることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の栽培方法。