(57)【要約】【課題】病害や虫害を回避して早期育成を行なって、樹木の生産性を向上することができる樹木の生育方法及び樹木生育システムを提供する。【解決手段】植物栽培施設１０は、光源１６及び気温を調整する空調設備２２を備えている。植物栽培施設１０には、苗木Ｐ１の根に培養液を供給する循環路が接続されている。制御ユニット５０は、生育期において、日長時間を１６時間、気温の設定温度を２５℃、培養液の設定温度を１５℃〜２０℃として生育する。休眠導入期においては、日長時間を８時間、設定気温を２３℃、培養液の設定温度を１０℃に変更する。休眠打破期においては、日長時間を８時間として炭酸ガスの供給を停止したまま、設定気温を７℃、培養液の設定温度を３℃に変更する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発根した樹木を生育する方法であって、
前記樹木を植えた培地を温度調整可能な植物栽培施設内に配置し、
前記樹木の根を、流液した培養液に浸漬し、
前記植物栽培施設内の環境温度の制御により、休眠中の前記樹木について休眠打破を行なうことを特徴とする樹木の生育方法。
【請求項２】
前記植物栽培施設内には、人工光を照射する人工光照明装置が設けられ、
前記休眠打破においては、前記人工光照明装置を用いて、前記樹木の明期の時間を制御することを特徴とする請求項１に記載の樹木の生育方法。
【請求項３】
前記人工光による明期の時間を短くすることにより、前記樹木の休眠導入を行なうことを特徴とする請求項２に記載の樹木の生育方法。
【請求項４】
前記環境温度の制御は、前記培養液の温度を制御することにより行なわれることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の樹木の生育方法。
【請求項５】
発根した樹木を生育する樹木生育システムであって、
培地に植えられた前記樹木の根を浸漬する培養液を流液させる培養液流動部と、
前記樹木の環境温度を調整する温度調整部と、
休眠中の前記樹木を、休眠打破させるための環境温度に前記温度調整部を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする樹木生育システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発根した樹木の生育方法及び樹木生育システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
樹木の生育を促進するための栽培方法が検討されている（特許文献１、２参照。）。特許文献１に記載のオリーブの栽培方法は、休眠期や休眠打破における気温を設定することにより、１ライフサイクル期間を短くして、果実生産性を高める。
【０００３】
また、特許文献２に記載の苗木生産システムは、親木から採穂された穂木を挿し付けて発芽させる自動潅水設備を備えた屋内育苗施設と、苗木を屋内環境にて養生する屋内置場と、屋内置場にて養生された苗木を屋外環境にてさらに養生する屋外置場とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１５８２７０号公報
【特許文献２】特開平１１−７５５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１，２等に記載された樹木の生育方法においては、培養土を用いている。このため、培養土に起因する病害や害虫害によって、樹木の歩留まりが低下し、生産性向上が難しい場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する樹木の生育方法は、発根した樹木を生育する方法であって、前記樹木を植えた培地を温度調整可能な植物栽培施設内に配置し、前記樹木の根を、流液した培養液に浸漬し、前記植物栽培施設内の環境温度の制御により、休眠中の前記樹木について休眠打破を行なう。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、病害や虫害を回避して早期育成を行なって、樹木の生産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態の樹木を生育する植物栽培施設の概略構成図。
【図２】本実施形態の栽培のタイムスケジュールを説明する説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図１〜図２を用いて、樹木の生育方法及び樹木生育システムを具体化した一実施形態について説明する。本実施形態では、林地に植林されるカラマツの苗木を生育する場合を想定する。
【００１０】
まず、図１を用いて、苗木を生育するための樹木生育システムとしての植物栽培施設１０について説明する。植物栽培施設１０は、通常、外界に開放されておらず、ドアを開放した場合にのみ人が出入りできる閉空間である。
【００１１】
植物栽培施設１０には、栽培床１１が配置されている。栽培床１１は、循環される培養液を貯蔵する貯蔵部１２を備える。この貯蔵部１２には、培養液を循環させる循環路が接続されている。貯蔵部１２には、空気層をおいて、複数の人工培地１５が水平方向に離間して設けられている。人工培地１５は、例えば、滅菌されたウレタン等の多孔質体で構成される。各人工培地１５には、挿し木によって発根させた苗木Ｐ１が植えられている。この苗木Ｐ１の根は、貯蔵部１２内において流液する培養液に浸漬している。
【００１２】
栽培床１１の上方には、複数の光源１６が配置されている。光源１６は、苗木Ｐ１に、日照として人工光を照射する人工光照明装置である。この光源１６は、光量子量（光合成光量子束密度）を調整可能な光源である。本実施形態では、光源１６として、蛍光灯型ＬＥＤ（発光ダイオード）を用いる。
【００１３】
植物栽培施設１０には、気温検出部２１及び空調設備２２が設けられている。気温検出部２１は、植物栽培施設１０内の気温を検出する。空調設備２２は、気温検出部２１からの検出温度に基づいて、植物栽培施設１０内を設定温度に調整する。
【００１４】
また、植物栽培施設１０の貯蔵部１２に接続されている循環路には、培養液を圧送させる圧送ポンプ（図示せず）、培養液温度検出部２５及び培養液冷却装置２６が設けられている。本実施形態では、貯蔵部１２、循環路及び圧送ポンプが培養液流動部として機能する。
【００１５】
培養液温度検出部２５は、培養液の温度を検出する。
培養液冷却装置２６は、熱交換器によって、循環する培養液を冷却する。培養液冷却装置２６は、培養液温度検出部２５からの検出温度に基づいて、設定温度となるように、熱交換器を用いて、培養液を冷却する。
本実施形態では、気温検出部２１、空調設備２２、培養液温度検出部２５及び培養液冷却装置２６が温度調整部として機能する。
【００１６】
更に、植物栽培施設１０には、ＣＯ２濃度検出部２８が設けられている。このＣＯ２濃度検出部２８は、植物栽培施設１０内の二酸化炭素（ＣＯ２）濃度を検出する。
【００１７】
植物栽培施設１０には、炭酸ガス供給部３０が接続されている。この炭酸ガス供給部３０は、植物栽培施設１０とオフィス３１とを連通する気体供給管を備えている。気体供給管には、供給ポンプ３２及びバルブ３３が取り付けられている。供給ポンプ３２は、オフィス３１の排気（炭酸ガス）を植物栽培施設１０の空間に圧送する。この排気には、比較的濃い濃度の二酸化炭素（ＣＯ２）が含まれている。バルブ３３は、オフィス３１からの排気の供給量を調整する。このため、供給ポンプ３２が稼働されると、オフィス３１からの排気が植物栽培施設１０に供給される。
【００１８】
植物栽培施設１０内の環境条件は、制御ユニット５０によって制御される。
制御ユニット５０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ等のメモリ等を備えた制御手段である。制御ユニット５０は、日長時間制御部５１、気温制御部５２、液温制御部５３及びＣＯ２供給制御部５４を備えている。制御ユニット５０は、内蔵するシステムタイマのカレンダーを用いて現在の月日（現在日）を特定する。
【００１９】
日長時間制御部５１は、光源１６の光量子量の可変制御やスイッチのオンオフ制御を行なう。日長時間制御部５１には、植物に照射する光源１６の制御を行なう日照制御データが記憶されている。この日照制御データには、１日の日長時間に応じた光量子量に関する日照制御パターンが含まれている。日長とは、その１日における明期の時間である。日照制御パターンには、パターン周期時間を２４時間として、日中の太陽光の日射パターンと同様に光量子量を調整するパターンが設定されている。
【００２０】
日長時間制御部５１は、日長時間に応じた日照制御データを用いて、光源１６の照明機構部に対してオンオフや光量子の可変制御の指示信号を出力する。本実施形態では、各日の日長時間は、年間のタイムスケジュール（月日）に応じて予め設定される。具体的には、日長時間制御部５１は、生育期（２月２１日〜１０月３１日）には、１６時間日長、休眠期（１１月１日〜翌年２月２０日）には、８時間日長に設定する。
【００２１】
気温制御部５２は、気温検出部２１が検出した植物栽培施設１０の気温に基づいて、植物栽培施設１０内の気温が設定温度になるように空調設備２２を制御する。本実施形態においては、気温制御部５２の設定温度は、年間スケジュールに応じて予め設定される。ここで、休眠期では、設定温度を５℃〜１５℃とし、生育期では、設定温度を２５℃とし、休眠期から生育期への移行期間、又は生育期から休眠期への移行期間は、段階的に温度を昇降させる。具体的には、生育期の最生育期（４月１日〜１０月３１日）は２５℃、移行期間の休眠導入期（１１月１日〜１１月３０日）及び冬芽生育期（２月５日〜３月３１日）は２３℃、休眠打破期（１２月１日〜翌年２月４日）は７℃の設定温度に設定される。
【００２２】
液温制御部５３は、培養液温度検出部２５が検出した培養液の温度に基づいて、植物栽培施設１０に供給する培養液が設定温度になるように、培養液冷却装置２６を制御する。本実施形態においては、液温制御部５３の設定温度は、年間スケジュールに応じて予め設定される。具体的には、最生育期（４月１日〜１０月３１日）には、培養液の温度として、１５℃〜２０℃に設定し、この範囲において、外気温との差が少なくなる温度に設定する。また、休眠期においては、培養液の温度として、培養液が凍らない温度で、植物栽培施設１０の気温よりも低く設定する。具体的には、休眠導入期（１１月１日〜１１月３０日）及び冬芽生育期（２月５日〜３月３１日）は１０℃、休眠打破期（１２月１日〜翌年２月４日）は、設定温度として３℃を用いる。
【００２３】
ＣＯ２供給制御部５４は、生育期（２月２１日〜１０月３１日）において、植物栽培施設１０内の二酸化炭素濃度が設定濃度となるように、炭酸ガス供給部３０を制御する。この場合、ＣＯ２供給制御部５４は、ＣＯ２濃度検出部２８が検出した植物栽培施設１０のＣＯ２濃度に基づいて、オフィス３１から供給される排気の供給量を制御する。
【００２４】
＜栽培スケジュール＞
次に、図２を用いて、苗木Ｐ１を栽培する年間スケジュールについて説明する。本実施形態においては、２月２１日から１０月３１日までを生育期とする。なお、通常の露地栽培では、４月から８月が生育期である。
【００２５】
生育期において苗木Ｐ１が最もよく生育する最生育期（４月１日〜１０月３１日）においては、日長時間を１６時間、気温の設定温度を２５℃、培養液の設定温度を１５℃〜２０℃、ＣＯ２濃度の設定濃度を１０００ｐｐｍとして生育する。
【００２６】
そして、１１月１日に休眠導入を開始する。苗木Ｐ１は、２週間〜４週間で休眠するため、本実施形態では、休眠導入の環境条件を１か月間（１１月３０日まで）継続する。この休眠導入期においては、日長時間を８時間、設定気温を２３℃、培養液の設定温度を１０℃に設定変更する。この場合、制御ユニット５０のＣＯ２供給制御部５４は、炭酸ガス供給部３０のバルブ３３を閉じて、オフィス３１からの排気を停止する。なお、炭酸ガス供給部３０からの供給を停止した場合、植物栽培施設１０内の二酸化炭素濃度は、約２００ｐｐｍとなる。
【００２７】
その後、１２月１日に休眠打破を開始する。この休眠打破期においては、日長時間を８時間、二酸化炭素の供給を停止で、設定気温を７℃、培養液の設定温度を３℃に設定変更する。
【００２８】
休眠打破を開始した１５００時間以上の期間が経過し、生育期の２週間程前の２月５日になった場合、冬芽生育期に移行する。この冬芽生育期においては、気温と培養液の温度を段階的に上昇させる。具体的には、冬芽生育期の開始日（２月５日）から冬芽が十分に生育する（３月３１日）までの約４０日間、植物栽培施設１０内の気温を２３℃、培養液の液温を１０℃に設定する。なお、この冬芽生育期の途中において、休眠打破を開始してから２０００時間が経過して生育期になった場合には、１６時間日長に変更し、二酸化炭素を供給する。
そして、上述したタイムスケジュールで、苗木Ｐ１を２〜３年育成して大苗にした後、林地に植林する。
【００２９】
本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態では、植物栽培施設１０内に配置された栽培床１１の人工培地１５に植えた苗木Ｐ１の根を、循環される培養液に浸漬し、植物栽培施設１０内を低温にして休眠打破を行なう。これにより、培養液を苗木Ｐ１に流液するので、培養土に起因する病害や害虫害の影響を抑制できる。そして、樹木を早期育成させて、歩留まりを向上させることができる。また、苗木Ｐ１の根による人工培地１５の抱き込みや絡みを抑制できる。従って、植林の際に苗木Ｐ１の持ち運びが容易であり、活着率を向上させることができる。
【００３０】
（２）本実施形態では、休眠打破期には、環境温度の制御とともに、植物栽培施設１０に設けた光源１６による日長時間を短くする。これにより、環境温度と日長時間とにより、苗木Ｐ１を休眠打破させることができる。
【００３１】
（３）本実施形態では、休眠打破期においては、苗木Ｐ１に供給する培養液の温度を低温にする。これにより、培養液の温度により、苗木Ｐ１の地下部の温度制御を行ない、苗木Ｐ１を休眠打破させることができる。
【００３２】
（４）本実施形態では、休眠導入時期に、光源１６を制御して日長時間を短くする。これにより、苗木Ｐ１を休眠させることができる。
（５）本実施形態では、休眠導入期に、培養液冷却装置２６を制御して、培養液を低温にする。これにより、苗木Ｐ１を、より確実に、休眠させることができる。
【００３３】
（６）本実施形態では、休眠導入完了後、強制的に休眠打破させる。これにより、休眠期間を短くし、生育期間を長くして、苗木の早期育成を行なうことができる。
（７）本実施形態では、生育期に、オフィス３１からの排気（二酸化炭素）を植物栽培施設１０に供給する。これにより、生育期の苗木Ｐ１の早期育成を促進することができる。そして、休眠期には不要な二酸化炭素の供給を停止するので、効率的な二酸化炭素の供給制御を行なうことができる。
【００３４】
また、本実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、植物栽培施設１０内の気温を、最生育期は２５℃、休眠導入期及び冬芽生育期は２３℃、休眠打破期は７℃に設定した。また、培養液の温度を、最生育期は１５℃〜２０℃、休眠導入期及び冬芽生育期は１０℃、休眠打破期は３℃に設定した。植物栽培施設１０の気温や培養液の温度は、これに限定されない。休眠導入や休眠打破における気温及び培養液の温度は、生育対象の樹木が休眠導入、休眠打破を行なうために必要な低温であればよい。
【００３５】
・上記実施形態においては、生育期においては１６時間日長で、休眠期においては８時間日長で苗木Ｐ１を生育した。生育期及び休眠期における日長時間（明期）はこれに限られない。例えば、生育期においては、例えば２４時間、連続、日照してもよい。カラマツについては、２４時間連続日照した場合には、葉の枚数が３倍になるとの研究報告もあり、２４時間日照により、更なる早期育成を行なうことができる。
【００３６】
・上記実施形態においては、１日の日長時間に応じた光量子量に関する日照制御パターンに応じて光源１６から人工光を苗木Ｐ１に照射した。この場合、光源１６のＬＥＤのスペクトルを最適制御した人工光を照射してもよい。
【００３７】
・上記実施形態においては、制御ユニット５０が、予め定めたタイムスケジュールに応じて、日長、気温及び培養液の温度を制御して、苗木Ｐ１の休眠導入及び休眠打破を行なった。これに代えて、カレンダーに応じて、日毎に、人が、日長、気温及び培養液の温度を制御してもよい。また、制御ユニット５０が、栽培スケジュールに基づいて、温度調整、日長時間の調整等の指示を出力してもよい。この場合、制御ユニット５０の指示に応じて、担当者が、光源１６、空調設備２２、培養液冷却装置２６及び炭酸ガス供給部３０を操作して、日長、気温、培養液の温度、二酸化炭素濃度の調整を行なう。
【００３８】
・上記実施形態においては、水平方向に離間して配置した人工培地１５に、苗木Ｐ１を配置して生育した。生育する苗木Ｐ１の配置方向は、これに限らず、垂直方向に配置して生育してもよい。
【００３９】
・上記実施形態においては、植物栽培施設１０において苗木Ｐ１を生育した後、林地に植林した。植物栽培施設１０において苗木Ｐ１を育成した後、１回露地の圃場で順応させて林地に植林してもよい。
【００４０】
・上記実施形態では、休眠導入期を１か月、休眠打破期を約１５００時間とした。休眠導入期及び休眠打破期の時間は、これらに限定されず、生育する苗木Ｐ１の低温要求時間に応じて変更可能である。
【００４１】
・上記実施形態においては、植物栽培施設１０において、休眠導入完了後、すぐに休眠打破を行なって、林地に植林されるカラマツの苗木を早期育成した。早期育成の代わりに、樹木の開花時期に合わせて、休眠打破を行なってもよい。この場合には、開花時期に応じて、休眠打破の開始時期を決定する。これにより、桃や桜等、鑑賞用の樹木の開花時期を制御することができる。
【符号の説明】
【００４２】
Ｐ１…樹木としての苗木、１０…植物栽培施設、１１…栽培床、１２…貯蔵部、１５…人工培地、１６…人工光照明装置としての光源、２１…気温検出部、２２…空調設備、２５…培養液温度検出部、２６…培養液冷却装置、２８…ＣＯ２濃度検出部、３０…炭酸ガス供給部、３１…オフィス、３２…供給ポンプ、３３…バルブ、５０…制御ユニット、５１…日長時間制御部、５２…気温制御部、５３…液温制御、５４…ＣＯ２供給制御部。
【図１】
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【図２】
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