JP2014180221A - Cultivation method using illumination apparatus for plant cultivation, and illumination apparatus for plant cultivation - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、人工光によって植物の育成を促進する植物育成方法に関するものであり、詳しくは、人工光の光源にＬＥＤ（発光ダイオード）を使用した挿し木栽培による育苗方法に関する。 The present invention relates to a plant growing method that promotes the growth of plants by artificial light, and more particularly, to a seedling growing method by cutting cutting using an LED (light emitting diode) as a light source of artificial light.
従来、植物育成の促進のための光環境は太陽光（自然光）によって行われてきた。しかしながら、太陽光の照射は季節（夏は日照時間が長く、冬は短い）、気象（エルニーニョ現象の時は日照時間が短い）、天候、地域（太平洋側は年間の日照時間が長く、日本海側は短い）、場所（日向と日陰、地上と地下）、時間（昼と夜）等の条件によって大きく異なるものである。したがって、このような自然条件や人為的条件に影響されない安定した環境下で植物の生育を促進させるためには、太陽光に代わる光あるいは太陽光を補完する光が求められ、例えば、白熱電球、蛍光灯、水銀灯、ナトリウムランプ等が人工光の光源として用いられてきた。 Conventionally, the light environment for promoting plant growth has been performed by sunlight (natural light). However, sunlight is exposed to the season (long summer hours in summer and short winters), weather (short hours during El Niño), weather, and regions (the Pacific side has long annual sunlight hours, the Sea of Japan The side is short), the place (the sun and shade, the ground and the basement), the time (day and night), and so on. Therefore, in order to promote the growth of plants in a stable environment that is not affected by such natural conditions or artificial conditions, light in place of sunlight or light that supplements sunlight is required, such as incandescent light bulbs, Fluorescent lamps, mercury lamps, sodium lamps, and the like have been used as artificial light sources.
近年注目されてきたのがＬＥＤを光源とする植物育成方法である。ＬＥＤを植物育成の光源として使用することで照明に使う電力消費を節約できる。 In recent years, a plant growing method using an LED as a light source has attracted attention. By using the LED as a light source for plant growth, it is possible to save power consumption for lighting.
例えば、特許文献１のＬＥＤを光源とする植物育成方法は、鉢植えの植物において、植物１２の略上方から青緑色ＬＥＤ９の光と白色ＬＥＤ１０の光を混合した光を照射し、略横方向から赤色ＬＥＤ８の光を照射するようにしている。夫々の光は植物１２の生長を促進する特定の波長を含んでおり、これらの光のエネルギーを様々な方向から植物１２に供給することによって植物１２をバランスよく育成するようにしている。なお、植物はトレニアを用いている。
For example, in the plant growing method using the LED of Patent Document 1 as a light source, in a potted plant, light that is a mixture of light from the blue-green LED 9 and light from the white LED 10 is irradiated from substantially above the
ＬＥＤ光源を用いた植物育成は、特許文献１に限らず様々な植物の育成に応用されてきている。製品作物の育成や、花弁類の開花期間の促進に関する生育に適したＬＥＤ植物育成装置育成について開示するものが多い。しかしながら挿し木による育成に関する育成方法および育成装置については知られていなかった。 Plant growth using an LED light source is not limited to Patent Document 1, and has been applied to the growth of various plants. There are a lot of disclosures about LED plant growing apparatus suitable for growing product crops and growing related to promotion of flowering period of petals. However, a growing method and a growing apparatus related to growing by cuttings have not been known.
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであり、挿し木苗の育成、特に発根を促して活着に優れた栽培方法を提供することを目的とする。また、他の目的は、挿し木苗の育成に適した補光を行う植物育成用照明装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a cultivation method excellent in engraftment by promoting the growth of cuttings, especially rooting. Another object is to provide a plant-growing lighting device that performs supplementary light suitable for growing cuttings.
上記目的を達成するために請求項１の発明は、植物の伸張した芽（シュート）から挿し穂をとる工程と、セルトレーに挿し穂をする挿し木工程と、太陽光が照射される時間帯に、所定環境下にて前記セルトレーの挿し穂に太陽光の照射を行う太陽光照射工程と、太陽光が照射されない時間帯において、所定環境下にて前記セルトレーの挿し穂に植物育成用照明装置による照明を照射する補光工程と、を有し、
前記補光工程は、発光主波長が緑色光を発する発光ダイオードを用いて出荷段階まで夜間照射を行う工程および／または挿し木工程から摘心を実施するまでの時期において発光主波長が青色光もしくは青緑色光を発する発光ダイオードを用いて夜間照射を行う工程であることを特徴とする植物の栽培方法、とするものである。
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 includes a step of cutting an ear from an elongated shoot (shoot) of a plant, an cutting step of cutting an ear on a cell tray, and a time zone in which sunlight is irradiated. A sunlight irradiation step of irradiating sunlight on the cutting head of the cell tray under a predetermined environment, and illumination by a plant growth lighting device on the cutting head of the cell tray under a predetermined environment in a time zone when sunlight is not irradiated A supplementary light process for irradiating
In the supplementary light process, the light emission main wavelength is blue light or blue-green at the time from the cutting process to the time of carrying out pinching from the process of performing night illumination until the shipping stage using a light emitting diode whose light emission main wavelength emits green light. A plant cultivation method characterized by being a step of performing night-time irradiation using a light emitting diode emitting light.
請求項２の発明は、請求項１に記載の栽培方法において、前記植物がバラ目バラ科バラ属の低木の種であり、前記夜間照射を光合成光量子束密度が１００μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１ＰＰＦＤより低い弱光にて行うことを特徴とする。 The invention according to claim 2 is the cultivation method according to claim 1, wherein the plant is a species of a shrub belonging to the family Rosaceae, and the nighttime irradiation is performed with a photosynthetic photon flux density of 100 μmol · m −2 · s −. 1 It is characterized by performing in weak light lower than PPFD.
請求項３の発明は、請求項２に記載の栽培方法において、前記緑色光を発する発光ダイオードの発光主波長が５００ｎｍよりも長い波長であることを特徴とする。 Invention of Claim 3 is a cultivation method of Claim 2, The light emission main wavelength of the light emitting diode which emits the green light is a wavelength longer than 500 nm, It is characterized by the above-mentioned.
請求項４の発明は、請求項２に記載の栽培方法において、前記青色光もしくは青緑色光を発する発光ダイオード緑色の発光主波長が５２０ｎｍよりも短い波長であることを特徴とする。 The invention of claim 4 is characterized in that, in the cultivation method according to claim 2, the emission main wavelength of the light emitting diode green emitting blue light or blue green light is shorter than 520 nm.
請求項５の発明は、挿し木を実施したセルトレーの複数を収容する施設と、前記施設内を施設外の気温に比べて変化させる温度調整装置と、を備えた植物育成施設に用いる植物育成用照明装置であって、発光主波長が５００ｎｍよりも長い緑色光を発する発光ダイオードと、発光主波長が５２０ｎｍよりも短い波長の青色光もしくは青緑色光を発する発光ダイオードとを用いた光源と、太陽光が照射されない夜間に、前記セルトレーに対して前記光源の照射光を、光合成光量子束密度が１００μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１ＰＰＦＤより低い弱光にて連続照射するように前記光源を点灯制御する制御装置とを備えた、植物育成用照明装置、である。
The invention of
請求項１の発明によれば、挿し木栽培において、発根を促して活着が良く成長を早めた植物育成を行うことができる。 According to the first aspect of the present invention, in cutting cutting, it is possible to nurture a plant that promotes rooting and is well-established to accelerate its growth.
請求項２の発明によれば、バラの成長を早めた挿し木栽培による植物育成を行うことができる。 According to the invention of claim 2, it is possible to carry out plant growth by cutting plant cultivation in which rose growth is accelerated.
請求項３の発明によれば、全体のバランスに優れ、高い発蕾率のバラの挿し木栽培による植物育成を行うことができる。 According to invention of Claim 3, it is excellent in the whole balance and can perform the plant breeding by cutting cutting cultivation of the rose with a high germination rate.
請求項４の発明によれば、発根を早め、個体差のバラツキの少ない挿し木栽培による植物育成を行うことができる。 According to the invention of claim 4, it is possible to grow a plant by cutting cultivation with quick rooting and less variation among individuals.
請求項５の発明の植物育成用照明装置を用いることで、挿し木栽培において、発根を促して活着の良い植物育成を、育成時間を短縮することができ得る。
By using the plant growth lighting device according to the fifth aspect of the present invention, in cutting cutting cultivation, rooting is promoted, and plant growth with good survival can be shortened.
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
なお、本明細書において、「活着段階」とは、増殖された多芽体から採取した挿し穂を培養土に挿し木した後、発根を誘導して苗木を栽培する段階である。具体的には、挿し木から摘心を行うまでの段階をいう。「摘心」とは、挿し木した茎の先端の芽（頂芽）を摘むことをいい、必要以上に伸びるのを止め、わき芽の発生や促すために行う作業をいう。「生育段階」とは、育苗した苗木を生育して出荷段階に至るまで栽培する段階をいう。具体的には「摘心」を行った後の段階からが該当する。「出荷段階」とは、苗木が生育して蕾が形成され、一部開花に至った段階である。
「太陽光が照射される時間帯」とは、太陽光が現実に直接照射される時間だけでなく直射光がない曇り状態も含む日中、すなわち日の出から日没までの時間帯を意味する、「太陽光が照射されない時間帯」とは、太陽光が照射される時間帯以外の時間帯、すなわち、日没から日の出までの時間帯を意味する。太陽光が照射される時間帯も、太陽光が照射されない時間帯も季節、緯度によって変化する。
In the present specification, the “establishment stage” is a stage of cultivating a seedling by inducing rooting after cutting cuttings that have been collected from the proliferated polybud into the culture soil. Specifically, it refers to the stage from cutting to pinching. “Tiping” refers to picking a bud (top bud) at the tip of a cut stem, and is an operation that is performed to prevent the shoot from growing more than necessary and to promote the generation and promotion of axillary buds. “Growth stage” refers to a stage in which a seedling that has been nurtured is grown and cultivated up to the shipping stage. Specifically, it corresponds to the stage after “pinching”. The “shipment stage” refers to a stage where seedlings have grown and cocoons have been formed, resulting in partial flowering.
"Sunlight-irradiated time zone" means not only the time when sunlight is actually radiated directly but also the daytime including the cloudy state without direct light, that is, the time zone from sunrise to sunset, The “time zone in which sunlight is not irradiated” means a time zone other than the time zone in which sunlight is irradiated, that is, a time zone from sunset to sunrise. The time zone in which sunlight is irradiated and the time zone in which sunlight is not irradiated vary depending on the season and latitude.
図１は、本実施形態に係る植物育成用照明装置２０の構成を示す概念図である。図２は光源ユニット３１、３２をレンズカバーの一部を切書いて示す概略斜視図である。本装置は、育成する植物群２１を配置する複数の栽培ベッド２３と、栽培ベッド２３が載置される植物載置台２２と、この植物載置台２２上に載置された植物群２１の生育を制御するため、植物群２１に対して光を照射する光源部２４と、植物育成用照明装置２０をユーザにより操作する制御装置２５と、を備える。光源部２４は、植物載置台２２上に植物群２１が載置されたときにその植物群２１の上方となる位置に設けられる。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration of a plant-growing
栽培ベッド２３には、セルトレー１１に植栽した植物１２の複数が配置され、植物群２１を構成している。セルトレー２３の中には植栽する植物１２に応じた培地１が設けられている。なお、処理区は制御する光源部２４に対応して区分される。
A plurality of
光源部２４は、所定の発光波長の複数のＬＥＤを設けた第１光源ユニット３１および第２光源ユニット３２の複数個からなる。図２は、光源ユニット３１（３２）の構成を一部を切欠いて示す斜視図である。同図に示される光源ユニット３１（３２）は、光源支持台３３と、この光源支持台３３の表面側に取り付けられた複数個のＬＥＤ（発光ダイオード）５および透光性のレンズカバー３４と、光源支持台３３の背面側に取り付けられた放熱機構３５を備える。各ＬＥＤ５のレンズカバー３２側の面には図示しない凸レンズが配設され、各ＬＥＤ５から放射される光が所定の配光となるように配光制御されている。
The light source unit 24 includes a plurality of first light source units 31 and second light source units 32 provided with a plurality of LEDs having a predetermined emission wavelength. FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of the light source unit 31 (32) with a part cut away. The light source unit 31 (32) shown in the figure includes a
第１光源ユニット３１で使用するＬＥＤ５は、青色もしくは青緑色発光するＬＥＤが設けられる。青色発光のＬＥＤは、例えば発光主波長（ピーク波長）が４６５ｎｍの青色発光のＬＥＤを用いる。青緑色発光のＬＥＤは、例えば発光主波長（ピーク波長）が５００ｎｍの青緑色発光のＬＥＤを用いる。
The
第１光源ユニット３１は、後に詳述する挿し木工程から摘心を実施するまでの時期において夜間照射を行う補光を担う光源ユニットである。挿し木工程から摘心を実施するまでの時期においては活着に優れることが望まれる。よって補光を行わない場合に比べて明らかに発根を早めることができた青色光もしくは青緑色光を発する発光ダイオードを用いる。具体的には青色光もしくは青緑色光を発する発光ダイオードの発光主波長が、５２０ｎｍよりも短い波長であることが好ましい。 The 1st light source unit 31 is a light source unit which bears the supplementary light which performs nighttime illumination in the period from the cutting process mentioned later to the implementation of pinching. In the period from cutting process to plucking, it is desirable to have excellent survival. Therefore, a light emitting diode that emits blue light or blue green light, which has been able to be clearly rooted compared to the case where supplementary light is not used, is used. Specifically, the emission main wavelength of the light emitting diode emitting blue light or blue green light is preferably shorter than 520 nm.
第２光源ユニット３２で使用するＬＥＤ５は、緑色発光するＬＥＤが設けられる。緑色発光のＬＥＤは、例えば発光主波長（ピーク波長）が５２０ｎｍの緑色発光のＬＥＤを用いる。なお、第１光源ユニット３１および第２光源ユニット３２におけるＬＥＤ５の配置や個数は図２では４個×２列としているが、上記に限られない。
The
第２光源ユニット３２は、後に詳述する挿し木工程から出荷段階までの時期において夜間照射を行う補光を担う光源ユニットである。挿し木工程から出荷段階までの時期においては花蕾が多く、発蕾率が高いことが望まれる。よって補光を行わない場合に比べて明らかに花蕾量および発蕾率に優れた緑色光を発する発光ダイオードを用いる。具体的には緑色光を発する発光ダイオードの発光主波長が、５００ｎｍよりも長い波長であることが好ましい。 The 2nd light source unit 32 is a light source unit which bears the supplementary light which irradiates at night in the time from the cutting process mentioned later in detail to a shipment stage. In the period from the cutting process to the shipping stage, there are many flower buds and it is desirable that the germination rate is high. Therefore, a light emitting diode that emits green light, which is clearly superior in the amount of florets and the rate of light emission compared with the case where supplementary light is not used, is used. Specifically, the emission main wavelength of the light emitting diode that emits green light is preferably longer than 500 nm.
制御装置２５は、光源部の発光を制御する。制御装置２５には、モードを切り替えるためにユーザが操作する操作部と、時刻を計測するタイマと、光源部２４を調光点灯制御する調光点灯部と、操作部およびタイマの信号に応じて調光点灯部に制御信号を送信する制御部を備える。 The control device 25 controls light emission of the light source unit. The control device 25 includes an operation unit that is operated by a user to switch modes, a timer that measures time, a dimming lighting unit that performs dimming lighting control on the light source unit 24, and a signal from the operation unit and the timer. The control part which transmits a control signal to a light control lighting part is provided.
調光点灯部は、調光点灯回路から成り、この調光点灯回路により光源ユニット３１，３２のＬＥＤ５の発光量を増減して制御すると共に、これらの光源の点灯／消灯制御を行なう。
The dimming / lighting unit is composed of a dimming / lighting circuit. The dimming / lighting circuit controls the light emission amount of the
制御部は、ＣＰＵを含むマイクロコンピュータから成り、光源部２４の各種制御を調光点灯部を用いて行なう。各種制御には、例えば温度調整装置や植物の育成に必要な栄養分の補給の制御を行う補給制御装置等の他の装置との信号を用いた処理を行う場合における制御を含んでも良い。 The control unit is composed of a microcomputer including a CPU, and performs various controls of the light source unit 24 using the dimming / lighting unit. Various controls may include, for example, control in the case of performing processing using a signal with another device such as a temperature control device or a supply control device that controls supply of nutrients necessary for plant growth.
例えば、制御部は、ユーザが本装置のモードを発根促進モードと出荷モードに切り替えるために操作部を操作したとき、操作部からの信号に基づいて、第１光源ユニットによる照射光、第２光源ユニットによる照射光のそれぞれの照射光量を個別に制御する。例えば、発根促進モードにおいては第１光源ユニットによる発光のみとすれば、第２光源ユニットを点灯させることによる消費電力の上昇を抑制することができる。 For example, when the user operates the operation unit to switch the mode of the apparatus between the rooting promotion mode and the shipping mode, the control unit, based on a signal from the operation unit, emits light emitted from the first light source unit, second The amount of light emitted from the light source unit is individually controlled. For example, if only light emission by the first light source unit is performed in the rooting promotion mode, an increase in power consumption due to lighting of the second light source unit can be suppressed.
さらに、制御部が行なう各種制御には点灯／消灯制御が含まれる。この点灯／消灯制御は、タイマから送信される時刻情報に基づいて行なわれる。例えば、制御部は予め記憶させておいた季節に応じた夜間の連続点灯時間や、操作部で任意に設定した時間に合せて点灯および消灯を制御する。本実施の形態では、日没後から日の出までの時間において、ほぼ連続して照射する連続補光を実施する。 Further, various controls performed by the control unit include lighting / extinguishing control. This on / off control is performed based on time information transmitted from the timer. For example, the control unit controls the lighting and extinguishing according to the nightly continuous lighting time corresponding to the season stored in advance or the time arbitrarily set by the operation unit. In the present embodiment, continuous supplementary light that is irradiated almost continuously in the time from sunset to sunrise is implemented.
なお、点灯／消灯制御としては、太陽光が照射されない時間帯の中でも、日没の後の数時間後である深夜にのみ補光を実施する深夜補光（例えば２２：００〜０２：００）、日没の頃から補光を実施して明期を延長する夕刻補光（例えば１７：００〜２２：００）、日の出を早める補光を実施して明期を延長する早朝補光（例えば０２：００〜０９：００）、夜間に点灯／消灯を所定時間毎に繰り返して行うサイクル照射補光などを行うものとしても良い。また、日中における曇天の時に補光をように照度センサの信号とタイマの組み合わせにより制御しても良い。 In addition, as lighting / extinguishing control, late-night supplementary light that performs supplementary light only in the middle of the night several hours after sunset, even during a time period when sunlight is not irradiated (for example, 22:00 to 02:00) Supplied in the evening to enhance the light period from sunset (for example, 17:00 to 22:00), early morning supplement to extend the light period by performing the supplement to accelerate the sunrise (for example, 02: 00 to 09: 00), it is also possible to perform cycle irradiation supplementary light that is repeatedly turned on / off at predetermined time intervals at night. Further, it may be controlled by a combination of a signal from an illuminance sensor and a timer so that supplementary light is provided during cloudy days.
光源部２４から出射される光の光量は光補償点を超える光強度の光とする。緑葉をもつ植物の光合成量は光の量に応じて変化する。植物に照射する光強度を下げていくと光合成による二酸化炭素の吸収量と呼吸による放出量が同速度となる光強度があり、それを光補償点という。光補償点を超える光強度による補光を行えば植物の消耗を抑制することができる。照射光量を多くすれば、光合成が活発に働くが、所費電力が増大しコスト的に好ましいものではない。また、光飽和点、すなわち光強度をさらに高めても光合成速度が変わらなくなる光強度を超える強い光を与えるとかえって植物に対するストレスとなる。したがって、コスト上昇を抑制した商業的利用に適した光量としては、弱光の光を照射することが好ましい。弱光とは、具体的には、光合成光量子束密度が１００μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１ＰＰＦＤより低い光をいう。 The amount of light emitted from the light source unit 24 is light having a light intensity exceeding the light compensation point. The amount of photosynthesis in plants with green leaves varies with the amount of light. When the light intensity applied to a plant is lowered, there is a light intensity at which the absorbed amount of carbon dioxide by photosynthesis and the released amount by respiration become the same speed, which is called a light compensation point. Plant supplementation can be suppressed by supplementing with light intensity exceeding the light compensation point. If the amount of irradiation light is increased, photosynthesis works actively, but the power consumption increases, which is not preferable in terms of cost. Moreover, if the light saturation point, that is, strong light exceeding the light intensity at which the photosynthesis rate does not change even if the light intensity is further increased, it gives a stress on the plant. Therefore, it is preferable to irradiate weak light as a light amount suitable for commercial use with suppressed cost increase. The weak light specifically refers to light having a photosynthetic photon flux density lower than 100 μmol · m −2 · s −1 PPFD.
上記構成により、太陽光が照射されない時間帯である夜間に補光を行うことができる。植物１２は、光補償点を超える光強度の光を浴びることができ、有効な光合成が行われる。
With the above configuration, supplementary light can be performed at night, which is a time zone in which sunlight is not irradiated. The
次に、発明者により実施された実験の結果を参照して説明する。
る。
Next, a description will be given with reference to the results of experiments conducted by the inventors.
The
なお、後述する実験においては、各処理区内において第１光源ユニット３１および第２光源ユニット３２の２種類の光源ユニットを設ける実施形態とは異なり、同一種類の光源ユニットを設け、処理区に応じて異なる種類の光源ユニットを設けて実験を実施した。、 Note that, in the experiment described later, unlike the embodiment in which two types of light source units, the first light source unit 31 and the second light source unit 32, are provided in each processing section, the same type of light source unit is provided, and according to the processing section. Experiments were conducted with different types of light source units. ,
図３および図４は、この実験の際に用いられた植物１２の育成状態を示す模式図である。図３は、挿し木工程から摘心工程を実施するまでの期間における植物の育成状態を示すもので、（Ａ）が挿し木直後の状態、（Ｂ）が活着した状態、（Ｃ）摘心を示す。図４は、摘心工程を終えた後の生育から出荷段階までの植物の育成状態を示すもので、（Ａ）が分茎状態、（Ｂ）が発蕾状態、（Ｃ）開花状態を示す。
3 and 4 are schematic diagrams showing the growing state of the
本実験では、植物としてミニバラであるニューヨーク・フォーエバー（作出：デンマーク Forever Rose社）を用いた。ニューヨーク・フォーエバーはミニバラ苗の商品形態にて出荷されており、樹高：２０〜２５ｃｍ、花径：３．５〜５ｃｍである。バラは、バラバラ目バラ科バラ属の種の低木であり、シュラブロ-ズ(半蔓性)、ブッシュタイプ、ブッシュロ-ズ（株立性、四季咲き品種）、ハイブリッドティー系（ＨＴ）の４系統に分けた園芸品種におけるブッシュタイプのミニチュア系に属する。 In this experiment, New Rose Forever (produced by Forever Rose, Denmark), a mini rose, was used as a plant. New York Forever is shipped in the form of mini rose seedlings and has a tree height of 20 to 25 cm and a flower diameter of 3.5 to 5 cm. Roses are shrubs of the genus Rousaceae, and fall into four lines: shrubrose (semi-generic), bush type, bushrose (stock establishment, four-season varieties), and hybrid tea (HT). It belongs to the bush type miniature system in the divided horticultural variety.
（挿し木工程）
植物の伸張した芽（シュート）から挿し穂をとって、セルトレー１１に挿し穂を行う挿し木工程を実施した。セルトレーとしては、無菌の培地１を充填した５号プラ鉢に４本挿し穂を挿した。なお、図３および図４においては、判りやすくするためににセルトレー１１内に１本挿し穂をした場合における概念図を示している。実験に供したサンプルは後述する処理区の各区に１５鉢を供試した。
(Cutting process)
An cutting process was carried out in which cuttings were taken from the shoots (shoots) of the plant and inserted into the
（太陽光照射工程）
温度調整設備を設けたガラス温室内において、太陽があたるようにして挿し木工程を実施した試験サンプルを育成した。ガラス温室内は、１５℃〜３０℃の間の所定室温となるように温度調整を施した。挿し木工程を実施した後、出荷段階に至る期間の間、毎日、所定室温下で全ての試験サンプルの鉢を育成した。
(Sunlight irradiation process)
In a glass greenhouse provided with temperature control equipment, a test sample in which the cutting process was carried out so as to be exposed to the sun was grown. The temperature inside the glass greenhouse was adjusted to a predetermined room temperature between 15 ° C and 30 ° C. After performing the cutting process, all test sample pots were grown daily at a predetermined room temperature during the period leading to the shipping stage.
（補光工程）
挿し木工程を実施した直後から、太陽光が照射されない時間帯においては、植物育成用照明装置２０の光源部２４（植物育成用照明光源）下で補光を行って育成した。
補光は、１７：３０〜０７：００の１３．５時間／日の連続照射により行った。光源部２４としては、ＬＥＤチップを発光源とするスタンレー電気株式会社製の屋外用ＬＥＤユニットＬＬＭ０２００Ａシリーズ、１５Ｗを使用し、３×５穴トレー（３１０ｍｍ×５３０ｍｍ）からなる１処理区に対し２個の光源ユニット３０を光源部２４として使用した。光源部２４とトレー（栽培ベッド）との距離は、各光源ユニットに設けた凸レンズ素子により栽培ベッド全体にわたり略等照度の光が照射される配光特性となる距離を隔てた。
(Light supplement process)
Immediately after performing the cutting process, in the time zone when sunlight was not irradiated, it was grown by performing supplementary light under the light source part 24 (illuminating light source for plant growth) of the plant growing
Supplementary light was performed by continuous irradiation from 17:30 to 07:00 for 13.5 hours / day. As the light source unit 24, an outdoor LED unit LLM0200A series made by Stanley Electric Co., Ltd., which uses an LED chip as a light source, 15W is used, two for one processing section composed of a 3 × 5 hole tray (310 mm × 530 mm). The light source unit 30 was used as the light source unit 24. The distance between the light source unit 24 and the tray (cultivation bed) was separated by a convex lens element provided in each light source unit so as to have a light distribution characteristic that light with substantially equal illuminance was irradiated over the entire cultivation bed.
（処理区）
処理区として次の７つの処理区を設けて実験を行った。なお、隣接する処理区の間には距離を隔てて、他の処理区の補光による照射光が入射しないようにした。
第２処理区は、青色発光のＬＥＤ（ピーク波長４６５ｎｍ）５を設けた光源ユニット３０を使用した。第３処理区は、青緑色発光のＬＥＤ（ピーク波長５００ｎｍ）５を設けた光源ユニット３０を使用した。第４処理区は、緑色発光のＬＥＤ（ピーク波長５２０ｎｍ）５を設けた光源ユニット３０を使用した。第５処理区は、橙色発光のＬＥＤ（ピーク波長６００ｎｍ）５を設けた光源ユニット３０を使用した。第６処理区は、赤色発光のＬＥＤ（ピーク波長６３５ｎｍ）５を設けた光源ユニット３０を使用した。第２処理区〜第６処理区の各光源ユニット３０に用いたＬＥＤは、ＬＥＤの半導体発光層から単色光が出射するＬＥＤを用いた。第１処理区は、白色発光のＬＥＤ（ピーク波長４４５ｎｍ＋５５０ｎｍ）５を設けた光源ユニット３０を使用した。ピーク波長が２つあるのは青色発光するＬＥＤ（ピーク波長４４５ｎｍ）と蛍光体材料（ピーク波長５５０ｎｍ）による発光の混色により白色としているＬＥＤを用いたからである。
第７処理区は、比較例として、光源ユニット３０を設けない無補光の処理区とした。なお、第１処理区〜第６処理区の各光源ユニット３０で照射する補光の光強度は光合成光量子束密度（photosynthetic photon flux density）が５０μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１ＰＰＦＤとした。
(Processing area)
Experiments were performed by setting the following seven treatment zones as treatment zones. In addition, the irradiation light by the supplementary light of another process area did not incline by spacing between adjacent process areas.
In the second treatment section, the light source unit 30 provided with the blue light emitting LED (peak wavelength 465 nm) 5 was used. In the third treatment section, a light source unit 30 provided with blue-green light emitting LEDs (peak wavelength 500 nm) 5 was used. In the fourth treatment section, a light source unit 30 provided with a green light emitting LED (peak wavelength 520 nm) 5 was used. In the fifth treatment section, the light source unit 30 provided with the orange light emitting LED (peak wavelength 600 nm) 5 was used. In the sixth treatment section, a light source unit 30 provided with a red light emitting LED (peak wavelength 635 nm) 5 was used. The LED used for each light source unit 30 in the second processing section to the sixth processing section is an LED that emits monochromatic light from the semiconductor light emitting layer of the LED. In the first treatment section, a light source unit 30 provided with a white light emitting LED (peak wavelength 445 nm + 550 nm) 5 was used. The reason why there are two peak wavelengths is that an LED that emits blue light (peak wavelength: 445 nm) and an LED that is white due to color mixture of light emitted by the phosphor material (peak wavelength: 550 nm) are used.
The seventh treatment section is a non-complementary light treatment section in which the light source unit 30 is not provided as a comparative example. The light intensity of the supplementary light irradiated by each light source unit 30 in the first processing section to the sixth processing section was set to 50 μmol · m −2 · s −1 PPFD in terms of photosynthetic photon flux density.
（挿し木〜摘心までの期間の育成実験結果）
挿し木直後から２週間目（１４日）における発根について調査した。図３（Ｂ）は発根し活着が良くなっている状態を示す概念図である。挿し木をした植物１２を培地１から引き抜きを行い、引き抜く際の応力および発根の成長度合いを観察した。発根は第２処理区（青色光ＬＥＤ）が最も促進的であった。次いで第３処理区（青緑色光ＬＥＤ）であり、第７処理区（無補光）が最も劣っていた。第１処理区〜第６処理区の何れの処理区においても、第７処理区に比べて明らかに発根が促進されていた。すなわち、補光を実施しない場合に比べて、可視光ＬＥＤによる照射を行った場合には使用した光源の光質（発光波長）にかかわらず発根が早まった。このことから、可視光ＬＥＤを用いた夜間補光は、光合成を促して発根を早めていることが判明した。
(Results of breeding experiments in the period from cuttings to pinching)
The rooting in the second week (14th day) immediately after cutting was investigated. FIG. 3 (B) is a conceptual diagram showing a state in which rooting is achieved and the wearing is improved. The cutting
（摘心）
図３（Ｃ）は摘心を示す概念図である。摘心は、第１試験区〜第６試験区の可視光ＬＥＤによる夜間補光を行った試験区においては、全体を挿し木から３１日後に実施した。成長が遅れていた第７試験区（無補光）はさらに５日遅れた３６日後に実施した。このことから、可視光ＬＥＤを用いた夜間補光は、光合成を促して発根を早め、活着に優れていることが判明した。また発根を早めることができたので、挿し木から摘心に適した時期に至るまでの生育期間期間を無補光の場合に比べて短縮することができることが判明した。
(Pinching)
FIG. 3C is a conceptual diagram showing pinching. The pinching was performed 31 days after cutting in the test section where the night light supplementation with visible light LEDs in the first test section to the sixth test section was performed. The seventh test zone (non-complementary light), whose growth was delayed, was carried out 36 days after another 5 days. From this, it was found that nighttime supplementation using visible light LEDs promotes photosynthesis, accelerates rooting, and is excellent in survival. Moreover, since rooting was able to be accelerated, it turned out that the growth period period from cutting to the time suitable for pinching can be shortened compared with the case of non-complementary light.
（摘心〜摘心後１４日目までの期間の育成実験結果）
図４（Ａ）は摘心後に第１シュート（芽）および第２シュート（芽）が生育した状態を示す概念図である。摘心後１４日目に各試験区における試験サンプルの一部を抜き取り、シュートの伸長状況を解体調査した。解体調査の調査結果を第１表に示す。表１のデータは、各試験区における植物について、第２シュートを切り離し、第１シュートの長さとその重さ、第２シュートの長さと重さを測定した。また、第２シュートの形成率を％で示した。夫々の試験区における解体調査した試験サンプル数は８サンプルである。
(Results of breeding experiments during the period from pinching to the 14th day after pinching)
FIG. 4A is a conceptual diagram showing a state in which the first shoot (bud) and the second shoot (bud) have grown after pinching. On the 14th day after pinching, a part of the test sample in each test section was extracted, and the elongation of the shoot was disassembled. Table 1 shows the results of the demolition survey. The data in Table 1 were obtained by cutting the second shoot and measuring the length and weight of the first shoot and the length and weight of the second shoot for the plants in each test section. In addition, the formation rate of the second chute is shown in%. The number of test samples that were dismantled in each test area was 8 samples.
表１から判るように、この時点のシュートの成長は第５試験区（橙色光ＬＥＤ）が旺盛で、第２シュート形成率が６９．２％だった。可視光ＬＥＤを用いた夜間補光を実施した第１処理区〜第６処理区の何れの処理区においても、第２シュートの形成が４５％以上の高い確率で形成されていた。それに対し夜間補光を実施していない第７処理区では、第２シュートが形成されていなかった。また、第１シュートの長さおよび重量も、第１処理区〜第６処理区の何れの処理区の試験サンプルと比べても、大幅に育成が遅れていた。このことから、可視光ＬＥＤを用いた夜間補光は、光合成を促して成長を早めていることが判明した。 As can be seen from Table 1, the growth of shoots at this time was strong in the fifth test section (orange light LED) and the second shoot formation rate was 69.2%. The formation of the second chute was formed with a high probability of 45% or more in any of the first to sixth treatment zones in which nighttime supplementation using visible light LEDs was performed. On the other hand, the 2nd chute | shoot was not formed in the 7th process area which is not implementing night supplementary light. Further, the length and weight of the first chute were greatly delayed in comparison with the test samples in any of the first to sixth treatment zones. From this, it was found that nighttime supplementation using visible light LEDs promotes photosynthesis and accelerates growth.
（出荷段階までの育成実験結果）
図４（Ｂ）は出荷段階に至る直前の蕾が形成された状態、図４（Ｃ）は出荷段階の植物の状態を示す概念図である。図４（Ｃ）では一部のシュートで蕾が存在し、他のシュートにおいて開花している状態を示している。出荷段階において各試験区における試験サンプルの一部を抜き取り育成した植物の解体調査を実施した。解体調査の調査結果を第２表に示す。
(Results of growth experiments up to the shipping stage)
FIG. 4B is a conceptual diagram showing a state in which a cocoon just before reaching the shipping stage is formed, and FIG. 4C is a conceptual diagram showing a state of the plant in the shipping stage. FIG. 4C shows a state where buds are present on some shoots and flowering on other shoots. At the shipping stage, a dismantling survey was conducted on plants that had been extracted from some of the test samples in each test plot. Table 2 shows the results of the dismantling survey.
表２から判るように、出荷段階に達した時点でもっとも旺盛な成長・開花を示したのは第４試験区（緑色光ＬＥＤ）であり、発蕾率は１００％だった。次いで、挿し木時に発根が早かった第２試験区（青色光ＬＥＤ）が旺盛な成長および高い発蕾率を示した。挿し木１４日後ではもっとも生育が旺盛だった第５試験区（橙色光ＬＥＤ）は、シュートによる生育のバラツキが大きく、発蕾率がやや低い値となった。第６試験区（赤色光ＬＥＤ）は可視光ＬＥＤを用いた夜間補光を実施した第１処理区〜第６処理区の中でもっとも成長が劣った。 As can be seen from Table 2, it was the fourth test zone (green light LED) that showed the most vigorous growth and flowering when it reached the shipping stage, and the germination rate was 100%. Next, the second test section (blue light LED), which had early rooting at the time of cutting, showed vigorous growth and a high ripening rate. In the fifth test section (orange light LED) where growth was most vigorous after 14 days from cutting, the variation in growth due to shoots was large, and the rate of germination was slightly low. The sixth test section (red light LED) showed the worst growth among the first to sixth treatment sections in which nighttime supplementation using visible light LEDs was performed.
第７試験区（無補光）は全体的な成長は劣ったものの高い発蕾率を示している。今回の試験期間において、太陽光照射工程、すなわち日中の天候が非常に良く、十分な日照を日中に受けたためと考えられる。日中の天候が非常に良い場合においては、前述した挿し木から摘心までの５日間の遅れの成長差を大幅に縮めることができている。 The seventh test area (non-complementary light) showed a high rate of eruption although overall growth was inferior. It is considered that the sunlight irradiation process, that is, the daytime weather was very good during this test period, and that sufficient sunlight was received during the daytime. When the daytime weather is very good, the five-day delay growth difference from cuttings to pinching can be significantly reduced.
出荷段階の発蕾率や全体的なボリューム感などから判断すると、少なくとも挿し木後に萌芽してからの夜間補光では第４試験区（緑色光）が最も有効な光質であった。すなわち、摘心する前の挿し穂から萌芽してからの期間における夜間補光としては、緑色光のＬＥＤによる連続照射が効果的である。 Judging from the rate of occurrence at the shipping stage and overall volume feeling, the fourth test zone (green light) was the most effective light quality at night after supplementing at least after cutting. That is, continuous illumination with a green light LED is effective as nighttime supplementary light in the period after budding from the cutting head before pinching.
また、挿し木直後からの補光は、栽培期間の短縮と品質向上に非常に効果的なことが明らかになった。特に、青色光もしくは青緑色光を用いたＬＥＤによる夜間補光が効果的である。更に好ましくは青緑色光よりも青色光を用いることが好ましい。青色光の方が栽培期間の短縮に優れるからである。 Moreover, it became clear that supplementary light immediately after cuttings is very effective in shortening the cultivation period and improving quality. In particular, nighttime supplementary light with LEDs using blue light or blue-green light is effective. More preferably, blue light is used rather than blue-green light. This is because blue light is superior in shortening the cultivation period.
上記試験結果を考察すると、挿し木を終えた植物に対して、挿し木直後から夜間においても光合成を行うために必要な最低光量よりも多い弱光の光を連続照射することで、栽培期間の短縮と品質向上に効果的であることが判明した。特に活着を促進させるために発根を促す期間においては、青色光もしくは青緑色光を用いたＬＥＤによる夜間補光が効果的である。したがって、前述した実施形態のように第１の光源ユニット３１として、発光主波長が５２０ｎｍよりも短い波長の光を発光する青色光もしくは青緑色光を発光するＬＥＤを用いた光源ユニットを植物育成用照明装置に用いることが好ましい。 Considering the above test results, for plants that have finished cuttings, shortening the cultivation period by continuously irradiating light that is weaker than the minimum amount of light necessary to perform photosynthesis immediately after cuttings at night It turned out to be effective for quality improvement. In particular, during the period in which rooting is promoted in order to promote survival, nighttime light supplementation using LEDs using blue light or blue-green light is effective. Therefore, as the first light source unit 31 as in the above-described embodiment, a light source unit using a blue light emitting blue light or a blue green light emitting light having a light emission main wavelength shorter than 520 nm is used for plant growth. It is preferable to use it for a lighting device.
また、上記試験結果を考察すると、挿し木を終えた植物に対して、萌芽してからの夜間補光として緑色光が最も有効な光質であった。すなわち、摘心する前の挿し穂から萌芽してから出荷段階までの期間における夜間補光としては、緑色光のＬＥＤによる連続照射が効果的である。従って、前述した実施形態のように第２の光源ユニット３２として、発光主波長が５００ｎｍよりも長い波長の光を発光する緑色発光のＬＥＤを用いた光源ユニットを植物育成用照明装置に用いることが好ましい。 Further, considering the above test results, green light was the most effective light quality as nighttime supplement after germination for plants that had finished cuttings. That is, continuous illumination with a green light LED is effective as nighttime supplementary light during the period from the emergence of the cutting head before pinching to the shipment stage. Therefore, as the second light source unit 32 as in the above-described embodiment, a light source unit using a green light emitting LED that emits light having a light emission main wavelength longer than 500 nm is used in the plant growth lighting device. preferable.
これらのことから、植物育成用照明装置２０に第１光源ユニット３１と第２光源ユニットを設け、挿し木を終えた後の成長段階に合せて、発根を促す時期においては第１光源ユニット３１にて照射を実施し、萌芽してから出荷段階までの期間の植物全体のバランスの良い成長を行う促す期間においては第２光源ユニット３２にて照射を行うことが好ましいであろう。
For these reasons, the first light source unit 31 and the second light source unit are provided in the plant-growing
植物育成用照明装置を商業的に利用する場合には、消費電力コストを低減することが望まれる。また、発根が促しても萌芽する時期は個々の植物でバラツキが生じる。それゆえ、現実的には、挿し木を実施した後から摘心を実施するまでの期間においては、第１光源ユニット３１、すなわち、発光主波長が青色光もしくは青緑色光を発する発光ダイオードを用いて弱光にて夜間照射を行い、摘心を実施してから出荷段階までの期間においては第１光源ユニット３１による照射に代えて第２光源ユニット３２、すなわち、発光主波長が緑色光を発する発光ダイオードを用いた弱光での夜間照射に切り替えて補光を行いのが、管理上およびコスト的に考えて最も好適であろう。 When the plant growing lighting device is used commercially, it is desired to reduce the power consumption cost. In addition, even when rooting is promoted, variation occurs in individual plants during the germination period. Therefore, in reality, during the period from cutting cutting to pinching, the first light source unit 31, that is, the light emitting dominant wavelength is weak using a light emitting diode emitting blue light or blue green light. Instead of irradiation by the first light source unit 31, the second light source unit 32, that is, a light emitting diode whose main emission wavelength emits green light, is irradiated with light at night and after the pinching is performed until the shipment stage. It is most preferable to perform supplementary light by switching to the low-light irradiation used for nighttime in terms of management and cost.
上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。例えば、本実施の形態において植物育成用照明装置には、第１光源ユニットと、第２光源ユニットの２種類の光源ユニットを同じ照射区域に設ける実施例にて説明しているが、第１光源ユニットにて照射する第１の照射区域と第２光源ユニットにて照射する第２の照射区域に区画し、挿し木直後から出荷段階に至るまでの期間の半分の時間においては第１照射区域にて育成し、後半の半分の期間においては第２照射区域にて育成するなどとしても良い。また、ミニバラであるニューヨーク・フォーエバーを用いて試験を実施したが、他のブッシュタイプの系統のバラにも適用できよう。 The above embodiment is merely an example in all respects. The present invention is not construed as being limited to these descriptions. For example, in the present embodiment, the plant growth lighting device is described in an embodiment in which two types of light source units, a first light source unit and a second light source unit, are provided in the same irradiation area. It divides into the 1st irradiation area irradiated with a unit, and the 2nd irradiation area irradiated with a 2nd light source unit, and it is in the 1st irradiation area in the time of half of the period from cutting immediately to the shipping stage. It is good also as raising in the 2nd irradiation area in the half period of the latter half. In addition, the test was conducted using New York Forever, a mini rose, but it could be applied to other bush type roses.
本発明によれば、挿し木にて植物の個体数を増やす園芸、農業の分野、特に鑑賞用に栽培される園芸植物の分野において植物育成用照明装置を用いて行う栽培に適用できる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, the present invention can be applied to cultivation performed using a plant-growing lighting device in the fields of horticulture and agriculture that increase the number of plants with cuttings, especially in the field of horticultural plants that are cultivated for viewing.
１ 鉢
５ ＬＥＤ
８ 赤色ＬＥＤ
９ 青緑色ＬＥＤ
１０ 白色ＬＥＤ
１１ セルトレー
１２ 植物
２０ 植物育成用照明装置
２１ 植物群
２２ 植物載置台
２３ 栽培ベッド
２４ 光源部
２５ 制御装置
３０ 光源ユニット
３１ 第１光源ユニット
３２ 第２光源ユニット
３３ 光源支持台
３４ レンズカバー
３５ 放熱機構
1
8 Red LED
9 Blue-green LED
10 White LED
DESCRIPTION OF
Claims (5)
セルトレーに挿し穂をする挿し木工程と、
太陽光が照射される時間帯に、所定環境下にて前記セルトレーの挿し穂に太陽光の照射を行う太陽光照射工程と、
太陽光が照射されない時間帯において、所定環境下にて前記セルトレーの挿し穂に植物育成用照明装置による照明を照射する補光工程と、を有し、
前記補光工程は、発光主波長が緑色光を発する発光ダイオードを用いて出荷段階まで夜間照射を行う工程および／または挿し木工程から摘心を実施するまでの時期において発光主波長が青色光もしくは青緑色光を発する発光ダイオードを用いて夜間照射を行う工程であることを特徴とする植物の栽培方法。 A process of taking an ear from an elongated shoot (shoot) of a plant;
Cutting process for cutting the cell tray;
A sunlight irradiation step of irradiating sunlight on the insertion tips of the cell tray in a predetermined environment in a time zone in which sunlight is irradiated; and
In a time zone in which sunlight is not irradiated, it has a light supplementing step of irradiating illumination with an illuminating device for plant growth on the cuttings of the cell tray under a predetermined environment,
In the supplementary light process, the light emission main wavelength is blue light or blue-green at the time from the cutting process to the time of carrying out pinching from the process of performing night illumination until the shipping stage using a light emitting diode whose light emission main wavelength emits green light. A method for cultivating a plant, which is a step of performing night-time irradiation using a light-emitting diode that emits light.
前記施設内を施設外の気温に比べて変化させる温度調整装置と、を備えた植物育成施設に用いる植物育成用照明装置であって、
発光主波長が５００ｎｍよりも長い緑色光を発する発光ダイオードと、
発光主波長が５２０ｎｍよりも短い波長の青色光もしくは青緑色光を発する発光ダイオードとを用いた光源と、
太陽光が照射されない夜間に、前記セルトレーに対して前記光源の照射光を、光合成光量子束密度が１００μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１ＰＰＦＤより低い弱光にて連続照射するように前記光源を点灯制御する制御装置とを備えた、植物育成用照明装置。 A facility that houses multiple cell trays with cuttings;
A plant growth lighting device for use in a plant growth facility comprising a temperature adjustment device that changes the inside of the facility as compared to the temperature outside the facility,
A light emitting diode that emits green light having an emission dominant wavelength longer than 500 nm;
A light source using a light emitting diode that emits blue or blue-green light having a wavelength shorter than 520 nm.
The light source is turned on so that the light emitted from the light source is continuously irradiated to the cell tray with a weak light whose photosynthetic photon flux density is lower than 100 μmol · m −2 · s −1 PPFD at night when sunlight is not irradiated. An illuminating device for plant growth comprising a control device for controlling.
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