(57)【要約】      （修正有）【課題】チップバーンによる商品価値の低下を十分に低減させながら、植物工場の生産性を向上させる植物栽培装置および植物栽培装置を用いた植物栽培方法を提供する。【解決手段】複数の単位空間８が層状に積層された多段式の植物栽培装置２であって、各単位空間８の底面に配置された栽培パネル１０と、単位空間８内において栽培パネル１０の上方に配置され、人工光を照射するための照射装置１２が取り付けられた照明カセットと、照明カセットに固定された送風機構１４とを備える。【選択図】図１
2019041694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単位空間が層状に積層された多段式の植物栽培装置であって、
各単位空間の底面に配置された栽培パネルと、
前記単位空間内において前記栽培パネルの上方に配置され、人工光を照射するための照明装置が取り付けられた照明カセットと、
前記照明カセットに固定された送風機構と
を備える植物栽培装置。
【請求項２】
前記照明装置に備えられ、赤色光および青色光を照射する光照射部と、
赤色光および青色光を任意の順番で個別独立に行うことができる制御部と
を備える請求項１に記載の植物栽培装置。
【請求項３】
前記送風機構は、照明カセットに架設された横桟に固定された送風ファンである請求項１または２に記載の植物栽培装置。
【請求項４】
前記栽培パネルの上方４ｃｍ以上６ｃｍ以下の位置に配置された飽差センサーを備える請求項１〜３のいずれかに記載の植物栽培装置。
【請求項５】
前記送風ファンから送風される風の風速は、前記飽差センサーにより測定される前記植物の群落内の定植期間における飽差平均値が１．０ｇ／ｍ3以上７．０ｇ／ｍ3以下となるように調節される請求項４に記載の植物栽培装置。
【請求項６】
前記送風機構により、
前記栽培パネルの５ｃｍ上方における風速が０．２ｍ／ｓｅｃ以上１．７ｍ／ｓｅｃ以下となり、かつ風速が０．２ｍ／ｓｅｃ未満の領域が前記栽培パネルにおける前記植物の栽培面積の２０％以下となる風速分布を維持される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の植物栽培装置を用いた植物栽培装置。
【請求項７】
複数の単位空間が層状に積層された多段式の植物栽培装置を用いた植物栽培方法であって、
各単位空間の底面に配置された栽培パネルの上方に配置された照明カセットに固定された送風機構により植物に送風を行う送風工程を含む植物栽培方法。
【請求項８】
赤色光を前記植物に照射する赤色光照射工程、および青色光を前記植物に照射する青色光照射工程を任意の順番で個別独立に行う、請求項７に記載の植物の栽培方法。
【請求項９】
前記送風機構は、照明カセットに架設された横桟に固定された送風ファンである請求項７または８に記載の植物栽培方法。
【請求項１０】
前記栽培パネルの上方４ｃｍ以上６ｃｍ以下の位置に配置された飽差センサーを備える請求項７〜９のいずれかに記載の植物栽培方法。
【請求項１１】
前記送風ファンから送風される風の風速は、前記飽差センサーにより測定される前記植物の群落内の定植期間における飽差平均値が１．０ｇ／ｍ3以上７．０ｇ／ｍ3以下となるように調節される請求項１０に記載の植物栽培方法。
【請求項１２】
送風機構により、
栽培パネルの５ｃｍ上方における風速が０．２ｍ／ｓｅｃ以上１．７ｍ／ｓｅｃ以下となり、かつ風速が０．２ｍ／ｓｅｃ未満の領域が前記栽培パネルにおける前記植物の栽培面積の２０％以下となる風速分布を維持される、請求項７〜１１のいずれか一項に記載の植物栽培方法。
【請求項１３】
前記植物が結球性のレタスであることを特徴とする請求項７〜１２の何れか一項に記載の植物栽培方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工光を照射して植物の成長を促進させる多段式の植物栽培装置および該植物栽培装置を用いた植物栽培方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
植物工場のように植物を人工的な環境下で栽培する場合に、チップバーンの発生が問題になる。チップバーンとは、植物体の新葉の末端などが茶色く変色する現象などを指す。栽培物がレタスのような葉そのものを食用とする作物であった場合、チップバーンの発生は、その商品価値が低下することにつながるので好ましくない。
【０００３】
チップバーンを防止する方法として、既に色々な報告がなされている。例えば、特許文献１には、植物体における茎部の頂部に生える若葉に、空気流を放射する複数の空気放射部を備える植物育成用空気放射装置が開示されている。
【０００４】
また、植物の栽培において、カリウム濃度とカルシウム濃度を調節した培養液を用いるチップバーンの抑制方法が、特許文献２に開示されている。なお、特許文献２においては、チップバーンを効果的に低減させるためには、植物の新芽周辺に風速０．１ｍ／ｓｅｃ以上の風を送風するとともに植物の株上部に風速０．４ｍ／ｓｅｃ以上の風を送風することが良いとされている。
【０００５】
さらに、特許文献３には、上下に高さを変えられる空気吹き出し口を備えた管を、植物体の横に設けた植物栽培装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ２０１４／１６２８４８号公報
【特許文献２】特開２０１５−１４９９６８号公報
【特許文献３】特開２０１５−２１３４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、植物工場では、生産性の確保のために、栽培棚が多段式の構造を有するものが多く採用されているため、栽培棚における上下の空間は、極限まで狭く設計されている。
【０００８】
特許文献１〜３は、いずれもチップバーンの発生を防止する技術に関する文献であるが、特許文献１〜３に記載された技術においては、植物の成長速度を著しく早くするＳＨＩＧＹＯ（登録商標）法などを採用した植物工場においては、空気の十分な放射と流動を確保することが難しく、チップバーンによる商品価値の低下を防止することが困難であった。
【０００９】
本発明の目的は、チップバーンによる商品価値の低下を十分に低減させながら、植物工場の生産性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意検討した結果、照明カセットに送風機構を設置することより、均一な風速が確保できることを見出し、本発明を完成した。
［１］  複数の単位空間が層状に積層された多段式の植物栽培装置であって、
各単位空間の底面に配置された栽培パネルと、
前記単位空間内において前記栽培パネルの上方に配置され、人工光を照射するための照明装置が取り付けられた照明カセットと、
前記照明カセットに固定された送風機構と
を備える植物栽培装置。
［２］  前記照明装置に備えられ、赤色光および青色光を照射する光照射部と、
赤色光および青色光を任意の順番で個別独立に行うことができる制御部と
を備える［１］に記載の植物栽培装置。
［３］  前記送風機構は、照明カセットに架設された横桟に固定された送風ファンである［１］または［２］に記載の植物栽培装置。
［４］  前記栽培パネルの上方４ｃｍ以上６ｃｍ以下の位置に配置された飽差センサーを備える［１］〜［３］のいずれかに記載の植物栽培装置。
［５］  前記送風ファンから送風される風の風速は、前記飽差センサーにより測定される前記植物の群落内の定植期間における飽差平均値が１．０ｇ／ｍ3以上７．０ｇ／ｍ3以下となるように調節される［４］に記載の植物栽培装置。
［６］  前記送風機構により、
前記栽培パネルの５ｃｍ上方における風速が０．２ｍ／ｓｅｃ以上１．７ｍ／ｓｅｃ以下となり、かつ風速が０．２ｍ／ｓｅｃ未満の領域が前記栽培パネルにおける前記植物の栽培面積の２０％以下となる風速分布を維持される、［１］〜［５］のいずれかに記載の植物栽培装置を用いた植物栽培装置。
［７］  複数の単位空間が層状に積層された多段式の植物栽培装置を用いた植物栽培方法であって、
各単位空間の底面に配置された栽培パネルの上方に配置された照明カセットに固定された送風機構により植物に送風を行う送風工程を含む植物栽培方法。
［８］  赤色光を前記植物に照射する赤色光照射工程、および青色光を前記植物に照射する青色光照射工程を任意の順番で個別独立に行う、［７］に記載の植物の栽培方法。
［９］  前記送風機構は、照明カセットに架設された横桟に固定された送風ファンである［７］または［８］に記載の植物栽培方法。
［１０］  前記栽培パネルの上方４ｃｍ以上６ｃｍ以下の位置に配置された飽差センサーを備える［７］〜［９］のいずれかに記載の植物栽培方法。
［１１］  前記送風ファンから送風される風の風速は、前記飽差センサーにより測定される前記植物の群落内の定植期間における飽差平均値が１．０ｇ／ｍ3以上７．０ｇ／ｍ3以下となるように調節される［１０］に記載の植物栽培方法。
［１２］  送風機構により、
栽培パネルの５ｃｍ上方における風速が０．２ｍ／ｓｅｃ以上１．７ｍ／ｓｅｃ以下となり、かつ風速が０．２ｍ／ｓｅｃ未満の領域が前記栽培パネルにおける前記植物の栽培面積の２０％以下となる風速分布を維持される、［７］〜［１１］のいずれかに記載の植物栽培方法。
［１３］  前記植物が結球性のレタスであることを特徴とする［７］〜［１２］までの植物栽培方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の植物栽培装置および植物栽培方法によれば、チップバーンによる商品価値の低下を十分に低減させながら、植物工場の生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態に係る植物栽培装置を長辺側の側方から視た図である。
【図２】実施の形態に係る植物栽培装置の照明カセットを下方から視た図である。
【図３】実施例１における収穫時の株上部で測定された風速に基づいて作成された風速分布図である。
【図４】比較例２における風速を測定することにより作成された風速分布図である。
【図５】実施例１の収穫時に、送風ファンを栽培棚短辺方向中央に栽培パネルから１０ｃｍ浮かせた状態で設置し、送風を行い、植物群落側へ横方向から送風した時の風速を測定し作成した風速分布図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、実施の形態に係る植物栽培装置について、植物工場で水耕栽培を行う場合を例に説明する。図１は、実施の形態に係る植物栽培装置を側方から視た図である。なお、本明細書において、「上」あるいは「下」とは図１の状態で規定したものである。
【００１４】
図１に示すように、植物栽培装置２は、複数の支柱４と、支柱４間にわたって架設される複数の梁６を備えた骨組みから成る多段式の構造物である。この植物栽培装置２においては、支柱４と梁６によって構成された複数の単位空間８が層状に積層されている。
【００１５】
ここで、各単位空間８の底面には、植物９を栽培するための栽培パネル１０が配置され、各栽培パネル１０の下方には、水耕栽培を行う際の養液が流れる栽培プール１１が備えられている。
【００１６】
また、単位空間８の上方には、人工光を照射する照明装置１２を固定する照明カセット１３が配置されている。照明カセット１３は、図２に示すように、照明装置１２の光の反射板としての役割を有する板状部分１３ａと、板状部分１３ａに固定された横桟１３ｂからなり、照明装置１２は、横桟１３ｂを介して照明カセット１３に固定される。また、照明カセット１３の上面には、照明装置１２の電源コードなどが配置される。また、照明カセット１３は、植物栽培装置２から脱着可能に設計されている。これは、照明装置１２の交換や、照明の条件を変更する時などに、取り外して作業できるようにするためである。
【００１７】
照明カセット１３には、植物９に空気を吹き付ける送風機構１４が直接または間接的に固定される。送風機構１４の固定の方法については、特に限定されない。照明カセット１３に設置した金具を介して固定するようにしても良いし、磁石などを用いて固定しても良い。また、照明装置１２を固定している横桟１３ｂを利用して、固定しても良いし、図２に示すように、さらに別の横桟１３ｃを追加設置して、この横桟１３ｃに固定しても良い。
【００１８】
ここで、送風機構１４を照明カセット１３に固定することにより、植物９の上方から送風を行い植物９に吹き付けることができる（送風工程）。このため、層状に積層された植物栽培装置２で、板状の照明カセット１３と栽培パネル１０によって形成された半密閉空間全体に、より均一に送風することができる。特に植物９が成長し大きくなった時には、横に送風機構１４を設置する場合に比べ、均一に送風できることができる効果の差は大きくなる。
【００１９】
さらに、送風機構１４を照明カセット１３に固定することにより、送風機構１４のための特別な構造を設置しなくても良く、植物栽培装置２の構成を単純にできる。また、植物９は成長により、必要な風量が変化する場合があるが、そのような生育状況に応じて風量の条件を変える時などに柔軟に対応できる。また、前述したように照明カセット１３は取り外すことができるため、送風機構１４も照明カセット１３ごと取り外すことができる。例えば、送風機構１４の修理や風量の調節時、照明カセット１３を取り外し、別の場所に移動して、送風機構１４の修理や風量の調節を行うことができる。このため、植物工場の狭い単位空間８で作業することを避けることもできる。照明カセット１３に設置した横桟１３ｂを利用して固定する場合は、簡便に固定できる上に、照明装置１２の光を妨害しない位置に確実に送風機構１４を固定することができる。横桟１３ｂごと取り外せるようにもできるので、送風機構１４を植物栽培装置２から取り外すことが容易になる。
【００２０】
送風機構１４は、植物９に送風することにより、飽差を制御し、チップバーンの発生を防ぐ効果を有する。さらに、層状に積層された植物栽培装置２で、板状の照明カセット１３と栽培パネル１０によって形成された半密閉空間において、空気を撹拌することで、照明装置１２により発生する熱を分散させることにも役立つ。結球レタスなどの植物９の栽培では、結球し始める頃になると、空気の移動がかなり阻害されるようになる。この時には、特に、本発明による上方からの送風が効果的である。
【００２１】
ここで、上下に配置される各栽培パネル１０の間隔は、狭ければ狭いほど、単位面積当たりに栽培できる植物９の数を増やすことができる。しかし、各栽培パネル１０が配置された単位空間８には、植物９の生育のためのスペース、ＬＥＤの排熱のためのスペース、送風機構１４が空気を取り込むためのスペースが必要となる。
【００２２】
このため、各栽培パネル１０は、上下方向に高さ３０ｃｍ以上６０ｃｍ以下の間隔で設置されていることが好ましい。各栽培パネル１０の間隔が３０ｃｍ未満では、植物を栽培するための十分な高さが確保できず、排熱が滞り、また、送風機構１４が十分な静圧を保持できない場合があるので好ましくない。６０ｃｍより広い間隔では、高さ方向に積層可能な栽培パネル１０の数が減少するため費用対効果を考慮すると不利になる。なお、各栽培パネル１０の間隔は、より好ましくは３５ｃｍ以上５５ｃｍ以下であり、さらに好ましくは４０ｃｍ以上５０ｃｍ以下である。
【００２３】
なお、送風機構１４としては、風速・風量を調節でき、栽培パネル１０上の植物９に風を送ることができれば、特に種類に制限はない。空気管であってもよいし、送風ファンであっても良い。狭い空間で効率よく風を送る目的のためには、送風ファンであることが好ましい。送風ファンを用いる時は、例えば、ＳＡＮＡＣＥ  ９Ｇ１２１２Ｈ４０１（山洋電気株式会社製）などが好適に使用できる。
【００２４】
また、栽培パネル１０において、植物９が密植された植物群落内部の株元には、栽培パネルの上部４ｃｍ以上６ｃｍ以下の位置に、飽差センサー１６が設置されており、植物９の群落内の気温、相対湿度、飽差の推移を測定し飽差状態に応じて送風機構１４の風量が制御される。
【００２５】
植物９が、大きく成長した時や、植物９の生育が旺盛な時には、植物９からの蒸散などによって、植物群落内部の飽差は、半密閉空間以外の空間の飽差の値とは一致しないことがある。飽差は、植物９の蒸散量と関係しており、飽差が、低すぎると蒸散が活発に起こらないため植物体内の転流速度が低下し生育不良や生理障害が生じる。一方、飽差が高すぎる場合、植物９からの水分損失が大きくなり生育不良となる。従って、植物群落内部の飽差を測定することは、植物９の生育を管理するために都合がよい。
【００２６】
本発明の植物栽培装置２による植物９の栽培方法では、飽差センサー１６により測定される植物９の郡落内の定植期間における飽差平均値が、好ましくは１．０ｇ／ｍ3以上７．０ｇ／ｍ3以下、より好ましくは１．５ｇ／ｍ3以上６．０ｇ／ｍ3以下、さらに好ましくは２．０ｇ／ｍ3以上５．０ｇ／ｍ3以下に維持されるように、送風機構１４から送風される風の風速が調節される、。
【００２７】
また、本発明の植物栽培装置２では、送風機構１４を利用して、栽培パネル１０から５ｃｍ上方の部分において０．２ｍ／ｓｅｃ以上１．７ｍ／ｓｅｃ以下の風速分布を維持し、植物９を収穫するときには植物体の頂点から上方２ｃｍの地点の風速を０．２ｍ／ｓｅｃ以上１．７ｍ／ｓｅｃ以下に維持する。
【００２８】
風速は、均一に制御されることが必要であり、好ましくは風速が０．２ｍ／ｓｅｃ未満の領域が栽培面積の２０％以下、風速が０．２ｍ／ｓｅｃ以上１．０ｍ／ｓｅｃ以下の領域が栽培面積の４０％以上、風速が１．０ｍ／ｓｅｃ以上１．４０ｍ／ｓｅｃ以下の領域が栽培面積の５０％以下、風速が１．４ｍ／ｓｅｃ以上の領域が栽培面積の２０％以下の条件に制御される。
【００２９】
より好ましくは風速が０．２ｍ／ｓｅｃ未満の領域が栽培面積の１０％以下、風速が０．２ｍ／ｓｅｃ以上１．０ｍ／ｓｅｃ以下の領域が栽培面積の５０％以上、風速が１．０ｍ／ｓｅｃ以上１．４ｍ／ｓｅｃ以下の領域が栽培面積の３０％以下、風速が１．４ｍ／ｓｅｃ以上の領域が栽培面積の１０％以下の条件に制御される。
【００３０】
風速が、０．２ｍ／ｓｅｃより小さいとチップバーン等の生理障害が多発する。風速が、１．７ｍ／ｓｅｃより大きい時には、葉面積や生育量の低下等の問題が生じるため好ましくない。
【００３１】
風速は風速計クリモマスター６５０１−Ｂ０（日本カノマックス社製）とクリモマスタープローブ６５３３−２１（日本カノマックス社製）を使用して栽培パネルから５ｃｍ上方で測定し、３０秒間の平均値をその測定点の風速とする。
【００３２】
風速分布は各測定点の風速を基に按分し等高線を引くことで表現する。測定点は基本的に１ｍ2あたりに５０か所を均等に配置することとする。これにより等高線による風速分布図を作成することができる。
【００３３】
各風速領域の栽培面積に占める割合は、この風速分布を用いて該当する風速領域の面積を求め、その面積を栽培面積で除算することによって算出される。
送風機構１４は、上述の風速分布を維持できる風量を有することが望ましい。好ましくは風量０．３ｍ3／ｍｉｎ以上４．０ｍ3／ｍｉｎ以下に制御することができるファンがよく、より好ましくは風量０．５ｍ3／ｍｉｎ以上３．５ｍ3／ｍｉｎ以下、さらに好ましくは風量０．７ｍ3／ｍｉｎ以上３．０ｍ3／ｍｉｎ以下に制御することができるものがよい。具体的には、風量が２．５ｍ3／ｍｉｎのものを使用する。
【００３４】
送風装置はその性能に応じて、照明カセット１ｍ2あたりに１個以上設置することが好ましい。なお、１ｍ2あたりに２〜６個設置するのがより好ましく、１ｍ2あたりに４〜５個設置するのはさらに好ましい。
【００３５】
照明装置１２は、赤色光および青色光を照射する光照射部（図示せず）を備えている。また、照明装置１２には制御部が備えられ、光照射部により、赤色光を植物９に照射する赤色光照射工程、および青色光を植物９に照射する青色光照射工程を特定の照射時間、特定の照射量、かつ任意の順番で個別独立に制御することができる。
【００３６】
光照射部には、植物９に照射する人工光の光源（図示せず）が備えられている。なお、光源には、赤色光の光源と青色光の光源とが含まれる。また、光源としては、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できる発光ダイオード（ＬＥＤ）や、レーザーダイオード（ＬＤ）、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子、直管形及びコンパクト形の蛍光ランプ、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などを用いることができる。
【００３７】
また、光照射部から出射される赤色光としては、中心波長６００ｎｍ以上７３０ｎｍ以下の光が挙げられる。特に中心波長が６４０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下であることが、光合成反応に対する効率が高く、特に成育速度の向上に効果が大きいため好ましい。中心波長が６４５ｎｍ以上６７０ｎｍ以下であればより好ましい。
【００３８】
光照射部から出射される青色光としては、中心波長４００ｎｍ以上５１５ｎｍ以下の光が挙げられる。特に中心波長が４３０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下であることが、光合成反応に対する効率が高く、光形態形成への効果も大きいため好ましい。中心波長が４４０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下であればより好ましい。
【００３９】
赤色光と青色光の波長は、各照射工程の一つの照射サイクルにおいて上記波長域の範囲内で変化させてもよいし、ある照射サイクルと別のある照射サイクル間で変化させてもよい。
【００４０】
制御部は、赤色光の光源または青色光の光源に所定の電流を供給することにより、赤色光の光源と青色光の光源とを別個独立に点灯・消灯させる。また、本実施の形態においては、制御部によって、赤色光の光源または青色光の光源に供給する電流の大きさを調節することにより、光照射部から出射される赤色光及び青色光の発光強度を制御できるのが好ましい。
【００４１】
レタスにおける定植時の光照射の条件は、例えば、以下のようになる。
赤の光のみを照射する工程（赤ステージと略す場合がある）の日積算光量（ＤＬＩ）は４．３ｍｏｌ／ｍ2・ｄａｙ以上２６．０ｍｏｌ／ｍ2・ｄａｙ以下であり、青の光のみを照射する工程（青ステージと略す場合がある）のＤＬＩは０．３ｍｏｌ／ｍ2・ｄａｙ以上１１．０ｍｏｌ／ｍ2・ｄａｙ以下が好ましい。日積算光量が前記範囲を上回った場合植物の生育に変化が無いので、エネルギーを無駄に消費することとなり経済的に不利となる。また場合によっては、光過剰による生育障害が発生する恐れがある。
【００４２】
より好ましくは赤ステージのＤＬＩが１０．０ｍｏｌ／ｍ2・ｄａｙ以上２３．０ｍｏｌ／ｍ2・ｄａｙ以下、青ステージのＤＬＩは０．８ｍｏｌ／ｍ2・ｄａｙ以上６．０ｍｏｌ／ｍ2・ｄａｙ以下であり、さらに好ましくは赤ステージのＤＬＩが１６．０ｍｏｌ／ｍ2・ｄａｙ以上２２．０ｍｏｌ／ｍ2・ｄａｙ以下、青ステージのＤＬＩは１．０ｍｏｌ／ｍ2・ｄａｙ以上３．２ｍｏｌ／ｍ2・ｄａｙ以下である。
【００４３】
上記のように、赤色光照射工程と青色光照射工程を有する植物９の栽培方法は、ＳＨＩＧＹＯ（登録商標）法と呼ばれる。ＳＨＩＧＹＯ（登録商標）法では、従来の栽培方法に比べ、植物の成長速度が速い。このため植物工場における植物栽培において、生産コストの低減に著しい効果がある。しかし、ＳＨＩＧＹＯ（登録商標）法では、植物９の成長がとても速いので、ＳＨＩＧＹＯ（登録商標）法以外の栽培法では、それほど問題ならない程度にしか発生しないチップバーンが、より高い頻度で発生する場合があった。しかし、本発明による植物栽培装置あるいは、植物栽培方法によれば、チップバーンを効果的に防ぐことのできるので、ＳＨＩＧＹＯ（登録商標）法との組み合わせによって、より効率の良い、良質な植物の栽培を可能にし、植物工場の生産性を向上させることができる。
【００４４】
なお、ＤＬＩは、ＬＩ−ＣＯＲ製光量子計ＬＩ−２５０Ａを用いて測定することができる。また、植物９の栽培方式は、水耕栽培、噴霧栽培、固形培地耕などが挙げられる。衛生面や施肥作業の面からは、管理の容易な水耕栽培が好ましい。
【００４５】
水耕栽培の場合には、栽培プール１１に供給する養液の液温が１０℃以上３０℃以下であれば好ましい。養液の液温が１０℃以上℃以上３０℃以下であれば、植物９の根部の栄養吸収に障害が起き、生育が大幅に悪くなることを防止することができる。栽培プール１１に供給する養液の液温は、より好ましくは１８℃以上２８℃以下、さらに好ましくは２０℃以上２５℃以下である。
【００４６】
養液の制御は、養液電気伝導度（ＥＣ；Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）による濃度制御が一般的であり、養液濃度の目安として使用する。ＥＣが高すぎる場合は栄養過剰による形態異常や、根域の浸透圧ストレスによる生育量低下を引き起こすことがある。通常は、ＥＣが１．３ｄＳ／ｍ以上２．８ｄＳ／ｍ以下、ｐＨが５．５以上６．５以下の条件で栽培する。なお、植物水耕栽培における養液は一般的にｐＨが５．５以上６．５以下の範囲が適切とされている。養液のｐＨが高すぎ、または低すぎると植物９の成長へ悪影響を及ぼす。
【００４７】
栽培室温度は一般的な植物の水耕栽培を行う温度であり１０℃以上３０℃以下が好ましい。より好ましくは１５℃以上２５℃以下でさらに好ましくは２０℃以上２３℃以下である。
【００４８】
栽培室内の相対湿度は一般的な植物の水耕栽培を行う相対湿度であり４０〜９０％が好ましい。より好ましくは５０％以上８０％以下であり、さらに好ましくは６５％以上７５％以下である。
【００４９】
植物群落内の相対湿度は密植されていない状態では、上述したのと同様に、６５％以上７５％以下に調整することが好ましい。一方で植物９が成長してくると密植状態になるため植物群落内の相対湿度が非常に高くなる。送風機構１４を作動させることにより相対湿度を好ましくは５０％以上９５％以下、より好ましくは６０％以上８０％以下、さらに好ましくは６５％以上７５％以下に維持する。
【００５０】
植物の成長を促進するために、炭酸ガス濃度を高めることも好適に用いられる。炭酸ガス濃度は経済性および生育への好影響の観点から、４００ｐｐｍ以上１６００ｐｐｍ以下が好ましい。より好ましくは６００ｐｐｍ以上１４００ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは７００ｐｐｍ以上１３００ｐｐｍ以下である。低すぎる場合は栄養不足による生育量低下を引き起こすことがある。
【００５１】
植物９の株密度は、１０〜１６０株／ｍ2になるように調整することが好ましい。株間隔の短縮につれ生産株数がアップする一方で株あたりの重量が減少し、徒長する傾向になる。品質と生産性のバランスの観点から、植物９の株密度は、２５〜９０株／ｍ2がより好ましい。
【００５２】
レタスを栽培する場合における一般的条件は次の通りである。好ましいＤＬＩは、５ｍｏｌ／ｍ2／ｄａｙ以上１０ｍｏｌｅ／ｍ2／ｄａｙ以下である。また、播種後三日目からは、ＥＣが０．７ｄＳ／ｍ以上１．５ｄＳ／ｍ以下、ｐＨが５．５以上６．５以下で潅水するのが好ましい。播種後七日目以降はＥＣが１．０ｄＳ／ｍ以上１．８ｄＳ／ｍ、ｐＨが５．５以上６．５以下で潅水するのが好ましく、播種後１４日目以降はＥＣが１．３ｄＳ／ｍ以上２．８ｄＳ／ｍ以下、ｐＨが５．５以上６．５以下で潅水するのが好ましい。
【００５３】
本実施の形態に係る発明によれば、飽差条件が改善されることで、蒸散を促進し植物９の体内での転流を活発化させることが可能となる。これにより、栄養素の転流不足が原因であるチップバーンや尻腐れ病などの生理障害発生を抑えることが可能となる。こうした生理障害は葉だけでなく果実等にも発生する。
【００５４】
従って、対象となる植物９としては葉菜類、果菜類、根菜類、果樹類、穀類、コケ類、シダ類、観葉植物類、薬草類等が挙げられる。
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、ディルなど；シソ科のシソ、バジル、ローズマリーなど；ネギ科のネギなど；ウコギ科のウドなど；ショウガ科のミョウガなどが挙げられる。
【００５５】
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。
【００５６】
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、ユリ科のユリ根などが挙げられる。
【００５７】
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、シロウリ、マクワウリ、ニガウリ、ズッキーニ、トウガンなど；マメ科のサヤインゲン、ソラマメ、サヤエンドウ、エダマメなど；ナス科のトマト、ナス、ピーマン、シシトウ、トウガラシ、パプリカなど；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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
また、観賞用植物類としては、バラ、ミニバラ、リンドウ、ユーストマなどに加えて、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類が挙げられる。
薬草としては、専ら医薬品として用いられるシコン、センブリ、マオウなどの他に、医薬品的効能効果を標ぼうしない限り医薬品として扱わないサイコ、カンゾウ、トウキ、センキュウ、オタネニンジンなどが含まれる。
【００６１】
特に葉菜類は葉面積が大きいため個体あたりの蒸散能力が高く、本発明の効果を受けやすく、対象として好ましい。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、ディルなど；シソ科のシソ、バジル、ローズマリーなど；ネギ科のネギなど；ウコギ科のウドなど；ショウガ科のミョウガなどが挙げられる。
【００６２】
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、グレートレーク、からっ風、サラダ菜、マリア、サマーガイ、バークレー、ゴジラ、サウザー、シスコ、シーカー、アリスト、サラダ菜、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・サンチュなどが挙げられる。上記レタス類は閉鎖型植物工場でチップバーンがしばしば問題となっている品種であり、本発明の効果がさらに発揮される。
【実施例】
【００６３】
以下、実施例により、本実施の形態に係る発明を更に具体的に説明するが、本実施の形態に係る発明は、以下の実施例にのみ制限されるものではない。
＜実験条件＞
以下に示す実施例において、品種は玉レタスＡ（タキイ種苗株式会社）を使用した。
播種は市販の水耕栽培用ウレタンスポンジに播種し一晩の暗期処理後に光強度１４０μｍｏｌ／ｍ2−ｓの白色蛍光灯下において日照１６時間で育苗を行った。養液は播種後３日目から大塚Ａ処方（ＯＡＴアグリオ株式会社）から調製したＥＣ＝１．０±０．３ｄＳ／ｍ，ｐＨ＝６．０±０．３で潅水し、７日目後はＥＣ＝１．５±０．３ｄＳ／ｍ，ｐＨ＝６．０±０．３で潅水し、１４日目後はＥＣ＝２．１±０．３ｄＳ／ｍ，ｐＨ＝６．０±０．３で潅水した。
【００６４】
播種後７日目に市販の１２８穴セルトレーへ移植し、播種後２１日目に多段式栽培棚の栽培パネルへ定植し、播種後４１日まで栽培した。
養液は肥料制御装置（らくらく肥料管理機３；  セムコーポレーション株式会社）により制御し、大塚Ａ処方（葉菜類用栽培養液、ＯＡＴアグリオ株式会社）から調製したＥＣ＝２．１±０．３ｄＳ／ｍ，ｐＨ＝６．０±０．３を、循環装置を用いて循環させた。
大型栽培棚で栽培試験を行い、室内環境条件は、気温は２３℃、相対湿度は７０％、炭酸ガス濃度は１０００ｐｐｍに設定した。
【００６５】
（実施例１）
ＬＥＤが固定されている照明カセットに、新たに別の横桟を設け、その横桟に送風ファンを取り付けた。送風ファンは１ｍ2あたり均等に４個の割合で設置した。
送風ファンはＤＣファン  ＳＡＮＡＣＥ１２０  ９ｓ１２１２Ｌ４０１（山洋電気株式会社）を使用した。
【００６６】
送風ファンへかける電圧は８Ｖとし、定植後３日目から作動させた。
風速の測定は風速計クリモマスター６５０１−Ｂ０（日本カノマックス社製）とクリモマスタープローブ６５３３−２１（日本カノマックス社製）を使用した。
測定箇所は栽培パネル１０から５ｃｍ上方で１ｍ2当たり５０か所均等に測定し、３０秒間測定した値の平均値をそれぞれの測定箇所の測定結果とした。
【００６７】
光条件は光源として赤色ＬＥＤ（中心波長：６６０ｎｍ、昭和電工製ＨＲＰ−３５０Ｆ）、および青色ＬＥＤ（中心波長：４５０ｎｍ、昭和電工製ＧＡ２ＰＴ４５０Ｇ）を用いた。光条件は、赤ステージのＤＬＩは１３．０ｍｏｌ／ｍ2・ｄａｙとし、青ステージのＤＬＩは３．５ｍｏｌ／ｍ2・ｄａｙとなるように設定した。ＤＬＩは、ＬＩ−ＣＯＲ製光量子計ＬＩ−２５０Ａを用いて測定した。
１ｍ2あたりに５０株の植物９を定植して栽培し、定植期間最終日に４０個体を収穫した。
【００６８】
（実施例２）
光条件として、赤ステージのＤＬＩは２１．６ｍｏｌ／ｍ2・ｄａｙとし、青ステージのＤＬＩは１．２ｍｏｌ／ｍ2・ｄａｙとなるように設定し、１ｍ2あたりに７０株の植物を定植して栽培し、定植期間最終日に６０個体を収穫した以外は、実施例１と同様の方法で植物群落を栽培した。
【００６９】
（比較例１）
照明カセットに送風ファンを取り付けずに実験を行った以外は、実施例１と同様の方法で植物群落を栽培した。
【００７０】
（比較例２）
照明カセットに送風ファンを取り付けずに実験を行った以外は、実施例２と同様の方法で植物群落を栽培した。
実施例１、２、比較例１、２について収穫時の玉レタスに対し地上部新鮮重、チップバーン発生率、植物群落内飽差について測定を行った。
【００７１】
地上部新鮮重量はその平均値を表１に示す。
チップバーン発生率は全株数に対するチップバーン発生株数の割合とした。表１に示す。
軽度のものも含めて葉一枚以上にチップバーンが発生した株をチップバーン発生株とした。
植物群落内飽差は、ｔｈｅｒｍｏ  ｒｅｃｏｒｄｅｒ  ｔｒ−７２ｕｉ（Ｔ＆Ｄ社製）を栽培区画に均等に三か所設置して計測した。定植期間における平均値を算出しその代表的な値を表１に示す。
【００７２】
【表１】
2019041694.tif 000003
【００７３】
実施例１と比較例１を比較すると、実施例１の方が比較例１よりも飽差平均値は高くチップバーン発生率が大きく低下している。また、実施例１と比較例１の間で地上部新鮮重に有意差はなかった。
【００７４】
以上より、本実施の形態に係る発明のように、送風によって飽差平均値を上昇させることで、植物９の成長速度を維持したままチップバーンの発生を大きく抑制することができた。
【００７５】
実施例２と比較例２は、いずれも株間隔を狭めており非常に密植した条件となっている。この条件においても飽差平均値は実施例２の方が高くチップバーン発生率は大きく低下した。また実施例２と比較例２の間で地上部新鮮重に有意差はなかった。
【００７６】
以上より、本実施の形態に係る発明による送風効果は密植した高湿度条件においても有効であり、栽培面積あたりの収穫数を大きく増加させながらチップバーンを抑制できることができることが示された。
【００７７】
＜風速分布の解析＞
さらに本実施の形態に係る植物栽培装置２と従来のファンを備えた植物栽培装置との風速分布の比較を行った。
【００７８】
ここで、図３は、実施例１における収穫時の株上部で測定された風力分布に基づいて作成された風速分布図である。また、図４は、比較例２における風速を測定することにより作成された風速分布図である。また、図５は、実施例１の収穫時に、収穫時にファンを栽培棚短辺方向中央に栽培パネルから１０ｃｍ浮かせた状態で別途設定した固定具により設置し、送風を行い、植物群落側へ横方向から送風した時の風速を測定し作成した風速分布図である。
【００７９】
図３と図４の比較により、本実施の形態に係る植物栽培装置２によって、０．２ｍ／ｓｅｃ以上１．７ｍ／ｓｅｃ以下の好適な風速条件を作製することができたことが分かる。また、図５では、１．７ｍ／ｓｅｃ以上の強風域０．２ｍ／ｓｅｃ以下の低風域が発生している。植物は強風によって葉の折れ、倒伏が起き、また風速の違いによって生育ムラ等が生じる恐れがある。
【符号の説明】
【００８０】
２     植物栽培装置
４     支柱
６     梁
８     単位空間
９     植物
１０   栽培パネル
１１   栽培プール
１２   照明装置
１３   照明カセット
１３ａ 板状部分
１３ｂ 横桟
１３ｃ 横桟
１４   送風機構
１６   飽差センサー
【図１】
2019041694.tif 000004
【図２】
2019041694.tif 000005
【図３】
2019041694.tif 000006
【図４】
2019041694.tif 000007
【図５】
2019041694.tif 000008