(57)【要約】  植物工場における照明装置の稼働率を高めると共に、植物工場のイニシャルコストを抑える。  栽培システム１０は、植物工場に設置される栽培システム１０であって、複数の領域２２、２３に分割され、それぞれの領域において植物を栽培する栽培ベッド２０と、複数の領域間を移動可能に栽培ベッド２０に付設されている照明装置３０と、を備え、照明装置３０は、複数の領域２２、２３の何れか一つの領域を択一的に照明する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物工場に設置される栽培システムであって、
複数の領域に分割され、それぞれの領域において植物を栽培する栽培ベッドと、
前記複数の領域間を移動可能に前記栽培ベッドに付設されている照明装置と、を備え、
前記照明装置は、前記複数の領域の何れか一つの領域を択一的に照明することを特徴とする、栽培システム。
【請求項２】
前記栽培ベッドは、長さと幅とを有する細長い形状を有し、
前記複数の領域は、前記栽培ベッドの長さ方向に延びる分割線により分割され、
前記照明装置は、前記栽培ベッドの幅方向に移動可能である、請求項１に記載の栽培システム。
【請求項３】
前記照明装置を移動させる移動機構をさらに備える、請求項１又は２に記載の栽培システム。
【請求項４】
前記移動機構は、
前記照明装置に設けられるモータと、
前記モータに取付けられるプーリと、
一端が前記プーリに固定され、他端が前記照明装置の移動方向に延びる線状部材と、を備え、
前記モータが回転して前記プーリが前記線状部材を巻取ることにより、前記照明装置が移動する、請求項３に記載の栽培システム。
【請求項５】
前記移動機構は、前記栽培ベッドの上方に設けられるロッドレスシリンダであり、該ロッドレスシリンダはその軸方向に沿って移動する移動体を有し、前記照明装置は前記ロッドレスシリンダの前記移動体に吊り下がって移動する、請求項３に記載の栽培システム。
【請求項６】
前記移動機構は、前記栽培ベッドの上方に設けられるモータ及びプーリと、前記モータ及びプーリを巻回すると共に前記照明装置が吊り下がる伝動要素とを備え、前記モータが回転することにより前記照明装置が移動する、請求項３に記載の栽培システム。
【請求項７】
前記栽培ベッドは、該栽培ベッドを分割する分割線に沿って立ち上がるセパレータをさらに備え、
前記セパレータは、前記照明装置が前記複数の領域のうちの一つの領域を照明するとき、隣接する他の領域に向けて照射される光を遮る高さを有する、請求項１から６の何れか一項に記載の栽培システム。
【請求項８】
さらに、二酸化炭素を発生する二酸化炭素発生装置を備え、該二酸化炭素発生装置が発生した二酸化炭素を植物に向けて供給する二酸化炭素供給口を前記照明装置に有する、請求項１から７の何れか一項に記載の栽培システム。
【請求項９】
さらに、二酸化炭素を発生する二酸化炭素発生装置を備え、該二酸化炭素発生装置が発生した二酸化炭素を植物に向けて供給する二酸化炭素供給口を前記セパレータに有する、請求項７に記載の栽培システム。
【請求項１０】
前記照明装置は常時点灯している、請求項１から９の何れか一項に記載の栽培システム。
【請求項１１】
請求項１から１０の何れか一項に記載の栽培システムを用いた栽培方法であって、
前記複数の領域のうちの一つの領域を所定時間、照明した後、別の領域に前記照明装置を移動させて照明する、栽培方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物を栽培する栽培システム及びそれを用いた栽培方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、天候に影響されることなく作物を市場に安定供給することを目的に、植物を建物内で栽培する植物工場が造られている。植物工場は外光の入らない暗室であることが多く、その場合、植物は室内に設けられた照明装置からの光によって栽培されている。特許文献１には、植物の種類や成長等にあわせて照明灯の最適なピッチを選択し、植物の種類や成長等に応じた照明を行える植物栽培用の照明装置が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１０６２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
植物工場では、天候や日照に影響されることなく照明装置からの光により栽培するので、一日中、連続照明して植物を成長させることができる。しかしながら、連続照明により植物を成長させると、生理障害、例えば植物の細胞が壊死してしまう現象（チップバーン）が発生し、成長が阻害されてしまう場合がある。そのため、植物工場では一定時間、夜間の状態となるように消灯し、植物を休息させて生理現象の発生を抑制している。【０００５】
しかしながら、消灯中は照明装置を使用しないので、照明装置の稼働率が低くなる。また、照明装置は栽培ベッドの全ての領域を照明するよう設置されているので、植物工場を建設するためのイニシャルコスト（初期投資費用）が高くなる。【０００６】
そこで、植物工場における照明装置の稼働率を高めると共に、植物工場のイニシャルコストを抑えることが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、植物工場に設置される栽培システムであって、複数の領域に分割され、それぞれの領域において植物を栽培する栽培ベッドと、前記複数の領域間を移動可能に前記栽培ベッドに付設されている照明装置と、を備え、前記照明装置は、前記複数の領域の何れか一つの領域を択一的に照明することを特徴とする、栽培システムを提供する。【０００８】
また、本発明は、前記栽培ベッドが長さと幅とを有する細長い形状を有し、前記複数の領域が前記栽培ベッドの長さ方向に延びる分割線により分割され、前記照明装置が前記栽培ベッドの幅方向に移動可能である、栽培システムを提供する。【０００９】
また、本発明は、前記照明装置を移動させる移動機構をさらに備える、栽培システムを提供する。【００１０】
また、本発明は、前記移動機構が、前記照明装置に設けられるモータと、前記モータに取付けられるプーリと、一端が前記プーリに固定され、他端が前記照明装置の移動方向に延びて前記栽培ベッドに固定されている線状部材と、を備え、前記モータが回転して前記プーリが前記線状部材を巻取ることにより、前記照明装置が移動する、栽培システムを提供する。【００１１】
また、本発明は、前記移動機構が、前記栽培ベッドの上方に設けられるロッドレスシリンダであり、該ロッドレスシリンダはその軸方向に沿って移動する移動体を有し、前記照明装置は前記ロッドレスシリンダの前記移動体に吊り下がって移動する、栽培システムを提供する。【００１２】
また、本発明は、前記移動機構が、前記栽培ベッドの上方に設けられるモータ及びプーリと、前記モータ及びプーリを巻回すると共に前記照明装置が吊り下がる伝動要素とを備え、前記モータが回転することにより前記照明装置が移動する、栽培システムを提供する。【００１３】
また、本発明は、前記栽培ベッドが、該栽培ベッドを分割する分割線に沿って立ち上がるセパレータをさらに備え、前記セパレータは、前記照明装置が前記複数の領域のうちの一つの領域を照明するとき、隣接する他の領域に向けて照射される光を遮る高さを有する、栽培システムを提供する。【００１４】
また、本発明は、さらに、二酸化炭素を発生する二酸化炭素発生装置を備え、該二酸化炭素発生装置が発生した二酸化炭素を植物に向けて供給する二酸化炭素供給口を前記照明装置に有する、栽培システムを提供する。【００１５】
また、本発明は、さらに、二酸化炭素を発生する二酸化炭素発生装置を備え、該二酸化炭素発生装置が発生した二酸化炭素を植物に向けて供給する二酸化炭素供給口を前記セパレータに有する、栽培システムを提供する。【００１６】
また、本発明は、前記照明装置が常時点灯している、栽培システムを提供する。【００１７】
また、本発明は、前記栽培システムを用いた栽培方法であって、前記複数の領域のうちの一つの領域を所定時間、照明した後、別の領域に前記照明装置を移動させて照明する、栽培方法を提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の栽培システムを用いれば、暗室の植物工場において、照明装置が栽培ベッドの複数の領域の何れか一つの領域を択一的に照明するので、照明装置が配置されている領域では植物を成長させ、その他の領域では植物を休息させることができる。そして、照明装置は複数の領域間を移動可能に付設されているので、照明装置を所定の時間毎に複数の領域間を移動させることにより、照明装置を連続して点灯させることができ、照明装置の稼働率を向上させることができる。【００１９】
また、照明装置は移動可能であり、分割された栽培ベッドの一部の領域を照明可能であればよく、栽培ベッドの全ての領域を一度に照明する必要がない。そのため、照明装置の数を減らすことができ、植物工場の建設に必要なイニシャルコスト（初期投資）を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】栽培システムを設置した植物工場の全体を示す平面図である。
【図２】図１のＩＩ部分を拡大して栽培システムの一部を示す拡大図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った栽培システムの断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った栽培システムの断面図である。
【図５】プーリを示す図である。
【図６】栽培システムの別例を示す図であり、図６（ａ）は移動機構としてロッドレスシリンダを用いた栽培システムを示す図、図６（ｂ）は移動機構としてモータチェーンを用いた栽培システムを示す図、図６（ｃ）は、二酸化炭素供給口をセパレータに設けた栽培システムを示す図である。
【図７】光合成速度と光強度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態において同一又は類似の構成要素には共通の参照符号を付して示し、理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。また、本発明の技術範囲はそれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した発明とその均等物におよぶ点に留意されたい。
【００２２】
図１は、本実施形態の栽培システム１０を設置した植物工場１の全体を示す平面図であり、図２は、図１のＩＩ部分を拡大して栽培システム１０の一部を示す拡大図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った栽培システム１０の断面図であり、図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った栽培システム１０の断面図である。
【００２３】
本実施形態の栽培システム１０は、暗室である植物工場１において蛍光灯等の照明により植物２１を栽培するシステムであり、二つの領域（第一領域２２及び第二領域２３、それぞれを第一水槽２２、第二水槽２３とも呼ぶ場合もある）に分割され、それぞれの領域において植物２１を栽培する栽培ベッド２０と、第一領域２２と第二領域２３との間を移動可能に栽培ベッド２０に付設されて、第一領域２２と第二領域２３との何れか一方を択一的に照明する照明装置３０と、照明装置３０を自動的に移動させる移動機構４０とを備えている。図示実施形態の植物工場１は屋根と壁により囲まれた空間であって、日中であっても太陽光が入ることのない暗室であり、植物２１は照明装置３０の光のみで栽培可能になっている。図１に示すように、栽培ベッド２０は、植物の作付けや回収する際の作業性を考慮して、長さＬ１と幅Ｗ１と有する細長い矩形の形状を有し、植物工場１では、複数の栽培システム１０が互いに平行に設置されている。
【００２４】
図示実施形態では、栽培ベッド２０は、水耕栽培用の栽培水槽であり、植物２１を植えた栽培パネル２４を水面に浮遊させて植物２１を栽培している。栽培ベッド２０は複数段積み重ねて設置されていて、図では最下段の栽培ベッド２０のみを示している。栽培ベッド２０の側部には上段の栽培ベッドを支持する柱部２９ａ、２９ｂが立ち上がっている。また、栽培ベッド２０の側部には壁部２５が立ち上がっていて、栽培ベッド２０の外部からの光を遮ることができる。壁部２５の一部は開閉可能なカーテンであってもよい。栽培ベッド２０は、図２及び図３に示すように、栽培ベッド２０の長さ方向に延びる中心線Ｂによって二つの領域（第一領域２２、第二領域２３）に分割されていて、さらに、中心線Ｂに沿って立ち上がり、隣接する領域の上方にある照明装置の光を遮るセパレータ２６が配置されている。
【００２５】
本実施形態の栽培システム１０では、照明装置３０は、第一領域２２及び第二領域２３の何れか一方を択一的に照明可能に設置されている。図２〜図４は、第一領域２２の上方に照明装置３０が配置された状態を示している。
【００２６】
図に示す状態において、照明装置３０から照射される光は、後述する照明装置３０の笠３５、栽培ベッド２０の壁部２５及びセパレータ２６により、第一領域２２の外部に漏れないようになっている。そのため、照明装置３０は第一領域２２の上方に配置されたとき、第一領域２２にある植物２１のみを照明し成長を促す。一方、第一領域２２に隣接する第二領域２３では、照明装置３０が第一領域２２を照明している間は、植物工場１は暗室であると共に、セパレータ２６や笠３５により照明装置３０からの光が遮られているので、第二領域２３に光が入射することはなく、第二領域２３の植物２１は休息した状態になる。
【００２７】
なお、本実施形態では照明装置３０からの光を遮るために、壁部２５及びセパレータ２６を設けているが、笠３５の形状により、照明装置３０が隣接する領域へ強い光を照射しない場合、壁部２５又はセパレータ２６を設けなくてもよい。また、壁部２５は容易に植物を出し入れするためカーテン式や、図６（ｃ）に示すようにドア式により開閉可能に取付けてもよい。
【００２８】
本実施形態の栽培システム１０は、図に示すように照明装置３０の上方にレール２７を備えている。レール２７は、レール２７に沿って移動するランナ２８を有し、照明装置３０はランナ２８を介してレール２７に吊り下げられている。図に示すレール２７は、例えば栽培システム１０の上段に位置する別の栽培システムの栽培ベッドの底面（図示しない）に取付けられている。最上段にある栽培システムでは、植物工場１の屋根にレール２７が取付けられてよい。本実施形態では、レール２７は、栽培ベッド２０の幅方向に延びるよう設けられている。そのため、レール２７に吊り下げられた照明装置３０は栽培ベッド２０の幅方向に手動又は自動で移動可能になっている。
【００２９】
照明装置３０は移動可能であるので、照明装置３０は第一領域２２を所定時間、照明した後、照明装置３０は点灯した状態で第二領域２３に移動し（図３の点線で示した状態まで移動）、引き続き第二領域２３を照明する。照明装置３０が第二領域２３を照明している間、照明装置３０からの光はセパレータ２６及び笠３５に遮られ第一領域２２は暗所となる。そのため、第二領域２３の植物２１の成長が促進され、暗所となった第一領域２２の植物２１は休息するようになる。
【００３０】
照明装置３０は、図３に示すように、基板３２と、照明装置３０の光源であり基板３２の図で下方に設けられた蛍光灯３４と、蛍光灯３４を覆う笠３５とを備えている。また、基板３２は、基板３２の強度を補強する補強部材３３ａ、３３ｂ、３３ｃを備えている（図２参照）。蛍光灯３４を覆う笠３５は、蛍光灯３４の位置が焦点となる二次曲線に沿って形成されていて、蛍光灯３４から放射される光を図で下方に向けて反射することで、効率的に光を植物２１へ照射するようになっている。
【００３１】
また、照明ユニット３１は、基板３２、二本の蛍光灯３４及び笠３５を組合せて構成されている。照明装置３０は、複数の照明ユニット３１を互いに連結して作製されていて、連結する照明ユニット３１の数量を調整することで、栽培ベッド２０の長さに応じた照明装置３０を作製することができる。また、照明装置３０の一部の照明ユニット３１が故障した場合、故障した照明ユニット３１のみを修理又は交換すればよく、迅速に照明装置３０を修理することが可能である。
【００３２】
図では、２本の蛍光灯３４を有する照明ユニット３１が示されているが、照明ユニット３１に設ける蛍光灯３４の数は、植物２１の成長に合わせて増減されてよく、植物２１の成長に必要な光量を確保するために蛍光灯３４を３本以上設けてよい。また、光量が少なくてよい場合は１本でもよい。照明ユニット３１の光源は、蛍光灯に限定されず、ＬＥＤや、白熱電球であってもよい。しかしながら蛍光灯を用いるのが運用コストの面からもっとも好ましい。蛍光灯の寿命は平均１２０００時間であるものが主であるが、最近では寿命が１５０００時間以上のものが製造販売されるようになっており、より長時間使用可能になっている。
【００３３】
次に、栽培システム１０の照明装置３０を移動させる移動機構４０について説明する。上述したように、照明装置３０はレール２７に沿って移動するランナ２８に吊り下げられていて、照明装置３０は栽培ベッド２０の幅方向に移動できるようになっている。照明装置３０の移動は、作業者の手動により行われてもよいが、植物工場１では、図１に示すように多くの栽培システム１０が設置されているので、手動で全ての照明装置３０を移動させるには時間も手間もかかる。そのため、本実施形態の栽培システム１０は、照明装置３０を自動で移動させることができる移動機構４０を備えている。
【００３４】
移動機構４０は、図１に示すように照明装置３０の長さ方向においてほぼ中央に配置されている。本実施形態の移動機構４０は、図２〜図４に示すように基板３２に配置されたモータ４１と、モータ４１の回転軸４１ａの先端に取付けられるプーリ４２と、プーリ４２に巻取られる二本のワイヤ４３ａ、４３ｂとを備える。二本のワイヤ４３ａ、４３ｂの一端はプーリ４２に固定されていて、他端は照明装置３０の移動方向に延び、図示実施形態では上段の栽培ベッドを支持する柱部２９ａ、２９ｂに固定されている。二本のワイヤの他端は植物工場の壁や屋根の裏面に固定されていてもよく、栽培ベッドの側部に立ち上がる壁部に固定されてもよい。
【００３５】
プーリ４２は、ワイヤ４３ａを巻取る右回転巻取り型のプーリ４２ａ（以下、右巻プーリ４２ａと呼ぶ）と、ワイヤ４３ｂを巻取る左回転巻取り型のプーリ４２ｂ（以下、左巻プーリ４２ｂと呼ぶ）とを互いに同軸に固定して構成されている。また、右巻プーリ４２ａと回転軸４１ａとの間には、右巻プーリ４２ａの巻戻し方向にプーリ４２が回転（左回転、図５のＣ方向）するときに、回転軸４１ａに対し右巻プーリ４２ａを自由に回転させるラチェット４４ａが設けられている。また、左巻プーリ４２ｂと回転軸４１ａとの間には、左巻プーリ４２ｂの巻戻し方向（右回転、図５のＤ方向）にプーリ４２が回転するときに回転軸４１ａに対し左巻プーリ４２ｂを自由に回転させるラチェット４４ｂが設けられている。これは、ワイヤ４３ａ、４３ｂに伸びが発生したり、巻取り時にワイヤが重なること等の理由により、右巻プーリ４２ａ及び左巻プーリ４２ｂの同一回転数での巻取り長さと巻戻し長さとが、必ずしも一致しないからである。そのため、ラチェット４４ａ、４４ｂにより、回転軸４１ａの回転方向に合わせて巻戻し側を自由に回転できるようにして、ワイヤ４３ａ、４３ｂの巻取り長さと巻戻し長さとの違いを吸収できる構造となっている。
【００３６】
例えば回転軸４１ａを左回転（図５の矢印Ｃ方向）させることで、左巻プーリ４２ｂはワイヤ４３ｂを巻取ると同時に、右巻プーリ４２ｂがワイヤ４３ａを巻戻す。この時、巻取る側の左巻プーリ４２ｂは回転軸４１ａと共に回転し、モータ４１すなわち照明装置３０が図のＥ方向に移動する。巻戻す側の右巻プーリ４２ａは回転軸４１ａに対し自由に回転し、柱部２９ａに引張られてワイヤ４３ａを巻戻す。左巻プーリ４２ｂがワイヤ４３ｂを巻取った距離だけ照明装置３０は移動する。回転軸４１ａを反対方向（右回転、図５の矢印Ｄ方向）に回転させれば、右巻プーリ４２ａがワイヤ４３ａを巻取り、照明装置３０がＦ方向に移動する。左巻プーリ４２ｂは自由に回転し、柱部２９ｂに引張られてワイヤ４３ｂは巻戻される。このような構造により、回転軸４１ａを回転させることでモータ４１自身が移動し、モータ４１を操作することで、照明装置３０は第一領域２２と第二領域２３とを交互に移動できる。
【００３７】
図示しないが、モータ４１は電力を供給する動力源と、モータ４１の回転方向や回転時間・時刻を制御する制御装置とに接続されていて、作業者の指示により照明装置３０を移動させることができると共に、所定時刻に自動的に照明装置３０を移動させることが可能になっている。
【００３８】
なお、本実施形態では、モータ４１の牽引手段として線状部材であるワイヤ４３ａ、４３ｂを使用した例を示しているが、線状部材はワイヤに限らずチェーンやタイミングベルトを使用してもよい。
【００３９】
移動機構４０の別例を、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す。図６（ａ）に示す移動機構４０ａは、レール２７の代わりにロッドレスシリンダ４５を設置したものであり、照明装置３０は、ロッドレスシリンダ４５の軸方向に沿って移動する移動体４６に吊り下げられている。ロッドレスシリンダ４５の移動体４６を往復移動させる方式として、空気圧式、油圧式又はマグネット式等がある。移動体４６が幅方向に移動することで、照明装置３０が移動する。
【００４０】
図６（ｂ）に示す移動機構４０ｂは、チェーン４７を用いて照明装置３０を移動させるものである。移動機構４０ｂは、柱部２９ａに取付けられたモータ４８ａと、柱部２９ｂに取付けられたプーリ４８ｂとを有し、モータ４８ａの回転がプーリ４８ｂに伝動するよう、伝動要素であるチェーン４７がモータ４８ａとプーリ４８ｂとに巻回されている。照明装置３０はチェーン４７に吊り下がっていて、モータ４８ａが回転することにより、照明装置３０が移動するようになっている。移動機構は図示実施形態に限定されず、例えばプーリ４８ｂはスプロケットでもよく、伝動要素であるチェーン４７はタイミングベルトであってもよい。
【００４１】
栽培システム１０は、二酸化炭素発生装置５０を備えることができる。二酸化炭素は植物の光合成に必要な要素であり、光合成を促進させるために照明と同時に植物に供給するのが望ましい。本実施形態では、図２及び図３に示すように、栽培ベッド２０の側部に二酸化炭素発生装置５０が配置されている。そして、図３に示すように、二酸化炭素供給口５１が照明装置３０の基板３２から、二酸化炭素発生装置５０が発生した二酸化炭素を植物２１に向けて図で下方に供給できるよう設けられている。図示しないが、二酸化炭素発生装置５０と二酸化炭素供給口５１とは可撓性のチューブにより接続されていて、照明装置３０が移動しても、二酸化炭素供給口５１から二酸化炭素を供給することができる。図３に示す栽培システム１０の状態では、第一領域２２において、笠３５、セパレータ２６及び壁部２５により、概ね閉じられた空間が形成されていて、二酸化炭素供給口５１から供給された二酸化炭素は植物２１の周囲に滞留し、光合成を促進させることができる。また、笠３５、セパレータ２６及び壁部２５により概ね閉じられた空間が形成されているので、壁やセパレータの無い栽培システムと比較して、供給された二酸化炭素が拡散し難く、二酸化炭素を効率よく供給することができる。
【００４２】
また、図２〜図４に示す栽培システム１０では、二酸化炭素供給口５１が照明装置３０に設けられているが、二酸化炭素供給口の位置はこれに限定されず、例えば図６（ｃ）に示すように、栽培ベッド２０のセパレータ２６ａに設けられてもよい。この場合、二酸化炭素供給口５１ａはセパレータ２６ａの頂部付近の側面に設けられていて、第一領域２２及び第二領域２３の植物２１に向けて供給できるようになっている（図６（ｃ）の矢印Ｇ１、Ｇ２参照）。
【００４３】
図示実施形態では、二酸化炭素供給口より二酸化炭素を供給して植物周辺の二酸化炭素濃度を高めているが、栽培室全体の二酸化炭素濃度を大気中の二酸化炭素濃度よりも高い状態に保ちつつ栽培してもよい。
【００４４】
図では、第一領域２２及び第二領域２３において、略同じ状態の植物を示しているが、植物の生育状態は異なっていてもよい。例えば一方の領域では苗の状態であり、他方の領域では出荷直前の成長した状態であってもよい。また、第一領域２２と第二領域２３とは、成長の速度が異なる別種の植物を栽培してもよい。第一領域２２と第二領域２３とにおいて異なる生育状態の植物や、別種の植物を栽培する場合、照明する時間間隔を栽培する植物の成長に合わせて変更してもかまわない。
【００４５】
セパレータ２６を植物周辺の温度を下げる冷却装置として利用してもよい。一般に水槽内の養液の温度は、気温よりもやや低めに設定されている。そのため、セパレータ２６を熱伝達性の高い熱伝達板とすることで、セパレータ２６が養液に接触する部分から植物周辺にあるセパレータ２６の部分まで、気温より低い養液温度を熱伝達させることが可能になる。そのため、局所冷却、例えば植物周辺の気温を下げることができる。そのため、セパレータ２６は好ましくは金属製であり、その表面に反射性の高い例えば白色の防錆コーティングを施してもよい。また、図６（ｃ）に示すように、セパレータ２６の内部に、二酸化炭素供給口５１ａと同様、冷却用の空調ダクト５２を設け、セパレータ２６から直接冷風を吹出すことで植物周辺を冷却してもよい。
【００４６】
本実施形態では、栽培ベッド２０は、栽培ベッド２０の長さ方向に延びる中心線Ｂによって第一領域２２及び第二領域２３に分割されている。しかしながら、栽培ベッド２０の分割方法はこれに限らず、例えば、栽培ベッド２０の長さ方向の中心において幅方向に延びる線によって分割されてよい。この場合、分割された領域間を移動する照明装置３０の移動距離は図示実施形態の移動距離と比較すると長くなる。また、図示実施形態では、栽培ベッド２０は二つの第一領域２２と第二領域２３とに分割されていたが、栽培ベッドは三つ以上の領域、すなわち第三領域、第四領域があるよう分割されてもかまわない。
【００４７】
次に、栽培システム１０を用いた栽培方法について説明する。
【００４８】
植物工場では、照明装置により植物を栽培しているので、連続的に常時照明すれば植物の成長速度を上げることができる。すなわち、２４時間連続して照明を行うと植物の一日あたりの成長量（累積光合成量）は最大となる。しかしながら、或る一定の光強度の下では、連続照明時間が所定時間を超えると、植物の光合成速度が下がり累積光合成量の増加が鈍化するようになる。また、連続照明により植物を休息させずに栽培を行うと、植物体の細胞が壊死する生理障害（チップバーン）が発生する場合がある。このチップバーンは、連続照明時間が所定時間を超えるとその発生率が飛躍的に増加する。そして、成長速度を上げるために、照明装置の光強度を高めることも試みられているが、図７に示すように或る一定の光強度となると植物の光合成速度は飽和点に達し鈍化する。そのため、植物工場では、連続的に照明する時間が抑制されている場合がある。そして消灯しているとき、植物はその成長を止め休息した状態になっている。
【００４９】
収穫するまでに必要な照明時間（累積照明時間）は作物に応じておよそ決まっていて、例えばある種のレタスを収穫するためには累積照明時間が通常５６０時間必要とされている。従来の植物工場では、一日当たり１０時間照明したとすると、そのレタスの収穫に必要な５６０時間の累積照明時間を確保するには５６日間必要であった。このうち、植物が休息している時間、すなわち消灯時間は、一日当たり１４時間である。しかしながら、植物にとってある一定量の休息時間が一日当たり確保されていれば、生理障害の発生は抑制され、例えば一日当たり８時間の休息時間があれば充分とされている。そのため、一日当たりの休息時間を１４時間から８時間に減らせば、収穫までに必要な累積照明時間を確保しつつ、収穫までの日数を短くすることができる。
【００５０】
本実施形態の栽培システム１０を利用すれば、第一領域２２と第二領域２３とを照明装置３０が往復するよう移動させることができる。そのため、所定の時間間隔をもって、交互にそれぞれの領域にある植物に対して照明することができ、例えば表１に示すように、８時間毎に成長と休息とを交代させて植物を栽培することができる。
【００５１】
【表１】
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【００５２】
表１から分かるように、照明装置３０を８時間毎に移動して栽培すると、累積照明時間の５６０時間を確保しつつ、出荷までの日数を４７日間にすることができる。植物に対する連続的に照明する時間を１０時間以内にしているので、生理障害の発生も抑制される。
【００５３】
従来の植物工場では、植物の休息時間は一日あたり１４時間以上確保されていたが、必要以上に休息時間が確保されていたといえる。一方、本発明の栽培システムを用いれば、植物の休息時間を８時間に短縮することで、累積照明時間を確保しつつ、植物を出荷するまでの日数を減少させることができる。
【００５４】
従来の植物工場では、照明装置を栽培ベッドの全ての領域に照明されるように設けていた。しかしながら、生理障害が発生する可能性があるので、照明装置を常時点灯して植物を栽培することはできず、植物を休息させるために一定時間消灯する必要があった。本発明の栽培システムを用いれば、分割された栽培ベッドの領域間を、点灯したまま照明装置を移動させることができる。そのため、各領域においては、照明されている状態と消灯されている状態とが交互に来るようになり、生理障害の発生を抑制しつつ植物を成長させることができる。一方、照明装置に注目すれば常時点灯しているので、照明装置自体の稼働率が向上する。また、栽培ベッドの全ての領域に照明装置を設ける必要がないので、従来の栽培システムより設置する照明装置の数を少なくすることができ、植物工場のイニシャルコストを下げることができる。また本発明による栽培システムでは、各領域の消灯時間すなわち植物の休息時間を短くすることで、植物の成長に必要な累積照明時間を確保しつつ出荷までの日数を減らすことができ、植物をより多く栽培することができる。そのため、結果として全体の栽培コストを減少させることができる。
【００５５】
また、従来の植物工場では、照明装置が固定されているため、植物を照明できる時間帯が限定されていた。本発明の栽培システムを用いれば、照明装置を移動させて、分割された複数の領域の何れか一つの領域を択一的に照明することができるので、一日中照明装置を使用することが可能である。言い換えれば、照明しない時間帯を自由に設定することができる。例えば、１４時から１６時の間は何れの領域でも照明しないよう設定することができる。そのため、地域の電力消費量がピークになる時間帯を避けて、植物を栽培することが可能である。また、季節により照明する時間帯を変更してもよい。例えば、日本において夏期や冬期の電力消費量は、春期や秋期における電力消費量が全体的に多い。そのため、夏期や冬期では電力消費量がピークになる時間帯を避けて照明し、春期や秋期においては２４時間連続して照明してもよい。このように、本発明の栽培システムを用いれば、植物工場が設置された地域において、電力の消費が少ない時間帯で照明し、電力消費量が多くなる時間帯では消灯することができ、地域の電力消費量を平準化することに貢献できる。
【符号の説明】
【００５６】
１    植物工場
１０    栽培システム
２０    栽培ベッド
２１    植物
２２    第一領域
２３    第二領域
２４    栽培パネル
２５    壁部
２６    セパレータ
２７    レール
２８    ランナ
２９ａ、２９ｂ    柱部
３０    照明装置
３１    照明ユニット
３２    基板
３３    補強部材
３４    蛍光灯
３５    笠
４０、４０ａ、４０ｂ    移動機構
４１、４８ａ    モータ
４２、４８ｂ    プーリ
４３ａ、４３ｂ    ワイヤ
４４ａ、４４ｂ    ラチェット
４５    ロッドレスシリンダ
４６    移動体
４７    チェーン
５０    二酸化炭素発生装置
５１    二酸化炭素供給口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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