JPWO2014132828A1 - 葉茎菜類育成方法および葉茎菜類育成用光源装置 - Google Patents
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Abstract
生育に必要な光を効率よく葉茎菜類に照射することで生産コストの低減を図るとともに、商品価値の高い葉茎菜類を生産することが可能な葉茎菜類の育成方法およびその育成方法に使用する葉茎菜類育成用光源装置を提供する。光を照射して葉茎菜類を育成する葉茎菜類育成方法であって、茎部と葉部とが区別できる少なくとも生長初期時期に、茎部の頂部に、茎部の生長を抑制する青色成分の高い茎部生長抑制光源からの光を照射する茎部生長抑制期間を設ける。
Description
本発明は、特定の光を葉茎菜類に照射して育成する方法およびその照射に使用する葉茎菜類育成用の光源装置に関する。
従来技術として、人口的な光を照射する照明装置によって生育に必要な光を照射して植物を栽培する植物栽培用照明装置が特許文献１に記載されている。これによると、複数の発光体を発光させる発光ユニットが、複数の発光体を中心から周辺まで規則的に配置し、植物の生育に応じて発光ユニットの発光体を複数個あるいは個々に任意に組み合わせて点灯・減光あるいは消灯可能に配置する構成が記載されている。具体的には、中央部から複数の同心円状の境界線で区切った複数の発光ゾーンを設け、中央部の発光ゾーンは赤色光とし、中央から２番目の発光ゾーンでは青色光とし、中央から３番目の発光ゾーンを赤色光と青色光と緑色光とを混ぜた複数色とし、中央から４番目の発光ゾーンを緑色光として配置している。植物の生育に応じて、中央部の発光ゾーンから周辺の発光ゾーンに発光ゾーン単位で順に発光させることとしている。これによって、植物の生育形態に応じて発光面積を軽減しつつ、点灯制御で植物に最適な光を照射するものである。
しかし、植物栽培用照明装置では、発光ゾーンで区切られた異なる発光色を、植物のどの部分に照射するのか記載されておらず、異なる色の光を発光ゾーン毎に植物全体に漫然と照射するものと思われる。そのため、せっかく異なる色の発光体の光を生育時期に対応して照射しても、必要のない植物の部位に照射することとなるため、効率が悪く無駄な電力を消費して生産コストを増加させるおそれがあった。
また、発明者らは、白色ＬＥＤを照射することで育成したリーフレタスについて、図１１〜図１４に示すように、生育状況を調べてみた。まず、図１４に示すように、重量計１７に載置したリーフレタス２において茎部２６が伸びて葉部２８の色が淡く全体として葉部２８が密集せずにまばらな印象のものであった。茎部と葉部とを分解すると、図１１及び図１２に示すように、各葉部２８において葉部２８の広がりが小さく葉柄２８ａが長く伸びたものとなっている。茎部２６については、図１１及び図１３に示すように、全体に長く伸びている。リーフレタスは葉部２８を主に食するところから、茎部２６が伸びると商品価値が低下するおそれがあった。
本発明は係る従来の問題点に鑑みてなされたものであり、生育に必要な光を効率よく葉茎菜類に照射することで生産コストの低減を図るとともに、商品価値の高い葉茎菜類を生産することが可能な葉茎菜類の育成方法およびその育成方法に使用する葉茎菜類育成用光源装置を提供するものである。
上述した課題を解決するために、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、光を照射して葉茎菜類を育成する葉茎菜類育成方法であって、茎部と葉部とが区別できる少なくとも生長初期時期に、前記茎部の頂部に、前記茎部の生長を抑制する青色成分の高い茎部生長抑制光源からの光を照射する茎部生長抑制期間を設ける葉茎菜類育成方法である。
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、前記葉茎菜類の前記葉部には葉部生長を促す赤色成分の高い葉部生長促進光源からの光を照射する請求項１記載の葉茎菜類育成方法である。
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、前記葉茎菜類は、非結球のちしゃ類、小松菜、チンゲン菜及びほうれん草のいずれかである請求項１または請求項２に記載の葉茎菜類育成方法である。
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、前記茎部生長抑制光源は、ＬＥＤまたは有機ＥＬである請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の葉茎菜類育成方法である。
請求項５に係る発明の構成上の特徴は、光を照射して葉茎菜類を育成する葉茎菜類育成用光源装置であって、前記葉茎菜類の茎部に対向する部分に、茎部の生長を抑制する青色成分の高い茎部生長抑制光を照射する茎部生長抑制光源装置と、前記葉茎菜類の葉部に対向する部分に、葉部の生長を促す赤色成分の高い葉部生長促進光を照射する葉部生長促進光源装置と、を備えた葉茎菜類育成用光源装置である。
請求項１に係る発明によると、茎部と葉部とが区別できる少なくとも生長初期時期に、植物の成長点がある茎部の頂部に、茎部の生長を抑制する青色成分の高い茎部生長抑制光源からの光を照射する茎部生長抑制期間を設ける。そのため、食用に供されることの少ない茎部の生長が抑制され、生長のための栄養分が葉部に行き渡るため、葉部の生長が促進され、野菜としての見映えもよくなり、商品価値を向上させることができる。
請求項２に係る発明によると、葉部には葉部生長を促す赤色成分の高い葉部生長促進光源からの光を照射する。そのため、食用に供される葉部の生長が促進され、食材として商品価値の高い葉茎菜類を育成することができ、収穫量を増大させることができる。
請求項３に係る発明によると、葉茎菜類は、非結球のちしゃ類、小松菜、チンゲン菜及びほうれん草であり、葉部が主に食用に供されるため、これらの葉茎菜類の商品価値を向上させることができる。
請求項４に係る発明によると、茎部生長抑制光源は、ＬＥＤまたは有機ＥＬであり、使用される電力が少なく省エネルギーが図れ、光源としての耐久寿命も長いので、ランニングコストの低減を図ることができる。また、ＬＥＤでは、光の波長の制御が容易で単色光を作り出すことができる。有機ＥＬでは、光源からの発熱が少なく熱による葉部の損傷を防ぐことができる。
請求項５に係る発明によると、葉茎菜類の茎部に対向する部分に、茎部の生長を抑制する青色成分の高い茎部生長抑制光を照射する茎部生長抑制光源装置と、葉茎菜類の葉部に対向する部分に、葉部の生長を促す赤色成分の高い葉部生長促進光を照射する葉部生長促進光源装置と、を備えた葉茎菜類育成用光源装置とするので、茎部の頂部に、茎部の生長を抑制する青色成分の高い茎部生長抑制光源からの光を照射することができ、葉部には葉部生長を促す赤色成分の高い葉部生長促進光源からの光を照射することができる。
(実施例)
以下、本発明に係る葉茎菜類育成用光源装置を備えた葉茎菜類育成装置を用いて葉茎菜類を育成する方法について図に基づいて以下に説明する。本実施形態では、葉茎菜類としてリーフレタス２を使用した。葉茎菜類育成装置４は、図１に示すように、ＬＥＤを有する葉茎菜類育成用光源装置６、葉茎菜類育成用光源装置６を支持してリーフレタスの任意の位置に対応させる光源支持装置８、葉茎菜類育成用光源装置６に電気を供給する電力供給部１０、および葉茎菜類育成用光源装置６の照射するＬＥＤの種類や光の強さを制御する照射制御装置１２を備えている。
以下、本発明に係る葉茎菜類育成用光源装置を備えた葉茎菜類育成装置を用いて葉茎菜類を育成する方法について図に基づいて以下に説明する。本実施形態では、葉茎菜類としてリーフレタス２を使用した。葉茎菜類育成装置４は、図１に示すように、ＬＥＤを有する葉茎菜類育成用光源装置６、葉茎菜類育成用光源装置６を支持してリーフレタスの任意の位置に対応させる光源支持装置８、葉茎菜類育成用光源装置６に電気を供給する電力供給部１０、および葉茎菜類育成用光源装置６の照射するＬＥＤの種類や光の強さを制御する照射制御装置１２を備えている。
葉茎菜類育成用光源装置６は、図３に示すように、矩形状の基板の下面に砲弾形のＬＥＤ（発光ダイオード）１４を複数個配置することで構成されている。基板１５の中央部には複数の青色ＬＥＤ１４ｂが集められて配設され、周辺部には白色ＬＥＤ１４ｗと赤色ＬＥＤ１４ｒとが均等に混在して配置されている。青色ＬＥＤ１４ｂは、全体のＬＥＤ１４に対して例えば２０％を占めている。赤色ＬＥＤ１４ｒは例えば３０％、白色ＬＥＤ１４ｗは例えば５０％の配合で周辺部に配置されている。青色ＬＥＤ１４ｂは、４７０ＮＭを、赤色ＬＥＤ１４ｒは６６０ＮＭを、夫々ピーク波長とするものである。白色ＬＥＤ１４ｗは、青色ＬＥＤ１４ｂに黄色の蛍光体を塗布したもの、青色ＬＥＤに緑色及び赤色蛍光体を塗布したもの、紫外線ＬＥＤに青色、緑色及び赤色蛍光体を塗布したもののいずれかで製作され、本実施形態では青色ＬＥＤに黄色の蛍光体を塗布したものとした。
電力供給部１０は、特定の色のＬＥＤ１４のみを照射したり、放射するＬＥＤ１４の光の強さを変化させて照射したりすることが可能に電力を供給する。青色ＬＥＤ１４ｂ及び電力供給部１０により茎部生長抑制光源装置を構成し、赤色ＬＥＤ１４ｒ及び電力供給部１０により葉部生長促進光源装置を構成する。
照射制御装置１２は、例えば調光回路（図略）を備え、リーフレタス２の生育状況に応じて、調光回路により電力供給部１０を制御して葉茎菜類育成用光源装置６である青色ＬＥＤ１４ｂ、赤色ＬＥＤ１４ｒおよび白色ＬＥＤ１４ｗから照射される光の制御（例えば点灯、消灯、照射する光の強さなど）をおこなう。照射する光の強さは、光合成有効光量子束密度（ＰＰＦＤ）として、例えば５０〜５００μmol m-2ｓ-1の範囲で照射する。
光源支持装置８は、葉茎菜類育成用光源装置６を支持する支持バー１６と、ボールねじ機構（図略）を内在して支持バー１６を上下動可能に支持する支持支柱１８と、ボールねじ機構を駆動させて支持バー１６を上下に移動させる駆動装置２０とを備え、リーフレタス２の生育状況に応じ、育成するリーフレタス２に対向する任意の位置に葉茎菜類育成用光源装置６を移動可能に支持するようになっている。
また、リーフレタス２に、水と水で希釈された液体肥料とを供給する図略の灌水装置を備えている。また、リーフレタス２の頂部の光量子の量を検出して照射制御装置１２に検出信号を送る図略の光量子センサを備えている。
次に、上記のように構成された葉茎菜類育成用光源装置の作動について、図に基づいて以下に説明する。
まず、リーフレタス２の種まきを行い、水遣りをする。そして、図４に示すよう、種まきより双葉２４が発芽し、茎部２６と葉部２８とが区別ができるようになった例えば種まきより３〜１０日目（生長初期時期に対応）に、成長点のある茎部２６の頂部には青色ＬＥＤ１４ｂのみを、葉部２８には赤色ＬＥＤ１４ｒを照射する。照射時間は例えば一日あたり１６時間とし、照射する光の強さは、例えば５０μmol m-2ｓ-1を照射する。
まず、リーフレタス２の種まきを行い、水遣りをする。そして、図４に示すよう、種まきより双葉２４が発芽し、茎部２６と葉部２８とが区別ができるようになった例えば種まきより３〜１０日目（生長初期時期に対応）に、成長点のある茎部２６の頂部には青色ＬＥＤ１４ｂのみを、葉部２８には赤色ＬＥＤ１４ｒを照射する。照射時間は例えば一日あたり１６時間とし、照射する光の強さは、例えば５０μmol m-2ｓ-1を照射する。
１０〜２０日目には、図５に示すように、青色ＬＥＤ１４ｂ、赤色ＬＥＤ１４ｒおよび白色ＬＥＤ１４ｗを照射する。照射時間は例えば一日あたり２４時間とし、照射する光の強さは、例えば１００μmol m-2ｓ-1を照射する。ここで、青色ＬＥＤを照射する種まきより３〜１０日目および１０〜２０日目が、茎部生長抑制期間に対応する。
２０〜３０日目において、図６に示すように、青色ＬＥＤ１４ｂおよび赤色ＬＥＤ１４ｒの照射を止めて、白色ＬＥＤ１４ｗのみを照射する。照射時間は例えば一日あたり２４時間とし、照射する光の強さは、例えば１５０μmol m-2ｓ-1を照射する。
上記のようにＬＥＤを照射することで育成したリーフレタス２について、図７〜図１０に示すように、生育状況を調べてみた。まず、図１０に示すように、生育されたリーフレタス２は、葉部２８が密生して葉部２８の色が濃く重量計１７では１１５，８ｇが検出された。比較のため行われた白色ＬＥＤを照射して育成したものの重量１０２，４ｇよりも多く検出された。図７および図８に示すように、葉部２８が大きく広がっている。図７及び図９に示すように、茎部２６は短く伸長するのが抑制された。これにより、食用に供される葉部２８が多くなって商品価値を向上させることができる。
上記で明らかなように本実施形態の葉茎菜類の育成方法によると、茎部２６と葉部２８とが区別できる少なくとも生長初期時期に、植物の成長点がある茎部２６の頂部に、茎部２６の生長を抑制する青色ＬＥＤからの光を照射する茎部生長抑制期間を設ける。そのため、食用に供されることの少ない茎部２６の生長が抑制され、生長のための栄養分が葉部にまわるため、葉部２８の生長が促進される。野菜としての見映えがよくなり、商品価値を向上させることができる。
また、葉部２８には葉部生長を促す赤色ＬＥＤからの光を照射する。そのため、食用に供される葉部２８の生長が促進され、食材として商品価値の高い葉茎菜類を育成することができる。そして、収穫量を増大させることができる。
また、非結球ちしゃ類（リーフレタス）は、葉部２８が主に食用に供されるため、リーフレタスの商品価値を向上させることができる。
また、茎部生長抑制光源は、ＬＥＤ１４であり、使用される電力が少なく省エネルギーが図れ、光源としての耐久寿命も長いので、ランニングコストの低減を図ることができる。また、ＬＥＤ１４では、光の波長の制御が容易で単色光を作り出すことができる。
また、葉茎菜類の茎部２６に対向する部分に、茎部２８の生長を抑制する青色成分の高い茎部生長抑制光を照射する茎部生長抑制光源装置（青色ＬＥＤ）と、葉茎菜類の葉部２８に対向する部分に、葉部２８の生長を促す赤色成分の高い葉部生長促進光を照射する葉部生長促進光源装置（赤色ＬＥＤ）と、を備えた葉茎菜類育成用光源装置６とするので、茎部２６の頂部に、茎部２６の生長を抑制する青色ＬＥＤからの光を照射することができ、葉部２８には葉部生長を促す赤色ＬＥＤからの光を照射することができる。
なお、本実施形態において、葉茎菜類育成用光源装置６の発光体としてＬＥＤ１４を使用したが、これに限定されず、例えば有機ＥＬでもよい。有機ＥＬは使用電力が少なく電力費用を軽減でき、光源としての発熱が少ないため、熱による葉部の損傷を防ぐことができる。
また、葉茎菜類としてリーフレタス２を使用したが、これに限定されず、例えば小松菜、チンゲン菜およびほうれん草のいずれかでもよい。
また、青色ＬＥＤ１４ｂを、全体のＬＥＤに対して中央部に２０％、赤色ＬＥＤ１４ｒを３０％、白色ＬＥＤ１４ｗを５０％の配合で周辺部に配置したが、これに限定されず、例えば、青色ＬＥＤを、全体のＬＥＤに対して中央部に３０％、赤色ＬＥＤを４０％、白色ＬＥＤを３０％の配合で周辺部に配置してもよく、照射する植物体（葉茎菜類）に応じて適宜変更して発光体を配置することができる。
斯様に、上記した実施の形態で述べた具体的構成は、本発明の一例を示したものにすぎず、本発明はそのような具体的構成に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の態様を採り得るものである。
商品価値の高い葉茎菜類を効率よく生産する場合に利用できる。
２…葉茎菜類（リーフレタス）、４…葉茎菜類育成装置、６…葉茎菜類育成用光源装置、１０…茎部生長抑制光源装置・葉部生長促進光源装置（電力供給部）、１４…葉茎菜類育成用光源装置（ＬＥＤ）、１４ｂ…葉茎菜類育成用光源装置・茎部生長抑制光源・茎部生長抑制光源装置（青色ＬＥＤ）、１４ｒ…葉茎菜類育成用光源装置・葉部生長促進光源・葉部生長促進光源装置（赤色ＬＥＤ）、１４ｗ…葉茎菜類育成用光源装置（白色ＬＥＤ）、２６…茎部、２８…葉部。
Claims (5)
- 光を照射して葉茎菜類を育成する葉茎菜類育成方法であって、
茎部と葉部とが区別できる少なくとも生長初期時期に、前記茎部の頂部に、前記茎部の生長を抑制する青色成分の高い茎部生長抑制光源からの光を照射する茎部生長抑制期間を設ける葉茎菜類育成方法。 - 前記葉茎菜類の前記葉部には葉部生長を促す赤色成分の高い葉部生長促進光源からの光を照射する請求項１記載の葉茎菜類育成方法。
- 前記葉茎菜類は、非結球のちしゃ類、小松菜、チンゲン菜及びほうれん草のいずれかである請求項１または請求項２に記載の葉茎菜類育成方法。
- 前記茎部生長抑制光源は、ＬＥＤまたは有機ＥＬである請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の葉茎菜類育成方法。
- 光を照射して葉茎菜類を育成する葉茎菜類育成用光源装置であって、
前記葉茎菜類の茎部に対向する部分に、茎部の生長を抑制する青色成分の高い茎部生長抑制光を照射する茎部生長抑制光源装置と、
前記葉茎菜類の葉部に対向する部分に、葉部の生長を促す赤色成分の高い葉部生長促進光を照射する葉部生長促進光源装置と、を備えた葉茎菜類育成用光源装置。
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