WO2012111732A1 - 植物育成装置 - Google Patents

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WO2012111732A1
WO2012111732A1 PCT/JP2012/053617 JP2012053617W WO2012111732A1 WO 2012111732 A1 WO2012111732 A1 WO 2012111732A1 JP 2012053617 W JP2012053617 W JP 2012053617W WO 2012111732 A1 WO2012111732 A1 WO 2012111732A1
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WO
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plant
fine particle
radical
radicals
amount
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/053617
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English (en)
French (fr)
Inventor
幸広 桝田
前川　哲也
Original Assignee
パナソニック 株式会社
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G7/00—Botany in general
    • A01G7/06—Treatment of growing trees or plants, e.g. for preventing decay of wood, for tingeing flowers or wood, for prolonging the life of plants
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G27/00—Self-acting watering devices, e.g. for flower-pots

Definitions

  • the present invention relates to a plant growing apparatus using radicals.
  • Patent Literature 1 a plant growing device that suppresses the growth of mold fungi adhering to plant leaves or the like is known in order to suitably grow various plants such as tomatoes and eggplants (see, for example, Patent Document 1).
  • the plant growing device of Patent Literature 1 generates a nanometer-sized reducing mist (charged fine particle water) containing radicals and sprays the plant to suppress the generation of mold.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a plant growing apparatus that can more reliably suppress the growth of bacteria.
  • one embodiment of the present invention provides a plant growing device that supplies fine particles containing radicals to a plant.
  • the plant growing apparatus includes a fine particle generation unit that generates fine particles containing radicals so that the amount of radicals reaching the plant surface per hour is 5 ⁇ 10 ⁇ 9 g / cm 2 or more, and the fine particle generation unit Position change means for changing the relative position between the fine particle injection position and the plant is provided.
  • the fine particle generation unit preferably generates the fine particles containing the radicals so that the amount of the radicals reaching the plant surface per hour is 10 ⁇ 10 ⁇ 9 g / cm 2 or more.
  • the position changing means is configured to move at least one of the fine particle generation unit and the plant in the arrangement direction of the plurality of plants arranged.
  • the position changing means is configured to move at least one of the fine particle generation unit and the plant at least in the height direction of the plant.
  • the plant growing device includes radical measuring means for measuring the concentration of the radical in the vicinity of the plant, and when the concentration of the radical in the vicinity of the plant measured by the radical measuring means reaches a reference value, the position changing means is It is preferable to change the relative position between the fine particle generation unit and the plant.
  • the plant growing device includes a humidity measuring unit that measures the atmospheric humidity of the plant, and the fine particle generation unit changes the generation amount of the fine particles according to the humidity measured by the humidity measuring unit.
  • the fine particle generation unit includes a normal mode for releasing the fine particles containing a normal amount of radicals when the atmospheric humidity of the plant is lower than a threshold, and a larger amount than the normal amount when the atmospheric humidity of the plant is higher than the threshold. It is preferable to be configured to be switchable to a high concentration mode in which the fine particles containing the radicals are released.
  • the plant growing device includes color detection means for detecting the color of the leaf of the plant, and the fine particle generation unit is configured to detect the new leaf if the color of the leaf of the plant detected by the color detection means is a new leaf color. It is preferable to generate fine particles containing the radical.
  • the amount of radicals reached is a value converted to hydroxy radicals
  • the fine particle generation unit and the position changing means cooperate to reduce the amount of hydroxy radicals reached to the plant to 10 ⁇ 10 ⁇ 9 g / cm 2 per day. Adjust as above.
  • a plant growing apparatus for supplying radical-containing microparticles to a plant includes a microparticle generator that generates radical-containing microparticles, a microparticle injection port that discharges the radical-containing microparticles, and a radical arrival amount
  • a control circuit is provided that holds a determination reference value and performs control of driving the fine particle generation unit and control of changing a relative position between the fine particle injection port and the plant based on the radical arrival amount determination reference value.
  • control circuit holds a radical arrival amount determination reference value of 5 ⁇ 10 ⁇ 9 g / h ⁇ cm 2 or more in terms of hydroxy radical.
  • control circuit holds a radical arrival amount determination reference value of 10 ⁇ 10 ⁇ 9 g / day ⁇ cm 2 or more in terms of hydroxy radical.
  • (A) is a table
  • (b) is a graph which shows the measurement result of the radical arrival amount according to the position of a petri dish.
  • (A) (b) is a schematic block diagram of the plant growing apparatus in another example.
  • the plant growing device 10 includes a slide mechanism 11 provided along the arrangement direction of a plurality of plants P, and is arranged on the slide mechanism 11 and moves in the arrangement direction of the plant P. And a mist generation unit 12 that is enabled.
  • the slide mechanism 11 includes, for example, a guide rail 11a that is placed on a placement surface (not shown) such as the ground or a floor, and a base plate 11b that is movably attached on the guide rail 11a.
  • the mist generating part 12 is installed on the upper surface of the base plate 11b.
  • mist generating unit 12 will be described in detail.
  • the mist generating unit 12 includes an electrostatic atomizing unit 20 that mainly forms a box-shaped housing (not shown).
  • the support frame 21 constituting the electrostatic atomizing portion 20 is formed using an insulating resin material such as PBT resin, polycarbonate resin, PPS resin, and the like, and the main body is constituted by a substantially cylindrical cylindrical portion 21a. ing.
  • An annular fixed flange portion 21b that protrudes to the outer peripheral side is integrally formed at the base end portion (lower end portion in FIG. 2) of the cylindrical portion 21a.
  • a partition wall 21c that divides the internal space of the support frame 21 into an atomization space S1 and a sealed space S2 is integrally formed on the inner peripheral surface of the cylindrical portion 21a, and the radial center portion of the partition wall 21c is formed.
  • a communication hole 21d for communicating the atomization space S1 and the sealed space S2 is formed.
  • a plurality of air inflow holes 21e that communicate the atomization space S1 and the outer space of the cylinder part 21a are formed in a part surrounding the outer periphery of the atomization space S1 in the cylinder part 21a.
  • a ring-shaped counter electrode 22 is integrally provided on the distal end surface (upper end surface in FIG. 2) of the cylindrical portion 21a by insert molding or the like. The opening at the center of the counter electrode 22 is a mist discharge port 22a.
  • a metal discharge electrode 23 having conductivity is disposed inside the cylinder portion 21a.
  • the discharge electrode 23 has a substantially cylindrical shape extending along the axial direction of the cylindrical portion 21a, and a portion on the distal end side of the discharge electrode 23 has a conical shape with a diameter reduced toward the distal end.
  • the discharge electrode 23 has a spherical discharge portion 23a at the distal end portion, and an annular flange portion 23b that extends radially outward at the proximal end portion.
  • the discharge electrode 23 is disposed inside the cylindrical portion 21a in a state where the discharge portion 23a at the tip portion is disposed in the atomization space S1 and penetrates the communication hole 21d of the partition wall 21c. Further, the flange portion 23b of the discharge electrode 23 is disposed in the sealed space S2 and is in contact with the outer peripheral portion of the communication hole 21d in the partition wall 21c. A space is provided between the discharge electrode 23 and the counter electrode 22 arranged in this way.
  • a high voltage application plate 24 for applying a high voltage is connected to the base end of the discharge electrode 23. The high voltage application plate 24 extends to the outside of the cylindrical portion 21a and is connected to a power source such as a high voltage power supply circuit HV (see FIG. 3).
  • the cooling insulating plate 25 is accommodated in the sealed space S2.
  • the cooling insulating plate 25 is made of alumina (aluminum oxide), aluminum nitride, or the like having high thermal conductivity and electric resistance.
  • the cooling insulating plate 25 is in contact with the proximal end surface of the discharge electrode 23.
  • a Peltier module 26 is disposed so that a cooling insulating plate 25 is interposed between the discharge electrode 23 and the sealed electrode S.
  • the Peltier module 26 is configured by arranging a plurality of BiTe-based thermoelectric elements 29 between a pair of circuit boards 27 and 28 that are arranged to face each other in the thickness direction.
  • the circuit boards 27 and 28 are printed boards in which a circuit is formed on an insulating plate having high thermal conductivity (for example, alumina, aluminum nitride, etc.), and the circuits are respectively disposed on the surfaces of the pair of circuit boards 27 and 28 that face the outside. Is formed.
  • a plurality of thermoelectric elements 29 are electrically connected by this circuit.
  • thermoelectric element 29 is connected to a Peltier power source PS (see FIG. 3) via a Peltier input lead wire 30.
  • a Peltier module 26 When such a Peltier module 26 is energized to a plurality of thermoelectric elements 29 via a Peltier input lead wire 30, the one circuit board 27 in contact with the cooling insulating plate 25 is changed to the other circuit board 27. The heat moves toward.
  • the heat dissipating member 31 is for efficiently releasing heat transferred from the circuit board 27 on the discharge electrode 23 side toward the heat dissipating member 31 toward the circuit board 28 by energizing the thermoelectric element 29 to the outside air.
  • the heat radiating member 31 is made of alumina (aluminum oxide), aluminum nitride, or the like having high thermal conductivity, and the circuit board 28 that is not in contact with the cooling insulating plate 25 out of the pair of circuit boards 27 and 28. (The lower circuit board 28 in FIG. 2) is in contact.
  • the space between the communication hole 21d of the partition wall 21c and the discharge electrode 23 is sealed by a sealing member 32, and the sealed space S2 is maintained in a sealed state by the sealing member 32 and the heat radiating member 31.
  • the control unit CP shown in FIG. 3 can be a microcomputer.
  • the Peltier power source PS is electrically connected to the control unit CP and controlled by a control signal from the control unit CP.
  • the high voltage power supply circuit HV is electrically connected to the control unit CP and controlled by a control signal from the control unit CP.
  • the high-voltage power supply voltage detection circuit 35 detects a voltage value applied to the discharge electrode 23 by the high-voltage power supply circuit HV and outputs a high-voltage voltage signal corresponding to the detected voltage value to the control unit CP.
  • the discharge current detection circuit 36 detects a discharge current generated when a high voltage is applied to the discharge electrode 23 by the high-voltage power supply circuit HV, and outputs a discharge current signal corresponding to the detected discharge current to the control unit CP. .
  • the control unit CP controls on / off of the high-voltage power supply circuit HV, and is generated based on the high-voltage voltage signal input from the high-voltage power supply voltage detection circuit 35 and the discharge current signal input from the discharge current detection circuit 36.
  • a discharge voltage adjustment signal is output to the high voltage power supply circuit HV.
  • the high-voltage power supply has a voltage that enables stable electrostatic atomization by driving the high-voltage power supply circuit HV based on the discharge current adjustment signal, as well as the ON / OFF control signal for controlling on / off of the high-voltage power supply circuit HV. It is applied to the discharge electrode 23 from the circuit HV.
  • the discharge electrode 23 is cooled through the cooling insulating plate 25. Then, the air around the discharge electrode 23 is cooled, moisture in the air is condensed, and adheres to the surface of the discharge electrode 23. In the state where water is held on the surface of the discharge portion 23a, in particular, the surface of the discharge portion 23a, the discharge electrode 23 becomes a negative electrode and the charge is concentrated by the high-voltage power supply circuit HV between the discharge electrode 23 and the counter electrode 22. A high voltage is applied.
  • the water held in the discharge part 23a by the electrostatic force is pulled up toward the counter electrode 22 to form a shape called a Taylor cone.
  • the water held in the discharge part 23a receives a large amount of energy and repeats Rayleigh splitting to generate a large amount of charged fine particle water as mist.
  • the generated charged fine particle water is a mist discharge port of the counter electrode 22. It is discharged out of the atomization space S1 through 22a.
  • the charged fine particle water generated by the mist generating unit 12 contains radicals such as OH radicals (hydroxy radicals), and has an effect of suppressing the growth of fungi such as fungi.
  • the charged fine particle water contains a trace amount of ions and ozone in addition to the radicals, which can contribute to suppressing the growth of bacteria.
  • the ozone dose with respect to the plant P is 1 ppm ⁇ h or less at AOT40.
  • a felt member having a substantially square shape as prepared on the leaves of the plant P was prepared. Mold fungi (for example, anthrax) are applied to the nine felt members, and the felt members are arranged in a row at intervals of about 10 cm so that the mist discharge port of the electrostatic atomizer 20 faces the felt member in the center of the row.
  • the electrostatic atomization part 20 was arrange
  • the electrostatic atomizer 20 was operated for one hour within a predetermined time (in this embodiment, one day (24 hours)), and charged fine particle water containing radicals was sprayed onto the felt member.
  • the fungi of each felt member after spraying were observed to evaluate the bacteriostatic effect (effect of suppressing the growth of the fungus).
  • the radical amount in the electrostatic atomizer 20 is 0 ⁇ 10 ⁇ 6 g / h (without driving the electrostatic atomizer 20), 1.3 ⁇ 10 ⁇ 6 g / h, and 2.7 ⁇ 10.
  • the conditions are adjusted to ⁇ 6 g / h and 6.0 ⁇ 10 ⁇ 6 g / h.
  • This radical amount was captured by the trap liquid by operating the electrostatic atomizer 20 in a state where the petri dish containing pure water as the trap liquid and the mist discharge port of the electrostatic atomizer 20 were separated by 6 cm.
  • the radical amount was calculated by a spectrophotometer measurement described later.
  • the present inventor measured the amount of radicals contained in the charged fine particle water and specified the amount of radicals (radical arrival amount) useful for suppressing the growth of bacteria.
  • the method for measuring the amount of radicals contained in the charged fine particle water will be specifically described.
  • the present inventor prepared nine petri dishes containing pure water as a trap liquid instead of the felt member, arranged the petri dishes in a row at intervals of about 10 cm, and electrostatic atomized in the petri dish at the center of the rows.
  • the electrostatic atomization part 20 was arrange
  • the electrostatic atomizer 20 was operated for 1 hour, and charged fine particle water containing radicals was sprayed on the petri dish. After spraying, the amount of radicals that reached each petri dish was measured.
  • radicals generated in the electrostatic atomization unit 20 are changed into hydrogen peroxide mainly by the following reaction formula.
  • H 2 O 2 pack test reagent was used for the trap liquid after spraying for 1 hour. This H 2 O 2 pack test reagent is colored magenta if the target test solution (trap solution) contains hydrogen peroxide. The absorbance of the test solution was measured using an absorptiometer. An absorbance-concentration calibration curve at 555 nm was prepared in advance using an H 2 O 2 pack test reagent, and hydrogen peroxide was quantified based on the calibration curve to calculate the amount of radicals reached.
  • the horizontal axis is the position (distance cm) of each petri dish from the central petri dish facing the mist discharge port, and corresponds to the distance from the mist discharge port.
  • the vertical axis represents the amount of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), that is, the amount of radicals reached.
  • the amount is more preferably 10 ⁇ 10 ⁇ 9 g / cm 2 or more.
  • the amount of radicals reaching the plant P per day is preferably 10 ⁇ 10 ⁇ 9 g / cm 2 or more in terms of hydroxy radicals.
  • a control circuit such as the control unit CP holds a radical arrival amount determination reference value.
  • the control circuit can perform drive control of the electrostatic atomization unit 20 and control for changing the relative position between the mist generation unit 12 and the plant P based on the radical arrival amount determination reference value.
  • the radical reach determination criterion value may be 5 ⁇ 10 ⁇ 9 g / h ⁇ cm 2 or more in terms of hydroxy radical.
  • the radical arrival amount determination reference value may be 10 ⁇ 10 ⁇ 9 g / day ⁇ cm 2 or more in terms of hydroxy radical.
  • the base plate 11b can be driven in accordance with a command supplied from a control circuit such as the control unit CP to change the position of the mist generating unit 12.
  • the electrostatic atomizer 20 can be driven according to a command supplied from a control circuit such as the controller CP to change the amount of mist generated.
  • the plant growing apparatus 10 includes a slide mechanism 11 that changes the fine particle injection position of the mist generating unit 12 with respect to the plant P.
  • the slide mechanism 11 as the position changing means is configured to move the mist generating unit 12 as the fine particle generating unit in the arrangement direction of the plurality of plants P arranged. Therefore, the plant growing device 10 can efficiently supply charged fine particle water containing radicals to the plant P, and can enhance the disease suppression effect.
  • the mist generating unit 12 as the fine particle generating unit generates fine particles containing radicals so that the amount of the radicals reached per hour is 7 ⁇ 10 ⁇ 9 g / cm 2 or more.
  • the mist generating unit 12 sprays charged fine particle water on a specific plant P and then moves to the plant P, a period in which the charged fine particle water containing radicals is not sprayed on the specific plant P occurs.
  • the growth of bacteria is suppressed or slowed by radicals of the charged fine particle water already sprayed on the plant P.
  • the amount of radicals reached 10 ⁇ 10 ⁇ 9 g / cm 2 or more, the growth of bacteria attached to the plant P is further suppressed and the occurrence of diseases is suppressed. be able to.
  • the slide mechanism 11 as the position changing means is configured to move the mist generating unit 12 as the fine particle generating unit in the arrangement direction of the plurality of plants P arranged.
  • the slide mechanism 11 as the position changing means is configured to move the mist generating unit 12 as the fine particle generating unit in the arrangement direction of the plurality of plants P arranged.
  • the mist generating unit 12 generates fine particles containing both ions and ozone in addition to radicals. Thereby, in addition to the effect which suppresses the proliferation of the microbe by a radical, it becomes possible to suppress the proliferation of a microbe by ion and ozone.
  • the mist generating unit 12 Since the mist generating unit 12 generates nanometer-sized microparticles having a relatively small particle diameter, the mist generating unit 12 has good diffusibility, excellent permeability, and can further suppress bacterial growth.
  • the mist generating unit 12 generates charged fine particle water.
  • the plant P often has a potential of 0, that is, is in a grounded state. Since the particulate water is electrically charged, the particulate water is electrically attracted to the plant P. It becomes possible to supply water suitably.
  • the mist generating unit 12 includes a high-voltage power supply circuit HV that applies a voltage to the discharge electrode 23 and a thermoelectric element 29 that supplies a liquid to the discharge electrode 23. This makes it possible to generate charged fine particle water containing radicals, ions, and ozone with one apparatus.
  • Charged particulate water is generated from the electrostatic atomization unit 20 in a range where the ozone dose to the plant P (the integrated value of the ozone concentration during the growing period) is 1 ppm ⁇ h or less by the control unit CP. For this reason, excessive supply of ozone to the plant P can be suppressed, and inhibition of the growth of the plant P due to ozone can be suppressed.
  • thermoelectric element 29 constitutes the liquid supply unit, it is possible to save the trouble of replenishing the water in the tank, which is essential when water is supplied from the tank to the discharge electrode 23.
  • the position changing means is the slide mechanism 11 that moves the mist generating unit 12 in the arrangement direction of the plant P.
  • the position changing means may move the plant P with respect to the mist generating unit 12, for example.
  • the position changing means includes one rotating plate member 41 that supports a plurality of plants P and is driven to rotate.
  • the mist generating part 12 (electrostatic atomizing part 20) is arrange
  • the rotating plate member 41 rotates in accordance with a command supplied from a control circuit such as the control unit CP (see FIG. 3) to change the relative position between the mist generating unit 12 and the plant P.
  • the position changing means includes a belt conveyor 51.
  • the belt conveyor 51 includes two pulleys 52 and a belt member 53 that is installed on the pulley 52 and supports the plant P.
  • a plurality of mist generating units 12 are arranged along the belt conveyor 51.
  • the mist discharge port of each mist generating part 12 faces the plant P.
  • the pulley 52 rotates according to a command supplied from a control circuit such as the control unit CP (see FIG. 3)
  • the belt member 53 changes the relative position between the mist generating unit 12 and the plant P.
  • Both or one of the two pulleys 52 may be rotationally driven by a drive source.
  • the position changing means may change the fine particle injection position of the mist generating unit 12 without changing the position of the electrostatic atomizing unit 20 of the mist generating unit 12.
  • the mist generating part 12 includes a mist discharge cylinder part 110 connected to the mist discharge port 22a (see FIG. 2).
  • the position changing means includes a drive unit 111 including an actuator that moves only the mist discharge cylinder unit 110.
  • the drive part 111 moves the mist discharge
  • the driving of the driving unit 111 is controlled by the control unit CP.
  • the tip of the mist discharge cylinder 110 is the mist (fine particle) injection position.
  • a plurality of mist generating portions 12 are arranged in the arrangement direction of the plant P. These mist generating units 12 are individually controlled by the control unit CP.
  • the control unit CP apparently changes the fine particle injection position of the mist generation unit 12 with respect to the plant P by driving the mist generation unit 12 one by one or by driving the set of mist generation units 12 in a controlled sequence. can do. For example, the driving of one mist generating unit 12 associated with a specific plant P is stopped, and another mist generating unit 12 not associated with the specific plant P is driven to The fine particle injection position of the mist generating unit 12 is changed. In this configuration, the mist discharge port 22a (see FIG. 2) of each mist generator 12 is the mist (fine particle) injection position.
  • a long cylindrical connecting cylinder part 120 is connected to the mist discharge port 22a of the mist generating part 12.
  • a plurality of discharge ports 121 are formed in the longitudinal direction of the connecting cylinder portion 120.
  • An electromagnetic valve 122 is connected to each discharge port 121.
  • Each electromagnetic valve 122 is controlled by the controller CP.
  • the control unit CP apparently changes the fine particle injection position of the mist generation unit 12 with respect to the plant P by driving the electromagnetic valves 122 one by one or by driving the sets of the electromagnetic valves 122 in a controlled sequence. Can do.
  • the control unit CP opens one electromagnetic valve 122 associated with a specific plant P, closes another electromagnetic valve 122 not associated with the specific plant P, and then performs the operation. Thereby, the fine particle injection position of the mist generation part 12 with respect to the specific plant P will be changed.
  • each discharge port 121 is a mist (fine particle) injection position.
  • the mist discharge port formed in the casing of the mist generation unit 12 the mist discharge port 22a of FIG. 2, the tip of the mist discharge cylinder of FIG.
  • the discharge port 121 of the electromagnetic valve 122 is a non-limiting example of the fine particle injection port of the mist generating unit 12.
  • the position of the electrostatic atomizer 20 of the mist generator 12 remains the same, and the particle injection position (particulate injection) of the mist generator 12 remains unchanged.
  • charged fine particle water containing radicals can be efficiently supplied to the plant P, and the disease suppressing effect can be enhanced.
  • the electrostatic atomization unit 20 of the mist generation unit 12 is stationary, the charged fine particle water is generated (generated) more stably than when the electrostatic atomization unit 20 of the mist generation unit 12 is moved. be able to.
  • the position changing unit relatively moves the mist generating unit 12 in the arrangement direction of the plant P, but the position changing unit may move the mist generating unit 12 in the height direction of the plant P.
  • the position changing unit can include a height adjusting mechanism 72 using a jack 71 that expands and contracts in the height direction (vertical direction).
  • the position change means of FIG. 7 is the mist generating part 12 in the height direction of the plant P and the arrangement
  • the height adjusting mechanism 72 may move the mist generating unit 12 in the height direction a plurality of times for one plant P.
  • the position changing means moves the mist generating unit 12 upward in the height direction at a position corresponding to one plant P, and then moves the mist generating unit 12 to a position corresponding to the adjacent plant P to include radicals.
  • the mist generating unit 12 may be moved downward while the charged fine particle water is applied to the plant P. These operations may be repeated.
  • the position changing means may move the plant P with the mist generating unit 12 stationary, or may move both the mist generating unit 12 and the plant P.
  • bogie 81 which can move the ground of the cultivation space SS where the plant P is cultivated, and the mist generating part 12. .
  • the charged fine particle water containing radicals can be supplied to the plants P in the cultivation space SS by the automatic control carriage 81 that supports and moves the mist generating unit 12.
  • the automatic control type carriage 81 may be changed to a flying object such as a radio control (registered trademark) helicopter or an airplane.
  • the fine particle generation unit includes the electrostatic atomization unit 20 that generates nanometer-sized fine particles (charged fine particle water) containing radicals by electrostatic atomization, but the fine particle generation unit is electrostatic atomization.
  • Fine particles containing radicals may be generated by other methods. For example, there are an ultrasonic atomizer and a pressure atomizer, and the solution of the radical initiator can be atomized by ultrasonic waves or pressure.
  • thermoelectric element 29 is used as the liquid supply means for supplying water to the discharge electrode 23 constituting the electrostatic atomizer 20, but the present invention is not limited to this.
  • a configuration in which water is directly supplied to the discharge electrode 23 may be employed.
  • the liquid may be obtained by using zeolite used for dehumidification, warming the dehumidified zeolite with a heater, and collecting water evaporated from the zeolite.
  • control unit CP controls the electrostatic atomization unit 20 so that the ozone dose for the plant P is 1 ppm ⁇ h or less.
  • the present invention is not limited to this.
  • the control unit CP may control the electrostatic atomization unit 20 so that the ozone dose for the plant P is higher than 1 ppm ⁇ h.
  • the plant growing device 10 can be equipped with a measuring device (radical measuring means) that measures the amount or concentration of radicals around the plant P to be sprayed.
  • the position changing means switches the spray target to the next plant P when the radical amount measured by the measuring device reaches the reference value.
  • a hydrogen peroxide test paper is placed around the plant P, the test paper is imaged, and the color of the test paper is subjected to image processing to determine the L value in the L * a * b * color system. Since the hydrogen peroxide test paper is colored according to the amount (concentration) of radicals (hydrogen peroxide), the amount of radicals can be measured based on the color of the test paper.
  • the plant growing device 10 may adjust the generation amount of charged fine particle water according to the atmospheric humidity of the plant P, for example.
  • the plant growing device 10 includes a humidity measuring unit 90 that measures the atmospheric humidity of the plant P.
  • the measurement result by the humidity measuring unit 90 may be fed back to the control of the generation amount of charged fine particle water by the control unit CP.
  • the humidity setting unit 91 is connected to the control unit CP, and the humidity setting unit 91 sets, for example, 70% RH as the humidity threshold value. Then, when the humidity measured by the humidity measuring unit 90 is equal to or lower than the humidity threshold, the control unit CP charges the charged fine particle water containing a normal amount (10 ⁇ 10 ⁇ 9 g / cm 2 per hour) of radicals.
  • the electrostatic atomizing unit 20 is driven in a normal mode that releases.
  • the control unit CP drives the electrostatic atomizing unit 20 in a high concentration mode in which the radical amount is, for example, twice the normal amount.
  • the control unit CP can more appropriately suppress the growth of the bacteria by switching the electrostatic atomization unit 20 from the normal mode to the high concentration mode. it can.
  • a new leaf may be sensed according to the type of the plant P, and charged fine particle water may be supplied to the new leaf.
  • the control unit CP Controls the electrostatic atomization unit 20 to supply charged fine particle water to the plant P (new leaves).
  • the growth of bacteria is suppressed by generating charged fine particle water containing radicals so that the felt member is regarded as a leaf of the plant P and the radical arrival amount is 7 ⁇ 10 ⁇ 9 g / cm 2 or more.
  • the effect of further suppressing the growth of bacteria can be obtained by generating charged fine particle water containing radicals so that the amount of radicals reached is 10 ⁇ 10 ⁇ 9 g / cm 2 or more.
  • the growth of bacteria can be suppressed even with a radical arrival amount of 5 ⁇ 10 ⁇ 9 g / cm 2 or more. For this reason, it is good also as a structure which the arrival amount of the said radical per hour with respect to the plant P surface shall be 5x10 ⁇ -9 > g / cm ⁇ 2 > or more.

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Abstract

植物育成装置（１０）はミスト発生部（１２）とスライド機構（１１）を備える。ミスト発生部（１２）は、植物表面に対する１時間あたりのラジカルの到達量が５×１０－９ｇ／ｃｍ２以上となるようにラジカルを含む微粒子を発生させる。スライド機構（１１）は、ミスト発生部（１２）の微粒子噴射位置と植物（Ｐ）との相対位置を変更する。

Description

植物育成装置
　本発明は、ラジカルを利用した植物育成装置に関するものである。
　従来、トマトやナスなどの各種の植物を好適に育成するために、植物の葉等に付着するカビ菌の増殖を抑制させる植物育成装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の植物育成装置は、ラジカルを含むナノメータサイズの還元性ミスト（帯電微粒子水）を発生させて、植物に噴霧することでカビ菌の発生を抑えるようになっている。
特開２０１０－７５０９５号公報
　ところで、上記のような植物育成装置では、発生させるラジカルの量によってはカビ菌の増殖を抑えられない虞がある。
　本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、より確実に菌の繁殖を抑えることができる植物育成装置を提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明の一態様は、ラジカルを含む微粒子を植物に供給する植物育成装置を提供する。その植物育成装置は、植物表面に対する１時間あたりのラジカルの到達量が５×１０－９ｇ／ｃｍ２以上となるように前記ラジカルを含む微粒子を発生させる微粒子発生部と、記微粒子発生部の微粒子噴射位置と前記植物との相対的位置を変更する位置変更手段とを備える。
　微粒子発生部は、前記植物表面に対する１時間あたりの前記ラジカルの到達量が１０×１０－９ｇ／ｃｍ２以上となるように前記ラジカルを含む微粒子を発生させることが好ましい。
　位置変更手段は、複数配置される前記植物の配置方向に前記微粒子発生部及び前記植物の少なくとも一方を移動させるように構成されることが好ましい。
　位置変更手段は、少なくとも前記植物の高さ方向に、前記微粒子発生部及び前記植物の少なくとも一方を移動するよう構成されることが好ましい。
　植物育成装置は植物近傍の前記ラジカルの濃度を測定するラジカル測定手段を備え、前記ラジカル測定手段により測定された前記植物近傍の前記ラジカルの濃度が基準値に達したとき、前記位置変更手段は前記微粒子発生部と前記植物との相対位置を変更することが好ましい。
　植物育成装置は前記植物の雰囲気湿度を計測する湿度計測手段を備え、前記微粒子発生部は、前記湿度計測手段により計測された湿度に応じて前記微粒子の発生量を変更することが好ましい。
　微粒子発生部は、前記植物の雰囲気湿度が閾値以下の場合に通常量のラジカルを含む前記微粒子を放出する通常モードと、前記植物の雰囲気湿度が前記閾値より高い場合には前記通常量よりも多量のラジカルを含む前記微粒子を放出する高濃度モードとに切替可能に構成されることが好ましい。
　植物育成装置は植物の葉の色を検出する色検知手段を備え、前記微粒子発生部は、前記色検知手段にて検出された前記植物の葉の色が新葉の色であれば該新葉に対して前記ラジカルを含む微粒子を発生させることが好ましい。
　一例では、ラジカルの到達量は、ヒドロキシラジカル換算値であり、微粒子発生部及び位置変更手段は協働して、植物への一日のヒドロキシラジカルの到達量を１０×１０－９ｇ／ｃｍ２以上に調整する。
　本発明の別の側面に従う、ラジカルを含む微粒子を植物に供給する植物育成装置は、ラジカルを含む微粒子を発生させる微粒子発生部、前記ラジカルを含む微粒子を放出する微粒子噴射口、及び、ラジカル到達量判定基準値を保持し、前記ラジカル到達量判定基準値に基づき、前記微粒子発生部の駆動の制御と、前記微粒子噴射口と前記植物との相対位置を変更する制御を行う制御回路を備える。
　前記制御回路は、ヒドロキシラジカル換算で５×１０－９ｇ／ｈ・ｃｍ２以上のラジカル到達量判定基準値を保持していることが好ましい。
　前記制御回路は、ヒドロキシラジカル換算で１０×１０－９ｇ／ｄａｙ・ｃｍ２以上のラジカル到達量判定基準値を保持していることが好ましい。
　本発明によれば、より確実に菌の繁殖を抑えることができる植物育成装置を提供することができる。
本発明の実施形態における植物育成装置の概略図である。 ミスト発生部の概略図である。 ミスト発生部の電気回路のブロック図である。 （ａ）はラジカル量とシャーレの位置とに応じた菌増殖の評価結果を示す表であり、（ｂ）はシャーレの位置に応じたラジカル到達量の測定結果を示すグラフである。 別例における植物育成装置の概略構成図である。 別例における植物育成装置の概略構成図である。 別例における植物育成装置の概略構成図である。 （ａ）（ｂ）は、別例における植物育成装置の概略構成図である。 別例における植物育成装置の概略構成図である。 別例における植物育成装置の概略構成図である。 別例における植物育成装置の概略構成図である。 別例における植物育成装置の概略構成図である。 別例における植物育成装置の概略構成図である。
　（第１実施形態）
　以下、本発明の第１実施形態を図面に従って説明する。
　図１に示すように本実施形態の植物育成装置１０は、複数の植物Ｐの配置方向に沿って設けられるスライド機構１１と、このスライド機構１１上に配置されて前記植物Ｐの配置方向に移動可能とされるミスト発生部１２とを備える。
　スライド機構１１は、例えば地面や床などの図示しない載置面に載置されるガイドレール１１ａと、このガイドレール１１ａ上に移動可能に取り付けられたベース板１１ｂとを備えている。ベース板１１ｂの上面には前記ミスト発生部１２が設置されている。
　次に、ミスト発生部１２について詳細に説明する。
　図１及び２に示すように、ミスト発生部１２は、箱状の筐体（図示略）内部に主体を成す静電霧化部２０を備えている。この静電霧化部２０を構成する支持枠２１は、ＰＢＴ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＰＰＳ樹脂等の絶縁性樹脂材料を用いて形成されるとともに、略円筒状の筒部２１ａにて主体が構成されている。そして、筒部２１ａの基端部（図２において下端部）には、外周側に突出する円環状の固定フランジ部２１ｂが一体に形成されている。また、筒部２１ａの内周面には、支持枠２１の内部空間を霧化空間Ｓ１と密閉空間Ｓ２とに分割する隔壁２１ｃが一体に形成されるとともに、この隔壁２１ｃの径方向の中央部には、霧化空間Ｓ１と密閉空間Ｓ２とを連通する連通孔２１ｄが形成されている。さらに、筒部２１ａにおいて、霧化空間Ｓ１の外周を囲う部位には、霧化空間Ｓ１と筒部２１ａの外部空間とを連通する複数の空気流入孔２１ｅが形成されている。また、筒部２１ａの先端面（図２において上端面）には、リング状の対向電極２２がインサート成形等により一体に設けられている。この対向電極２２の中央部の開口は、ミスト放出口２２ａとなっている。
　筒部２１ａの内部には、導電性を有する金属製の放電電極２３が配置されている。放電電極２３は、筒部２１ａの軸方向に沿って延びる略円柱状をなすとともに、放電電極２３の先端側の部位は、先端に向かうにつれて縮径された円錐形状をなしている。また、放電電極２３は、その先端部に球状の放電部２３ａを有する一方で、その基端部に径方向外側に延設された円環状のフランジ部２３ｂを有する。
　放電電極２３は、先端部の放電部２３ａは霧化空間Ｓ１内に配置されるように、隔壁２１ｃの連通孔２１ｄを貫通した状態で、筒部２１ａの内部に配置されている。また、放電電極２３のフランジ部２３ｂは、密閉空間Ｓ２内に配置されるとともに、隔壁２１ｃにおける連通孔２１ｄの外周部分に当接している。このように配置された放電電極２３と対向電極２２との間には間隔が設けられている。また、放電電極２３の基端部には、高電圧を印加するための高電圧印加板２４が接続されている。高電圧印加板２４は、筒部２１ａの外部にまで延出されるとともに高圧電源回路ＨＶ（図３参照）などの電源に接続されている。
　密閉空間Ｓ２内には、冷却用絶縁板２５が収容されている。冷却用絶縁板２５は、熱伝導性及び耐電性の高いアルミナ（酸化アルミニウム）や窒化アルミニウム等にて形成されている。冷却用絶縁板２５は放電電極２３の基端面と当接している。
　また、密閉空間Ｓ２内には、放電電極２３との間に冷却用絶縁板２５が介在されるようにペルチェモジュール２６が配置されている。ペルチェモジュール２６は、厚さ方向に互いに対向して配置される一対の回路基板２７，２８間にＢｉＴｅ系の複数の熱電素子２９を配置して構成されている。回路基板２７，２８は、熱伝導性の高い絶縁板（例えばアルミナ、窒化アルミニウム等）に回路が形成されたプリント基板であり、回路は一対の回路基板２７，２８の対外に対向する面にそれぞれ形成されている。また、この回路によって複数の熱電素子２９が電気的に接続されている。さらに、熱電素子２９は、ペルチェ入力リード線３０を介してペルチェ用電源ＰＳ（図３参照）に接続されている。このようなペルチェモジュール２６は、ペルチェ入力リード線３０を介して複数の熱電素子２９に通電されると、冷却用絶縁板２５に当接された一方の回路基板２７から、他方の回路基板２７に向けて熱が移動するようになっている。
　また、支持枠２１の固定フランジ部２１ｂは放熱部材３１に固定されている。この放熱部材３１は、熱電素子２９への通電により放電電極２３側の回路基板２７から放熱部材３１側に回路基板２８に向けて搬送された熱を効率良く外気に放出するためのものである。放熱部材３１は、高熱伝導性を有するアルミナ（酸化アルミニウム）や窒化アルミニウム等にて形成されるとともに、一対の回路基板２７，２８のうち冷却用絶縁板２５に当接していない方の回路基板２８（図２おいて下側の回路基板２８）に当接している。
　また、隔壁２１ｃの連通孔２１ｄと放電電極２３との間が封止部材３２によって封止されており、この封止部材３２と放熱部材３１とによって密閉空間Ｓ２が密閉状態に維持されている。
　図３に示す制御部ＣＰは、マイクロコンピュータであり得る。前記ペルチェ用電源ＰＳは、制御部ＣＰに電気的に接続されるとともに、制御部ＣＰからの制御信号によって制御される。また、高圧電源回路ＨＶは、制御部ＣＰに電気的に接続されるとともに、制御部ＣＰからの制御信号により制御される。更に、高圧電源電圧検出回路３５は、高圧電源回路ＨＶが放電電極２３に印加する電圧値を検出するとともに、検出した電圧値に応じた高圧電圧信号を制御部ＣＰに出力する。また、放電電流検出回路３６は、高圧電源回路ＨＶによって放電電極２３に高電圧が印加されたときに生じる放電電流を検出し、検出した放電電流に応じた放電電流信号を制御部ＣＰに出力する。
　制御部ＣＰは、高圧電源回路ＨＶのオン・オフを制御し、また、高圧電源電圧検出回路３５から入力された高圧電圧信号及び放電電流検出回路３６から入力された放電電流信号に基づいて生成した放電電圧調整信号を高圧電源回路ＨＶに出力する。高圧電源回路ＨＶのオン・オフを制御するためのＯＮ／ＯＦＦ制御信号のみではなく、放電電流調整信号に基づき高圧電源回路ＨＶが駆動されることにより安定して静電霧化できる電圧が高圧電源回路ＨＶから放電電極２３に印加されるようになっている。
　図２及び図３に示すように、ミスト発生部１２では、ペルチェ用電源ＰＳによる熱電素子２９への通電により放電電極２３側の回路基板２７から放熱部材３１側の回路基板２７へ熱が移動される。この熱移動に伴って冷却用絶縁板２５を介して放電電極２３が冷却される。すると、放電電極２３の周囲の空気が冷却されて空気中の水分が結露して放電電極２３の表面に付着する。放電電極２３の特に放電部２３ａの表面に水が保持された状態で、放電電極２３がマイナス電極となって電荷が集中するように放電電極２３と対向電極２２との間に高圧電源回路ＨＶによって高電圧が印加される。すると、静電気力により放電部２３ａに保持された水が対向電極２２側に引き上げられてテイラーコーンと称される形状を形成する。そして、放電部２３ａに保持された水は、大きなエネルギーを受けてレイリー分裂を繰り返し、ミストとしての帯電微粒子水を大量に発生させるとともに、発生された帯電微粒子水は、対向電極２２のミスト放出口２２ａを通って霧化空間Ｓ１の外に放出される。このミスト発生部１２により発生する帯電微粒子水は、ＯＨラジカル（ヒドロキシラジカル）といったラジカルが含まれており、カビ菌等の菌の増殖を抑える効果がある。また、帯電微粒子水には前記ラジカルの他、微量のイオンやオゾンが含まれており、これらによっても菌の増殖を抑えることに寄与することができる。なお、オゾンについては植物Ｐに対するオゾンドース（育成期間のオゾン濃度を積算した値）がＡＯＴ４０で１ｐｐｍ・ｈ以下であることが望ましい。
　次に、ラジカルによる植物Ｐの葉に付着する菌の増殖抑制について説明する。
　本発明者は、次の手順でラジカルによる菌の増殖抑制を評価した。まず、植物Ｐの葉に見たてて略四角状のフェルト部材を用意した。９つのフェルト部材にカビ菌（例えば炭そ病菌）を塗布し、フェルト部材を約１０ｃｍ間隔で一列に配置し、その列の中央のフェルト部材に静電霧化部２０のミスト放出口が向くように静電霧化部２０を配置した。ミスト放出口と中央のフェルト部材との距離は約２０ｃｍである。この状態で、所定時間（本実施形態では１日（２４時間））の内の１時間だけ静電霧化部２０を動作させ、ラジカルを含む帯電微粒子水をフェルト部材に噴霧した。噴霧後の各フェルト部材のカビ菌を観察して静菌効果（菌の増殖を抑制する効果）を評価した。
　１日の内の１時間のみ噴霧した理由は、ミスト発生部１２と植物Ｐとの相対移動を想定したためである。上記実施形態の植物育成装置１０のミスト発生部１２は特定の植物Ｐに帯電微粒子水を噴霧した後にスライド機構１１にて次の植物Ｐに移動するので、上記実施形態を評価するのにも本実験結果は役立つ。
　なお、静電霧化部２０でのラジカル量は、０×１０－６ｇ／ｈ（静電霧化部２０の駆動無し）、１．３×１０－６ｇ／ｈ、２．７×１０－６ｇ／ｈ、６．０×１０－６ｇ／ｈの各条件に調整されている。このラジカル量は、トラップ液である純水を入れたシャーレと静電霧化部２０のミスト放出口とを６ｃｍ離間させた状態で静電霧化部２０を動作させ、トラップ液に捕捉されたラジカル量を、後述する吸光光度計測定により算出した。
　上記の実験結果を図４（ａ）に示す。なお、図４（ａ）（ｂ）及びこれ以降の説明において、ラジカル量が０×１０－６ｇ／ｈである場合に「０」と表示し、１．３×１０－６ｇ／ｈである場合に「１．３」と表示し、２．７×１０－６ｇ／ｈである場合に「２．７」と表示し、６．０×１０－６ｇ／ｈである場合に「６．０」と表示する。
　図４（ａ）に示すように、ラジカル量が「０」である場合には、静電霧化部２０のミスト放出口から左右方向へのずれ量が０～４０ｃｍのいずれの距離においても菌の顕著な生育が見られた。ラジカル量が「１．３」である場合には、前記ずれ量が０ｃｍである場合には菌の顕著な生育が見られず、前記ずれ量が１０ｃｍの場合には一部に菌の生育が見られ、前記ずれ量が２０～４０ｃｍの距離において菌の顕著な生育が見られた。ラジカル量が「２．７」である場合には、前記ずれ量が０～２０ｃｍである場合には菌の顕著な生育が見られず、前記ずれ量が３０～４０ｃｍである場合には一部に菌の生育が見られた。ラジカル量が「６．０」である場合には、前記ずれ量が０～４０ｃｍの全ての距離において菌の顕著な生育が見られなかった。
　また、本発明者は帯電微粒子水に含まれるラジカル量の測定し、菌の増殖を抑えることに有用であるラジカル量（ラジカル到達量）を特定した。
　帯電微粒子水に含まれるラジカル量の測定方法について具体的に説明する。
　本発明者は、前記フェルト部材の代わりに、トラップ液である純水を入れたシャーレを９つ用意し、シャーレを約１０ｃｍ間隔で一列に配置し、その列の中央のシャーレに静電霧化部２０のミスト放出口が向くように静電霧化部２０を配置した。ミスト放出口と中央のシャーレとの距離は約２０ｃｍである。この状態で静電霧化部２０を１時間動作させ、ラジカルを含む帯電微粒子水をシャーレに噴霧した。噴霧後、各シャーレに到達したラジカル量を計測した。
　ここで、静電霧化部２０で発生したラジカルは、主に次の反応式で過酸化水素へと変化する。
　　・ＯＨ＋・ＯＨ→Ｈ２Ｏ２・・・（１）
　このため、トラップ液中のＨ２Ｏ２の量は、ラジカル到達量に対応する。１時間噴霧後のトラップ液にＨ２Ｏ２パックテスト試薬を用いた。このＨ２Ｏ２パックテスト試薬は、対象となる試験液（トラップ液）に過酸化水素が含まれていれば、赤紫色に呈色する。吸光光度計を用いて試験液の吸光度を測定した。Ｈ２Ｏ２パックテスト試薬により５５５ｎｍにおける吸光度－濃度の検量線を予め作成しておき、その検量線に基づいて過酸化水素の定量を行い、ラジカル到達量を算出した。
　上記の実験結果を図４（ｂ）に示す。図４（ｂ）では横軸はミスト放出口に対面する中央のシャーレからの各シャーレの位置（距離ｃｍ）であり、ミスト放出口からの距離に対応する。縦軸は過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）の量すなわちラジカル到達量を示す。
　図４（ａ）（ｂ）より、植物Ｐへのラジカルの到達量が７×１０－９ｇ／ｃｍ２以上であると菌の生育が一部にしか見られておらず、菌の増殖が抑えられることがわかる。また、図４（ａ）（ｂ）より、植物Ｐへのラジカルの到達量が１０×１０－９ｇ／ｃｍ２以上であると、菌の増殖を更に抑えられることがわかる。、図４（ａ）（ｂ）から１時間あたりの植物Ｐへのラジカルの到達量は７×１０－９ｇ／ｃｍ２以上であることが好ましく、１時間あたりの植物Ｐへのラジカルの到達量は１０×１０－９ｇ／ｃｍ２以上であると更に好ましいことがわかる。また、上記実験では２４時間の内の１時間のみ、１０×１０－９ｇ／ｃｍ２以上でラジカルを含む帯電微粒子を菌に噴霧すれば、少なくともその後２３時間にわたり菌の顕著な生育が見られず、菌の増殖を抑えられることも分かった。従って、一日の植物Ｐへのラジカルの到達量は、ヒドロキシラジカル換算で１０×１０－９ｇ／ｃｍ２以上であることが好ましい。
　一例では、制御部ＣＰのような制御回路は、ラジカル到達量判定基準値を保持している。制御回路は、ラジカル到達量判定基準値に基づいて、静電霧化部２０の駆動制御と、ミスト発生部１２と植物Ｐとの相対位置を変更する制御とを行うことができる。ラジカル到達量判定基準値は、ヒドロキシラジカル換算で５×１０－９ｇ／ｈ・ｃｍ２またはそれ以上であり得る。ラジカル到達量判定基準値は、ヒドロキシラジカル換算で１０×１０－９ｇ／ｄａｙ・ｃｍ２またはそれ以上であってもよい。ベース板１１ｂは制御部ＣＰのような制御回路から供給される指令に従い駆動して、ミスト発生部１２の位置を変更することができる。静電霧化部２０は、制御部ＣＰのような制御回路から供給される指令に従い駆動して、ミスト発生量を変更することができる。
　次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
　（１）植物育成装置１０は、植物Ｐに対するミスト発生部１２の微粒子噴射位置を変更するスライド機構１１を備える。このように、位置変更手段としてのスライド機構１１は、複数配置される植物Ｐの配置方向に微粒子発生部としてのミスト発生部１２を移動させるように構成される。従って、植物育成装置１０は、ラジカルを含む帯電微粒子水を効率よく植物Ｐに供給することができ、病気抑制効果を高めることができる。また、微粒子発生部としてのミスト発生部１２は、１時間あたりの前記ラジカルの到達量が７×１０－９ｇ／ｃｍ２以上となるようにラジカルを含む微粒子を発生させる。ミスト発生部１２が特定の植物Ｐに帯電微粒子水を噴霧し、その後、その植物Ｐに対して移動したとき、その特定の植物Ｐにラジカルを含む帯電微粒子水が噴霧されない期間が発生する。しかし、既にその植物Ｐに噴霧された帯電微粒子水のラジカルによって菌の増殖は抑えられるあるいは遅くなる。また、ラジカルの到達量が１０×１０－９ｇ／ｃｍ２以上となるようにラジカルを含む帯電微粒子水を発生させることで、植物Ｐに付着した菌の増殖をより抑えて病気の発生を抑えることができる。
　（２）位置変更手段としてのスライド機構１１は、複数配置される前記植物Ｐの配置方向に微粒子発生部としてのミスト発生部１２を移動させるように構成される。このような構成により、例えば一般的に一方向に長く配置した状態で栽培される植物Ｐに対して１つの装置１０で効率よく帯電微粒子水（微粒子）を供給することができる。
　（３）ミスト発生部１２は、ラジカルに加えてイオン及びオゾンの両方を含む微粒子を発生させる。これにより、ラジカルによる菌の増殖を抑える効果に加えて、イオン及びオゾンにて菌の増殖を抑えることが可能となる。
　（４）ミスト発生部１２は、比較的粒子径の小さいナノメータサイズの微粒子を発生させるため、拡散性が良く、浸透性も優れ、菌の増殖をより抑えることが可能となる。
　（５）ミスト発生部１２は、帯電微粒子水を発生させる。ここで、植物Ｐは電位が０、つまり接地した状態であることが多く、微粒子水が帯電していることによってその微粒子水が電気的に植物Ｐに引き寄せられるため、植物Ｐに対して帯電微粒子水を好適に供給することが可能となる。
　（６）ミスト発生部１２は、放電電極２３に電圧を印加する高圧電源回路ＨＶと、放電電極２３に液体を供給する熱電素子２９とを備える。これによって１つの装置でラジカル、イオン及びオゾンを含む帯電微粒子水を１つの装置で発生させることが可能となる。
　（７）制御部ＣＰによって植物Ｐに対するオゾンドース（育成期間のオゾン濃度の積算値）が１ｐｐｍ・ｈ以下となる範囲で帯電微粒子水が静電霧化部２０から発生される。このため、オゾンを植物Ｐに過剰供給することを抑えることができ、オゾンによる植物Ｐの育成の阻害を抑えることができる。
　（８）熱電素子２９にて液体供給部を構成しているため、タンクから水を放電電極２３に供給する場合に必須となるタンク内の水の補給といった手間を省くことができる。
　尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
　・上記実施形態では、位置変更手段は、植物Ｐの配置方向にミスト発生部１２を移動させるスライド機構１１である。しかし、位置変更手段は、例えばミスト発生部１２に対して植物Ｐを移動させてもよい。
　例えば図５の例では、位置変更手段は、複数の植物Ｐを支持する、回転駆動される１つの回転板部材４１を含む。ミスト発生部１２（静電霧化部２０）は、例えば回転板部材４１の径方向外側に配置され、ミスト放出口は植物Ｐを向くように回転板部材４１の中心を向いている。回転板部材４１は、制御部ＣＰ（図３参照）のような制御回路から供給される指令に従って回転して、ミスト発生部１２と植物Ｐとの相対位置を変更する。
　図６の例では、位置変更手段は、ベルトコンベア５１を含む。このベルトコンベア５１は、２つのプーリー５２と、プーリー５２に架設され、植物Ｐを支持するベルト部材５３とを含む。複数のミスト発生部１２（静電霧化部２０）が、ベルトコンベア５１に沿って配列されている。各ミスト発生部１２のミスト放出口は植物Ｐを向いている。制御部ＣＰ（図３参照）のような制御回路から供給される指令に従ってプーリー５２が回転することにより、ベルト部材５３はミスト発生部１２と植物Ｐとの相対位置を変更する。２つのプーリー５２のうちの両方または一方が駆動源により回転駆動されてもよい。
　図１１～図１３に示すように、位置変更手段は、ミスト発生部１２の静電霧化部２０の位置を変更せずにミスト発生部１２の微粒子噴射位置を変更してもよい。
　例えば図１１の例では、ミスト発生部１２は、ミスト放出口２２ａ（図２参照）と接続されるミスト放出筒部１１０を含む。位置変更手段は、ミスト放出筒部１１０のみを移動させるアクチュエータからなる駆動部１１１を含む。駆動部１１１は、ミスト放出筒部１１０を植物Ｐの配置方向に沿った長尺上のガイドレール１１２に沿って移動させる。前記駆動部１１１は制御部ＣＰにてその駆動が制御される。なお、本構成においてはミスト放出筒部１１０の先端がミスト（微粒子）噴射位置である。
　図１２の例では、植物Ｐの配置方向に複数のミスト発生部１２が配置されている。これらミスト発生部１２が個別に制御部ＣＰにより制御される。制御部ＣＰは、ミスト発生部１２を一つずつ駆動する、または、ミスト発生部１２の組を制御された順次で駆動することにより、植物Ｐに対するミスト発生部１２の微粒子噴射位置を見かけ上変更することができる。例えば特定の植物Ｐに対応付けられた一ミスト発生部１２の駆動を停止し、その特定の植物Ｐに対応付けられていない別のミスト発生部１２を駆動することで、その特定の植物Ｐに対するミスト発生部１２の微粒子噴射位置が変更される。なお、本構成においては各ミスト発生部１２のミスト放出口２２ａ（図２参照）がミスト（微粒子）噴射位置である。
　図１３の例では、ミスト発生部１２のミスト放出口２２ａに長尺筒状の連結筒部１２０が連結されている。この連結筒部１２０の長手方向において複数の放出口１２１が形成されている。各放出口１２１に電磁弁１２２が接続されている。各電磁弁１２２は制御部ＣＰにて制御される。制御部ＣＰは、電磁弁１２２を一つずつ駆動する、または、電磁弁１２２の組を制御された順次で駆動することにより、植物Ｐに対するミスト発生部１２の微粒子噴射位置を見かけ上変更することができる。制御部ＣＰは、例えば、特定の植物Ｐに対応付けられた一電磁弁１２２を開き、その特定の植物Ｐに対応付けられていない別の電磁弁１２２を閉じ、その後、る。これにより、その特定の植物Ｐに対するミスト発生部１２の微粒子噴射位置が変更されることとなる。なお、本構成においては、各放出口１２１がミスト（微粒子）噴射位置である。
　図１、図５乃至図８、図１１のミスト発生部１２の筐体に形成されたミスト放出口、図２のミスト放出口２２ａであり、図１１のミスト放出筒部の先端、図１３の電磁弁１２２の放出口１２１は、ミスト発生部１２の微粒子噴射口の非限定的な例である。
　上述した図５、図６、図１１、図１２及び図１３の位置変更手段は、ミスト発生部１２の静電霧化部２０の位置はそのままで、ミスト発生部１２の微粒子噴射位置（微粒子噴射口の位置）と植物Ｐとの位置を変化させることで、ラジカルを含む帯電微粒子水を効率よく植物Ｐに供給することができ、病気抑制効果を高めることができる。また、ミスト発生部１２の静電霧化部２０は不動であるため、ミスト発生部１２の静電霧化部２０を移動させる場合と比較して安定して帯電微粒子水を生成（発生）することができる。
　・上記実施形態では、位置変更手段は植物Ｐの配置方向にミスト発生部１２を相対移動させるが、位置変更手段は植物Ｐの高さ方向にミスト発生部１２を移動させてもよい。例えば、図７の例では、位置変更手段は高さ方向（上下方向）に伸縮するジャッキ７１を用いた高さ調整機構７２を含むことができる。なお、図７の位置変更手段は、高さ調整機構７２と上記実施形態のスライド機構１１との協働により、植物Ｐの高さ方向及び植物Ｐの配置方向（水平方向）にミスト発生部１２を移動させることができる。
　高さ調整機構７２は、１つの植物Ｐに対して複数回高さ方向にミスト発生部１２を移動させてもよい。位置変更手段は１つの植物Ｐに対応する位置で高さ方向における上方向にミスト発生部１２を移動し、その後、隣の植物Ｐに対応する位置にミスト発生部１２を移動し、ラジカルを含む帯電微粒子水を植物Ｐに当てながらミスト発生部１２を下方向に移動させてもよい。また、これらの動作を繰り返してもよい。勿論、位置変更手段は、ミスト発生部１２を不動として植物Ｐを移動させてもよく、また、ミスト発生部１２及び植物Ｐの両方を移動させてもよい。
　・図８に示すように植物Ｐが栽培される栽培空間ＳＳの地面を隈なく移動することが可能な自動制御型台車８１と、ミスト発生部１２とで植物育成装置１０を構成してもよい。このような構成とすることで、ミスト発生部１２を支持して移動する自動制御型台車８１により栽培空間ＳＳ内の植物Ｐに対して隈なくラジカルを含む帯電微粒子水を供給することができる。自動制御型台車８１を、ラジコン（登録商標）ヘリや飛行機のような上空飛行物に変更しても良い。
　・上記実施形態では、微粒子発生部は、静電霧化によってラジカルを含むナノメータサイズの微粒子（帯電微粒子水）を発生させる静電霧化部２０を含むが、微粒子発生部は、静電霧化以外の方法によってラジカルを含む微粒子を発生してもよい。例えば超音波霧化装置や加圧式霧化装置などがあり、ラジカル開始剤の溶液を超音波や圧力によって微粒子化させることが可能となる。
　・上記実施形態では、静電霧化部２０を構成する放電電極２３に対して水を供給する液体供給手段として熱電素子２９を用いたが、これに限らない。例えば、放電電極２３に対して水を直接供給する構成を採用してもよい。また、例えば除湿に用いるゼオライトにより構成され、除湿したゼオライトをヒータで温め、ゼオライトから蒸発した水分を集めることで液体を取得してもよい。
　・上記実施形態では、植物Ｐに対するオゾンドースを１ｐｐｍ・ｈ以下となるように制御部ＣＰは静電霧化部２０を制御したが、これに限らない。例えばオゾンに対して比較的耐性のあるものであれば植物Ｐに対するオゾンドースを１ｐｐｍ・ｈより高くなるように制御部ＣＰは静電霧化部２０を制御してもよい。
　・植物育成装置１０は、噴霧対象である植物Ｐ周囲のラジカルの量または濃度を測定する測定装置（ラジカル測定手段）を備えることができる。位置変更手段は、その測定装置によって測定されたラジカル量が基準値に達したときに、次の植物Ｐに噴霧対象を切り替える。このような構成とすることで、より細かい制御を実施することができ、好適に植物Ｐに対してラジカルを含む帯電微粒子水を供給することができる。
　なお、測定装置の例として次の２つが考えられる。
　（Ｘ）植物Ｐ周囲の空気を純水にてトラップし、試薬で呈色、分光器を用いて検量線によりラジカル濃度を算出する。
　（Ｙ）植物Ｐ周囲に過酸化水素試験紙を配置し、この試験紙を撮像し、この試験紙の色を画像処理してＬ＊ａ＊ｂ＊表色系におけるＬ値にて判断する。過酸化水素試験紙はラジカル（過酸化水素）の量（濃度）に応じて呈色するので、試験紙の色に基づいてラジカルの量を測定することができる。
　・植物育成装置１０は、例えば植物Ｐの雰囲気湿度によって帯電微粒子水の発生量を調整してもよい。図９の例では、植物育成装置１０は、植物Ｐの雰囲気湿度を計測する湿度計測部９０を備える。この湿度計測部９０による計測結果を前記制御部ＣＰによる帯電微粒子水発生量の制御にフィードバックしてもよい。具体的には制御部ＣＰに湿度設定部９１を接続し、この湿度設定部９１にて例えば７０％ＲＨを湿度閾値として設定する。そして、制御部ＣＰは湿度計測部９０にて計測された湿度が湿度閾値以下である場合には、通常量（１時間あたりに１０×１０―９ｇ／ｃｍ２）のラジカルを含む帯電微粒子水を放出する通常モードで静電霧化部２０を駆動する。制御部ＣＰは、湿度計測部９０にて計測された湿度が湿度閾値より高いと場合には、ラジカル量を例えば通常量の２倍とする高濃度モードで静電霧化部２０を駆動する。このように、菌の増殖が危惧される湿度が比較的高い場合には、制御部ＣＰは静電霧化部２０を通常モードから高濃度モードに切り替えることで菌の増殖をより好適に抑えることができる。
　・上記実施形態において、例えば植物Ｐの種類に応じて新葉をセンシングしてその新葉に対して帯電微粒子水を供給してもよい。図１０に例では、色センサ１００にて対象となる植物Ｐ（葉）の色をセンシングし、それが色設定部１０１に予め設定された新葉の色であると判定されば、制御部ＣＰは静電霧化部２０を制御して植物Ｐ（新葉）に対して帯電微粒子水を供給する。このように抵抗力の低い新葉に対して特に帯電微粒子水を供給することで新葉並びに植物Ｐ全体を菌から守ることができる。
　・上記実施形態では、フェルト部材を植物Ｐの葉に見立てて７×１０－９ｇ／ｃｍ２以上のラジカル到達量となるようにラジカルを含む帯電微粒子水を発生させることで菌の増殖抑制効果が得られることが分かった。また更に１０×１０－９ｇ／ｃｍ２以上のラジカル到達量となるようにラジカルを含む帯電微粒子水を発生させることで菌の増殖をより抑制させる効果が得られることが分かった。しかしながら、例えば上記実施形態の実験結果を踏まえて実際の植物Ｐにおいては５×１０－９ｇ／ｃｍ２以上のラジカル到達量であっても菌の増殖を抑えることが可能であると類推できる。このため、植物Ｐ表面に対する１時間あたりの前記ラジカルの到達量が５×１０－９ｇ／ｃｍ２以上とする構成としてもよい。
　・変更例同士を組合せてもよい。

Claims (12)

  1. 　ラジカルを含む微粒子を植物に供給する植物育成装置であって、
    　植物表面に対する１時間あたりのラジカルの到達量が５×１０－９ｇ／ｃｍ２以上となるように前記ラジカルを含む微粒子を発生させる微粒子発生部と、
    　前記微粒子発生部の微粒子噴射位置と前記植物との相対的位置を変更する位置変更手段とを備えたことを特徴とする植物育成装置。
  2. 　請求項１に記載の植物育成装置において、
    　前記微粒子発生部は、前記植物表面に対する１時間あたりの前記ラジカルの到達量が１０×１０－９ｇ／ｃｍ２以上となるように前記ラジカルを含む微粒子を発生させることを特徴とする植物育成装置。
  3. 　請求項１又は２に記載の植物育成装置において、
    　前記位置変更手段は、複数配置される前記植物の配置方向に前記微粒子発生部及び前記植物の少なくとも一方を移動させるように構成されたことを特徴とする植物育成装置。
  4. 　請求項１又は２に記載の植物育成装置において、
    　前記位置変更手段は、少なくとも前記植物の高さ方向に、前記微粒子発生部及び前記植物の少なくとも一方を移動するよう構成されたことを特徴とする植物育成装置。
  5. 　請求項１～４のいずれか一項に記載の植物育成装置において、
    　前記植物近傍の前記ラジカルの濃度を測定するラジカル測定手段を備え、
    　前記ラジカル測定手段により測定された前記植物近傍の前記ラジカルの濃度が基準値に達したとき、前記位置変更手段は前記微粒子発生部と前記植物との相対位置を変更することを特徴とする植物育成装置。
  6. 　請求項１～５のいずれか一項に記載の植物育成装置において、
    　前記植物の雰囲気湿度を計測する湿度計測手段を備え、
    　前記微粒子発生部は、前記湿度計測手段により計測された湿度に応じて前記微粒子の発生量を変更することを特徴とする植物育成装置。
  7. 　請求項６に記載の植物育成装置において、
    　前記微粒子発生部は、前記植物の雰囲気湿度が閾値以下の場合に、通常量のラジカルを含む前記微粒子を放出する通常モードと、前記植物の雰囲気湿度が前記閾値より高い場合に、前記通常量よりも多量のラジカルを含む前記微粒子を放出する高濃度モードとに切替可能に構成されたことを特徴とする植物育成装置。
  8. 　請求項１～７のいずれか一項に記載の植物育成装置において、
    　前記植物の葉の色を検出する色検知手段を備え、
    　前記微粒子発生部は、前記色検知手段にて検出された前記植物の葉の色が新葉の色であれば該新葉に対して前記ラジカルを含む微粒子を発生させることを特徴とする植物育成装置。
  9. 　請求項１に記載の植物育成装置において、
    　前記ラジカルの到達量は、ヒドロキシラジカル換算値であり、前記微粒子発生部と前記位置変更手段は協働して、前記植物への一日の前記ラジカルの到達量を１０×１０－９ｇ／ｃｍ２以上に調整することを特徴とする植物育成装置。
  10. 　ラジカルを含む微粒子を発生させる微粒子発生部と、
    　前記ラジカルを含む微粒子を放出する微粒子噴射口と、
    　ラジカル到達量判定基準値を保持し、前記ラジカル到達量判定基準値に基づき、前記微粒子発生部の駆動の制御、及び、前記微粒子噴射口と植物との相対位置を変更する制御を行う制御回路とを備えることを特徴とする、ラジカルを含む微粒子を植物に供給する植物育成装置。
  11. 　請求項１０に記載の植物育成装置において、前記制御回路は、ヒドロキシラジカル換算で５×１０－９ｇ／ｈ・ｃｍ２以上のラジカル到達量判定基準値を保持していることを特徴とする植物育成装置。
  12. 　請求項１０に記載の植物育成装置において、前記制御回路は、ヒドロキシラジカル換算で１０×１０－９ｇ／ｄａｙ・ｃｍ２以上のラジカル到達量判定基準値を保持していることを特徴とする植物育成装置。
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