WO2017026390A1 - 苗木育成装置及び苗木育成方法 - Google Patents

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seedling
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安栗嘉雄
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農事組合法人三国バイオ農場
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Definitions

  • the present invention relates to a seedling growing apparatus and method for artificially growing seedlings of ornamental plants and medicinal plants, and grafted seedlings thereof in addition to vegetable seedlings.
  • Patent Document 1 describes a method of replanting seedlings for cultivation on land in a greenhouse and growing them using an environmental control device including an air conditioner, a lighting device, an ozone generator, and a controller. .
  • the control unit controls the temperature, humidity, illuminance, light irradiation time, and ozone concentration according to the type of seedling, and when the lack of sunshine is detected, the lighting device appropriately controls lighting to compensate for this.
  • Patent Document 2 describes an apparatus in which a frame having a plurality of shelves is installed in a container or a building and plants are grown on each shelf.
  • Each shelf is provided with a culture platen, three primary color lighting LEDs for plant cultivation, a lighting lifting device, a beam light source as a plant height detection means, and a light receiver.
  • the lifting device is controlled to change so that the height of the LED for illumination is maintained at a certain distance from the height of the plant, thereby performing stable cultivation under a certain illuminance.
  • Patent Document 3 has an insertion part in which a plurality of holes for inserting the roots of cultivated plants are arranged in an installed small case, and controls the temperature, humidity, and lighting cultivation environment in the small case.
  • a cultivation apparatus has been proposed. In this cultivation apparatus, negatively charged fine water droplets are further supplied to a part of the cultivated plant for intensive growth.
  • Patent Document 4 grafted seedlings cultivated in a curing facility covered with a light-shielding covering material are grown while being moved in a breeding bed area covered with a covering material made of a translucent material.
  • a cultivation device is described.
  • a warm water section is arranged under the floor and a water spray section is arranged on the ceiling side, and each pallet on a plurality of rails is configured to be movable on the floor by a chain conveyor.
  • Each pallet is equipped with a plant cultivation pot having a large number of recesses and having through holes formed in the bottom thereof.
  • Cell-shaped grafted seedlings in each recess of the plant cultivation pot are adapted to receive watering during transportation.
  • Patent Document 1 Since the device described in Patent Document 1 is a growth using planting seedling roots in the ground and utilizing sunlight (external light), it does not realize the growth in an artificial growth environment, There is a certain limit to uniform growth.
  • the devices described in Patent Documents 2 and 3 plant cultivated plants in frame shelves or insertion holes in a small case, and grow them in a predetermined cultivation environment. There is a limit to application to large-scale cultivation that grows at once, and the cultivation environment may not be uniform depending on the position in the frame or small case, so the cultivation result may vary depending on the position of the cultivation plant .
  • Patent Document 4 has a configuration in which a grown seedling is placed on a pallet and moved in a house by a chain conveyor. However, since the house is a translucent material, it is grown using external light and is artificial. It does not realize training in a training environment, and uniform training has certain limits.
  • the present invention has been made in view of the above, and provides a seedling growing apparatus and method capable of uniformly growing on a large scale while moving a large number of seedlings in an artificial growth environment. .
  • a seedling growing device includes a mounting portion on which a plurality of seedlings are mounted, and is mounted on the cart that travels along a peripheral circuit in a light-shielded and heat-insulated indoor space, and is mounted on the mounting portion.
  • a semiconductor light-emitting element that irradiates light to a plurality of seedlings mounted; a watering unit that is installed at a suitable location in the peripheral circuit and sprays water to the plurality of seedlings mounted on the mounting part; and the indoor
  • a temperature / humidity environment generation unit that forms a predetermined temperature / humidity environment and a control unit that artificially generates a day / night light environment by turning on and off the semiconductor light emitting element are provided.
  • the seedling growing method according to the present invention is the seedling growing method for growing a plurality of seedlings mounted on a carriage mounting portion that travels along a peripheral circuit in a light-shielded and heat-insulated indoor space.
  • the trolley is continuously circulated in the circuit until the seedling grows, and during that time, the plurality of seedlings mounted on the mounting portion by turning on and off the light irradiation from the semiconductor light emitting element mounted on the cart Generation of artificial day / night light environment, water spraying to a plurality of seedlings mounted on the mounting unit by a watering unit installed in a proper position in the circuit, and the indoor by the temperature / humidity environment generating unit Is set for a predetermined temperature and humidity environment.
  • the circulating operation of the carriage is continuously or intermittently performed until a plurality of seedlings mounted on the mounting section are grown, during which light irradiation from the semiconductor light emitting element mounted on the carriage is performed.
  • Generation of an artificial day / night lighting environment to each seedling by turning on / off, spraying of water to each seedling by the watering part, and setting of the temperature and humidity environment are performed.
  • the room is light-shielded and insulated from the outside, the growing environment is made more uniform, and even if there is a difference in the growing environment depending on the indoor position as each seedling moves inside the room, it is absorbed Therefore, even in a large scale, it is possible to grow in a more uniform environment.
  • a large number of seedlings can be uniformly grown on a large scale while moving around in an artificial growth environment.
  • FIG. 1 It is the schematic which shows the relationship between the seedling growing apparatus which concerns on this invention, an inside, and an external building. It is a top view which shows the surrounding structure of the seedling growing apparatus which concerns on this invention. It is a figure explaining a surrounding structure, (A) is the structure of a turn part, (B) is a bottom view of a trolley
  • FIG. 1 It is a front view which shows the structure of a trolley
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the relationship between a seedling growing apparatus according to the present invention and internal and external buildings. Note that FIG. 1 is drawn by shortening the straight path direction of the peripheral circuit for drawing.
  • the seedling growing device is provided in an internal building 1 having a ceiling and side walls having light shielding properties and heat insulation properties.
  • the internal building 1 typically has a rectangular parallelepiped shape, and one or a plurality of buildings are arranged in parallel in the external building F.
  • the external building F may have light shielding properties and heat insulation properties, or both the internal building 1 and the external building F may have light shielding properties and heat insulation properties.
  • the external building F is not essential.
  • the seedling growing device 10 (see FIGS. 5A and 6) is disposed in the internal building 1 and is a semicircular turn portion 21 that reverses in both directions in the longitudinal direction. , 21 and a reciprocating straight path 22 between them, and a peripheral circuit 20 as a whole. According to this configuration, an efficient peripheral circuit per floor area can be constructed.
  • the size of the seedling growing apparatus 10 can be variously adopted according to the kind of seedlings to be grown and the business scale, and may be, for example, about 30 to 50 meters in the longitudinal direction.
  • Two rails 23, 23 are laid in parallel on the peripheral circuit 20 of the seedling growing device 10, and a carriage 30 (shown in phantom lines in FIG. 2) can run on the rails 23, 23. ing.
  • the cart 30 will be described later.
  • a chain 24 for moving the carriage 30 is disposed between the rails 23 and 23 so as to be able to go around, thereby constituting a chain conveyor.
  • the chain 24 is endless and circulates around the sprockets 211 and 211 rotating on the horizontal plane, which are arranged on the base 210 of the turn portions 21 and 21.
  • the carriage 30 is engaged with the chain 24 and moves around the rails 23 and 23 integrally with the chain 24.
  • the rails 23 and 23 are connected to the track of the introduction port of the carriage 30 or the track of the lead-out port via the track changer, for example, at the turn portion 21. The introduction and derivation work is made easy.
  • FIGS. 3A and 3B are diagrams for explaining a rotating structure
  • FIG. 3A is a structure of a turn part
  • FIG. 3B is a bottom view of a carriage
  • FIG. 3C is a diagram showing another embodiment of a wheel part.
  • FIG. 4A is a partial view showing a chain and a sprocket having a circular structure
  • FIG. 4B is a partial perspective view of the chain.
  • the base 210 of the turn portion 21 includes an inner diameter portion 212 and an outer diameter portion 213 that are concentric with the center O-O ′ with a predetermined gap.
  • a gap between the inner diameter portion 212 and the outer diameter portion 213 is provided at an appropriate position of the carriage 30, in the present embodiment, at a lower portion, for example, an engaging portion 301 such as a looped wire hanging down is engaged with the chain 24. It was prepared as a space.
  • the engaging portions 301 do not have to be provided on all the carts 30, and a known towing connector that is connected to the front and rear of the cart 30 is provided, and the front and rear carts 30 are pulled at predetermined intervals by this connector. You may make it do.
  • the sprocket 211 is pivotally supported on the shaft 210c of the inner diameter portion 212 via a bearing 214, and the chain 24 is engaged with the outer peripheral tooth portion.
  • a gear 215 is concentrically attached to the shaft 210 c of the inner diameter portion 212 via a bearing 214, and this gear 215 is integral with the sprocket 211 and meshes with the output shaft gear 217 of the motor 216.
  • Rails 23, 23 laid on the reciprocating straight path 22 are extended on the upper surfaces of the inner diameter portion 212 and the outer diameter portion 213, and are laid as semicircular rails 23, 23. In addition, as shown to FIG. 3 (A) and FIG.
  • FIG. 3C shows an embodiment of the wheel portion 31a and the rail 23a in which the shapes of the wheel portion 31 and the rail 23 are reversed.
  • the chain 24 has a known shape.
  • the chain 24 is endless by sequentially connecting both sides of the unit element body 241 with pins 242, and receives rotational force by meshing with the tooth tip of the sprocket 211.
  • one sprocket 211 is installed in the turn portion 21, but a configuration in which a plurality of small sprockets are distributed along the semicircular circumference.
  • the rotational driving force may be applied to one of them.
  • the unit element body 241 forming the chain 24 employs a unit provided with a flange part 243 extending to the left and right in the width direction so that the engagement between the flange part 243 and the engagement part 301 is realized.
  • the engagement structure of the chain 24 and the carriage 30 can adopt various modes in addition to the hook-type engagement portion 301, for example, tied with a string, locked, mechanically connected, Can be fitted.
  • the carriage 3 may be provided with a known connecting / disconnecting portion that disconnects the engagement with the chain 24 developed by the present inventor as required (Japanese Patent Laid-Open No. 2013-199367).
  • the structure of the connecting / disconnecting part is arranged so that a part thereof protrudes on the front side of the carriage, and when it comes into contact with the rear end of the preceding carriage, a displacement member that is pushed rearward and the displacement member is pushed.
  • it may be composed of a lever member for releasing the engagement with the chain 2.
  • FIG. 5 (A) is a front view showing the arrangement of a configuration for setting a seedling raising environment
  • FIG. 5 (B) is a schematic plan view mainly showing its piping system.
  • the nursery environment is mainly a light environment, a water environment, and a temperature / humidity environment
  • FIG. 5 provides a temperature / humidity environment.
  • the temperature and humidity environment includes a water vapor generation unit 40 and a cold air flow generation unit 50.
  • the water vapor generation unit 40 and the cold air flow generation unit 50 are installed using the floor and side walls of the internal building 1 and, if necessary, the ceiling.
  • the water vapor generation unit 40 and the cold air flow generation unit 50 are arranged at positions facing the cart 30 that is traveling in the peripheral circuit 20.
  • the carriage 30 includes a support column 32 and a plurality of shelves 33 in the height direction supported by the support column 32.
  • the lowermost shelf 33 also serves as a base for the carriage 30.
  • the lowermost shelf 33 is provided with a support column 32, and as shown in FIG. Wheel part 31 is attached.
  • the water vapor generation unit 40 is laid on the floor surface side including the reciprocating straight path 22 area, a water tank 41 having a predetermined depth in which water Wa is stored, and a pipe 42 and a pipe 42 that are passed through the water tank 41 at appropriate intervals.
  • a hot water generating unit 43 including a heater 431 for generating hot water to be circulated and a hot water pump 432 (both see FIG. 8) is provided.
  • the heater 431 of the hot water generating unit 43 generates hot water having a preset temperature, and supplies the hot water into the pipe 42 by the hot water pump 432.
  • the temperature of the water in the water tank 41 is set at various conditions, for example, 40 ° C. It manages using the hot water thermometer 433 (refer FIG. 8) so that it may become back and front. What is necessary is just to set water temperature suitably with a season and the kind of seedling. As a result, the traveling carriage 30 is immersed in a steam atmosphere from below.
  • the cold air flow generation unit 50 includes a blower pipe 51 disposed along the rail 23 that contacts the outside of the reciprocating straight path 22, and an intake pipe 57 disposed along the rail 23 that contacts the inside of the reciprocating straight path 22. .
  • the air ducts 51 are arranged in a plurality of stages corresponding to the shelves 33 of the traveling carriage 30. That is, in the present embodiment, the air duct 51 is disposed to face the four shelves 33 at the second, fourth, sixth, and eighth stages from the lower stage side.
  • the blower pipe 51 has a predetermined diameter, and a large number of small blowing holes are formed on the surface of the carriage 30 on the traveling path side.
  • the blower pipe 51 is communicated with the blower pump 53 via the piping system 52.
  • a cold water pipe 54 having a smaller diameter than that of the blower pipe 51 is, for example, concentrically or simply housed.
  • the cold water pipe 54 is communicated with the cold water generating unit 56 via the pipe 55.
  • the cold water generation unit 56 includes a cooler 561 that generates cold water, and a cold water pump 652 that circulates and supplies the generated cold water to the cold water pipe 54 (see FIG. 8).
  • the cooler 561 generates cold water of about several degrees C., for example, 0 ° C. to 5 ° C.
  • the air in the blower pipe 51 is blown out as cold air from the blowout holes on the surface of the blower pipe 51 by being cooled by the cold water circulating through the cold water pipe 54.
  • a predetermined amount of carbon dioxide gas may be mixed in the blower pipe 51 in addition to air.
  • the lowermost blower pipe 51 supplies cool air between the first and second shelf 33 and between the second and third shelf 33, and the second blower pipe 51 is 3 Cold air is supplied between the second and fourth shelf 33 and between the fourth and fifth shelf 33, and the third blower pipe 51 is connected to the fifth and sixth shelf 33.
  • the cool air is supplied between the 6th and 7th shelves 33, and the 4th air blow pipe 51 is connected between the 7th and 8th shelves 33 and between the 8th and 9th shelves.
  • Cold air is supplied between the shelves 33 of the stage (also used as the top plate).
  • the temperature and humidity environment can be controlled by controlling the hot water temperature, the cold water temperature, and the amount of circulation thereof.
  • the temperature is generally set higher in the daytime and daytime, for example, about 25 ° C in the daytime and about 18 ° C in the nighttime, and the humidity is 30 in order to approximate the natural environment.
  • % To 70% preferably 40% to 60%.
  • the intake pipe 57 is disposed opposite to the blower pipe 51 with the carriage 30 interposed therebetween.
  • the intake pipe 57 is communicated with an intake pump 59 via a pipe 58.
  • the intake pipe 57 carries the intake air to the carts 30 on both sides traveling in the reciprocating path, and therefore, a large number of intake holes are formed in the entire surface of the pipe or in the left and right side surfaces. Therefore, by driving the intake pump 59, the cool air blown out from the air blow pipes 51 on both sides is sucked, and the air flow (air blowing) flowing between the upper and lower shelves 33 is positively formed by this sucking operation.
  • the cart 30 has a plurality of stages, in this embodiment, nine stages of shelves 33, the lowermost shelf 33 functions as a base, and the uppermost shelf 33 functions as a top plate. To do.
  • the shelves 33 are equally spaced from each other and the shelves 33 from the second stage to the eighth stage have the same shape.
  • the lowermost shelf 33 is a single piece, and a column 32 is erected in the center. From the standpoint of strength, a reinforcing column 321 is also erected at the center position in the front-rear direction of the carriage 30 (see FIGS. 3B and 7).
  • the shelves 33 from the second stage to the eighth stage are supported separately on the left and right sides with the support columns 32 and 321 interposed therebetween, as shown in FIG. Note that there is a gap extending vertically between the left and right shelves 33 and between the column 32 and the column 321, and this gap becomes a passage for water vapor, air, and moisture.
  • the shelf 33 from the lowest level to the eighth level is loaded with a total of eight trays 34 on the left and right sides, in this embodiment, four on each side.
  • the tray 34 is, for example, a standard product, and in this embodiment, the tray 34 is a plant cultivation pot having a large number of recesses 341 and having through holes formed at the bottom thereof.
  • Cell-shaped seedlings Nu to be nurtured such as grafted seedlings of tomatoes after curing, are inserted or planted together with soil or culture soil at the root portion in the concave portion 341.
  • the size of the tray 34 is 54 cm ⁇ 28 cm, and the dimensions of the carriage 30 on the left and right sides are about 1.2 meters square when the dimensions of the column 32 are taken into consideration.
  • the round-trip straight path 22 has a scale of about 20 to 50 m
  • the number of carts 30 that are almost in a daisy chain is close to 30 to 100 in total in both round-trip paths. Therefore, the number of seedlings that can be raised in one circuit 20 is about several hundred thousand to one million depending on the scale. In general, the seedlings are moved over a period of one to two months while moving around. Do.
  • the water sprinkling unit 60 for watering environment includes a watering pipe 61, a watering hole 62, a pipe 63, and a watering pump 64 that sends water to the watering pipe 61 through the pipe 63.
  • a pair of sprinkling pipes 61 are disposed on the left and right sides of the rails 23, 23 at an appropriate place in the reciprocating straight path 22, one place in the present embodiment.
  • eight water sprinkling pipes 61 are prepared in the height direction, each extending from the lateral position of the carriage 30 to between the shelves 33 of the carriage 30 to the vicinity of the support column 32.
  • each tray 34 can receive water spray over the entire area.
  • a number of sprinkling holes 62 are formed on the lower surface side of the sprinkling pipe 61, and by spraying water from the sprinkling holes 62, the leaves and stems of the seedlings Nu on the tray 34 mounted on the shelf 33 immediately below. And watering (watering) is performed on the roots.
  • the liquid to be sprinkled may be water alone, but more preferably a disinfectant solution or a negative ion solution may be mixed.
  • a disinfectant solution or a negative ion solution may be mixed.
  • an unillustrated tank or the like may be provided on the upstream side of the watering pump 64, and the pre-mixed liquid may be stored in this tank.
  • the disinfectant protects the seedling Nu from viruses and bacteria, and is effective for commercial use (general household use) such as ethanol, popidone iodine, and oxidol.
  • the illumination unit 70 employs a semiconductor light emitting element, typically a light emitting diode 71 (LED: Light Emitting Diode) as an illumination light source.
  • a semiconductor light emitting element typically a light emitting diode 71 (LED: Light Emitting Diode)
  • a plurality of LEDs 71 are arranged in a distributed manner on the lower surface of the shelf 33 from the second stage to the uppermost stage, and irradiate the upper surface of the tray 34 mounted on the shelf 33 immediately below with substantially uniform illumination.
  • the illuminance is preferably several thousand lux to tens of thousands of lux, and may be set as appropriate according to the type of seedling.
  • the LED 71 generates a desired white light source by adopting light of a wavelength for growing suitable for growing a seedling, preferably a light emitting element of three primary colors of red, blue, and green.
  • a white light emitting element in which three colors are mixed may be employed.
  • what is necessary is just to ensure desired illuminance by adjusting a light quantity and a number.
  • the LED 71 is lit by receiving a necessary power supply from the illumination power supply unit 72 installed at an appropriate place such as a side wall of the internal building 1. Since the LED 71 is mounted on the side of the carriage 30 and moves integrally, a joint portion 74 that electrically connects the moving side and the stationary side is installed between the electric wire 73 and the illumination power source portion 72.
  • the joint portion 74 has a current collecting portion 75 attached to a suitable position of the circulating cart 30.
  • a joint on the stationary side for example, a space on the ceiling side, is connected to the connection electrode of the current collecting portion 75 along the circumferential circuit 20.
  • a connected electrode portion 76 that is in sliding contact is disposed.
  • the LED 71 is supplied with electric power from the illumination power supply unit 72 via the joint unit 74 during the rotation of the carriage 30, and the lighting state can be continued.
  • the illumination power supply unit 72 supplies power during the daytime period to turn on the LED 71 and turns off the nighttime period, thereby realizing a virtual day and night in the nursery room in a light-shielded state.
  • the joint portion 74 is configured to be in sliding contact with the current collecting portion 75 of the cart 30 that is moving forward and backward.
  • the seedling growing apparatus 10 includes a control unit 100 for controlling the seedling environment as shown in FIG.
  • the control unit 100 includes an operation unit 80 that inputs and sets various commands, for example, temperature and humidity conditions, and the above-described driving units that operate the respective units according to the set contents, and further includes a hot water thermometer 433 and a cold water thermometer as sensors. 563. In addition, you may provide another sensor, for example, an indoor thermometer, a hygrometer, etc. as needed.
  • each driving unit includes an illumination power source unit 72 for lighting LEDs, a heater 431 that generates hot water, a hot water pump 432 that circulates hot water, a cooler 561 that generates cold water, a cold water pump 562 that circulates cold water, and air.
  • a blower pump 53 for circulating air, an intake pump 59 for sucking air, a watering pump 64 for spraying water, and a motor 216 for causing the carriage 30 to travel along the peripheral circuit 20 at a constant speed.
  • the control unit 100 may be a sequence control, or may be a mode in which a computer is provided inside and a control program is executed to control each unit.
  • the control unit 100 reads out and executes a control program from a memory unit (not shown), thereby changing the lighting condition between day and night, the hot water management unit 102 that generates hot water at a predetermined temperature, and cold water at a predetermined temperature.
  • the lighting management unit 101 and the watering management unit 105 can adjust the light amount (time, illuminance) and the amount of watering, for example, manually according to the growing condition of the seedlings.
  • a large number of carriages 30 loaded with trays 34 containing nurturing symmetrical seedlings are sequentially put on the rails 23 and 23 and sequentially engaged with the chain 24.
  • the motor 216 is driven, and the traveling of the multiple carts 30 is started.
  • the LED 71 is turned on, a temperature / humidity environment is prepared, the watering operation is started, and the growing process is started.
  • bogie 30 is drive
  • the traveling speed may be adjusted in consideration of the watering frequency, or a plurality of watering points may be arranged.
  • a more natural state can be artificially created.
  • stable and stable growth For example, when the growing period of one month or two months is completed, the carriage 30 is replaced or replaced with a new tray 34.
  • FIG. 9 is a view showing the structure of the water receiving portion
  • FIG. 9A is a perspective view showing an appearance
  • FIG. 9B is a partial side sectional view. 9A and 9B, the dimensional ratio in the vertical and horizontal directions and the bulk direction is exaggerated for convenience of description of the structure.
  • the water receiving portion 35 has a flat plate shape and is formed of a resin, a waterproof foam material, a metal plate material, or the like.
  • the water receiver 35 is laid between each shelf 33 and a tray 34 mounted (mounted) on each shelf 33.
  • the water receiving portion 35 has a main body portion 351 having an upper surface portion 352 having a size for mounting (mounting) four trays 34, and a bulkiness higher than the upper surface portion 352 formed around the upper surface portion 352. It has an end edge portion 353 and a groove portion 354 that is formed between the end edge portion 353 and the upper surface portion 352 and is lower than the upper surface portion 352.
  • the water receiving part 35 has a bulk (height dimension) of a predetermined dimension, for example, about 50 mm, and the end edge part 353 is set to be bulky by a predetermined dimension d1 (for example, about 10 to 13 mm) from the upper surface part 352.
  • the groove portion 354 may be drilled over the entire periphery of the upper surface of the upper surface portion 352, and may be drilled in the central portion or in communication with other parts as necessary.
  • the depth d2 from the upper surface portion 352 is set to a predetermined dimension, for example, about 10 mm, and the width is set to 10 mm, which is the same as the depth d2 in this embodiment.
  • each dimension is suitably changed according to the tray 34 used, the kind of nurturing seedling, etc.
  • the tray 34 has a bulk of about 40 mm. Therefore, the bottom of the tray 34 mounted on the water receiving portion 35 is at a position about 10 mm lower than the end edge portion 353 as shown in FIG.
  • the water wa leaked onto the upper surface part 352 of the water receiving part 35 is stored in the groove part 354.
  • the water level of the stored water is about 10 mm above the bottom surface of the mounted tray 34, and as a result, the stored water wa can be used as irrigation in the tray 1033. Therefore, even if the water sprinkling part 60 is a part of the circumference circuit 20, excess or deficiency of water can be achieved.
  • each shelf 33 of the carriage 30 is provided with a light source such as an LED 71 that does not generate heat, such as a white light source, and has a wavelength composition sufficient for growth and light energy of about 15,000 lux with respect to the light emitting surface. Can be supplied in close proximity, making intensive training efficiency even more effective.
  • a light source such as an LED 71 that does not generate heat, such as a white light source, and has a wavelength composition sufficient for growth and light energy of about 15,000 lux with respect to the light emitting surface. Can be supplied in close proximity, making intensive training efficiency even more effective.
  • Disease-free insect seedlings can be cultivated without the use of agricultural chemicals, and if the culture medium and seeds are not contaminated by disease or insect damage, the disease-free insect damage seedlings can be completed as they are in the system.
  • the present invention can employ the following aspects.
  • the chain 24 and the sprocket 211 are used as the conveyor of the carriage 30, but other types of conveyors may be employed instead.
  • the chain 24 and the sprocket 211 are engaged at the lower part of the carriage 30, but may be engaged at an appropriate position on the side surface of the carriage 30 or at the ceiling side.
  • the shape of the peripheral circuit 20 is not limited to the shape of the present embodiment, and peripheral circuits of other shapes may be employed.
  • the grafted seedlings of tomato seedlings have been described as seedlings.
  • the present invention is not limited to grafted seedlings or vegetable seedlings. The same applies to the growth of medicinal herbs and plants.
  • cucurbitaceae tomatoes, eggplants, cucumbers and watermelons may be used.
  • the type of the tray 34 is not limited to the cell tray, and may be an under tray type without cells.
  • the light shielding and heat insulation with respect to the outside need not be complete, and may have a light shielding and heat insulation performance to such an extent that they hardly affect the artificial seedling treatment according to the present invention.
  • the seedling growing device includes a mounting portion on which a plurality of seedlings are mounted, and is mounted on the cart that travels along the circuit around the outside and is shielded and insulated indoors.
  • a semiconductor light emitting device for irradiating light to a plurality of seedlings mounted on the mounting portion, and a water spray for dispersing water to the plurality of seedlings installed in the peripheral circuit and mounted on the mounting portion A temperature / humidity environment generation unit that forms a predetermined temperature / humidity environment indoors, and a control unit that artificially generates a day / night light environment by turning on and off the semiconductor light emitting element.
  • the dolly operation of the carriage is performed continuously or intermittently until a plurality of seedlings mounted on the mounting section grows, and during that time, light irradiation from the semiconductor light emitting element mounted on the carriage is turned on / off
  • the artificial daytime and nighttime light environment is generated on each seedling by the water spraying, water is sprayed on each seedling by the watering part, and the temperature and humidity environment is set.
  • the room is light-shielded and insulated from the outside, the growing environment is made more uniform, and even if there is a difference in the growing environment depending on the indoor position as each seedling moves inside the room, it is absorbed Therefore, even in a large scale, it is possible to grow in a more uniform environment.
  • the semiconductor light emitting element is an LED that emits light having a growth wavelength.
  • the growing wavelength it is possible to irradiate the seedling with light close to natural light, preferably by irradiating white light.
  • white may be emitted by additively mixing the output light of the three primary color LEDs.
  • the rootstock and hogi can be stably cultivated, cured or bred.
  • the temperature / humidity environment generation unit generates fog, and includes a water vapor generation unit and a cold air flow generation unit. According to this configuration, generation of fog having a predetermined humidity is achieved under a certain temperature.
  • the water vapor generating part is provided on the indoor floor surface, and the cold air generating part is arranged with the air blowing part on one side and the air intake part on the other side across the peripheral circuit. According to this configuration, the interior of the room can be efficiently made into a water vapor atmosphere, and air flow is generated by performing blowing and intake air across the peripheral circuit to obtain a uniform humidity environment, and further a blowing environment can be obtained.
  • the carriage mounting portion is composed of a plurality of shelves, and each shelf can be mounted with a tray on which a plurality of seedlings are planted. According to this configuration, it is possible to grow an intensive and large-scale seedling.
  • the watering part is provided with an individual watering part corresponding to each shelf. According to this configuration, moisture can be reliably supplied to the seedlings in the tray mounted on each shelf.
  • a flat water receiving portion laid between the shelf and the tray includes a main body portion having an upper surface portion on which one or a plurality of the trays are mounted, and the upper surface portion. It is characterized by including an end edge part bulkier than the upper surface part formed in the periphery, and a groove part lower than the upper surface part formed between the end edge part and the upper surface part. According to this configuration, the water sprinkled on the seedling from the sprinkling part arranged at an appropriate position in the peripheral circuit is temporarily stored in the groove part of the water receiving part, so this stored water is used as irrigation for the seedling. .
  • the peripheral circuit is provided with a semicircular turn portion that changes the direction of the carriage at both ends, and a reciprocating rectilinear portion therebetween. According to this configuration, it is possible to provide a training apparatus that efficiently uses the floor surface (site area).

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Abstract

苗木育成装置（１）は、８段の棚（３３）を備え、遮光、断熱された屋内を周回路（２０）に沿って走行する台車（３０）と、台車（３０）に搭載され、棚（３３）に搭載されたトレイ３４の複数本の苗木に光照射を行うＬＥＤ（７１）と、屋内に設置され、トレイ（３４）の苗木に水を散布する散水部（６０）と、屋内に所定の温湿度環境を形成する水蒸気発生部（４０）及び冷気流発生部（５０）と、ＬＥＤ（７１）をオンオフして人工的に昼夜光環境を生成する照明管理部（１０１）とを備えた。人工的な育成環境下で多数の苗木を周回移動させながら大規模に均一育成する。

Description

苗木育成装置及び苗木育成方法
　本発明は、野菜苗の他、例えば観賞植物や薬草植物の苗木、またそれらの接木苗等を人工的に育成する苗木育成装置及びその方法に関する。
　近年、野菜苗の需要が高まっており、野菜苗の安定、大量供給に供するべく種々の育苗環境が提案されている。例えば特許文献１には、ビニールハウス内の土地に育成用の苗を植え替えて、エアコン、照明装置、オゾン発生器及び制御器からなる環境制御装置を利用して育成するものが記載されている。制御部は、苗の種類に応じて温度、湿度、照度、光照射時間及びオゾン濃度を制御するもので、日照不足が検知された場合には照明装置がこれを補うべく適宜点灯制御する。特許文献２には、コンテナや建物内に複数の棚を有するフレームを設置し、各棚で植物を栽培するようにした装置が記載されている。各棚には、培地台、植物栽培用の３原色の照明用ＬＥＤ、照明の昇降装置、植物高検知手段であるビーム光源及び受光器が備えられている。昇降装置は、照明用ＬＥＤの高さが植物の背丈と一定距離に維持されるように変更制御し、これによって一定照度下での安定栽培を行うようにしている。特許文献３には、設置された小型ケース内に、栽培植物の根を差し込む孔が複数個配設された差込部を有すると共に、かかる小型ケース内の温度、湿度、照明の栽培環境を制御する栽培装置が提案されている。この栽培装置は、さらに負帯電微細水滴を栽培植物の一部に供給して重点的な育成を行うようにしたものである。
　また、特許文献４には、遮光性を有する被覆材で覆われた養生施設内で活着された接木苗を、透光性素材からなる被覆材で覆われた育成ベッド域内で移動させながら育成する栽培装置が記載されている。育成ベッド域では、床下に温水部が、天井側に散水部が配置されると共に、床には複数レール上の各パレットがそれぞれチェーンコンベアで移動可能に構成されている。各パレットには、多数の凹部を有し、その底部に透孔が形成された植物栽培用ポットが搭載されている。植物栽培用ポットの各凹部内のセル状の接木苗は、搬送途中で散水を受けるようになっている。
特開２００７－１６９１８３号公報 特開２０１３－１５３６９１号公報 特開２００８－１０４３７７号公報 特開平９－７０２２８号公報
　特許文献１に記載の装置は、育成用の苗の根を地中に植え、かつ太陽光（外光）を利用した育成であるため、人工的な育成環境で育成を実現するものではなく、均一育成には一定の限界がある。また、特許文献２，３に記載の装置は、栽培植物をフレームの棚、また小型ケース内の差し込み孔に植えて、所定の栽培環境下で育成するようにしたものであり、多数の植物を一度に栽培する大規模栽培への適用には限界があり、またフレームや小型ケース内での位置によって栽培環境が均一になるとは限らないため、栽培植物の位置によって栽培結果が異なる可能性がある。特許文献４は、育成苗をパレットに乗せ、ハウス内をチェーンコンベアで移動させる構成を有するものであるが、ハウスが透光性素材であるため、外光を利用した育成であり、人工的な育成環境での育成を実現するものではなく、均一育成には一定の限界がある。
　本発明は、上記に鑑みてなされたもので、人工的な育成環境下で多数の苗木を周回移動させながら大規模に均一育成することが可能な苗木育成装置及びその方法を提供するものである。
　本発明に係る苗木育成装置は、複数本の苗木を搭載する搭載部を備え、外部と遮光及び断熱された屋内を周回路に沿って走行する台車と、前記台車に搭載され、前記搭載部に搭載された複数本の苗木に光照射を行う半導体発光素子と、前記周回路中の適所に設置され、前記搭載部に搭載された複数本の苗木に水を散布する散水部と、前記屋内に所定の温湿度環境を形成する温湿度環境生成部と、前記半導体発光素子をオンオフして人工的に昼夜光環境を生成する制御部とを備えたものである。
　また、本発明に係る苗木育成方法は、外部と遮光及び断熱された屋内を周回路に沿って走行する台車の搭載部に搭載された複数本の苗木を育成する苗木育成方法において、前記複数本の苗木が育成するまで前記台車を前記周回路で継続的に周回させ、その間、前記台車に搭載された半導体発光素子からの光照射のオンオフによる前記搭載部に搭載された複数本の苗木への人工的な昼夜光環境の生成と、前記周回路中の適所に設置された散水部による、前記搭載部に搭載された複数本の苗木への水の散布と、温湿度環境生成部による前記屋内に対する所定の温湿度環境の設定とを行うものである。
　これらの発明によれば、搭載部に搭載された複数本の苗木が育成するまで台車の周回動作が連続的あるいは間欠的に行われ、その間、台車に搭載された半導体発光素子からの光照射のオンオフによる各苗木への人工的な昼夜光環境の生成と、散水部による各苗木への水の散布と、温湿度環境の設定とが行われる。そして、室内が外部から遮光、断熱されているため育成環境がより均一化され、さらに各苗木が室内を移動するようにして、室内位置に依存する育成環境の差異があったとしてもそれが吸収されるため、大規模であっても、より均一環境下での育成が可能となる。
　本発明によれば、人工的な育成環境下で多数の苗木を周回移動させながら大規模に均一育成することができる。
本発明に係る苗木育成装置と内部、外部建物との関係を示す概略図である。 本発明に係る苗木育成装置の周回構造を示す平面図である。 周回構造を説明する図で、（Ａ）はターン部の構造、（Ｂ）は台車の底面図、（Ｃ）は車輪部の他の実施形態を示す図である。 （Ａ）は周回構造のチェーンとスプロケットとを示す部分図で、（Ｂ）はチェーンの部分斜視図である。 （Ａ）は育苗環境を設定する構成の配置を示す正面図、（Ｂ）は主にその配管系を示す概略平面図である。 台車の構造を示す正面図である。 トレイの説明図で、（Ａ）は棚に配置されたトレイを示す平面図、（Ｂ）は１個のトレイの斜視図である。 育苗環境を制御する機能構成図である。 水受け部の構造を示す図で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は一部側面断面図である。
　図１は、本発明に係る苗木育成装置と内部、外部建物との関係を示す概略図である。なお、図１は、作図上、周回路の直進路方向を短縮して描いている。苗木育成装置は、遮光性及び断熱性を有する天井及び側壁を備えた内部建物１内に設けられている。内部建物１は、典型的には直方体形状をなし、１棟又は複数棟が外部建物Ｆ内に並設されている。なお、内部建物１に代えて、外部建物Ｆが遮光性及び断熱性を有するものとしてもよいし、内部建物１及び外部建物Ｆの両方が遮光性及び断熱性を有するものとしてもよい。また、内部建物１が遮光性及び断熱性を有する場合、外部建物Ｆは必須ではない。
　苗木育成装置１０（図５（Ａ）、図６参照）は、図１及び図２に示すように、内部建物１内に配置され、長手方向の両側に方向反転する半円状のターン部２１，２１を備えると共に、その間に往復直進路２２を有して、全体として周回路２０を備えている。この構成によれば、床面積当たり効率的な周回路が建造可能となる。苗木育成装置１０のサイズは、育成種類の苗木、また事業規模に応じて種々採用可能であり、例えば長手方向に３０～５０メートル程度であってもよい。
　苗木育成装置１０の周回路２０上には、２条のレール２３，２３が平行に敷設され、このレール２３，２３上を台車３０（図２中、仮想線で示す。）が走行可能にされている。台車３０については後述する。レール２３，２３間には台車３０を走行移動させるためのチェーン２４が周回可能に配置され、これによってチェーンコンベアを構成している。チェーン２４は無端状で、ターン部２１，２１の基台２１０に配置された、水平面を回転するスプロケット２１１，２１１間に掛け渡されて周回運動する。後述するように、台車３０は、チェーン２４に係合され、チェーン２４と一体でレール２３，２３上を周回移動する。なお、図には示していないが、レール２３，２３は、例えばターン部２１で、台車３０の導入口の軌道、また導出口の軌道と軌道切換器を介して連結されており、台車３０の導入、導出作業を容易にしている。
　図３は、周回構造を説明する図で、図３（Ａ）はターン部の構造、図３（Ｂ）は台車の底面図、図３（Ｃ）は車輪部の他の実施形態を示す図である。また、図４（Ａ）は周回構造のチェーンとスプロケットを示す部分図で、図４（Ｂ）はチェーンの部分斜視図である。図３において、ターン部２１の基台２１０は、中心Ｏ－Ｏ’に対して同心の内径部２１２と外径部２１３とを所定の隙間を有して備えている。内径部２１２と外径部２１３との隙間は、台車３０の適所、本実施形態では下部に設けられた、例えば垂れ下がったループ状のワイヤ等の係合部３０１がチェーン２４と係合するための空間として準備されたものである。なお、係合部３０１は全ての台車３０に設ける必要はなく、台車３０の前後に互いに連結する公知の牽引用の連結具を設けて、この連結具で前後の台車３０を所定の間隔で牽引するようにしてもよい。
　内径部２１２の軸２１０ｃには、軸受２１４を介してスプロケット２１１が軸支されており、その外周の歯部にチェーン２４が噛合している。また、内径部２１２の軸２１０ｃには、軸受２１４を介して同心状にギア２１５が取り付けられており、さらに、このギア２１５はスプロケット２１１と一体で、かつモータ２１６の出力軸ギア２１７と噛合している。内径部２１２と外径部２１３の上面には、往復直進路２２に敷設されているレール２３，２３が延設されて、半円状にされたレール２３，２３として敷設されている。なお、図３（Ａ）、図３（Ｂ）に示すように、台車３０の下部には、前後左右の４箇所に車輪部３１が露呈している。そして、台車３０の係合部３０１をチェーン２４に引っ掛けて係合する結果、モータ２１６が回転駆動されると、回転力伝達構造である出力軸ギア２１７及びギア２１５を介して回転力がスプロケット２１１に伝達されて回転し、チェーン２４が周回動作を行って、台車３０が周回路２０に沿って走行することになる。なお、図３（Ｃ）は、車輪部３１とレール２３の形状を逆にした、車輪部３１ａとレール２３ａの実施形態を示している。
　図４に示すように、チェーン２４は公知の形状のものが採用されている。チェーン２４は単位素体２４１の両側を順次ピン２４２で連結して無端状としたもので、スプロケット２１１の歯先に噛合することで回転力を受ける。なお、本実施形態では、図２に代表して示すように、ターン部２１に１個のスプロケット２１１を設置したが、半円周上に沿って小型のスプロケットを複数個に分散配設する構成とし、その内の１個に対して回転駆動力を付与するものでもよい。
　また、チェーン２４を形成する単位素体２４１には幅方向左右に延設された鍔部２４３を備えたものを採用し、この鍔部２４３と係合部３０１との係合を実現するようにしている。なお、チェーン２４と台車３０の係合構造は、引っ掛け型の係合部３０１の他、種々の態様が採用可能であり、例えば紐で結んだり、係止したり、機構的に連結したり、嵌合したりすることができる。また、台車３は、必要に応じて本発明者が開発したチェーン２４との係合を接断する公知の接断部を備えてもよい（特開２０１３―１９９３６７）。例えば、かかる接断部の構造は、台車の前面側に一部が突出して配置され、先行する台車の後端に当接すると、後方に押し込まれる変位部材と、この変位部材の押し込まれている間、チェーン２との係合を切り離すレバー部材とから構成されたものでもよい。
　図５（Ａ）は育苗環境を設定する構成の配置を示す正面図で、図５（Ｂ）は主にその配管系を示す概略平面図である。育苗環境とは、主に光環境、水環境及び温湿度環境であり、図５では、温湿度環境を提供する。温湿度環境は、水蒸気発生部４０及び冷気流発生部５０を備えている。水蒸気発生部４０及び冷気流発生部５０は、内部建物１の床及び側壁、また必要に応じて天井を利用して設置されている。水蒸気発生部４０及び冷気流発生部５０は、周回路２０を走行中の台車３０を臨む位置に配置されている。本実施形態では、往復直進路２２に対応して配置されている。なお、台車３０は、支柱３２と、支柱３２に支持された高さ方向に複数段の棚３３とを有する。最下段の棚３３は台車３０の基台も兼ねており、この最下段の棚３３には、支柱３２が立設されると共に、図３（Ｂ）に示すように、その底面に４個の車輪部３１が取付けられている。
　水蒸気発生部４０は、往復直進路２２域を含む床面側に敷設された、水Ｗａを貯留した所定深さの水槽４１、水槽４１内に適宜の間隔で這わされた配管４２及び配管４２に循環させる温水を生成するヒータ４３１と温水ポンプ４３２（共に図８参照）とを備えた温水生成部４３を備えている。温水生成部４３のヒータ４３１は予め設定された温度の温水を生成し、温水ポンプ４３２によって配管４２内に供給し、水槽４１の水の温度を、各種の条件で設定される温度、例えば４０℃前後になるように、温水温度計４３３（図８参照）を利用して管理する。水温は、季節や苗木の種類によって適宜設定すればよい。これによって、走行中の台車３０は下方からの水蒸気雰囲気に浸される。
　冷気流発生部５０は、往復直進路２２の外側に当たるレール２３に沿って配設される送風管５１と、往復直進路２２の内側に当たるレール２３に沿って配設される吸気管５７とを含む。送風管５１は、図５（ａ）に示すように、走行する台車３０の各棚３３に対応して複数段配置されている。すなわち、送風管５１は、本実施形態では、下段側から２段目、４段目、６段目及び８段目の４箇所の棚３３に対向して配置されている。送風管５１は、所定径を有し、台車３０の走行路側の面に小さな吹き出し孔が多数形成されている。また、送風管５１は、配管系５２を経て送風ポンプ５３に連通されている。
　送風管５１の内部には、送風管５１に比して小径の冷水管５４が例えば同心に、あるいは単に内装されている。冷水管５４は、配管５５を介して冷水生成部５６と連通されている。冷水生成部５６は、冷水を生成するクーラー５６１と、生成した冷水を冷水管５４に循環供給する冷水ポンプ６５２（いずれも図８参照）とを含む。クーラー５６１では、数℃程度、例えば０℃～５℃の冷水を生成する。送風管５１内の空気は、冷水管５４を循環する冷水によって冷却されることで、送風管５１の表面の吹き出し孔から冷気として吹き出される。なお、送風管５１には空気に加えて所定量の炭酸ガスを混在させてもよい。
　最下段の送風管５１は、１段目と２段目の棚３３の間と、２段目と３段目の棚３３の間に冷気を供給し、２段目の送風管５１は、３段目と４段目の棚３３の間と、４段目と５段目の棚３３の間に冷気を供給し、３段目の送風管５１は、５段目と６段目の棚３３の間と、６段目と７段目の棚３３の間に冷気を供給し、４段目の送風管５１は、７段目と８段目の棚３３の間と、８段目と９段目（天板を兼用）の棚３３の間に冷気を供給する。そして、水槽４１で発生された水蒸気が上昇しつつ、それぞれの棚３３間に吹き込まれる冷気によって霧が生成され、所要の湿度、温度環境が形成される。温湿度環境の制御は、温水温度、冷水温度、その流通量を制御することで可能である。なお、苗木の種類によるが、温度は、自然環境に近づけるべく、一般的に、昼夜温度は昼間の方を高く設定、例えば昼間は２５℃程度、夜間は１８℃程度が好ましく、湿度は、３０％～７０％でよく、好ましくは４０％～６０％がよい。
　一方、吸気管５７は台車３０を挟んで送風管５１と対向配置されている。吸気管５７は、配管５８を介して吸気ポンプ５９と連通されている。吸気管５７は、往復路を走行する両側の台車３０に対する吸気を担っており、そのため、管の表面全域乃至は左右側面に多数の吸気孔が形成されている。従って、吸気ポンプ５９を駆動することで、両側の送風管５１から吹き出された冷気を吸引し、この吸引動作によって、上下の棚３３間を流れる気流（送風）を積極的に形成している。
　台車３０は、図６に示すように、複数段、本実施形態では、９段の棚３３を有し、最下段の棚３３は基台として機能し、最上段の棚３３は天板として機能する。各棚３３間は等間隔で、２段目から８段目までの棚３３は同一形状である。最下段の棚３３は一体物で、中心部に支柱３２が立設されている。なお、強度的な面から、台車３０の前後方向の中央位置には補強用の支柱３２１も立設されている（図３（Ｂ）、図７参照）。
　２段目から８段目までの棚３３は、図7（Ａ）に示すように、支柱３２，３２１を挟んで左右側に分けて支持されている。なお、左右の棚３３間であって支柱３２と支柱３２１との間には上下方向に抜ける隙間があり、この隙間は水蒸気や空気、水分の通り道となる。また、最下段から８段目までの棚３３には、その左右側に複数個の、本実施形態では左右４個ずつのトレイ３４が、合計８個搭載されている。トレイ３４は、例えば規格品であり、本実施形態では、多数の凹部３４１を有し、その底部に透孔が形成された植物栽培用ポットである。凹部３４１は、本実施形態では、１２８個（＝８行１６列）が形成されている。なお、苗木の種類、育成規模の大小に応じて、使用可能なトレイの複数種類あり、その内、凹部３４１の個数が１６２個、２００個のものを適宜使用してもよい。凹部３４１には育苗対象であるセル状の苗木Ｎｕ、例えば活着され、養生後のトマトの接木苗が、根の部分の土乃至は培養土と共に差し込まれ、あるいは植えられている。
　一例として、本実施形態では、１台の台車３０で育成される苗木の本数は、１２８本×８個×８段＝８１９６本となる。また、トレイ３４のサイズは、５４ｃｍ×２８ｃｍであり、支柱３２の寸法などを考慮すると、台車３０の左右前後の寸法は、約１．２メートル四方となる。そして、往復直進路２２が、２０～５０ｍ程度の規模であるとすると、ほぼ数珠繋ぎ状にある台車３０の台数は、往復路共で合わせて３０数台～１００台に近いものとなる。従って、１つの周回路２０で育苗可能な本数は、規模に応じて数十万本～１００万本程度となり、一般的には、周回移動させつつ１～２ヶ月の育苗期間をかけて育成を行う。
　次に、図６を用いて育苗環境生成用としての散水環境用及び光環境用の構成を説明する。まず、散水環境用としての散水部６０は、散水管６１、散水孔６２、配管６３、及び配管６３を介して散水管６１に水を送る散水ポンプ６４を備えている。散水管６１は、往復直進路２２中の適宜な箇所、本実施形態では１箇所で、レール２３，２３を挟んで左右両側に一対配置される。散水管６１は、図６に示すように、高さ方向に８本準備され、それぞれが台車３０の横位置から台車３０の各棚３３の間から支柱３２近くまで延設されている。
　散水管６１は、走行する台車３０の上下の棚３３の間の略全域を相対的に通過するので、各トレイ３４は全域に亘って水の噴霧を受けることができる。散水管６１の下面側には多数の散水孔６２が穿設されており、散水孔６２から水が噴霧されることで、直ぐ下の棚３３に搭載されたトレイ３４の苗木Ｎｕの葉、茎及び根に水掛け（水撒き）が行われる。
　なお、散水される液体は水のみでもよいが、更に好ましくは消毒液やマイナスイオン液を混在させてもよい。この場合、散水ポンプ６４の上流側に図略のタンク等を設け、このタンクに予め処方された混在液を貯留するなどすればよい。消毒液は、苗木Ｎｕをウイルスや細菌から守るもので、例えば、エタノール、ポピドンヨード、オキシドールなどの市販用（一般家庭用）でも効果的である。
　光環境用として、照明部７０が設けられている。照明部７０は、照明光源として半導体発光素子、典型的には発光ダイオード７１（ＬＥＤ：LightEmitting Diode）が採用されている。ＬＥＤ７１は、２段目から最上段の棚３３の下面に、複数個が分散して配置され、直ぐ下の棚３３に搭載されるトレイ３４の上面をほぼ均等照度で照射する。照度としては、数千ルクス～数万ルクスが好ましく、苗木の種類に応じて適宜設定すればよい。ＬＥＤ７１は、苗木の育成に適した育成用波長の光、好ましくは赤色、青色、緑色の３原色の種類の発光素子を採用することで所望する白色の光源を生成する。なお、３色を混合させた白色用の発光素子を採用してもよい。また、光量、個数を調整するなどして所望の照度を確保するようにすればよい。半導体発光素子を採用することで、発熱が抑制され、育苗環境の弊害とならない。
　ＬＥＤ７１は、内部建物１の側壁等の適所に設置された照明電源部７２から必要な電力供給を受けて点灯される。ＬＥＤ７１は台車３０側に装備されて一体で移動することから、電線７３と照明電源部７２との間に移動側と静止側とを電気的に接続するジョイント部７４が設置されている。ジョイント部７４は、周回する台車３０の適所に集電部７５を取付け、一方、静止側の適所、例えば天井側の空間には、周回路２０に沿って、かつ集電部７５の接続電極と摺接する被接続電極部７６が配置されている。この結果、ＬＥＤ７１は、台車３０の周回中に、ジョイント部７４を介して照明電源部７２から電力が供給されて、点灯状態が継続可能とされる。なお、照明電源部７２は、昼間の時間帯に電力供給してＬＥＤ７１を点灯させ、夜間の時間帯は消灯させて、遮光状態にある育苗室内で、仮想的な昼夜を実現している。なお、ジョイント部７４は、往動、復動中の台車３０の集電部７５と摺接するように構成されている。
　苗木育成装置１０は、図８に示すように育苗環境を制御する制御部１００を備えている。制御部１００は、種々の指令、例えば温度、湿度条件を入力設定する操作部８０、設定内容に応じて各部を動作する前述の各駆動部を備え、さらにセンサとして温水温度計４３３、冷水温度計５６３を備えている。なお、必要に応じて他のセンサ、例えば室内温度計、湿度計等を備えてもよい。各駆動部は、前述したように、ＬＥＤ点灯用の照明電源部７２、温水を生成するヒータ４３１、温水を循環させる温水ポンプ４３２、冷水を生成するクーラー５６１、冷水を循環させる冷水ポンプ５６２、空気を循環させる送風ポンプ５３、空気を吸引する吸気ポンプ５９、水を噴霧する散水ポンプ６４、及び台車３０を周回路２０に沿って定速で走行させるモータ２１６を備えている。
　制御部１００は、シーケンス制御でもよく、あるいは内部にコンピュータを備えて制御プログラムを実行して各部を制御する態様でもよい。制御部１００は、図略のメモリ部から制御プログラムを読み出して実行することによって、昼夜で照明条件を変更する照明管理部１０１、所定温度の温水を生成する温水管理部１０２、所定温度の冷水を生成する冷水管理部１０３、送風及び吸気動作、性能を制御する送風吸気管理部１０４、水の噴霧を行わせる散水管理部１０５、台車３０を走行させるモータ２１６を駆動するモータ駆動制御部１０６、及び時計１０７として機能する。照明管理部１０１、散水管理部１０５は苗木の育成状況に応じて、例えばマニュアルで光量（時間、照度）、散水量が調整可能にされている。
　次に、制御部１００による育苗処理について説明する。育成対称の苗木が収容されたトレイ３４を搭載した多数の台車３０が順次レール２３，２３上に投入されて、順番にチェーン２４に係合される。次いであるいは既にモータ２１６が駆動されて、多数の台車３０の走行が開始する。そして、ＬＥＤ７１が点灯され、さらに温湿度環境が準備され、散水動作が開始されて育成処理が開始される。台車３０は周回路２０に沿って定速で走行され、例えば１時間で１周する程度でもよい。この速度の場合、各苗木Ｎｕは、１時間に一回散水を受けることになる。散水頻度を考慮して走行速度を調整し、あるいは散水箇所を複数配置してもよい。時計１０７の時刻情報を利用して、毎日、仮想的な昼夜環境を生成するべく、すなわち昼間時間帯ではＬＥＤ７１を点灯し、夜間時間帯ではＬＥＤ７１を消灯することで、より自然に近い状態を人工的に生成し、安定した育成を実現する。例えば、１ヶ月乃至は２ヶ月の育成期間が終了すると、台車３０の入れ替え、あるいは新たなトレイ３４への入れ替えを行う。
　図９は、水受け部の構造を示す図で、図９（Ａ）は外観を示す斜視図であり、図９（Ｂ）は一部側面断面図である。なお、図９（Ａ）（Ｂ）は、構造の説明の便宜上、縦横及び嵩方向の寸法比は誇張されている。水受け部３５は、平板状を有し、樹脂、防水性発泡材あるいは金属板材等で形成されている。水受け部３５は、各棚３３と、各棚３３に搭載（載置）されるトレイ３４との間に敷設される。水受け部３５は、本実施形態では４個のトレイ３４を搭載（載置）するサイズの上面部３５２を有する本体部３５１と、上面部３５２の周囲に形成された、上面部３５２より嵩高の端縁部３５３と、端縁部３５３と上面部３５２との間に穿設された、上面部３５２より低い溝部３５４とを有する。水受け部３５は、例えば、嵩（高さ寸法）が所定寸法例えば５０ｍｍ程度であり、端縁部３５３が上面部３５２より所定寸法ｄ１（例えば１０～１３ｍｍ程度）だけ嵩高に設定されている。また、溝部３５４は、上面部３５２の上面の周囲全体に亘って穿設されると共に、必要に応じて中央部に、あるいはその他の部位にも連通して穿設されてもよい。溝部３５４は、上面部３５２からの深さｄ２が所定寸法、例えば１０ｍｍ程度に設定され、幅は、本実施形態では、深さｄ２と同じ１０ｍｍに設定されている。なお、各寸法は、使用されるトレイ３４、育成苗木の種類等に応じて適宜変更される。なお、トレイ３４は嵩が４０ｍｍ程度である。従って、水受け部３５上に搭載されたトレイ３４の底は、図９（Ｂ）に示すように、端縁部３５３から約１０ｍｍ低い位置となる。
　上記構造において、台車３の走行によってトレイ３４が散水管６１の位置に来ると、散水管６１から水を供給される。供給された水は、トレイ３４内に染み込み、一部は次第に下方に移動して、透孔から水受け部３５の上面部３５２上に漏れる。水受け部３５を設けることで、トレイ３４の透孔から下方の棚３３へ漏れ出る水に対する、棚３３の下面のＬＥＤ７１周りの防水処理を不要乃至は簡易にすることができる。
　また、水受け部３５の上面部３５２上に漏れ出た水ｗａは、溝部３５４に貯留される。貯留水の水位は、最大で、搭載されたトレイ３４の底面から１０ｍｍ程度上であり、その結果、トレイ１０３３内では、貯留水ｗａが灌水として使用可能となる。従って、散水部６０が周回路２０の一部であっても、水分の過不足が図れる。
　本実施形態のように、特に接木苗の育成において、近年の自動化された接木苗の生成作業の高速化に整合させて、多数の接木苗の育成作業を可能にすることで、接木苗の製造から育成までを高い効率での作業移行が実現でき、安定的に、また急な需要などにも供給可能となる。
（１）また、以上説明したように本実施形態によれば、従来のビニールハウスでの育苗とは異なり、光を通さず、かつ本実施形態では断熱壁で囲まれた閉鎖空間内で人工光により育成を行うので、安定した育苗が実現できる。
（２）また、台車３０の各棚３３にＬＥＤ７１等の発熱のない白色等の光源を備えて、育成に十分な波長組成と１．５万ルクス程度の光エネルギーを、発光面に対して苗木を近接させて供給することができ、集約的な育成効率を一層効果的なものにしている。
（３）また、内部建物１内（室内）の湿度、気流、必要に応じて導入される炭酸ガス濃度を調整することで、トレイ３４のセル（凹部３４１）への苗木の植え込み密度が高くなっても、徒長（無駄な成長）が起こりにくい。
（４）また、周回路２０の下部に、配管４２を張り巡らせた水槽４１を設置したので、室内の温度、湿度管理が容易かつ安価に実現できる。
（５）また、閉鎖空間での育苗によって季節や気象変動によらず、常に一定期間で一定品質の苗木を育成することが可能となる。これはビニールハウスでの育苗では不可能であり、また、台車３を移動式とすることで、調整された光量や温度等の育成環境を均一に受け、しかも、育成期間も１割～数割程度短縮できる。
（６）閉ざされた系での育苗であるため、作物や品目毎の製造環境の調整を容易に実現することができ、作物や品目毎のマニュアル化も容易となる。
（７）光源や空調装置の効率の向上が進み、ランニングコストも低減され、主要な育苗コストである電気料金が抑制され、製品の廉価化に貢献する。
（８）無病虫害苗を農薬使用無しで育成可能となり、培地や種子が病虫害汚染されていなければ、系内でそのまま無病虫害苗を完結させることができる。
　さらに、本発明は、以下の態様を採用することができる。
（イ）本実施形態では、台車３０のコンベアとしてチェーン２４及びスプロケット２１１を用いたが、これに代えて、他の種類のコンベアを採用してもよい。また、チェーン２４及びスプロケット２１１を台車３０の下部で係合するようにしたが、台車３０の側面の適所、あるいは天井側で係合連結する態様でもよい。また、周回路２０の形状は、本実施形態の形状に限らず、他の形状の周回路を採用してもよい。
（ロ）本実施形態では、苗木としてトマトの苗の接木苗で説明したが、本発明は、接木苗、また野菜苗に限定されず、各種の苗木、また台木や穂木、さらに各種の薬草、植物の育成にも同様に適用できる。また、野菜苗としては、ウリ科のトマト、茄子、また、キューリ、スイカでもよい。
（ハ）トレイ３４の種類はセルトレイに限定されず、セルのないアンダートレイのタイプでもよい。
（ニ）外部に対する遮光、断熱は完全である必要はなく、本発明に係る人工的な育苗処理に関して殆ど影響しない程度の遮光、断熱性能を有していてもよい。
　以上説明したように、本発明に係る苗木育成装置は、複数本の苗木を搭載する搭載部を備え、外部と遮光及び断熱された屋内を周回路に沿って走行する台車と、前記台車に搭載され、前記搭載部に搭載された複数本の苗木に光照射を行う半導体発光素子と、前記周回路中の適所に設置され、前記搭載部に搭載された複数本の苗木に水を散布する散水部と、前記屋内に所定の温湿度環境を形成する温湿度環境生成部と、前記半導体発光素子をオンオフして人工的に昼夜光環境を生成する制御部とを備えたものである。
　この発明によれば、搭載部に搭載された複数本の苗木が育成するまで台車の周回動作が連続的あるいは間欠的に行われ、その間、台車に搭載された半導体発光素子からの光照射のオンオフによる各苗木への人工的な昼夜光環境の生成と、散水部による各苗木への水の散布と、温湿度環境の設定とが行われる。そして、室内が外部から遮光、断熱されているため育成環境がより均一化され、さらに各苗木が室内を移動するようにして、室内位置に依存する育成環境の差異があったとしてもそれが吸収されるため、大規模であっても、より均一環境下での育成が可能となる。
　また、半導体発光素子は、育成用波長の光を発光するＬＥＤである。育成用波長として、好ましくは白色光を照射することで自然光に近い光を苗木に照射することが可能となる。なお、白色は３原色のＬＥＤの出力光を加法混色して照射するものでもよい。
　また、苗木が接木苗である場合、台木と穂木との活着、養生乃至は育成が安定的に行われる。
　また、散水部を周回路中の少なくとも１箇所に配置した構成とすることで、走行する台車側の軽量化が図れる。
　また、散水部が消毒液を含む水を散水することで、ウイルスや細菌等から苗木を守り、無農薬でありながら高効率で苗木の育成を可能にする。
　また、温湿度環境生成部は、霧を発生するもので、水蒸気発生部と冷気流発生部とを備えるものである。この構成によれば、ある温度下で、所定の湿度と得る霧の発生がようにとなる。
　また、水蒸気発生部は、屋内の床面に設けられ、冷気発生部は、周回路を挟んで一方側に送風部を、他方側に吸気部を配置したものである。この構成によれば、室内を効率的に水蒸気雰囲気にでき、また、周回路に跨って送風と吸気とを行うことで気流を生成させて均一な湿度環境を得、さらに送風環境が得られる。
　また、台車の搭載部は、複数段の棚から構成され、各棚は、複数の苗木が植えられるトレイが搭載可能である。この構成によれば、集約的かつ大規模な苗木の育成が可能となる。
　また、半導体発光素子を台車の各棚の天井に取り付けることで、苗木に近接した位置で所望の光量での育成用波長の光の照射が可能となる。
　また、散水部は、各棚に対応する個別散水部を備えているものである。この構成によれば、各棚に搭載されるトレイ内の苗木に確実に水分を供給することが可能となる。
　また、前記棚と前記トレイとの間に敷設される平板状の水受け部を備え、前記水受け部は、１又は複数の前記トレイを搭載する上面部を有する本体部と、前記上面部の周囲に形成された前記上面部より嵩高の端縁部と、前記端縁部と前記上面部との間に穿設された前記上面部より低い溝部とを含むことを特徴とする。この構成によれば、周回路中の適所に配置されている散水部から苗木に水掛けされた水は水受け部の溝部に一旦貯留されるため、この貯留水が苗木の灌水として利用される。
　また、周回路は、両端に台車の向きを変える半円状のターン部と、その間の往復直進部とを備えたものである。この構成によれば、床面（敷地面積）を効率的に利用した育成装置が提供できる。
　Ｆ　外部建物
　１　内部建物
　１０　苗木育成装置
　２０　周回路
　２１　ターン部
　２２　往復直進部
　３０　台車
　３３　棚（搭載部）
　３４　トレイ
　３５　水受け部
　３５１　本体部
　３５２　上面部
　３５３　端縁部
　３５４　溝部
　４０　水蒸気発生部（温湿度環境生成部）
　５０　冷気流発生部（温湿度環境生成部）
　５１　送風管（送風部）
　５７　吸気管（吸気部）
　６０　散水部
　６１　散水管（個別散水部）
　７０　照明部
　７１　ＬＥＤ（半導体発光素子）
　１００　制御部
　Ｎｕ　苗木

Claims (13)

  1. 複数本の苗木を搭載する搭載部を備え、外部と遮光及び断熱された屋内を周回路に沿って走行する台車と、
    　前記台車に搭載され、前記搭載部に搭載された複数本の苗木に光照射を行う半導体発光素子と、
    　前記周回路中の適所に設置され、前記搭載部に搭載された複数本の苗木に水を散布する散水部と、
    　前記屋内に所定の温湿度環境を形成する温湿度環境生成部と、
    　前記半導体発光素子をオンオフして人工的に昼夜光環境を生成する制御部とを備えた苗木育成装置。
  2. 前記半導体発光素子は、育成用波長の光を発光するＬＥＤである請求項１に記載の苗木育成装置。
  3. 前記苗木は、接木苗である請求項１又は２に記載の苗木育成装置。
  4. 前記散水部は、前記周回路中の少なくとも１箇所に配置されている請求項１～３のいずれかに記載の苗木育成装置。
  5. 前記散水部は、消毒液を含むことを特徴とする請求項４に記載の苗木育成装置。
  6. 前記温湿度環境生成部は、霧を発生するもので、水蒸気発生部と、冷気流発生部とを備える請求項１～５のいずれかに記載の苗木育成装置。
  7. 前記水蒸気発生部は、前記屋内の床面に設けられ、前記冷気発生部は、前記周回路を挟んで一方側に送風部を、他方側に吸気部を配置した請求項６に記載の苗木育成装置。
  8. 前記台車の搭載部は、複数段の棚から構成され、各棚は、複数本の苗木が植えられるトレイが搭載可能である請求項１～７のいずれかに記載の苗木育成装置。
  9. 前記半導体発光素子は、前記各棚の天井に取り付けられている請求項８に記載の苗木育成装置。
  10. 前記散水部は、前記各棚に対応する個別散水部を備えている請求項８又は９に記載の苗木育成装置。
  11. 前記棚と前記トレイとの間に敷設される平板状の水受け部を備え、
    　前記水受け部は、１又は複数の前記トレイを搭載する上面部を有する本体部と、前記上面部の周囲に形成された前記上面部より嵩高の端縁部と、前記端縁部と前記上面部との間に穿設された前記上面部より低い溝部とを含むことを特徴とする請求項８～１０のいずれかに記載の苗木育成装置。
  12. 前記周回路は、両端に前記台車の向きを変える半円状のターン部と、その間の往復直進部とを備えた請求項１～１１のいずれかに記載の苗木育成装置。
  13. 外部と遮光及び断熱された屋内を周回路に沿って走行する台車の搭載部に搭載された複数本の苗木を育成する苗木育成方法において、
    　前記複数本の苗木が育成するまで前記台車を前記周回路で継続的に周回させ、その間、前記台車に搭載された半導体発光素子からの光照射のオンオフによる前記搭載部に搭載された複数本の苗木への人工的な昼夜光環境の生成と、前記周回路中の適所に設置された散水部による、前記搭載部に搭載された複数本の苗木への水の散布と、温湿度環境生成部による前記屋内に対する所定の温湿度環境の設定とを行う苗木育成方法。
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