JP2022159002A - Seedling raising method, seedling raising system and seedling - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、植物の苗の栽培方法、育苗システム及び苗に関し、特に閉鎖型多段式植物栽培装置内にて人工光を利用して苗の育苗を行う栽培方法、育苗システム及び該栽培方法にて育苗した苗に関する。本発明において、苗とは、例えば、温室や圃場など他の栽培場所に移植するために使用される播種後３０～４０日目の植物のことをいう。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for cultivating plant seedlings, a seedling-raising system, and seedlings, and in particular, a cultivation method, a seedling-raising system, and a method for raising seedlings using artificial light in a closed-type multi-stage plant cultivation apparatus. Regarding raised seedlings. In the present invention, seedlings refer to
トマトなどの果菜類は、季節にかかわりなく年間を通じて行ういわゆる周年栽培がハウス栽培により行われ、苗を定植して栽培を行うことが一般的である。苗には、ポット中の苗床に播かれた種を発芽させ、１次育苗により得られるプラグ苗（セル成型苗とも呼ばれる）と、プラグ苗を２次育苗によって定植可能に大きく育てた、いわゆる大苗などがある。プラグ苗も定植することはできるものの、ハウス栽培の場合には定植後に過繁茂となってしまい、過繁茂は培養液を用いる場合（養液栽培）において特に顕著である。 Fruit vegetables such as tomatoes are cultivated in greenhouses throughout the year, regardless of the season, and are generally cultivated by planting seedlings. The seedlings are plug seedlings (also called cell-formed seedlings) obtained by first seedling-raising by germinating seeds sown in the nursery bed in pots, and so-called large seedlings, which are grown large enough to be permanently planted by secondary seedling-raising of the plug seedlings. and so on. Plug seedlings can also be planted, but in the case of greenhouse cultivation, overgrowth occurs after planting.
そのため、ハウス栽培では２次育苗により得られた大苗が好まれる。通常トマトは閉鎖型多段式植物栽培装置内にて人工光を使用して７２穴や１２８穴のセルトレイを使用して育苗を行う。播種後２０日程度の育苗期間で本葉３乃至４枚程度まで育苗し、それをやや大きめのポットやロックウールキューブに移植（鉢上げ）し、専用のハウスにて２次育苗を行い、第１花房が展開する時点で定植する。 Therefore, in greenhouse cultivation, large seedlings obtained by secondary seedling raising are preferred. Normally, tomato seedlings are raised in a closed multistage plant cultivation apparatus using artificial light and cell trays with 72 or 128 holes. Raise seedlings to about 3 to 4 true leaves in a seedling raising period of about 20 days after sowing, transplant (pot up) them into a slightly larger pot or rock wool cube, and perform secondary seedling raising in a dedicated house. Plant when one inflorescence develops.
特に、苗の生産性が重要である低段密植栽培では、播種から収穫までの全工程の短縮が重要であり、手間と費用をかけて２次育苗を行っているのが現状である。しかしながら、この方法では苗の移し替えの労力と２次育苗のための施設が必要なだけでなく、２次育苗後は天候の影響を受け、また病害虫のリスクも発生する。 In particular, in low-level, high-density cultivation where seedling productivity is important, it is important to shorten the entire process from sowing to harvesting, and the current situation is that secondary seedling raising is performed with great effort and expense. However, this method not only requires labor for transferring the seedlings and a facility for secondary seedling raising, but also affects the weather after the secondary seedling raising and poses a risk of pests.
そこで、２次育苗の工程を省略し、人工光型育苗装置で直接定植可能な苗が得られるならば、２次育苗のための植え替えの手間が省け苗生産の効率化が図れるととともに、本圃での栽培期間が短縮されるため回転率の向上が見込める。また、人工光型育苗装置では安定な環境でより高位の花芽まで形成を行うため、生産の安定による多収化につながる。さらに、病害虫リスクの高い本圃での栽培期間を短縮できるので、病害虫のリスクと農薬散布回数の低減も期待できる。 Therefore, if the secondary seedling raising process is omitted and seedlings that can be directly planted by an artificial light type seedling raising apparatus can be obtained, the labor of replanting for the secondary seedling raising can be saved and the efficiency of seedling production can be improved. Since the cultivation period in this field is shortened, the turnover rate can be expected to improve. In addition, since the artificial light type seedling-raising apparatus forms higher flower buds in a stable environment, stable production leads to high yield. Furthermore, since the cultivation period can be shortened in the main field, which has a high risk of diseases and pests, it is expected that the risk of diseases and pests and the frequency of pesticide spraying can be reduced.
閉鎖型構造物内に設置された育苗装置において、光源としてＬＥＤ等の人工光光源を使用するタイプの植物栽培装置は公知である（例えば特許文献１）。しかしながら、このような栽培方法で育てた苗は、草丈が高くなり閉鎖型構造物内の育苗棚の天井につかえて先端部が光源による熱障害を発生させる。この場合、その後苗齢の若い時期に育苗を終了するため、太陽光を利用した圃場に移植すると、急激な環境変化に順応することができず、萎れて苗質が低下したり、生育が遅れたり、枯れてしまったりするなどの問題があった。 2. Description of the Related Art A plant cultivation apparatus of a type that uses an artificial light source such as an LED as a light source in a seedling raising apparatus installed in a closed structure is known (for example, Patent Document 1). However, the seedlings grown by such a cultivation method grow taller and cling to the ceiling of the raising seedling shelf in the closed structure, causing heat damage due to the light source at the tips. In this case, the seedlings stop growing when the seedlings are young, so if they are transplanted to a field using sunlight, they cannot adapt to sudden environmental changes, and the seedlings wither and the quality of the seedlings deteriorates, or the growth is delayed. There were problems such as drying and drying.
非特許文献１には、人工光を使用した閉鎖型多段式植物栽培装置でのトマト大苗の育苗方法が記載されている。非特許文献１には、「トマト苗では、明期である昼と暗期である夜の設定温度を数度変えて育成するのが一般的な手法である」こと、及び、「明期と暗期の切り替え時から暗期にかけて苗からの蒸散速度に起因して実験装置内の湿度が上昇するため、除湿機器を使用して、育苗中の湿度環境を６０～８０％の範囲で維持した」ことが記載されている。また、非特許文献１の図１には、トマト育苗の際には明期と暗期で適正温度や湿度の範囲をコントロールしたことが記載されている。しかしながら、非特許文献１は、葉コブ症等の生理障害の発生防止を研究課題としており、大苗を効率的に栽培するための栽培条件の最適化検討は行なっていない。
Non-Patent
非特許文献２には、育苗中の明期の温度と暗期の温度差（以後、ＤＩＦと略す）が植物の影響に及ぼす影響が記載されている。非特許文献２には、ＤＩＦは正負いずれの値もとり、単位は℃であること；植物の成長は１日の平均温度の積算により決まるが、明期と暗期の温度により背丈の伸長速度に影響があること；ＤＩＦが負の場合は背丈の伸長が抑制されることが記載されている。
Non-Patent
非特許文献３では、トマト苗におけるＤＩＦの効果が研究され、負のＤＩＦによるホルモン生成の違い等が議論されているが、伸長抑制の理由や温度以外の他の環境因子の影響については明らかになっていない。
Non-Patent
上記のように、既存のプラグ苗をさらに大きくしたいわゆる大苗を、人工光型育苗装置で効率的に栽培する技術が求められている。しかし、従来では、多量の大苗を高い歩留りで短期間に育苗することはできず、成長度合いが均一な大苗を短期間で大量に効率よく栽培することが課題であった。 As described above, there is a demand for a technique for efficiently cultivating so-called large seedlings, which are larger than existing plug seedlings, using an artificial light type seedling raising apparatus. However, conventionally, it has not been possible to raise a large amount of large seedlings with a high yield in a short period of time, and the problem has been how to efficiently cultivate a large amount of large seedlings with a uniform growth rate in a short period of time.
本発明は人工光光源を使用した閉鎖型多段式植物栽培装置内にて、第２花房分化が開始された大苗への育苗効率を向上する苗の生産方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a method for producing seedlings that improves the efficiency of raising large seedlings that have started to differentiate into second inflorescences in a closed-type multistage plant cultivation apparatus that uses an artificial light source.
具体的には、本圃に直接定植可能なだけでなく着花も保証できる苗を、閉鎖型人工光育苗設備にて、多量に、効率良く、高い歩留りで生産することを目的とする。詳しくは、従来の育苗では良好な苗姿が重要であったが、本発明は本圃に直接定植が行える良好な苗姿を維持しつつ、花芽分化を保証する点が従来の苗に対する最大の訴求点である。 Specifically, the objective is to produce a large amount of seedlings that can not only be planted directly in the main field, but also guarantee flowering, in a closed artificial light nursery facility, efficiently, and with a high yield. Specifically, good seedling appearance was important in conventional seedling raising, but the greatest appeal to conventional seedlings is that the present invention guarantees flower bud differentiation while maintaining a good seedling appearance that allows direct planting in this field. It is a point.
すなわち、光量を多くすれば苗の成長は促進され、草丈が大きな苗を栽培することができるが、生長点は葉にも花芽にもなり得るため、草丈が大きくなったからと言って、必ずしも花芽がつくとは限らない。人工光育苗装置における育苗は、後述するように、高さが限定された空間内で行うため、限られた草丈に成長するまでに第２花房分化が開始されている必要がある。このような苗の成長制御は、自然光利用施設で育苗される苗には必要とされない。また、従来の閉鎖型人工光育苗装置では認識されてこなかった。つまり、本発明者らが見出した、まったく新規な課題である。 In other words, if the amount of light is increased, the growth of seedlings is promoted, and it is possible to cultivate tall seedlings. There is no guarantee that it will come. Since seedlings are raised in the artificial light seedling-raising apparatus in a space with a limited height, as will be described later, the second inflorescence differentiation must start before the plants grow to the limited height. Such seedling growth control is not required for seedlings raised in natural light facilities. Moreover, it has not been recognized in the conventional closed-type artificial light seedling-raising apparatus. In other words, this is a completely new problem found by the inventors of the present invention.
また、本発明のもう一つの課題は、このような花芽分化（第２花房分化が開始）が全ての苗に均質に起こる点である。すなわち、閉鎖型人工光育苗装置内には、複数の苗が存在するが、そのうちの１本だけが花芽分化していても、商業的な価値はなく、少なくとも全苗の半数以上、好ましくは８０％以上、より好ましくは１００％全てが花芽分化していて、目的とする成長が均質に起こっている必要がある。このような課題もまた、本発明で初めて認識された点である。 Another object of the present invention is that such flower bud differentiation (the initiation of second inflorescence differentiation) occurs uniformly in all seedlings. That is, although there are a plurality of seedlings in the closed-type artificial light seedling-raising apparatus, even if only one of the seedlings undergoes flower bud differentiation, it has no commercial value. % or more, more preferably 100% of all, must be flower-bud differentiated and the desired growth must occur uniformly. Such a problem is also recognized for the first time in the present invention.
本発明の要旨は次の通りである。 The gist of the present invention is as follows.
［１］ 閉鎖型構造物の中に配置された植物栽培装置を用いて育苗をおこなう植物栽培方法であって、該閉鎖型構造物は温度および湿度を制御する空調装置を備えており、前記植物栽培装置は、上下多段に配置された複数の植物栽培棚と、該植物栽培棚上に載置された少なくとも一つの植物生育用の育苗容器と、該育苗容器に光を照射する照明装置とを有しており、育苗時の暗期の平均温度が明期の平均温度よりも高い条件で栽培し、かつ、前記植物栽培棚底面における光量子束密度が３３０μｍｏｌ／ｍ２・秒以上となる条件で栽培する、植物栽培方法。 [1] A plant cultivation method for raising seedlings using a plant cultivation apparatus arranged in a closed structure, wherein the closed structure is equipped with an air conditioner for controlling temperature and humidity, and the plant The cultivation apparatus includes a plurality of plant cultivation shelves arranged in multiple stages, at least one seedling container for plant growth placed on the plant cultivation shelf, and a lighting device for irradiating the seedling container with light. Cultivated under conditions where the average temperature in the dark period during raising seedlings is higher than the average temperature in the light period, and under conditions where the photon flux density at the bottom of the plant cultivation shelf is 330 μmol / m 2 sec or more. Cultivate, plant cultivation method.
［２］ 栽培時に暗期湿度を８０％以下で栽培をおこなうことを特徴とする、［１］に記載の植物栽培方法。 [2] The method for cultivating plants according to [1], wherein the cultivation is carried out at a dark period humidity of 80% or less.
［３］ 植物がトマトである、［１］又は［２］に記載の植物栽培方法。 [3] The plant cultivation method according to [1] or [2], wherein the plant is a tomato.
［４］ トマト苗の第２花房分化が開始するまで、前記植物栽培装置にて育苗することを特徴とする、［３］に記載のトマト苗の栽培方法。 [4] The method for cultivating tomato seedlings according to [3], wherein the seedlings are raised in the plant cultivation apparatus until differentiation of the second inflorescence of the tomato seedlings starts.
［５］ ［１］ないし［４］に記載のいずれかの方法で育苗した苗を、直接本圃に定植することを特徴とする、植物の栽培方法。 [5] A method for cultivating a plant, characterized by directly planting seedlings raised by the method according to any one of [1] to [4] in a main field.
［６］ 容器上に育苗された一群のトマト苗であって、該トマト苗の少なくとも半数以上が、第２花房分化が開始している育成状態にあることを特徴とするトマト苗。 [6] A group of tomato seedlings raised in a container, wherein at least half or more of the tomato seedlings are in a growing state in which secondary inflorescence differentiation has started.
［７］ 閉鎖型構造物と、
該閉鎖型構造物の中に配置された植物栽培装置と、
該閉鎖型構造物内の温度及び湿度を制御する空調装置と
を有する、育苗をおこなうための植物栽培システムであって、
該空調装置は、育苗時の暗期の平均温度が明期の平均温度よりも高い条件とする温度制御機能を有しており、
前記植物栽培装置は、
上下多段に配置された複数の植物栽培棚と、
該植物栽培棚上に載置された少なくとも一つの植物生育用の育苗容器と、
前記植物栽培棚底面における光量子束密度が３３０μｍｏｌ／ｍ２・秒以上となるように該育苗容器に光を照射する照明装置と
を備えている、植物栽培システム。
[7] a closed structure;
a plant cultivation device disposed within the closed structure;
A plant cultivation system for raising seedlings, comprising an air conditioner for controlling temperature and humidity in the closed structure,
The air conditioner has a temperature control function that makes the average temperature in the dark period during seedling raising higher than the average temperature in the light period,
The plant cultivation device is
A plurality of plant cultivation racks arranged in multiple stages above and below;
at least one seedling container for plant growth placed on the plant cultivation shelf;
and a lighting device that irradiates the seedling-growing container with light so that the photon flux density on the bottom surface of the plant cultivation shelf is 330 μmol/m 2 ·sec or more.
［８］ 前記照明装置は、前記暗期と明期を切り替える明暗切替制御機能を有する、［７］に記載の植物栽培システム。 [8] The plant cultivation system according to [7], wherein the lighting device has a light/dark switching control function for switching between the dark period and the light period.
［９］ 前記空調装置は、前記暗期の湿度を８０％以下に制御する湿度制御機能を有する、［７］または［８］に記載の植物栽培システム。 [9] The plant cultivation system according to [7] or [8], wherein the air conditioner has a humidity control function of controlling humidity in the dark period to 80% or less.
本発明によると、苗齢の高い安定した品質の苗を、閉鎖型多段式植物栽培装置内にて人工光を使用して栽培することにより、本圃定植前の２次育苗工程が不要となり、２次育苗用の施設と人手が不要になる。また、苗品質の揃った苗を天候に左右されずに、安定に、計画的に供給可能となるため、計画的な生産が可能となる。 According to the present invention, seedlings with high seedling age and stable quality are cultivated using artificial light in a closed multistage plant cultivation apparatus, thereby eliminating the need for a secondary seedling raising process before planting in the main field. Facilities and manpower for the next raising of seedlings become unnecessary. In addition, seedlings of uniform seedling quality can be stably and systematically supplied without being affected by the weather, so systematic production is possible.
本発明の苗生産方法は、自然光を透過しない断熱壁で覆われた閉鎖構造物の中で、空調装置、人工光源、炭酸ガス施肥装置や灌水装置を用いた人工的な環境下で、高品質な苗を安定生産する方法である。閉鎖型環境下では、苗への照射光質、光量子束密度、光照射時間、温度、湿度、炭酸ガス濃度、灌水量、施肥濃度などの種々の環境条件を、苗の生育に最適な状態に制御することが可能である。 The method for producing seedlings of the present invention provides high quality seedlings in a closed structure covered with heat insulating walls that do not transmit natural light, under an artificial environment using an air conditioner, an artificial light source, a carbon dioxide fertilization device, and a watering device. It is a method to stably produce healthy seedlings. In a closed environment, various environmental conditions such as the quality of light irradiated to seedlings, photon flux density, light irradiation time, temperature, humidity, carbon dioxide gas concentration, amount of irrigation water, and fertilization concentration are optimized for seedling growth. It is possible to control
これらの制御を行う育苗装置としては、市販の育苗装置、あるいは、必要に応じて部品等の仕様を変更した育苗装置を利用してもよい。市販の育苗装置としては、三菱ケミカルアグリドリーム株式会社の製品（苗テラス（登録商標））などを利用することができる。 As a seedling-raising device for performing these controls, a commercially available seedling-raising device or a seedling-raising device with changed specifications of parts or the like as necessary may be used. As a commercially available seedling raising apparatus, a product (Naeterasu (registered trademark)) of Mitsubishi Chemical Agri Dream Co., Ltd. can be used.
［閉鎖型人工光型育苗設備の構造物］
閉鎖型構造物は、その内部空間に育成モジュール（多段棚式植物育成装置）を１基ないし複数基並べて配置する。内部空間の大きさは、育成モジュールの前面で、一人または複数の作業者が作業できる程度の作業空間を設けるものとする。閉鎖型構造物の内部空間の面積利用率、空間利用率を高めるために、作業空間は局限まで小さく、狭くするのが好ましい。閉鎖型構造物の内部に育成モジュールを配置する際には、閉鎖型構造物の壁面と育成モジュールの背面との間に、５～３０cm程度の幅の空間を設けて、育成モジュールの空気室を通過した空気の循環通路とする。
[Structure of closed artificial light type seedling raising facility]
The closed type structure arranges one or a plurality of growing modules (multi-shelf plant growing apparatuses) side by side in its internal space. The size of the internal space shall be such that one or more workers can work in front of the cultivating module. In order to increase the area utilization rate and space utilization rate of the internal space of the closed type structure, it is preferable to make the work space as small and narrow as possible. When arranging the growth module inside the closed structure, a space with a width of about 5 to 30 cm should be provided between the wall of the closed structure and the back of the growth module to accommodate the air chamber of the growth module. It is used as a circulation passage for the air that has passed through.
［空調装置］
空調装置は閉鎖型構造物の内部空間の空気を調温・調湿し、調温・調湿した空気を閉鎖型構造物内に循環させる機能を備えている。空調装置の室内機は、閉鎖空間内部の適所に取り付ける。ここで適所とは、室内機を取り付けられる場所であって、例えば閉鎖空間内部の天井壁面、側壁面、床面などであるが、通常は天井壁面等の育成モジュールよりも上部に取り付けるのが好ましい。屋外機は、閉鎖型構造物の外に設置される。空調装置は、閉鎖型構造物の内部空間が小さいときは、一基の装置によって閉鎖型構造物の内部空間の全体を調温・調湿することができるが、閉鎖型構造物の内部空間が大きいときは、複数の育成モジュールに対応させた数とするのが好ましい。
[Air conditioner]
An air conditioner has the function of adjusting the temperature and humidity of the air inside the closed structure and circulating the air in the closed structure. The indoor unit of the air conditioner shall be installed in an appropriate place inside the enclosed space. Here, the suitable place is a place where the indoor unit can be installed, for example, the ceiling wall surface, the side wall surface, the floor surface, etc. inside the closed space, but it is usually preferable to install it above the growth module such as the ceiling wall surface. . The outdoor unit is installed outside the enclosed structure. Air conditioners can control the temperature and humidity of the entire interior space of a closed structure with a single device when the interior space of the closed structure is small. When the number is large, it is preferable to set the number corresponding to a plurality of breeding modules.
空調装置によって循環される循環空気が育成モジュールを通過する際に、主に人工光光源（人工光源）から放出される熱と、育苗ポット、セルトレイなどの育苗容器、培土、植物苗、受け皿などから蒸発した水蒸気とを同伴し、空調装置の室内機によって温度・湿度し、調温・調湿された冷空気が１基ないし複数基の育成モジュールの育苗空間前面側に供給される。このように、閉鎖空間内の空気を循環させることによって、閉鎖空間内を植物体生育に最適な温度・湿度環境に保つことができる。 When the circulating air circulated by the air conditioning system passes through the growing module, the heat emitted mainly from the artificial light source (artificial light source), the seedling containers such as seedling pots and cell trays, the soil, the plant seedlings, the trays, etc. Accompanied by evaporated water vapor, the temperature and humidity are adjusted by the indoor unit of the air conditioner, and the cooled air whose temperature and humidity are adjusted is supplied to the front side of the seedling-raising space of one or a plurality of growing modules. By circulating the air in the closed space in this way, it is possible to maintain the temperature and humidity in the closed space optimal for plant growth.
かかる均一制御の手段として、調温および調湿機能を有する空調装置を用いることが好ましい。１台で両方の機能を備えていてもよく、各機能を異なる空調装置で制御してもよい。空調装置は公知の装置を利用することができ、栽培設備の大きさや、内部の熱負荷に応じて能力を適宜選択すればよい。空調設備は、家庭用、及び業務用のエア・コンディショナー（以下、エアコンと略す）を使用できる。家庭用、及び業務用のエアコンはエネルギー使用効率の観点から優れているだけでなく、大量生産のため安価であり本発明による設備コスト削減にも有効である。 As a means for such uniform control, it is preferable to use an air conditioner having temperature control and humidity control functions. A single unit may have both functions, or each function may be controlled by a different air conditioner. A known device can be used as the air conditioner, and the capacity may be appropriately selected according to the size of the cultivation facility and the internal heat load. Air conditioners for domestic and commercial use (hereinafter abbreviated as air conditioners) can be used as air conditioners. Air conditioners for domestic and business use are not only excellent from the viewpoint of energy efficiency, but are also inexpensive due to mass production, and are effective in reducing equipment costs according to the present invention.
空調装置だけで湿度制御が難しい場合は、補助的な装置を閉鎖型構造物内に設置して使用する事ができる。特に暗期は人工光光源（人工光源）から放出される熱が無くなり、温調のための空調装置の稼働が低下するので閉鎖型構造物内の湿度が上昇しやすい。そこで、除湿器を設置又は、人工光光源（人工光源）から放出される熱に相当する加熱をヒーター等で行う事により空調装置の稼働低下を防止する事ができる。加熱ヒーターとして複数のエアコンを閉鎖型構造物内に設置して暖房運転しても良い。また、除湿器は熱の発生が少ない、コンプレッサー型が好ましい。 If it is difficult to control the humidity with just an air conditioner, an auxiliary device can be installed inside the closed structure and used. Especially in the dark period, there is no heat emitted from the artificial light source (artificial light source), and the operation of the air conditioner for temperature control decreases, so the humidity in the closed structure tends to increase. Therefore, by installing a dehumidifier or by using a heater or the like to heat the space corresponding to the heat emitted from the artificial light source (artificial light source), it is possible to prevent the deterioration of the operation of the air conditioner. A plurality of air conditioners may be installed in the closed structure as heaters for heating operation. Also, the dehumidifier is preferably of the compressor type, which generates little heat.
［育成モジュール］
上記閉鎖型構造物に内部空間に配置される育成モジュールは、例えば、外形が箱型の六面体であって、上面、側面、及び背面に上面壁、側面壁、背面壁を設けた苗を育苗する育苗空間を備えている。育苗空間の内部には、育苗棚５が上下方向に一定間隔で多段に配置され、育苗空間の利用効率を高めることが好ましい。
[Training module]
The growing module arranged in the inner space of the closed structure is, for example, a box-shaped hexahedron, and raises seedlings having a top wall, a side wall, and a back wall on the top surface, side walls, and back surface. It has a nursery space. In the seedling-raising space, it is preferable that the seedling-raising
育成モジュールの前面には壁を設置せず解放した構造とし、育苗空間背面側（開放された前方と反対側）に１基以上の排気ファンが設けられている。 The front of the growing module has an open structure without a wall, and one or more exhaust fans are provided on the rear side of the seedling space (opposite side to the open front).
育成モジュール内の各育苗棚への空気の流れを制御すること（整流化）、育苗棚内の空気置換を確実におこなうことが重要である。整流化の目的は、各育成モジュールに流れ込む空気の量や方向を制御し、育苗棚の入り口と出口の温度差、湿度差を小さくすることである。整流化の方法は、例えば特開2008-212078号、国際公開ＷＯ／１６３６２９号などに開示されている空冷ファンや多孔板、風向制御板など、各種公知の方法が利用できる。 It is important to control the flow of air to each seedling rack in the growing module (rectification) and to ensure air replacement in the seedling rack. The purpose of rectification is to control the amount and direction of air flowing into each growing module, and to reduce the difference in temperature and humidity between the entrance and exit of the nursery shelf. As for the rectification method, various known methods such as air cooling fans, perforated plates, and wind direction control plates disclosed in JP-A-2008-212078 and WO/163629 can be used.
循環流が閉鎖型人工光型育苗設備の構造物内の各育成モジュールを通過する際に、潅水装置、培地、植物などから蒸発した水蒸気や人工光光源から放出される熱が循環流に同伴され、この循環流を空調装置によって調温調湿して絶えず循環させることによって、部屋内を植物体生育に最適な温度湿度環境に保つことができる。育成モジュール内の育苗棚を流れる空気の流速は、０．１ｍ／秒以上であることが好ましく、０．２ｍ／秒以上であることがより好ましく、０．３ｍ／秒以上が更に好ましい。気流の速度が速すぎると、植物の育成に問題が生じるおそれがあるため、一般的には２．０ｍ／秒以下であることが好ましい。 When the circulating flow passes through each growing module in the structure of the closed-type artificial light seedling-raising facility, the circulating flow entrains the water vapor evaporated from the irrigation system, the culture medium, the plants, etc., and the heat emitted from the artificial light source. By continuously circulating this circulating flow with the temperature and humidity controlled by an air conditioner, it is possible to maintain the temperature and humidity environment in the room optimal for plant body growth. The flow velocity of air flowing through the seedling rack in the growing module is preferably 0.1 m/sec or more, more preferably 0.2 m/sec or more, and even more preferably 0.3 m/sec or more. If the speed of the airflow is too high, there is a risk of causing problems in plant growth, so it is generally preferred that the speed is 2.0 m/sec or less.
気流は育苗棚の前面からファンを経て育成モジュール背面側へ負圧の状態で流してもよく、逆に育苗棚背面側から前面側へ正圧の状態で流してもよい。ただし、前面側から負圧の状態で棚背面側へ流す方が、育成モジュールにおける気流が均一になる。 The airflow may flow from the front of the seedling rack to the back of the growing module via the fan in a negative pressure state, or conversely, from the back of the seedling rack to the front side in a positive pressure state. However, the air flow in the growth module is more uniform if the air is flown from the front side to the rear side of the shelf under a negative pressure.
以上の様な対策を行っても、空調設備に内蔵された温度制御用のセンサー近傍の温湿度と、育苗棚内の温湿度にはずれが生じる。そのため、育苗棚内に温湿度計を設置し、育苗棚内が所定の温湿度になるように、空調設備の設定値を調整する。 Even if the above countermeasures are taken, there will be a difference between the temperature and humidity near the temperature control sensor built into the air conditioner and the temperature and humidity inside the nursery shelf. Therefore, a thermo-hygrometer is installed in the nursery rack, and the set value of the air conditioner is adjusted so that the inside of the nursery rack is at a predetermined temperature and humidity.
なお、温度のずれが生じるのは以下の理由からである。すなわち、明期は、光源からの照射熱、及び光源の電源部からの発熱と、苗の葉からの水の蒸散や、潅水後の受け部の残液等による水の蒸発潜熱により空調装置の負荷が決まり、暗期は光源からの発熱は無く、葉からの水の蒸散も少なく空調装置の負荷は大きく軽減する。従って、内部の熱負荷が大きく変わるために、明期と暗期では空調装置の負荷も大きく変化するためである。 The temperature deviation occurs for the following reasons. In other words, during the light season, the heat generated by the light source, the heat generated by the power source of the light source, the transpiration of water from the leaves of the seedlings, and the latent heat of water vaporization due to the residual liquid in the receiving part after watering will cause the air conditioning system to function. When the load is determined, there is no heat generation from the light source during the dark period, and less water evaporates from the leaves, greatly reducing the load on the air conditioner. Therefore, since the internal heat load changes greatly, the load on the air conditioner also changes greatly between the light period and the dark period.
個々の育成モジュールの高さは、作業者が作業できる程度の高さである２００ｃｍ程度とし、栽培棚の幅は、樹脂製のセルトレイを複数枚並べて載置できるとともに、各棚の温度・湿度を一定に調節できる幅、例えば１００ｃｍ～２００ｃｍ程度とし、栽培棚の奥行きは５０ｃｍ～１００ｃｍとするのが好ましい。 The height of each cultivating module is about 200 cm, which is the height at which an operator can work. It is preferable that the width of the cultivation rack be adjusted to a constant value, for example, about 100 cm to 200 cm, and the depth of the cultivation shelf is 50 cm to 100 cm.
育成モジュール内の栽培棚の段数には制限はないが、通常は２段以上の多段とする。段数の上限にも原則制限はないが、経済的な観点から閉鎖型構造物の高さには実質的な限界があり、それに制約される。したがって、段数は通常約１０段以下、好ましくは約５段以下である。図３では３段となっている。 Although there is no limit to the number of stages of the cultivation racks in the growing module, the number of stages is usually two or more. There is no upper limit on the number of steps in principle, but there is a practical limit to the height of the closed structure from an economic point of view, and it is constrained by it. Accordingly, the number of stages is usually about 10 stages or less, preferably about 5 stages or less. In FIG. 3, there are three stages.
各栽培棚の上側に植物栽培空間（育苗スペース）が形成される。該空間の高さ（棚の１段当たりの高さ）は、通常２０ｃｍ～１００ｃｍである。上下方向に隣り合う栽培棚の間隔を小さくして棚数を増やすことで、空間利用率を高めることができるが、栽培棚間の間隔が小さすぎるとセルトレイの出し入れなどの作業性が悪くなり、植物の最大長を確保できないなどの欠点があるので、下限は好ましくは３０ｃｍを超え、より好ましくは３５ｃｍ以上である。一方、上限は６０ｃｍ、より好ましくは５０ｃｍである。栽培棚は、金属板、金属網、金属棒などによって形成することができる。 A plant cultivation space (seedling-raising space) is formed above each cultivation shelf. The height of the space (height per shelf) is usually 20 cm to 100 cm. Space utilization can be improved by increasing the number of cultivation shelves by reducing the spacing between adjacent cultivation shelves. The lower limit is preferably more than 30 cm, more preferably 35 cm or more, because there are drawbacks such as the inability to ensure the maximum length of the plant. On the other hand, the upper limit is 60 cm, more preferably 50 cm. The cultivation shelf can be formed by metal plates, metal nets, metal rods, or the like.
育苗に用いる容器としてはセルトレイ、育苗ポットまたは育苗箱など、各種の容器を使用できる。この容器上では複数の苗が育苗される。本発明ではセルトレイを使用することが好ましく、より好適には、基盤目状のセルを有したセルトレイを用いる。 Various containers such as a cell tray, a seedling pot, or a seedling box can be used as a container for raising seedlings. A plurality of seedlings are raised on this container. In the present invention, it is preferable to use a cell tray, and more preferably a cell tray having cells in the form of base mesh is used.
セルトレイ１枚の寸法は幅が３００ｍｍ、長さが６００ｍｍ前後とされているが、これに限定されない。種々のタイプのセルトレイが市販されているが、樹脂製シートから差圧成形法により製造されているものが好適である。セルトレイを構成するひとつのセルの形状は、裁頭逆錐型のものが好ましく使用でき、錐は円錐、角錐のいずれであってもよい。
また、１個のセルの大きさは、深さが１５～５０ｍｍで、容量が４～３０ミリリットル程度のものが好ましく、セルの底面にセル穴が設けられていて底面潅水を行えるものを使用する。セルの数は、１容器（トレイ）あたり５０以上、好ましくは７２以上が好ましい。
セル数の上限は特に限定されないが、好ましくは２８８以下、より好ましくは１２８以下である。
The dimensions of one cell tray are about 300 mm in width and about 600 mm in length, but are not limited to this. Various types of cell trays are commercially available, but those manufactured from resin sheets by differential pressure molding are preferred. The shape of one cell constituting the cell tray is preferably a truncated inverted cone type, and the cone may be either a cone or a pyramid.
Also, the size of one cell is preferably 15 to 50 mm in depth and about 4 to 30 ml in capacity, and the cell is provided with a cell hole in the bottom of the cell so that the bottom can be watered. . The number of cells per container (tray) is preferably 50 or more, preferably 72 or more.
Although the upper limit of the number of cells is not particularly limited, it is preferably 288 or less, more preferably 128 or less.
苗の生産効率を向上する上では、できるだけ小さいセルを持つトレイで苗を生産できるようにすることが好ましい。しかし、本発明のような大苗を育苗する場合は、セル数が多いセルトレイでは苗が成長とともに密集するため、隣合う苗の葉により受光量が減るために、良好に生育させることが困難となる。これに対し、本発明の栽培方法によれば、セル数が多いセルトレイにおいても苗の均一度が高くなり、苗生産の歩留まりが向上する。 In order to improve seedling production efficiency, it is preferable to produce seedlings in trays having as small cells as possible. However, when raising large seedlings as in the present invention, the seedlings grow densely in a cell tray with a large number of cells, so the amount of light received by the leaves of adjacent seedlings decreases, making it difficult to grow well. . On the other hand, according to the cultivation method of the present invention, the uniformity of seedlings is improved even in a cell tray having a large number of cells, and the yield of seedling production is improved.
［培地］
本発明で使用する培地は、水耕栽培の苗床として使用できる材料であればよく、例えば土、スポンジ、またはロックウール等の繊維状物などである。ロックウールを培地として用いる場合、具体的には日本ロックウール社：やさいはなブロック４０、又はグロダン社：RockWoolMulti blockなどを用いることができるが、これに限定されない。これらのロックウールは、切り込みを有したシート状で販売されているため、切り込みに合わせて１個ずつ切り離し、セルトレイのセルに詰めて使用する。ロックウール等の人工培地を使用する場合は、播種前に、ＥＣ（電気伝導度）を園試処方で約０．６ｄＳ／ｍに調整した培養液に数時間以上浸漬した後に使用するのが好ましい。
[Culture medium]
The medium used in the present invention may be any material that can be used as a seed bed for hydroponics, such as soil, sponge, or fibrous material such as rock wool. When rock wool is used as a culture medium, Nippon Rock Wool Co., Ltd.: Yasaihana Block 40 or Grodan Co., Ltd.: RockWool Multi block can be used, but the medium is not limited thereto. Since these rock wools are sold in the form of sheets with cuts, they are cut off one by one along the cuts and packed in cells of a cell tray for use. When using an artificial medium such as rock wool, before seeding, it is preferable to use it after immersing it in a culture solution whose EC (electrical conductivity) has been adjusted to about 0.6 dS / m according to the garden test prescription for several hours or more. .
［潅水装置］
各栽培棚には、自動による底面潅水装置あるいは手動による灌水装置が設けられる。潅水装置としては自動灌水装置が好ましい。潅水装置としては、特開２００１－３４６４５０、特開２００３－５２２５３号、国際公開ＷＯ２０１８／１６３６２９号等に開示された装置が利用できるが、これに限定されない。
[Irrigation system]
Each cultivation shelf is provided with an automatic bottom irrigation device or a manual irrigation device. An automatic watering device is preferred as the watering device. As the irrigation device, the devices disclosed in JP-A-2001-346450, JP-A-2003-52253, International Publication WO2018/163629, etc. can be used, but not limited thereto.
［潅水（培養液）］
潅水（培養液）は、一般的にトマト栽培で使用される園試処方を使用できる。培養液のＥＣは０．５以上３．０以下が好ましく、さらに１．０以上、２．０以下が好ましい。例えば、住友化学株式会社ハイテンポＡＲ液の希釈液とハイテンポＣＵ液の希釈液を１：３の比で混合し、ＥＣ＝１．８前後で調整して使用することができる。
[Irrigation (culture solution)]
For irrigation (culture solution), a garden test recipe generally used in tomato cultivation can be used. EC of the culture solution is preferably 0.5 or more and 3.0 or less, more preferably 1.0 or more and 2.0 or less. For example, a diluted solution of Sumitomo Chemical Co., Ltd. high-tempo AR solution and a diluted solution of high-tempo CU solution can be mixed at a ratio of 1:3 and adjusted to EC=1.8 before use.
［照明装置］
照明装置は、栽培棚の育苗容器（セルトレイなど）で栽培される苗に光を照射する。照明装置の光源は特に限定されることは無く、蛍光ランプや、ＬＥＤ、有機ＥＬ、レーザー等の半導体光源などから選択できる。電力の消費量や発光効率を考慮すると、無機の光半導体を用いることが好ましく、ＬＥＤを使用することがより好ましい。半導体発光装置の形状は特に限定することは無いが、栽培装置への照明の取り付け方法の簡略化や交換などのメンテナンス性を考慮すると、栽培棚の長辺方向に沿って長尺状の照明装置を設置することが好ましい。
[Lighting device]
The lighting device illuminates the seedlings grown in the seedling-raising containers (such as cell trays) on the cultivation shelf. The light source of the lighting device is not particularly limited, and can be selected from fluorescent lamps, semiconductor light sources such as LEDs, organic ELs, lasers, and the like. Considering power consumption and luminous efficiency, it is preferable to use an inorganic optical semiconductor, and it is more preferable to use an LED. The shape of the semiconductor light-emitting device is not particularly limited, but in consideration of simplification of the method of attaching the lighting to the cultivation device and maintainability such as replacement, an elongated lighting device along the long side direction of the cultivation shelf. is preferably installed.
長尺状の照明装置としては、小型の半導体光源を長手方向に規則的、不規則的に実装した照明装置のほか、複数の半導体発光素子を同一基板上に配置したＣＯＢタイプのＬＥＤを複数配置した照明装置などを用いることができるが、これらに限定されない。植物への育成の寄与を考慮した場合、ＣＯＢタイプのＬＥＤであることで、苗の育成に必要な光量子束密度を持つ光を効率よく得ることができるため好ましい。 As long lighting devices, in addition to lighting devices in which small semiconductor light sources are mounted regularly or irregularly in the longitudinal direction, multiple COB type LEDs in which multiple semiconductor light emitting elements are arranged on the same substrate are arranged. A lighting device or the like can be used, but the present invention is not limited to these. Considering the contribution to the growth of plants, COB type LEDs are preferable because light having a photon flux density necessary for the growth of seedlings can be efficiently obtained.
なお、本発明の植物栽培装置において照明装置を設置する位置は、後述する実施態様のように、植物栽培棚の下方に設置する場合に限らず、例えば、多段棚式植物育成装置の壁面に設置し、導光板や反射板を設けて光を栽培棚の上方あるいは横から照射する態様を採用することもできる。 In addition, in the plant cultivation apparatus of the present invention, the position where the lighting apparatus is installed is not limited to the case where the lighting apparatus is installed below the plant cultivation shelf as in the embodiment described later. However, it is also possible to employ a mode in which a light guiding plate or a reflecting plate is provided to irradiate the cultivation shelf with light from above or from the side.
前記半導体光源の形状は、正方形、矩形、長尺状、円形、楕円形、三角形、ひし形であってよく、更にその発光部は正方形、矩形、長尺状、円形、楕円形、三角形、ひし形であってよい。線状光源に実装する上で、実装性の面から矩形または長尺状の半導体光源を用いることが好ましい。 The shape of the semiconductor light source may be square, rectangular, elongated, circular, elliptical, triangular, or rhombic, and the light emitting portion may be square, rectangular, elongated, circular, elliptical, triangular, or rhombic. It's okay. When mounted on a linear light source, it is preferable to use a rectangular or elongated semiconductor light source in terms of mountability.
前記照明装置の半導体光源は、４００～４８０ｎｍの範囲に第１発光ピーク波長を有していることが好ましい。４００～４８０ｎｍの範囲に第１の発光ピーク波長を有することで、苗の節間伸長を抑制し、胚軸が短くしっかりした苗を栽培することが可能となる。 Preferably, the semiconductor light source of the illumination device has a first emission peak wavelength in the range of 400-480 nm. Having the first emission peak wavelength in the range of 400 to 480 nm suppresses the elongation of seedling internodes, making it possible to cultivate seedlings with short and firm hypocotyls.
前記照明装置の半導体光源は、５００～７００ｎｍに第２発光ピーク波長を有することが好ましく、より好ましくは５００～６８０ｎｍの範囲、更に好ましくは５００～６６０ｎｍの範囲に第２の発光ピーク波長を有し、かつ第２の発光ピーク波長は、半値幅が８０ｎｍ以上であることが好ましく、１００ｎｍ以上であることがより好ましく、１２０ｎｍ以上であることがより好ましく、１４０ｎｍ以上であることが更に好ましい。照明装置の半導体光源の波長を上記の範囲とすることで、苗の形態形成に異常をきたすことを抑制し、正常な苗を栽培することが可能となる。 The semiconductor light source of the lighting device preferably has a second emission peak wavelength in the range of 500 to 700 nm, more preferably in the range of 500 to 680 nm, still more preferably in the range of 500 to 660 nm. In addition, the second emission peak wavelength preferably has a half width of 80 nm or more, more preferably 100 nm or more, more preferably 120 nm or more, and still more preferably 140 nm or more. By setting the wavelength of the semiconductor light source of the lighting device within the above range, it is possible to suppress abnormal morphogenesis of seedlings and cultivate normal seedlings.
照明装置としては、前記４００～４８０ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する単独の半導体光源と、５００～７００ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する単独の半導体光源を複数個実装した照明装置でよい。また、単独の半導体光源が４００～４８０ｎｍの範囲と６００～７００ｎｍの範囲に発光ピーク波長をともに有し、合成された光スペクトルを発光する半導体光源であってもよい。特に、後述の合成された光スペクトルを発光する半導体光源の場合、照射領域における光の色度がより均一となり、４００～４８０ｎｍにピークを有する光スペクトルと５００～７００ｎｍにピークを有する光スペクトルの照射領域におけるバラつきを抑制することができるため、尚良い。 The illumination device may be a single semiconductor light source having a peak emission wavelength in the range of 400 to 480 nm and a single semiconductor light source having a peak emission wavelength in a range of 500 to 700 nm. Alternatively, a single semiconductor light source may have both emission peak wavelengths in the range of 400 to 480 nm and in the range of 600 to 700 nm, and may emit a combined light spectrum. In particular, in the case of a semiconductor light source that emits a synthesized light spectrum, which will be described later, the chromaticity of the light in the irradiation region becomes more uniform, and the light spectrum having a peak at 400 to 480 nm and the light spectrum having a peak at 500 to 700 nm are irradiated. It is even better because it can suppress variations in the area.
育苗棚の植物に照射される光量分布は苗の成長を均一化させるために、できるだけ均一である事が好ましい。 It is preferable that the distribution of the amount of light applied to the plants on the nursery shelf be uniform as much as possible in order to uniformize the growth of the seedlings.
本発明で用いる人工光光源の光照射の強度は、光合成光量子束密度（ＰＰＦ、ＰＰＦＤ）にて表す。単純に「光量子束密度」と呼ぶこともある。 The intensity of light irradiation from the artificial light source used in the present invention is represented by photosynthetic photon flux density (PPF, PPFD). It is sometimes simply called "photon flux density".
光合成光量子束密度は、光の粒子である光量子（光子）の個数で表現した単位である。
光合成は葉緑素に入射する光量子の数によって左右される。一般に、１分子の二酸化炭素（炭酸ガス、ＣＯ２）を光合成で消費するためには、８から１０個の光量子が必要とされている。そこで、葉緑素の吸収波長域である４００ｎｍから７００ｎｍの波長での光量子が単位時間・単位面積あたりに入射する個数を示したのが、光合成光量子束密度である。
単位は、μｍｏｌ／ｍ２・秒である。
The photosynthetic photon flux density is a unit expressed by the number of light quanta (photons), which are particles of light.
Photosynthesis is governed by the number of light quanta incident on chlorophyll. In general, 8 to 10 photons are required to consume one molecule of carbon dioxide (carbon dioxide, CO2) in photosynthesis. Therefore, the photosynthetic photon flux density indicates the number of incident light quanta per unit time and unit area in the wavelength range of 400 nm to 700 nm, which is the absorption wavelength range of chlorophyll.
The unit is μmol/m 2 ·sec.
本発明では、光量子束密度を３３０μｍｏｌ／ｍ２・秒以上とするが、３５０μｍｏｌ／ｍ２・秒以上が好ましく、３８０μｍｏｌ／ｍ２・秒以上がより好ましく、４００μｍｏｌ／ｍ２・秒以上がさらに好ましく、４５０μｍｏｌ／ｍ２・秒以上が最も好ましい。
ここで、光量子束密度は前述の各植物栽培棚の面（底面）で測定したときの値をいう。
In the present invention, the photon flux density is set to 330 μmol/m 2 ·second or more, preferably 350 μmol/m 2 ·second or more, more preferably 380 μmol/m 2 ·second or more, and still more preferably 400 μmol/m 2 ·second or more. , 450 μmol/m 2 ·sec or more is most preferable.
Here, the photon flux density is the value measured on the surface (bottom surface) of each plant cultivation shelf described above.
また、「光量子束密度が３３０μｍｏｌ／ｍ２・秒以上である」とは、明期の期間中ずっと３３０μｍｏｌ／ｍ２・秒以上を維持することは必ずしも必要ではなく、本発明の効果を奏する範囲内であれば、一時的に前述の値を下回ることがあっても構わない。 Further, "the photon flux density is 330 μmol/m 2 · sec or more" does not necessarily mean that it is maintained at 330 μmol/m 2 · sec or more throughout the light period, and the effect of the present invention is achieved. It does not matter if it falls below the aforementioned value temporarily as long as it is within the above range.
原則として光量子束密度には上限に制限はないが、育苗空間には制約があるため、光源から発生する熱の除熱には限界があり、好ましくは７００μｍｏｌ／ｍ２・秒以下、より好ましくは６５０μｍｏｌ／ｍ２・秒以下である。光源には前述したＬＥＤ光源を使用することが好ましい。ＬＥＤ光源において光量子束密度を制御するには、電流量の増減を行う、ＬＥＤ灯数の増減を行う、もしくはＬＥＤユニットの本数を増減することなどの方法を例示することができる。 In principle, there is no upper limit to the photon flux density, but since there are restrictions on the seedling space, there is a limit to the amount of heat generated from the light source, preferably 700 μmol/m 2 ·sec or less, more preferably It is 650 μmol/m 2 ·sec or less. It is preferable to use the above-described LED light source as the light source. To control the photon flux density in an LED light source, methods such as increasing or decreasing the amount of current, increasing or decreasing the number of LED lights, or increasing or decreasing the number of LED units can be exemplified.
[炭酸ガス施肥]
苗栽培装置は、炭酸ガス供給装置を備えることが好ましい。苗が光合成で消費する炭酸ガスを人為的に供給するために、閉鎖型人工光型育苗設備の外部に液化炭酸ガスボンベを設置し、炭酸ガス濃度計測装置により計測した部屋内の炭酸ガス濃度が一定濃度となるように、炭酸ガスボンベから炭酸ガスを供給することが好ましい。
[Carbon dioxide fertilization]
The seedling cultivation apparatus preferably includes a carbon dioxide supply device. In order to artificially supply the carbon dioxide consumed by the seedlings in photosynthesis, a liquefied carbon dioxide cylinder was installed outside the closed artificial light type seedling raising facility, and the carbon dioxide concentration in the room measured by the carbon dioxide concentration measuring device was constant. It is preferable to supply carbon dioxide gas from a carbon dioxide cylinder so as to obtain the concentration.
[明期温度、暗期温度、明期平均温度、暗期平均温度]
本発明の明期温度および暗期温度は通常１５～４０℃の範囲であり、明期と暗期を合わせた１日の平均温度も通常１５～３５℃である。ただし、閉鎖型人工光設備の温度制御能力や消費電力による経済効果により、好ましい範囲が限定される。具体的には、明期温度は２１℃±５℃の範囲であり、より好ましくは、２１℃±３℃の範囲である。閉鎖型人工光設備の温度の制御値と実測値は必ずしも一致せず、通常は０．１～５℃程度の差異が発生するため、実測値が所望の温度になるように制御値を調整する。より好ましくは、制御値を変更した後の測定データからのフィードバックにより、制御値の値を再度調整する。
明期温度と暗期温度の組み合わせは、通常、明期温度が１６時間、暗期温度が８時間とする。これを１サイクルとして、所定日数の間繰り返す。ただし、１サイクルにおける明期時間と暗期時間の組み合わせはこれに限られるものではない。
[light period temperature, dark period temperature, light period average temperature, dark period average temperature]
The temperature in the light period and the temperature in the dark period of the present invention are usually in the range of 15 to 40°C, and the average daily temperature including the light period and the dark period is also usually in the range of 15 to 35°C. However, the preferable range is limited by the temperature control capability of the closed artificial light system and the economic effect of power consumption. Specifically, the photoperiod temperature is in the range of 21°C ± 5°C, more preferably in the range of 21°C ± 3°C. The temperature control value and the actual measurement value of the closed artificial light system do not always match, and usually there is a difference of about 0.1 to 5°C, so adjust the control value so that the actual measurement value is the desired temperature. . More preferably, the value of the control value is adjusted again by feedback from the measured data after changing the control value.
The combination of the light period temperature and the dark period temperature is normally such that the light period temperature is 16 hours and the dark period temperature is 8 hours. This cycle is repeated for a predetermined number of days. However, the combination of the light period time and the dark period time in one cycle is not limited to this.
１サイクルの時間は２４時間に限られず、８～４８時間の範囲で変えることが可能である。８時間を下回ると、切替え頻度の増加による設備負荷の増加や、切替え時の控除時間（後述）の増加による栽培効率の低下が起こるので好ましくない。逆に４８時間を上回ると、1回の明期時間あるいは暗期時間が長くなりすぎ、植物の成長を妨げるため好ましくない。 The time for one cycle is not limited to 24 hours, and can be changed within the range of 8 to 48 hours. If it is less than 8 hours, it is not preferable because the load on equipment increases due to an increase in switching frequency, and the cultivation efficiency decreases due to an increase in deduction time (described later) at the time of switching. Conversely, if it exceeds 48 hours, the time of one light period or one dark period becomes too long, which hinders the growth of plants, which is not preferable.
植物は光合成により成長するため明期時間は長い方が好ましいので、１サイクルあたりの明期と暗期の時間比率は１：１以上、好ましくは２：１以上である。また、光合成生産物の転流のためには暗期も必要であり、６時間以上確保することが好ましい。 Since plants grow by photosynthesis, it is preferable that the light period is long. Therefore, the time ratio between the light period and the dark period per cycle is 1:1 or more, preferably 2:1 or more. A dark period is also required for the translocation of photosynthetic products, and it is preferable to secure 6 hours or more.
本発明では、暗期の平均温度が明期の平均温度よりも高いことが重要である。ここで平均温度とは、明期または暗期の期間に所定の時間間隔で測定される栽培棚の温度の平均値をいう。ただし後述するように、一定の場合は平均算出の対象から除外することが、精度向上の観点から好ましい。ここで「暗期の平均温度」とは、催芽器から本発明の植物栽培装置に移植して育苗を開始した段階から、定植等のために本発明の植物栽培装置から他の場所に移動するまでの期間の全ての暗期温度の平均値をいう。同様に「明期の平均温度」とは、催芽器から本発明の植物栽培装置に移植して育苗を開始した段階から、定植等のために本発明の植物栽培装置から他の場所に移動するまでの期間の全ての明期温度の平均値をいう。 In the present invention, it is important that the average temperature during the dark period is higher than the average temperature during the light period. Here, the average temperature refers to the average temperature of the cultivation shelf measured at predetermined time intervals during the light period or the dark period. However, as will be described later, in certain cases, it is preferable to exclude from the average calculation from the viewpoint of accuracy improvement. Here, the "average temperature in the dark period" refers to the temperature at which seedlings are moved from the plant cultivation apparatus of the present invention to another place for fixed planting or the like from the stage of transplanting from the sprouting device to the plant cultivation apparatus of the present invention and starting seedling raising. means the average value of all dark period temperatures for the period up to Similarly, the "average temperature in the light period" refers to the time from the stage when seedlings are transplanted from the sprouting device to the plant cultivation apparatus of the present invention and seedlings are raised, and then moved from the plant cultivation apparatus of the present invention to another place for fixed planting or the like. Means the average value of all light period temperatures for the period up to
なお、本発明では、暗期の平均温度が明期の平均温度よりも高ければ、一時的に暗期温度と明期温度が等しい期間があってもよく、一時的に暗期温度が明期温度よりも低い期間があってもよい。 In the present invention, if the average temperature in the dark period is higher than the average temperature in the light period, there may be a period in which the temperature in the dark period is temporarily equal to the temperature in the light period. There may be periods of lower temperature.
[明期の平均温度から暗期の平均温度を引いた温度差（ＤＩＦ）]
ここで、前述の明期の平均温度から暗期の平均温度を引いた温度差をＤＩＦと呼ぶ。本発明ではＤＩＦが負の値をとることが重要である。その値は通常０を超え－１５℃までの範囲であり、好ましくは－１０℃までの範囲である。なお、上記明期温度、暗期温度、および負のＤＩＦの値は実測値の平均を意味する。
[Temperature difference (DIF) obtained by subtracting the average temperature in the dark period from the average temperature in the light period]
Here, the temperature difference obtained by subtracting the average temperature in the dark period from the average temperature in the light period is called DIF. It is important in the present invention that DIF takes a negative value. Its value is usually in the range from over 0 to -15°C, preferably up to -10°C. The values of the light period temperature, the dark period temperature, and the negative DIF mean the average of the actually measured values.
また、明期と暗期を切り替える場合、所定の温度に達するまでの移行期間が存在するため、上述の明期温度の平均値や、暗期温度の平均値を測定する際には、これら移行期間の測定値は算入対象から除外することが好ましい。移行期間は環境条件により多少ずれるが、通常は３０～６０分程度である。したがって、前述の明期／暗期＝１６時間／８時間の組み合わせの場合、１時間を控除することとし、温度の測定期間は１５時間／７時間とする。 In addition, when switching between the light period and the dark period, there is a transition period until a predetermined temperature is reached. Period measurements are preferably excluded from inclusion. The transition period varies somewhat depending on environmental conditions, but is usually about 30 to 60 minutes. Therefore, in the case of the light period/dark period=16 hours/8 hours combination described above, 1 hour is subtracted and the temperature measurement period is set to 15 hours/7 hours.
[植物の種類]
本発明が対象とする植物は、透明フィルムを展張したハウス栽培による促成栽培で栽培される果菜類全般に適用可能であるが、ナス科またはウリ科等の野菜類が好ましい。より好ましくはトマト、パプリカ、キュウリであり、その中でもトマトが特に好ましい。
[Plant type]
Plants targeted by the present invention are generally applicable to fruit vegetables cultivated by forcing cultivation by greenhouse cultivation in which a transparent film is spread, but vegetables of the family Solanaceae or Cucurbitaceae are preferred. More preferred are tomato, paprika and cucumber, with tomato being particularly preferred.
［苗］
日本生物環境工学会が発行する雑誌「Environmental Control in Biology」のVol.7,No.1 （1969）によれば、トマトの着花習性は、「通常第８節葉と第９節葉の間に第１花房を着生し、以後３節おきに花房を着生するのが一般である。ただし、品種や幼苗期の環境および栄養などによっては、第１花房の着生節位は第６～７節葉より第１４～１５節葉までの変異があり」と説明されている。このようにトマトの第１花房の着生位置は、環境により大きく変化するが、本発明による苗は、閉鎖型人工光育苗設備の限られた空間で育苗を行い草丈に制限があるため、可能な限り第１花房の着生節位は小さい方が好ましく、第８葉以下が好ましく、さらに好ましくは第７葉以下である。
[Seedling]
According to Vol.7, No.1 (1969) of "Environmental Control in Biology", a magazine published by the Japan Society for Bioenvironmental Engineering, the flowering habit of tomato is "usually between the 8th and 9th node leaves. It is common for the first inflorescence to grow at the first inflorescence, and thereafter, to grow inflorescences at intervals of three nodes. There is a variation from the 7th node leaf to the 14th and 15th node leaves.” In this way, the position where the first inflorescence of tomato grows varies greatly depending on the environment. As far as possible, the epiphytic node of the first inflorescence is preferably as small as possible, preferably the 8th leaf or less, more preferably the 7th leaf or less.
トマトの苗の一例を図１１に示す。 An example of a tomato seedling is shown in FIG.
本発明方法により育成された苗は、本圃に直接定植されるので、定植後の開花を補償するために、花芽分化を進めておくことが好ましい。花芽分化については、「Environmental Control in Biology」のVol.7,No.1 （1969）に以下の記載がある。 Since the seedlings grown by the method of the present invention are directly planted in the main field, it is preferable to proceed with flower bud differentiation in order to compensate for flowering after planting. Flower bud differentiation is described as follows in "Environmental Control in Biology", Vol. 7, No. 1 (1969).
「トマトは発芽後ある程度栄養成長を続け、本葉を８～９枚分化した時期に、これまで葉を分化し続けていた生長点が葉の分化を止め、円錐状突起の形をしていた生長点の頂部が肥厚して***しはじめ、その頂部が平坦となってきて、葉でなく花を形成するようになる。この生長点の形の変化が、形態的に花芽分化として認められる最初の標徴である。この花芽が第１花房の第１番花になる。 "Tomatoes continued to grow vegetatively to some extent after germination, and at the time when 8 to 9 true leaves had differentiated, the meristematic point that had continued to differentiate leaves stopped differentiating and formed cone-shaped protrusions. The top of the growing point begins to thicken and rise, and the top becomes flattened, forming flowers instead of leaves.This change in the shape of the growing point is the first morphologically recognized as flower bud differentiation. This flower bud becomes the first flower of the first inflorescence.
この第１花に続いてその側下方に第２花が分化し、これとほとんど同時期に最終葉とこの花房との間に新しい生長点が形成されてくる。さらに第２花の下方裏側に第３花が形成されるとともに、新生長点も生長し葉を分化する。このようにして花は次々に分化し、同一花房において１つの花が分化し、つぎの花芽が分化するまでには、一般に大体２～３日間ぐらいの間隔があり、前の花の萼片形成期頃につぎの花の分化が認められる。 Following this first flower, a second flower differentiates laterally and downwardly, and a new growing point is formed between the last leaf and this inflorescence almost at the same time. Furthermore, a third flower is formed on the lower back side of the second flower, and the new meristem also grows and differentiates into leaves. In this way, flowers differentiate one after another, and there is generally an interval of about 2 to 3 days between the differentiation of one flower in the same inflorescence and the differentiation of the next flower bud. The differentiation of the following flowers can be recognized around this time.
一方、新生した生長点は葉を分化しながら伸長し、３葉を分化するとふたたび頂部は肥厚して平坦となって花芽を生ずる。これが第２花房の第１番花となる。同様にして第１、第２花房の発達とともに、第２花房のすぐ下に新しい生長点が発生し、それが伸長して３葉を分化すると、ふたたびその頂部が花芽となって、第３花房を形成してくるのである。
このような繰り返しで次々と花房の数がふえ、それと同時に各花房の花数が増加していく。
On the other hand, the newly formed meristem elongates while differentiating leaves, and when three leaves are differentiated, the apex becomes thickened and flattened again to produce flower buds. This will be the first flower of the second flower cluster. Similarly, with the development of the first and second inflorescences, a new meristem develops just below the second inflorescence, and when it elongates and differentiates into three leaves, the top of the leaf becomes a flower bud again, and the third inflorescence grows. is formed.
By repeating this process, the number of flower clusters increases one after another, and at the same time, the number of flowers in each flower cluster increases.
概観して、前の花房の最終花の分化よりもつぎの花房の第１花の分化の方が早く行なわれるので、苗の生育期を通して花芽分化は次々と連続的に行なわれることになる。」 Generally speaking, the differentiation of the first flower of the next inflorescence occurs earlier than the differentiation of the final flower of the previous inflorescence, so that flower bud differentiation occurs continuously one after another throughout the growing season of the seedling. ”
前述の通り、本発明では、本圃定植後の開花保証のため、閉鎖型人工光育苗設備での育苗期間中に第２花房の花芽形成を進める事が特徴である。第２花房の花芽形成は苗の成長点近傍を鋭利な刃物で切削し、断面観察にて確認可能である。 As described above, the present invention is characterized in that flower bud formation of the second inflorescence is advanced during the seedling raising period in the closed type artificial light seedling raising facility in order to ensure flowering after planting in the main field. The flower bud formation of the second inflorescence can be confirmed by cutting the vicinity of the growing point of the seedling with a sharp knife and observing the cross section.
本発明では第２花房の花芽分化（第２花房分化ともいう）の進度は、次の（ａ）～（ｅ）のように定義する。すなわち、
（ａ）花芽分化が確認できない場合を０％、
（ｂ）分化している花芽の数は確認できるが萼片が未発達の場合を２５％、
（ｃ）萼片の形は確認できるが花芽中央まで萼片が発達していない場合を５０％、
（ｄ）萼片が花の中央まで発達し閉じている様子が確認できる場合を７５％、
（ｅ）萼片が花芽中央で上方に伸長しており、且つその部分が褐色に染まっている場合を１００％、
とする。なお、これら数値は、文献「Steiner et al. Plant Methods(2020) 16:152、９ページ第８図」に記載の基準を参考にしたものである。
In the present invention, the progress of flower bud differentiation of the second inflorescence (also referred to as second inflorescence differentiation) is defined as follows (a) to (e). i.e.
(a) 0% when flower bud differentiation cannot be confirmed,
(b) 25% when the number of differentiated flower buds can be confirmed but the sepals are underdeveloped;
(c) 50% when the shape of the sepals can be confirmed but the sepals have not developed to the center of the flower bud;
(d) 75% when it can be confirmed that the sepals have developed to the center of the flower and are closed;
(e) 100% when the sepals are elongated upward at the center of the flower bud and the part is dyed brown;
and These numerical values refer to the standard described in the document "Steiner et al. Plant Methods (2020) 16:152, page 9, Figure 8".
ここで、（ａ）～（ｅ）の具体的な状態を図１４に示す。 Here, specific states of (a) to (e) are shown in FIG.
また、本発明の「第２花房分化が開始している」とは、分化している花芽の存在が確認できる状態、すなわち、上述（ｂ）より後の状態をいう。 In the present invention, "second flower cluster differentiation has started" refers to a state in which the presence of differentiated flower buds can be confirmed, that is, a state after the above (b).
また、本発明の課題を解決するためには、苗の第２花房の花芽分化の進度が（ｃ）の状態に進むまで、より好ましくは（ｄ）の状態まで、閉鎖型人工光型育苗設備にて育苗する。 In addition, in order to solve the problems of the present invention, until the progress of flower bud differentiation in the second inflorescence of the seedling advances to the state of (c), more preferably to the state of (d), the closed artificial light type seedling raising equipment Raise seedlings at
閉鎖型人工光型育苗設備にて花芽分化を５０％以上まで進めるには、播種２６日以上育苗を行う必要があり、より好ましくは播種２８日以上育苗を行う事が好ましい。 In order to advance flower bud differentiation to 50% or more in a closed type artificial light type seedling-raising facility, it is necessary to raise seedlings for 26 days or more after sowing, more preferably for 28 days or more after sowing.
一方、草丈が閉鎖型人工光型育苗設備の育苗棚上面に設置した光源に達すると、先端部が光源の熱により萎れたり、枯死したり、また茎が折れ曲がったりして、正常な生育を継続できない。そこで、播種２６日目以上生育しても草丈が育苗棚上面の光源に接しない事が好ましく、より好ましくは播種２８日以上生育可能な事である。 On the other hand, when the plant height reaches the light source installed on the upper surface of the seedling shelf of the closed artificial light seedling raising facility, the tip of the plant withers or dies due to the heat of the light source, or the stem bends, continuing normal growth. Can not. Therefore, even if the plant grows 26 days after sowing, it is preferable that the height of the plant does not come into contact with the light source on the upper surface of the seedling rack, and more preferably, the plant can grow for 28 days or more after sowing.
［容器上で育苗された一群のトマト苗］
「容器上に育苗された一群のトマト苗」とは、例えば、セルトレイ等の容器上に育苗されたトマト苗の集まりをいう。トマトの大苗であって、その第６～７葉の直上に目視可能な第１花房があり、さらに成長点近傍では第２花房分化が既に開始している状態にあるものは、最も効率よく育成された理想的な苗であるが、このような苗自体は既に公知である。しかし、それは特定の１本に着目した場合であり、植物工場のような大量栽培の工程において、成長度が均一で且つ、良好な苗姿のこのような苗の集合は、本発明者らが知る限り、新規である。
[A group of tomato seedlings raised on a container]
"A group of tomato seedlings grown on a container" refers to, for example, a group of tomato seedlings grown on a container such as a cell tray. Large seedlings of tomato that have visible first flower clusters directly above the 6th to 7th leaves, and that are in a state where differentiation of the second flower cluster has already started near the meristematic point are grown most efficiently. Such seedlings are already known per se. However, it is a case of focusing on a specific one, and in the process of mass cultivation such as a plant factory, such a collection of seedlings with uniform growth and good seedling appearance As far as I know, it's new.
かかる苗の集合を表現するために、「容器上に育苗された一群のトマト苗」という表現を使用する。閉鎖型多段式植物栽培装置内にて人工光を使用してトマト苗を育苗する場合、セルトレイ上で栽培をおこなうので、「容器」とは、例えば７２穴（セルの数が７２。
以下、同様）のセルトレイを指す。
To describe such a collection of seedlings, we use the expression "a group of tomato seedlings grown on a container". When tomato seedlings are raised using artificial light in a closed multistage plant cultivation apparatus, cultivation is performed on a cell tray, so the "container" means, for example, 72 holes (the number of cells is 72).
Same hereafter) refers to the cell tray.
また、本発明では、「容器上に育苗された一群のトマト苗であって、該トマト苗の少なくとも半数（５０％）以上が、第２花房分化が開始している」ことを特徴とする。ここで「半数」とは、ひとつの容器（例えば７２穴のセルトレイ）から無作為に８本の苗をサンプリングしたうちの半数（４本）を意味する。８個というサンプリング数は母集団の誤差に対しては十分である。したがって、本発明でのセルトレイの上限個数（２８８穴）の場合でも８個のサンプリングで十分である。この数値は好ましくは６２．５％以上、より好ましくは８７．５％以上、さらに好ましくは１００％である。 In addition, the present invention is characterized in that "a group of tomato seedlings raised on a container, at least half (50%) or more of the tomato seedlings have started secondary inflorescence differentiation". Here, "half" means half (four) of eight seedlings sampled at random from one container (for example, a cell tray with 72 holes). A sampling number of 8 is sufficient for population error. Therefore, even in the case of the upper limit number of cell trays (288 holes) in the present invention, eight samples are sufficient. This figure is preferably 62.5% or more, more preferably 87.5% or more, and even more preferably 100%.
［植物栽培システム］
本発明の植物栽培システムは、閉鎖型構造物の中に配置された植物栽培装置を用いて育苗をおこなう植物栽培システムであり、育苗時の平均温度が明記の平均温度よりも高い条件になるよう制御する温度制御機能を有した空調装置を備える。
[Plant Cultivation System]
The plant cultivation system of the present invention is a plant cultivation system in which seedlings are raised using a plant cultivation apparatus arranged in a closed structure, and the average temperature during raising the seedlings is higher than the specified average temperature. Equipped with an air conditioner having a temperature control function to control.
当該植物栽培システムの閉鎖型構造物は、温度および湿度を制御する空調装置を備える。また、当該植物栽培装置は、上下多段に配置された複数の植物栽培棚と、該植物栽培棚上に載置された少なくとも一つの植物生育用の育苗容器と、該育苗容器に光を照射する照明装置とを有しており、当該照明装置は、前記植物栽培棚底面における光量子束密度を３３０μｍｏｌ／ｍ２・秒以上とするものである。 The closed structure of the plant cultivation system is equipped with an air conditioner to control temperature and humidity. In addition, the plant cultivation apparatus includes a plurality of plant cultivation shelves arranged in multiple stages, at least one seedling-raising container for plant growth placed on the plant cultivation shelf, and irradiating the seedling-raising container with light. The lighting device has a photon flux density of 330 μmol/m 2 ·sec or more at the bottom surface of the plant cultivation shelf.
閉鎖系構造物、空調装置、植物栽培装置、照明装置のほか、温度及び湿度の条件、対象とする植物の種類については、前述したものと同様の物を採用する。 In addition to the closed structure, the air conditioning system, the plant cultivation system, the lighting system, the temperature and humidity conditions, and the types of target plants, the same ones as described above are employed.
植物栽培システムは、明期と暗期を切り替える、明暗切替制御装置を備えていてもよい。また、暗期の湿度を８０％以下に制御する湿度制御装置を備えていてもよい。これらの制御装置を備える効果としては、前述の効果と同様である。 The plant cultivation system may include a light/dark switching control device that switches between the light period and the dark period. Also, a humidity control device may be provided to control the humidity in the dark period to 80% or less. The effects of providing these control devices are the same as those described above.
本発明の苗栽培装置は、閉鎖型構造物の中に配置された、前記苗に灌水する灌水装置を備えることが好ましい。 The seedling cultivation apparatus of the present invention preferably comprises a watering device for watering the seedlings, which is arranged in the closed structure.
本発明の一つの態様では、栽培装置は、前面が解放している育成モジュールを有し、該育成モジュールは、育苗棚を上下方向に多段に配置して育苗空間を形成する。 In one aspect of the present invention, the cultivation apparatus has a growing module with an open front surface, and the growing module has seedling-raising shelves arranged in multiple stages in the vertical direction to form a seedling-raising space.
図面を参照して、苗栽培装置、植物栽培装置、植物栽培システムの好ましい形態を説明する。図１～３の通り、断熱性壁面で囲まれた完全遮光性とされた閉鎖型建物構造物１の部屋内に、壁面１ｊとの間に間隔をあけて、箱形の多段棚式植物育成装置（育成モジュール）３が設置されている。
Preferred embodiments of a seedling cultivation apparatus, a plant cultivation apparatus, and a plant cultivation system will be described with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 to 3, in a room of a
構造物１は平面視形状が長方形であり、壁面１ｊと反対側の壁面１ｉに、ドア２を有した出入口が設けられている。部屋に出入りするためのドア２の内側にエアーカーテンを設置すると、作業者が出入りする際に外気が入らないようにできるので好ましい。
The
この形態では、多段棚式植物育成装置３を、その開放前面が壁面１ｉを向くように配置している。多段棚式植物育成装置３と壁面１ｉとの間に、一人または複数の作業者が作業できる程度のスペースを設けてある。壁面１ｊと多段棚式植物育成装置３の背面との間に、５０～３００ｍｍ程度の幅のスペースを設けて、多段棚式植物育成装置３を通過する空気の通路を形成する。
In this embodiment, the multi-shelf
多段棚式植物育成装置３の一端側は、建物壁面１ｈに当接又は近接している。多段棚式植物育成装置３の他端側は、壁面１ｈと反対側の壁面１ｋから若干離反している。
One end side of the multi-shelf
この実施の形態では、植物育成装置は育苗装置である。多段棚式植物育成装置３は、図２，３に示すように、それぞれ、左右の側面パネル３ａ、背面の背面パネル３ｂ及び天頂部のトップパネル３ｃを有し、前面が開放した箱形構造体を備えている。この箱形構造体の内部に、複数の育苗棚５が上下方向に一定間隔で多段に配置されている。
In this embodiment, the plant growing device is a seedling growing device. As shown in FIGS. 2 and 3, the multi-shelf
多段棚式植物育成装置３の高さは、作業者が作業できる程度の高さである２０００ｍｍ程度とし、育苗棚５の左右幅は、セルトレイ２０（図４，５）を複数枚並べて載置できるとともに、各育苗棚５の上側スペースの温度・湿度を一定に調節できる幅、例えば１０００ｍｍ～２０００ｍｍ程度とし、育苗棚５の奥行きは５００ｍｍ～１０００ｍｍとするのが好ましい。
The height of the multi-shelf type
各育苗棚５には複数枚のセルトレイ２０（図４，５参照）がほぼ水平に載置されている。セルトレイ２０は、複数のセル２１を枡目状に配置した長方形盤状である。セル２１の底面にセル穴２２が設けられている。セルトレイ１枚の寸法は、一般的には幅が３００ｍｍ、奥行きが６００ｍｍ程度である。
A plurality of cell trays 20 (see FIGS. 4 and 5) are placed substantially horizontally on each
各育苗棚５には、後述する潅水装置３０が設けられている。
Each
図２，３の通り、各育苗棚５に向って上方から人工光を照射するように、育苗棚の下面及びトップパネル３ｃの下面に照明装置７Ａが設置されている。この照明装置７Ａにより、育苗棚５のセルトレイ２０で生育する植物に光を照射するよう構成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, a
図６～８の通り、照明装置７Ａは、ベース７Ｂと、該ベース７Ｂの下面に設けられた光源７とを有する。以下、ＬＥＤを例にとって説明する。光源７は、細長い基板と、該基板に設置された、複数個のＬＥＤと、該ＬＥＤを駆動する回路とを有する。ＬＥＤは該基板の長手方向に間隔をおいて設置されている。配列されたＬＥＤは透光性カバーで覆われている。この実施の形態では、カバーの下面が光出射面である。
As shown in FIGS. 6 to 8, the
図２，３の通り、各育苗棚５同士の間、及び最上段の育苗棚５と天板パネル３ｃとの間の各スペース（育苗スペース）の後方において、背面パネル３ｂに通気口が設けられ、各通気口にそれぞれ排気ファン８が取り付けられている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
なお、このように各育苗スペースの背面側にそれぞれ排気ファン８を設けることにより、育苗スペースにおける気流が均一になり好ましい。
By providing the
部屋の上部には、部屋内の空気を調温調湿し、設定条件に調温調湿した空気を循環させる機能を備えた空調装置（エアコン）４が設置されている。 In the upper part of the room, an air conditioner (air conditioner) 4 having a function of adjusting the temperature and humidity of the air in the room and circulating the air whose temperature and humidity are adjusted to the set conditions is installed.
この実施の形態では、空調装置４は、部屋の壁面１ｊの上部に位置している。
In this embodiment, the
この実施の形態では、空調装置４及び排気ファン８を稼働させることにより、部屋内に空気の循環流が生じる。すなわち、空調装置４から前方に吹き出した、調温調湿された空気は、多段棚式植物育成装置３の開放前面側のスペースより育苗棚５各段の育苗スペース内に吸引され、排気ファン８から背面パネル３ｂの後方へ排出され、背面パネル３ｂの後方と建物壁面１ｊとの間のスペースを通って上昇し、空調装置４付近に戻る。
In this embodiment, by operating the
前述の通り、循環流が多段棚式植物育成装置３の各育苗スペースを通過する際に、潅水装置、培地、植物などから蒸発した水蒸気や照明装置７Ａから放出される熱が循環流に同伴され、この循環流を空調装置４によって調温調湿して絶えず循環させることによって、部屋内を植物体生育に最適な温度湿度環境に保つことができる。
As described above, when the circulating flow passes through each seedling-raising space of the multi-shelf
各育苗棚５の上側の育苗スペースの温度及び湿度を計測するために、図１の通りセンサー１０が設けられている。
A
この実施の形態では、図９，１０に示される潅水装置（底面潅水装置）３０の潅水トレイ３１によって各育苗棚５の棚板が構成され、該育苗棚５に載置されたセルトレイ２０の底面から潅水を行うよう構成されている。
In this embodiment, a watering
この潅水装置３０の潅水トレイ３１は、四角形であり、３辺（後辺及び左右両側辺）に起立壁が立設された底版３１ｄを有する。潅水トレイ３１の起立壁のない前辺には底版３１ｄに連接して排水溝３２が設けられており、排水溝３２の一端には排水口３２ａが形成されている。排水溝３２と底版３１ｄとは堰３４により仕切られ、堰３４の両端部の切欠部３４ａから養液が排水溝３２に流出するよう構成されている。また、潅水トレイ３１の後辺の側壁３１ａに沿って、養液を潅水トレイ３１内に供給する給水管３３が設けられており、給水管３３に設けた複数の小孔３３ａから養液が潅水トレイ底版３１ｄ上に供給されるようになっている。
The
潅水トレイ底版３１ｄの上面に高さ約７ｍｍ程度の複数のリブ３５が、排水溝３２に向って互いに平行に延設されており、これらリブ３５の上にセルトレイ２０が載置されるようになっている。
A plurality of
この潅水装置３０は、潅水トレイ３１を多段棚式植物育成装置３の育苗棚５に設置したときに、図１，３の通り、排水溝３２が育成装置３の開放前面から突出する寸法とされている。排水溝３２を育成装置３の開放前面から突出させることにより、育苗棚５各段に載置した潅水トレイ３１の排水溝３２の排水口３２ａから排出される養液を集めて建物構造物１外部へ排出しやすくなる。
This watering
潅水装置３０の給水管３３に設けた小孔３３ａから養液を連続的に供給すると、養液は堰３４によって堰き止められて所定水位まで溜まりプール状態となる。給水管３３から養液を供給している間、切欠部３４ａから養液が少しずつ排水溝３２へ流出する。養液供給量と切欠部３４ａからの流出量を調節することによって、潅水トレイ３１内に例えば１０～１２ｍｍ程度の水位のプール状態が維持されるようにするのが好ましい。リブ３５の上に載置されているセルトレイ２０の各セル２１底面に形成されたセル穴２２からセル２１内の培地へ毛管作用により水が吸い上げられ、短時間ですべてのセル２１内の培地が水分飽和状態になる。
When the nutrient solution is continuously supplied from the
なお、この潅水装置３０では、潅水トレイ３１の底版３１ｄの上面を排水溝３２の方向へ傾斜させている。これにより、潅水停止時に養液を排水溝３２へ短時間で排出させることができる。また、底版３１ｄの上面に傾斜をもたせた場合には、リブ３５の高さを変化させてリブの頂部３５ａが水平となるようにすることにより、リブ３５の上に載置したセルトレイ２０を水平に保持できる。
In addition, in this watering
苗が光合成で消費する炭酸ガスを人為的に供給するために、図１に示すように、建物構造物１の外部に液化炭酸ガスボンベ１６を設置し、炭酸ガス濃度計測装置により計測した部屋内の炭酸ガス濃度が一定濃度となるように、炭酸ガスボンベ１６から炭酸ガスを供給する。
In order to artificially supply the carbon dioxide consumed by the seedlings in photosynthesis, as shown in FIG. Carbon dioxide gas is supplied from the
この育苗装置を使用して苗を育成することによって、苗の生育に好適な光量、温度、湿度、炭酸ガス、水分などの環境条件を自動的に調節することが可能である。また、各育苗棚の苗は全て同一環境下で生育することができるので、得られた苗質の均一性を高めることができる。 By growing seedlings using this seedling-raising apparatus, it is possible to automatically adjust environmental conditions such as the amount of light, temperature, humidity, carbon dioxide gas, and water suitable for growing seedlings. In addition, since all the seedlings on each nursery rack can grow under the same environment, the uniformity of the quality of the obtained seedlings can be improved.
［実施例１］
７２穴セルトレイ（エフピコチューバ社プラグトレイ。セル深さ約５０ｍｍ）にロックウールキューブ（グロダン社：RockWoolMulti block）を充填し、ＥＣ＝０．６に調整した養液（住友化学株式会社ハイテンポＡＲ液の希釈液とハイテンポＣＵ液の希釈液を１：３の比で混合して調整）を、１プラグトレイ毎にジョロを用いて灌水した。
[Example 1]
A 72-hole cell tray (FPCO Tuba, plug tray, cell depth: about 50 mm) was filled with rock wool cubes (Grodan: RockWool Multi block), and EC was adjusted to 0.6. (adjusted by mixing the diluent and the diluent of the high-tempo CU solution at a ratio of 1:3) was watered for each plug tray using a funnel.
その後、上記ロックウールキューブの播種穴に‘桃太郎ホープ'（タキイ種苗株式会社製）を１種ずつ播種した後、２８℃に設定した催芽器（石井製作所製）にプラグトレイを静置し、４０時間催芽処理を行った後、閉鎖型人工光育苗装置（苗テラス（登録商標）：三菱ケミカルアグリドリーム株式会社製）に移動した。但し、内部の棚、光源、環境制御用の補助設備について、以下の変更を行った。 After that, 'Momotaro Hope' (manufactured by Takii Seed Co., Ltd.) was sown one by one in the seeding holes of the rock wool cube, and then the plug tray was placed in a sprouting device (manufactured by Ishii Seisakusho) set at 28 ° C. After the timed sprouting treatment, the seedlings were moved to a closed-type artificial light seedling-raising apparatus (Naeterasu (registered trademark): manufactured by Mitsubishi Chemical Agridream Co., Ltd.). However, the following changes were made to the internal shelves, light sources, and auxiliary equipment for environmental control.
光源はＬＥＤ（シチズン電子株式会社製：ＣＩＴＩＬＥＤ ＣＯＢシリーズ）を６灯モジュールに実装し、育苗棚内での光強度の均一性と光取り出し効率のバランスを考慮した拡散度（透過率８７％）を選択して駆動させた。図６～８に示されるように、このＬＥＤモジュールをベース板に、１３本配置し光量を調整し、この光源装置を、明期１６時間、暗期８時間となるように作動させた。なお、育苗棚底面から光出射面までの距離ｈ（図２参照）は４０ｃｍであった。 For the light source, LEDs (Citizen Electronics Co., Ltd.: CITILED COB series) are mounted in a 6-light module, and the degree of diffusion (87% transmittance) is set in consideration of the balance between the uniformity of light intensity and light extraction efficiency in the nursery shelf. Selected and driven. As shown in FIGS. 6 to 8, 13 LED modules were arranged on the base plate, and the amount of light was adjusted, and the light source device was operated so that the light period was 16 hours and the dark period was 8 hours. The distance h (see FIG. 2) from the bottom surface of the nursery shelf to the light exit surface was 40 cm.
なお、光量子束密度の測定は、Ｌｉ－Ｃｏｒ社製のロング光量子センサー（ＬＩ－１９１Ｒ－ＢＮＣ－２）を使用し、育苗棚底面で測定した。この底面は光源からの距離が４０ｃｍである。この装置のセンサー部分を栽培棚にセットすると、栽培面の光強度の値が表示され、その値は５１０μｍｏｌ／ｍ２・秒であった。 The photon flux density was measured using a long photon sensor (LI-191R-BNC-2) manufactured by Li-Cor at the bottom of the seedling shelf. This bottom surface is at a distance of 40 cm from the light source. When the sensor portion of this device was set on the cultivation shelf, the value of the light intensity of the cultivation surface was displayed, and the value was 510 μmol/m 2 ·sec.
前記閉鎖型人工光育苗装置の湿度制御のために、必要に応じて除湿器（三菱電機株式会社製：ＭＪ－Ｐ１８０ＲＸ）を使用するか、部屋内部にヒーター（日本ノーデン株式会社製の農電園芸マット）を設置して空調設備の冷房運転を助長して除湿能力を高めた。 For humidity control of the closed-type artificial light seedling raising device, if necessary, use a dehumidifier (manufactured by Mitsubishi Electric Corporation: MJ-P180RX) or use a heater inside the room (Noden Engei manufactured by Nippon Norden Co., Ltd. A mat) was installed to promote the cooling operation of the air conditioning equipment and increase the dehumidification capacity.
前記閉鎖型人工光育苗装置に移動後４日間は、明期、暗期とも２３℃で育苗し、潅水はＥＣ＝１．８の養液を明期開始時に６００秒実施した。尚、先端部の萎れ等１日１回の潅水では不足する兆候がある場合は、明期開始後８時間後に２回目の潅水を４００秒実施した。また、炭酸ガス濃度は全育苗期間中、明期１，０００ｐｐｍに設定して行った。
For 4 days after transfer to the closed-type artificial light seedling-raising apparatus, the seedlings were raised at 23° C. both in the light period and the dark period, and the nutrient solution with EC=1.8 was watered for 600 seconds at the start of the light period. In addition, when there was a sign that once-a-day watering was insufficient, such as withering of the tip, a second watering was performed for 400
［実施例１］
前記閉鎖型人工光育苗装置に移動後５日から、明期は２１℃、暗期は２７℃の温度に設定し、暗期は空調設備の除湿を助長するためにヒーター（日本ノーデン株式会社製の農電園芸マット）を使用して、育苗を行った。育苗期間中の明期平均温湿度はそれぞれ２１℃、５３％、暗期平均温湿度はそれぞれ２６℃、７０％であった。
[Example 1]
Five days after moving to the closed-type artificial light seedling raising device, the temperature was set to 21 ° C. Noden gardening mat) was used to raise seedlings. The average light period temperature and humidity during the seedling raising period were 21° C. and 53%, respectively, and the dark period average temperature and humidity were 26° C. and 70%, respectively.
［比較例１］
明期２７℃、暗期２１℃に温度を設定したこと以外は実施例１と同様の方法で育苗を行った。育苗期間中の明期平均温湿度はそれぞれ２４℃、６２％、暗期平均温湿度はそれぞれ１９℃、７２％であった。
[Comparative Example 1]
Seedlings were raised in the same manner as in Example 1, except that the temperature was set to 27°C in the light period and 21°C in the dark period. The average light period temperature and humidity during the seedling raising period were 24° C. and 62%, respectively, and the dark period average temperature and humidity were 19° C. and 72%, respectively.
［比較例２］
光源にＨｆ蛍光ランプを使用した以外、実施例１と同様の方法で育苗を行った。Ｌｉ－Ｃｏｒ社ＬＩ－１９１Ｒ型ロング光量子センサーで測定した底面から４０ｃｍでの平均光強度 は２７０μｍｏｌ／ｍ２・秒であった。育苗期間中の明期平均温湿度はそれぞれ１９℃、６０％、暗期平均温湿度はそれぞれ２６℃、７５％であった。
[Comparative Example 2]
Seedlings were raised in the same manner as in Example 1, except that an Hf fluorescent lamp was used as the light source. The average light intensity at 40 cm from the bottom measured with a Li-Cor LI-191R type long photon sensor was 270 μmol/m 2 ·sec. During the seedling raising period, the average temperature and humidity in the light period were 19°C and 60%, respectively, and the average temperature and humidity in the dark period were 26°C and 75%, respectively.
［比較例３］
明期２７℃、暗期２１℃に温度を設定した以外は比較例２と同様の方法で育苗を行った。育苗期間中の明期平均温湿度はそれぞれ２５℃、５７％、暗期平均温湿度はそれぞれ２１℃、６５％であった。
[Comparative Example 3]
Seedlings were raised in the same manner as in Comparative Example 2, except that the temperature was set to 27°C in the light period and 21°C in the dark period. During the seedling raising period, the average temperature and humidity in the light period were 25°C and 57%, respectively, and the average temperature and humidity in the dark period were 21°C and 65%, respectively.
［実施例２、３、比較例４、５］
次に、育苗に使用する光量子束密度の強さを変更する検討を行った。
[Examples 2 and 3, Comparative Examples 4 and 5]
Next, we examined how to change the intensity of the photon flux density used for raising seedlings.
光量子束密度の量は実施例１と同様の光源を用い、駆動電力を変化させて調整した。一方、暗期の湿度調整は、市販の除湿器を用いて行った（三菱電機株式会社：ＭＪ－Ｐ１８０ＲＸ）。培条件および結果を表１に示す。また、播種２８日目の苗につき評価した結果を表２に示す。 The amount of photon flux density was adjusted by using the same light source as in Example 1 and changing the drive power. On the other hand, the humidity in the dark period was adjusted using a commercially available dehumidifier (Mitsubishi Electric Co., Ltd.: MJ-P180RX). Table 1 shows the culture conditions and results. Table 2 shows the evaluation results of the seedlings 28 days after seeding.
［比較例６～８］
次に、暗期の湿度を調整するために、低湿化にはコンプレッサー式の除湿器（三菱電機株式会社：ＭＪ－Ｐ１８０ＲＸ）を使用し、高湿化のためには加湿器（アイリスオーヤマ社製気化ハイブリッド式 ＡＲＫ－７００Ｚ－Ｎ型）を利用し、他は実施例１と同様の方法にて育苗を行った。尚、実施例１と同様のＬＥＤ光源を用い、駆動電力を変化させて光量を調整した。閉鎖型人工光育苗装置に移動後５日から、明期は２１℃、暗期は２７℃の温度に、即ち全て負のＤＩＦに育苗温度を設定して実験を行った。
[Comparative Examples 6 to 8]
Next, in order to adjust the humidity in the dark period, a compressor dehumidifier (Mitsubishi Electric Co., Ltd.: MJ-P180RX) is used for low humidity, and a humidifier (manufactured by Iris Ohyama Co., Ltd.) is used for high humidity. Seedlings were raised in the same manner as in Example 1 except that a vaporization hybrid system (ARK-700Z-N type) was used. The same LED light source as in Example 1 was used, and the amount of light was adjusted by changing the driving power. From
＜苗の評価＞
栽培後、各育成モジュールから無作為に８本の苗をサンプリングし、物性や生育状況を測定し、下記の（１）～（４）の評価を行った。
<Evaluation of seedlings>
After cultivation, 8 seedlings were randomly sampled from each growing module, their physical properties and growth conditions were measured, and the following evaluations (1) to (4) were performed.
（１） 苗の成長度
苗の成長度は、着花保証がされた苗を直接定植できることを示す指標である。
苗の成長度は、播種２８日目の第２花房分化を図１４の基準にて評価した。サンプリングした８本の苗の分化率にて下記基準で評価した。
(1) Growth rate of seedlings Growth rate of seedlings is an index that indicates that seedlings guaranteed to flower can be planted directly.
The degree of growth of seedlings was evaluated based on the differentiation of the second inflorescence on the 28th day after sowing according to the criteria shown in FIG. The differentiation rate of eight sampled seedlings was evaluated according to the following criteria.
Ａ：優秀（花芽分化率５０％以上が５本以上、かつ花芽分化率２５％未満は無し）
Ｂ：許容（花芽分化率２５％未満が１本以下）
Ｃ：不可（花芽分化率２５％未満が２本以上）
A: Excellent (five or more with a flower bud differentiation rate of 50% or more and no flower bud differentiation rate of less than 25%)
B: Acceptable (less than 1 flower bud differentiation rate of less than 25%)
C: Impossible (2 or more flower bud differentiation rate is less than 25%)
（２） 草丈
草丈は、苗を直接定植できることを示す指標である。
育成モジュール内の育苗棚の人工光光源に、苗の先端部が接触すると、光源の熱で先端部が萎れ成長が阻害されたり、上に閊えるために上部が折れて下に垂れ下がる等の問題が発生し、正常な苗が得られない。従って、苗の草丈（地際から生長点までの長さ）を以下の基準により評価した。
(2) Plant height Plant height is an index that indicates that seedlings can be directly planted.
When the tips of the seedlings come into contact with the artificial light source of the seedling rack in the growing module, the heat from the light source causes the tips of the seedlings to wither and hinder their growth. occurs and normal seedlings cannot be obtained. Therefore, the plant height of seedlings (the length from the ground to the growing point) was evaluated according to the following criteria.
Ａ：優秀（播種２８日目の草丈が３０ｃｍ未満、）
Ｂ：許容（播種２８日目の草丈が３５ｃｍ未満、）
Ｃ：不可（播種２８日目の草丈が３５ｃｍ以上、又は２８日以前に天井に閊えてしまった）
A: Excellent (the plant height is less than 30 cm on the 28th day of sowing)
B: Acceptable (plant height less than 35 cm on day 28 of sowing)
C: Impossible (The plant height is 35 cm or more on the 28th day of sowing, or the plant has grown to the ceiling before the 28th day.)
（３） 苗姿
播種２８日時点での、苗の外観から苗姿（起立姿勢の維持）を下記の基準で評価した。
Ａ～Ｂは合格であるが、Ｃは不可である。
(3) Appearance of Seedling Seedling appearance (maintenance of standing posture) was evaluated based on the appearance of the seedling at 28 days after sowing according to the following criteria.
A to B are acceptable, but C is not acceptable.
Ａ：苗の上部から全体に葉が多く適度に広がり、茎もしっかりしており自立する。
Ｂ：苗の上部から下の方に若干葉が垂れるが、支持無しでも概ね自立できる。
Ｃ：茎の中位が上部から下方に向かって垂れ下がっており、下位葉が黄化したり枯死している。
A: The seedling has a large number of leaves and spreads moderately from the upper part of the seedling to the whole.
B: Leaves hang down slightly from the upper part of the seedling, but the seedling can generally stand on its own without support.
C: The middle part of the stem hangs down from the upper part, and the lower leaves turn yellow or die.
（４） 苗としての合否判定（総合評価）
以上の（１）～（３）の結果に基づいて苗の合否判定（総合評価）を行った。
(4) Judgment as a seedling (comprehensive evaluation)
Based on the results of (1) to (3) above, the acceptance/rejection judgment (comprehensive evaluation) of the seedlings was performed.
合格：評価項目すべて評価Ｂ以上
不合格：評価項目にＣまたは不可がある
Pass: All evaluation items are rated B or higher. Fail: C or fail in evaluation items.
実施例１～３、比較例１～８の栽培条件および測定結果を表１に示す。また、実施例１～３、比較例１～５における、播種２８日目の苗の評価結果を表２に示す。また、比較例６～８の苗の評価結果を表３に示す。なお、表３において、「注１」は播種２８日目には苗が成長し過ぎて、栽培棚の上段の天井につかえてしまったことを表す。 Table 1 shows the cultivation conditions and measurement results of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 8. Table 2 shows the evaluation results of the seedlings 28 days after seeding in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5. Table 3 shows the evaluation results of the seedlings of Comparative Examples 6 to 8. In Table 3, "Note 1" indicates that the seedlings grew too much on the 28th day of sowing and got stuck on the ceiling of the upper stage of the cultivation shelf.
上記実施例および比較例の対比から、本目的に合致した苗を安定に育苗するには、明期温度よりも暗期温度を高くし、かつ、光量子束密度が３３０μｍｏｌ／ｍ２・秒以上が必要である事がわかる。 From the comparison of the above examples and comparative examples, in order to stably raise seedlings that meet this purpose, the temperature in the dark period should be higher than the temperature in the light period, and the photon flux density should be 330 μmol/m 2 ·sec or more. I know it is necessary.
１ 閉鎖型建物構造物
３ 多段棚式植物育成装置
４ 空調装置
５ 育苗棚
７Ａ 照明装置
１０ センサー
１６ 炭酸ガスボンベ
２０ セルトレイ
２１ セル
３０ 潅水装置
３１ 潅水トレイ
REFERENCE SIGNS
Claims (9)
該閉鎖型構造物は温度および湿度を制御する空調装置を備えており、
前記植物栽培装置は、上下多段に配置された複数の植物栽培棚と、該植物栽培棚上に載置された少なくとも一つの植物生育用の育苗容器と、該育苗容器に光を照射する照明装置とを有しており、
育苗時の暗期の平均温度が明期の平均温度よりも高い条件で栽培し、かつ、
前記植物栽培棚底面における光量子束密度が３３０μｍｏｌ／ｍ２・秒以上となる条件で栽培する、植物栽培方法。 A plant cultivation method for raising seedlings using a plant cultivation apparatus arranged in a closed structure,
The enclosed structure is equipped with an air conditioner to control temperature and humidity,
The plant cultivating apparatus includes a plurality of plant cultivating shelves arranged vertically in multiple stages, at least one seedling-raising container for plant growth placed on the plant cultivating shelf, and a lighting device for irradiating the seedling-raising container with light. and
Cultivated under conditions where the average temperature in the dark period during seedling raising is higher than the average temperature in the light period, and
A method for cultivating a plant, wherein the plant is cultivated under conditions such that the photon flux density on the bottom surface of the plant cultivation shelf is 330 μmol/m 2 ·sec or more.
該トマト苗の少なくとも半数以上が、第２花房分化が開始している育成状態にあることを特徴とするトマト苗。 A group of tomato seedlings grown on a container,
A tomato seedling, wherein at least half or more of said tomato seedling is in a growing state in which differentiation of a second inflorescence has started.
該閉鎖型構造物の中に配置された植物栽培装置と、
該閉鎖型構造物内の温度及び湿度を制御する空調装置と
を有する、育苗をおこなうための植物栽培システムであって、
該空調装置は、育苗時の暗期の平均温度が明期の平均温度よりも高い条件とする温度制御機能を有しており、
前記植物栽培装置は、
上下多段に配置された複数の植物栽培棚と、
該植物栽培棚上に載置された少なくとも一つの植物生育用の育苗容器と、
前記植物栽培棚底面における光量子束密度が３３０μｍｏｌ／ｍ２・秒以上となるように該育苗容器に光を照射する照明装置と
を備えている、植物栽培システム。 a closed structure;
a plant cultivation device disposed within the closed structure;
A plant cultivation system for raising seedlings, comprising an air conditioner for controlling temperature and humidity in the closed structure,
The air conditioner has a temperature control function that makes the average temperature in the dark period during seedling raising higher than the average temperature in the light period,
The plant cultivation device is
A plurality of plant cultivation racks arranged in multiple stages above and below;
at least one seedling container for plant growth placed on the plant cultivation shelf;
and a lighting device that irradiates the seedling-growing container with light so that the photon flux density on the bottom surface of the plant cultivation shelf is 330 μmol/m 2 ·sec or more.
The plant cultivation system according to claim 7 or 8, wherein said air conditioner has a humidity control function of controlling humidity in said dark period to 80% or less.
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