JPS6255029A - 植物栽培装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、植物栽培装置、特に１栽培条件を人為的に
制御している植物栽培装置に関するものである。

〔従来の技術〕

植物の生長が環境に大きく依存するのは周知の通りであ
る。しかるに、地球上の自然環境は変動し、植物の生産
性から見た場合、必ずしも適当ではない。生産に適した
条件を備えた期間は、地域　−により全く無かった勺、
あったとしてもごく短期間である。植物の生産性低下を
もたらす環境要因を人工的に補い、生産性をできるだけ
保持しようとするのが施設栽培である。しかし、この施
設栽培においてもやはシ自然環境から充分に脱却したと
は言い難く、従って生産性にも限界があった。

そこで、自然環境から完全に切シ離された人工環境のも
とで、植物の持つ生長力を最大限に発揮させようとする
試みがなされている。いわゆる植物工場である。植物工
場は、任意に制御できる環境のもとての植物栽培であり
、完全に制御された生産が可能であるなど多くのメリッ
トを有している。

しかしながら１人工的に環境を作る友めに、どうしても
エネルギー消費によるコストがかかるため、植物工場の
メリットヲ生かし実用化するためには、省エネルギーお
よび土地生産性を追求することが大きな課題であるが、
更には、均一で高品位゛な植物を提供することが重要で
ある。

このような植物工場における植物栽培は、気温。

湿度、炭酸ガス濃度、風速などが制御された建物の中で
１人工照明をすることによって行なわれる。

この人工照明の光源に要求式れる性能としては。

植物の生育に必要な波長の光を所定の強度で効率よく発
光することである。ここで所定の強度とは。

植物の種類により異なるが、一般に照度で表わせば１弱
光植物の場合でコＯｋｉｘ程度が要求される。

このような要求′を単一の光源で満たすのは困難であり
０発光強度および効率の高い高圧ナトリウムランプ、水
銀ランプ、メタルハライドランプを中心に、螢光ランプ
を併用して波長をカバーしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の植物工場は、上記のように構成されているので、
中心となる高圧ナトリウムランプなどを用いた場合は、
−灯当九りの発光強度が高いので。

相当の高所にランプを設置しなければならない。

そうしないと、植物に均一な照度で光を照射できないし
、また、植物の葉温か上昇し導ぎて生長が害されるから
である。

しかし植物とランプの距離が長くなると建屋の容積が大
きくなシ、その分だけ建設費が高くなる。

を念、光を分散させる必要があるために、どうしても光
の利用効率が低くなってしまう。更に建屋内を循環する
空気量も多くなシ、従って、空調費が高くつくという問
題点が生じる。一方、波長特゛　性のよい螢光ランプを
使うならば、螢光強度が低いために、コＯｋｉｘの照度
を得ようとすると、多数の螢光ランプをほとんどすきま
なく配置しなければならなくなってしまうという問題点
がある。

ところで、２０　ｋｊｘ以下１例えば、！ｒｋＪ、、ｘ
程度の低照度でも、それが植物に均一に照射され、炭酸
ガス濃度、温度を中心とする栽培条件が好適に保たれて
おれば、植物を高速度で成長させることができる。そこ
で、上記の問題点を解決するために、成育室の内面を光
反射率の高い反射板で構成しかつ螢光ランプと植物との
間の間隔を短かくして少数の螢光ランプにより低照度の
光を照射するようにしてもよいが、この場合、栽培面積
を小さくして土地生産性を向上するために、密植状態で
栽培するとｊ　ｋｊｚの低照度では成長速度が低下し。

を九、植物の葉が大きくなって隣接する植物が重なり、
均一で高品位な植物が得られないという問題点が生じる
。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、栽培面積を大きくすることなく、低照度の
光を照射すると°ともに均一で高品位な植物が得られる
植物栽培装ｆｔ−得ること目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る植物栽培装置は、上記の目的を達成する
ためになされたもので、成育室内の天井面および全周壁
面を光反射率の高い反射板で構成し、かつ、天井面に設
置の低輝度人工光源と植物との間の間隔を天井板を傾斜
させることによって短かくして低照度の光を照射すると
ともに！！物が植えられている１列配置の複数個のパレ
ットからなるパレット群の群間の植物間隔が、隣接した
植物が重ならない程度に密植された場合の植物間隔に対
して、１．７〜／、５倍の間隔を有するように　−構成
されている。

〔作　用〕

この発明装置は上記のように構成されているので１人工
光源からの照射は、天井面や周壁面からの反射による照
射も加わって照射効率も高く、しかも、パレット群間の
植物間隔が密植状態に対して／、／〜／、ｊ倍に開いて
いるので、上記照射も十分に植物に作用する。

〔実施例〕

以下、この発明をその一実施例を示す第１図〜第３図に
基づいて詳細に説明する。

第７図は植物が密植状態の植物移動機構の一例を示す平
面図であシ、第一図はその斜視図であって、符号（／）
は栽培する植物、（コ）は植物（１）を植えるパレット
であって、植物（／）の根が下方の水耕液槽の液中に垂
下するように構成されており、このパレット（コ）は成
育床（３）に設置され、移動装置（ダ）によって、成育
床（３）上を移動する。成育床（３）は光を反射するよ
うに高反射材から作られ、植物（１）の移動方向である
矢印Ａ方向に放射状に拡がった扇形に形成されている。

（！ｒ）はパレット（コ）に植えられた植物（１）が移
動するのに必要な案内および植物の根が垂下する溝であ
る。また、Ｃ轟）はパレット（コ）を連結するワイヤー
であって、（り）はワイヤー（り）の長さを調整する巻
取シ器であ夛、移動装置（ダ）から取はずし可能となっ
ている。

このように構成されている植物移動機構において、植物
（１）の移動は、移、動装置（り）により、パレット（
コ）ｔ”係止しているワイヤー（６）全具備した巻取シ
器（７）を移動させ、パレット（コ）に植えられた植物
（１）間の間隔は植物（１）が成熟し大きくなるのに伴
って増大するように溝（３）に案内されて、動作し、生
育中、植物は密植状態で栽培されている。このようにす
ることによって、成育床間の面積を減少することができ
る。また、このとき、第２図に示すように、成育室の天
井板（ｒ）の天井面（ｆｆａ）と全周壁板（１０）の全
周壁面（７０ａ）とは反射率の高い反射板で構成し、か
つ、低輝度人工光源例えば螢光ランプ（９１と植物（１
）との間隔を、第２図に示すように天井板（ｆｆｌ　？
傾斜させて、短かぐし、低照度の光が照射される。よう
にしておシ、その間隔は、植物成長に必要な照度により
決められ１通常は１〜２０１程度であって、この範囲に
おいては、植物の葉温の上昇はない。なお、符号Ｃ／／
）は水耕液を貯留し又は流している水耕液槽であシ、（
／コ）は照明空間部である。

また、このように列内の植物間隔が密植状態である場合
には、植物（１）に光が均一に照射される効果が低減さ
れて低照度となり、この低照度の光照射では成長速度が
低下し、また、植物の葉が大きくなって隣接する植物が
重なるために、均一で正常な高品質の植物が得られにく
いので、第２図および第３図に示すように、各パレット
群（ｌＳａ）（／３ｂ　）（／、７ｃ　’）・・・・・
・・・・間の間隔Ａｔ、Ｊ、ｘ、ｌＪ・・・・・・を、
隣接植物（１）が重ならない程度に密植している植物間
隔１例えば１群内植物間隔ＩＪ／ｓＬＪ＋ｌＪに対して
、／、／−／、！ｒ倍の間隔にしである。

次に、上記のように構成され友この実施例の作用につい
て説明する。

成育室は光が照射される照明空間部（ｌＪ）と水耕液ｆ
ｉＦ（／／）とを備えており、この成育室内の気温、湿
度、炭酸ガス濃度、風速、水耕液の養分組成と温度、液
存酸素濃度等の環境条件が、これらの環境条件を制御す
る装置Ｃ図示せず）により。

植物の成長にとって好ましい条件に制御される。

次いで、螢光ランプ（？）が点灯され、植物（１）の栽
培が開始される。

植物（／）は成長し大きくなるのに伴って、移動装置Ｃ
ダ】により移動される。

このとき、第３図中に示した列間すなわちパレット群間
の間隔１．／、１２．Ｊ、Ｊ・・・・・・などを植物（
１）が密植状態となる場合のそれらよフも大きくしてい
るので、光の照射も十分に行なわれてその成長が促進さ
れ、ｔた。照射の十分なために、均一で高品位な植物が
得られる。

例えば、サラダナのような葉菜類を螢光り／プによる従
来の密植状態で＆　ｋ、Ａｘ程度の弱光照射で栽培した
場合には、温度および炭酸ガス製置が好適であれば、１
３日間の栽培日数で植物ｔ−２０倍の重量に成長させる
ことができる。しかし、この　−場合、植物の葉が大き
くなり、不均一な植物となるが、これに対して、上記構
成を有するこの発明に係る植物栽培装置によれば、上記
よｋＪｘ程度の弱光照射でも、温度および炭酸ガス濃度
が好適であれば、上記の成長速度よりも高速度の成長が
得られ、しかも均一で高品位な植物が得られることがわ
かった。すなわち、上記移動方向の間隔を密植状態のそ
れの／、２倍とした場合には、ｊｋｊｘの照度でも、温
度ｔ−コＳ℃、炭酸ガス濃度を９０００１ｐｐｍにして
栽培すると、ｉｏ日日間栽培日数で植物を２０倍の重量
に成長させることができ、かつ、均一で栄養分の高い高
品位な植物が得られた。

このように、この発明によれば、栽培日数が短縮される
ので、栽培面積を従来の密植栽培のそれとほぼ同等でよ
く、更に低照度の光照射により。

均一で高品位な植物を得ることができる。

このような効果が達成できたのは、この発明に係る植物
栽培装置では、隣接するパレット群間すなわち移動方向
の植物の間隔を広げることによ択成育床、天井面及び周
壁面の光反射が利用され。

植物が光を有効に受けとめることができるようになった
ことが一因である。

上記の効果は上記移動方向の植物間の間隔が密植状態の
それの７７倍で４得られ、上記移動方向の間隔を増大す
るほど、よル低照度でかつ高速栽培全行なうことができ
る。この場合、逆に照射する照度を！ｒ　ｋｊｘよりも
高くすれば、成長速度および植物の品位はより向上する
が、成長速度が飽和するために、経済性および栽培面積
を考黛すると。

照射する照度は！ｒ　ｋＪ−ｘ以上−〇　ｋｊｘが好ま
しく、また、上記移動方向の間隔は密植状態でのそれの
／、７〜７．３倍大きくすることが好ましい。

なお、上記実施例では、天井面および周壁面金平面で構
成したが、これに限らず１曲面で構成し。

例えば、移動方向に対して直角方向断面が、半円筒形や
円筒形に形成してもよく、あるｈは、多角形１例えば、
三角形や五角形に形成してもよい。

また、上記実施例では、複数個の人工光源を成育床の天
井に設置したものについて示したが、成育室の周壁に人
工光源を分割して設置してもよい、更に、上記実施例で
は、−列が３個の植物から成る植物栽培装置を示したが
、必要に応じて、この装置は横方向に広げても、また、
高さ方向に積み上げるように構成してもよい。そして１
以上のそれぞれの変形にかいても、上記実施例と同様の
効果を奏することができる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、この発明によれば、移
動方向の植物間隔を葉の重ならない程度に密植した場合
の／、７〜７０５倍としたので、低照度の照射であって
も、十分に照射が行なわれ、従って、高速栽培が可能と
な）、その結果、植物の成長のための光エネルギーが低
減され、更に均一で高品位な植物が得られる植物栽培装
置が得られるという顕著な効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は植物が密植状態の植物栽培装置の栽培面の上餌
図、第−図はこの発明の一実施例を示す斜視図、第３図
は第一図の栽培面の上面図である。 （／Ｉ・０４１物ｉｊｌ・・パレツ）　、　（、ｙｌ・
曇成育床。 （ｆ）・・天井板、　（ｆｆａ）・・天井面、Ｃ９）・
・低輝度。 人工光源（螢光ランプ）、（１０）−・周壁板。 （１０ａ）・・周壁面、（／／）・・水耕液槽、（／λ
）・・照明全間部、（／ｊａ）（／Ｊｂ）（／Ｊｃ）・
・パレット群。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 −Ｎ（”１ の　ロの　　９゜ニセ δ　　　　　　Ｎ 手続補正書（自発） ■召へ。、当２０月６　日

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）成育室内に設けられた水耕液槽内に植物が根を下
   すことができるように構成されている１列に設置の複数
   個のパレットからなるパレット群がその列に対して直角
   方向に間隔を置いて複数群設けられておりかつ植物の成
   育に従つてその列に対して直角方向に移動可能に設けら
   れているとともに植物には人工光源により光照射されて
   いる植物栽培装置において、成育室の天井板の天井面お
   よび全周壁板の全周壁面が光反射率の高い反射板によつ
   て構成されており、天井板に設置の人工光源が低輝度人
   工光源で構成され、かつ、天井板は、この天井板と植物
   との間隔が、成育の初期においては小さくなるように、
   傾斜して構成されており、パレット群間の植物の間隔は
   、隣接植物が重ならない程度に密植された場合の植物間
   隔に対して１．１〜１．５倍の間隔を有するように構成
   されていることを特徴とする植物栽培装置。
2. （２）傾斜している天井板は、傾斜角度を調節可能に構
   成されている特許請求の範囲第１項記載の植物栽培装置
   。