JP2021185746A - Plant cultivation device and plant cultivation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、植物栽培装置、植物栽培方法に関する。 The present invention relates to a plant cultivation apparatus and a plant cultivation method.
近年、人工光を照射して植物の成長を促進させる多段式の植物栽培装置が提案されている。
例えば、特許文献1に記載された植物栽培装置は、水耕栽培用の栽培槽を載せる複数の載置部が上下方向に間隔をおいて設けられた栽培ラックと、各載置部の上方に間隔をおいて栽培ラックに配置されたLED照明装置とを備えており、載置部とLED照明装置との間に栽培領域が設けられている。
In recent years, a multi-stage plant cultivation device that irradiates artificial light to promote plant growth has been proposed.
For example, the plant cultivation apparatus described in
特に、間隔を開けずに植物を密に植える植物栽培装置においては、植物の葉の周囲の空気に動きが少なくなるため、葉の気孔から水分を吐き出す力がなくなり蒸散作用が少なくなるおそれがある。そして、蒸散作用が少ないと根から水分を吸い上げる力が少なくなり、栄養が葉の先端までいかなくなることに起因して葉の先端が茶色に枯れるチップバーンが生じてしまう。特に、植物がレタスのような葉そのものを食用とする作物である場合、チップバーンは、植物の見た目を悪くするため、その商品価値を低下させてしまう。そのため、チップバーンが発生した場合には、発生した部分を、人手をかけて取り除く(トリミング)工程が必要となり、コスト増の要因となってしまう。一方、チップバーンの発生を抑制するために、光強度を下げる、光照射時間を短くする、養液中の肥料濃度(EC)を下げる等の手段も考えられる。しかしながら、これらの手段を用いると、いずれも植物がゆっくり育つことにつながるため、生産性が低下してしまう。
本発明は、生産性を確保しつつ、チップバーンの発生を抑制することができる植物栽培装置等を提供することを目的とする。
In particular, in a plant cultivation device in which plants are densely planted without intervals, the air around the leaves of the plant has less movement, so that the ability to expel water from the stomata of the leaves is lost and the transpiration effect may be reduced. .. If the transpiration action is small, the ability to suck up water from the roots is reduced, and the tip of the leaf withers to brown due to the fact that nutrients do not reach the tip of the leaf, resulting in chip burn. In particular, when the plant is a crop such as lettuce that eats the leaves themselves, chipburn makes the plant look bad and thus reduces its commercial value. Therefore, when chip burn occurs, a step of manually removing (trimming) the generated portion is required, which causes an increase in cost. On the other hand, in order to suppress the occurrence of chip burn, means such as lowering the light intensity, shortening the light irradiation time, and lowering the fertilizer concentration (EC) in the nutrient solution can be considered. However, all of these means lead to slow growth of the plant, resulting in a decrease in productivity.
An object of the present invention is to provide a plant cultivation apparatus or the like capable of suppressing the occurrence of chip burn while ensuring productivity.
かかる目的のもと完成させた本発明は、栽培される植物に光を照射する第1照明と、前記第1照明と異なる位置に配置され、前記植物に光を照射する第2照明と、前記第1照明および前記第2照明から光を照射させるとともに、当該第1照明および当該第2照明からの照射態様を時間に応じて切り替えることで、前記植物に不均一な光が照射されるように当該第1照明および当該第2照明を制御する制御装置と、を備える植物栽培装置である。
ここで、前記制御装置は、前記第1照明から青色のピーク波長を含むスペクトルを有する光を照射させるとともに前記第2照明から赤色光を照射させる第1照射モードと、当該第1照明から赤色光を照射させるとともに当該第2照明から青色のピーク波長を含むスペクトルを有する光を照射させる第2照射モードと、を交互に行っても良い。
また、前記青色のピーク波長を含むスペクトルを有する光は、青色光または白色光であっても良い。
また、前記植物が載置される長方形の載置部を有し、前記第1照明および前記第2照明は、前記載置部の長手方向に平行に配置され、前記第1照明は、前記載置部の短手方向における両端部にそれぞれ設けられた2つの第1ランプを有し、前記第2照明は、前記載置部の短手方向において、前記2つの第1ランプの間に設けられた第2ランプを有しても良い。
他の観点から捉えると、本発明は、栽培される植物に光を照射する第1照明から青色のピーク波長を含むスペクトルを有する光を照射させるとともに、当該第1照明と異なる位置に配置され、当該植物に光を照射する第2照明から赤色光を照射させるステップと、前記第1照明から赤色光を照射させるとともに前記第2照明から青色のピーク波長を含むスペクトルを有する光を照射させるステップと、を交互に行う植物栽培方法である。
The present invention completed for this purpose includes a first lighting that irradiates a plant to be cultivated with light, a second lighting that is arranged at a position different from the first lighting and irradiates the plant with light, and the above. By irradiating light from the first lighting and the second lighting and switching the irradiation mode from the first lighting and the second lighting according to the time, the plant is irradiated with non-uniform light. It is a plant cultivation device including the first lighting and the control device for controlling the second lighting.
Here, the control device has a first irradiation mode in which light having a spectrum including a blue peak wavelength is irradiated from the first illumination and red light is emitted from the second illumination, and red light is emitted from the first illumination. The second irradiation mode in which the light having a spectrum including the peak wavelength of blue is irradiated from the second illumination may be alternately performed.
Further, the light having a spectrum including the blue peak wavelength may be blue light or white light.
Further, the plant has a rectangular mounting portion on which the plant is mounted, the first lighting and the second lighting are arranged parallel to the longitudinal direction of the previously described mounting portion, and the first lighting is described above. It has two first lamps provided at both ends in the lateral direction of the resting portion, and the second illumination is provided between the two first lamps in the lateral direction of the above-mentioned resting portion. It may also have a second lamp.
From another point of view, the present invention irradiates the cultivated plant with light having a spectrum including the peak wavelength of blue from the first illumination that irradiates the light, and is arranged at a position different from the first illumination. A step of irradiating the plant with red light from the second illumination, and a step of irradiating the second illumination with red light and irradiating the second illumination with light having a spectrum including a blue peak wavelength. , Is a plant cultivation method that is performed alternately.
本発明によれば、生産性を確保しつつ、チップバーンの発生を抑制することができる植物栽培装置等を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a plant cultivation apparatus or the like capable of suppressing the occurrence of chip burn while ensuring productivity.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1は、本実施の形態に係る植物栽培装置1の概略構成の一例を示す図であって、植物栽培装置1の正面図である。図1においては、後述する筐体3の前壁35を省略している。
図2は、図1のII方向に見た図である。図2においては、後述する筐体3の上壁31を省略している。
図3は、図1のIII−III部での断面図である。
なお、以下の説明では、図1において、紙面の上および下を、それぞれ植物栽培装置1の上および下と呼ぶ場合がある。また、図1において、紙面の左および右を、それぞれ植物栽培装置1の左および右と呼ぶ場合がある。さらに、図1において、紙面の奥側および手前側を、それぞれ植物栽培装置1の後および前と呼ぶ場合がある。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of a
FIG. 2 is a view seen in the II direction of FIG. In FIG. 2, the
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG.
In the following description, in FIG. 1, the top and bottom of the paper may be referred to as the top and bottom of the
本実施の形態に係る植物栽培装置1は、植物を栽培するための装置として用いられる。この植物栽培装置1を用いて栽培するのに好適な植物は、葉菜類、および、果菜類であり、葉菜類は、例えば、レタス、ほうれん草、水菜、ケール、ハーブ類、バジル、わさび、からし菜等、果菜類は、イチゴ、トマト、ミニトマト、メロン等の苗であることを例示することができる。
植物栽培装置1は、外形状が直方体状であり、植物を栽培する栽培棚2が上下方向に複数段(図1に示す例では3段)形成された所謂多段式の装置である。植物栽培装置1は、溶液が溜められるプール9がそれぞれの栽培棚2に設置され、このプール9に載せられた栽培パネル20において植物を栽培する。
The
The
植物栽培装置1は、複数段の栽培棚2をまとめて囲む筐体3と、筐体3内の空間を複数段の栽培棚2に仕切り、それぞれの栽培棚2の底面を構成する底板4と、プール9が載置される載置部5とを備えている。
また、植物栽培装置1は、それぞれの載置部5において栽培される植物に対して光を照射する光照射装置6と、プール9に養液を供給する給水装置(不図示)と、それぞれの栽培棚2に気流を送るための送風装置8とを備えている。
また、植物栽培装置1は、光照射装置6による光の照射、および、送風装置8による送風等の植物栽培装置1の各部の機能を制御する制御装置10を備えている。
The
Further, the
Further, the
筐体3は、栽培棚2の上方に位置する上壁31と、栽培棚2の左右に位置する左壁32および右壁33と、栽培棚2の後側に位置する後壁34と、栽培棚2の前側に位置する前壁35とを有している。
詳細については省略するが、本実施の形態では、前壁35は、上壁31、左壁32および右壁33に対して開閉可能となっており、前壁35を開けることでそれぞれの栽培棚2に、栽培パネル20を設置する等の作業等ができるようになっている。
The
Although details are omitted, in the present embodiment, the
筐体3を構成する上壁31、左壁32、右壁33、後壁34および前壁35は、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)樹脂、アクリル樹脂等の合成樹脂製シート、アルミニウム板、表面に樹脂がコーティングされた鋼板、表面に金属が蒸着された合成樹脂板等により構成される。
筐体3を構成する上壁31、左壁32、右壁33、後壁34および前壁35は、少なくとも栽培棚2に対向する面が、光照射装置6により照射される光を反射する材料により構成されることが好ましい。
The
The
筐体3の後壁34には、送風装置8により発生する気流を栽培棚2へ供給するための生育側通気口34aおよび下方側通気口34bが形成されている。それぞれの生育側通気口34aは、栽培棚2の後述する生育領域S1に対向する位置に設けられている。また、それぞれの下方側通気口34bは、底板4と載置部5との間に形成された後述する下方領域S2に対向する位置に設けられている。
この例では、生育側通気口34aおよび下方側通気口34bは、それぞれ、左右に3個ずつ、上下に3列、合計9個設けられている。
The
In this example, the
また、筐体3の前壁35には、生育側通気口34aを介して生育領域S1を通過した気流を、植物栽培装置1の外部へ排出する生育側排気口35aが形成されている。また、筐体3の前壁35には、下方側通気口34bを介して下方領域S2を通過した気流を、植物栽培装置1の外部へ排出する下方側排気口35bが形成されている。それぞれの生育側排気口35aは、栽培棚2の生育領域S1に対向する位置に設けられている。また、それぞれの下方側排気口35bは、栽培棚2の下方領域S2に対向する位置に設けられている。
この例では、生育側排気口35aおよび下方側排気口35bは、それぞれ、左右に3個ずつ、上下に3列、合計9個設けられている。
Further, the
In this example, the growth
底板4は、筐体3の上壁31、左壁32、右壁33、後壁34および前壁35により囲まれる空間を複数段の栽培棚2に仕切り、それぞれの栽培棚2の底面を構成する。本実施の形態の例では、底板4は、間隙を介して上下に3個設けられている。ゆえに、植物栽培装置1は、底板4により、上下方向に3段の栽培棚2に区切られている。
それぞれの底板4には、液体を植物栽培装置1の外へ排出するための排水口(不図示)が形成されている。また、底板4は、排水口からの液体の排出を促すために、排水口が形成されていない側(図3における左側、植物栽培装置1の後方)から、後述する下方領域S2に対向する面が、排水口が形成されている側(図3における右側、植物栽培装置1の前方)に向かって、下方に傾斜していることが好ましい。
The
Each
載置部5は、平板状の長方形であり、液体および気体が通過可能な部材により構成される。それぞれの載置部5は、例えば、アングル材、金網、パンチングメタル等の複数の穴を有する部材により構成される。なお、載置部5は、給水装置により供給される養液による酸化や溶解等の劣化が生じない材料により構成されることが好ましい。
載置部5は、それぞれの栽培棚2内の空間を、載置部5より上方に位置し植物が生育する生育領域S1と、載置部5より下方に位置する下方領域S2とに区切る。
The mounting
The mounting
光照射装置6は、上壁31および底板4のうちそれぞれの栽培棚2における生育領域S1に対向する面、言い換えれば、載置部5に平行な面に設けられて、栽培パネル20に対して植物の生育に必要な光を照射する。光照射装置6は、LED(Light Emitting Diode)を用いて光を照射するLED照明であることを例示することができる。光照射装置6は、それぞれが左右方向に延びる直管状であり、前後方向に、予め定められた所定間隔で平行に並ぶ4つのLEDランプ60を有している。
The
LEDランプ60は、青色の光を出射する複数の青色LEDと、赤色の光を出射する複数の赤色LEDとが、回路基板上にアレイ状に配置されている。青色LEDとしては、例えば波長400nm〜515nmの光を出射する素子を用いることができる。また、赤色LEDとしては、例えば波長570nm〜730nmの光を出射する素子を用いることができる。
In the
また、LEDランプ60の青色LEDにより照射される青色光の光量は、例えば、植物の栽培面上における光合成有効光量子束密度で、40μmol/(m2・s)〜200μmol/(m2・s)の範囲とすることができる。また、LEDランプ60の赤色LEDにより照射される赤色光の光量は、例えば、植物の栽培面上における光合成有効光量子束密度で、40μmol/(m2・s)〜500μmol/(m2・s)の範囲であることを例示することができる。光合成有効光量子束密度が上記範囲より低い場合には、植物等の生育が悪くなる場合がある。また、光合成有効光量子束密度が上記範囲より高い場合には、植物等の生育には影響しない一方で、エネルギー消費量が増大する傾向がある。なお、本実施形態の説明において、植物の栽培面とは、栽培パネル20の貫通孔21に充填したウレタン22の上面(図3において符号22aで示す。)を意味し、光量は、栽培面にセンサを載せて測定する。
The amount of blue light emitted by the blue LED of the
4つのLEDランプ60は、それぞれ、図2に示すように、上方から見た場合に長方形の載置部5の長手方向(左右方向)に平行に配置されている。そして、図3に示すように、4つのLEDランプ60の内、載置部5の短手方向(前後方向)における両端部にそれぞれ設けられた2つの第1ランプ61にて第1照明71が構成されている。また、4つのLEDランプ60の内、2つの第1ランプ61の間に設けられた2つの第2ランプ62にて第2照明72が構成されている。なお、所定間隔である、複数のLEDランプ60の内の互いに隣り合うLEDランプ60間の前後方向の長さL60(図2参照)は、栽培間隔である、栽培パネル20における貫通孔21の中心間の前後方向の長さL21(図2参照)よりも大きいことを例示することができる。また、4つのLEDランプ60の光軸は、上下方向の下方向を向くように設置されている。
As shown in FIG. 2, each of the four
送風装置8は、それぞれの生育側通気口34aに取り付けられ、回転することでそれぞれの栽培棚2の生育領域S1に気流を送る複数の生育側ファン81を備えている。また、送風装置8は、それぞれの下方側通気口34bに取り付けられ、回転することでそれぞれの栽培棚2の下方領域S2に空気を送る複数の下方側ファン82を備えている。
送風装置8は、予め定めた時間に、生育側ファン81および下方側ファン82を回転させ、空気をそれぞれの栽培棚2の生育領域S1および下方領域S2に送る。
The
The
送風装置8は、植物栽培装置1において植物の栽培を行っている期間、または植物栽培装置1において植物の栽培を行っている期間のうち予め定めた期間、生育側ファン81を回転させて生育領域S1に空気を送る。これにより、生育領域S1に気流が生じ、生育領域S1で生育する植物の葉の裏等に付着した水分が乾燥しやすくなり、植物の光合成を促すことができる。
また、送風装置8は、給水装置によるプール9への養液の供給が終了した後、一定の時間、下方側ファン82を回転させて下方領域S2に空気を送る。これにより、下方領域S2に気流が生じ、底板4、載置部5または栽培パネル20の表面等が乾燥する。
The
Further, after the supply of the nutrient solution to the
制御装置10は、CPU(Central Processing Unit)(不図示)と、CPUの作業用メモリ等として用いられるRAM(Random Access Memory)(不図示)と、CPUが実行する各種プログラム等を記憶するROM(Read Only Memory)(不図示)とを有している。制御装置10は、図1に示すように、筐体3の外部に設けられていても良いし、筐体3の内部に設けられていても良い。
制御装置10は、送風装置8による送風を制御する。また、制御装置10は、光照射装置6による光の照射を制御する。これについては、後で詳述する。
The
The
次に、栽培パネル20の構成について説明する。図2、図3等に示すように、栽培パネル20は、格子状に形成されている複数の貫通孔21を有している。この例では、栽培パネル20には、左右方向に17個、前後方向に6個、合計102個の貫通孔21を有している。
なお、栽培パネル20における貫通孔21の個数は、栽培する植物の種類や植物の生育状況等によって異なるが、通常、数十個から数百個程度である。
Next, the configuration of the
The number of through
続いて、本実施の形態の植物栽培装置1を用いて植物を栽培する方法について説明する。ここでは、植物栽培装置1を用いて、レタスを栽培する方法を例に挙げて説明する。
植物栽培装置1を用いてレタスを栽培する場合、まず、ウレタン22のくぼみの中にレタスの種を1粒ずつ播き、予め定めた温度および湿度(例えば28℃、RH80%)に調整された不図示の催芽器に収容する。その後、種からわずかに芽が出たら、ウレタン22を植物栽培装置1の栽培棚2に設けられた栽培パネル20に形成された貫通孔21の中に移す。
レタスの種の場合、およそ48時間(2日間)で、種からわずかに芽が出る。「種からわずかに芽が出る」とは、レタスの場合、例えば、ウレタン22の上に芽(双葉)を視認できる状態を意味する。
Subsequently, a method of cultivating a plant using the
When cultivating lettuce using the
In the case of lettuce seeds, the seeds sprout slightly in about 48 hours (2 days). In the case of lettuce, "slightly sprout from the seed" means, for example, a state in which the sprout (Futaba) can be visually recognized on the
ウレタン22を植物栽培装置1に移した後、制御装置10は、予め定めた条件で、光照射装置6による光の照射、給水装置による養液の供給、および送風装置8による送風を行う。
例えば、制御装置10は、第1照明71および第2照明72から光を照射させるとともに、第1照明71および第2照明72からの照射態様を時間に応じて切り替えることで、植物に不均一な光が照射されるように第1照明71および第2照明72を制御する。つまり、制御装置10は、1日24時間、第1照明71および第2照明72から光を照射させる。また、制御装置10は、第1照明71および第2照明72から、常に同じ色の光が照射されて植物に均一な光が照射されないように、第1照明71から照射させる光の色と第2照明72から照射させる光の色とを交互に切り替えるように制御する。
After transferring the
For example, the
図4は、第1照明71からの光の照射と第2照明72からの光の照射の照射態様の一例を示す図である。
本実施の形態においては、制御装置10は、第1照明71から青色光を照射させるとともに第2照明72から赤色光を照射させる第1照射モードと、第1照明71から赤色光を照射させるとともに第2照明72から青色光を照射させる第2照射モードと、を交互に行う。
FIG. 4 is a diagram showing an example of irradiation modes of light irradiation from the
In the present embodiment, the
また、制御装置10は、第1照射モードの期間および第2照射モードの期間を、同一とすることを例示することができる。ただし、第1照射モードの期間と第2照射モードの期間とは、同一でなくても良い。例えば、3時間以内の差があっても良い。
第1照射モードの期間および第2照射モードの期間は、図4に示すように、それぞれ12時間(hr)であることを例示することができる。ただし、12時間(hr)に限定されない。第1照射モードの期間および第2照射モードの期間は、それぞれ植物栽培装置1での栽培全期間の中で複数回生じるように設定されることが望ましい。言い換えれば、制御装置10は、栽培全期間の中で、複数回、第1照射モードと第2照射モードとを行うように制御することが望ましい。栽培全期間は、植物により異なるが、10〜40日程であることを例示することができる。
また、第1照射モードの期間および第2照射モードの期間は、それぞれ1日の中で複数回生じるように設定されていても良い。例えば、2時間、3時間、6時間等の24時間の約数であることを例示することができる。
Further, the
As shown in FIG. 4, it can be exemplified that the period of the first irradiation mode and the period of the second irradiation mode are 12 hours (hr), respectively. However, it is not limited to 12 hours (hr). It is desirable that the period of the first irradiation mode and the period of the second irradiation mode are set so as to occur a plurality of times in the entire cultivation period in the
Further, the period of the first irradiation mode and the period of the second irradiation mode may be set so as to occur a plurality of times in a day. For example, it can be exemplified that it is a divisor of 24 hours such as 2 hours, 3 hours, and 6 hours.
(植物栽培装置1の作用)
植物は、一般的に、光受容体であるフォトトロピンが、青色光の波長である450nmの光を吸収すると450nmの光の強い方向へ成長方向が変化する。それゆえ、第1照射モードと第2照射モードとを交互に行うことによって、植物の動きが活発になる。その結果、植物栽培装置1のように、太陽光が当たらない環境下で、隣り合う植物の葉同士が成長して触れ合う程に密植状態で栽培する装置においても、植物の運動で風の動きができ、蒸散が促進される。
また、赤色光または青色光の波長成分が、局所的に変化することで気孔コンダクタンスが変化し、蒸散流の促進によってカルシウムが新葉に運ばれ易くなる。青色光は、気孔開度を大きくする働きがあるため、LED照明での栽培で、青色光の波長が強い場合や、青色光と赤色光との混色にした場合には、青色光が弱い光量であっても、植物体内での移動が遅いカルシウムは、外側の葉にとられてしまい易くなる。その結果、内側の葉にチップバーンが発生し易くなる。しかしながら、上述した照射制御によれば、第1照射モードと第2照射モードとを交互に行うことによって、外側の葉に照射される赤色光の割合が局所的に強くなる時間が存在するため、青色光を使用しても赤色光の強い時間に、外側の葉の気孔開度が小さくなることで、内側の葉にカルシウムが行き渡り易くなる。
(Action of plant cultivation device 1)
In plants, in general, when phototropin, which is a photoreceptor, absorbs light at 450 nm, which is the wavelength of blue light, the growth direction changes in the direction of strong light at 450 nm. Therefore, by alternately performing the first irradiation mode and the second irradiation mode, the movement of the plant becomes active. As a result, even in a device such as the
In addition, the stomata conductance changes due to local changes in the wavelength component of red light or blue light, and calcium is easily carried to new leaves by promoting transpiration flow. Since blue light has the function of increasing the pore opening, the amount of blue light is weak when the wavelength of blue light is strong or when the color of blue light and red light is mixed in cultivation with LED lighting. Even so, the slow-moving calcium in the plant tends to be taken up by the outer leaves. As a result, chip burn is likely to occur on the inner leaves. However, according to the above-mentioned irradiation control, there is a time when the ratio of the red light irradiated to the outer leaves is locally increased by alternately performing the first irradiation mode and the second irradiation mode. Even if blue light is used, the stomatal opening of the outer leaves becomes smaller during the time when the red light is strong, so that calcium can be easily distributed to the inner leaves.
また、植物栽培装置1によれば、チップバーンの発生を抑制するために、例えば、光強度を下げる、光照射時間を短くする、養液中の肥料濃度(EC)を下げる等の手段を用いてないので、生産性は確保される。
その結果、上述した照射制御によれば、赤色光および青色光を1日に24時間照射して生産性を確保しつつ、チップバーンの発生を抑制することができる。
Further, according to the
As a result, according to the irradiation control described above, it is possible to suppress the occurrence of chip burn while ensuring productivity by irradiating red light and blue light for 24 hours a day.
<実験結果について>
実施形態に係る植物栽培装置1(以下、「実施形態」と称する場合がある。)を用いて生育する場合と、比較例に係る植物栽培装置(以下、「比較例」と称する場合がある。)を用いて生育する場合とで比較した実験結果について説明する。実施形態と、比較例とでは植物に光を照射する態様が異なる。なお、生育対象はフリルレタスである。
<Experimental results>
There are cases where the plant is grown using the
図5は、実施形態に係る植物栽培装置1を用いて生育したフリルレタスの葉の写真である。
図6は、比較例に係る植物栽培装置を用いて生育したフリルレタスの葉に発生したチップバーンを例示する写真である。
図7は、地上部新鮮重(g)およびチップバーンの有無を比較した結果である。図7中の〇印はチップバーンが発生していないことを示す印である。図7中の×印はチップバーンが、図6に示す範囲と同程度の範囲で発生したことを示す印である。図7中の△印はチップバーンが発生しているが、その範囲が図6に示す範囲よりも小さいことを示す印である。なお、チップバーンの有無は、目視にて行って判断している。
FIG. 5 is a photograph of leaves of frilled lettuce grown using the
FIG. 6 is a photograph illustrating the chip burn generated on the leaves of frilled lettuce grown using the plant cultivation apparatus according to the comparative example.
FIG. 7 is a result of comparing the fresh weight (g) above the ground and the presence or absence of chip burn. The ◯ mark in FIG. 7 is a mark indicating that chip burn has not occurred. The x mark in FIG. 7 indicates that the chip burn occurred in the same range as that shown in FIG. The Δ mark in FIG. 7 indicates that the tip burn has occurred, but the range is smaller than the range shown in FIG. The presence or absence of tip burn is visually determined.
実施形態に係る植物栽培装置1における照射条件は、以下の通りであることを例示することができる。
上述した第1照射モードの期間および第2照射モードの期間を、図4に示すように、それぞれ、12時間とした。また、青色LEDから照射される青色光の波長は450nm、赤色LEDから照射される赤色光の波長は660nmとした。また、青色LEDから照射される青色光の光量は50μmol/(m2・s)、赤色LEDから照射される赤色光の光量は150μmol/(m2・s)とした。
It can be exemplified that the irradiation conditions in the
As shown in FIG. 4, the period of the first irradiation mode and the period of the second irradiation mode described above were set to 12 hours, respectively. The wavelength of the blue light emitted from the blue LED was 450 nm, and the wavelength of the red light emitted from the red LED was 660 nm. The amount of blue light emitted from the blue LED was 50 μmol / (m 2 · s), and the amount of red light emitted from the red LED was 150 μmol / (m 2 · s).
一方、比較例に係る植物栽培装置における照射条件は、以下の通りである。すなわち、常に(1日24時間)、第1照明71から青色光を照射させるとともに第2照明72から赤色光を照射させる第1照射モードを行った。なお、青色光および赤色光の光量、および、1日当たりの単位面積当たりの光放射エネルギーの量は、実施形態における照射条件と同じである。
On the other hand, the irradiation conditions in the plant cultivation apparatus according to the comparative example are as follows. That is, the first irradiation mode was always performed (24 hours a day) in which the
図7に示すように、比較例に係る植物栽培装置を用いて生育したフリルレタスには50%を超える確率でチップバーンが発生した。図6の写真に、チップバーンの一例を示している。これに対して、実施形態に係る植物栽培装置1を用いて生育したフリルレタスにはほとんどチップバーンが発生しなかった。図5には、チップバーンが発生しなかったフリルレタスの一例を示している。
As shown in FIG. 7, chip burn occurred in the frilled lettuce grown using the plant cultivation apparatus according to the comparative example with a probability of more than 50%. The photograph of FIG. 6 shows an example of chip burn. On the other hand, almost no chip burn occurred in the frilled lettuce grown using the
また、図7に示すように、実施形態に係る植物栽培装置1を用いて生育したフリルレタスの地上部新鮮重は、比較例に係る植物栽培装置を用いて生育したフリルレタスの地上部新鮮重よりも大きい。ゆえに、実施形態に係る植物栽培装置1を用いて生育したフリルレタスの生育速度は、比較例に係る植物栽培装置を用いて生育したフリルレタスの生育速度よりも大きい。
Further, as shown in FIG. 7, the above-ground fresh weight of the frill lettuce grown using the
以上の実験結果により、実施形態に係る植物栽培装置1によれば、生産性を確保しつつ、チップバーンの発生を抑制することができる。
Based on the above experimental results, according to the
なお、図4に示した例では、制御装置10は、栽培パネル20を載置した後、先ず第1照射モードを行っているが、特にかかる態様に限定されない。制御装置10は、先ず第2照射モードを行っても良い。
In the example shown in FIG. 4, the
(照射態様の変形例)
図8は、照射態様の第1の変形例を示す図である。
制御装置10は、第1照明71の2つの第1ランプ61の一方の端部(例えば前端部)に設けられた一方ランプと、2つの第1ランプ61の他方の端部(例えば後端部)に設けられた他方ランプとの照射態様を異ならせても良い。
図8に示した第1の変形例においては、制御装置10は、予め定められた第1所定期間の間、一方ランプから青色光を照射させるとともに他方ランプからの照射を停止し、その後、第1所定期間が経過した後に、予め定められた第2所定期間の間、一方ランプから赤色光を照射させるとともに他方ランプからの照射を停止させる。その後、制御装置10は、第2所定期間が経過した後に、予め定められた第3所定期間の間、一方ランプからの照射を停止させるとともに他方ランプから青色光を照射し、その後、第3所定期間が経過した後に、予め定められた第4所定期間の間、一方ランプからの照射を停止させるとともに他方ランプから赤色光を照射させる。その後、制御装置10は、これら4つの照射態様を、繰り返す。また、第1の変形例においては、制御装置10は、第2照明72からの照射を停止させておく。かかる態様によっても、植物に不均一な光が照射されるようになる。
(Modified example of irradiation mode)
FIG. 8 is a diagram showing a first modification of the irradiation mode.
The
In the first modification shown in FIG. 8, the
なお、第1所定期間、第2所定期間、第3所定期間および第4所定期間は、同一であることを例示することができる。例えば、これらの期間は、図8に示すように、12時間であることを例示することができる。かかる場合、植物栽培装置1においては、12時間毎に、一方ランプからの青色光の照射、一方ランプからの赤色光の照射、他方ランプからの青色光の照射、他方ランプからの赤色光の照射が切り替わる。これにより、植物に不均一な光が照射されるようになる。なお、上記4つの期間は、同一でなくても良い。例えば、3時間以内の差があっても良い。
In addition, it can be exemplified that the first predetermined period, the second predetermined period, the third predetermined period and the fourth predetermined period are the same. For example, these periods can be exemplified as 12 hours, as shown in FIG. In such a case, in the
また、制御装置10は、第2照明72からの照射を停止させておくのではなく、第1照明71が照射している色とは異なる色を照射しても良い。かかる場合において、制御装置10は、第2照明72の2つの第2ランプ62の内のいずれか一方の第2ランプ62に照射させ、他方の第2ランプ62からの照射は停止させるようにしても良い。
Further, the
図9は、照射態様の第2の変形例を示す図である。
制御装置10は、図8に示した第1の変形例とは異なり、図9に示すように、第2所定期間の間に、一方ランプからの照射を停止させるとともに他方ランプから青色光を照射し、第3所定期間の間に、一方ランプから赤色光を照射させるとともに他方ランプからの照射を停止させても良い。第1所定期間の照射態様および第4所定期間の照射態様は、第1の変形例と同じである。つまり、制御装置10は、12時間毎に、一方ランプからの青色光の照射、他方ランプからの青色光の照射、一方ランプからの赤色光の照射、他方ランプからの赤色光の照射を切り替えるようにしても良い。かかる態様によっても、植物に不均一な光が照射されるようになる。
FIG. 9 is a diagram showing a second modification of the irradiation mode.
Unlike the first modification shown in FIG. 8, the
また、第2の変形例においても、制御装置10は、第2照明72からの照射を停止させても良いし、第1照明71が照射している色とは異なる色を照射しても良い。また、第1照明71が照射している色とは異なる色を照射する場合においては、制御装置10は、第2照明72の2つの第2ランプ62の内のいずれか一方の第2ランプ62に照射させ、他方の第2ランプ62からの照射は停止させるようにしても良い。
Further, also in the second modification, the
なお、上述した実施の形態においては、植物に不均一な光を照射することを目的として、第1照明71および第2照明72から照射させる光の色を時間に応じて切り替えることを特徴とする。しかしながら、光の色のみを切り替える点に限定されない。例えば、第1照明71および第2照明72から照射させる光の量をも切り替えても良い。
また、上述した実施の形態において、LEDランプ60が青色光と赤色光とを照射する態様を例示しているが、青色光の代わりに、青色のピーク波長(440nm〜490nm付近)を含むスペクトルを有する光、例えば白色の光を照射しても良い。なお、青色のピーク波長を含むスペクトルを有する光であれば、その他の色であっても良い。
The above-described embodiment is characterized in that the color of the light emitted from the
Further, in the above-described embodiment, the embodiment in which the
1…植物栽培装置、2…栽培棚、3…筐体、4…底板、5…載置部、6…光照射装置、8…送風装置、10…制御装置、20…栽培パネル、21…貫通孔、22…ウレタン、31…上壁、32…左壁、33…右壁、34…後壁、35…前壁、60…LEDランプ、61…第1ランプ、62…第2ランプ、71…第1照明、72…第2照明 1 ... Plant cultivation device, 2 ... Cultivation shelf, 3 ... Housing, 4 ... Bottom plate, 5 ... Placement, 6 ... Light irradiation device, 8 ... Blower device, 10 ... Control device, 20 ... Cultivation panel, 21 ... Penetration Hole, 22 ... Urethane, 31 ... Upper wall, 32 ... Left wall, 33 ... Right wall, 34 ... Rear wall, 35 ... Front wall, 60 ... LED lamp, 61 ... First lamp, 62 ... Second lamp, 71 ... 1st lighting, 72 ... 2nd lighting
Claims (5)
前記第1照明と異なる位置に配置され、前記植物に光を照射する第2照明と、
前記第1照明および前記第2照明から光を照射させるとともに、当該第1照明および当該第2照明からの照射態様を時間に応じて切り替えることで、前記植物に不均一な光が照射されるように当該第1照明および当該第2照明を制御する制御装置と、
を備える植物栽培装置。 The first lighting that illuminates the cultivated plants,
The second lighting, which is arranged at a position different from the first lighting and irradiates the plant with light,
By irradiating the light from the first lighting and the second lighting and switching the irradiation mode from the first lighting and the second lighting according to the time, the plant is irradiated with non-uniform light. The control device that controls the first lighting and the second lighting,
A plant cultivation device equipped with.
請求項1に記載の植物栽培装置。 The control device irradiates light having a spectrum including a blue peak wavelength from the first illumination and irradiates red light from the second illumination, and irradiates red light from the first illumination. The plant cultivation apparatus according to claim 1, wherein the second irradiation mode of irradiating the second illumination with light having a spectrum including a peak wavelength of blue is alternately performed.
請求項2に記載の植物栽培装置。 The plant cultivation apparatus according to claim 2, wherein the light having a spectrum including a blue peak wavelength is blue light or white light.
前記第1照明および前記第2照明は、前記載置部の長手方向に平行に配置され、
前記第1照明は、前記載置部の短手方向における両端部にそれぞれ設けられた2つの第1ランプを有し、
前記第2照明は、前記載置部の短手方向において、前記2つの第1ランプの間に設けられた第2ランプを有している
請求項1から3のいずれか1項に記載の植物栽培装置。 It has a rectangular mounting part on which the plant is placed, and has a rectangular mounting portion.
The first illumination and the second illumination are arranged parallel to the longitudinal direction of the above-mentioned mounting portion.
The first illumination has two first lamps provided at both ends of the above-mentioned mounting portion in the lateral direction.
The plant according to any one of claims 1 to 3, wherein the second illumination has a second lamp provided between the two first lamps in the lateral direction of the above-mentioned placement portion. Cultivation equipment.
前記第1照明から赤色光を照射させるとともに前記第2照明から青色のピーク波長を含むスペクトルを有する光を照射させるステップと、
を交互に行う植物栽培方法。 From the first lighting that irradiates the cultivated plant with light, the light having a spectrum including the peak wavelength of blue is irradiated, and from the second lighting that is arranged at a position different from the first lighting and irradiates the plant with light. The step of irradiating red light and
A step of irradiating red light from the first illumination and irradiating light having a spectrum including a blue peak wavelength from the second illumination.
A plant cultivation method that alternates between.
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