(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤色／遠赤色の光量子束密度の比が１より小さくなるように太陽光を光質変換する被覆体を配設した植物栽培施設内に定植した長日植物を配置する第１の工程と；
日中において、被覆体を透過した太陽光を長日植物に照射する第２の工程と；
主として太陽光照射のない時間帯において、光合成有効光量子束密度が０．１μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１より大きくて、かつ、赤色／遠赤色の光量子密度の比が１より小さな人工光を長日植物に照射する第３の工程と；
を具備していることを特徴とする長日植物の栽培方法。
【請求項２】
主として太陽光照射のない時間帯において、周囲温度が１７℃以下のときは光量子束密度が０．１μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１より大きい人工光であって、かつ、主として赤色／遠赤色の光量子束密度の比が１より小さな第１の人工光を長日植物に照射し、周囲温度２５℃以上のときは光量子束密度が０．１μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１より大きい主として波長４００〜５００ｎｍの第２の人工光を長日植物に照射し、周囲温度が１７〜２５℃のときは主として第１および第２の人工光を長日植物に照射する光照射工程を具備していることを特徴とする長日植物の栽培方法。
【請求項３】
赤色／遠赤色の光量子束密度の比が１より小さくなるように太陽光を光質変換する被覆体を配設した植物栽培施設内に定植した長日植物を配置する第１の工程と；
日中において、被覆体を透過した太陽光を長日植物に照射する第２の工程と；
主として太陽光照射のない時間帯において、周囲温度が１７℃以下のときは光量子束密度が０．１μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１より大きい人工光であって、かつ、主として赤色／遠赤色の光量子束密度の比が１より小さな第１の人工光を長日植物に照射し、周囲温度２５℃以上のときは光量子束密度が０．１μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１より大きい主として波長４００〜５００ｎｍの第２の人工光を長日植物に照射し、周囲温度が１７〜２５℃のときは主として第１および第２の人工光を長日植物に照射する第３の光照射工程と；
を具備していることを特徴とする長日植物の栽培方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、長日植物の栽培方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、長日植物に属する花卉類を温室などで人工的に栽培する場合、その花卉類の原種の自生地における生育環境（特に日長、温度）に近い条件で栽培するのがよいとされ、温室などの生育環境を人工的に再現可能な植物栽培施設が用いられている。
【０００３】
一方、日長時間を制御する技術として、たとえば特開平４−３４９８２４号公報には、太陽光、蛍光ランプおよび白熱電球の併用により日長時間を制御する比較的簡易な植物栽培装置が記載されている（従来技術１）。
【０００４】
また、特開平１０−１７８８９９号公報や特開平１０−１７８９０１号公報には、植物ごとに育成に必要な光の波長域と照射量が異なるため、最適な照射を行なうためには育成される植物の表面における波長ごとの光量子束密度の比率や波長ごとに光量制御、照射時間の制御を行っている。また、この植物栽培装置では、上記の光以外の生育環境である温度、湿度および炭酸ガスも制御している。さらに、具体的に説明すると、光源には、青色（Ｘ：４００〜５００ｎｍ）、緑色（Ｇ：５００〜６００ｎｍ）、赤色（Ｙ：６００〜７００ｎｍ）および深赤色（Ｚ：７００〜８００ｎｍ）の各波長の発光ダイオードを備え、栽培する植物の種類に応じて各発光ダイオードの照射量を変化させ、Ｘ：０〜５０％、Ｙ：４０〜１００％、Ｚ：０〜１０％であり、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００％になるように構成された光源や、（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）：Ｇ＝３０〜８０％：２０〜７０％であり、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＋Ｇ＝１００％になるような光源を備えている（従来技術２）。
【０００５】
そうして、従来技術２においては、長日植物で幼若な株を育てる場合、その育成初期に青色光と赤色光を照射した後、深赤色光を照射してから、全ての光を消すというサイクルで育成し、株が充実した状態では、赤と青のみで深赤色を含まない光を照射して、株が幼若な状態での花芽形成を防止している。
【０００６】
他方、特開平５−２１７５５６号公報には、植物の光合成促進と、自然光下における生育に近似した植物高さ、葉の面積・形状などの形態形成制御とを図ることができる植物育成用蛍光ランプが記載されている。この蛍光ランプは、発光のピーク波長が４４０〜４７０ｎｍ、５４０〜５６０ｎｍおよび６００〜６２０ｎｍにある３種の希土類元素付活蛍光体、ならびにピーク波長が７００〜８００ｎｍにある遠赤色放射蛍光体からなる蛍光体層を備え、６００〜７００ｎｍの波長域に含まれる光量子束と、７００〜８００ｎｍの波長域に含まれる光量子束との比が０．８〜１．２の光放射を行なう（従来技術３）。
【０００７】
また、特開平４−３０４８２２号公報には、波長４００〜５００ｎｍ、５００〜６００ｎｍおよび６００ｎｍ以上の発光エネルギー比率を同じにした蛍光ランプが記載されている（従来技術４）。
【０００８】
さらに、硫酸銅溶液で太陽光の遠赤色光を吸収させて透過光の赤色光／遠赤色光比を１より大きくした光を照射すると、菊の草丈と節間長が短くなることは、多くの報告で示されている（ＭｃＭａｈｏｎら、１９９１；Ｒａｊａｐａｓｋｓｅ・Ｋｅｌｌｙ、１９９２；Ｒａｊａｐａｓｋｓｅら、１９９３、１９９５）（従来技術５）。
【０００９】
これらから、長日植物の開花を抑制するには、波長６００〜７００ｎｍの赤色光を照射するのが効果的であることが分ってきた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
長日植物の花卉類は、短日低温期（秋冬季）における花芽の分化・発達が抑制されるために、開花到達日数が長くなるとともに、草丈の成長も抑制されてしまう。
【００１１】
そこで、この問題を解決すべく従来技術２を参考にして、日中自然光下で冬季に長日植物を栽培してみた。その結果、花芽分化の発達および開花が抑制され、花卉に必要な花芽分化促進効果が得られなかった。また、長日植物を大量に生産する場合、従来技術１および２に記載されている栽培装置では、３種類の光源を必要とし、また従来技術２においては、上記に加えて湿度、温度および炭酸ガス濃度のセンサと、これらを制御するコンピュータを備えたコントローラとが必要であることから、初期設備コストばかりでなく、ランニングコストも高くなるという問題がある。さらに、生産者は、長日植物を量産する場合、多様な需要に対応するために、複数種の長日植物を同一の生育環境下で栽培することも多く、種類ごとに生育条件を変えるのは実際上容易でない。
【００１２】
次に、従来技術３、４の場合、単一の蛍光ランプが常に割合の一定な複数色を含んだ光を放射するので、各色光間の割合を状況に応じて所望に変化させることができない。
【００１３】
また、従来技術５においては、硫酸銅溶液を用いるので実際的ではなく、また長日植物の生育の抑制はできても生育や開花を促進する点は触れられていない。特に低温期の冬季に長日植物の生育を促進して、草丈を伸長させるとともに、花芽形成・発達を促進することや、冬季以外の季節において、所望に長日植物の生育の促進および抑制を任意に制御することについては触れられていない。
【００１４】
これに対して、本発明者は、長期間にわたる種々の実験を重ねた結果、長日植物に光質変換フィルムを用いて日中に赤色光／遠赤色光光量子束密度の比を１より小さくした太陽光を照射することや、遠赤色光蛍光ランプを用いて夜間にも遠赤色光を照射し続けると、低温期の冬期を含めて栽培季節にかかわらず、開花時期が早くなるとともに、草丈の成長が早くなることを発見した。本発明は、この発見に基づいて完成したものである。
【００１５】
本発明は、比較的少ない設備投資でも長日植物に属する花卉類などの生育および開花を栽培季節にかかわらず促進させる長日植物の栽培方法を提供することを目的とする。
【００１６】
また、本発明は、加えて季節ごとに好適な光照射を行なうことにより、長日植物の生育および開花を季節に応じて最適に制御できるようにした長日植物の栽培方法を提供することを他の目的とする。
【００１７】
【課題を達成するための手段】
請求項１の発明の長日植物の栽培方法は、赤色／遠赤色の光量子束密度の比が１より小さくなるように太陽光を光質変換する被覆体を配設した植物栽培施設内に定植した長日植物を配置する第１の工程と；日中において、被覆体を透過した太陽光を長日植物に照射する第２の工程と；主として太陽光照射のない時間帯において、光量子束密度が０．１μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１より大きくて、かつ、赤色／遠赤色の光量子束密度の比が１より小さな人工光を長日植物に照射する第３の工程と；を具備していることを特徴としている。
【００１８】
本発明および以下の各発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は次による。
【００１９】
第１の工程について    第１の工程は、所定の構成を備えた植物栽培施設に定植した長日植物を配置する工程であり、栽培に際しての準備段階に相当する。植物栽培施設の所定の構成とは、定植した長日植物が太陽光を光質変換する被覆体を透過した太陽光を照射される関係にあるとともに、その光質変換が赤色／遠赤色の光量子束密度の比が１より小さくなるような内容である。
【００２０】
したがって、植物栽培施設は、具体的な構造を問わない。また、被覆体は、フィルム状または板状などであることを許容する。フィルム状をなす被覆体は、光質変換合成樹脂フィルムとして容易に入手することができる。板状をなす被覆体は、ガラス板や透光性構成樹脂板に光質変換薄膜を被着したり、ガラスや透光性構成樹脂板自体に光質変換特性を付与したりしたものであってもよい。さらに、被覆体は、たとえば温室などの植物栽培構体の内部において長日植物を被覆するように配置されてもよいし、植物栽培構体の壁面をなしていてもよい。
【００２１】
次に、光質変換における「赤色」とは、波長６００〜７００ｎｍ（正確には、６００ｎｍ以上〜７００ｎｍ未満）の範囲の放射をいい、上記の波長範囲内における積分値をもって定義するものとする。これに対して、「遠赤色」とは、波長７００〜８００ｎｍ（正確には、７００ｎｍ以上〜８００ｎｍ未満）の範囲の放射をいい、上記の波長範囲内における積分値をもって定義するものとする。したがって、「赤色／遠赤色の光量子束密度の比が１より小さい」とは、赤色光エネルギー強度が遠赤色光エネルギー強度より少ないことを意味する。
【００２２】
「定植した長日植物」とは、後述する第２の工程において、長日植物が定植された状態にあればよいことを意味し、一般的には播種後、発芽してから定植可能な状態まで苗が生育してから定植するが、定植工程なしに圃場に生育した直播き苗であってもよい。また、長日植物は、花卉類、特に草丈の比較的高い切り花類だけでなく、要すれば観葉植物や野菜などであってもよい。さらに、定植は、鉢やポットを用いてもよいし、圃場に直接行なってもよい。
【００２３】
第２の工程について    第２の工程は、日中において、被覆体を透過した太陽光を長日植物に照射する工程である。本発明において、「日中」とは、太陽光がある時間帯をいうが、日の出１〜２時間程度の前後までと、日の入り１〜２時間程度の前後とを、所望により第３の工程への移行期として、第３の工程も同時に併用するように構成することが許容される。なお、後述する第３の工程における「主として太陽光照射のない時間帯」とは、１日から日中を除いた残余の時間帯をいう。ただし、上記の時間帯は、連続しているだけでなく、日中であっても気象条件のために、長日植物に対して実効的に太陽光照射が行われない状態になった場合には、その時間帯も主として太陽光照射のない時間帯として扱うことが許容される。また、一般的な可視光の人工光が照射されることによって、夜間の暗い状態が中断されるような時間帯が生じた場合であって、当該時間帯が植物の生育に影響がない程度の場合に、当該時間帯も、主として太陽光照射のない時間帯として扱うことが許容される。しかし、要すれば、太陽光照射時間帯を一律に日中として管理することも許容される。さらに要すれば、日中から主として太陽光照射のない時間帯へ移行する際に、第３の工程が開始されるまでに多少の空白時間帯ができることも許容される。
【００２４】
そうして、第２の工程において、長日植物に照射される太陽光は、光質変換体を透過する際に、光質変換されて赤色光が低減して遠赤色光が相対的に多く含まれた光となる。
【００２５】
第３の工程について    第３の工程は、主として太陽光照射のない時間帯において、光合成有効光量子束密度が０．１μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１より大きくて、かつ、赤色／遠赤色の光量子密度の比が１より小さな人工光を長日植物に照射する工程である。また、「人工光」とは、人為的に造られた光または人為的に制御された自然界に発生した光をいい、一般的には人工光源によって発生させることができる。赤色／遠赤色の光量子束密度の比が１より小さな人工光を得る人工光源はどのようなものであってもよいが、蛍光ランプ、メタルハライドランプや発光ダイオードなどが好適である。蛍光ランプは、ガラスバルブの内面に配設される蛍光体層を構成する蛍光体の種類によって様々な分光分布を呈する発光を得ることができ、もちろん上記の条件を満足する人工光を容易に発生させることができる。また、発光ダイオードは、半導体の材料組成に応じて様々な分光分布を呈する発光を得ることができる。
【００２６】
次に、本発明の作用について説明する。本発明は、日中および夜間に遠赤色光の多い光照射を行なうので、季節の如何にかかわらず、したがって秋まき越冬栽培、春まき栽培、夏まき栽培のいずれであっても、長日植物の生育たとえば切り花長および節間が長くなり、ならびに開花が促進されて、定植から収穫たとえば採花までの日数が短縮される。その結果、植物栽培施設の利用率が向上し、冬季における暖房コストを低減することができる。また、人工光を得るための手段たとえば人工光源の種類が単純に少なくてよいので、初期設備投資額が少なくなる。
【００２７】
請求項２の発明の長日植物の栽培方法は、主として太陽光照射のない時間帯において、周囲温度が１７℃以下のときは光量子束密度が０．１μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１より大きい人工光であって、かつ、主として赤色／遠赤色の光量子束密度の比が１より小さな第１の人工光を長日植物に照射し、周囲温度２５℃以上のときは光合成有効光量子束密度が０．１μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１より大きい主として波長４００〜５００ｎｍの第２の人工光を長日植物に照射し、周囲温度が１７〜２５℃のときは主として第１および第２の人工光を長日植物に照射する第２の光照射工程と；を具備していることを特徴としている。
【００２８】
本発明は、周囲温度に応じて長日植物の光照射条件を変化させるようにした構成を規定している。すなわち、主として太陽光照射のない時間帯、代表的には夜間に人工光を照射する工程を、周囲温度により３つに区分して光照射条件を変化させるものである。
【００２９】
第１の区分は、周囲温度１７℃以下のときであり、これは主として冬季に相当する。この季節には、長日植物が低温のため、生育が抑制されるとともに、開花が遅れる傾向にある。第２の区分は、周囲温度２５℃以上のときであり、主として夏季に相当する。この季節には、長日植物の花芽分化作用が活発になり、草丈が短いにもかかわらず開花が促進される傾向にある。第３の区分は、周囲温度が１７〜２５℃のときであり、第１および第２の区分の中間に位置する主として秋季（および春季）に相当する。この季節は、長日植物の生育、開花に特段の傾向が認められない。
【００３０】
次に、人工光について説明する。第１の人工光は、請求項１における人工光と同様な構成である。これに対して、第２の人工光は、主として波長４００〜５００ｎｍの光であれば、どのような構成であってもよいが、たとえば蛍光ランプや発光ダイオードなどを用いて得ることができる。そして、第１の区分である周囲温度１７℃以下のとき（冬季）には、第１の人工光が長日植物に照射される。第２の区分である周囲温度２５℃以上のとき（夏季）には、第２の人工光が照射される。第３の区分である周囲温度１７〜２５℃のとき（秋季・春季）には、第１および第２の人工光が照射される。
【００３１】
また、本発明において、日中の光照射条件は問わない。すなわち、光質変換しない自然光で光照射されるようにしてもよいし、請求項１におけるように光質変換した太陽光を照射してもよい。
【００３２】
本発明の作用について説明する。冬季の低温期には、主として夜間に、赤色光に比較して遠赤色光の強い光を照射するにより、長日植物の生育が促進され、また開花が早くなる。そのため、秋まきの長日植物を越冬栽培して、冬季から春季にかけて草丈が長くて、花が大きい上質な切り花に育成して、出荷することが可能になる。
【００３３】
また、夏季の高温期には、主として夜間に青色光を照射することで、花芽分化作用が抑制されるので、シェードを掛けなくても草丈が短い状態での花芽形成が行なわれなくなり、春季・秋季と同様に草丈が長い切り花を得ることができる。
そのため、本発明によれば、春まきの長日植物を夏季から秋季にかけても、草丈が長くて、花が大きい上質な切り花に育成して、出荷することが可能になる。
【００３４】
さらに、秋季（春季）の中温期には、主として夜間に赤色光に比較して遠赤色光の強い光と青色光とを照射するので、バランスのとれた光照射が行なわれて、草丈および花の大きさを良好に育成することができる。そのため、夏まきの長日植物を秋季から冬季にかけて草丈が長くて、花が大きい上質な切り花に育成して、出荷することが可能になる。
【００３５】
請求項３の発明の長日植物の栽培方法は、赤色／遠赤色の光量子束密度の比が１より小さくなるように太陽光を光質変換する被覆体を配設した植物栽培施設内に定植した長日植物を配置する第１の工程と；日中において、被覆体を透過した太陽光を長日植物に照射する第２の工程と；主として太陽光照射のない時間帯において、周囲温度が１７℃以下のときは光量子束密度が０．１μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１より大きい人工光であって、かつ、主として赤色／遠赤色の光量子束密度の比が１より小さな第１の人工光を長日植物に照射し、周囲温度２５℃以上のときは光量子束密度が０．１μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１より大きい主として波長４００〜５００ｎｍの第２の人工光を長日植物に照射し、周囲温度が１７〜２５℃のときは主として第１および第２の人工光を長日植物に照射する第３の光照射工程と；を具備していることを特徴としている。
【００３６】
本発明は、周囲温度に応じて長日植物の主として夜間における光照射条件を変化させるようにした構成を規定している点で、請求項２と同様であるが、日中の光照射条件についても規定している。すなわち、請求項２の主として夜間の光照射に加えて、太陽光照射のある日中の時間帯には、請求項１におけると同様に、光質変換により赤色光に比較して遠赤色光の強い光を長日植物に照射する。
【００３７】
本発明の作用について説明する。冬季の低温期には、日中および夜間にわたり、赤色光に比較して遠赤色光が強い光を照射することにより、長日植物の生育が促進され、また開花が早くなる。そのため、秋まきの長日植物を越冬栽培して、冬季から春季にかけて草丈が長くて、花が大きい上質な切り花に育成して、出荷することが可能になる。
【００３８】
また、夏季の高温期には、日中赤色光に比較して遠赤色光が強い光を照射することにより、長日植物が良好に生育し、夜間には青色光を照射することで、花芽分化作用が抑制されるので、シェードを掛けなくても草丈が短い状態での花芽形成が行なわれなくなり、夏季から秋季にかけて草丈が長い状態に育成し、しかも、花芽分化時期を調整しながら開花させることができる。そのため、春まきの長日植物を夏季から秋季にかけて草丈が長くて、秋季（春季）と同じように花が大きい上質な切り花に育成して、出荷することが可能になる。
【００３９】
さらに、秋季（春季）の中温期には、日中および夜間にわたり赤色光に比較して遠赤色光が強い光を照射することにより、長日植物の生育が促進されるとともに、夜間には加えて主として青色光も照射するので、バランスのとれた光照射が行なわれて、草丈および花の大きさを良好に育成することができる。そのため、夏まきの長日植物を秋季から冬季にかけて草丈が長くて、花が大きい上質な切り花に育成して、出荷することが可能になる。
【００４０】
以上説明の本発明の植物栽培方法は、以下の各態様の植物栽培施設を用いて実施することができる。すなわち、第１の態様の植物栽培施設は、長日植物を収容する施設構体と；施設構体内の長日植物を包囲するように施設構体に配設されるとともに、赤色／遠赤色の光量子束密度の比が１より小さくなるように太陽光を光質変換する被覆体と；光合成有効光量子束密度が０．１μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１より大きくて、かつ、赤色／遠赤色の光量子密度の比が１より小さな人工光を長日植物に照射するように施設構体に配設された人工光源と；を具備していることを特徴としている。
【００４１】
第１の態様の植物栽培施設は、請求項１の発明の実施に好適な構成を示している。本態様において、「施設構体」とは、長日植物を収容するための空間を画成する構造体であり、光透過性の部材からなる壁面がない枠組体や、透光性パネルやシート状の被覆体を枠組に組み付けてなる温室（ハウス）構造体などが該当する。枠組体は、金属パイプやアルミニウムなどの押出し形枠を組んで形成したものや複数の合成樹脂管を弾力に抗して湾曲させて長手方向に離間してトンネル状に敷設したいわゆるプラスチックトンネルなどであることを許容する。
【００４２】
「被覆体」とは、空間を隔てて植物栽培施設内に収容した長日植物を包囲する部材を意味する。また、被覆体は、施設構体を覆うか、または施設構体に嵌め込むように配設されて温室を構成してもよいし、温室内において長日植物を室内に取り付ける蚊帳のような袋体状をなしているなど多様な構造であることを許容する。さらに、本態様において、被覆体は、赤色／遠赤色の光量子束密度の比が１より小さくなるように太陽光を光質変換する機能を備えている。さらにまた、被覆体の内部の温度が所定より上昇するときには、包囲体の一部を変位させたり、換気扇を配設したりすることにより、内部の換気を行なうように構成することができる。
【００４３】
次に、人工光源は、赤色／遠赤色の光量子密度の比が１より小さな人工光を放射し、かつ、光量子束密度が０．１μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１より大きい光を長日植物に照射できれば、それ以上は特段限定されない。この条件を満足し得る人工光源として、たとえば以下の構成を採用することができる。
【００４４】
すなわち、人工光源を蛍光ランプにより構成する場合、鉄付活アルミン酸リチウム蛍光体からなり、波長７４０ｎｍに発光ピークを有する遠赤色発光を行なう蛍光体層を備えた蛍光ランプを用いることができる。上記の蛍光体は、一般式がＬｉＡｌ２：Ｆｅである。なお、蛍光体粒子の表面にＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯおよびＹ２Ｏ３のグループから選択された一種または複数種の金属酸化物微粒子を質量比で０．０１〜１．０％付着させることにより、光束維持率を向上させることができる。上記の構成に代えて一般式Ｇｄ３Ｇａ５Ｏ１２：Ｃｒ蛍光体を含む蛍光体層を備えた蛍光ランプを用いることができる。
【００４５】
また、人工光源を発光ダイオードにより構成する場合、アルミニウム・インジウム・ガリウムナイトライドからなる４元混晶で、波長６００〜７００ｎｍの範囲内に発光する発光ダイオード素子（チップ）具備した発光ダイオードを用いることができる。
【００４６】
さらに、人工光源の配置は、長日植物を主として遠赤色光で照射するように配設されていれば、それ以上は特段限定されない。したがって、包囲体の内外いずれに配置してもよいが、包囲体の内部に配置した方が包囲体を透過する際の光の損失を生じないとともに、長日植物に近いため、照射照度を高くして、照射効率を向上させることができるので、好適である。また、人工光源は、蛍光ランプ、メタルハライドランプおよび発光ダイオードなどどのような光源であってもよいが、コストの面で現在は蛍光ランプが経済的である。蛍光ランプの場合、比較的栽培規模の小さい植物栽培施設であれば、電球形蛍光ランプの方が使いやすいが、栽培規模が大きければ、直管形蛍光ランプなどを用いると効果的である。特に電球形蛍光ランプは、ねじ込み形ランプソケットを取り付け、当該ソケットに電球形蛍光ランプの口金をねじ込むだけで配設できるので、植物栽培装置の構造および取扱いがすこぶる簡単、かつ、容易になる。
【００４７】
そうして、第１の態様の植物栽培施設においては、施設構体内に収容された長日植物を包囲体で被覆して太陽光を光質変換するので、簡単な構造で、継続的に、しかも、安価に光質変換できる。また、人工光源は、主として遠赤色光を放射するものを配設するだけでよいので、安価にできる。したがって、第１の態様の植物栽培装置は、全体として初期設備投資が少なくて済む。なお、第１の態様の植物栽培装置は、請求項２の発明を実施する際に効果的であるが、それ以外の栽培方法に対して使用することができる。
【００４８】
第２の態様の植物栽培施設は、長日植物を収容する施設構体と；施設構体内の長日植物を包囲するように施設構体に配設されるとともに、赤色／遠赤色の光量子束密度の比が１より小さくなるように太陽光を光質変換する被覆体と；光量子束密度が０．１μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１より大きくて、かつ、赤色／遠赤色の光量子密度束の比が１より小さな人工光を長日植物に照射するように施設構体に配設された第１の人工光源と；光量子束密度が０．１μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１より大きい主として波長４００〜５００ｎｍの第２の人工光を長日植物に照射するように施設構体に配設された第２の人工光源と；を具備していることを特徴としている。
【００４９】
第２の態様の植物栽培施設は、請求項２の発明の実施に好適な植物栽培施設の構成を示している。波長４００〜５００ｎｍの人工光は、青色光であるが、蛍光ランプ、メタルハライドランプ、発光ダイオードなどの既知の光源を用いることができる。この条件を満足する人工光源として、たとえば以下の構成を採用することができる。
【００５０】
すなわち、第２の人工光源を蛍光ランプにより構成する場合、ユーロピウム付活ストロンチウム、カルシウム、バリウムリン酸塩またはユーロピウム付活バリウム、マグネシウムアルミン酸塩からなり、波長４００〜５００ｎｍの範囲に発光のピークを有する青色発光蛍光体を含んだ蛍光体層を備えた蛍光ランプを用いることができる。
【００５１】
また、第２の人工光源を発光ダイオードにより構成する場合、インジウム・ガリウムナイトライドからなる３元混晶で、波長４００〜５００ｎｍの範囲内に発光する発光ダイオード素子（チップ）を具備した発光ダイオードを用いることができる。
【００５２】
なお、第２の態様の植物栽培装置は、請求項２の発明を実施する際に効果的であるが、それ以外の栽培方法に対して使用することができる。
【００５３】
第３の態様の植物栽培施設は、長日植物を収容する施設構体と；施設構体内の長日植物を包囲するように施設構体に配設されるとともに、赤色／遠赤色の光量子束密度の比が１より小さくなるように太陽光を光質変換する被覆体と；光量子束密度が０．１μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１より大きくて、かつ、赤色／遠赤色の光量子束密度の比が１より小さな人工光を長日植物に照射するように施設構体に配設された第１の人工光源と；波長４００〜５００ｎｍの範囲内の第１の発光および波長６００〜７００ｎｍの範囲内の第２の発光を実質的に含むとともに、第１の発光の光量子束の積分値が第２の発光の光量子束の積分値より大きい人工光を放射するように施設構体に配設された第３の人工光源と；を具備していることを特徴としている。
【００５４】
日長時間が一定以上になると開花するトルコギキョウなどの長日植物の開花を抑制して出荷時期を調節する場合、従来は、暗幕などのシェードをハウス全体に掛けて日長時間を短くしている。ところが、たとえば５００ｍ２あるハウスの全体に暗幕を掛ける作業は、人間にとって非常に重労働である。
【００５５】
第３の態様の植物栽培施設は、シェード掛けの作業をしないで開花時期を遅らせるのに好適な構成を示している。すなわち、第２の人工光源から波長４００〜５００ｎｍの範囲の光量子束の積分値を波長６００〜７００ｎｍの範囲の光量子束の積分値より大きくした光を放射して長日植物に照射する。この条件を満足する人工光源として、たとえば以下の構成を採用することができる。
【００５６】
すなわち、第３の人工光源を蛍光ランプにより構成する場合、ユーロピウム付活ストロンチウム、カルシウム、バリウムリン酸塩またはユーロピウム付活バリウム、マグネシウムアルミン酸塩からなり、波長４００〜５００ｎｍの範囲に発光のピークを有する青色発光蛍光体と、ユーロピウム付活酸化イットリウムまたはユーロピウム、マグネシウム、チタン付活硫酸イットリウムまたはマンガン付活フロロゲルマン酸マグネシウムからなり、波長６００〜７００ｎｍの範囲に発光のピーク有する赤色発光蛍光体とを含んだ蛍光体層を備えた蛍光ランプを用いることができる。
【００５７】
また、第３の人工光源を発光ダイオードにより構成する場合、インジウム・ガリウムナイトライドからなる３元混晶で、波長４００〜５００ｎｍの範囲内に発光する第１の発光ダイオード素子（チップ）と、アルミニウム・インジウム・ガリウムナイトライドからなる４元混晶で、波長６００〜７００ｎｍの範囲内に発光する第２の発光ダイオード素子（チップ）とを具備した光源を用いることができる。なお、第１および第２の発光ダイオード素子（チップ）は、共通のレンズ内に埋設された見かけ上一つの素子を構成しているものであってもよいし、互いに分離したレンズに埋設された見かけ上複数の素子を構成している高原であってもよい。
【００５８】
そうして、第３の態様においては、上記の構成により、開花時期を効果的に遅らせることができる。また、暗幕などのシェードを掛ける作業を回避できるので、作業が容易になる。なお、第３の態様の植物栽培装置は、以上説明したように第３の人工光源を用いることで、開花時期を遅らせる場合に効果的であるが、第１の人工光源を用いることで、請求項１に規定する生育を促進し、開花を早くする目的の栽培方法に使用することもできる。
【００５９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００６０】
図１ないし図５は、本発明の長日植物の栽培方法の一実施形態ならびに本発明の実施に使用する植物栽培施設の第１の形態および比較例を示し、図１は植物栽培施設の概念図、図２は被覆体の分光透過率特性を示すグラフ、図３は人工光の分光分布特性を示すグラフ、図４は比較例１の分光分布特性を示すグラフ、図５は比較例２の分光分布特性を示すグラフである。図１において、Ｈは植物栽培施設、Ｆは栽培ベッド、Ｐは長日植物である。
【００６１】
まず、植物栽培施設Ｈについて説明する。植物栽培施設Ｈは、施設構体１、被覆体２、人工光源３、Ｘ、Ｙからなる。施設構体１は、枠組体からなる。そして、各人工光源３、Ｘ、Ｙに対応する複数の試験区に区画され、各試験区は、光反射性シート（商品名：シルバーポリフィルム）５で区切られている。
【００６２】
被覆体２は、赤色光の透過率を抑制するようにした光質変換フィルムからなり、図２に示すような分光透過率特性を有しているとともに、外側から施設構体１を包囲している。すなわち、被覆体２の分光透過率特性は、波長６００〜７００ｎｍの範囲の透過率が低下している。このため、この被覆体２を透過する太陽光は、赤色光の光量子束密度が遠赤色光のそれより小さくなる。したがって、被覆体２を透過する太陽光の赤色／遠赤色の光量子束密度の比は１未満になる。
【００６３】
人工光源３は、遠赤色発光の電球形蛍光ランプで、図３に示すような分光分布特性を有しているとともに、被覆体２の内部の上方に取付材４によって下向きに配設されている。上記の電球形蛍光ランプは、その蛍光体層が鉄付活アルミン酸リチウム蛍光体からなり、波長７４０ｎｍに発光ピークを有する遠赤色発光を行なう。人工光源３の分光分布特性は、波長６００〜７００ｎｍの範囲の光量子束より波長７００〜８００ｎｍの範囲の光量子束の方が大きくなっている。したがって、人工光源３の赤色／遠赤色の光量子束密度の比は１未満になる。また、人工光源３は、遠赤色光の光合成有効光量子束密度が０．１μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１より大きくなるように配設されている。
【００６４】
栽培ベッドＦは、被覆体２の内部において、人工光源３の下方に配置されている。
【００６５】
長日植物Ｐは、植木鉢内に定植されたものを栽培ベッドＦ内に整列配置され、日中は被覆体２と透過した太陽光によって光照射され、その他の時間帯には人工光源３により光照射される。
【００６６】
以下、実験結果について説明する。
【００６７】
まず、実験仕様を以下に示す。
１．被覆体２、人工光源３（本発明）、Ｘ（比較例１）、Ｙ（比較例２）の仕様
（１）被覆体２  ：赤色光透過抑制フィルム(三井化学(株)製、SXE−４形)、光量子束密度の比は０．７３
（２）人工光源３：遠赤色光放射電球形蛍光ランプ(東芝ライテック(株)製)、分光分布特性は図３のとおり。
（３）人工光源Ｘ：赤色光放射電球形蛍光ランプ(東芝ライテック(株)製)、分光分布特性は図４のとおり。
（４）人工光源Ｙ：青色光放射電球形蛍光ランプ(東芝ライテック(株)製)、分光分布特性は図５のとおり。
２．実験条件
（１）長日植物：シュッコンカスミソウ（ブリストフェアリー）
（２）実験方法
（２−１）昼／夜温（６：００〜１８：００／１８：００〜６：００）が１７／１２℃、２４／１９℃、３０／２５℃の３段階の栽培温度と、上記３種類の人工光源３、Ｘ、Ｙとを組み合わせて、光照射区を９つ設けた。
（２−２）４月１８日に５号鉢に１株づつ定植して３本仕立てにし、１光照射区に１０株づつ供試した。各人工光源３、Ｚ、Ｙは、それぞれ縦１０５ｃｍ×横７０ｃｍ×高さ１１５ｃｍの被覆体２で包囲した枠内に１灯づつ、床面から９０ｃｍの高さに設置した。
（２−３）第２の工程：午前9.00〜午後5時まで自然光下で栽培した。
（２−４）第３の工程：午後５時から翌朝の９時まで人工光源３、Ｘ、Ｙで光照射して、２４時間日長とした。
（２−５）５月１４日に実験を開始し、光照射開始後２０週目の１０月２日に打ち切った。
３．実験結果
以下、図６ないし図１１を参照して、実験結果を説明する。
【００６８】
図６ないし図１１は、本発明の長日植物の栽培方法の第１の実施形態における実験結果を比較例１および２のそれと比較しながら示し、図６は草丈を示すグラフ、図７は開花率を示すグラフ、図８は草丈および開花率を同時に示すグラフ、図９は生育温度条件と切り花長の関係を示すグラフ、図１０は生育温度条件と花の重さの関係を示すグラフ、図１１は生育温度条件と茎径の関係を示すグラフである。
（１）草丈：図６に示すような結果が得られた。なお、図中、曲線Ａは本発明、曲線Ｂは比較例１、曲線Ｃは比較例２、をそれぞれ示す。図から明らかなように、本発明によれば、草丈が３週目から比較例１、２に比較して顕著に生育を開始して、第１６週目辺りで約１００ｃｍに達した。
【００６９】
これに対して、比較例１は、比較例２に比較すれば、草丈が１０週目辺りから成長が顕著になるが、第１５週目辺りで生育が停止して、４０ｃｍにすぎなかった。
【００７０】
また、比較例２は、非常に生育が抑制され、実験終了時でも約２０ｃｍに止まった。
（２）開花枝率：図７に示すような結果が得られた。各曲線Ａ、Ｂ、Ｃは図６と同じ意味である。図から明らかなように、本発明によれば、第１週目から一部開花しだし、その後順次開花して、約１５週目にはほぼ１００％開花した。が比較例１、２の開花は顕著に遅れた。なお、比較例２は、最後まで開花枝率が殆ど０％であった。回家事の草丈と開花枝率を合わせて示すと、図８のとおりとなる。
（３）次に、生育温度条件と切り花長、切り花の重さ、茎径との関係について実験結果を図９ないし図１１を参照して説明する。
【００７１】
切り花長、花の重さおよび茎径は、いずれも１７℃／１２℃、２４℃／１９℃、３０℃／２５℃の順で低下して、生育温度が低い方がよく生育した。その差は、切り花の重さ、切り花長、茎径の順で顕著であった。
【００７２】
図１２ないし図１４は、植物栽培施設の第２の形態における第１の人工光源および第２の人工光源の分光分布特性を説明し、図１２は第１の人工光源の分光分布特性を示すグラフ、図１３は第３の人工光源の分光分布特性のうち、波長４００〜５００ｎｍの範囲を示すグラフ、図１４は同じく波長６００〜７００ｎｍの範囲を示すグラフである。本形態は、第３の態様の植物栽培施設に相当するもので、各光源を発光ダイオードによって構成している。
【００７３】
すなわち、第１の人工光源は、図１２に示すように、発光のピークが７３０ｎｍであり、アルミニウム・インジウム・ガリウムナイトライドの４元混晶からなる発光ダイオードによって構成されている。
【００７４】
また、第２の人工光源は、図１３に示すように、発光のピークが４４５ｎｍであり、インジウム・ガリウムナイトライドの３元混晶からなる第１の発光ダイオードと、図１４に示すように、発光のピークが６６０ｎｍであり、アルミニウム・インジウム・ガリウムナイトライドの４元混晶からなる第２の発光ダイオードとによって構成されている。
【００７５】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、赤色／遠赤色の光量子束密度の比が１より小さくなるように太陽光を光質変換する被覆体を配設した植物栽培施設内に定植した長日植物を配置して、日中において、被覆体を透過した太陽光を長日植物に照射し、主として夜間において、光量子束密度が０．１μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１より大きくて、かつ、赤色／遠赤色の光量子束密度の比が１より小さな人工光を長日植物に照射することにより、比較的少ない設備投資でも長日植物に属する花卉類などの生育および開花を栽培季節にかかわらず促進させる長日植物の栽培方法を提供することができる。
【００７６】
請求項２の発明によれば、主として夜間において、周囲温度が１７℃以下のときは光量子束密度が０．１μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１より大きい人工光であって、かつ、主として赤色／遠赤色の光量子束密度の比が１より小さな第１の人工光を長日植物に照射し、周囲温度２５℃以上のときは光量子束密度が０．１μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１より大きい主として波長４００〜５００ｎｍの第２の人工光を長日植物に照射し、周囲温度が１７〜２５℃のときは主として第１および第２の人工光を長日植物に照射することにより、日中の光照射が太陽光を光質変換されているといないとににかかわらず、長日植物の生育および開花を季節に応じて最適に制御できる長日植物の栽培方法を提供することができる。
【００７７】
請求項３の発明によれば、赤色／遠赤色の光量子束密度の比が１より小さくなるように太陽光を光質変換する被覆体を配設した植物栽培施設内に定植した長日植物を配置し、日中において、被覆体を透過した太陽光を長日植物に照射し、主として夜間において、周囲温度が１７℃以下のときは光量子束密度が０．１μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１より大きい人工光であって、かつ、主として赤色／遠赤色の光量子束密度の比が１より小さな第１の人工光を長日植物に照射し、周囲温度２５℃以上のときは光量子束密度が０．１μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１より大きい主として波長４００〜５００ｎｍの第２の人工光を長日植物に照射し、周囲温度が１７〜２５℃のときは主として第１および第２の人工光を長日植物に照射することにより、長日植物の生育および開花を季節に応じて最適に制御できる長日植物の栽培方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の長日植物の栽培方法の一実施形態ならびに本発明の実施に使用する植物栽培施設の第１の形態および比較例を示す植物栽培施設の概念図
【図２】同じく被覆体の分光透過率特性を示すグラフ
【図３】同じく人工光の分光分布特性を示すグラフ
【図４】同じく比較例１の分光分布特性を示すグラフ
【図５】同じく比較例２の分光分布特性を示すグラフ
【図６】本発明の長日植物の栽培方法の第１の実施形態における実験結果の草丈を比較例１および２のそれと比較しながら示すグラフ
【図７】同じく開花枝率を示すグラフ
【図８】同じく草丈および開花枝率を同時に示すグラフ
【図９】同じく生育温度条件と切り花長の関係を示すグラフ
【図１０】同じく生育温度条件と切り花の重さの関係を示すグラフ
【図１１】同じく生育温度条件と茎径の関係を示すグラフ
【図１２】本発明の実施に使用する植物栽培施設の第２の形態における第１の人工光源の分光分布特性を示すグラフ
【図１３】同じく第３の人工光源の分光分布特性のうち、波長４００〜５００ｎｍの範囲を示すグラフ
【図１４】同じく波長６００〜７００ｎｍの範囲を示すグラフ
【符号の説明】
１…施設構体、２…被覆体、３…人工光源、Ｆ…栽培ベッド、Ｈ…植物栽培施設、Ｐ…長日植物
【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】
0004167843.tif 000009
【図９】
0004167843.tif 000010
【図１０】
0004167843.tif 000011
【図１１】
0004167843.tif 000012
【図１２】
0004167843.tif 000013
【図１３】
0004167843.tif 000014
【図１４】
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