WO2011068182A1

WO2011068182A1 - 植物栽培システム

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Publication number: WO2011068182A1
Application number: PCT/JP2010/071634
Authority: WO
Inventors: 聖一岡崎
Original assignee: Okazaki Seiichi
Priority date: 2009-12-03
Filing date: 2010-12-03
Publication date: 2011-06-09
Also published as: CN102740681A; JP2014144013A; JP5773401B2; HK1177099A1; JP5531934B2; JP2012039996A; CN102740681B

Abstract

　栽培環境を人工的に制御し、育成と観測とを両立する光源を備えた植物栽培システムを提供する。　植物を栽培する植物栽培システム（１）であって、仕切られた空間である栽培セル（３）と、植物の栽培を管理する管理部（５）を備え、栽培セル（３）は、移動可能なラックである栽培ラック（７）と、遮光部を備え、栽培ラック（７）は、栽培棚（９）と、光制御部とを備え、栽培棚は、複数の発光ダイオードを有する発光体モジュールの照射量を調整することにより植物に光を照射する光源と、発光体モジュールの照射の下で植物を観測して観測データを取得し、管理部に送信する観測手段とを備える。発光体モジュールは、第１発光ダイオードと、第２発光ダイオードと、第３発光ダイオードとを有し、それぞれ均一照射を可能とするように配置され、管理手段は、現在と過去の観測データとを比較して、植物の収穫日を予測する計算手段を備える。

Description

植物栽培システム

　本発明は、屋内で植物を栽培する植物栽培システムに関する。

　植物を栽培するためには、植物の種類や育成状況に合わせて栽培環境を適切に整えることが不可欠であり、そのための手段として様々な栽培施設が提案されている。

　例えば、外部環境の影響を遮断して人工的に栽培環境を作り、その中で植物を栽培する完全制御型の植物栽培が行われている。また、植物の育成状況を把握するために画像データを解析することも行われている（特許文献１参照）。

　図１６は、特許文献１における植物栽培システム１０１の構成を示すブロック図である。植物栽培システム１０１は、栽培室１０３と管理室１０５とを備える。栽培室１０３において、遮光部１４７及び断熱部１４９が外部環境による栽培室１０３内の栽培環境への影響を遮断する。栽培する植物１１１に光を照射する光源１２５、栽培室１０３内の栽培環境を調整する調整部１５１、調整部１５１を制御する各種制御手段を備える制御部１５３が、栽培室１０３内の栽培環境を人工的に設定する。また、観測部１６１が植物１１１の育成状況を観測し、管理室１０５に送信する。管理室１０５が備える管理部１７７において、受信部１７９は、観測部１６１から受信した観測データをライブラリ１８１及び計算部１８３に転送する。ライブラリ１８１は、観測データをデータベースとして保管する。計算部１８３は、観測データを解析し、データ処理する。

　また、栽培する土地面積の有効利用のために、複数段の栽培棚を有する立体的な栽培施設を用いることも行われている（特許文献２参照）。

　図１７は、特許文献２における植物栽培システム２０１の構成を示すブロック図である。植物栽培システム２０１は、固定式の栽培ラック２０７と管理室２０５とを備える。栽培ラック２０７は、複数段の栽培棚２０９と、調整部２５１と、制御部２５３と、観測部２６１とを備える。栽培ラック２０７は、立体的に栽培棚２０９を有しており、限られた土地面積を有効に利用することができる。

　さらに、植物の栽培のために人工的に作る栽培環境のうち、照射する光については赤色と青色の光が有効であることが知られている。本発明者は、実験に基づいて赤色と青色の適切な発光比率を見出し、それぞれの光をムラなく照射する発光体モジュールを提案している（特許文献３参照）。

特開２００３－４７３４０号公報特開２０００－２０９９７０号公報特開２００９－１２５００７号公報

　人工的な栽培環境における植物の育成状況を観測するためには、植物の育成に適した光源を用いると共に、植物の観測についても太陽光の下で観測するのと同様の観測データが得られることが求められる。これまでの観測データの多くは太陽光の下で観測されたものであり、比較を可能とするためには照射条件を合わせる必要があるためである。

　しかし、特許文献１及び２には、植物の育成をムラなく実現する光源についても、植物の育成及び観測を両立させる光源についても記載も示唆もされていない。また、特許文献３に記載の光源は、植物の育成及び観測を両立させる光源については記載も示唆もされていない。

　また、特許文献１においては、観測部１６１及び管理部１７７は、植物の育成試験を目的として特定の栽培環境が特定の植物１１１の育成に与える影響を見出すための観測及び解析を行うものである。個々の植物の収穫時期を予測するための観測やデータ処理については記載も示唆もされていない。特許文献２には、観測部２６１が観測して管理部２７７に観測データを送信することは記載されているものの、観測データの処理については記載も示唆もない。

　以上のように、従来の植物栽培システムによっては、植物の栽培環境を人工的に完全に制御する植物栽培システムにおいて、植物の育成と観測を両立させることができなかった。また、植物の栽培環境を人工的に完全に制御する植物栽培システムにおける観測データを具体的に活用する手法は知られていない。

　ゆえに、本発明は、植物の栽培環境を人工的に完全に制御する植物栽培システムにおいて、育成と観測とを両立するのに適した光源を備え、栽培環境を完全に制御する植物栽培システムにおける植物の観測データを用いて収穫時期を予測可能な植物栽培システムを提供することを目的とする。

　請求項１に係る発明は、屋内で植物を栽培する植物栽培システムであって、前記植物を栽培するための仕切られた空間である栽培セルと、前記植物の栽培を管理する管理手段とを備え、前記栽培セルは、前記植物を栽培するための移動可能なラックである栽培ラックと、前記仕切られた空間への太陽光の入射を遮断する遮光手段を備え、前記栽培ラックは、前記植物を栽培する栽培棚と、前記植物に照射する光を制御する光制御手段とを備え、前記栽培棚は、前記光制御手段の制御の下で、複数の発光ダイオードを有する発光体モジュールの照射量を調整することにより前記植物に光を照射する光源と、前記発光体モジュールの照射の下で前記植物を観測して観測データを取得し、取得した前記観測データを前記管理部に送信する観測手段とを備え、前記発光体モジュールは、第１のスペクトルの光を発する１つの第１発光ダイオードと、前記第１発光ダイオードを中心とする第１円の円周上に配置され、第２のスペクトルの光を発するｍ（ｍは２以上の整数）個の第２発光ダイオードと前記第１発光ダイオードを中心とする第２円の円周上に配置され、第３のスペクトルの光を発するｎ（ｎは２以上の整数）個の第３発光ダイオードとを有し、前記第１のスペクトルと前記第２のスペクトルと前記第３のスペクトルとは互いに異なり、前記第２発光ダイオードは、前記第１発光ダイオードを始点として前記各第３発光ダイオードを通る半直線で分割された前記第１円のｎ個の弧のそれぞれに数が等しくなるように配置され、前記管理手段は、前記観測データを前記観測手段から取得する受信手段と、前記受信手段が取得した前記観測データを記憶するライブラリと、前記受信手段が取得した前記観測データと前記ライブラリが記憶している前記植物と同種の植物の過去の観測データとを比較して、前記植物の収穫日を予測する計算手段を備える。

　請求項２に係る発明は、請求項１記載の植物栽培システムであって、前記第１発光ダイオードは、白色又は緑色に発光するものであり、前記第２発光ダイオードは、３つ存在し、青色に発光するものであり、前記第３発光ダイオードは、３つ存在し、赤色に発光するものであり、前記３つの第２発光ダイオード及び前記３つの第３発光ダイオードは、それぞれ二等辺三角形を形成するように位置することを特徴とする。

　請求項３に係る発明は、請求項２記載の植物栽培システムであって、前記発光ダイオードを収容する収容器具をさらに備え、前記収容器具は、外部に放熱する放熱手段と、前記発光ダイオードを外気から保護する封止手段とを有し、前記第３発光ダイオードは、発光ピークが前記植物内のフィトクロームの吸収ピークと一致するものであり、前記発光ダイオードは、前記収容器具に収容されて前記放熱手段と熱的に接続されることを特徴とする。

　請求項４に係る発明は、請求項３記載の植物栽培システムであって、前記栽培ラック内にあり、前記植物を保持して水耕栽培を行うための容器と、前記発光ダイオードを冷却するための液体が流れる流路と、前記容器内の水の熱と前記流路内の液体の熱とを交換する液体間熱交換手段とをさらに備え、前記流路と前記放熱手段とは、熱的に接続されており、前記液体間熱交換手段が行う熱交換により、前記発光ダイオードを冷却しつつ、前記容器内の水温を保つことを特徴とする。

　なお、本願発明において、複数の発光ダイオードの発光パターンを制御するパターン選択手段と、前記複数の発光ダイオードのそれぞれの光量を制御する光量制御手段とを有する光制御手段を備え、前記パターン選択手段及び前記光量制御手段が、前記観測手段の観測のために、前記光源が照射する光を制御するようにしてもよい。

　また、本願発明において、第１発光ダイオードには、黄色又は／及び緑色の波長を含む白色発光ダイオードが含まれるようにしてもよい。さらに、黄色又は／及び緑色の波長を含む白色発光ダイオードは、赤色光源よりも小さい光量で発光体モジュールに組み込むようにしてもよい。これにより、第１発光ダイオードは、観測を主とするものであるが、観測を容易にするだけでなく、黄色光及び／又は緑色光が植物の育成に必要である場合に、コスト増加をなるべく抑えて、均一照射を維持したまま、育成上も大きな意義を有するようにすることができる。例えば、発芽期には赤色光のみを照射し、子葉展開期には赤色光と青色光を照射し、さらに本葉展開期には赤色光と青色光と白色光とを照射するといった、植物１１の育成状況に応じて適切な照射を行うことが可能となる。

　さらに、植物の観測データを用いてより具体的に収穫時期を予測するため、植物の収穫時期を予測するための観測やデータ処理を行うために、前記観測手段が、前記植物の観測データである現在データを取得して前記計算手段に転送する観測し（観測ステップ）、前記計算手段が、前記植物と同種の植物の過去の観測データである過去データを前記ライブラリから呼び出し（呼出ステップ）、前記計算手段が、前記現在データと前記過去データを比較し（比較ステップ）、前記計算手段が、前記比較の結果から前記植物の収穫日を予測する（予測ステップ）ようにしてもよい。このような構成により、人工的に完全に制御された環境下で育成と観測の両立を可能とした光源を用いて、信頼性の高い観測データが得られるため、植物の栽培に習熟していない者でも客観的に収穫時期を予測可能となる。

　さらに、本願発明を、植物栽培システムにおける植物の育成方法や、コンピュータに育成方法を実行させるためのプログラムや、当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体として捉えてもよい。

　さらに、植物栽培システムで植物を育てる方式は、水耕栽培でもよいし、水耕栽培において気体を強制的に植物に与えるいわゆる水気耕栽培でもよいし、土耕栽培であってもよい。また、培地として、泥炭から作ったピートモスを用いてもよいし、人造の鉱物繊維の１つであるロックウールなどその他の培地を用いてもよい。

　さらに、従来の植物栽培システムによっては、複数の植物の個々の育成状況に応じて理想的な栽培環境を容易に設定することができなかった。すなわち、栽培室で栽培する複数の植物の各育成状況に応じて栽培環境を変化させていくことが必要な場合、１つの栽培室１０１内で複数の植物１１１に対して複数の栽培環境を設定する必要が生じた場合には、１つの栽培室１０１内で区切りを設けることが通常の手段である。特許文献１には複数の栽培環境を容易に設定する具体的手法について記載されておらず、特許文献２においても、栽培ラック２０７は温度や湿度といった栽培環境について画一的であり、個々の植物のために理想的な栽培環境を設定することはできない。

　そこで、本願発明を、栽培セルを複数有し、各栽培セルは、仕切られた空間と当該栽培セル以外の他の栽培セルの仕切られた空間とを連結するための連結手段を備え、栽培ラックは、移動するための移動手段を備えるものとしてもよい。このような連結手段を備えることにより、栽培環境を人工的に完全に制御したまま、複数の植物の個々の育成状況に応じて理想的な栽培環境を容易に設定することができる。すなわち、大きな栽培セルを用意する代わりに栽培セルを複数設けて、栽培セル毎に異なる栽培環境を設定し、個々の植物の育成状況に応じて栽培ラックを異なる栽培セルに移動させることが可能となる。これにより、栽培する多様な植物の多様な育成状況に合わせて柔軟に栽培環境を変更することが可能となる。例えば、発芽期の植物は赤色光のみを照射する栽培セルに置く。続いて、子葉展開期を迎えた植物は赤色光と青色光を照射する栽培セルに移す。さらに、本葉展開期には赤色光と青色光と白色光（緑色光でも良い）とを照射する栽培セルに移す。このように、栽培セルから植物を出すことなく、育成状況に応じて適切な照射を行う栽培セルで栽培することが可能となる。

　さらに、従来の植物栽培システムによっては、栽培施設は、その形状を基準として設置場所が決定されるものであった。そのため、栽培施設を設置するためには、所定の広さの土地を用意することが必要であった。

　そこで、本願発明の栽培セルを組立・解体可能なものとしてもよい。ここで、組立及び分解の方式としては、プレハブ工法を用いて個々のセルの大きさを変更することとしてもよいし、所定の大きさの栽培セル３同士を結合・解離させる方式としてもよい。組立・解体可能なものとすることにより、様々な土地の面積及び／又は形状に合わせて栽培環境の最小単位である栽培セルのサイズを変更することが可能となる。これにより、例えば、狭い土地でも、栽培ラックの数を少なくして栽培セルを小さく設けることによって完全制御型の栽培環境下で植物を栽培することが可能となる。逆に、広い土地であっても、栽培ラックの数を多くして栽培セルを設けることも可能となる。すなわち、土地のサイズや形状に合わせて完全制御型の栽培施設を設けることが可能となる。よって、土地の面積及び／又は形状に合わせた栽培施設を設置することができ、さらに、栽培セルを設置する土地の拡大などの変更に伴い栽培セルを移動させることを容易にして、土地の有効利用をさらに促進することができる。

　本願の各請求項に係る発明によれば、植物の栽培環境を人工的に完全に制御する植物栽培システムである栽培セル内の光源は、同一の発光体モジュールにおいて育成のための発光パターンと観測のための発光パターンを実現することが可能となる。しかも、第２発光ダイオードは、第１発光ダイオードと第３発光ダイオードとを通る半直線が分割する第１円のｎ個の弧上に等しい数ずつ配置される。このとき、第３発光ダイオードを第２円の円周上で略等間隔に配置することにより、第１発光ダイオード、第２発光ダイオード、第３発光ダイオードをほぼ均一に配置した発光体モジュールとすることが可能となり、各発光ダイオードからムラなく光を照射することができる。したがって、植物の栽培環境を人工的に完全に制御する植物栽培システムにおいて、ムラのない光照射としつつ、育成と観測とを両立することが可能となる。

　また、本願の請求項２に係る発明によれば、育成の際は育成に適した赤色の発光ダイオードと青色の発光ダイオードを発光させる発光パターンとし、観測の際は観測に適した赤色の発光ダイオードと白色又は緑色の発光ダイオードを発光させる高演色性の発光パターンとすることにより、育成と観測の両立をさらに適切に行うことが可能となる。特に、人間の目にとって視感度が高い緑色の発光ダイオードを第１発光ダイオードとすることにより、太陽光の下での自然な見え方での発光スペクトルとすることが容易となる。したがって、飲食店内で本発明を応用した装置を設置した際に、来店客に対して、料理に用いる植物をより魅力的に見せることも容易となる。

　さらに、本願の請求項３に係る発明によれば、葉緑素内の色素タンパク室であるフィトクロームの吸収ピークと一致する発光ピークを有する赤色光を植物に高出力で照射することが可能となる。フィトクロームの吸収ピークは、６６０ｎｍである。６６０ｎｍを発光ピークとする本願の発光ダイオードを用いることにより、６２５ｎｍ～６３５ｎｍを発光ピークとする従来の赤色発光ダイオードを用いる場合と比べて、発光ダイオードの消費エネルギーを削減し、植物に悪影響を及ぼす発熱を抑制することが可能となる。

　ここで、従来、３Ｗ級の高出力の赤色発光ダイオードは、６２５ｎｍの発光ピークのものが主流であった。６６０ｎｍの波長を要求する需要が認識されていなかったためである。また、３元系で製造されていた従来の高出力発光ダイオードは、技術的に６６０ｎｍを発光ピークとするものを製造できなかった。

　一方、６６０ｎｍを発光ピークとする４元系（ＡｌＧａＩｎＰ）のチップが一部には製造されていたものの、２０ｍＷ程度の小出力しか実現されていなかった。このように小出力では、植物を栽培するための均一照射を実現するために数百数千ものチップを必要とする。しかし、１つ１つのチップに故障リスクが存在するため、チップの数が増えるとそれだけデバイス全体としての故障リスクが高まることとなっていた。

　しかも、高出力のチップを製造した場合、発熱量が増すことによりチップが受ける熱的ダメージが大きく、寿命が短くなる。そのため、故障リスクがさらに高まることとなっていた。

　そこで、本願の請求項３に係る発明により、発光ダイオードを外気から保護しつつ効率よく外部に放熱することが可能である収容器具に発光ダイオードを収容することが可能となり、例えば０．５ｍｍ角の大きさで出力が３Ｗ級のチップを用いることが可能となる。小出力の発光ダイオードを用いる場合と比べて、少数の発光ダイオードで十分な出力が得られるため、発光ダイオードの故障リスクを低減することも可能となる。

　さらに、本願の請求項４に係る発明によれば、本願植物栽培システムを用いて水耕栽培する場合において、放熱手段と流路に流れる液体とが熱的に接続される。このため、放熱手段が空気中に放熱する場合と比べて、効率よく放熱することが可能となる。また、液体間熱交換手段が、流路内の液体と容器内の水との液体間で熱交換を行うため、流路内の液体を空冷する場合と比べて速やかに流路内の液体を冷却することが可能となる。よって、発光ダイオードの冷却がさらに容易となる。それと同時に、発光ダイオードからの発熱を水耕栽培の容器内の水温維持に転用することが可能となる。

実施の形態に係る植物栽培システム１の構成を示すブロック図である。図１の植物栽培システムにおいて、植物の育成状況を観測して収穫時期を判断するフローを示す。（ａ）従来の発光体モジュールと（ｂ）図１の植物栽培システムにおける発光体モジュールを示す図である。実施の形態に係る赤色発光ダイオードの発光特性を示す図である。図１の植物栽培システムにおける光源の六面図である。図５に示す隣接した発光体モジュールの拡大図である。実施例１における植物栽培システムの全体斜視図である。図７の植物栽培システムの側面図及び断面図である。図７の植物栽培システムにおける栽培ラックを示す模式図である。図９の栽培ラックにおける光源の冷却設備を示す模式図である。図９の栽培ラックにおける光源の冷却機構を示す模式図である。発光ダイオードの放熱を促進する収容器具５６の模式図である。実施例２に係る植物栽培システムにおける栽培ラックを示す模式図である。本願発明に係るさらに別の栽培ラックの製品例を示す六面図であって、（ａ）正面図、（ｂ）平面図、（ｃ）左側面図である。本願発明に係る光源の冷却システムの製品例を示す六面図であって、（ａ）正面図、（ｂ）底面図、（ｃ）背面図、（ｄ）右側面図、（ｅ）左側面図である。従来の特許文献１における植物栽培システムの構成を示すブロック図である。従来の特許文献２における植物栽培システムの構成を示すブロック図である。

　以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下では、特に断らない限り水耕栽培を例として挙げるが、栽培方式は水耕栽培に限定されるものではなく、土耕栽培でもよいし、ピートモス、ロックウールなどその他の培地を用いた栽培方式であってもよい。

　まず、図１を参照して、本発明に係る植物栽培システムの概要を説明する。図１は、本発明に係る植物栽培システムの構成を示すブロック図である。

　植物栽培システム１は、複数の栽培セル３と、管理室５とを備える。栽培セル３は、複数の栽培ラック７と、遮光手段である遮光部４７と、断熱手段である断熱部４９と、栽培セル３内の栽培環境を調整する調整手段である調整部５１と、栽培環境の調整を制御する制御手段である制御部５３と、複数の栽培セル３の仕切られた空間を連結する連結手段である連結部５５を備える。

　栽培セル３は、例えば、プレハブ工法を用いて個々のセルの大きさを変更したり、所定の大きさの栽培セル３同士を結合・解離させたりすることにより、組立及び分解が可能である。そのため、栽培ラック７の数に合わせてサイズを変更することができる。また、必要に応じて栽培セル３を容易に移動することもできる。

　栽培ラック７は、栽培棚９を複数の段として有し、光制御手段である光制御部５７と、移動手段である移動部５９とを備える。栽培棚９は、植物１１と、植物１１を入れる容器３７と、植物１１に光を照射する光源２５と、液体間で熱を交換させる液体間熱交換部４４（本願請求項の「液体間熱交換手段」の一例）と、光源を冷却する液体が流れる流路４６と、植物１１の育成状況を観測して管理室５に観測データを送信する観測部６１とを備える。光制御部５７は、光源２５が照射する光の発光パターンを制御するパターン選択部６３と、光源２５が照射する光の光量を制御する光量制御部６５を備える。

　制御部５３は、栽培セル３内の室温及び容器３７内の水温を制御する温度制御部６７と、栽培セル３内の湿度を制御する湿度制御部６９と、容器３７内の水量を制御する水量制御部７１と、容器３７内の水中の空気量を制御する空気量制御部７３と、容器３７内の水中の肥料量を制御する肥料量制御部７５を備える。

　管理室５は、栽培セル３における植物の栽培を管理する管理部７７を備える。管理部７７は、複数の栽培セルのそれぞれの観測部６１から観測データを取得する受信部７９と、受信部７９が取得した観測データを記憶するライブラリ８１と、観測された植物の収穫日を予測する計算部８３を備える。

　遮光部４７と断熱部４９と調整部５１と光源２５と制御部５３と光制御部５７により、栽培棚９にて水耕栽培される植物１１の栽培環境は完全に人工的に制御される。しかも、複数の栽培セル３において異なる栽培環境として、栽培ラック７を動かして連結部を通って異なる栽培セルへと移動させることにより、植物１１を適宜異なる栽培環境の下で栽培することが容易である。

　植物１１を異なる栽培環境に移す時期や収穫の時期を適切に判断するためには、植物１１の育成状況を的確に把握することが必要である。そこで、以下では、植物栽培システム１において、植物の育成状況を観測して収穫日を予測する処理について説明する。

　図２は、図１の植物栽培システム１において、植物１１の育成状況を観測して収穫時期を予測するフローを示す図である。

　ステップＳＴ１において、光源２５が光制御部５７のパターン選択部６３の制御の下、観測用の発光パターンにて植物１１を照射する。続いて、ステップＳＴ２において、観測部６１が植物１１の現在の観測データ（以下、「現在データ」という）を取得する。

　ここで、タンパク質によっては特定の光を吸収するものがある。本実施例に係る光源２５は、赤、青、白（又は緑）の各種の光のＯＮ／ＯＦＦだけでも全く光を照射しない場合を除いて７パターンの光照射が可能である。それぞれ植物１１が有するタンパク質の分布に応じて異なる写真を撮影可能である。

　なお、発光色のＯＮ／ＯＦＦによるパターンの他にも、パルス幅によるパターニングも可能である。パルス幅で明るさを制御する方式をＰＷＭ（pulse　wise　modulation）制御方式という。８ビット制御の場合、同色光、光強度一定であっても２^８＝２５６通りの点灯パターンが可能であり、植物ごとに最適な光照射パターンを実現することが可能となる。

　ステップＳＴ３において、観測部６１が現在データを管理部７７の受信部７９へと送信する。現在データを受信した受信部７９は、現在データをライブラリ８１へ記憶させ、計算部８３へ転送する。続いてステップＳＴ４において、計算部８３は、観測対象の植物１１と同種の植物の過去の観測データ（以下、「過去データ」という）をライブラリ８１から呼び出す。過去データには植物１１と同種の植物に関する過去の播種から収穫までの観測データが含まれている。ステップＳＴ５において、計算部８３は、現在データと、過去データとを比較する。この比較により、現在データにおける植物１１の形状や色や大きさといった形態が過去データにおいて播種から何日目の形態とがほぼ一致しているかが特定される。比較結果から過去データにおける何日目の形態に相当するかが特定されれば、ステップＳＴ６において、現在データにおける植物１１の収穫日を過去データにおける収穫日から逆算することにより予測してフローを終了する。

　上記の観測・予測フローを経ることにより、例えば「ポリフェノールが葉っぱの表面に多く発現してきているので、５日後には収穫できる」といった判断が可能となる。すなわち、非破壊検査によって植物１１の収穫時期が予測できるものであり、習熟度の低い生産者でも、従来は暗黙知であった収穫時期の予測を高い確率で行うことが可能となる。

　ここで、図１の植物栽培システム１において、育成用の発光パターンと観測用の発光パターンを照射する光源２５について図３を用いて説明する。図３は、従来の発光体モジュールと本発明に係る植物栽培システムにおける発光体モジュールとを示す図である。図３（ａ）は、本願発明者の意匠権（登録意匠第１３５３５５６号）に係る発光モジュールを示す図である。図３（ｂ）は、本発明に係る発光体モジュールを示す図である。

　図３（ａ）における発光体モジュール８５において、赤色光を発する赤色発光ダイオード８７が青色光を発する青色発光ダイオード８９の周囲に配置されていることにより、赤色光及び青色光ともに、植物１１に対してムラのない照射が可能となるが、観測のための発光パターンは考慮されていなかった。

　図３（ｂ）における本発明に係る植物栽培システム１における発光体モジュール９１において、新たに観測のための発光ダイオードとして白色発光ダイオード９３が追加されている。白色（又は緑色）発光ダイオード９３を単に従来の発光体モジュール８５に付加した構成と比較して、観測のための白色（又は緑色）光を植物１１の真上から照射することが可能となる。

　光制御部５７のパターン選択部６３及び光量制御部６５の制御により、育成の際は例えば赤色発光ダイオード８７及び青色発光ダイオード８９を照射する発光パターンとするとよい。観測の際は、太陽光の下での観測に近い観測となる光（高演色性の光）とするために、例えば赤色発光ダイオード８７及び白色（又は緑色）発光ダイオード９３を照射する発光パターンとするとよい。

　ここで、育成のためには赤色光の光量が青色光の光量の３倍とすることが好ましい。また、高演色性の光とするためには、赤色光の光量を白色（又は緑色）光の光量の１０～１５％とすることが好ましい。

　また、図４を参照して、出願人が開発した赤色発光ダイオード８７の特性について以下に述べる。図４は、出願人が開発した赤色発光ダイオードの（ａ）発光スペクトル、（ｂ）指向性、（ｃ）電流‐温度特性、（ｄ）出力‐電流特性、（ｅ）電流‐電圧特性、（ｆ）相対出力‐温度特性を示す図である。

　育成に用いられる光は、植物の葉緑素が有する色素タンパクの吸収ピークにできるだけ一致していることが望ましい。しかし、従来、赤色発光ダイオード８７としては、６２５ｎｍ～６３５ｎｍのものしか存在しなかった。

　そこで、出願人は、葉緑素が有する色素タンパクであるフィトクロームの吸収ピーク（６６０ｎｍ）に一致する波長の赤色発光ダイオード８７を開発した。図４（ａ）に示すように、この赤色発光ダイオード８７の発光ピークは、６６０ｎｍにある。この赤色発光ダイオード８７を用いることにより、赤色発光ダイオード８７における消費エネルギーを削減し、植物に悪影響を及ぼす発熱を抑制する等により、さらに効率よく植物１１を栽培することが可能となる。

　また、図４（ｂ）に示すように、この赤色発光ダイオード８７の指向性は広く、植物１１に対して均一な照射とすることが容易である。図４（ｃ）に示すように、室温程度において実用に耐えうる。図４（ｄ）に示すように、電流に対する出力の線形性が良い。

　さらに、図４（ｅ）に示すように、低電圧での使用が可能である。図４（ｅ）には、３００ｍＷまでしか記載していないが、１０００ｍＡ程度の電流を流すことが可能であり、３Ｗ級の光を出力することが可能である。このように高出力の赤色発光ダイオード８７を用いることにより、小出力の発光ダイオードを用いる場合と比べて、少数の発光ダイオードで十分な出力が得られるため、発光ダイオードの故障リスクを低減することも可能となる。

　さらに、図４（ｆ）に示すように、室温付近での温度に対する出力はほぼ一定であり、安定した発光を実現することが可能である。

　なお、黄色光や緑色光が植物１１の育成に必要であるとする説がある。そこで、黄色発光ダイオードや緑色発光ダイオードを発光体モジュールに組み込む場合を考える。コストパフォーマンスを考えると光の種類が増えた分だけ他の色の発光ダイオードの数を減らすこととなる。結果として、植物１１の全体に光が届かなくなってしまい、植物１１への均一照射が困難となる。

　一方、近年の研究から黄色や緑色の光は、シグナルとして存在することが重要であり、光量が問題ではないことが示唆されている。したがって、黄色や緑色の波長を含む白色発光ダイオード９３を赤色光源よりも小さい光量で発光体モジュールに組み込むことにより、均一かつ効率的な光源を実現できる。すなわち、観測を主な目的とする白色発光ダイオード９３は、育成上も大きな意義が存在する。例えば、発芽期には赤色光のみを照射し、子葉展開期には赤色光と青色光を照射し、さらに本葉展開期には赤色光と青色光と白色光とを照射するといった、植物１１の育成状況に応じて適切な照射を行うことが可能である。

　上記のように、本実施例の発光体モジュール９１は、適切な光量に設定した赤、青、白の３種類のみの発光ダイオードを用いることで、育成と観測を両立することに加えて、いずれの発光パターンの場合も、均一な照射を可能とした光源である。

　さらに、従来の発光体モジュール８５と同様に、発光ダイオード（白色（又は緑色）発光ダイオード９３）の周囲に二等辺三角形を構成する発光ダイオード（青色発光ダイオード８９）を配置し、さらにその周りに別の二等辺三角形を構成する発光ダイオード（赤色発光ダイオード８７）を配置する構成とした。同色の発光ダイオード素子間の距離をそれぞれとりつつ、異色の発光ダイオード素子との関係においても対称的に配置されているため、均一な光照射を図ることができる。

　なお、発光体モジュール９１からの均一な光照射を実現するために、発光ダイオードの配置の対称性を高めることが望ましい。上記のように、二等辺三角形を構成する配置は対称性を高めた配置の一例である。また、発光体モジュール９１において、赤色発光ダイオード８７を白色発光ダイオード９３を中心とする円（「赤円」とする。本願請求項の「第１円」の一例）の円周上に配置し、かつ、青色発光ダイオード８９も白色（又は緑色）発光ダイオード９３を中心とする円（「青円」とする。本願請求項の「第２円」の一例）の円周上に配置することが考えられる。さらに、青色発光ダイオード８９が適度に分散される配置として、例えば白色（又は緑色）発光ダイオード９３を始点として赤色発光ダイオード８７を通る半直線で分割された青円の孤に１つずつ配置するとよい。赤色発光ダイオード８７についても、同様に配置するとよい。また、白色（又は緑色）発光ダイオード９３が配置される場所は、赤色発光ダイオード８７及び青色発光ダイオード８９のそれぞれが構成する二等辺三角形に含まれることが好ましい。図３（ｂ）に示す発光体モジュール９１は、上記に述べた発光ダイオードの配置の一例となっている。

　続いて、光源２５の構成を図５を用いて説明する。図５は、図１の植物栽培システム１における光源２５の六面図であり、（ａ）正面図、（ｂ）背面図、（ｃ）平面図、（ｄ）底面図、（ｅ）左側面図、（ｆ）右側面図を表す。図５（ａ）に示すように、光源２５は、発光体モジュール９１を複数有する。

　さらに、光源２５における発光体モジュール９１の配置について、図６を用いて説明する。図６は、図５に示す隣接した発光体モジュール９１_１及び９１_２の拡大図である。

　図６に示すように、発光体モジュール９１_１及び９１_２は、互いに反転して配置されている。このように、光源２５に発光体モジュール９１を交互に反転させて複数配置することにより、植物１１への光照射の対称性をさらに高めることが可能である。

　以下では、植物栽培システム１の具体的な構成について説明する。まず、図７及び図８を用いて実施例１に係る植物栽培システム１の全体像について概説する。

　図７は、植物栽培システム１の全体斜視図である。図８（ａ）は、植物栽培システム１を図７におけるI側から見たときの側面図である。図８（ｂ）は、植物栽培システム１を図８（ａ）におけるII‐IIラインから見たときの断面図である。

　植物栽培システム１は、植物を栽培するための仕切られた空間である複数の栽培セル３と、植物の栽培を管理する管理室５とを備える。植物栽培システム１は、通常は屋内に設置される。太陽光や太陽熱といった外部からの栽培環境への影響を軽減するためである。

　栽培セル３は、外部からの入射光及び熱伝導を遮断する壁４で仕切られている。栽培セル３内には、移動可能な水耕栽培用の栽培ラック７が複数設置されている。栽培ラック７は、栽培棚９を複数の段にわたって備えている。栽培棚９ごとに光源２５が設置されており、この栽培棚９にて植物１１が水耕栽培される。栽培棚９へは給水口３１から水が供給される。栽培セル３内の室温や湿度といった栽培環境を調整するために、エアコン１５、換気扇１７、ビーム状の気流を生じさせるサーキュレータ２９、湿度器３３が設けられている。エアコン１５からによる送風のみでは栽培セル３内に温度勾配ができやすい。しかし、サーキュレータ２９が気流を生じさせて栽培セル３内で対流を起こすことで１つの栽培セル内の室温や湿度を一定に保つことが容易となる。なお、図８（ｂ）では簡便のために管理室５に近い方のサーキュレータ２９の図示を省略している。また、栽培セル３内での作業時のために照明１９が設けられている。栽培セル３内の栽培環境を調整する各種調整手段を制御するためにコントロールパネル３５が備えられており、栽培セル３内の栽培環境を完全に制御することが可能である。観測部６１は、本実施例では図示されていないが、ビデオカメラなどの撮影機器を用いて実現できる。ビデオカメラのような撮影機器は、植物を観測できる限り栽培棚ごと、栽培ラックごと、栽培セルごとのいずれに設置してもよい。

　栽培ラック７はキャスター１３及び取っ手２７を有しており、栽培者は栽培ラック７を簡単に移動させることが可能である。さらに、壁４に設けられた扉２３は、連結部５５の一例であり、栽培セル３は、この扉２３を介して別の栽培セル３とも通じている。この扉２３のサイズは、栽培ラック７が通り抜けられるだけの大きさである。なお、この扉２３は、他の栽培セル３の扉２３と直接連結するものであってもよい。

　管理室５には、栽培セル３内の植物１１の育成状況を管理するためのパソコン２１が設置されている。本実施例において管理部７７は、受信部７９もライブラリ８１も計算部８３もパソコン２１で実現されている。管理室５は、扉２３を介して栽培セル３と通じている。

　続いて、図９を用いて栽培ラック７について、さらに説明する。図９は、本発明に係る植物栽培システムにおける栽培ラックの一例を示す模式図である。

　栽培ラック７は、複数段の栽培棚９を備え、各栽培棚９において植物１１が容器３７にて水耕栽培されている。栽培棚毎に光源２５が設置されており、ＡＣアダプタ３９から電源を供給されている。これらの光源２５から照射される光の光量や発光パターンは、ＬＥＤコントローラ４１が制御する。栽培ラック７には、ガラス扉４３が接続具４５を介して接続されており、栽培ラック７内を観察可能としつつ、栽培ラック７の移動時における容器３７の落下を防いでいる。

　ここで、水気耕栽培と呼ばれる栽培方法について説明する。空気量制御部７３が、肥料として用いる液肥と共に空気を強制的に混入させることにより、植物の成長を促進する。液肥に空気を強制的に混入させるために、液肥を容器３７に流入させるパイプに空気に曝されている部分に直径1mm程度の空気が通り抜けられる微小孔を設けられており、パイプ内の微小孔よりも容器３７に近い箇所に空気と液肥を強制的に混ぜるプロペラが備えられている。

　続いて、図１０、図１１及び図１２を用いて栽培ラック７が備える機能について、さらに説明する。図１０は、栽培ラック７における光源２５の冷却設備を示す模式図である。図１１は、栽培ラック７における光源２５の冷却機構を示す模式図である。図１２は、発光ダイオードの放熱を促進する収容器具５６の（ａ）正面からみた図、（ｂ）III-III線断面図、（ｃ）背面からみた図である。

　図１０に示すように、栽培ラック７は、水が流れる流路４６（本願請求項の「流路」の一例）と、流路４６に水を供給するリザーバタンク４８と、流路４６内の水を移動させるポンプ５０とを備える。流路４６は、光源２５と接する部分の流路４６_１と、容器３７内の水中を通る部分である流路４６_２とに分けられる。流路４６_１及び流路４６_２は流路４６内の水が移動可能であるように接続されている。また、容器３７、流路４６_１、４６_２、リザーバタンク４８及びポンプ５０は、図１０中に破線で示す栽培棚９ごとに設置されている。流路４６_２は、液体間熱交換部４４を兼ねる。

　ここで、図１１に示すように、光源２５内の発光ダイオードを収容する収容器具５６（本願請求項の「収容器具」の一例）と銅管で覆われた流路４６_１とは、アルミニウムフレーム５２及びヒートシンク本体５４（アルミニウムブロック）を介して熱的に接続されており、流路４６_１の内部に流れる水が収容器具５６を冷却する。

　また、図１２（ａ）を参照して、収容器具５６は、パッケージ５８と、電極６０_１及び６０_２と、発光ダイオードのチップ６２とを備える。図１２（ｂ）に示すように、チップ６２は、放熱部６４（本願請求項の「放熱手段」の一例）と熱的に接続されている。さらに、図１２（ｃ）に示すように、放熱部６４は、外部にチップ６２の熱を放射する。

　放熱部６４は、アルミニウムフレーム５２と熱的に接続されているため、チップ６２の熱は、流路４６_１内の水によって冷却されることとなり、放熱部６４が空気中に放熱する場合と比べて効率よく冷却される。

　なお、パッケージ５８は、例えばセラミックやＰＰＡ樹脂といった放熱性の高い材質で作られる。また、パッケージ５８内は、透明度が高く、耐熱性に優れた封止部（本願請求項の「封止手段」の一例）により封止されてチップ６２が外気から保護されている。封止部としては、例えばシリコン樹脂等が用いられる。放熱部６４は、例えばアルミニウムからなる。

　光源２５によって温められた流路４６_１内の水は、流路４６_２へと移動する。流路４６_２内の水は、容器３７内の水と銅管を通じて熱交換を行って冷却される。流路４６_２は、水冷されることにより、空冷される場合よりも速やかに冷却される。冷却された流路４６内の水は、再び光源２５を冷却することが可能となる。流路４６にはリザーバタンク４８から水が供給されるが、冷水を使わずとも、水道水を流すことで十分に光源２５を冷却し続けることが可能である。そのため、水を冷やすための設備コストを軽減することが可能となる。流路４６内の水は、一定時間循環させた後、水温が高くなったときに交換することとすればよい。

　一方、容器３７内の水は流路４６_２内の水から熱を得ることにより、容器３７内の水温を適温に保つことが容易となる。

　なお、各栽培棚９の容器３７には、図１０に示されていない給水口３１に接続された大型のタンク及び図１０に示されていないポンプにより水、液肥が供給されるものとしてもよい。このタンク及びポンプは、ラック７の下に配置することもできるし、別の場所に設置することもできる。このタンク内の水を気化可能とすることにより、容器３７内に冷えた水を供給可能となるため、容器３７内の水温を低下させる制御も可能となる。すなわち、コストのかかる水温制御装置を備えずとも、大型のタンク、ポンプ及び流路４６_２により、容器３７内の水温を上昇・低下共に制御することが可能となる。

　また、流路４６_１及び流路４６_２は、全ての栽培棚９を通して接続されていてもよい。このとき、流路４６に水を供給するリザーバタンク４８及びポンプ５０は、栽培ラック７に１つあれば十分である。

　さらに、流路４６内の水は、循環させずに一度流路４６を通った後に排出されることとしてもよいし、水以外の液体を用いてもよい。

　さらに、ポンプ５０は、ポンプ５０を駆動するための電源を備えるものであってもよい。

　さらに、光源２５と流路４６_１とは、熱伝導のよい物質を介して接続されていればよく、アルミニウムフレーム５２、ヒートシンク本体５４及び放熱部６４は、アルミニウム以外の熱伝導性の高い物質を用いてもよい。

　続いて、図１３を参照して、実施例１とは異なる形態の栽培ラック９３について説明する。図１３は、実施例２に係る植物栽培システム１における栽培ラック９３を示す模式図である。図１３（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ栽培ラック９３の正面図及び斜視図である。

　栽培ラック９３は、栽培ラック７を小型化したものである。栽培ラック９３は、光源２５を小型化した光源９４と、栽培ラック９３の内面を覆って光を反射する反射板９５と、反射板９５に覆われていない光源９４の側面を覆って光を反射する反射板９６と、植物１１を栽培するための培地を有する栽培棚９７とを備える。

　反射板９５及び９６は、栽培ラック９３の内面に照射された光源９４からの光を植物１１に向けて反射することにより、植物１１への均一かつ効率的な光照射の実現を容易とする。

　栽培棚９７の段数は、栽培ラック９３の小型化を優先する場合や、背の高い植物を育てる場合には一段としてもよい。しかし、限られたスペースに効率よく植物１１を栽培するためには、図１３に示すように複数の段数とすることが好ましい。ここで、栽培ラック９３及び栽培棚９７のサイズは、育苗目的や設置スペースに合わせて柔軟に設定できる。栽培棚９７のサイズの例として、幅２７５ｍｍ×奥行３３０ｍｍ程度に設定すれば栽培ラック９３を机上にも設置可能となるが、他のサイズとしてもよい。

　また、栽培棚９７が有する培地（図１３には示していない）は、スポンジでもよいし、植物１１が入る複数の穴を有するセルトレーを用いてもよいし、ロックウールなど種類を問わない。栽培棚９７の上にポット苗を設置する方式でもよい。

　栽培棚９７自体の素材は、例えば塩化ビニルのような水を通さない材質からなり、この上に培地を設置することで底面潅水が可能である。このことにより、水を植物１１に補給することが容易となる。また、栽培棚９７は培地及び植物１１と共に栽培ラック９３から引き出すことが可能である。したがって、水や液肥を補給することが容易であり、目視で植物１１の生育状況を確認することも容易である。

　なお、上記実施例において、植物栽培システム１は、屋内に設置されるとしたが、遮光部４７及び断熱部４９が栽培セル３への入射光及び熱伝導を遮断する限り、屋外に設置してもよい。

　また、栽培セル３は、単独で用いるとしてもよい。本発明に係る栽培セル３は、単独で用いることができることを前提とし、容易に栽培システム１の拡張及び縮小可能である。

　さらに、栽培セル３は、屋内に設置されて入射光の植物１１への影響が無視できる程度に小さい場合、壁４をガラスで構成して外部から栽培の様子を観察可能であるとしてもよい。例えば、駅構内に植物栽培システム１を設置する場合を想定する。壁４の１つの面をガラスで構成して通行人から植物が栽培される様子が観察可能とすることにより、自然に恵まれた駅としてイメージ向上を図ることも可能である。このような場合、栽培セル３の外部の気温が栽培セル３内の栽培環境に与える影響を軽減するために、ガラスを断熱ガラスとすることが望ましい。また、ガラス付近はどうしても栽培セル３内の室温が変化しやすいことが想定されるため、サーキュレータ２９を用いて栽培セル３内の対流を促進することが栽培セル３内の温度・湿度を制御するために好ましい。

　さらに、栽培セル３と別の栽培セル３とは、連結手段である連結部５５としての扉２３を介して通じているとした。しかし、栽培セルごとに異なる栽培環境を設定する必要がなく、単純に栽培セル３を拡張する目的で足りる場合、連結部５５として壁４の一部又は全部が取り外し可能であるとしてもよい。

　さらに、白色発光ダイオード９３の代わりに、緑色発光ダイオードを用いることとしてもよい。緑色発光ダイオードを用いることにより、太陽光の下での自然な見え方での発光スペクトルとすることが容易となる。したがって、例えば飲食店内で来店客に対して料理に用いる植物を最も魅力的に見せる場合のように、観測に最適な発光を実現することができる。また、必要に応じて、赤、青、緑のバランスを適切に調整することにより、白色光を得ることも可能である。

　さらに、光制御部５７を各栽培ラック７に設置するとしたが、栽培セル３に１つ設置するとしてもよいし、各栽培棚９に設置するとしてもよい。同様に、調整部５１又は制御部５３又は観測部６１についても、栽培セル３に１つ設置するとしてもよいし、各栽培ラック７に設置するとしてもよいし、各栽培棚９に設置するとしてもよい。

　さらに、管理室５を栽培セル３と隣接して設けるとしたが、観測部６１からの観測データが管理部７７の受信部７９で受信できればよく、栽培セル３と隔離して設けてもよい。

　さらに、実施例１の栽培ラック７は、反射板９５及び９６に相当する反射板を備えるものとしてもよい。

　さらに、本願発明に係る栽培ラックは、図１４に示すものであってもよい。図１４は、本願発明に係るさらに別の栽培ラック３０７の製品例を示す六面図であって、（ａ）正面図、（ｂ）平面図、（ｃ）左側面図である。図１４（ｃ）に示すように、栽培ラック３０７は、リザーバタンク３４８と、それに接続されたポンプ３５０を備える。ここで、ポンプ３５０は、ポンプ３５０を駆動するための電源を備えるものであってもよい。

　さらに、本願発明に係る光源の冷却システムは、図１５に示すものであってもよい。図１５は、本願発明に係る光源の冷却システム３２６の製品例を示す六面図であって、（ａ）正面図、（ｂ）底面図、（ｃ）背面図、（ｄ）右側面図、（ｅ）左側面図である。図１５（ａ）に示すように、冷却システム３２６は、流路３４６と金属フレーム３５２とを備える。また、流路３４６は、２列の光源を冷やすように設計されている。流路３４６は、３列以上の光源を冷やすものであってもよい。また、光源における各収容器具は、複数のチップを収容するものであってもよい。

　１　植物栽培システム、３　栽培セル、７　栽培ラック、９　栽培棚、２５　光源、４４　液体間熱交換部、４６　流路、４７　遮光部、５６　収容器具、５７　光制御部、５９　移動部、６３　パターン制御部、６４　放熱部、６５　光量制御部、７７　管理部、７９　受信部、８１　ライブラリ、８３　計算部、８７　赤色発光ダイオード、８９　青色発光ダイオード、９１　発光体モジュール、９３　白色発光ダイオード

Claims

　屋内で植物を栽培する植物栽培システムであって、
　前記植物を栽培するための仕切られた空間である栽培セルと、前記植物の栽培を管理する管理手段とを備え、
　前記栽培セルは、
　　前記植物を栽培するための移動可能なラックである栽培ラックと、
　　前記仕切られた空間への太陽光の入射を遮断する遮光手段を備え、
　　前記栽培ラックは、
　　　前記植物を栽培する栽培棚と、
　　　前記植物に照射する光を制御する光制御手段とを備え、
　　　前記栽培棚は、
　　　　前記光制御手段の制御の下で、複数の発光ダイオードを有する発光体モジュールの照射量を調整することにより前記植物に光を照射する光源と、
　　　　前記発光体モジュールの照射の下で前記植物を観測して観測データを取得し、取得した前記観測データを前記管理部に送信する観測手段とを備え、
　　　　前記発光体モジュールは、
　　　　　第１のスペクトルの光を発する１つの第１発光ダイオードと、
　　　　　前記第１発光ダイオードを中心とする第１円の円周上に配置され、第２のスペクトルの光を発するｍ（ｍは２以上の整数）個の第２発光ダイオードと
　　　　　前記第１発光ダイオードを中心とする第２円の円周上に配置され、第３のスペクトルの光を発するｎ（ｎは２以上の整数）個の第３発光ダイオードとを有し、
　　　　　前記第１のスペクトルと前記第２のスペクトルと前記第３のスペクトルとは互いに異なり、
　前記第２発光ダイオードは、前記第１発光ダイオードを始点として前記各第３発光ダイオードを通る半直線で分割された前記第１円のｎ個の弧のそれぞれに数が等しくなるように配置され、
　前記管理手段は、
　　前記観測データを前記観測手段から取得する受信手段と、
　　前記受信手段が取得した前記観測データを記憶するライブラリと、
　　前記受信手段が取得した前記観測データと前記ライブラリが記憶している前記植物と同種の植物の過去の観測データとを比較して、前記植物の収穫日を予測する計算手段を備える、
植物栽培システム。
　前記第１発光ダイオードは、白色又は緑色に発光するものであり、
　前記第２発光ダイオードは、３つ存在し、青色に発光するものであり、
　前記第３発光ダイオードは、３つ存在し、赤色に発光するものであり、
　前記３つの第２発光ダイオード及び前記３つの第３発光ダイオードは、それぞれ二等辺三角形を形成するように位置することを特徴とする、請求項１記載の植物栽培システム。
　前記発光ダイオードを収容する収容器具をさらに備え、
　前記収容器具は、
　　外部に放熱する放熱手段と、
　　前記発光ダイオードを外気から保護する封止手段とを有し、
　前記第３発光ダイオードは、発光ピークが前記植物内のフィトクロームの吸収ピークと一致するものであり、
　前記発光ダイオードは、前記収容器具に収容されて前記放熱手段と熱的に接続されることを特徴とする、請求項２記載の植物栽培システム。
　前記栽培ラック内にあり、前記植物を保持して水耕栽培を行うための容器と、
　前記発光ダイオードを冷却するための液体が流れる流路と、
　前記容器内の水の熱と前記流路内の液体の熱とを交換する液体間熱交換手段とをさらに備え、
　前記流路と前記放熱手段とは、熱的に接続されており、
　前記液体間熱交換手段が行う熱交換により、前記発光ダイオードを冷却しつつ、前記容器内の水温を保つことを特徴とする、請求項３記載の植物栽培システム。