特許 5723898 果菜類の栽培方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5723898

(24)【登録日】2015年4月3日

(45)【発行日】2015年5月27日

(54)【発明の名称】果菜類の栽培方法

(51)【国際特許分類】

   A01G 7/00 20060101AFI20150507BHJP

   A01G 9/20 20060101ALI20150507BHJP

   H01L 33/00 20100101ALI20150507BHJP

【ＦＩ】

   A01G7/00 601C

   A01G9/20 B

   H01L33/00 L

【請求項の数】5

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2013-17627(P2013-17627)

(22)【出願日】2013年1月31日

(65)【公開番号】特開2014-155436(P2014-155436A)

(43)【公開日】2014年8月28日

【審査請求日】2014年6月25日

(31)【優先権主張番号】特願2013-4784(P2013-4784)

(32)【優先日】2013年1月15日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000002004

【氏名又は名称】昭和電工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】荒 博則

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 廣志

(72)【発明者】

【氏名】竹内 良一

【審査官】 松本 隆彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１７９００９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０５２１０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１４２００５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１５７３３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ０１Ｇ７／００

Ａ０１Ｇ９／１４−９／２６

Ａ０１Ｇ３１／００−３１／０６

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＢＩＯＳＩＳ（ＳＴＮ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

発芽した果菜類に赤色光を照射する手順と、発芽した果菜類に青色光を照射する手順を、交互に連続して、別個独立に行うことにより花芽を分化させる工程と、
該花芽が分化した果菜類に、蛍光灯を用いて光を照射する工程を有し、
前記発芽した果菜類に赤色光を照射する手順及び前記発芽した果菜類に青色光を照射する手順を、それぞれ１回当たり３〜４８時間の範囲内で行うことを特徴とする果菜類の栽培方法。

【請求項2】

発芽した果菜類に赤色光を照射する手順と、発芽した果菜類に青色光を照射する手順を、交互に連続して、別個独立に行うことにより花芽を分化させる工程と、
該花芽が分化した果菜類に、赤色光と青色光を同時に照射する工程を有し、
前記発芽した果菜類に赤色光を照射する手順及び前記発芽した果菜類に青色光を照射する手順を、それぞれ１回当たり３〜４８時間の範囲内で行うことを特徴とする果菜類の栽培方法。

【請求項3】

発芽した果菜類に赤色光を照射する手順と、発芽した果菜類に青色光を照射する手順を、交互に連続して、別個独立に行うことにより花芽を分化させる工程と、
該花芽が分化した果菜類に、太陽光を照射する工程を有し、
前記発芽した果菜類に赤色光を照射する手順及び前記発芽した果菜類に青色光を照射する手順を、それぞれ１回当たり３〜４８時間の範囲内で行うことを特徴とする果菜類の栽培方法。

【請求項4】

ビニールハウス内で、前記花芽が分化した果菜類に、太陽光を照射することを特徴とする請求項３に記載の果菜類の栽培方法。

【請求項5】

前記花芽が分化した果菜類に、蛍光灯を用いて光を照射する工程をさらに有することを特徴とする請求項３又は４に記載の果菜類の栽培方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、果菜類の栽培方法に関する。

【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】

特許文献１には、青色光を放射する発光ダイオードと赤色光を放射する発光ダイオードを１つまたは複数の基板（ボード）上に混合配置し、これらの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、組織培養のための光エネルギーを照射する光源が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】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】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載された光源を用いて果菜類を栽培しても、早期に収穫することができないという問題がある。

【0006】

本発明の一実施形態は、早期に収穫することが可能な果菜類の栽培方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

（１）発芽した果菜類に赤色光を照射する手順と、発芽した果菜類に青色光を照射する手順を、交互に連続して、別個独立に行うことにより花芽を分化させる工程と、該花芽が分化した果菜類に、蛍光灯を用いて光を照射する工程を有し、前記発芽した果菜類に赤色光を照射する手順及び前記発芽した果菜類に青色光を照射する手順を、それぞれ１回当たり３〜４８時間の範囲内で行うことを特徴とする果菜類の栽培方法。
（２）発芽した果菜類に赤色光を照射する手順と、発芽した果菜類に青色光を照射する手順を、交互に連続して、別個独立に行うことにより花芽を分化させる工程と、該花芽が分化した果菜類に、赤色光と青色光を同時に照射する工程を有し、前記発芽した果菜類に赤色光を照射する手順及び前記発芽した果菜類に青色光を照射する手順を、それぞれ１回当たり３〜４８時間の範囲内で行うことを特徴とする果菜類の栽培方法。
（３）発芽した果菜類に赤色光を照射する手順と、発芽した果菜類に青色光を照射する手順を、交互に連続して、別個独立に行うことにより花芽を分化させる工程と、該花芽が分化した果菜類に、太陽光を照射する工程を有し、前記発芽した果菜類に赤色光を照射する手順及び前記発芽した果菜類に青色光を照射する手順を、それぞれ１回当たり３〜４８時間の範囲内で行うことを特徴とする果菜類の栽培方法。
（４）ビニールハウス内で、前記花芽が分化した果菜類に、太陽光を照射することを特徴とする（３）に記載の果菜類の栽培方法。
（５）前記花芽が分化した果菜類に、蛍光灯を用いて光を照射する工程をさらに有することを特徴とする（３）又は（４）に記載の果菜類の栽培方法。

【発明の効果】

【0008】

本発明の一実施形態によれば、早期に収穫することが可能な果菜類の栽培方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】執行法に用いるランプの一例を示す模式図である。

【図2】図１の赤色光の発光素子と青色光の発光素子の配置を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

次に、本発明を実施するための形態を説明する。

【0011】

果菜類の栽培方法は、発芽した果菜類に赤色光を照射する手順と、発芽した果菜類に青色光を照射する手順を別個独立に行うことにより花芽を分化させる工程と、花芽が分化した果菜類に、蛍光灯を用いて光を照射する工程を有する。

【0012】

果菜類とは、野菜の中で果実又は種実を食用にする植物を意味する。

【0013】

果菜類としては、例えば、トマト、メロン、キュウリ、イチゴ、カボチャ、スイカ、ナス、ピーマン、オクラ、サヤインゲン、ソラマメ、エンドウ、エダマメ、トウモロコシ等が挙げられる。

【0014】

果菜類は、１作の栽培日数が長いため、植物工場では、果菜類の生長を促進することが求められている。果菜類は、収穫までに栄養成長相（例えば、葉の増加）と、生殖成長相（例えば、花芽分化、開花、果実の生育）の２つの成長相を経なければならず、レタス等の葉菜類に比べて、成長過程が複雑であるため、１作の栽培日数が長くなる。

【0015】

執行法は、発芽した後、花芽が分化するまでの果菜類の生長を促進する効果が高く、花芽が分化した後の果菜類の生長を促進する効果は低下する。このため、果菜類の栽培において、発芽した後、花芽が分化するまでは、執行法により生長を促進し、花芽が分化した後は、蛍光灯を用いて光を照射して生長を促進することにより、花芽が分化する前後の果菜類を効率的に生長させることができる。

【0016】

なお、執行法とは、発芽した植物に赤色光を照射する手順（以下、赤色光照射手順ともいう）と、発芽した植物に青色光を照射する手順（以下、青色光照射手順ともいう）を別個独立に行う植物の栽培方法であり、植物の生長を促進することができる。

【0017】

ここで、別個独立とは、赤色光照射手順と青色光照射手順が別々に存することを意味する。

【0018】

また、赤色光照射手順と青色光照射手順は、発芽した後、花芽が分化するまでに、それぞれ一回以上行えばよい。

【0019】

ここで、赤色光照射手順と青色光照射手順を別個独立に行う期間は、発芽した後、花芽が分化するまでの期間を含み、花芽が分化した後の期間も一部含んでいてもよい。

【0020】

赤色光照射手順と青色光照射手順を別個独立に行う期間は、花芽が分化する前後の果菜類を効率的に生長させることが可能であれば、任意に設定することができ、時間（ｈ）を時間長の単位とするものであってよく、日（ｄａｙ）を時間長の単位とするものであってよく、分（ｍｉｎ）を時間長の単位とするものであってよいが、３〜４８時間であることが好ましい。

【0021】

なお、本明細書及び特許請求の範囲において、赤色光照射手順と青色光照射手順を別個独立に行う方法は、１Ｈｚ以上の周波数で赤色光と青色光を点滅照射する方法を含まない。

【0022】

赤色光照射手順と青色光照射手順は、交互に行ってもよく、両手順の間に、発芽した植物に赤色光及び青色光を同時に照射する手順、又は、発芽した植物に光を照射しない手順を挟んで行ってもよい。

【0023】

赤色光は、波長が６００〜７３０ｎｍの光を意味し、中心波長が６４５〜６８０ｎｍであることが好ましい。

【0024】

青色光は、波長が４００〜５１５ｎｍの光を意味し、中心波長が４５０ｎｍであることが好ましい。

【0025】

赤色光は、６４５〜６８０ｎｍを中心波長として、所定の波長域を有していてよい。

【0026】

青色光は、４５０ｎｍを中心波長として所定の波長域を有していてよい。

【0027】

波長域は、通常、±３０ｎｍであり、±２０ｎｍであることが好ましく、±１０ｎｍであることがさらに好ましい。

【0028】

赤色光及び青色光の光合成光量子束密度（Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｐｈｏｔｏｎ Ｆｌｕｘ Ｄｅｎｓｉｔｙ：ＰＰＦＤ）は、それぞれ、通常、１〜１０００μｍｏｌｍ^−２ｓ^−１であり、１０〜５００μｍｏｌｍ^−２ｓ^−１であることが好ましく、５０〜２５０μｍｏｌｍ^−２ｓ^−１であることがさらに好ましい。

【0029】

赤色光及び青色光の光源としては、従来公知の光源を用いることができるが、波長の選択が容易で、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ことから、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザーダイオード（ＬＤ）等の光半導体素子を用いることが好ましい。ＬＥＤとして、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）を用いる場合、ＥＬは、有機ＥＬであってもよいし、無機ＥＬであってもよい。

【0030】

赤色光照射手順において、発芽した果菜類に照射する照射光は、赤色光を含んでいればよく、照射光に対する赤色光の光合成光量子束密度比（赤色光の発光強度比）が６０％以上であれば、青色光等の赤色光以外の光をさらに含んでいてもよいが、赤色光の発光強度比が１００％であることが好ましい。赤色光照射手順における赤色光の発光強度比が６０％未満であると、花芽が分化するまでの果菜類の生長を促進する効果が低下する。

【0031】

このとき、赤色光照射手順における照射光に対する青色光の光合成光量子束密度比（青色光の発光強度比）は、通常、３０％以下であり、２０％以下であることが好ましく、０％であることがさらに好ましい。赤色光照射手順における青色光の発光強度比が３０％を超えると、花芽が分化するまでの果菜類の生長を促進する効果が低下することがある。

【0032】

赤色光照射手順における照射光としては、例えば、赤色光、波長が７２０〜７８０ｎｍの遠赤色光及び青色光の発光強度比が、それぞれ６０％、２０％及び２０％である光を用いることができる。

【0033】

同様に、青色光照射手順において、発芽した果菜類に照射する照射光は、青色光を含んでいればよく、照射光に対する青色光の光合成光量子束密度比（青色光の発光強度比）が６０％以上であれば、赤色光等の青色光以外の光をさらに含んでいてもよいが、青色光の発光強度比が１００％であることが好ましい。青色光照射手順における青色光の発光強度比が６０％未満であると、花芽が分化するまでの果菜類の生長を促進する効果が低下する。

【0034】

このとき、青色光照射手順における照射光に対する赤色光の光合成光量子束密度比（赤色光の発光強度比）は、通常、３０％以下であり、２０％以下であることが好ましく、０％であることがさらに好ましい。青色光照射手順における赤色光の発光強度比が３０％を超えると、花芽が分化するまでの果菜類の生長を促進する効果が低下することがある。

【0035】

青色光照射手順における照射光としては、例えば、青色光、波長が７２０〜７８０ｎｍの遠赤色光及び赤色光の発光強度比が、それぞれ６０％、２０％及び２０％である光を用いることができる。

【0036】

花芽が分化した果菜類に、蛍光灯を用いて光を照射するが、これは、執行法による成長を促進する効果よりも、蛍光灯を用いて光を照射することによる生長を促進する効果が高くなるためである。

【0037】

なお、花芽が分化した果菜類に、蛍光灯を用いて光を照射する代わりに、赤色光と青色光を同時に照射してもよい。さらに、波長が５１５〜５８０ｎｍの緑色光及び波長が７２０〜７８０ｎｍの遠赤色光を加えることにより、蛍光灯を用いて光を照射する場合と同様に、花芽が分化する前後の果菜類を効率的に生長させることができる。

【0038】

このとき、赤色光の発光強度比は、通常、３０〜８０％であり、４０〜６０％であることが好ましく、５０％であることがさらに好ましい。赤色光の発光強度比が３０％未満である場合又は８０％を超える場合は、花芽が分化した果菜類の生長を促進する効果が低下することがある。

【0039】

また、青色光の発光強度比は、通常、１０〜６０％であり、２０〜５０％であることが好ましく、３０％であることがさらに好ましい。青色光の発光強度比が１０％未満である場合又は６０％を超える場合は、花芽が分化した果菜類の生長を促進する効果が低下することがある。

【0040】

照射光としては、例えば、赤色光、青色光、緑色光及び遠赤色光及びの発光強度比が、それぞれ５０％、３０％、１０％及び１０％である光を用いることができる。

【0041】

また、花芽が分化した果菜類に、蛍光灯を用いて光を照射する代わりに、太陽光を照射してもよい。これにより、蛍光灯を用いて光を照射する場合と同様に、花芽が分化する前後の果菜類を効率的に生長させることができる。蛍光灯を用いて光を照射すると、完全密閉型クリーンルーム内で果菜類を栽培することができる。このため、害虫の侵入等を抑制することができ、無農薬で栽培することができる。一方、エネルギー効率の点からは、太陽光を照射することが好ましい。このとき、太陽光を導入することが可能な密閉されたビニールハウス内で、花芽が分化した果菜類に、太陽光を照射することが好ましい。また、太陽光を照射することができない夜間は、花芽が分化した果菜類に、蛍光灯を用いて光を照射することが好ましい。

【0042】

また、花芽が分化した果菜類に、蛍光灯を用いて光を照射する代わりに、赤色光及び青色光を含む多色のＬＥＤ光源を用いて光を照射してもよい。

【0043】

多色のＬＥＤ光源としては、例えば、多種類のＬＥＤを同時に点灯させて、波長が６６０ｎｍの赤色光、波長が４５０ｎｍの青色光、波長が５２５ｎｍの緑色光、波長が７３０ｎｍの遠赤色光、波長が４１０ｎｍの紫色光等の光を照射することが可能な光源を用いることができる。

【0044】

また、花芽が分化した果菜類に、蛍光灯を用いて光を照射する代わりに、ＬＥＤと蛍光体を組み合わせた多色の光源を用いて光を照射してもよい。

【0045】

図１に、執行法に用いるランプの一例を示す。

【0046】

ランプ１には、赤色光の発光素子２及び青色光の発光素子３を線状又は面状に配置されている光照射部１１が設けられており、電極４１〜４２又は４３〜４４への通電により、赤色光又は青色光を照射することができる。

【0047】

赤色光の発光素子２と青色光との発光素子３の個数比は、２：１〜５：１の範囲内であることが好ましい。これは、青色光の発光強度よりも赤色光の発光強度を高めた方が果菜類の成長速度は高まる傾向があるためである。

【0048】

図２に、赤色光の発光素子２（□）と青色光の発光素子３（■）の配置を示す。なお、図２は、赤色光の発光素子２と青色光の発光素子３の個数比を２：１とした例である。

【0049】

ランプ１には、赤色光又は青色光の発光強度を独立に調整することが可能なランプコントローラを設けることが好ましい。これにより、ランプ１から照射される青色光と赤色光の発光強度比を、より植物の育成に適したものとすることができる。例えば、図２において、赤色光の発光素子２と青色光の発光素子３の発光強度が同じ場合は、ランプ１の赤色光と青色光との発光強度比が２：１となる。ここで、ランプコントローラを用いて、青色光の発光素子３の発光強度を１／２とすれば、ランプ１の赤色光と青色光との発光強度比が４：１となる。

【0050】

ランプ１を用いると、執行法により、発芽した後、花芽が分化するまでの果菜類の生長を促進することができる。

【実施例】

【0051】

生育状態の観察対象として、果菜類としての、アラビドプシス（品種：コロンビア）の種子６粒を、育成ピートバンに等間隔に播種し、蛍光灯を用いて光を照射し（１２時間日長）、発芽させた。このとき、播種してから発芽するまでに３日間を要した。

【0052】

発芽したアラビドプシスを、光源の異なる各々の人工気象器内に置き、４９日間生育させた。このとき、人工気象器の環境は、光源以外は、全て同一とし、気温を２５〜２７℃、湿度を５０％ＲＨとした。

【0053】

（試験例１）
光源としては、中心波長が６６０ｎｍの赤色ＬＥＤのＨＲＰ−３５０Ｆ（昭和電工製）、中心波長が４５０ｎｍの青色ＬＥＤのＧＭ２ＬＲ４５０Ｇ（昭和電工製）を１つの発光源に実装したランプを用いて、発芽したアラビドプシスを執行法により４９日間生育させた。なお、ランプ内の赤色ＬＥＤの実装数を３２０個とし、青色ＬＥＤの実装数を１６０個とした。また、赤色ＬＥＤの光合成光量子束密度を２００μｍｏｌｍ^−２ｓ^−１とし、青色ＬＥＤの光合成光量子束密度を１００μｍｏｌｍ^−２ｓ^−１とした。さらに、赤色光照射手順と青色光照射手順を、各手順１２時間で交互に連続して行った。

【0054】

（試験例２）
光源として、蛍光灯を用いて、光を連続して照射した以外は、試験例１と同様にして、発芽したアラビドプシスを生育させた。なお、蛍光灯の光合成光量子束密度を１５０μｍｏｌｍ^−２ｓ^−１とした。

【0055】

（試験例３）
赤色光と青色光を同時に照射する手順と光を照射しない手順を、各手順１２時間で交互に連続して行った以外は、試験例１と同様にして、発芽したアラビドプシスを生育させた。

【0056】

試験例１〜３のアラビドプシスの主花茎の長さ、さやの数、本葉の数、花芽が分化するまでの日数を調べた。

【0057】

表１に、主花茎の長さ、さやの数、本葉の数、花芽が分化するまでの日数の結果を示す。

【0058】

【表1】

表１から、執行法によりアラビドプシスの花芽分化が促進され、主花茎の長さ、さやの数が著しく増加する一方、本葉の数が低下することがわかる。

【0059】

（実施例１）
花芽が分化した後（３０日後）に、執行法を停止し、光源として、蛍光灯を用いて、花芽が分化したアラビドプシスに光を１０日間照射した以外は、試験例１と同様にして、アラビドプシスを栽培した。なお、蛍光灯の光合成光量子束密度を１５０μｍｏｌｍ^−２ｓ^−１とした。

【0060】

（実施例２）
花芽が分化した後（３０日後）に、執行法を停止し、花芽が分化したアラビドプシスをビニールハウス内に移し、１０日間栽培した以外は、試験例１と同様にして、アラビドプシスを栽培した。このとき、日中は、花芽が分化したアラビドプシスに太陽光を照射し、日没後（午後７時から翌朝５時まで）は、蛍光灯を用いて、花芽が分化したアラビドプシスに光を照射した。なお、蛍光灯の光合成光量子束密度を１５０μｍｏｌｍ^−２ｓ^−１とした。

【0061】

（実施例３）
花芽が分化した後（３０日後）に、執行法を停止し、花芽が分化したアラビドプシスに赤色光と青色光を同時に１０日間照射した以外は、試験例１と同様にして、アラビドプシスを栽培した。なお、花芽が分化した後（３０日後）に、赤色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤの光合成光量子束密度を、それぞれ７５μｍｏｌｍ^−２ｓ^−１とした。

【0062】

（比較例１）
栽培日数を４０日間に変更した以外は、試験例２と同様にして、アラビドプシスを栽培した。

【0063】

（比較例２）
栽培日数を４０日間に変更した以外は、試験例３と同様にして、アラビドプシスを栽培した。

【0064】

実施例１〜３、比較例１、２のアラビドプシスの地上部新鮮重を求めた。

【0065】

表２に、実施例１〜３、比較例１、２のアラビドプシスの地上部新鮮重の結果を示す。

【0066】

【表2】

表２から、実施例１〜３のアラビドプシスは、花芽が分化する前後に効率的に生長させることができ、早期に収穫できることがわかる。

【符号の説明】

【0067】

１ ランプ
２ 赤色光の発光素子
３ 青色光の発光素子
１１ 光照射部
４１、４２、４３、４４ 電極

【図1】

【図2】