JP2015526070A - 植物成長を刺激する方法、累積光量を演算する装置及び方法 - Google Patents

植物成長を刺激する方法、累積光量を演算する装置及び方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2015526070A
JP2015526070A JP2015523218A JP2015523218A JP2015526070A JP 2015526070 A JP2015526070 A JP 2015526070A JP 2015523218 A JP2015523218 A JP 2015523218A JP 2015523218 A JP2015523218 A JP 2015523218A JP 2015526070 A JP2015526070 A JP 2015526070A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
spectral
spectrum
transmissive material
section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2015523218A
Other languages
English (en)
Inventor
ウ,イェン−ドン
Original Assignee
ウ,イェン−ドン
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=48094099&utm_source=***_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP2015526070(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by ウ,イェン−ドン filed Critical ウ,イェン−ドン
Publication of JP2015526070A publication Critical patent/JP2015526070A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G7/00Botany in general
    • A01G7/04Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth
    • A01G7/045Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth with electric lighting
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/14Greenhouses
    • A01G9/1438Covering materials therefor; Materials for protective coverings used for soil and plants, e.g. films, canopies, tunnels or cloches
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/007Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements the movable or deformable optical element controlling the colour, i.e. a spectral characteristic, of the light
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/25Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/14Measures for saving energy, e.g. in green houses

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Cultivation Of Plants (AREA)
  • Protection Of Plants (AREA)
  • Greenhouses (AREA)
  • Hydroponics (AREA)

Abstract

【課題】【解決手段】本発明は、植物成長を刺激する方法を提供し、該方法は(a)光スペクトル波長を500nm未満(セクションA)、500〜630nm(セクションB)、及び630nm超(セクションC)に調節又は維持するための光透過性材料を、光と植物の光合成受容体との間に設置する工程、及び(b)光が前記光透過性材料を通過した後に、セクションA又はセクションCの照度又は光子束密度よりも低いセクションBの照度又は光子束密度を提供する工程を含む。本発明は、(a)スペクトル感知ユニット、(b)スペクトル多帯域設定モジュール、(c)累積光量演算モジュール、(d)情報処理ユニット、及び(e)制御ユニットを含む、累積光量を演算するための装置及び方法も提供する。【選択図】図1

Description

本発明は、植物成長を刺激する方法に関する。本発明は、累積光量を演算する装置及び方法にも関する。
光合成は、植物及びその他の独立栄養生物が、光エネルギー(通常は太陽からの)を、生物活動に燃料を供給するために使用できる化学エネルギーに変換するために用いるプロセスである。糖のような炭水化物は、このプロセスの間に二酸化炭素と水から合成される。酸素も主に老廃物として放出される。大部分の植物、大部分の藻類、及び藍藻類は光合成を行い、光独立栄養生物と呼ばれる。光合成は大気中の酸素濃度を維持し、酸化的化学反応を通してエネルギーを得る化学合成生物を除く、地球上の全ての生命体に必要なエネルギーの大部分を供給する。
光合成は種の違いによって実施が異なるが、そのプロセスは常に、光からのエネルギーが反応中心と呼ばれる緑色の葉緑素色素を含有するタンパク質によって吸収されたときに始まる。植物において、これらのタンパク質は葉緑体と呼ばれる細胞小器官の内側に保持されており、この葉緑体は葉細胞で最も豊富であるが、細菌中では原形質膜内に埋没している。これらの光依存反応において、水等の好適な物質からの電子の引抜きにいくらかのエネルギーが使用される。その結果、酸素ガス及び水素イオンが生成し、それがニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸(NADP+)と呼ばれる化合物に移送され、NADP+をNADPHへと還元する。細胞の「エネルギー通貨」であるアデノシン三リン酸(ATP)の生成では、より多くの光エネルギーが化学エネルギーに移送される。
光には、明期間、光量及び光質の3つの基本的次元がある。明期間は、光周期、すなわち24時間毎の光の持続時間数である。光周期は多くの温室作物で開花を調節し、単に毎日の明時間数及び暗時間数に関係する。
光量は、光合成を行うことができる光粒子(光子と呼ばれる)の数である。光量は、瞬間的光量(光強度)及び各日に送達される光の累積量(日積算光量)の2つの方法で測定できることから、より複雑である。光量は、フートキャンドル、ルクス、ワット、μモル・m−2・s−1及びモル・m−2・d−1等の異なる単位で測定できる。μモル・m−2・s−1及びモル・m−2・d−1の2つの単位は、植物が光合成を実施できる能力を定量化する(それぞれ瞬間ベース及び日間ベースで)ことから、植物を栽培する際に好ましい。
光粒子は異なる量のエネルギーを有する。各光粒子のエネルギーの量はその波長によって決まる。各波長における光粒子の相対的な数は、光の第3の次元である光質を表す。換言すれば、光質は光のスペクトル分布、又は光源から放出される光スペクトルの青色、緑色、赤色、遠赤色及びその他の部分の光子の相対数を指す。これらの部分の一部は可視であるが、その他の部分は可視ではない。
植物は明期及び暗期の相対的長さ並びに光の強度及び質に応答する。人工光は、植物成長プロセスを制御するために様々な条件下で広く使用されてきた。植物によって必要な光は異なり、日光を受けて成長するものもあれば、日陰で最も良く成長するものもある。ほとんどの植物は、自然光又は人工光のいずれでも成長する。人工光は、以下の方法で使用できる:植物成長の増強が望ましい場合に高強度の光を提供する、自然昼光の時間を延長する又は夜間中断を提供して植物を長日条件に維持する。
光は植物にとって、エネルギー及び情報の源である。光は、光合成におけるエネルギーとして必要であり、植物が発芽するため、特定の寸法又は形状まで成長するため、保護物質を誘発するため、開花するため及び栄養成長から変更する時に必要な、その環境に関する重要な情報を提供する。植物は光の質、強度、持続時間及び方向に反応する。
植物は、ヒトの目に見える光(380nm〜780nm)に加えて、他の放射も使用する。400nm〜700nmの波長領域は「光合成有効放射」又はPARと呼ばれる。植物が必要とする光の多くはこの領域にあるが、最適な成長結果を得るには、UV光(280nm〜400nm)及び/又は遠赤色光(700nm〜800nm)が重要となる場合がある。例えば、遠赤色は、多くの植物の開花にきわめて重要である。全ての光が植物にとって等しいわけでなく、一部の領域は他の領域よりも重要である。
グローライト又は植物育成ライトは、光合成に適した電磁スペクトルを放出することによって植物成長を刺激するように設計された人工光源、一般的には電灯である。グローライトは、自然光がない用途、又は補光が必要な用途に使用される。例えば、昼光の利用可能時間が所望の植物成長に不十分となる可能性のある冬季は、植物の受光時間を延長するためにグローライトを使用する。
植物の成長及び発育は光強度のみで制御されるのではなく、光量によっても制御され、照射時間も影響する。植物の成長及び発育プロセスの光による制御は非常に複雑である。植物は可視光を光合成に使用し、赤外光、特に700〜800nmを形態形成の制御に使用するが、UV光はタンパク質によって吸収され、損傷を引き起こし得る。これらの反応は、3つの主要受容体システムを通る。葉緑素a及びbはそれぞれ640nm及び660nmの光波長を受けて光合成を進め、フィトクロムは660及び730nmの光波長を受けて多数の形態形成反応を制御し、フラビンは450nmの光波長を受けて屈性及び高エネルギー光形態形成を誘発する。
本発明は、植物成長を刺激する方法を提供する。本発明は、累積光量を演算する装置及び方法も提供する。
定義
特記のない限り、「1つの」は、「1つ以上の」を意味する。
グローライトは、太陽の光スペクトルに類似した光スペクトルを提供すること又は栽培している植物の必要性に一層合致したスペクトルを提供することを試みる。屋外条件は、グローライトからの色温度及びスペクトル出力を変えること、並びにランプのルーメン出力(強度)を変えることによって模倣される。栽培される植物の種類、栽培の段階(例えば、発芽/栄養期又は開花/結実期)、及び植物が必要とする光周期に応じて、特定のスペクトル領域、発光効率及び色温度が特定の植物及び期間への使用に望ましくなる。
植物成長に好適なランプの開発は、この分野で常に取り組まれる問題である。本発明で、出願人は、単純な植物成長を刺激する方法を開示する。
植物は、光の方向、質(波長)、強度及び周期性を感知することができる。光は、屈光性、光形態形成、葉緑体分化並びに開花及び発芽のようなその他の様々な応答を誘発する。光質は主に、異なる波長に特異的な異なる光受容体の存在によって検知される。赤色/遠赤色光受容体はフィトクロムと呼ばれる。青色光受容体には少なくとも2種類あり、クリプトクロムは青色、緑色及びUV−A光を認識するが、フォトトロピンは青色光を認識する。
光質と植物発育との間の関係は、G.H.M.Kronenbergの「Photo morphogenesis in Plant」(1986,Martinus Nijhoff Publishers)に示されている。各スペクトル領域が植物生理学に与える影響を表1に示す。
光の色は光合成に異なる影響を及ぼすと一般的に考えられている。事実、光の色の衰退(effeteness)は光合成において差がない。光の全スペクトルを使用することは、植物発育に最も有益である(Harry Stijger,FlowerTech,20047(2))。植物は400〜700nmに光の最大感度スペクトル領域を有し、このセクションは一般的に光合成有効放射領域と呼ばれる。太陽のエネルギーの約45%はこの領域にあり、そのため植物成長のための光スペクトル分布はこの領域に近い必要がある。
光によって放出される光子エネルギーは、波長の差によって異なる。例えば、400nm(青色光)の波長のエネルギーは、700nm(赤色光)の波長のエネルギーの1.75倍である。しかし、光合成については、この2つの波長の影響は同じであり、光合成に利用できない青色スペクトルの余分なエネルギーは熱に移動する。換言すれば、光合成の速度は、植物に吸収され得る400〜700nmの光子数によって決定され、各スペクトルからの光子数には関係しない。植物は全スペクトルに対して異なる感度を有し、それは葉に存在する色素の特殊な吸収性による。葉緑素は植物の最も一般的な色素であるが、光合成に有用な唯一の色素ではなく、他の色素も光合成に関与する。したがって、光合成の効率を考慮する場合、葉緑素の吸収スペクトルが唯一の検討事項ではない。植物の形態形成及び葉色のため、植物は様々な光をバランス良く受け取る必要がある。青色光(400〜500nm)は植物分化及び気孔調節にとって非常に重要である。青色光が不十分で、遠赤色光の比率が過剰である場合、茎が過成長し、葉の黄化を引き起こす可能性が高い。赤色スペクトル(655〜665nm)と遠赤色(725〜735nm)の比が1.0〜1.2であるとき、植物は正常に成長するが、スペクトル比に対する感度は植物によって異なる。
図1は、本発明の実施形態を示す。 図2は、光が青色光透過性材料を通過した後のスペクトルの変化を示す。 図3は、光が緑色光透過性材料を通過した後のスペクトルの変化を示す。 図4は、光が本発明の光透過性材料を通過した後のスペクトルの変化(A、B)及び本発明の光透過性材料の設置前後の変化(C)を示す。 図5は、本発明の累積光量を演算するための装置のブロック線図を示す。 図6は、本発明の累積光量を演算する方法の実施流れ図を示す。 図7は、本発明の累積光量を演算するための装置に示される全帯域の光量データを示す。 図8は、本発明の累積光量を演算するための装置に示される400nm〜450nmのスペクトル波長の光量データを示す。 図9は、本発明の累積光量を演算するための装置に示される400nm〜450nmのスペクトル波長の累積光量データを時間と共に示す。 図10は、本発明の累積光量を演算するための装置に示される異なる帯域の光量データを示す。
本発明は植物成長を刺激する方法に関し、該方法は、
(a)光スペクトル波長を500nm未満(セクションA)、500〜630nm(セクションB)、及び630nm超(セクションC)に調節又は維持するための光透過性材料を、光と植物の光合成受容体との間に設置する工程、及び
(b)光が前記光透過性材料を通過した後に、セクションA又はセクションCよりも低いセクションBの照度又は光子束密度を提供する工程
を含む。
照度は、単位面積当たりが受け取る光束で、ルクス(lm/m)単位で測定される。光子束密度は単位時間に単位面積当たりの表面に到達する光子の数であり、μモル/m秒単位で測定される。光が本発明の透過性材料を通過した後、調節又は保持される割合はスペクトル波長によって異なることから、セクションA及びセクションCの2つのピークが存在し、セクションBの割合はセクションA及びセクションCの割合よりも低い。
本発明の光合成受容体は、葉緑素a、葉緑素b又はカロテノイドであり、光は自然光又は日光である。
本発明の方法は更に、光透過性材料と植物との間の距離を調節して、植物の光合成受容体の最適な反応温度、湿度、風速及び光度によって調整される成長効率を制御する。
本発明の方法は、光透過性材料の色及び各色の比を制御して、光スペクトルの波長を調節又は維持する。光透過性材料は、限定するものではないが、織物、織網、ガーゼ、織布、プラスチック織物、プラスチックペーパー、断熱紙、不織布、ステープルファイバー、剥離フィルム、プラスチックボード、熱可塑性ポリマー又は成形物品である。好ましい実施形態において、光透過性材料はプラスチック織物又は織網である。光透過性材料の色は、限定するものではないが、暗青色、青紫色、青色、赤紫色又は暗紫色である。
本発明では、各段階で植物に必要な光特性に基づいて特定の段階に必要な最適な光の比を調節するために異なる色の光透過性材料を使用し、植物の成長期間を短縮する。本発明の方法は、自然環境又は人工的環境(温室を含むがこれに限定されない)に適用される。
環境制御農業(CEA)は、栽培者が作物の環境を所望の条件に操作することを可能にする農業技術である。CEA技術としては、温室、水耕法、水産養殖、及びアクアポニクスが挙げられ、制御する変数としては、温度、湿度、pH、及び栄養分析が挙げられる。
各種の植物が必要とする最適なスペクトル波長領域は現在十分に知られていない。これはおそらく、植物の種類に差があるためであり、植物が必要な各スペクトル波長の量も植物の種類に依存する。環境制御農業の目標は、植物成長に対する環境の影響及び主要要因を理解することであり、これらの要因の調節から、生産性向上、生産プロセス短縮及び植物の品質改善が可能になる。したがって、植物に必要なスペクトル波長及び曝露量を最初に理解する必要がある。
本発明は、以下を含む累積光量を演算するための装置も提供する:
(a)スペクトル波長領域における光量データを測定するための、スペクトル感知ユニット、
(b)前記スペクトル感知ユニットに接続され、スペクトル感知ユニットに関してスペクトル波長領域内の全帯域又は多帯域の波長を設定するための、スペクトル多帯域設定モジュール、
(c)前記スペクトル感知ユニットに接続され、スペクトル感知ユニットによって測定された光量データを累積光量データに累積演算するための、累積光量演算モジュール、
(d)前記累積光量演算モジュールに接続され、累積光量データを処理、記録及び保管するための、情報処理ユニット、及び
(e)前記スペクトル多帯域設定モジュール及び情報処理ユニットに接続され、スペクトル多帯域設定モジュール及び情報処理ユニットの設定を制御するための、制御ユニット。
本発明の装置は更に、前記情報処理ユニットに接続され、記録された累積光量データを表示するためのモニタを具備する。
本発明の装置において、スペクトル波長領域は、全スペクトル、360nm〜830nm又は400nm〜700nmであり、光量データの単位は、ルクス、μモル/m/秒又はW/mである。
本発明の装置の好ましい実施形態において、スペクトル感知ユニットは分光計であり、スペクトル多帯域設定モジュールは、異なる帯域のスペクトル領域を重ねて設定する。
本発明は更に、以下を含む累積光量を演算する方法を提供する:
(a)スペクトル波長領域における光量データを測定するためのスペクトル感知ユニットを提供する工程、
(b)スペクトル多帯域設定モジュール及び情報処理ユニットの設定を制御するための制御ユニットを提供する工程、
(c)スペクトル多帯域設定モジュールを通じて、スペクトル感知ユニットに関してスペクトル波長領域内の全帯域又は多帯域の波長を設定する工程、
(d)スペクトル感知ユニットによって測定された光量データを累積光量データに累積演算するための、累積光量演算モジュールを提供する工程、及び
(e)情報処理ユニットを通じて累積光量データを処理、記録及び保管する工程。
本発明の方法は更に、記録された累積光量データを表示するためのモニタを含む。
本発明の方法では、スペクトル感知ユニットは、スペクトル波長領域内の全ての光量データを同時に測定することができる。
発明の装置において、スペクトル波長領域は、全スペクトル、360nm〜830nm又は400nm〜700nmであり、光量データの単位は、ルクス、μモル/m/秒又はW/mである。
本発明の装置の好ましい実施形態において、スペクトル感知ユニットは分光計であり、スペクトル多帯域設定モジュールは、異なる帯域のスペクトル領域を重ねて設定する。
以下の例は、非限定的であり、単に本発明の様々な態様及び特徴の代表にすぎない。
本発明において、太陽又は設置LED又はT5蛍光灯を光源として使用した。500nmを超え630nm未満のスペクトル波長、又は上記の2つの波長を濾光して、500nm未満及び630nm超のスペクトル波長の光量の割合を増大し、光合成効率を促進し、成長期間を当初の90%〜70%に短縮した。
実施例1:
図1に示すように、LED光源10を植物の葉又はその他の光合成受容体の前に置き、植物に光を当てた。光透過性材料を通過しなかった光20は、プラスチック織物又は織網で出来た青紫色、青色又は暗青色の光透過性材料30によって濾光された光であった。光透過性材料を通過して植物50に当たる光40を、植物成長を促進するために適切なスペクトルに調節又は維持した。
光が青色及び緑色の光透過性材料を通過した後のスペクトルの変化を図2及び図3に示した。青色の光透過性材料を通過した光には2つのピークがあった。
好ましい実施形態において、光が本発明の光透過性材料を通過した後、異なるスペクトル波長では調節又は維持される割合が異なった。本発明の光透過性材料を設置した後では、セクションA及びセクションCに2つのピークがあった(図4B)。光透過性材料を設置する前後でスペクトルのパーセンテージの違いから、セクションBの割合は、セクションA及びセクションCの割合よりも低い(図4C)。
実施例2:
コチョウランの苗を通常の黒色の織網の下に置いた。この苗が受け取る光量は、全スペクトルで均等に減少された。他のコチョウランの苗の群を本発明の青紫色のプラスチック織物又は織網の下に置き、光透過性材料からの調節又は維持された光を受け取るようにした。その結果、黒色織網の下に置いた苗の成長期間は16週間であり、本発明の青紫色のプラスチック織物又は織網の下に置いた苗の成長期間は1〜2週間短かった。本発明の青紫色のプラスチック織物又は織網の下に置いた苗の順化期間も、黒色織網の下に置いた苗より1〜2週間短かった。
実施例3:
累積光量を演算するための装置100の一実施形態を図5に示す。この装置は、スペクトル波長領域における光量データを測定するためのスペクトル感知ユニット101、前記スペクトル感知ユニット101に接続され、スペクトル感知ユニット101に関してスペクトル波長領域内の全帯域又は多帯域の波長を設定するための、スペクトル多帯域設定モジュール102、前記スペクトル感知ユニット101に接続され、スペクトル感知ユニット101によって測定された光量データを累積光量データに累積演算するための、累積光量演算モジュール103、前記累積光量演算モジュール103に接続され、累積光量データを処理、記録及び保管するための、情報処理ユニット104、前記スペクトル多帯域設定モジュール102及び情報処理ユニット104に接続され、スペクトル多帯域設定モジュール102及び情報処理ユニット104の設定を制御するための、制御ユニット105、並びに、前記情報処理ユニット104に接続され、記録された累積光量データを表示するためのモニタ106を含む。
実施例4:
図6は、本発明の累積光量を演算する方法の実施流れ図を示す。本発明の累積光量を演算するための装置を通して、スペクトル感知ユニットからデータを受領し、制御ユニットにより400nm〜700nm、360nm〜830nm又は全スペクトルのスペクトル波長領域を選択する。続いて、全帯域又は異なる帯域の波長範囲(例えば、400nm〜450nm、430nm〜460nm、470nm〜500nm等)の累積光量データの観察を選択した。累積光量演算モジュールによって光量データを累積演算し、そのデータを情報処理ユニットに構成される伝送インターフェースを通して伝送する。この時点で、実時間データ又は過去のデータを選択することができ、選択した帯域が画面表示された。
実施例5:
上記の装置及びプロセスに基づき、本発明の累積光量を演算するための装置及び方法の実施形態を以下に示す:本発明の累積光量を演算するための装置に示された全帯域の光量データを図7に示した;本発明の累積光量を演算するための装置に示された400nm〜450nmのスペクトル波長の光量データを図8に示した。図9は、図8の400nm〜450nmのスペクトル波長の光量データによって時間で累積演算した。400nm〜450nmのスペクトル波長の累積光量強度は、図9の線より下の面積によって演算した。図10は、本発明の累積光量を演算するための装置に示された異なるバンド(例えば、400nm〜450nm、470nm〜500nm等)の光量データを示す。各帯域の光量データは、図9に示すように時間による累積光量データに演算することもでき、各帯域の波長領域は重なって設定することができる。
本発明を、当業者が作製及び使用できるように十分に詳細に記載及び例示してきたが、多様な代替法、変更、及び改良が、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく明白なはずである。
当業者は、本発明が、本発明に内在するものだけでなく、目的を実行するため並びに記載された結果及び利点を得るために十分に適応されることを容易に理解する。装置、プロセス及びその製造方法は好ましい実施形態の代表であり、例示的であり、本発明の範囲を制限することを意図するものではない。当業者は、その変更及びその他の使用法を思い付くであろう。これらの変更は、本発明の精神に含まれ、特許請求の範囲によって定義される。

Claims (20)

  1. 植物の成長を制御する方法であって、
    (a)光スペクトル波長を500nm未満(セクションA)、500〜630nm(セクションB)、及び630nm超(セクションC)に調節又は維持するための光透過性材料を、光と植物の光合成受容体との間に設置する工程、及び
    (b)光が前記光透過性材料を通過した後に、セクションA又はセクションCの照度及び光子束密度よりも低いセクションBの照度又は光子束密度を提供する工程
    を含む方法。
  2. 前記光合成受容体が葉緑素a、葉緑素b又はカロテノイドである、請求項1に記載の方法。
  3. 前記光が自然光である、請求項1に記載の方法。
  4. 更に、前記光透過性材料と前記植物との間の距離を調節して、植物の成長効率を制御する、請求項1に記載の方法。
  5. 前記光透過性材料と前記植物との間の距離を、植物の光合成受容体の最適な反応温度、湿度、風速及び光度によって調整する、請求項4に記載の方法。
  6. 前記光透過性材料の色及び各色の比を制御して、光スペクトルの波長を調節又は維持する、請求項1に記載の方法。
  7. 植物の成長期間を短縮する、請求項1に記載の方法。
  8. 前記光透過性材料が、織物、織網、ガーゼ、織布、プラスチック織物、プラスチックペーパー、断熱紙又は不織布である、請求項1に記載の方法。
  9. 前記光透過性材料がプラスチック織物又は織網である、請求項8に記載の方法。
  10. 前記光透過性材料が、ステープルファイバー、剥離フィルム、プラスチックボード、熱可塑性ポリマー又は成形物品である、請求項1に記載の方法。
  11. 自然環境又は温室に適用される、請求項1に記載の方法。
  12. 累積光量を演算するための装置であって、
    (a)スペクトル波長領域における光量データを測定するための、スペクトル感知ユニット、
    (b)前記スペクトル感知ユニットに接続され、該スペクトル感知ユニットに関してスペクトル波長領域内の全帯域又は多帯域の波長を設定するための、スペクトル多帯域設定モジュール、
    (c)前記スペクトル感知ユニットに接続され、該スペクトル感知ユニットによって測定された光量データを累積光量データに累積演算するための、累積光量演算モジュール、
    (d)前記累積光量演算モジュールに接続され、累積光量データを処理、記録及び保管するための、情報処理ユニット、及び
    (e)前記スペクトル多帯域設定モジュール及び情報処理ユニットに接続され、スペクトル多帯域設定モジュール及び情報処理ユニットの設定を制御するための、制御ユニット
    を含む、装置。
  13. 前記情報処理ユニットに接続され、記録された累積光量データを表示するためのモニタを更に含む、請求項12に記載の装置。
  14. 前記スペクトル波長領域が、全スペクトル、360nm〜830nm又は400nm〜700nmである、請求項12に記載の装置。
  15. 前記スペクトル感知ユニットが分光計である、請求項12に記載の装置。
  16. 前記光量データの単位が、ルクス、μモル/m/秒又はW/mである、請求項12に記載の装置。
  17. 前記スペクトル多帯域設定モジュールが、異なる帯域のスペクトル領域を重ねて設定する、請求項12に記載の装置。
  18. 累積光量を演算する方法であって、
    (a)スペクトル波長領域における光量データを測定するためのスペクトル感知ユニットを提供する工程、
    (b)スペクトル多帯域設定モジュール及び情報処理ユニットの設定を制御するための制御ユニットを提供する工程、
    (c)前記スペクトル多帯域設定モジュールを通じて、前記スペクトル感知ユニットに関してスペクトル波長領域内の全帯域又は多帯域の波長を設定する工程、
    (d)スペクトル感知ユニットによって測定された光量データを累積光量データに累積演算するための、累積光量演算モジュールを提供する工程、及び
    (e)情報処理ユニットを通じて累積光量データを処理、記録及び保管する工程
    を含む、方法。
  19. 前記スペクトル波長領域が、全スペクトル、360nm〜830nm又は400nm〜700nmである、請求項18に記載の方法。
  20. 前記スペクトル多帯域設定モジュールが、異なる帯域のスペクトル領域を重ねて設定する、請求項18に記載の方法。
JP2015523218A 2012-07-18 2013-07-17 植物成長を刺激する方法、累積光量を演算する装置及び方法 Pending JP2015526070A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW101125941 2012-07-18
TW101125941A TWI463942B (zh) 2012-07-18 2012-07-18 一種促進植物生長之方法
PCT/US2013/050860 WO2014015020A2 (en) 2012-07-18 2013-07-17 Method for stimulating plant growth, apparatus and methods for computing cumulative light quantity

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015526070A true JP2015526070A (ja) 2015-09-10

Family

ID=48094099

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015523218A Pending JP2015526070A (ja) 2012-07-18 2013-07-17 植物成長を刺激する方法、累積光量を演算する装置及び方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20150208590A1 (ja)
EP (1) EP2874489A4 (ja)
JP (1) JP2015526070A (ja)
AU (1) AU2013292640B2 (ja)
TW (1) TWI463942B (ja)
WO (1) WO2014015020A2 (ja)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2884418C (en) 2012-09-12 2022-06-14 Extenday Ip Limited Netting, crop cover, and ground cover materials
CN104703464A (zh) * 2013-07-17 2015-06-10 吴炎东 一种促进植物生长的方法与一种光量累积计算装置及方法
CN111511057B (zh) 2014-08-29 2023-01-17 现特技术有限公司 光子调制管理***
WO2016054268A1 (en) * 2014-09-30 2016-04-07 MJAR Holdings, LLC Methods of growing cannabaceae plants using artificial lighting
CN107637305B (zh) * 2016-07-22 2020-05-12 吴炎东 一种提高植物的抗氧化物质的方法
US11058889B1 (en) 2017-04-03 2021-07-13 Xiant Technologies, Inc. Method of using photon modulation for regulation of hormones in mammals
GB201713976D0 (en) * 2017-08-31 2017-10-18 Pepsico Inc Light spectrum-modifying netting for use in citrus fruit production
EP3513648A1 (en) 2018-01-19 2019-07-24 Yen-Dong Wu Method for increasing antioxidant content in plants
CN112772251A (zh) * 2020-12-30 2021-05-11 浙江省农业技术推广中心 一种提高茶叶表没食子儿茶素没食子酸酯含量的种植方法
CN112753466A (zh) * 2020-12-30 2021-05-07 浙江省农业技术推广中心 一种植物种植方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08252882A (ja) * 1995-03-15 1996-10-01 Nippon Soda Co Ltd 波長変換資材
JP2011254761A (ja) * 2010-06-10 2011-12-22 Toppan Printing Co Ltd 光質調整フィルム

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE841659A (fr) * 1976-05-10 1976-09-01 Tissu permeable aux rayoons ultraviolets
FR2532756A1 (fr) * 1982-09-03 1984-03-09 France Henri De Systeme pour l'observation et la quantification automatiques de phenomenes susceptibles d'etre detectes par fluorescence
US4818585A (en) * 1987-08-24 1989-04-04 Kimberly-Clark Corporation Agricultural protective fabric
AT403970B (de) * 1993-10-05 1998-07-27 Alth Gerhart Dr Flexibles, flächiges abdeckmaterial, insbesondere zur abschirmung menschlicher haut bzw. hautbereiche gegen unerwünschte strahlen
US5597647A (en) * 1995-04-20 1997-01-28 Kimberly-Clark Corporation Nonwoven protective laminate
DE10200499A1 (de) * 2002-01-03 2003-07-10 Zeiss Carl Jena Gmbh Verfahren und/oder Anordnung zur Identifikation von fluoreszierenden, lumineszierenden und/oder absorbierenden Substanzen auf und/oder in Probenträgern
WO2007011549A1 (en) * 2005-06-30 2007-01-25 Applera Corporation Two-dimensional spectral imaging system
WO2008068699A1 (en) * 2006-12-07 2008-06-12 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Controlling device for a greenhouse
PL2091366T3 (pl) * 2006-12-15 2010-11-30 Antonius Gerardus Maria Egidius Hueber Tkanina przepuszczająca promienie UV, sposób jej wytwarzania oraz odzież wykonana z tej tkaniny
EP2129212B1 (en) * 2007-03-23 2016-01-06 Heliospectra Aktiebolag System for modulating plant growth or attributes
FI20070313A0 (fi) * 2007-04-23 2007-04-23 Neule Apu Oy Valaistusjärjestely tekstiilirakenteen yhteydessä
EP2257150A1 (en) * 2008-03-19 2010-12-08 Grow Foil B.V. Greenhouse for enhanced plant growth
US7650716B1 (en) * 2008-12-12 2010-01-26 James Brian Schemeley Plant protection apparatus
WO2010134104A1 (en) * 2009-05-20 2010-11-25 Universita' Degli Studi Di Cagliari Modular multi-band fluorescence excitation system.
JP5645829B2 (ja) * 2009-09-14 2014-12-24 株式会社日立ハイテクノロジーズ 信号処理装置、質量分析装置及び光度計
JP5433517B2 (ja) * 2010-07-14 2014-03-05 株式会社日立ハイテクノロジーズ 解析装置及び解析方法
JP5498904B2 (ja) * 2010-09-27 2014-05-21 パナソニック株式会社 作物育成システム
PL2468090T3 (pl) * 2010-12-21 2014-08-29 Valoya Oy Sposób i środki do aklimatyzowania siewek do przebywania na wolnym powietrzu
TWM428665U (en) * 2011-04-01 2012-05-11 Ritedia Corp LED plant production device
EP2742797A4 (en) * 2011-08-08 2014-12-17 Mitsui Chemicals Inc AGRICULTURAL COVER MATERIAL
US9137874B2 (en) * 2011-12-02 2015-09-15 Biological Illumination, Llc Illumination and grow light system and associated methods

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08252882A (ja) * 1995-03-15 1996-10-01 Nippon Soda Co Ltd 波長変換資材
JP2011254761A (ja) * 2010-06-10 2011-12-22 Toppan Printing Co Ltd 光質調整フィルム

Also Published As

Publication number Publication date
TW201244627A (en) 2012-11-16
TWI463942B (zh) 2014-12-11
AU2013292640A1 (en) 2015-02-26
WO2014015020A2 (en) 2014-01-23
AU2013292640B2 (en) 2017-05-04
EP2874489A2 (en) 2015-05-27
US20150208590A1 (en) 2015-07-30
WO2014015020A3 (en) 2015-04-02
EP2874489A4 (en) 2016-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2015526070A (ja) 植物成長を刺激する方法、累積光量を演算する装置及び方法
CN114208558B (zh) 一种基于热致发光材料的补光装置及方法
DK2278870T3 (en) METHOD AND APPARATUS FOR USING LIGHT-EMITTING DIODES IN A GREENHOUSE ENVIRONMENT
CN104703464A (zh) 一种促进植物生长的方法与一种光量累积计算装置及方法
Bergstrand et al. Growth, development and photosynthesis of some horticultural plants as affected by different supplementary lighting technologies
CN106718183B (zh) 一种生菜类蔬菜的水培育苗光环境和育苗方法
KR20090124155A (ko) 발광다이오드를 이용한 식물재배 등기구 및 지능형 광환경제어 시스템
WO2023280325A1 (zh) 一种用于室内紫、红色生菜生产的光环境
JP6091927B2 (ja) 補光システム
CN114521410B (zh) 激光育苗方法及基于该方法的水稻培育方法
Dănilă et al. Efficient lighting system for greenhouses
KR101386928B1 (ko) 밀폐형 식물생산 시스템에서 인공광원과 co₂를 이용한 상추 재배방법
Takeda et al. Red light affects flowering under long days in a short-day strawberry cultivar
Zhang et al. Rice yield corresponding to the seedling growth under supplemental green light in mixed light-emitting diodes.
Bergstrand et al. Growth and photosynthesis of ornamental plants cultivated under different light sources
JP4123875B2 (ja) 花卉における開花方法
CN109220633A (zh) 一种提高夏玉米光能利用效率的垄沟立体种植技术
WO2022102328A1 (ja) トマト植物体、トマト果実及びトマト植物体の栽培方法
CN112602489A (zh) 一种促进植物生长的双峰蓝光
JP7157489B1 (ja) 植物栽培方法、及び植物栽培装置
JP7236186B1 (ja) 植物栽培方法、及び植物栽培装置
CN106793424A (zh) 一种植物生长光谱自动调节方法
Marras et al. Light needs for seed germination and early development of seedlings in cork oak (Quercus suber L.).
Gautam Effect of light quality in the regulation of morphology and flowering of petunia (Petunia hybrida)
Kim et al. Growth, flowering and morphological responses of petunia, a photosensitive plant, to light conditions in a greenhouse modified by dye-sensitized solar cells and light-emitting diodes

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150618

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160421

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160517

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20160815

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20161017

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20161114

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20161111

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20170418

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170807

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20170817

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20171027