(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の植物に対して光を均一に照射して、植物の平均重量を増加させながら複数の植物の間における成長差の発生を抑制することが可能な栽培システムの提供。【解決手段】照射装置１００と設置台とを有し、照射装置１００は、所定の方向Ｘに規則性をもって配列される複数の第１、第２の光源１１１、１１２を有する第１の光源列１１０と、第１の光源列１１０に並んで設けられ、所定の方向Ｘに規則性をもって配列される複数の第１、第２の光源１２１、１２２を有し、第１、第２の光源１２１、１２２が第１の光源列１１０と色がずれるように配置される第２の光源列１２０とを有し、第１、第２の光源列１１０、１２０の周辺にそれぞれ所定の方向Ｘに沿って配置される複数の照射対象物に対して、第１、第２の光源列１１０、１２０によって光を照射し、設置台には、照射対象物ごとに設置場所が規定されている栽培システム。【選択図】図３
2020018210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射装置と、当該照射装置によって光が照射される照射対象物の設置台とを有する栽培システムであって、
前記照射装置は、
第１色の光を発する複数の第１の光源と、前記第１色とは異なる第２色の光を発する複数の第２の光源とを有し、前記第１の光源と前記第２の光源とが所定の方向に規則性をもって配列される第１の光源列と、
前記第１の光源列に並んで設けられ、第１色の光を発する複数の第１の光源と、前記第１色とは異なる第２色の光を発する複数の第２の光源とを有し、前記第１の光源と前記第２の光源とが前記所定の方向に規則性をもって配列されるとともに前記第１の光源列と色がずれるように配置される第２の光源列と、
を少なくとも有し、前記第１の光源列と前記第２の光源列との周辺にそれぞれ前記所定の方向に沿って配置される複数の前記照射対象物に対して、前記第１の光源列および前記第２の光源列によって光を照射し、
前記設置台には、前記照射対象物ごとに前記照射対象物の設置場所が規定されていることを特徴とする栽培システム。
【請求項２】
請求項１記載の栽培システムにおいて、
前記第１の光源の数は前記第２の光源の数よりも多いことを特徴とする栽培システム。
【請求項３】
請求項１または２記載の栽培システムにおいて、
前記第１の光源列との間で前記第２の光源列を挟むように設けられ、第１色の光を発する複数の第１の光源と、前記第１色とは異なる第２色の光を発する複数の第２の光源とを有し、前記第１の光源と前記第２の光源とが前記所定の方向に規則性をもって配列され、前記所定の方向における前記第１の光源と前記第２の光源との配置が前記第１の光源列と同じである第３の光源列を有し、
前記第２光源列の周辺に配置される前記照射対象物に対して、前記第１の光源列、前記第２の光源列および前記第３の光源列によって光を照射することを特徴とする栽培システム。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つに記載の栽培システムにおいて、
前記所定の方向と交差する交差方向において隣り合う前記光源の照射領域は、前記照射対象物において重複することを特徴とする栽培システム。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１つに記載の栽培システムにおいて、
前記第１色は植物の光合成に必要な色であり、
前記第２色は植物の光形態形成に必要な色であることを特徴とする栽培システム。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１つに記載の栽培システムにおいて、
前記第１色は赤色であり、
前記第２色は青色であることを特徴とする栽培システム。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１つに記載の栽培システムにおいて、
前記第１の光源と前記第２の光源とは、前記照射装置に対して着脱可能であることを特徴とする栽培システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、栽培システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水や培養液で植物を生育する水耕栽培が行われており、植物に人工的な光を照射する光源としてＬＥＤを用いた水耕栽培技術が知られている。また、植物の生育には赤色及び青色の光の併用が有効であることがわかっており、複数の赤色及び青色のＬＥＤを規則的に配置した照射装置が知られている。
このような異なる色の光源を規則的に配置した照射装置では、例えば青色の光源の数が赤色の光源の数よりも少ない場合には、青色の光が植物に均一に照射されず、複数の植物の間で成長差が発生する場合がある。
【０００３】
この点、赤色と青色との光強度比及び配光分布を操作して植物栽培を行う技術（例えば特許文献１参照）が提案されている。しかしながら、上述の技術は、１つの植物の全ての部位に一様に光を照射すること、すなわち１つの植物に対する均一性を上げることを目的とするものであり、複数の植物に対する均一性を上げるものではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、複数の植物に対して光を均一に照射して、植物の平均重量を増加させながら複数の植物の間における成長差の発生を抑制することが可能な栽培システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明は、照射装置と、当該照射装置によって光が照射される照射対象物の設置台とを有する栽培システムであって、前記照射装置は、第１色の光を発する複数の第１の光源と、前記第１色とは異なる第２色の光を発する複数の第２の光源とを有し、前記第１の光源と前記第２の光源とが所定の方向に規則性をもって配列される第１の光源列と、前記第１の光源列に並んで設けられ、第１色の光を発する複数の第１の光源と、前記第１色とは異なる第２色の光を発する複数の第２の光源とを有し、前記第１の光源と前記第２の光源とが前記所定の方向に規則性をもって配列されるとともに前記第１の光源列と色がずれるように配置される第２の光源列と、を少なくとも有し、前記第１の光源列と前記第２の光源列との周辺にそれぞれ前記所定の方向に沿って配置される複数の前記照射対象物に対して、前記第１の光源列および前記第２の光源列によって光を照射し、前記設置台には、前記照射対象物ごとに前記照射対象物の設置場所が規定されていることを特徴とする栽培システムにある。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、複数の植物に対して光を均一に照射して、植物の平均重量を増加させながら複数の植物の間における成長差の発生を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に係る栽培システムの一例の概略図である。
【図２】図１に示した栽培システムに備えられた設置台の一例を示す平面図である。
【図３】図１に示した栽培システムに備えられた照射装置の実施例１を示す平面図である。
【図４】図３に示した照射装置に備えられた光源の構成の一例を示す図である。
【図５】図３に示した照射装置における照射対象物の配置の一例を示す図である。
【図６】図３に示した照射装置の照射領域の一例を示す図である。
【図７】照射装置の実施例２を示す平面図である。
【図８】照射装置の実施例３を示す平面図である。
【図９】図８に示した照射装置における照射対象物の配置の一例を示す図である。
【図１０】図８に示した照射装置の照射領域の一例を示す図である。
【図１１】照射装置の実施例４を示す平面図である。
【図１２】照射装置の変形例を示す図である。
【図１３】照射装置の比較例１を示す平面図である。
【図１４】図１３に示した照射装置の照射領域の一例を示す図である。
【図１５】照射装置の比較例２を示す平面図である。
【図１６】照射装置の比較例３を示す平面図である。
【図１７】図１６に示した照射装置の照射領域の一例を示す図である。
【図１８】照射装置の比較例４を示す平面図である。
【図１９】照射装置の比較例５を示す平面図である。
【図２０】照射装置の他の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１に、本発明に係る栽培システムとしての水耕栽培システム５００の一例を示す。
図１に示すように、水耕栽培システム５００は、上段に配置された栽培槽１０と、栽培槽１０の下段に配置された栽培槽２０とを備えている。栽培槽１０、２０はサイフォン管３０を介して接続された同容積の槽であり、それぞれ槽内下部に養液Ｌを貯留可能である。本実施形態では、養液Ｌとして、水を主成分として栄養分を含有させた液体を使用しているが、養液Ｌはこれに限られるものではなく、単なる水や水を主成分としない液体であってもよい。
【０００９】
栽培槽１０、２０の上部には、それぞれ、養液Ｌによって生育する植物Ｓの設置台としての設置トレー２００が配置されている。植物Ｓは葉Ｈと根Ｎを有する植物であり、本実施形態では、例えばレタスや小松菜などの葉野菜を想定している。図１では、設置トレー２００には植物Ｓが１つ設置されているが、実際には複数の植物Ｓが設置されている。
図２に示すように、設置トレー２００には、植物Ｓごとに植物Ｓの設置場所としての穴２１０が規定されている。すなわち、設置トレー２００は、複数の植物Ｓのそれぞれに対応する複数の穴２１０を有している。植物Ｓは、根Ｎを穴２１０に挿入することによって栽培槽１０、２０に設置される。本実施形態では、設置トレー２００に穴２１０が８つ設けられる例を示したが、穴２１０の数はこれに限らず、植物Ｓの成長段階や種類、栽培槽１０、２０の大きさ等によって適宜変更することが可能である。
【００１０】
栽培槽２０の下段には、サイフォン管４０を介して栽培槽２０と接続された溜めタンク５０が設けられており、溜めタンク５０には養液Ｌが溜められている。
溜めタンク５０は循環配管６０を介して栽培槽１０と接続されており、循環配管６０の途中には養液ポンプ７０とバブル発生器８０とが設けられている。養液ポンプ７０を作動することによって、溜めタンク５０中の養液Ｌを循環配管６０を通じて栽培槽１０に供給することが可能である。
【００１１】
バブル発生器８０は、気体タンク９０から気体の供給を受けて養液Ｌ中にバブルを発生させるものであり、養液ポンプ７０の下流側に設けられる。バブル発生方式には、キャビテーション方式や加圧溶解方式などを利用することが可能である。
栽培槽１０、２０の直上には、栽培槽１０、２０の上面全体に光を照射する照射装置としての植物用照射装置１００が設けられている。
【００１２】
サイフォン管３０は、側面視で逆Ｊ字状に湾曲した管であり、その両端部に取水口と排水口とを有している。取水口は栽培槽１０の底面近傍に設定した下限水位ＬＷＬ、例えば根Ｎの下端に位置しており、排水口は栽培槽２０の内部に配置されている。サイフォン管３０の頂部は、植物Ｓの葉Ｈと根Ｎとの境界部の高さに設定した上限水位ＨＷＬに位置している。
【００１３】
サイフォン管４０も、サイフォン管３０と同様の配置態様となっている。すなわち、サイフォン管４０の取水口は栽培槽２０の底面近傍に設定した下限水位ＬＷＬに位置し、排水口は溜めタンク５０の内部に配置される。サイフォン管４０の頂部は、植物Ｓの葉Ｈと根Ｎとの境界部の高さに設定した上限水位ＨＷＬに位置している。
【００１４】
水耕栽培システム５００では、養液ポンプ７０を所定のタイミングでオン・オフ操作することによって、サイフォン管３０、４０内を養液Ｌで交互に満たし、サイフォン動作による排水を交互に生じさせ、栽培槽１０、２０内の養液Ｌの水位ＷＬを交互に上下させる。各栽培槽１０、２０で水位ＷＬが上限水位ＨＷＬ、下限水位ＬＷＬ間で上下すると、植物Ｓの根Ｎが養液Ｌに浸される状態と、養液Ｌから露出する状態とが繰り返される。本実施形態においては、植物Ｓの根Ｎが養液Ｌから露出する時間を、養液Ｌに浸される時間よりも長く設定する。
【００１５】
上述の動作手順について、より具体的に説明する。
図１に示すように、栽培槽１０内の養液Ｌの水位ＷＬが下限水位ＬＷＬに達すると、栽培槽１０から栽培槽２０へのサイフォン管３０からの自動排水が停止する。一方、栽培槽２０内の養液Ｌの水位ＷＬが上限水位ＨＷＬに達すると、サイフォン管４０内には養液Ｌが満たされるので、サイフォン動作による自動排水を開始する。これにより、栽培槽２０内の養液Ｌは、サイフォン管４０を通じて溜めタンク５０に排水される。
【００１６】
ここで、サイフォン管３０からの自動排水が停止した時点、またはそれ以後に、養液ポンプ７０をオンにして作動させる。溜めタンク５０から循環配管６０を通じて栽培槽１０に養液Ｌの供給を開始し、栽培槽１０の水位ＷＬが上昇する。養液Ｌには、バブル発生器８０で発生させたバブル、すなわちマイクロバブルまたはウルトラファインバブルが混入している。一方、栽培槽２０の水位ＷＬは、サイフォン管４０の自動排水により低下する。栽培槽２０の水位ＷＬが下限水位ＬＷＬに達すると、サイフォン動作が停止し、栽培槽２０から溜めタンク５０への自動排水が停止する。
【００１７】
栽培槽１０の水位ＷＬが上限水位ＨＷＬに達すると、サイフォン管３０内には養液Ｌが満たされるので、サイフォン動作による自動排水を開始する。これにより、栽培槽１０内の養液Ｌは、サイフォン管３０を通じて栽培槽２０に排水される。
【００１８】
ここで、サイフォン管３０による自動排水を開始した時点、またはそれ以後に、養液ポンプ７０をオフにして作動を停止させる。これにより、循環配管６０から栽培槽１０への養液Ｌの供給が停止する。以降、上記の手順で養液ポンプ７０のオン・オフ操作を繰り返すことによって、栽培槽１０、２０内の養液Ｌの水位ＷＬを上限水位ＨＷＬ、下限水位ＬＷＬ間で交互に上下させる。
【００１９】
図３に、植物用照射装置１００の実施例１を示す。
図３に示すように、植物用照射装置１００は、所定の方向、すなわちＸ方向に沿って延設された第１の光源列１１０と、Ｘ方向と交差する交差方向、すなわちＹ方向において第１の光源列１１０に並んで設けられた第２の光源列１２０とを有している。なお、Ｘ方向とＹ方向とは直交していることが望ましい。
第１の光源列１１０は、第１色の光を発する複数の第１の光源として、発光体１１１を有している。第１の光源列１１０は、第１色とは異なる第２色の光を発する複数の第２の光源として、発光体１１２を有している。発光体１１１は、第１色として赤色の光を照射するＬＥＤであり、発光体１１２は、第２色として青色の光を照射するＬＥＤである。発光体１１１と発光体１１２とは、図４に示すように、ＬＥＤチップ１１３の発光面をドーム型の透明樹脂１１４で覆い、指向性を広くしたものである。
【００２０】
植物Ｓの光合成にはクロロフィルすなわち葉緑素という色素が関わっており、クロロフィルは、６６０ｎｍ近辺をピークとする赤色の波長領域の光と、４５０ｎｍ近辺をピークとする青色の波長領域の光とを吸収する特性を有している。つまり、赤色の光と青色の光とが植物Ｓの生育に有効であり、その中でも赤色の光は、光合成に対する効果が最も大きく、植物Ｓの光合成に特に必要な光である。植物Ｓを頑丈にしたり、植物Ｓの栄養成分を増やしたりするためには、青色の光が必要であることが知られている。すなわち、青色の光は、植物Ｓの光形態形成に必要な光である。
一般的な赤色及び青色のＬＥＤの波長は、光合成のピークとほぼ同じであることから、本実施例でも、発光体１１１及び発光体１１２には一般的なＬＥＤを使用している。
【００２１】
上述したように、赤色の光と青色の光とのそれぞれに役割があるため、赤色の光と青色の光とをバランスよく植物Ｓに照射することが重要である。赤色と青色との光強度の最適な比率は、植物Ｓの種類や成長段階によって異なるが、植物Ｓの健全な生育という観点からは、赤色の光を青色の光よりも多く照射することが望ましい。
図３に示すように、本実施例では、第１の光源列１１０において、発光体１１１の数が発光体１１２の数よりも多く配置される。言い換えると、発光体１１２の数は発光体１１１の数よりも少ない。また、発光体１１１と発光体１１２とが、Ｘ方向に規則性をもって、本実施例では３：１になるように配列される。
【００２２】
第２の光源列１２０は、第１の光源列１１０と同様に、第１色の光を発する複数の第１の光源として、発光体１２１を有している。第２の光源列１２０は、第１色とは異なる第２色の光を発する複数の第２の光源として、発光体１２２を有している。
発光体１２１は、第１色として赤色の光を照射するＬＥＤであり、発光体１２２は、第２色として青色の光を照射するＬＥＤである。発光体１２１及び発光体１２２の構成は、図４に示した発光体１１１及び発光体１１２の構成と同様である。
第２の光源列１２０において、発光体１２１と発光体１２２とは、Ｘ方向に規則性をもって、本実施例では３：１になるように配列されるが、図３に示すように、第１の光源列１１０における発光体の配置と色がずれるように配置される。
【００２３】
図２に示した設置トレー２００を使用して植物Ｓを栽培槽１０、２０に設置すると、図５に示すように、第１の光源列１１０と第２の光源列１２０との周辺、本実施例では下方に、それぞれＸ方向に沿って複数の照射対象物としての植物Ｓが配置される。
図６（ａ）は青色の発光体１１２及び発光体１２２の点灯時の照射領域Ａｂを、図６（ｂ）は赤色の発光体１１１及び発光体１２１の点灯時の照射領域Ａｒを、図６（ｃ）はすべての発光体の点灯時の照射領域を示している。
【００２４】
図６（ｃ）に示すように、赤色の発光体と青色の発光体とは３：１になるように規則的に配列されるため、光が照射される被照射部における光の色合いもＸ方向に沿って所定の規則性すなわち３：１で変化する。また、赤色の発光体の数が青色の発光体の数よりも多く配置されるため、被照射部における光の色合いも赤色の成分が青色の成分よりも多い。
第１の光源列１１０と第２の光源列１２０とは、赤色の発光体と青色の発光体とが３：１という規則性において互いに一致している。しかしながら、第１の光源列１１０における発光体と第２の光源列１２０における発光体とはＸ方向において色がずれるように配置されるため、被照射部における光の色合いはＸ方向で互いにずれている。このため、複数の色の光が混ざって植物Ｓに照射され、植物Ｓの育成状態のばらつきが軽減される。
【００２５】
図６（ｃ）に示すように、Ｙ方向において隣り合う発光体の照射領域は、植物Ｓにおいて重複する。すなわち、複数の植物Ｓに対して、第１の光源列１１０及び第２の光源列１２０によって光が照射される。
このように、第１の光源列１１０の下方に配置された複数の植物Ｓには、第１の光源列１１０からだけでなく、第２の光源列１２０からも光が照射される。同様に、第２の光源列１２０の下方に配置された複数の植物Ｓには、第２の光源列１２０からだけでなく、第１の光源列１１０からも光が照射される。このため、Ｘ方向に複数配置された植物Ｓに対して光を均一に照射することが可能であり、Ｘ方向における植物Ｓの育成状態のばらつきがより軽減される。
本実施例では、第１の光源列１１０と第２の光源列１２０との下方にそれぞれＸ方向に沿って複数の植物Ｓが配置されるが、植物Ｓの配置は、第１の光源列１１０及び第２の光源列１２０によって光が照射される位置であれば、下方に限られない。
【００２６】
本実施例では、赤色の発光体と青色の発光体とが３：１になるように規則的に配置しているが、図７に示す実施例２のように、赤色の発光体と青色の発光体とが２：１になるように配置してもよい。このとき、赤色の発光体と青色の発光体とを植物用照射装置１００に対して着脱可能な構成とするとよい。このような構成とすることによって、赤色の発光体と青色の発光体との配置を容易に変更することが可能となり、植物Ｓによって適した配色の光を照射することが可能となる。
【００２７】
図８に、本発明に係る植物用照射装置１００の実施例３を示す。
図８に示すように、植物用照射装置１００は、第１の光源列１１０及び第２の光源列１２０に加えて、さらにＹ方向において第１の光源列１１０との間で第２の光源列１２０を挟むように設けられる第３の光源列１３０を有している。
第３の光源列１３０は、第１色の光を発する複数の第１の光源として、発光体１３１を有している。第３の光源列１３０は、第１色とは異なる第２色の光を発する複数の第２の光源として、発光体１３２を有している。
発光体１３１は、第１色として赤色の光を照射するＬＥＤであり、発光体１３２は、第２色として青色の光を照射するＬＥＤである。発光体１３１及び発光体１３２の構成は、図４に示した発光体１１１及び発光体１１２の構成と同様である。
第３の光源列１３０において、発光体１３１と発光体１３２とは、Ｘ方向に規則性をもって、本実施例では３：１になるように配列される。図８に示すように、第３の光源列１３０のＸ方向における発光体の色の配置は第１の光源列１１０と同じである。
【００２８】
図９に示すように、第１の光源列１１０の下方と第２の光源列１２０の下方と第３の光源列１３０の下方とには、それぞれＸ方向に沿って複数の植物Ｓが配置されている。
図１０（ａ）は青色の発光体１１２、１２２、１３２の点灯時の照射領域Ａｂを、図１０（ｂ）は赤色の発光体１１１、１２１、１３１の点灯時の照射領域Ａｒを、図１０（ｃ）はすべての発光体の点灯時の照射領域を示している。
【００２９】
図１０（ｃ）に示すように、第３の光源列１３０のＸ方向における発光体の色の配置は第１の光源列１１０と同じであるため、被照射部における光の色合いも第１の光源列１１０と同じである。つまり、隣り合う第３の光源列１３０と第２の光源列１２０とは、被照射部における光の色合いがＸ方向で互いにずれている。このため、複数の色の光が混ざって植物Ｓに照射され、植物Ｓの育成状態のばらつきが軽減される。
また、第２光源列１２０の下方に配置された植物Ｓには、第１の光源列１１０及び第２の光源列１２０からだけでなく、第３の光源列１３０からも光が照射される。このため、Ｘ方向に複数配置された植物Ｓに対して光をより均一に照射することが可能であり、Ｘ方向における植物Ｓの育成状態のばらつきがより軽減される。
【００３０】
本実施例では、赤色の発光体と青色の発光体とが３：１になるように規則的に配置しているが、図１１に示す実施例４のように、赤色の発光体と青色の発光体とが２：１になるように配置してもよい。
図１２に示すように、本実施例よりも光源列同士の距離が離れている場合には、Ｙ方向において隣り合う発光体の照射領域が植物Ｓにおいて重複するように、照射範囲が広い発光体を使用するとよい。
【００３１】
各光源列１１０、１２０、１３０は、複数の光源として、赤色の波長領域と青色の波長領域とを含む例えば白色の発光体と、カラーフィルタ等の色調整部とを有していてもよい。各光源列１１０、１２０、１３０は、防水・防塵の観点から、Ｘ方向に沿って延設された光を透過するカバーで覆われていることが多い。このため、このカバーの各発光体に対応する位置に赤色の波長領域の光のみを透過する色調整部と、青色の波長領域の光のみを透過する色調整部とをＸ方向に沿って規則的に配置し、発光体から照射された光の色を色調整部で変化させるようにしてもよい。この場合、異なる種類の色調整部をＸ方向に沿って規則的に配置することによって、色調整部を通過した光が被照射部において所定の色合いとなるようにするため、複数の発光体はすべて同じ種類のものでよいという利点がある。また、図４に示した透明樹脂１１４に色調整部を配置して異なる色の光が照射されるようにしてもよい。このような色調整部を有する構成の場合、複数の発光体と各発光体に対応する色調整部とで光源というものとする。
【００３２】
表１に、本実施形態の効果を検証するために行った実験の結果を示す。実験では、水耕栽培システム５００で育苗後３０日間の野菜の水耕栽培を行った。表１において、実施例１〜４は、上述した実施例１〜４の植物用照射装置１００を用いて水耕栽培を行った結果を示している。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
表１において、比較例１は、図１３（ａ）に示す植物用照射装置１００’を用いて水耕栽培を行った結果を示している。比較例１では、実施例１との比較で、実施例１における第１の光源列１１０と同じ第１の光源列１１０’と、第１の光源列１１０’とＸ方向における発光体の色の配置が同じ、すなわち色のずれがない第２の光源列１２０’とを使用している。なお、図１３（ｂ）は比較例１における植物Ｓの配置の一例を示している。また、図１４（ａ）は青色の発光体１１２及び発光体１２２の点灯時の照射領域Ａｂを、図１４（ｂ）は赤色の発光体１１１及び発光体１２１の点灯時の照射領域Ａｒを、図１４（ｃ）はすべての発光体の点灯時の照射領域を示している。
比較例２は、図１５に示す植物用照射装置１００’を用いて水耕栽培を行った結果を示している。比較例２では、実施例２との比較で、実施例２における第１の光源列１１０と同じ第１の光源列１１０’と、第１の光源列１１０’とＸ方向における発光体の色の配置が同じ、すなわち色のずれがない第２の光源列１２０’とを使用している。
【００３５】
比較例３は、図１６（ａ）に示す植物用照射装置１００’を用いて水耕栽培を行った結果を示している。比較例３では、実施例３との比較で、実施例３における第１の光源列１１０及び第３の光源列１３０と同じ第１の光源列１１０’及び第３の光源列１３０’を使用している。また、第１の光源列１１０’及び第３の光源列１３０’とＸ方向における発光体の色の配置が同じ、すなわち色のずれがない第２の光源列１２０’を使用している。なお、図１６（ｂ）は比較例３における植物Ｓの配置の一例を示している。また、図１７（ａ）は青色の発光体１１２、１２２、１３２の点灯時の照射領域Ａｂを、図１７（ｂ）は赤色の発光体１１１、１２１、１３１の点灯時の照射領域Ａｒを、図１７（ｃ）はすべての発光体の点灯時の照射領域を示している。
比較例４は、図１８に示す植物用照射装置１００’を用いて水耕栽培を行った結果を示している。比較例４では、実施例４との比較で、実施例４における第１の光源列１１０及び第３の光源列１３０と同じ第１の光源列１１０’及び第３の光源列１３０’を使用している。また、第１の光源列１１０’及び第３の光源列１３０’とＸ方向における発光体の色の配置が同じ、すなわち色のずれがない第２の光源列１２０’を使用している。
【００３６】
比較例５は、図１９（ａ）に示す植物用照射装置１００’を用いて水耕栽培を行った結果を示している。比較例５では、実施例３との比較で、実施例３における各光源列１１０、１２０、１３０と色の配置が逆の光源列１１０’、１２０’、１３０’を使用している。なお、図１９（ｂ）は、比較例５におけるすべての発光体の点灯時の照射領域を示している。
【００３７】
表１において、「野菜１株の平均光量子量」は、野菜に光が照射されているときに、１秒間に照射される光の粒子、すなわち光量子の数を野菜１株の受光面積で割った値の平均を示している。表１では、比較例１〜５における青色の平均光量子量をａ１〜５、赤色の平均光量子量をｃ１〜５と便宜的に記号で示している。同様に、実施例１〜４における青色の平均光量子量をｂ１〜４、赤色の平均光量子量をｄ１〜４で示している。
「野菜１株の光量子量ばらつき」は、光量子量の標準偏差を示している。表１では、比較例１〜５における青色の光量子量ばらつきをｅ１〜５、赤色の光量子量ばらつきをｇ１〜５と便宜的に記号で示している。同様に、実施例１〜４における青色の光量子量ばらつきをｆ１〜４、赤色の光量子量ばらつきをｈ１〜４で示している。
【００３８】
表１において、野菜の欄の「平均重量比」は、実施例３における野菜の平均重量を１とした場合の平均重量の比を示している。
野菜の欄の「重量ばらつき」は、野菜の重量のばらつきが大きい場合は「大」、小さい場合は「小」で示している。
【００３９】
比較例１と実施例１とを比較すると、青色の平均光量子量についてはａ１＜ｂ１となり、赤色の平均光量子量についてはｃ１＜ｄ１となることが確認された。青色の光量子量ばらつきについてはｅ１＞ｆ１となり、赤色の光量子量ばらつきについてはｇ１＞ｈ１となることが確認された。野菜の平均重量比については、比較例１では０．７８であるのに対して、実施例１では０．９８であり、実施例１の方が大きい。野菜の重量ばらつきについては、比較例１よりも実施例１の方が小さい。
【００４０】
同様に、比較例２〜４と実施例２〜４とをそれぞれ比較すると、青色の平均光量子量についてはそれぞれａ２＜ｂ２、ａ３＜ｂ３、ａ４＜ｂ４となり、赤色の平均光量子量についてはそれぞれｃ２＜ｄ２、ｃ３＜ｄ３、ｃ４＜ｄ４となることが確認された。青色の光量子量ばらつきについてはそれぞれｅ２＞ｆ２、ｅ３＞ｆ３、ｅ４＞ｆ４となり、赤色の光量子量ばらつきについてはそれぞれｇ２＞ｈ２、ｇ３＞ｈ３、ｇ４＞ｈ４となることが確認された。野菜の平均重量比については、比較例２〜４よりも実施例２〜４の方が大きい。野菜の重量ばらつきについては、比較例２〜４よりも実施例２〜４の方が小さい。
【００４１】
このように、比較例１〜４と実施例１〜４とをそれぞれ比較すると、実施例１〜４の方が野菜１株に照射される光量子量のばらつきが小さい。すなわち、比較例１〜４よりも光量子が複数の野菜に対して均一に照射される。このため、実施例１〜４の方が野菜の重量ばらつきが小さい。すなわち、複数の野菜の間における成長差の発生が抑制される。さらに、比較例１〜４よりも実施例１〜４の方が野菜の平均重量比が大きいことからわかるように、複数の野菜の間における成長差の発生の抑制は、野菜の平均重量を増加させながら達成される。
【００４２】
実施例１と実施例３とを比較すると、実施例３の方が野菜の平均重量比がわずかに大きい。つまり、第３の光源列１３０を有していない場合と有している場合とを比較すると、第３の光源列１３０を有している方が複数の野菜に対して光をより均一に照射することが可能であり、野菜の育成状態のばらつきがより軽減される。
【００４３】
実施例３と実施例４とを比較すると、実施例３の方が野菜の平均重量比がわずかに大きい。つまり、赤色の発光体と青色の発光体とが２：１である場合よりも３：１である場合の方が野菜の平均重量比が大きいことを示している。これは、野菜の光合成に必要な色である赤色の割合が大きいためであると考えられる。
【００４４】
比較例５と実施例３とを比較すると、青色の平均光量子量についてはａ５＞ｂ３となり、赤色の平均光量子量についてはｃ５＜ｄ３となることが確認された。青色の光量子量ばらつきについてはｅ５＜ｆ３となり、赤色の光量子量ばらつきについてはｇ５＞ｈ３となることが確認された。野菜の平均重量比については、比較例５では０．７３であるのに対して、実施例３では１であり、実施例３の方が大きい。野菜の重量ばらつきについては、比較例５よりも実施例３の方が小さい。
比較例５では、赤色の発光体の数よりも青色の発光体の数の方が多いため、実施例３よりも比較例５の方が青色の平均光量子量が多く、青色の光量子量ばらつきが少なくなったと考えられる。しかしながら、比較例５の方が野菜の平均重量比が小さく、野菜の重量ばらつきが大きい。これは、野菜の健全な生育という観点からは、赤色の光を青色の光よりも多く照射することが望ましいことを示している。
【００４５】
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
例えば、実施例１〜４では、赤色の発光体の数が青色の発光体の数よりも多く配置される例を説明したが、これに限らず、図２０に示すように、赤色の発光体と青色の発光体とが１：１となるように配置してもよい。植物Ｓに照射する光の均一性を上げるという観点からは、このような配置が望ましい。
また、発光体の色は３色以上であってもよく、例えば、ピンク色の光は赤色の光と同様に植物Ｓの成長を促す役割を果たすと考えられるため、赤色とピンク色と青色とが１：１：１となるように配置してもよい。また、植物Ｓの植え替え等の作業を行う際には、作業者が作業しやすいように白色の光を照射するようにしてもよく、すなわち、赤色と青色と白色とが１：１：１となるように配置してもよい。
【００４６】
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４７】
１０、２０    栽培槽
３０、４０    サイフォン管
５０    溜めタンク
６０    循環配管
７０    養液ポンプ
８０    バブル発生器
９０    気体タンク
１００    照射装置、植物用照射装置
１１０    第１の光源列
１１１    第１の光源、発光体
１１２    第２の光源、発光体
１２０    第２の光源列
１２１    第１の光源、発光体
１２２    第２の光源、発光体
１３０    第３の光源列
１３１    第１の光源、発光体
１３２    第２の光源、発光体
２００    設置台、設置トレー
２１０    設置場所、穴
５００    栽培システム、水耕栽培システム
Ａｂ、Ａｒ    照射領域
Ｈ    葉
Ｌ    養液
Ｎ    根
Ｓ    照射対象物、植物、野菜
ＷＬ    水位
Ｘ    所定の方向
Ｙ    交差方向
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４８】
【特許文献１】特開２００１−８６８６０号公報
【図１】
2020018210.tif 000004
【図２】
2020018210.tif 000005
【図３】
2020018210.tif 000006
【図４】
2020018210.tif 000007
【図５】
2020018210.tif 000008
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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