(57)【要約】【課題】簡単な構造で昼間に必要最小限度の補光、及び夜間に単色光の組み合せにより成長促進，病虫害防御応答を誘導し、さらに温度管理が容易で実用的な太陽光利用型の植物栽培用ハウスの提供を目的とする。【解決手段】太陽光を利用するハウス本体部と、前記ハウス本体部の内部に配設した透光性の内張りハウス部とを備え、前記内張りハウス部の内部に補光パネルを有し、前記補光パネルは白色光光源と単色光光源とを有していることを特徴とする。【選択図】  図１
2018174775.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光を利用するハウス本体部と、
前記ハウス本体部の内部に配設した透光性の内張りハウス部とを備え、
前記内張りハウス部の内部に補光パネルを有し、
前記補光パネルは白色光光源と単色光光源とを有していることを特徴とする植物栽培用ハウス。
【請求項２】
前記補光パネルは前記光源がＯＮの状態では下降位置にあり、ＯＦＦの状態では上昇位置にあるように制御する自動制御装置を有していることを特徴とする請求項１記載の植物栽培用ハウス。
【請求項３】
前記ハウス本体部及び内張りハウス部は側面に開閉制御された自然換気装置を有し、
前記内張りハウスは妻面に前記ハウス本体部の妻面を介して外部に排気するための排気装置を有することを特徴とする請求項１又は２記載の植物栽培用ハウス。
【請求項４】
前記内張りハウス部は北側に位置する側壁内側に水を封入した蓄熱槽を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の植物栽培用ハウス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光を利用した植物栽培用のハウスに関し、特にハウス内の温度制御が容易で、日照不足時の補光手段，植物生長促進手段等を備えたハウスに係る。
【背景技術】
【０００２】
図２１の表１に示すように、北陸地方等日本海側では冬期（１２月〜２月）の晴天日が２０％程度であり、日照不足が施設における野菜栽培を低迷させる大きな要因となっている。
そこで本発明者は、北陸の冬期においても暖房せずに野菜栽培が可能な太陽光利用型の安価で堅牢な、ビニールハウスを検討した。
また、暗期（夜間）に単色光を照射することで植物の光形態形成機能や防御応答を刺激し、成長促進及び病虫害防御応答を誘導することが報告されているが、具体的にどのようにビニールハウスに応用できるかが課題であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特願２０１４−１６４６１２号公報
【特許文献２】特願２０１５−１２４３１１号公報
【特許文献３】特開平１０−２０１３６８号公報
【特許文献４】国際公開Ｗ０２０１１／００７８６８号公報
【特許文献５】特許第５０２８４０７号公報
【特許文献６】国際公開Ｗ０２０１３／０１５４４２号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Mathias Hentrich, Christine Boettcher, Petra Duechting, YoufaCheng, Yunde Zhao, Oliver Berkowitz, Josette Masle, Joaquin Medina and Stephan Pollmann, The jasmonic acid signaling pathway is linked to auxin homeostasis through the modulation of YUCCA8 and YUCCA9 gene expression. The Plant Journal (2013) 74, 626-637
【非特許文献２】Wim Grunewald1, Bartel Vanholme, Laurens Pauwels, Eva Plovie, Dirk Inze, Godelieve Gheysen & Alain Goossens. Expression of the Arabidopsis jasmonate signalling repressor JAZ1/TIFY10A is stimulated by auxin. EMBO report VOL10 | NO 8 | 2009.
【非特許文献３】Motomu Endo, Nobuyoshi Mochizuki, Tomomi Suzuki, and Akira Nagatani CRYPTOCHROME2 in Vascular Bundles Regulates Flowering in Arabidopsis. The Plant Cell, Vol. 19: 84 - 93, January 2007
【非特許文献４】Xing Liu, Jerry D. Cohen, and Gary Gardner.: Low-Fluence Red Light Increases The Transport and Biosynthesis of Auxin. Plant Physiology, October 2011, Vol.157, pp891 - 904
【非特許文献５】工藤りか.緑色光照射による植物の病害抵抗性の誘導―緑色光によるイチゴ炭そ病防除から−．植物防疫66(11),604-607.2012-11.
【非特許文献６】佐藤正幸．植物の光応答を利用した栽培促進手法の開発．金沢大学大学院自然科学研究科学位論文．石川．62-70.2015
【非特許文献７】石渡正紀，山田真，内田達清，太市明伸. 光波長の特性を応用した農業照明，パナソニック電工技報.  57(4): 46-51. 2009.
【非特許文献８】Fuminori Takahashi, Riichiro Yoshidab, Kazuya Tsuyoshi Mizoguchib, Shigemi Seoe,Masahiro Yonezawa, Kyonoshin Maruyamaf,Kazuko Yamaguchi-Shinozakif,g and Kazuo Shinozakia. The Mitogen-Activated Protein Kinase Cascade MKK3 - MPK6 Is an Important Part of the Jasmonate Signal Transduction Pathway in Arabidopsis. The Plant Cell March 2007 vol.19 no.3805-818
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、簡単な構造で昼間に必要最小限度の補光、及び夜間に単色光の組み合せにより成長促進，病虫害防御応答を誘導し、さらに温度管理が容易で実用的な太陽光利用型の植物栽培用ハウスの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る植物栽培用ハウスは、太陽光を利用するハウス本体部と、前記ハウス本体部の内部に配設した透光性の内張りハウス部とを備え、前記内張りハウス部の内部に補光パネルを有し、前記補光パネルは白色光光源と単色光光源とを有していることを特徴とする。
補光パネルは、白色光光源からなる補光光源の点灯時、又は単色光の点灯時には植栽直上に降下させて照射強度を高める。
また、補光光源及び単色光光源の消灯時には上昇させ、補光パネルが植栽に対して日照の日陰となるのを避ける。
特に補光が必要となる北陸の冬期間の昼間においては、内張りハウス部内の温度は日照の強弱により大きく変動するため、光量子計等の高価かつ繊細な機器を用いなくても温度計測値により補光点灯制御が可能である。
補光光源は、内張りハウス部内の温度計測値とタイマーにより点灯を制御することができる。
また、単色光光源は、タイマーにより点灯制御する。
本発明において、補光パネルは前記光源がＯＮの状態では下降位置にあり、ＯＦＦの状態では上昇位置にあるように制御する自動制御装置を有するようにすることができる。
これにより、消灯時に補光パネルがうっかり下降位置にあり、日陰となるのを防ぐ。
【０００７】
＜自然換気と強制換気による温度制御＞
本発明において、ハウス本体部及び内張りハウス部は側面に開閉制御された自然換気装置を有し、前記内張りハウスは妻面に前記ハウス本体部の妻面を介して外部に排気するための排気装置を有するのが好ましい。
太陽光利用型の植物栽培施設の課題として、日射により施設内が３５℃以上の高温となるため、作業者の健康被害や植物の生育、特に花芽の高温障害を防止することが必要となる。
本発明ではハウス本体部の側壁と、内張りハウス部の側壁に巻き取り式の開閉装置を設置し、減速機付直流電動機で開閉する。
内張りハウス部内の温度計測値により開閉装置を駆動制御することで自然換気による温度制御を図ることができる。
ハウス本体部の妻面に排気用ファンを設置し、内張りハウス部と圧力扇の間をアルミダクトで接続する。
アルミダクトの開口部には８０メッシュ程度の網を設置し、外部からの害虫の侵入及び内部からの蜜蜂流出を防止する。
側壁開放による自然換気によっては内張りハウス部の温度上昇を抑制できない場合には、更に排気用ファンを作動させて強制換気により温度上昇を抑制する。
ファンは両妻面に設置するが、両者ともに排気式とするのが望ましい。
吸気式ファンを使用すると流入した外気が植栽に直接当たり、この区域内の植栽の成長不良が起こる。
植物の防御反応により乾燥防止のため気孔を閉じるので光合成に必要なＣＯ２の取入れが不足するためと考えられている。
また、ハウス内が負圧になるのを避けるため、側面が開放された状態でなければ排気用ファンが作動しないよう連携制御を付加するのが望ましい。
【０００８】
＜固定式遮光シートの設置と撤去＞
北陸においても４月から１０月の温暖期間には晴天日が多く、また日射強度が強いため換気のみでは異常高温に対処できない。
このため遮光率４０％程度の遮光シートをハウス本体部の天井部又は内張りハウス部の天井部に固定設置する。
この遮光シートは開閉制御することも可能だが、４月から１０月の温暖期には日照時間も長く簡便な固定式遮光シートを設置しても、植物の成長に必要十分な光合成有効光量子束（ＰＰＦ  μｍｏｌｍ−２Ｓ−１）が得られる。
また、１１月から３月の間は日射強度が弱く曇天日が多いため、遮光シートを撤去し前記の換気方式で異常高温の抑制は可能である。
【０００９】
＜散水噴霧型冷気発生装置＞
７月上旬から８月下旬の夏季栽培では、晴天による日照率が高くまた外気温度も高くなるため前記の遮光シートと強制換気によっても、花芽に障害がでるリスクが高くなる異常高温度（３５℃以上）は避けられない。
この期間は苗の育成に利用する等、花芽が影響を受けない作物栽培を実施するのが望ましい。
【００１０】
＜蓄熱槽による低温防止＞
内張りハウス部は北側に位置する側壁内側に水を封入した蓄熱槽を有するのが好ましい。
冬期間の低温対策としては暖房器具を設置するのが一般的だが、日照不足に対応した補光のエネルギー消費を第一優先とするために、本発明では暖房器具を使わない低温防止処置を図っている。
まず、ハウス本体内部に内張り室を設置した２重膜構造で保温性を向上させることで、日射等で暖められた暖気を植栽区域に保持する。
また、前記の内張りハウス部の内部に設置した補光光源から発生する暖気を植栽区域に保持する。
さらに日射捕捉には役に立たない北側面に沿って設置した蓄熱槽（艶消し黒色塗装を施したポリタンクに水を封入したものを内張りハウス部内に設置）の効果で冬期早朝の低温を防止する。
これらにより放射冷却で−２℃まで外気温が低下した冬期早朝においても５℃以上の植栽区域温度を確保できる。
艶消し黒色塗装したポリタンクの光吸収率は実験結果から９５％程度の効率であり、非塗装の乳白色ポリタンクが５５％程度であることに比較して蓄熱層としての効率が良い。
【００１１】
＜暗期単色光照射の効果＞
補光パネルには、白色光からなる補光用光源（蛍光管やＬＥＤ）のほか、暗期における単色光照射用光源（蛍光管やＬＥＤ）を併設する。
背景光のない夜間（暗期）に単色光を短時間照射することにより、下記のように光の波長に応じた固有の植物ホルモンの発現を誘導し、植栽の成長・発達を制御するほか、病虫害耐性を向上させることが明らかになってきた。
・暗期のＵＶＡ（波長３１５−４００ｎｍ）や青色光（４００−５００ｎｍ）の照射はサリチル酸発現を誘導し活細胞寄生糸状菌への耐力を向上させる。
一方で高強度の照射は生育障害を起こす（非特許文献７）。
・暗期の緑色光（波長５００−６００ｎｍ）の照射はジャスモン酸発現を誘導し、植栽の日陰回避応答や花成誘導を促進し、死細胞寄生糸状菌への耐性向上や虫の食害への耐性向上を誘導する（非特許文献５）。
・暗期の赤色光（波長６００−７００ｎｍ）の照射は成長ホルモンのオーキシンを誘導する（非特許文献４）。
・暗期に緑色光と赤色光を交互日に照射すると植栽の成長が促進され，収量の増加が期待できる（非特許文献６）。
【００１２】
＜補光パネルの構造＞
本発明の補光パネル１３は、図１実施例に示すように４０Ｗ蛍光管を４本設置できる構造であり、中央２本は白色光型蛍光管（白色光光源１３ａ），左右の２本は赤又は緑の単色光蛍光管（単色光光源１３ｂ）を設置できる構造として、植栽の成長を促進して収量増加を期待する方式を採用した。
単色蛍光管（赤又は緑）は夜間に短時間に交互日に点灯するように制御する。
緑色光照射は波長５３０ｎｍにピーク強度があり、赤色光照射は６５０ｎｍにピーク強度があれば蛍光管に限らず、発光ダイオード（ＬＥＤ）や冷陰極管エレクトロイルミネッセンス（ＥＬ）等の光源も使用できる。
培地上面における各単色光の照射強度は光量子束で１０〜５５μｍｏｌｍ−２ｓ−１に照射できるのが望ましい。
【００１３】
＜緑色光と赤色光の暗期交互照射による植物の栄養成長促進効果＞
本発明に係わる暗期における緑色光と赤色光の組合せ照射によると、緑色光照射により成長抑制型植物ホルモンであるジャスモン酸が発現誘導され（非特許文献５）、赤色光照射により成長促進植物ホルモンであるオーキシンが発現誘導される（非特許文献４）。
緑色光を火，木，日曜日の夜間に２時間、赤色光を月，水，金曜日の夜間に２時間組み合わせ照射をした場合には、非処理の場合や，緑色光又は赤色光を単独照射した場合に比較して、植物の成長が促進されることが確認されている。
ジャスモン酸の発現によりオーキシン生合成酵素（ＹＵＣＣＡ）が増加し（非特許文献１）、またオーキシン生成によりジャスモン酸合成経路の受容体（ＪＡＺ１）が誘導される（非特許文献２）等、植物ホルモン間のクロストークにより、結果としてジャスモン酸とオーキシンの両者の発現が強化されて結果として草勢を盛んにする栄養成長が促進される（非特許文献６）。
【００１４】
＜緑色光と赤色光の暗期交互照射による植物の病虫害防御反応と生殖成長促進効果＞
緑色光単独照射又は緑色光と赤色光の組合せ照射により発現誘導されるジャスモン酸は、植物病害のうち炭疽病等死物寄生糸状菌に対して抵抗力を高めるＰＲ遺伝子を誘導すること、ハダニ等による食虫害への抵抗遺伝子誘導が知られている（非特許文献８）。
また緑色光の光受容体であるクリプトクロム２（ＣＲＹ２）に対する光刺激は生殖成長に不可欠な花成誘導効果があることが知られており（非特許文献３）、生殖成長の結果生じる果実収量増加も期待できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明においては、ハウス本体部とその内部の内張りハウス部との二重構造にするとともに、内部に補光パネルを設けることで温度管理が容易で実用的な植物栽培用のハウスが得られる。
また、補光パネルの昇降を自動制御したことにより、植栽区域に補光パネルによる日陰が生じるのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】補光パネルの単体構造と補光パネルの設置方法を示す。
【図２】ビニールハウス内の補光パネルの設置を示す。
【図３】補光パネル昇降駆動システムの構造を示す。
【図４】回転駆動パイプの支持方法を示す。
【図５】回転駆動パイプとロープの締結を示す。
【図６】補光パネルの昇降および補光点灯の連携制御用論理回路図を示す。
【図７】補光パネルの昇降と補光点灯の連携制御電気回路図を示す。
【図８】ハウス側面窓の開閉装置を示す。
【図９】パイプハウス側面窓を開閉する構造を示す。
【図１０】パイプハウス内部に設置した内張りの側面を開閉する構造を示す。
【図１１】排気ファンの設置方法を示す。
【図１２】ハウス側面窓と内張側面の開閉装置と排気ファンの連携制御用論理回路図を示す。
【図１３】ハウス側面窓および内張り側面の開閉と排気ファン作動の連携制御電気回路図を示す。
【図１４】蓄熱槽ポリタンクを内張り内に保持する方法を示す。
【図１５】水封入した黒色塗装ポリタンク蓄熱槽の設置を示す。本発明に係わる環境データと発明を実施の結果で得られた測定結果（図１６）以下に示す。
【図１６】蓄熱槽の予備実験結果を示す。
【図１７】蓄熱槽付属の制御区と蓄熱槽なしの対照区の温度推移を示す。
【図１８】強制換気追加による高温度抑制効果を示す。
【図１９】２０１７年１月７日から２月５日の温度計測結果を示す。
【図２０】各栽培試験区の草勢（葉面積と葉柄長）測定結果を示す。
【図２１】金沢市と宇都宮市の気候と野菜生産金額比較を示す（表１）。
【図２２】北陸施設栽培における遮光と補光の必要期間を示す（表２）。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
植物の生育のためには光合成に必要な光の照射は不可欠である。
図２１の表１に示すように、北陸地方の冬期の晴天日が少ないことが要因で施設栽培が振るわず、石川県は同緯度の栃木県と比較して野菜生産金額は１０％にとどまる（表１．の気象データは金沢気象台および宇都宮気象台の発表データ，野菜生産金額は農林水産省の発表による）。
北陸の冬期に８０％の確率で発生する降雨，降雪日の日射は、光合成有効光量子束密度（ＰＰＦＤ）で６０μｍｏｌｍ−２・ｓ−１程度であり、光合成促進に必要なＰＰＦＤ１５０μｍｏｌｍ−２・ｓ−１に対して不足する。
このため冬期の降雨日にはＰＰＦＤ９０μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１程度の補光装置を設置すれば良いことになる。
補光の消費電力を少なくするためには、補光光源を植栽の直上で点灯するのが望ましいが、一方で日照が十分ある時には植栽直上の補光光源が日陰を作り、光合成促進を阻害する。
このため、日照不足時には補光光源を植栽直上で点灯させ、日照が十分あるときには補光光源を消灯し，なおかつ上方に退避させる日陰を防止する機構を付与することが望ましい。
また、暗期（夜間）に点灯させる単色光も点灯時は植栽直上に降下させ，消灯時には日照の日陰を避けるため上方に退避させることが望ましい。
このため補光光源（白色光光源）と単色光光源の両者を併設した補光パネル１３を図１のように設定した。
図１に示すように補光パネル１３は、白色光光源１３ａと単色光光源１３ｂとを有する。
補光パネル１３は図２のように設置し、図３に示す昇降駆動システムで補光パネル１３を昇降させることができる。
図４には、昇降駆動システムのロープ巻き取り駆動用の回転駆動パイプの支持構造を示し、図５には駆動パイプと巻き取りようロープの締結部位を示す。
図２は、本発明に係るハウスの構造を示す。
ハウス本体部１１の内部に内張りハウス部１２を有する。
ハウス本体部１１は、天井部１１ａと側壁部１１ｂを有し、ビニールシート等が張ってある。
なお、ガラス張りでもよい。
適宜、骨材１１ｃ，１１ｄで骨組されている。
内張りハウス部１２も天井部１２ａと側壁部１２ｂを有し、これらにビニールシート等の透明膜を張ってある。
また、補光点灯や光源昇降の制御のため日照の程度を計測することが必要となる。
このためには光量子計を使うのが通常考えられるが、光量子計は高価であり、出力が小さいので増幅回路が必要なことから、一般の農家がビニールハウス内に設置するのは難しい。
北陸の冬期のハウス栽培においては日照があるとハウス内温度が２０℃以上に上昇し、日照不足時には外気温に近い温度まで低下する。
この性質を使い、日照不足をハウス内の気温（２０℃以上か以下か）で判定する。
図６に補光パネルの昇降および補光点灯の連携制御用論理回路を示し、図７に補光パネルの昇降と補光点灯の連携制御電気回路図を示す。
図６は、緑の単色光と赤の単色光を夜間に２時間ずつ、交互日に点灯する例を示したが、必要に応じて変更できる。
特に補光点灯は消費電力が大きいため、上方の退避位置での誤作動点灯ロスを避けるため下方低下信号が出ている場合においてのみ点灯可能とする連携制御を付随させた。
図７は、タイマー１を例えば８：００〜１７：００に設定し、サーモスタット１の設定温度、例えば２３℃以上であれば補光パネルが上昇する。
また、例えば１７℃以下で下降タイマー２の設定時間内で点灯する。
【００１８】
ビニールハウス内の温度制御は太陽光利用型の施設栽培において大きな課題となる。
特に北陸等、日本海側地方では、連棟式ハウスは冬期の積雪により倒壊するため採用できず、単棟式ハウスを平行設置することになる。
冬期といえども晴天になると急速にハウス内の温度が上昇するためハウス側面窓を開けて自然換気で対処するが、多数設置した単棟ハウスでなお内張を設置した場合には、通常使う手動式巻き上げ装置では対応が遅れ高温に晒されるリスクがある。
この対策として、図８，図９示すハウス側面窓の電動式開閉装置を設置し、内張側面の開閉も図１０に示す電動式開閉装置を設置して、ハウス内温度を検出し側面の開閉を自動制御して自然換気による温度制御をするのが望ましい。
さらに温度上昇が急速に進行する場合には、自然換気だけでは温度制御が間に合わない場合がある。
この対策として図１１に示すように、内張内の高温となった空気を排気するため排気ファンとアルミダクトの設置による強制換気方式が有効である。
軸方向に長い単棟ハウスでは両妻面の上方に排気ファンを設置し、開放した側面窓から外気を取り込む強制換気方式がよい。
吸気式ファンを採用するとファン近傍の植栽に常時風があたり、その区域の植物は成長阻害を起こす。
植物は乾燥による枯れを避けるため気孔を閉じることで、ＣＯ２の取入れが十分にできず、成長阻害をおこすものと推察している。
図１２にハウス側面窓と内張側面の開閉装置と排気ファンの連携制御用論理回路図を示す。
また、図１３にハウス側面窓及び内張り側面の開閉と排気ファン作動の連携制御電気回路図を示す。
ハウス側面窓が閉鎖された状態での排気ファン作動を防止する目的で連携制御を採用する。
図１８に強制換気制御追加により高温度抑制の効果を確認した温度計測結果を示す。
図１２は、温度上昇時、はじめは側面開放にて自然換気する。
さらに２８℃以上に温度上昇すると、ファンが作動する例になっている。
【００１９】
本発明では暖房器具を使わない低温防止処置を図っている。
まず、ビニールハウス本体内部に内張りハウス部を設置した２重膜構造で保温性を向上させることで、日射等で暖められた暖気を植栽区域に保持する。
また、前記の内張りハウス部内部に設置した補光光源から発生する暖気を植栽区域に保持する。
さらに図１４，図１５に示すように、日照捕捉には役に立たない内張内の北側側面に沿って蓄熱槽を設置する。
安価な蓄熱槽とするために艶消し黒色塗装を施したポリタンクに水を封入したものを採用する。
艶消し黒色塗装を施したポリタンクと乳白色の水保存用ポリタンクに水を封入したもので比較試験をした結果を図１６に示すが、計測は１０月５日（晴天日）に密閉したガラス温室で実施した。
７：３０ａｍに室温，両ポリタンク水温は１６．５℃。１４：００に艶消し黒色塗装ポリタンク内水温は４２．５℃，乳白色ポリタンク内水温は３１．０℃に上昇。
黒色タンクは日射により２．２５ＭＪの熱量を吸収し、乳白色タンクは１．２５ＭＪの熱量を吸収した。
１０月５日７：３０〜１４：００間に太陽光照射によりタンク受光面積が受ける熱量は、２．４０ＭＪ。
これから、艶消し黒色塗装ポリタンクの熱吸収率は０．９４，乳白色ポリタンクの熱吸収率は０．５１と計算できる。
艶消し黒色塗装付きポリタンクは蓄熱槽素材として活用できる。
このことから、乳白色ポリタンクの太陽光による熱の吸収効率５１％に対し、黒色塗装したポリタンクのでは太陽光による熱の吸収効率は９４％に達することから、ハウス内の蓄熱槽としては艶消し黒色塗装を施したポリタンクに水を封入してものを採用する。
この蓄熱槽設置の効果を実際のハウス内温度を計測して実証した。
図１７に蓄熱槽付属の制御区と、蓄熱槽なしの対照区の温度推移を示すが、蓄熱槽設置により５℃の低温防止効果が確認できた。
図１９に蓄熱槽＋内張による低温抑制効果（１月７日から２月５日の温度分布実測値）を示す。
最高温度は３０℃以下で制御され、また放射冷却で−５℃まで外気温が低下した冬期早朝においても暖房を使用せずに３．５℃以上の植栽区域温度を確保できることが確認できた。
通常温帯地域で栽培される作物なら暖房なしで栽培可能な温度範囲に制御できている。
このシステムに暖房を付加してさらに栽培促進することも可能であるが、大きな寒暖差を利用した栽培による作物の糖度上昇（付加価値向上）を狙い、北陸地方の野菜の地産地消に貢献できる。
【００２０】
冬期間に日照不足となる北陸地方も、春，夏，秋には晴天日が多いため、強い日照によりハウス内が高温度に達するほかに、作物が強光による光阻害を受ける。
この強光と異常な高温度を緩和するために遮光シートの活用が考えられる。
遮光シートの自動制御式開閉装置も側面窓の開閉装置と同様に可能であるが、ここでは期間限定での遮光シート固定設置する方法を検討した。
直達日射量Ｗは、主に季節ごとの大気内の水蒸気密度変動に伴い生じる大気透過率により変動するが、おおよそ１０００±５０ｗｍ−２程度である。
これに日中の太陽高度αの変動による各時間の水平面日射量Ｗ・ｓｉｎαの変動を求める。
また、北陸地方（金沢気象台）の各旬の日照率（２５年間の晴天発生率の平均値）を求める。
晴天時間帯はＷ・．ｓｉｎαの日照があり，曇天時は散乱光のみとする。
光合成有効放射（ＰＡＲ：４００〜７００ｎｍ波長域）は全日射量の５０％であり、太陽光の平均波長を５５０ｎｍとして、ＰＰＦＤ＝Ｗ・λ／ＮＡ／ｈ／Ｃの式により光合成有効量子束密度（ＰＰＦＤμｍｏｌｍ−２ｓ−１）に換算して日照時間内の累積ＰＰＦＤ（ｍｏｌｍ−２）を計算した。
ここでλは光の波長（５５０ｎｍ），ＮＡはアボガドロ数，ｈはプランク定数，Ｃは光速である。
太陽光を好む陽性植物ではＰＰＦＤ３００μｍｏｌｍ−２ｓ−１が光合成における光飽和点であり、これ以上の光強度は光合成促進に効果はない。
さらに不必要な強光は植物の酸化防止反応による成長阻害や高温障害を引き起こす。
これからＰＰＦＤ３００μｍｏｌｍ−２ｓ−１の１２時間照射による累積ＰＰＦＤ  １３ｍｏｌ／ｍ２を上限に設定し、また施設栽培ではＰＰＦＤ１５０μｍｏｌｍ−２ｓ−１で８時間以上の照射が望まれることから、これを下限値とした累積ＰＰＦＤ  ７ｍｏｌ／ｍ２の範囲内に入るように各旬における遮光シート設置の要否と補光の要否を求めた。
その計算結果を図２２の表２に示す。
３月中旬から１０月下旬まで遮光率４０％の遮光シートを固定設置する。
その他の期間は遮光シートを撤去する。
また、１１月中旬から２月下旬の間は曇天，雨天続きによる日照不足に対応した補光をすることにより、累積ＰＰＦＤを上記の上下限の範囲内に制御することができることがわかる。
このことから、遮光シートの開閉制御せずに固定式でも対応可能である。
この遮光および補光の制御方法は北陸をはじめとする日本海側地方での施設栽培において、重要な光の制御手段となる。
【００２１】
背景光のない夜間（暗期）に単色光を照射する方法で病虫害の被害抑制や、植物の成長を促進する技術が各種報告されている。
補光光源と同様に単色光光源も植栽直上で点灯し、不必要な時には太陽光受光の日陰を作らないように退避させるのが望ましい。
このため補光光源と単色光光源を平行に設置した補光パネルを作り、補光または単色光の点灯時には補光パネルを植栽直上に下降させ、消灯時には上昇して日陰を回避するシステムを作った。
補光パネルの光源は補光用白色光光源（蛍光管やＬＥＤ）と単色光照射用光源（蛍光管やＬＥＤ）を併設する。
実施例では補光用の４０Ｗ白色光蛍光管２本を中央に設置し、４０Ｗ赤色光蛍光管と４０Ｗ緑色光蛍光管を両外側に設置した補光パネルを製作し、栽培試験に供した。
補光パネルには白色光ＬＥＤと赤色光ＬＥＤおよび緑色光ＬＥＤを２：１：１の比率で設置し補光には白色光ＬＥＤを点灯させる方法もある。
また、白色光ＬＥＤを使わずに青色光ＬＥＤと赤色光ＬＥＤと緑色光ＬＥＤを１：１：１の比率で設置し、補光は青色光ＬＥＤ，赤色光ＬＥＤ，緑色光ＬＥＤを同時に点灯させて、昼色光として発光させることも可能である。
暗期には、赤色光ＬＥＤと緑色光ＬＥＤを交互日に点灯させることでも、同じ効果が得られる。
【００２２】
図１８に強制換気制御追加により高温度抑制の効果を確認した温度計測結果を示す。
自然換気のみでは高温度対策は不十分であり、強制換気を追加することで秋期ならば３０℃以下に制御できることが解る。
図１９に本発明の温度制御による栽培試験区の冬期の長期間の連続温度計測結果を示す。
本発明によるハウス内の温度制御システムにより暖房なしでの施設栽培が可能であることが確認できた。
【００２３】
図２０に本発明での施設栽培の効果確認結果を示す。
東西に５０ｍ長さの長軸で幅６ｍのビニールハウス内に、４５ｍ長で幅５．５ｍの透明幕で内張りを設置した。
この内張り内に長さ２０ｍのイチゴ苗の栽培試験区を設定した。
残り２５ｍは高温制御を共通使用したが、蓄熱槽は設置せず、また補光照射もない慣行栽培区とした。
栽培試験区内には４列の畝を設置した。
各畝には２列に２３ｃｍ間隔でイチゴ（ベニホッペ）苗を９月１３日に定植した。
栽培試験区内には緑色光と赤色光を暗期照射し、曇天時に補光する栽培試験区（ＧＲ区），緑色光と緑色光を暗期照射し、曇天時に補光する栽培試験区（ＧＧ区），単色光照射はせずに補光のみ実施する栽培試験区（Ｗ区）と補光も単色光照射もしない栽培試験区（Ｎ区）を設定した。
緑色光と赤色光は各々ＰＰＦＤ２０μｍｏｌｍ−２ｓ−１から５０μｍｏｌｍ−２ｓ−１の強度であり、暗期に２時間の照射であるから１日の累積ＰＰＦＤは０．１４〜０．３６ｍｏｌｍ−２となり、日照＋補光の制御下限値７ｍｏｌｍ−２に対しても２％から５％の低強度の照射である。
４畝すべてにＧＲ区を設定し合計２２０本の苗を定植した。
ＧＧ区，Ｗ区，Ｎ区には各６０本の苗を定植した。
この栽培区から２５％をサンプルとして抽出し，定植後９０日後の１２月１３日に各苗の完全展開した若い葉の幅と長さを計測して、葉面積を計算した。
また、葉柄長はバルブから三つ葉の分岐までの長さを計測した。
この計測結果をＴｕｋｅｙの全群比較を用いて統計検定した結果を図２０に示す。
葉面積は対照区であるＮ区に対して１７％拡大しており１％誤差水準で成長促進の有意差が認められた。
また、葉柄長もＮ区に対して１１％伸長しており１％誤差水準での有意差が認められた。
この計測結果は補光と暗期緑色光と赤色光の交互照射したＧＲ区のイチゴ苗が栄養成長の促進されたことを示しており、緑色光の緑色光の交互照射（ＧＧ区）と比較しても優位であることを示している。
なお、先行試験結果ではＧＲ区の果実収量増加が確認されている。
【符号の説明】
【００２４】
１１      ハウス本体部
１２      内張りハウス部
１３      補光パネル
１３ａ    白色光光源
１３ｂ    単色光光源
【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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【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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【図２１】
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【図２２】
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