(57)【要約】   簡便で、エネルギー効率が良く、生長促進効果に優れた人工光照射による植物栽培方法として、赤色光照明光を植物に照射するステップＳ１と、青色光照明光を植物に照射するステップＳ２と、を一定期間内に別個独立に行うことによって植物の生長を促進する植物栽培方法を提供する。この植物栽培方法では、赤色光照明光と青色光照明光とを交互に照射するという簡便な手法によって、非常に顕著な植物生長促進効果を得ることができる。
2013021952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤色光照明光を植物に照射するステップと、青色光照明光を前記植物に照射するステップと、を一定期間内に別個独立に行う植物栽培方法。
【請求項２】
前記赤色光照明光を照射するステップと、前記青色光照明光を照射するステップと、を交互に連続して行う請求項１記載の植物栽培方法。
【請求項３】
前記赤色光照明光を照射するステップ及び前記青色光照明光を照射するステップの照射時間を０．１時間以上４８時間未満とする請求項１又は２記載の植物栽培方法。
【請求項４】
前記照射時間を３時間以上２４時間以下とする請求項３記載の植物栽培方法。
【請求項５】
前記赤色光照明光と前記青色光照明光の光量比が、１：２０〜２０：１である請求項１〜４のいずれか一項に記載の植物栽培方法。
【請求項６】
前記植物が葉菜類、果樹類又は穀類である請求項１〜５のいずれか一項に記載の植物栽培方法。
【請求項７】
栽培対象とする植物について、白色光による照明環境下と同等以上の生長効果が得られる赤色光照明光と青色光照明光とを含む照明光の照射条件にて、前記赤色光照明光を前記植物に照射するステップと、前記青色光照明光を前記植物に照射するステップと、を一定期間内に別個独立に行って前記植物を栽培する植物栽培方法。
【請求項８】
前記植物について、前記赤色光照明光と前記青色光照明光とを含む照明光による照明環境下において、前記白色光による照明環境下と同等以上の生長効果が得られる前記赤色光照明光と前記青色光照明光の前記照射条件を設定するステップを含む請求項７記載の植物栽培方法。
【請求項９】
前記照射条件は、前記赤色光照明光と前記青色光照明光の光量比及び総光量である請求項７又は８記載の植物栽培方法。
【請求項１０】
赤色光照明光と青色光照明光を植物に照射する光照射部と、
光照射部を制御して、前記赤色光照明光を前記植物に照射するステップと、前記青色光照明光を前記植物に照射するステップと、を一定期間内に別個独立に実行する制御部と、を備える植物栽培装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記光照射部から放射される前記赤色光照明光及び前記青色光照明光の光量、波長及び／又は照射時間を所定値に維持するか、あるいは所定のパターンで変化させる請求項１０記載の植物栽培装置。
【請求項１２】
前記光照射部に、赤色光又は青色光を放射する発光ダイオードを含む請求項１０又は１１記載の植物栽培装置。
【請求項１３】
赤色光照明光を照射する第一の光照射部と、
青色光照明光を照射する第二の光照射部と、
前記第一の光照射部からの照明光の照射位置と前記第二の光照射部からの照明光の照射位置との間で植物を移動させる搬送手段と、を備える植物栽培装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物栽培方法及び植物栽培装置に関する。より詳しくは、植物に人工光を照射して好ましい生長を促進させる植物栽培方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、植物栽培において、植物苗に人工光を照射して育苗を促す技術が取り入れられている。植物の生長を促進することで、栽培期間を短縮して、同一場所での収穫回数を増やすことができる。また、同じ栽培期間であっても、植物をより大きく生長させることができれば、収穫量を増やすことができる。【０００３】
人工光の照射を利用した植物栽培方法として、例えば特許文献１には、植物を緑色光と白色光で交互に照射するように構成した植物の照射装置が開示されている。この照射装置は、波長５００〜５７０ｎｍの緑色光と３００〜８００ｎｍの白色光とで交互に照射することにより昼夜の変化を構成し、植物の転流作用を円滑にして植物の育成を図るものである。【０００４】
また、例えば特許文献２には、青色光（４００〜４８０ｎｍ）を放射する発光ダイオードと赤色光（６２０〜７００ｎｍ）を放射する発光ダイオードを同時もしくは交互に点灯することにより、植物の培養、生育、栽培及び組織培養のための光エネルギーを照射する植物栽培用光源が開示されている。この植物栽培用光源は、葉緑素の光吸収ピーク（４５０ｎｍ付近及び６６０ｎｍ付近）に一致する波長の光のみを照射することによって、エネルギー効率良く植物を栽培しようとするものである。【０００５】
特許文献２には、青色光と赤色光を同時に照射しても交互に照射してもよいことが規定されている（当該文献「請求項１」参照）。しかし、特許文献２は、青色光単独照射、赤色光単独照射、青色光及び赤色光の同時照射の比較において、同時照射下では日光下での栽培と同様の健全な生長（単独照射における徒長などの不健全な生長と比較して）が確認されたというものであり（当該文献段落「００１１」参照）、青色光と赤色光を交互に照射した場合の生長促進効果は確認していない。従って、特許文献２は、青色光と赤色光の交互照射による植物栽培方法を実質的開示するものとはなっていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２７６８５８号公報
【特許文献２】特開平８−１０３１６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
生産性の向上のため、より簡便で、エネルギー効率が良く、生長促進効果に優れた人工光照射による植物栽培方法が望まれている。本発明は、これらの要望を満たす植物栽培方法を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、人工光の照射による植物の生長促進効果について鋭意検討を行った結果、驚くべきことに、赤色光と青色光を交互に照射するという簡便な手法によって非常に顕著な効果が得られることを見出した。
この知見に基づき、本発明は、赤色光照明光を植物に照射するステップと、青色光照明光を植物に照射するステップと、を一定期間内に別個独立に行うことによって植物の好ましい生長を促進する植物栽培方法を提供する。
この植物栽培方法（執行メソッド（Shigyo Method））は、具体的には、赤色光照明光を照射するステップと、青色光照明光を照射するステップと、を交互に連続して行うものである。なお、ここで「交互に連続」とは、赤色光照明光を照射するステップと青色光照明光を照射するステップとからなる照射サイクルを少なくとも２サイクル以上繰り返すことを意味する。【０００９】
また、本発明は、赤色光照明光及び青色光照明光を植物に照射する光照射部と、光照射部を制御して、赤色光照明光を前記植物に照射するステップと、青色光照明光を前記植物に照射するステップと、を一定期間内に別個独立に実行する制御部と、を備える植物栽培装置を提供する。
この植物栽培装置において、前記制御部は、前記光照射部から放射される赤色光照明光及び青色光照明光の光量、波長及び／又は照射時間を所定値に維持するか、あるいは所定のパターンで変化させるものとされる。また、前記光照射部は、赤色光又は青色光を放射する発光ダイオードを含んで構成されることが好ましい。  【００１０】
さらに、本発明は、赤色光照明光を照射する第一の光照射部と、青色光照明光を照射する第二の光照射部と、前記第一の光照射部からの照明光の照射位置と前記第二の光照射部からの照明光の照射位置との間で植物を移動させる搬送手段と、を備える植物栽培装置をも提供する。【００１１】
本発明において「植物」には、種子植物のうち有用なもの、すなわち葉菜類、果樹類及び穀類が少なくとも含まれる。また本発明にいう「植物」には、シダ類やコケ類なども広く包含されるものとする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、簡便で、エネルギー効率が良く、優れた生長促進効果などの植物栽培効果を得ることが可能な人工光照射による植物栽培方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第一実施形態に係る植物栽培方法の手順を説明する図である。
【図２】本発明の第二実施形態に係る植物栽培方法の手順を説明する図である。
【図３】本発明の第三実施形態に係る植物栽培方法の手順を説明する図である。
【図４】本発明の第二実施形態に係る植物栽培装置の構成を説明する図である。
【図５】試験例１における発芽７日後の生育結果を示す図面代用写真である。
【図６】試験例１における発芽１４日後の生育結果を示す図面代用写真である。
【図７】試験例１における発芽２１日後の生育結果を示す図面代用写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための好適な形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されることはない。説明は以下の順序で行う。
１．植物栽培方法
（１）栽培ステップ
（１−１）第一実施形態に係る植物栽培方法
（１−２）第二実施形態に係る植物栽培方法
（１−３）第三実施形態に係る植物栽培方法
（１−４）波長
（１−５）光量（強度）
（１−６）照射時間
（２）条件設定ステップ
２．植物栽培装置
（１）第一実施形態に係る植物栽培装置
（１−１）光照射部
（１−２）制御部
（２）第二実施形態に係る植物栽培装置
３．栽培植物
（１）葉菜類
（２）果樹類
（３）穀類
（４）コケ類など
【００１５】
１．植物栽培方法
（１）栽培ステップ
（１−１）第一実施形態に係る植物栽培方法
本発明に係る植物栽培方法は、赤色光照明光を植物に照射するステップ（以下「赤色光照射ステップ」とも称する）と、青色光照明光を植物に照射するステップ（以下「青色光照射ステップ」とも称する）と、を一定期間内に別個独立に行って植物を栽培するステップを含む。
【００１６】
赤色光照明光は、ピーク波長が５７０〜７３０ｎｍの赤色光を含む照明光である。赤色光照明光は、上記赤色光を含んでいればよく、上記赤色光と異なる波長域の光を含んでいてもよいが、次に述べる青色光を含まないことが好ましい。赤色光照明光は、特に好ましくは、上記赤色光のみを含む。青色光照明光は、ピーク波長が４００〜５１５ｎｍの青色光を含む照明光である。青色光照明光は、上記青色光を含んでいればよく、上記青色光と異なる波長域の光を含んでいてもよいが、上述の赤色光を含まないことが好ましい。青色光照明光は、特に好ましくは、上記青色光のみを含む。さらに、赤色光照明光が前記青色光を含まず、青色光照明光が前記赤色光を含まない場合が好ましく、赤色光照明光が前記赤色光のみで、青色光照明光が前記青色光のみの場合が特に好ましい。
【００１７】
ここで、「一定期間」とは、植物栽培中の任意時間長の期間を意味する。この期間は最長で栽培全期間である。また、最短の期間は、本発明の効果が奏される限りにおいて任意に設定できる。この期間は、例えば時間（hr）を時間長の単位とするものであってよく、さらにより長い時間長単位（例えば日（day））あるいはより短い時間長単位（例えば分（minutes））とするものであってもよい。
【００１８】
本発明に係る植物栽培方法は、種子が発芽した直後あるいは苗を植えた直後から収穫までの植物の栽培全期間において、任意のタイミングで開始あるいは終了され、任意時間長で適用され得るものとする。
【００１９】
また、「別個独立」とは、上記期間内に、赤色光照射ステップと青色光照射ステップとが別々に存することを意味する。赤色光照射ステップと青色光照射ステップは、上記期間内に少なくとも１ステップずつ含まれていればよいが、２ステップ以上ずつ含まれることが好ましい。
【００２０】
赤色光照射ステップと青色光照射ステップは交互に連続して行ってもよく、両ステップの間に赤色光照明光及び青色光照明光を植物に同時照射するステップ又は植物への光照射を休止するステップを挟んで不連続に繰り返して行ってもよい。ただし、植物生長効果を高めるためには交互に連続して行うことが好ましい。これらの本発明に係る植物栽培方法の実施形態について、図１〜図３を参照しながら具体的に説明する。なお、本発明に係る植物栽培方法は、図１〜図３で説明する各実施形態を適宜組み合わせて実施することも当然に可能である。
【００２１】
図１は、本発明の第一実施形態に係る植物栽培方法の手順を説明する図である。この実施形態は、赤色光照射ステップと青色光照射ステップを交互に連続して行うものである。
【００２２】
図中、符号Ｓ１は赤色光照射ステップ、符号Ｓ２は青色光照射ステップを示す。本実施形態では、赤色光照射ステップＳ１と青色光照射ステップＳ２が交互に連続して行われ、赤色光照射ステップＳ１と青色光照射ステップＳ２とからなる照射サイクルが繰り返し行われる。
【００２３】
このように、植物に対して赤色光照明光と青色光照明光を交互に照射することにより、生長を顕著に促進することができる（後述実施例参照）。また、徒長を抑制して、収穫量を向上させることも可能である。
【００２４】
ここでは、第１回目の照射サイクルＣ１において赤色光照射ステップＳ１から手順を開始する場合を例に説明したが、各照射サイクルにおいて赤色光照射ステップＳ１及び青色光照射ステップＳ２のいずれを先に行うかは任意である。
【００２５】
（１−２）第二実施形態に係る植物栽培方法
図２は、本発明の第二実施形態に係る植物栽培方法の手順を説明する図である。この実施形態は、赤色光照射ステップと青色光照射ステップとを、両ステップの間に赤色光照明光及び青色光照明光を植物に同時照射するステップ（以下「同時照射ステップ」とも称する）を挟んで不連続に繰り返して行うものである。
【００２６】
図中、符号Ｓ３は、同時照射ステップを示す。本実施形態では、赤色光照射ステップＳ１と青色光照射ステップＳ２が、同時照射ステップＳ３を挟んで不連続に行われ、赤色光照射ステップＳ１、同時照射ステップＳ３及び青色光照射ステップＳ２とからなる照射サイクルが繰り返し行われる。
【００２７】
ここでは、第１回目の照射サイクルＣ１において同時照射ステップＳ３から手順を開始する場合を例に説明したが、各照射サイクルにおいて赤色光照射ステップＳ１、同時照射ステップＳ３及び青色光照射ステップＳ２のいずれを先に行うかは任意である。
【００２８】
（１−３）第三実施形態に係る植物栽培方法
図３は、本発明の第三実施形態に係る植物栽培方法の手順を説明する図である。この実施形態は、赤色光照射ステップと青色光照射ステップとを、両ステップの間に植物への光照射を休止するステップ（以下「休止ステップ」とも称する）を挟んで不連続に繰り返して行うものである。
【００２９】
図中、符号Ｓ４は、休止ステップを示す。本実施形態では、赤色光照射ステップＳ１と青色光照射ステップＳ２が、休止ステップＳ４を挟んで不連続に行われ、赤色光照射ステップＳ１、休止ステップＳ４及び青色光照射ステップＳ２とからなる照射サイクルが繰り返し行われる。
【００３０】
ここでは、第１回目の照射サイクルＣ１において休止ステップＳ４から手順を開始する場合を例に説明したが、各照射サイクルにおいて赤色光照射ステップＳ１、休止ステップＳ４及び青色光照射ステップＳ２のいずれを先に行うかは任意である。
【００３１】
（１−４）波長
上述した各実施形態に係る植物栽培方法において、赤色光はピーク波長が５７０〜７３０ｎｍの光をいい、好適にはピーク波長が６３５〜６６０ｎｍの光が用いられる。また、青色光はピーク波長が４００〜５１５ｎｍの光をいい、好適にはピーク波長が４００〜４６０ｎｍの光が用いられる。
【００３２】
また、赤色光及び青色光の波長は上記波長域の範囲内で変化させてもよく、例えば第Ｎ回目（Ｎは１以上の整数）の照射サイクルＣＮにおいて波長が変化してもよい。また、第Ｎ回目の照射サイクルＣＮと第Ｍ回目（ＭはＮと異なる１以上の整数）の照射サイクルＣＭとで波長が上記波長域の範囲内で異なっていてもよい。
【００３３】
さらに、上述の赤色光照射ステップＳ１、同時照射ステップＳ３及び青色光照射ステップＳ２において、赤色光及び青色光に加えて、他の波長域の光を組み合わせて複数の波長域の光によって照射を行ってもよい。
【００３４】
（１−５）光量（強度）
赤色光照射ステップＳ１、青色光照射ステップＳ２及び同時照射ステップＳ３における赤色光照明光及び青色光照明光の光量（強度）は、特に限定されないが、例えば光合成光量子束密度（Photosynthetic Photon Flux Density：ＰＰＦＤ）でそれぞれ１〜１０００μｍｏｌ／ｍ２ｓ、好ましくは１０〜５００μｍｏｌ／ｍ２ｓ、特に好ましくは２０〜２５０μｍｏｌ／ｍ２ｓ程度とされる。
【００３５】
また、上記各ステップにおける赤色光照明光及び青色光照明光の光量（強度）比は、任意に設定され得るが、「赤：青」あるいは「青：赤」で１：１〜２０：１程度の範囲が好ましい。光量比は、具体的には、「赤：青」あるいは「青：赤」で例えば１：１、５：３、２：１、３：１、４：１、１０：１、２０：１などのように設定され得る。光量比は、特に好ましくは、「赤：青」で１：１〜３：１とされる。
【００３６】
また、赤色光照明光及び青色光照明光の光量は上記範囲内で変化させてもよく、例えば第Ｎ回目（Ｎは１以上の整数）の照射サイクルＣＮにおいて光量が変化してもよい。また、第Ｎ回目の照射サイクルＣＮと第Ｍ回目（ＭはＮと異なる１以上の整数）の照射サイクルＣＭとで光量を上記範囲内で変化させてもよい。
【００３７】
（１−６）照射時間
上述した各実施形態に係る植物栽培方法において、一つの照射サイクルの時間は、最長で栽培全期間である。また、最短の時間は、本発明の効果が奏される限りにおいて任意に設定できる。一つの照射サイクルは、例えば時間（hr）を時間長の単位とするものであってよく、さらにより長い時間長単位（例えば日（day））あるいはより短い時間長単位（例えば分（minutes））とするものであってもよい。
【００３８】
例えば、赤色光照射ステップＳ１と青色光照射ステップＳ２を交互に連続して行う第一実施形態に係る植物栽培方法において、一つの照射サイクルを一日とする場合、赤色光照射ステップＳ１を１２時間、青色光照射ステップＳ２を１２時間とすることができる。また、例えば、一日に照射サイクルを４回繰り返す場合、一つの照射サイクルは６時間となり、赤色光照射ステップＳ１を３時間、青色光照射ステップＳ２を３時間とすることができる。
【００３９】
一つの照射サイクルの時間は、第Ｎ回目の照射サイクルＣＮと第Ｍ回目（ＭはＮと異なる１以上の整数）の照射サイクルＣＭとで変化させてもよい。例えば、照射サイクルＣＮを１２時間とし、続く照射サイクルＣＮ＋１を６時間とすることもできる。
【００４０】
また、一つの照射サイクル内における赤色光照射ステップＳ１、青色光照射ステップＳ２、同時照射ステップＳ３及び休止ステップＳ４の時間比は、任意であってよい。例えば、上述の第一実施形態に係る植物栽培方法において、一つの照射サイクルを一日とする場合、「赤色光照射ステップＳ１・青色光照射ステップＳ２」を「１２時間・１２時間（１：１）」、「１６時間・８時間（２：１）」、「２１時間・３時間（７：１）」などのように任意に設定し得る。
【００４１】
特に好ましくは、赤色光照射ステップＳ１と青色光照射ステップＳ２を交互に連続して行う第一実施形態に係る植物栽培方法において、赤色光照射ステップＳ１と青色光照射ステップＳ２の照射時間を０．１時間以上４８時間未満とする。高い植物生長効果を得るため、赤色光照射ステップＳ１と青色光照射ステップＳ２の照射時間は３時間以上２４時間以下とすることが最も好ましい。この場合においても、赤色光照射ステップＳ１と青色光照射ステップＳ２の時間比は任意であってよく、例えば「赤色光照射ステップＳ１・青色光照射ステップＳ２」を「１８時間・６時間」などのようにしてよい。
【００４２】
（２）条件設定ステップ
本発明に係る植物栽培方法は、上述した栽培ステップの前段に、赤色光照明光と青色光照明光の照射条件を設定するステップを含むことが好ましい。この条件設定ステップでは、栽培対象とする植物について、赤色光照明光と青色光照明光とを含む照明光による照明環境下において、白色光による照明環境下と同等以上の生長効果が得られる赤色光照明光と青色光照明光の照射条件が設定される。設定された照射条件に従って、栽培ステップにおいて赤色光照明光と青色光照明光の交互照射を行うことで生長促進効果を一層確度高く得ることが可能となる。なお、条件設定ステップを省略して栽培ステップのみを行うことにより、生長促進効果を得ることも可能である。
【００４３】
本ステップでは、まず、白色光による照明環境下において植物の栽培を行い、植物の生長を記録する。ここで用いる白色光は、自然光であってもよい。次に、赤色光照明光と青色光照明光とが同時に照射される照明環境下において植物の栽培を行う。この際、赤色光照明光と青色光照明光の照射条件を複数設定し、このなかから先に記録された白色光照明環境下での生長と対比して同等以上の成長効果が得られる照射条件を探索する。照射条件としては、赤色光照明光及び青色光照明光の光量比、総光量、波長などが検討されるべきである。なお、白色光照明環境下での生長は、実際の試験データのみならず、文献等による既知データを参照してもよい。
【００４４】
本ステップは、具体的には例えば以下のように行われる。まず、光量（ＰＰＦＤ）１４０μｍｏｌ／ｍ２ｓの蛍光灯照明環境下での植物の栽培を行う。次に、総光量を１００〜５００μｍｏｌ／ｍ２ｓ程度の範囲で複数条件に設定し、これに組み合わせて光量比を「赤：青」あるいは「青：赤」で１：１〜２０：１程度の範囲で複数条件に設定し、同時照射環境下で植物の栽培を行う。そして、蛍光灯照明環境下と同等以上の成長効果が得られた総光量及び光量比を特定する。
【００４５】
本発明に係る植物栽培方法は、赤色光と青色光の照射を植物の光合成のメカニズムに対応させることにより、顕著な植物生長促進効果を生み出しているものと考えられる。本発明に係る植物栽培方法では、炭酸ガスや既知の生長促進効果があるとされる薬剤などを併用することにより、植物栽培効果をさらに高めることができる場合がある。
【００４６】
２．植物栽培装置
（１）第一実施形態に係る植物栽培装置
（１−１）光照射部
本発明の第一実施形態に係る植物栽培装置は、上述した植物栽培方法の各手順を実行可能なものであり、赤色光照明光及び青色光照明光を植物に照射する光照射部と、光照射部を制御して、赤色光照明光を植物に照射するステップと、青色光照明光を植物に照射するステップと、を一定期間内に別個独立に実行する制御部と、を備える。
【００４７】
光照射部には、赤色光又は青色光を放射する光源が含まれる。赤色光及び青色光の光源には、従来公知の光源を単独で又は組み合わせて用いることができる。赤色光照明光の光源は、好ましくは赤色光を含んで青色光を含まない光を放射する光源、より好ましくは赤色光のみを放射する光源である。また、青色光照明光の光源も、好ましくは青色光を含んで赤色光を含まない光を放射する光源、より好ましくは青色光のみを放射する光源である。ただし、青色光照明光の光源として、蛍光灯などのように波長成分に青色光を含む光源を利用することも可能な場合があり、赤色光照明光の光源にも、赤色光以外の波長成分を含む光源を用いてもよい場合がある。
【００４８】
光源には、波長選択が容易で、有効波長域の光エネルギーの占める割合が大きい光を放射する発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザーダイオード（ＬＤ）などの光半導体素子を用いることが好ましい。エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）を用いる場合、ＥＬは有機であっても無機であってもよい。
【００４９】
光半導体素子は、小型で寿命が長く、材料によって特定の波長で発光して不要な熱放射がないためエネルギー効率が良く、植物に近接照射しても葉焼け等の障害が起こらない。このため、光半導体素子を光源に用いることで、他の光源に比べて、より低電力コストで、より省スペースで栽培を行うことが可能となる。
【００５０】
光源には、１つの赤色光半導体素子と１つの青色光半導体素子を組み合わせて実装したＳＭＤ（2 Chips Surface Mount Device）を線状に配列したＳＭＤライン光源や、赤色光半導体素子あるいは青色光半導体素子のどちらか一方のみを線状あるいは面状に配列した単色ライン光源あるいは単色パネル光源などを使用できる。
【００５１】
半導体素子は、原理上、数メガヘルツ（ＭＨｚ）以上もの高い周波数で点滅駆動が可能である。このため、光半導体素子を光源に用いることで、赤色光照射ステップＳ１、青色光照射ステップＳ２、同時照射ステップＳ３及び休止ステップＳ４の各ステップの切り替えを極めて高速に行うことも可能となる。
【００５２】
上記波長域の光を放射するＬＥＤとしては、例えば赤色ＬＥＤには、昭和電工株式会社から製品番号ＨＲＰ−３５０Ｆとして販売されているアルミニウム・ガリウム・インジウム・リン系発光ダイオード（ガリウム・リン系基板、赤色波長６６０ｎｍ）などがあり、青色ＬＥＤには同社製品番号ＧＭ２ＬＲ４５０Ｇの発光ダイオードなどがある。
【００５３】
発光ダイオード以外の光源としては、例えば直管形及びコンパクト形の蛍光ランプ及び電球形蛍光ランプ、高圧放電ランプ、メタルハライドランプ、レーザーダイオードなどが挙げられる。これらの光源に組み合わせて、上記波長域の光を選択的に利用するための光学フィルタを用いてもよい。
【００５４】
（１−２）制御部
制御部は、光照射部から放射される赤色光照明光及び青色光照明光の光量（強度）、波長及び／又は照射時間を所定値に維持するか、あるいは所定のパターンで変化させる。
【００５５】
制御部は、汎用のコンピューターを用いて構成することができる。例えば光源としてＬＥＤを用いる場合、制御部は、メモリやハードディスクに予め保持、記憶された制御パターンに基づいて、ＬＥＤの駆動電流の大きさを調整し、赤色光照明光及び青色光照明光の光量比、総光量及び照射時間などを変化させる。また、制御部は、制御パターンに基づいて、異なる波長域の光を放射する複数のＬＥＤを切り替えて駆動し、照射される光の波長域を変化させる。  
【００５６】
（２）第二実施形態に係る植物栽培装置
図４に、本発明の第二実施形態に係る植物栽培装置の構成を模式的に示す。図中符号Ａで示す植物栽培装置は、赤色光照明光を照射する第一の光照射部１と、青色光照明光を照射する第二の光照射部２と、を備える。また、植物栽培装置Ａは、第一の光照射部１からの照明光の照射位置と第二の光照射部２からの照明光の照射位置との間で植物Ｐを移動させる搬送手段３と、を備えている。図には、第一の光照射部１及び第二の光照射部２に単色パネル光源を用い、搬送手段３を、植物Ｐを載置可能なコンベヤとして構成した場合を例示した（図中ブロック矢印はコンベヤの駆動方向を示す）。  
【００５７】
植物栽培装置Ａは、上述した第一実施形態に係る植物栽培方法を実施可能に構成されたものであり、第一の光照射部１及び第二の光照射部２は仕切板４を挟んで配設され、搬送手段３による植物Ｐの移動方向に沿って交互に配列している。第一の光照射部１及び第二の光照射部２は、２組以上配置される。第一の光照射部１の下方に搬送された植物Ｐには、仕切板４によって隣接する第二の光照射部２から放射される青色光照明光が遮光されているため、第一の光照射部１からの赤色光照明光のみが照射されるようにされている。同様に、第二の光照射部２の下方に搬送された植物Ｐには、青色光照明光のみが照射される。  
【００５８】
植物栽培装置Ａでは、搬送手段３によって植物Ｐを交互に配列した第一の光照射部１及び第二の光照射部２の下方を一方向に移動させて、植物Ｐに対して赤色光照明光と青色光照明光を交互に照射することにより、植物Ｐの生長を促進できる。また、徒長を抑制して、収穫量を向上させることも可能である。
【００５９】
植物栽培装置Ａにおいて、搬送手段３は、植物Ｐの栽培全期間をかけて、最初の第一の光照射部１の光照射位置から最後の第二の光照射部２の光照射位置まで、植物Ｐを移動させるように駆動されることが好ましい。第一の光照射部１及び第二の光照射部２の配設数及び搬送手段３の駆動速度（すなわち、植物Ｐの移動速度）は、植物Ｐの栽培期間及び照射サイクル（図１符号Ｃ１参照）の時間等に応じて適宜設定される。例えば、栽培期間を３０日、照射サイクルを赤色光照射ステップ（同符号Ｓ１参照）１２時間及び青色光照射ステップ（同符号Ｓ２参照）１２時間とする場合、第一の光照射部１及び第二の光照射部２は各３０個を配設し、搬送手段３は各光照射部の下方に植物Ｐが位置する時間が１２時間ずつとなるような速度で駆動する。
【００６０】
仕切板４の配設間隔も、照射サイクルの時間等に応じて適宜設定される。例えば、一つの照射サイクルを赤色光照射ステップ１８時間及び青色光照射ステップ６時間とする場合、第一の光照射部１を構成する２つの仕切板４間の距離を、第二の光照射部２を構成する２つの仕切板４間の距離の３倍に設定する。また、例えば、一つの照射サイクルにおける赤色光照射ステップの時間を、前段の照射サイクルにおける赤色光照射ステップの時間から変化させる場合、一つの第一の光照射部１を構成する仕切板４間の距離を、前段の第一の光照射部１を構成する仕切板４間の距離に比して時間変化に応じて大きく又は小さく設定する。  
【００６１】
なお、ここでは、搬送手段３による植物Ｐの移動方向に沿って交互に配列する第一の光照射部１及び第二の光照射部２の下方を植物Ｐが一方向に移動される例を説明したが、本発明に係る植物栽培装置において、植物は第一の光照射部からの赤色光照明光の照射位置と第二の光照射部からの青色光照明光の照射位置との間を往復移動されてもよい。この場合、第一の光照射部と第二の光照射部を少なくとも１組配し、搬送手段によって植物が二つの光照射部の下方を往復するようにすればよい。
【００６２】
上記第二実施形態に係る植物栽培装置は、上述した第二実施形態及び第三実施形態に係る植物栽培方法の実施のためにも適用が可能である。第二実施形態に係る植物栽培方法へ適用する場合、植物栽培装置Ａにおいて、第一の光照射部１及び第二の光照射部２の間に、赤色光照明光及び青色光照明光を照射する第三の光照射部を配設すればよい。あるいは、植物栽培装置Ａにおいて、仕切板４による遮光を一部不完全な状態とすることで、第一の光照射部１の下方から第二の光照射部２の下方へと移動する植物Ｐに赤色光照明光及び青色光照明光が一時的に同時照射されるようにしてもよい。  
【００６３】
また、第三実施形態に係る植物栽培方法へ適用する場合には、植物栽培装置Ａにおいて、第一の光照射部１及び第二の光照射部２の間に光照射部を配設しない空間を設け、植物Ｐが第一の光照射部、第二の光照射部及び前記空間の下方を一方向に移動するようにすればよい。
【００６４】
３．栽培植物
本発明に係る植物栽培方法等が対象とする栽培植物は、特に限定されることなく、野菜類、いも類、きのこ類、果実類、豆類、穀物類、種実類、観賞用植物類、シダ類、コケ類などとできる。また、これらの植物の栽培形態も、特に限定されることなく、水耕栽培、土耕栽培、養液栽培、固形培地耕などであってよい、
【００６５】
（１）葉菜類
葉菜類としては、アブラナ科のミズナ、コマツナ、カラシミズナ、カラシナ、ワサビナ、クレソン、ハクサイ、ツケナ類、チンゲンサイ、キャベツ、カリフラワー、ブロッコリー、メキャベツ、ルッコラ、ピノグリーンなど；キク科のレタス類、サラダナ、シュンギク、フキ、ロロロッサ、レッドロメイン、チコリーなど；ユリ科のタマネギ、ニンニク、ラッキョウ、ニラ、アスパラガスなど、セリ科のパセリ、イタリアンパセリ、ミツバ、セルリー、セリなど；シソ科のシソ、バジルなど；ネギ科のネギなど；ウコギ科のウドなど、ショウガ科：ミョウガなどが挙げられる。
レタス類としては、結球性レタス、非結球レタス及び半結球レタスなどが含まれ、例えば、リーフレタス、フリルレタス、ロメイン、グリーンウェーブ、グリーンリーフ、レッドリーフ、フリルアイス（登録商標）、リバーグリーン（登録商標）、フリルリーフ、フリンジグリーン、ノーチップ、モコレタス、サンチュ、チマ・サンチュが挙げられる。
【００６６】
また、果菜類としては、ウリ科のメロン、キュウリ、カボチャ、スイカなど；マメ科のサヤインゲン、ソラマメ、エンドウ、エダマメなど；ナス科のトマト、ナス、ピーマンなど；バラ科のイチゴなど、アオイ科のオクラなど、イネ科のトウモロコシなどが挙げられる。さらに、根菜類としては、アブラナ科のダイコン、カブ、ワサビなど；キク科のゴボウなど；セリ科のニンジンなど；ナス科のジャガイモなど；サトイモ科のサトイモなど；ヒルガオ科のサツマイモなど；ヤマノイモ科のヤマイモなど；ショウガ科のショウガなど；スイレン科のレンコンなどが挙げられる。
【００６７】
（２）果樹類
果樹類としては、バラ科のラズベリー、ブラックベリー、ボイセンベリー、ユスラウメなど；ツツジ科のブルーベリー、クランベリーなど；スグリ科のスグリ、フサスグリなど；ウルシ科のマンゴーなど；パイナップル科のパイナップルなど；クワ科のイチジクなど；ブドウ科のブドウなど；スイカズラ科のハスカップなど；パパイヤ科のパパイヤなど；トケイソウ科のパッションフルーツなど；サボテン科のドラゴンフルーツなどが挙げられれる。
【００６８】
（３）穀類
穀類としては、イネ科のアワ、エンバク、オオムギ、キビ、コムギ、コメ、モチゴメ、トウモロコシ、ハトムギ、ヒエ、ライムギなど；ヒユ科のアマランサスなど；タデ科のソバなどが挙げられる。
【００６９】
（４）コケ類など
コケ類としては、マゴケ綱に属するコケ類が含まれる。例えば、エゾスナゴケ（Racomitrium japonicum）等、いわゆる砂苔と称される、キボウシゴケ目（Grimmiales）ギボウシゴケ科シモフリゴケ属のコケ類が挙げられる。
【００７０】
また、観賞用植物としては、バラ、ミニバラ、リンドウなどに加えて、アジアンタム、プテリス、イワヒバなどのシダ類を含む種々の観葉植物が栽培対象とできる。
【実施例】
【００７１】
＜試験例１＞
本発明に係る植物栽培方法又は植物栽培装置に関して、生育時の光環境の異なる試験群１〜８を用意し、これらを比較することによって、人工光の照射パターンと植物への生長促進効果との相関を検証した。【００７２】
Ａ．材料と方法
（材料）
本試験例では、生育状態の観察対象としてリーフレタス（品種：サマーサージ）を用いた。まず、種子を６粒、育成ピートバンに等間隔に播種し、蛍光灯下（１２時間日長）において発芽させた。播種から発芽までの３日間は、何れの試験群においても、同一の光環境下に置いた。発芽後、光環境の異なる各々の人工気象器内に置き、２１日間生育させた。人工気象器の環境は、光照射条件以外、全て同一として、気温２５〜２７℃、湿度５０％とした。【００７３】
（光源）
本試験例の光環境のための光源には、赤色ＬＥＤ（中心波長：６６０ｎｍ、昭和電工製ＨＲＰ−３５０Ｆ）、赤色ＬＥＤ（中心波長：６３５ｎｍ、昭和電工製ＨＯＤ−３５０Ｆ）、青色ＬＥＤ（中心波長：４５０ｎｍ、昭和電工製ＧＭ２ＬＲ４５０Ｇ）、白色ＬＥＤ（近紫外４０５ｎｍ励起、京セラ製ＴＯＰ−Ｖ５０００Ｋ）の、３種類のＬＥＤ及び蛍光灯を用いた。各ＬＥＤの１セットの実装数は、赤色ＬＥＤが６６０ｎｍ、６３５ｎｍ共に各２４０個、青色ＬＥＤが２４０個、白色ＬＥＤが１２８個である。【００７４】
各光源を用いて、表１に示す試験群１〜１０の光環境を作った。各光源における光合成光量子束密度（ＰＰＦＤ、μｍｏｌｍ‐２ｓ‐１）は、育成ピートバンの中心部において１４０μｍｏｌｍ‐２ｓ‐１（試験群８のみ８０μｍｏｌｍ‐２ｓ‐１、試験群４のみ１６０μｍｏｌｍ‐２ｓ‐１）になるように調節した。複数の波長の光を同時に照射、又は交互に照射する場合は、各照射光のＰＰＦＤの合計が１４０μｍｏｌｍ‐２ｓ‐１（試験群４のみ１６０μｍｏｌｍ‐２ｓ‐１）になるように調整した。表１は、試験群１〜１０の光環境における光合成光量子束密度（ＰＰＦＤ、μｍｏｌｍ‐２ｓ‐１）、照度（ｌｘ）、紫外線強度（ＵＶ−Ａ及びＵＶ−４２０、Ｗｍ‐２）、光源からの高さ（ｃｍ）、デューティー比（％）について、育成ピートバンに入った土壌表面付近の高さにおける、５点の平均値を示した。また、各試験群の光環境、照射光及び照射パターンの詳細については、以下に説明する。【００７５】
【表１】
2013021952.tif 000003
【００７６】
（試験群１）
本試験群では、レタスに、赤色光（６６０ｎｍ）と青色光（４５０ｎｍ）を１２時間ずつ交互に照射した。本試験群においては、何れの光も照射しない時間は設けていない。【００７７】
本試験群における光環境は、赤色光（６６０ｎｍ）についてはＰＰＦＤが平均８０．７μｍｏｌｍ‐２ｓ‐１、照度が平均１０００ｌｘ、紫外線強度は、ＵＶ−Ａ、ＵＶ−４２０共に平均０Ｗｍ‐２、光源からの高さが平均３０ｃｍ、デューティー比が平均２０％であった。青色光（４５０ｎｍ）については、ＰＰＦＤが平均５６．４μｍｏｌｍ‐２ｓ‐１、照度が平均１８２ｌｘ、紫外線強度は、ＵＶ−Ａが平均０Ｗｍ‐２で、ＵＶ−４２０が平均９．２２Ｗｍ‐２、光源からの高さが平均１５ｃｍ、デューティー比が平均３０％である。【００７８】
（試験群２）
本試験群では、レタスに、赤色光（６６０ｎｍ）と青色光（４５０ｎｍ）を１２時間同時に照射し、その後１２時間は、何れの光も照射しない時間を設け、これを繰り返した。【００７９】
本試験群におけるＰＰＦＤ、照度、紫外線強度（ＵＶ−Ａ及びＵＶ−４２０）、光源からの高さ、デューティー比は試験群１と同程度である。【００８０】
（試験群３）
本試験群では、レタスに、赤色光（６６０ｎｍ）と青色光（４５０ｎｍ）を２４時間同時に照射した。本試験群においては、何れの光も照射しない時間は設けていない。【００８１】
本試験群における光環境は、赤色光（６６０ｎｍ）と青色光（４５０ｎｍ）との合計で、ＰＰＦＤが平均１４５．３μｍｏｌｍ‐２ｓ‐１、照度が平均１１８４ｌｘ、紫外線強度は、ＵＶ−Ａが平均０Ｗｍ‐２で、ＵＶ−４２０が９．０５Ｗｍ‐２、光源からの高さは、赤色光（６６０ｎｍ）については平均３０ｃｍ、青色光（４５０ｎｍ）については平均１５ｃｍ、デューティー比は、赤色光（６６０ｎｍ）については平均２０％、青色光（４５０ｎｍ）については平均６０％である。【００８２】
（試験群４）
本試験群では、レタスに、赤色光（６３５ｎｍ）と青色光（４５０ｎｍ）を１２時間ずつ交互に照射した。本試験群においては、何れの光も照射しない時間は設けていない。【００８３】
本試験群における赤色光（６３５ｎｍ）と青色光（４５０ｎｍ）の合計ＰＰＦＤ、照度、紫外線強度（ＵＶ−Ａ及びＵＶ−４２０）、光源からの高さ、デューティー比は、試験１と同程度である。【００８４】
（試験群５）
本試験群では、レタスに、赤色光（６３５ｎｍ）と青色光（４５０ｎｍ）を１２時間同時に照射し、その後１２時間は、何れの光も照射しない時間を設け、これを繰り返した。【００８５】
本試験群における赤色光（６３５ｎｍ）と青色光（４５０ｎｍ）の合計ＰＰＦＤ、照度、紫外線強度（ＵＶ−Ａ及びＵＶ−４２０）、光源からの高さ、デューティー比は、試験群１と同程度である。【００８６】
（試験群６）
本試験群では、レタスに、赤色光（６６０ｎｍ）のみを１２時間照射し、その後１２時間、何れの光も照射しない時間を設け、これを繰り返した。【００８７】
本試験群における光環境は、ＰＰＦＤが平均１３９．３μｍｏｌｍ‐２ｓ‐１、照度が平均１６２４ｌｘ、紫外線強度は、ＵＶ−Ａ、ＵＶ−４２０共に平均０Ｗｍ‐２、光源からの高さが平均３０ｃｍ、デューティー比が平均３０％である。【００８８】
（試験群７）
本試験群では、レタスに、赤色光（６３５ｎｍ）のみを１２時間照射し、その後１２時間、何れの光も照射しない時間を設け、これを繰り返した。【００８９】
本試験群における赤色光（６３５ｎｍ）のＰＰＦＤ、照度、紫外線強度（ＵＶ−Ａ及びＵＶ−４２０）、光源からの高さ、デューティー比は、試験群６と同程度である。【００９０】
（試験群８）
本試験群では、レタスに、青色光（４５０ｎｍ）のみを１２時間照射し、その後１２時間、何れの光も照射しない時間を設け、これを繰り返した。【００９１】
本試験群における光環境は、ＰＰＦＤが平均８４．１μｍｏｌｍ‐２ｓ‐１、照度が平均２８３ｌｘ、紫外線強度は、ＵＶ−Ａは平均０．３３Ｗｍ‐２、ＵＶ−４２０は平均１４．５Ｗｍ‐２、光源からの高さが平均１５ｃｍ、デューティー比が平均５０％である。【００９２】
（試験群９）
本試験群では、レタスに、白色光（４０５ｎｍ励起）のみを１２時間照射し、その後１２時間、何れの光も照射しない時間を設け、これを繰り返した。【００９３】
本試験群における光環境は、ＰＰＦＤが平均１４２．０μｍｏｌｍ‐２ｓ‐１、照度が平均８２０４ｌｘ、紫外線強度は、ＵＶ−Ａは平均０．００４Ｗｍ‐２、ＵＶ−４２０は平均３．７４Ｗｍ‐２、光源からの高さが平均１６ｃｍである。【００９４】
（試験群１０）
本試験群では、レタスに、蛍光灯のみを１２時間照射し、その後１２時間、何れの光も照射しない時間を設け、これを繰り返した。【００９５】
本試験群における光環境は、ＰＰＦＤが平均１３９．８μｍｏｌｍ‐２ｓ‐１、照度が平均１０６８０ｌｘ、紫外線強度は、ＵＶ−Ａは平均０．３３８Ｗｍ‐２、ＵＶ−４２０は平均４．１１Ｗｍ‐２、光源からの高さが平均３８ｃｍである。【００９６】
Ｂ．結果
上述の試験群１〜１０は、発芽後、異なる光環境下で生育を開始し、７日後（種子の播種１０日後）、１４日後（播種１７日後）、２１日後（播種２４日後）の各々の時点で、生育状態を観察、測定し、試験群間の比較を行った。【００９７】
（生育７日後）
図５は、異なる光環境下で生育を開始してから７日後の各々の試験群の生育状態を写真で示す。また、表２には、同時点の、各試験群における、茎長（ｍｍ）、第１葉長（ｃｍ）、本葉数（枚）、葉幅長（ｃｍ）の測定結果を示す。各項目の測定値は、同一の育成ピートバン内に播種された、６サンプルの「平均値」又は「最小値−最大値」を記載している。【００９８】
【表２】
2013021952.tif 000004
【００９９】
図５及び表２に示されるように、生育７日後において、試験群１の赤色光（６６０ｎｍ）と青色光（４５０ｎｍ）の交互照射下のレタスは、他の試験群に比べ、第１葉長と葉幅長が長いことが示された。【０１００】
（生育１４日後）
図６は、異なる光環境下で生育を開始してから１４日後の各々の試験群の生育状態を写真で示す。なお、各写真において、育成ピートバンの大きさは同一である。また、表３には、同時点の、各試験群における、茎長（ｍｍ）、第１葉長（ｃｍ）、本葉数（枚）、葉幅長（ｃｍ）の測定結果を示す。各項目の測定値は、表２と同様、６サンプルの「平均値」又は「最小値−最大値」を記載している。【０１０１】
【表３】
2013021952.tif 000005
【０１０２】
図６及び表３から、生育１４日後において、試験群１の赤色光（６６０ｎｍ）と青色光（４５０ｎｍ）の交互照射下のレタスは、他の試験群と比較して、第１葉長が長いという特徴がみられた。また、試験群１の本葉数は、他の試験群と比べ、１、２枚程度多かった。【０１０３】
（生育２１日後）
図７は、異なる光環境下で生育を開始してから２１日後の各々の試験群の生育状態を写真で示す。なお、各写真において、育成ピートバンの大きさは同一である。また、表４は、同時点の各試験群における、地上部新鮮重（ｇ）、地上部乾燥重（ｇ）、本葉数（枚）、茎長（ｃｍ）、葉身長（ｃｍ）、葉幅長（ｃｍ）、葉柄長（ｃｍ）について、試験群１０（蛍光灯下）の生育結果を１００％とした、比較結果を示す。各項目の測定値は、表２と同様、６サンプルの平均値を記載している。【０１０４】
【表４】
2013021952.tif 000006
【０１０５】
表４において、試験群１の赤色光（６６０ｎｍ）と青色光（４５０ｎｍ）の交互照射下のレタスは、地上部新鮮重が、試験群１０（蛍光灯下）に比べ２倍以上重くなった。また、試験群４の赤色光（６３５ｎｍ）と青色光（４５０ｎｍ）の交互照射下のレタスも、地上部新鮮重が試験群１０と比べ、２倍程度であった。一方、試験群２及び５の赤色光と青色光の同時照射のレタスは、地上部新鮮重が試験群１０に比べて重いものの、交互照射を行った試験群１や試験群４には及ばなかった。また、試験群３の赤色光（６６０ｎｍ）と青色光（４５０ｎｍ）２４時間同時に照射したレタスの地上部新鮮重は、照射時間が半分である試験群２の重量と同程度であった。この結果から、赤色光と青色光の交互照射は、植物の生長を促進することが示された。【０１０６】
試験群１の本葉数は、生育１４日後と異なり、２１日後の時点では、試験群２や試験群１０と同程度であった。これは、試験群１における葉数を増やす生長が、生育１４日後から２１日後の間で停滞状態に達したためであると考えられる。
試験群１及び試験群４では、葉身長と葉幅長が試験群１０に比べ長かった。この傾向は試験群２、３及び５の赤色光と青色光との同時照射条件でのレタスでは認められなかった。一方、試験群２及び試験群５においては、茎長が試験群１０に比べ長かった。この結果から、赤色光と青色光の交互照射では、同時照射に比して、茎の徒長を抑止しつつ葉の生長のみを促進できることが示された。【０１０７】
表５は、異なる光環境下で生育を開始してから２１日後の各々の試験群の、地上部新鮮重（ｇ）及び地上部乾燥重（ｇ）における同化器官（ｇ）及び非同化器官（ｇ）の各々全重量における割合（％）と、乾燥重（ｇ）の新鮮重（ｇ）に対する割合（％）と、を示している。【０１０８】
【表５】
2013021952.tif 000007
【０１０９】
試験群１における地上部新鮮重及び地上部乾燥重は、試験群２群に比べ、同化器官の割合が高い結果となった。また、試験群４は、試験群５に比べ、同化器官の割合が、地上部新鮮重において高かった。この結果は、表４に示した、試験群１及び試験群４における葉部分の生長促進の結果及び図７における生育状態の観察結果と一致する。【０１１０】
Ｃ．まとめ
本試験例の結果から、赤色光と青色光の交互照射は、植物の生長を促進することが示された。また、前記交互照射は葉の生長を促進する一方、茎の徒長は促進しないことが示された。この効果は、赤色光と青色光の同時照射や、いずれか一方の単独照射下においては再現されず、赤色光と青色光の交互照射によってのみ得られることが明らかとなった。本試験例に示す結果から、本発明に記載の植物栽培方法、及び植物栽培装置は、植物の生長促進に有効であることが示された。【０１１１】
＜試験例２＞
一つの照射サイクルの時間、及び照射サイクル内における赤色光照射ステップと青色光照射ステップとの時間比を変更し、赤色光と青色光の交互照射による生長促進効果についてさらに検討を行った。【０１１２】
Ａ．材料と方法
（材料）
材料には、リーフレタス（品種：サマーサージ）を試験例１と同様にして発芽させたものを用いた。人工気象器の温度及び湿度も試験例１と同一環境とした。【０１１３】
（光源）
試験例１で用いた赤色ＬＥＤ（中心波長：６６０ｎｍ、昭和電工製ＨＲＰ−３５０Ｆ）、青色ＬＥＤ（中心波長：４５０ｎｍ、昭和電工製ＧＭ２ＬＲ４５０Ｇ）及び蛍光灯を使用した。【０１１４】
Ｂ．条件設定ステップ
初めに光量（ＰＰＦＤ）１４０μｍｏｌ／ｍ２ｓの蛍光灯照明環境下で栽培を行った（試験群１）。次に、赤色光と青色光の同時照射環境下において栽培を行い、白色光照明環境下での生長と対比して同等以上の成長効果が得られる照射条件を探索した。照射条件として、総光量１４０μｍｏｌ／ｍ２ｓ、「赤：青」光量比５：３を設定した。【０１１５】
表６に示すように、生育２１日後において、赤色光と青色光を１２時間同時に照射し、その後１２時間何れの光も照射しない時間を設けた試験群２では、地上部新鮮重量、葉身長、葉幅超及び同化器官新鮮重において試験群１と同等以上であった。また、赤色光と青色光を２４時間同時に照射し、何れの光も照射しない時間は設けていない試験群３でも同様であった。なお、表中の各項目の測定値は、同一の育成ピートバン内に播種された６サンプルの平均値を記載している。【０１１６】
Ｃ．栽培ステップ
赤色光と青色光の総光量１４０μｍｏｌ／ｍ２ｓ、光量比５：３の照射条件で、交互照射照明環境下での栽培を行った。【０１１７】
赤色光と青色光を３，６，１２，２４時間ずつ交互に照射した試験群５〜７，１０では、生育２１日後、地上部新鮮重量、葉身長、葉幅超及び同化器官新鮮重において試験群１〜３に比して顕著な生長促進効果が確認された。また、赤色光と青色光を「１８時間・６時間」又は「６時間・１８時間」で切り換えて交互照射を行った試験群８，９においても同様に顕著な生長促進効果が認められた。【０１１８】
赤色光と青色光を１時間ずつ交互に照射した試験例１では茎長が長くなり徒長が生じた。また、赤色光と青色光を４８時間ずつ交互に照射した試験例１１では、蛍光灯照明環境の試験群１に比しての効果を認めるものの、赤色光と青色光の同時照射環境の試験群２，３に対しての効果は不十分であった。【０１１９】
【表６】
2013021952.tif 000008
【０１２０】
＜試験例３＞
栽培植物を変更し、赤色光と青色光の交互照射による生長促進効果についてさらに検討を行った。【０１２１】
Ａ．材料と方法
（材料）
本試験例では、生育状態の観察対象としてミズナ（品種：シャキさら）を用いた。まず、種子を５〜１０粒、育成ピートバンに等間隔に播種し、蛍光灯下（１２時間日長）において発芽させた。播種から発芽までの３日間及び発芽後の７日間は、何れの試験群においても、同一の光環境下に置いた。発芽後、光環境の異なる各々の人工気象器内に置き、１４日間生育させた。人工気象器の環境は、光照射条件以外、全て同一として、気温２５〜２７℃、湿度５０％とした。【０１２２】
（光源）
試験例１で用いた赤色ＬＥＤ（中心波長：６６０ｎｍ、昭和電工製ＨＲＰ−３５０Ｆ）、青色ＬＥＤ（中心波長：４５０ｎｍ、昭和電工製ＧＭ２ＬＲ４５０Ｇ）及び蛍光灯を使用した。【０１２３】
Ｂ．条件設定ステップ
初めに光量（ＰＰＦＤ）１４０μｍｏｌ／ｍ２ｓの蛍光灯照明環境下で栽培を行った（試験群１Ａ）。次に、赤色光と青色光の同時照射環境下において栽培を行い、白色光照明環境下での生長と対比して同等以上の成長効果が得られる照射条件を探索した。照射条件として、総光量１４０μｍｏｌ／ｍ２ｓ、「赤：青」光量比１：１及び１：３を設定した。【０１２４】
表７に示すように、生育７日後において、赤色光と青色光を１２時間同時に照射し、その後１２時間何れの光も照射しない時間を設けた試験群２、３では、新鮮重において試験群１と同等であった。なお、表中の各項目の測定値は、同一の育成ピートバン内に播種された６サンプルの平均値を記載している。【０１２５】
【表７】
2013021952.tif 000009
【０１２６】
Ｃ．栽培ステップ
赤色光と青色光の総光量１４０μｍｏｌ／ｍ２ｓ、光量比１：１あるいは１：３の照射条件で、交互照射照明環境下での栽培を行った。併せて、再度、光量（ＰＰＦＤ）１４０μｍｏｌ／ｍ２ｓの蛍光灯照明環境下で栽培を行った（試験群１Ｂ）。【０１２７】
表８に示すように、赤色光と青色光を１２時間ずつ交互に照射した試験群４，５では、生育７日後、新鮮重において試験群１Ｂに比して顕著な生長促進効果が確認された。【０１２８】
【表８】
2013021952.tif 000010
【０１２９】
＜試験例４＞
栽培植物を変更し、赤色光と青色光の交互照射による生長促進効果についてさらに検討を行った。【０１３０】
Ａ．材料と方法
（材料）
本試験例では、生育状態の観察対象として芽ねぎを用いた。まず、種子を６粒、育成ピートバンに等間隔に播種し、蛍光灯下（１２時間日長）において発芽させた。播種から発芽までの３日間は、何れの試験群においても、同一の光環境下に置いた。発芽後、光環境の異なる各々の人工気象器内に置き、２４日間生育させた。人工気象器の環境は、光照射条件以外、全て同一として、気温２５〜２７℃、湿度５０％とした。【０１３１】
（光源）
試験例１で用いた赤色ＬＥＤ（中心波長：６６０ｎｍ、昭和電工製ＨＲＰ−３５０Ｆ）、青色ＬＥＤ（中心波長：４５０ｎｍ、昭和電工製ＧＭ２ＬＲ４５０Ｇ）及び蛍光灯を使用した。【０１３２】
Ｂ．条件設定ステップ
初めに光量（ＰＰＦＤ）１４０μｍｏｌ／ｍ２ｓの蛍光灯照明環境下で栽培を行った（試験群１）。次に、赤色光と青色光の同時照射環境下において栽培を行い、白色光照明環境下での生長と対比して同等以上の成長効果が得られる照射条件を探索した。照射条件として、総光量１４０μｍｏｌ／ｍ２ｓ、「赤：青」光量比５：３を設定した。【０１３３】
表９に示すように、生育１４日後において、赤色光と青色光を１２時間同時に照射し、その後１２時間何れの光も照射しない時間を設けた試験群２では、新鮮重及び葉長において試験群１と同等であった。なお、表中の各項目の測定値は、同一の育成ピートバン内に播種された６サンプルの平均値を記載している。【０１３４】
Ｃ．栽培ステップ
赤色光と青色光の総光量１４０μｍｏｌ／ｍ２ｓ、光量比５：３の照射条件で、交互照射照明環境下での栽培を行った。【０１３５】
赤色光と青色光を１２時間ずつ交互に照射した試験群３では、生育１４日後、新鮮重及び葉長において試験群１，２に比して顕著な生長促進効果が確認された。【０１３６】
【表９】
2013021952.tif 000011
【０１３７】
＜試験例５＞
種々の栽培植物について、赤色光と青色光の交互照射による生長促進効果を確認した。
（材料）
材料には、２種類のリーフレタス（品種：レッドファイヤー、ブラックローズ）を試験例１と同様にして発芽させたものを用いた。人工気象器の温度及び湿度も試験例１と同一環境とした。【０１３８】
また、材料として、ハツカダイコン（品種：レッドチャイム）とカブ（品種：夏ハクレイ）も用いた。まず、種子を６粒、育成ピートバンに等間隔に播種し、蛍光灯下（１２時間日長）において発芽させた。播種から発芽までの３日間は、何れの試験群においても、同一の光環境下に置いた。発芽後、光環境の異なる各々の人工気象器内に置き、２４日間生育させた。人工気象器の環境は、光照射条件以外、全て同一として、気温２５〜２７℃、湿度５０％とした。【０１３９】
（光源）
試験例１で用いた赤色ＬＥＤ（中心波長：６６０ｎｍ、昭和電工製ＨＲＰ−３５０Ｆ）、青色ＬＥＤ（中心波長：４５０ｎｍ、昭和電工製ＧＭ２ＬＲ４５０Ｇ）及び蛍光灯を使用した。赤色光及び青色光の光合成光量子束密度（ＰＰＦＤ、μｍｏｌｍ‐２ｓ‐１）は、育成ピートバンの中心部においてそれぞれ８７．５，５２．５μｍｏｌｍ‐２ｓ‐１になるように調節した。【０１４０】
レッドファイヤー、ブラックローズ、レッドチャイム及び夏ハクレイの結果をそれぞれ表１０〜１３に示す。なお、表中の各項目の測定値は、同一の育成ピートバン内に播種された６サンプルの平均値を記載している。【０１４１】
いずれのリーフレタスにおいても赤色光と青色光を交互に照射した試験群では、生育２１日後、地上部新鮮重量、葉身長、葉幅超及び同化器官新鮮重において蛍光灯照明環境の試験群１に比して顕著な生長促進効果が確認された（表１０，１１参照）【０１４２】
【表１０】
2013021952.tif 000012
【０１４３】
【表１１】
2013021952.tif 000013
【０１４４】
【表１２】
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【０１４５】
【表１３】
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【０１４６】
また、ハツカダイコンでは、交互照射環境の試験群３において、蛍光灯照明環境の試験群１及び同時照射環境の試験群２に比して、生長促進効果がみられた（生育２１日後）。生長促進効果は、根部の長さ及び太さで確認された（表１２参照）。また、生育２１日後のカブでも、赤色光と青色光を交互に照射した試験群では、蛍光灯照明環境の試験群１に比して少なくとも根部の長さ及び太さにおいて生長が促進されており、地下部新鮮重では大きな効果が確認された（表１３参照）。
【産業上の利用可能性】
【０１４７】
本発明に係る植物栽培方法等によれば、簡便な手法によって植物の生長を促進し、単位時間あたりの収穫回数及び収穫量などを増加させることができる。このため、本発明に係る植物栽培方法等は、葉菜類、果実及び穀類などの人工栽培に好適に用いられ得る。
【符号の説明】
【０１４８】
Ａ：植物栽培装置、Ｐ：植物、Ｓ１：赤色光照射ステップ、Ｓ２：青色光照射ステップ、Ｓ３：同時照射ステップ、Ｓ４：休止ステップ、Ｃ１、Ｃ２：サイクル、１：第一光照射部、２：第二光照射部、３：搬送手段、４：仕切板
【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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【手続補正書】
【提出日】平成26年8月21日(2014.8.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤色光照明光を植物に照射するステップと、青色光照明光を前記植物に照射するステップと、を各ステップの照射時間を３時間以上４８時間未満で、交互に連続して行う植物栽培方法。
【請求項２】
各ステップの前記照射時間を、３時間以上２４時間以下とする請求項１記載の植物栽培方法。
【請求項３】
前記赤色光照明光と前記青色光照明光の光量比が、１：２０〜２０：１である請求項１又は２に記載の植物栽培方法。
【請求項４】
前記植物が葉菜類、果樹類又は穀類である請求項１から３のいずれか一項に記載の植物栽培方法。
【請求項５】
栽培対象とする植物について、白色光による照明環境下と同等以上の生長効果が得られる赤色光照明光と青色光照明光とを含む照明光の照射条件にて、前記赤色光照明光を前記植物に照射するステップと、前記青色光照明光を前記植物に照射するステップと、を各ステップの照射時間を３時間以上４８時間未満で、交互に連続して行って前記植物を栽培する植物栽培方法。
【請求項６】
前記植物について、前記赤色光照明光と前記青色光照明光とを含む照明光による照明環境下において、前記白色光による照明環境下と同等以上の生長効果が得られる前記赤色光照明光と前記青色光照明光の前記照射条件を設定するステップを含む請求項５記載の植物栽培方法。
【請求項７】
前記照射条件は、前記赤色光照明光と前記青色光照明光の光量比及び総光量である請求項５又は６記載の植物栽培方法。
【請求項８】
赤色光照明光と青色光照明光を植物に照射する光照射部と、
光照射部を制御して、前記赤色光照明光を前記植物に照射するステップと、前記青色光照明光を前記植物に照射するステップと、を各ステップの照射時間を３時間以上４８時間未満で、交互に連続して実行する制御部と、を備える植物栽培装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記光照射部から放射される前記赤色光照明光及び前記青色光照明光の光量、波長及び／又は照射時間を所定値に維持するか、あるいは所定のパターンで変化させる請求項８記載の植物栽培装置。
【請求項１０】
前記光照射部に、赤色光又は青色光を放射する発光ダイオードを含む請求項８又は９記載の植物栽培装置。
【請求項１１】
赤色光照明光を照射する第一の光照射部と、
青色光照明光を照射する第二の光照射部と、
前記第一の光照射部からの照明光の照射位置と前記第二の光照射部からの照明光の照射位置との間で、各光照射部での各照射時間が３時間以上４８時間未満となるように、交互に連続して植物を移動させる搬送手段と、を備える植物栽培装置。
【国際調査報告】
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