特許 7367482 苗木生育方法及び苗木生育システム

(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】

(24)【登録日】2023-10-16

(45)【発行日】2023-10-24

(54)【発明の名称】苗木生育方法及び苗木生育システム

(51)【国際特許分類】

   A01G 22/00 20180101AFI20231017BHJP

   A01G 7/00 20060101ALI20231017BHJP

   A01G 7/02 20060101ALI20231017BHJP

【ＦＩ】

A01G22/00

A01G7/00 601Z

A01G7/00 601A

A01G7/00 603

A01G7/02

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019207956

(22)【出願日】2019-11-18

(65)【公開番号】P2021078394

(43)【公開日】2021-05-27

【審査請求日】2022-10-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000000549

【氏名又は名称】株式会社大林組

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】下山 真人

(72)【発明者】

【氏名】溝田 陽子

【審査官】大澤 元成

(56)【参考文献】

【文献】特開平０２－０２０２２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０４８６６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１７２６９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０８６６７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０６１３４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２３７３７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／１１９３３０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－１１２０８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ０１Ｇ ２２／００－２２／６７

Ａ０１Ｇ ７／００

Ａ０１Ｇ ２／００－ ２／３８

Ａ０１Ｇ １７／００－１７／１８

Ａ０１Ｇ ３１／００－３１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

樹木の苗木の生育方法において、
環境条件を調整可能な苗木生育施設内の環境条件を、前記苗木の種類の発芽用の環境条件に調整して、播種処理を行ない、
前記苗木生育施設を前記苗木の生育用の環境条件に調整して育成処理を行ない、
前記苗木生育施設を、前記育成処理の環境条件から前記苗木の出荷時の外の環境条件に慣らすための環境条件に変更した馴化処理を連続的に行なった後、出荷処理を行い、
前記播種処理、前記育成処理、前記馴化処理及び前記出荷処理は、前記苗木の休眠期を設けずに行われ、
前記生育用の環境条件として、日長時間を１日あたり１６時間以上に調整することを特徴とする苗木生育方法。

【請求項2】

前記苗木の出荷時期から逆算した開始時期から前記播種処理、前記育成処理、前記馴化処理及び前記出荷処理を行なうことを特徴とする請求項１に記載の苗木生育方法。

【請求項3】

前記育成処理において、前記苗木の葉の状態に関する情報を取得し、前記葉の状態に基づいて照射する人工光の条件を変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の苗木生育方法。

【請求項4】

前記育成処理において、測定された前記苗木の光合成量と、前記苗木の状態及び前記苗木が植えられた培地の状態の少なくとも１つとに応じて、前記苗木に供給する液体の量を調整することを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載の苗木生育方法。

【請求項5】

環境条件を調整可能な苗木生育施設内で樹木の苗木を生育するシステムにおいて、
前記苗木生育施設の環境条件を制御する制御部は、
播種期間において、前記苗木生育施設内の環境条件を前記苗木の種類の発芽用の環境条件に調整し、
育成期間において、前記苗木生育施設内の環境条件を前記苗木の生育用の環境条件に調整し、
前記育成期間から連続的に設定される馴化期間において、前記苗木生育施設内の環境条件を前記生育用の環境条件から前記苗木の出荷時の外の環境条件に慣らすための環境条件に変更し、
前記馴化期間の後に、前記苗木が出荷され、
前記播種期間、前記育成期間、前記馴化期間、及び、前記出荷までの間には、前記苗木の休眠期が設けられておらず、
前記生育用の環境条件として、日長時間を１日あたり１６時間以上に調整することを特徴とする苗木生育システム。

【請求項6】

前記苗木生育施設は、前記制御部の指示に応じて、温度、湿度、気流、二酸化炭素の濃度、前記苗木に供給する液体の温度、前記液体の供給量、人工光の光強度、前記人工光のスペクトル中のＲＧＢ比率、前記人工光の日長時間の少なくとも１つを調整可能な空間であることを特徴とする請求項５に記載の苗木生育システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、植林用の苗木を生育する苗木生育方法及び苗木生育システムに関する。

【背景技術】

【0002】

通常、苗木を、圃場に播種して発芽させた後、数年間育成して、林地に植林する。しかし、圃場での播種の発芽率は、天候等の影響を受けて不安定であり、露地の圃場での播種の発芽率は、３０％以下である。また、育成時においても、気象条件や病虫害、ネズミなどの食害の影響を受けため、苗木の生産は不安定である。そこで、屋内の施設を用いて、苗木を生育することが行なわれている（例えば、特許文献１，２参照）。

【0003】

特許文献１には、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更に養生する屋外置場とを備える。また、特許文献２の植物栽培施設では、日長時間、気温や培養液の設定温度等を変更して、休眠導入後、すぐに休眠打破を行なって、成長期間を長くして樹木を育成する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平１１－７５５３４号公報

【文献】特開２０１９－６８７６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

樹木は、日長が８時間～１２時間程度になると、休眠して２～４週間で冬芽を形成して成長しなくなる。そして、７℃以下の低温に１５００時間～２０００時間、晒されることにより休眠打破して、再び成長する。このような成長周期のため、樹木の苗木を林地に植林するに適した大きさにするのに数年の期間を必要としていた。また、露地での生育においては、霜害等の気象による影響や害虫による影響を受け、生産が不安定である。特許文献１に示したように、ビニールハウスを使用する方法では、霜害等の影響は少ないが、夏季の高温対策などの環境の影響を受ける。従って、苗木の歩留まりが低く、また、出荷するまで長期間を必要として、生産性向上が難しかった。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決する苗木生育方法は、環境条件を調整可能な苗木生育施設内の環境条件を、前記苗木の種類の発芽用の環境条件に調整して、播種処理を行ない、前記苗木生育施設を前記苗木の生育用の環境条件に調整して育成処理を行ない、前記苗木生育施設を、前記育成処理の環境条件から前記苗木の出荷時の外の環境条件に慣らすための環境条件に変更した馴化処理を連続的に行なった後、出荷処理を行なう。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、苗木の歩留まりを向上させて、短期間で出荷することができ、生産性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施形態の苗木生育システムの概略構成図。

【図2】本実施形態における苗木生育処理のタイムスケジュールを説明する説明図であって、（ａ）は本実施形態で生育した苗木、（ｂ）は裸苗の苗木、（ｃ）は露地のコンテナ苗の苗木、（ｄ）はビニールハウスを用いて栽培したコンテナ苗の苗木を示す。

【図3】本実施形態の各期間における制御内容を説明する説明図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図１～図３を用いて、苗木生育方法及び苗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苗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、通常状態で、外界に隔離された閉空間である。なお、植物栽培施設１０にはドアが設けられており、人の出入りの場合のみ開放される。これにより、実質的に閉空間を維持する。

【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、循環される液体としての培養液が滞留する滞留部１２を備える。この滞留部１２には、培養液を循環させる循環路が接続されている。滞留部１２の上方には、空気層をおいて、複数の人工培地１５が設けられる。人工培地１５は、水平方向に離間して配置され、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、苗木Ｐ１が植えられる。この苗木Ｐ１の根は、滞留部１２内において流れる培養液に浸漬される。

【0012】

栽培床１１の上方には、複数の光源１６，１７が配置されている。光源１６，１７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。ここでは、苗木Ｐ１が成長した場合に、光源１６が苗木Ｐ１の上部を、光源１７が苗木Ｐ１の下部を照らす。光源１６，１７は、光強度（光合成光量子束密度）と、人工光に含まれる波長（スペクトル中のＲＧＢ比率）とを調整可能な光源である。本実施形態では、光源１６，１７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及び空調装置２２が設けられている。気温検出部２１は、植物栽培施設１０内の温度を検出し、この温度情報を、後述する制御ユニット５０に供給する。空調装置２２は、制御ユニット５０からの指示に応じて、植物栽培施設１０内を温度、湿度及び気流の調整を行なう。

【0014】

更に、植物栽培施設１０には、ＣＯ２濃度検出部２３が設けられている。このＣＯ２濃度検出部２３は、植物栽培施設１０内の二酸化炭素（ＣＯ２）濃度を検出し、この濃度情報を制御ユニット５０に供給する。

【0015】

植物栽培施設１０には、オフィス（図示せず）の排気を室内に供給する炭酸ガス供給部２５が接続されている。この炭酸ガス供給部２５は、気体供給ポンプ２７及び気体供給バルブ２８が取り付けられている気体供給管２６を備えている。気体供給ポンプ２７は、オフィスの排気（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ＣＯ２が含まれている。気体供給バルブ２８は、オフィスからの排気の供給量を調整する。そして、制御ユニット５０からの指示に基づいて、気体供給ポンプ２７が稼働されると、オフィスからの排気が植物栽培施設１０に供給される。

【0016】

また、植物栽培施設１０の滞留部１２には、貯蔵部３０の培養液が供給管３１を介して供給される。この供給管３１には、培養液を滞留部１２に供給するための供給ポンプ３３が設けられている。更に、滞留部１２は、排出管３２を介して貯蔵部３０に接続されている。排出管３２には、滞留部１２から貯蔵部３０に培養液を還流させるための排出ポンプ３４が設けられている。

【0017】

貯蔵部３０は、滞留部１２から還流された培養液を蓄積し、液温調整部３０ａ、養分調整部３０ｂ及び液供給調整部３０ｃを備える。液温調整部３０ａは、液温検出部及び熱交換器を備える。液温検出部は、培養液の温度を検出する。熱交換器は、培養液を加熱又は冷却する。養分調整部３０ｂは、養分検出部及び濃度調整部を備える。養分検出部は、養分濃度（肥料濃度）を検出し、養分濃度情報を制御ユニット５０に供給する。濃度調整部は、制御ユニット５０からの指示に応じて必要な養分を、培養液に追加する。液供給調整部３０ｃは、人工培地１５の含水率に基づいて、貯蔵部３０から供給する培養液の量を調整する。

【0018】

更に、植物栽培施設１０内には、撮像装置としての複数のカメラ４１が設けられている。このカメラ４１は、苗木Ｐ１の全体、苗木Ｐ１の葉、苗木Ｐ１が植えられた人工培地１５をカラーで撮影し、撮影画像を制御ユニット５０に供給する。この撮影画像は、苗木Ｐ１の葉や苗木Ｐ１が植えられた培地の状態の判定に用いられる。そして、この判定結果に応じて、光強度や潅水量（培養液の供給量）を調整する。

【0019】

また、植物栽培施設１０内には、光合成量測定装置４２が設けられている。この光合成量測定装置４２は、苗木Ｐ１の葉における光合成量を測定し、この測定データを制御ユニット５０に供給される。測定された光合成量は、潅水量を特定するために用いられる。

【0020】

（制御ユニット５０の構成）
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、スケジュール管理部５１、室温制御部５２、気流制御部５３、ＣＯ２制御部５４、培養液管理部５５、状態特定部５６、光源制御部５７を備える。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。また、制御ユニット５０は、管理者端末（図示せず）に接続され、管理者端末から、生育する苗木Ｐ１の種類、出荷時期の情報、各種の設定情報等を取得する。

【0021】

スケジュール管理部５１は、苗木Ｐ１の播種から出荷までの生育スケジュールを記憶し、この生育スケジュールに応じて、植物栽培施設１０内の環境条件を管理する。本実施形態では、苗木Ｐ１は、播種期間Ｔ１、育成期間Ｔ２、馴化期間Ｔ３を経て、出荷される。播種期間Ｔ１は、苗木Ｐ１の種を蒔いてから本葉が生えるまで栽培する播種処理を行なう期間である。育成期間Ｔ２は、本葉が生えた苗木Ｐ１を、出荷可能な大きさとなるまで育成する育成処理を行なう期間である。馴化期間Ｔ３は、出荷可能な大きさまで育成した苗木Ｐ１を、出荷時の環境に慣らす馴化処理を行なう期間である。この馴化により、出荷後に枯死や衰弱を抑制する。

【0022】

本実施形態では、スケジュール管理部５１は、生育スケジュールとして、播種期間Ｔ１として３週間、育成期間Ｔ２として２か月、馴化期間Ｔ３として３週間を記憶している。なお、スケジュール管理部５１は、管理者端末からの指示に応じて、育成期間Ｔ２及び馴化期間Ｔ３を延長し、延長した期間を用いることができる。

【0023】

更に、スケジュール管理部５１は、各期間（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）に対応して環境条件を記憶している。
スケジュール管理部５１は、播種期間Ｔ１に関連付けて、苗木Ｐ１の種類に応じた環境条件を記憶している。例えば、カラマツの場合は、湿潤した培地に播種した種子を、２週間前後、低温処理した（１０℃の気温に置いた）後、１５℃、２０℃、２５℃というように段階的に温度を上げる環境条件を用いて発芽させる。発芽後では、温度を２３℃に下げて、照明を連続して点灯という環境条件を用いて育成させる。また、コウヨウザンでは、２５℃の気温で播種させて、発芽後は、２３℃～２５℃で照明を連続して点灯という環境条件を用いて育成させる。

【0024】

スケジュール管理部５１は、育成期間Ｔ２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℃、ＣＯ２濃度の設定濃度を１０００ｐｐｍとする環境条件を用いる。

【0025】

また、スケジュール管理部５１は、馴化期間Ｔ３に関連付けて、日長時間及び温度に関する環境条件を記憶している。ここでは、日長時間として１２時間～１６時間を用いる。更に、温度として、出荷直前の一定期間（例えば１週間）は、出荷時期の平均外気温を用いる。そして、出荷直前の一定期間の前までは、育成期間Ｔ２の設定温度から出荷時期の平均外気温に段階的に温度を昇降させる環境条件を用いる。

【0026】

このため、スケジュール管理部５１は、出荷時期に応じた平均外気温を記憶している。そして、スケジュール管理部５１は、管理者端末から出荷時期を取得して、この出荷時期に応じた平均外気温を特定し、所定期間内に段階的に平均外気温になるように算出された「馴化期間Ｔ３における各日の温度」記憶する。例えば、出荷時期が春先（４月頃）の場合には、出荷時期の外気温は１６℃程度であるため、育成期間Ｔ２の設定温度（２５℃）から１６℃に設定温度を段階的に低く変更した後、一定期間、１６℃に設定される。

【0027】

室温制御部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装置２２を制御する。
気流制御部５３は、空調装置２２を制御して、植物栽培施設１０の気流を制御する。本実施形態では、気流制御部５３は、育成期間Ｔ２及び馴化期間Ｔ３中、植物栽培施設１０内において、空気の淀みを抑制させるために、気流を生じさせる。

【0028】

ＣＯ２制御部５４は、植物栽培施設１０内の二酸化炭素濃度が、予め設定された濃度となるように、炭酸ガス供給部２５を制御する。このため、ＣＯ２制御部５４は、ＣＯ２濃度検出部２３が検出した植物栽培施設１０のＣＯ２濃度に基づいて、オフィス排気の供給量を制御する。本実施形態では、育成期間Ｔ２及び馴化期間Ｔ３中は、１０００ｐｐｍのＣＯ２濃度を用いる。

【0029】

培養液管理部５５は、貯蔵部３０において貯蔵された培養液の温度、養分濃度及び供給量を管理する。培養液管理部５５は、液温調整部３０ａから取得した液温情報に基づいて、培養液が所定の設定温度になるように、液温調整部３０ａの熱交換器を制御する。本実施形態においては、液温調整部３０ａにおける設定温度として、２０℃～２２℃を用いる。また、培養液管理部５５は、培養液の養分濃度が所定値になるように、養分調整部３０ｂから取得した養分濃度情報に応じて、濃度調整部を制御する。

【0030】

更に、培養液管理部５５は、潅水量調整部５５ａを備える。潅水量調整部５５ａは、供給ポンプ３３及び排出ポンプ３４の駆動を制御して、潅水量を調整する。この潅水量調整部５５ａは、状態特定部５６から、苗木Ｐ１の大きさ、葉の開閉状態、培地の乾燥状態に関する乾燥状態データを取得する。更に、潅水量調整部５５ａは、光合成量測定装置４２から光合成量測定データを取得する。そして、潅水量調整部５５ａは、取得した乾燥状態データ及び光合成量測定データに応じて潅水量を特定する潅水量テーブルを有する。

【0031】

潅水量調整部５５ａは、通常は、供給ポンプ３３及び排出ポンプ３４を駆動させて、一定の流速（例えば２０ｃｍ／ｓ程度）で、滞留部１２において培養液を流す。一方、培養液の供給量を少なくする場合には、供給ポンプ３３を停止し、排出ポンプ３４を駆動して、滞留部１２から培養液を排出する。また、培養液の供給量を多くする場合には、供給ポンプ３３を駆動し、排出ポンプ３４を停止する。

【0032】

状態特定部５６は、カメラ４１からの撮影画像の画像認識や色解析により、苗木Ｐ１の大きさ（高さや幹の太さ）、苗木Ｐ１の葉の色、葉の開閉状態、培地の乾燥状態を特定する。そして、状態特定部５６は、特定した各状態に関する情報を培養液管理部５５及び光源制御部５７に供給する。

【0033】

光源制御部５７は、日長時間制御部５７ａ、光強度制御部５７ｂ，スペクトル制御部５７ｃを備える。
日長時間制御部５７ａは、光源１６，１７の照明機構部のスイッチのオンオフ制御により日長時間を制御する。日長時間とは、１日における明期の時間であり、照明が点灯する時間である。日長時間制御部５７ａは、日長時間を、育成期間Ｔ２には１６時間、馴化期間Ｔ３には１２時間～１６時間に制御する。

【0034】

光強度制御部５７ｂは、光源１６，１７の光量子量の可変制御を行なう。光強度制御部５７ｂは、光源１６，１７の光強度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、日長時間に応じた日中の太陽光の光強度のパターンと同じになるように、１日の日長時間に応じた人工光の光強度（光量子量）に関する日照制御パターンが含まれている。

【0035】

更に、光強度制御部５７ｂは、状態特定部５６から取得した苗木Ｐ１の大きさに応じた成長度合いに応じて光強度を段々と高く調整する。更に、光強度制御部５７ｂは、画像認識により葉の開閉状態に応じて葉が丸まっていると判定した場合には、光強度を一定量や一定割合で低くする調整を行なう。

【0036】

スペクトル制御部５７ｃは、色解析による苗木Ｐ１の葉の色に応じて、光源１６，１７が照射する人工光のスペクトルを制御する。樹木は、葉の色を調整することにより成長に必要なスペクトルを受光し易くしているので、樹木の葉は、不要なスペクトルの波長を反射するため、不要なスペクトルの波長に応じた色になる。このため、スペクトル制御部５７ｃは、色に対応するスペクトルのＲＧＢ比率を特定する調整テーブルを記憶する。スペクトル制御部５７ｃは、色解析により特定した葉の色に応じたスペクトルのＲＧＢ比率を、調整テーブルを用いて特定する。そして、スペクトル制御部５７ｃは、特定したＲＧＢ比率の人工光を光源１６，１７が照射するように、光源１６，１７のスペクトルをそれぞれ調整する。

【0037】

＜栽培スケジュール＞
次に、図２及び図３を用いて、上述した植物栽培施設１０を用いて、苗木Ｐ１を生育する栽培スケジュールについて説明する。

【0038】

図２（ａ）に示すように、本実施形態では、１年間で３回、苗木Ｐ１を育成できる。苗木Ｐ１は、一般的に、春先～梅雨頃、秋～初冬に出荷される。本実施形態では、植物栽培施設１０の制御ユニット５０は、管理者端末から、植物栽培施設１０内において苗木Ｐ１の種が蒔かれた年月日、苗木Ｐ１の種類、出荷時期を取得する。これにより、制御ユニット５０のスケジュール管理部５１は、記憶している生育スケジュールを用いて、種が蒔かれた年月日と出荷時期から、育成期間Ｔ２及び馴化期間Ｔ３の開始日を算出する。例えば、１２月に種が蒔かれて、出荷時期が４月初旬の場合には、１月に育成期間Ｔ２を開始し、３月に馴化期間Ｔ３を開始する。

【0039】

図３に示すように、苗木Ｐ１の種が蒔かれた情報を取得した制御ユニット５０は、播種期間Ｔ１では、苗木Ｐ１の種類に応じた発芽に適した環境条件に、植物栽培施設１０内を設定する。具体的には、カラマツやコウヨウザンの苗木Ｐ１の場合には、制御ユニット５０は、室温制御部５２を制御して、それぞれの発芽に適した気温で発芽させる。発芽した後は、温度を例えば２５℃に設定し、光強度を調整しながら光源１６，１７を連続して点灯して、苗木Ｐ１を生育する。

【0040】

その後、育成期間Ｔ２の開始日に到達と判定した場合、制御ユニット５０は、温度、湿度、気流、ＣＯ２濃度を調整することで苗の育成に必要な環境条件に変更する。この場合、制御ユニット５０のスケジュール管理部５１は、室温制御部５２、気流制御部５３、ＣＯ２制御部５４、培養液管理部５５及び光源制御部５７を制御する。

【0041】

室温制御部５２は、植物栽培施設１０の気温を２５℃となるように、気流制御部５３は、植物栽培施設１０内に常に気流が生じるように、空調装置２２を制御する。
更に、ＣＯ２制御部５４は、ＣＯ２濃度の設定濃度を１０００ｐｐｍとなるように炭酸ガス供給部２５を制御する。

【0042】

培養液管理部５５は、培養液の設定温度を１５℃～２０℃となるように貯蔵部３０の液温調整部３０ａを制御する。
また、光源制御部５７の日長時間制御部５７ａは、日長時間が１６時間となるように光源１６，１７のオンオフ制御を行ない、光源制御部５７の光強度制御部５７ｂは、１６時間日長に応じた光強度パターンを用いて光源１６，１７の光強度を制御する。

【0043】

この育成期間Ｔ２において、制御ユニット５０の状態特定部５６は、カメラ４１からの撮影画像を取得し、苗木Ｐ１の大きさ、苗木Ｐ１の葉の色、葉の開閉状態、培地の乾燥状態等を特定する。そして、特定した情報を、培養液管理部５５及び光源制御部５７に供給する。

【0044】

光源制御部５７は、人工光のスペクトル中のＲＧＢ比率及び光強度を調整する。通常、新芽と成熟した葉、上層の葉と下層の葉では、葉の色が変化する。このため、苗木Ｐ１において成長段階の葉の色に応じてＲＧＢ比率、上層の葉を照らす光源１６の人工光のＲＧＢ比率、下層の葉を照らす光源１７の人工光のＲＧＢ比率を調整する。

【0045】

また、培養液管理部５５は、撮影画像に基づいた苗木Ｐ１の大きさ、葉の開閉状態、培地の乾燥状態等のデータ、光合成量測定装置４２からの測定データと、潅水量テーブルとを用いて、潅水量を特定する。そして、培養液管理部５５は、特定した潅水量となるように供給ポンプ３３及び排出ポンプ３４を制御する。

【0046】

その後、馴化期間Ｔ３の開始日に到達と判定した場合には、制御ユニット５０は、温度及び湿度を上述したように制御する。この場合、制御ユニット５０は、気流、ＣＯ２濃度、スペクトル中のＲＧＢ比率及び潅水量は、育成期間Ｔ２と同じ値に制御する。更に、制御ユニット５０は、光源１６，１７の照明機構部のスイッチに対してオンオフを制御することにより、出荷する時期の日長、例えば日長時間が１２時間～１６時間になるように調整する。

【0047】

図２（ｂ）～（ｄ）には、本実施形態の栽培方法と比較するために、露地に植えた裸苗、露地に植えたコンテナ苗、ビニールハウスで育成して露地で馴化させたコンテナ苗におけるスケジュールを表示する。
露地の裸苗及びコンテナ苗では、例えば、前年の１０月に種を蒔いて冬眠させた後、春先の４月頃に発芽させる播種処理を行なう。そして、４月から９月まで育成する。その後、１０月の２週間～４週間において休眠導入を行ないながら育成し、１１月から休眠して、翌年（２年目）の４月～５月頃まで越冬を行なって、休眠打破を行なって育成を開始する。コンテナ苗は、休眠打破の時期に移植される。そして、２年目の１１月頃に出荷される。

【0048】

また、ビニールハウスで育成して露地で馴化させるコンテナ苗では、例えば、前年の１０月に種を蒔いて冬眠させた後、外が寒い２月中旬に発芽させる播種処理を行なう。そして、３月から６月ぐらいまでは、苗木Ｐ１をビニールハウスにおいて育成させる。その後、梅雨前に露地に出して馴化させた後、露地で１０月ぐらいまで育成させる。その後、休眠導入を行ないながら育成し、１１月から休眠させて、翌年（２年目）の４月～５月頃まで越冬した後、出荷する。
従って、露地の裸苗及びコンテナ苗は、約２年に１回、出荷され、ビニールハウスで育成して露地で馴化させるコンテナ苗は、約１．５年に１回、出荷される。これに対して、本実施形態の栽培方法で育成した苗木は、年３回、出荷される。

【0049】

（作用）
播種期間Ｔ１において、植物栽培施設１０内を、苗木Ｐ１が発芽し易い環境条件に調整して苗木Ｐ１を発芽させるので、歩留まりを向上させることができる。更に、育成期間Ｔ２において、１６時間の日長時間で連続して苗木Ｐ１を育成する。これにより、休眠させなくても、苗木Ｐ１を連続して早期に成長させることができる。また、馴化期間Ｔ３において、出荷時期の外気温に応じて苗木Ｐ１を慣らすので、苗木Ｐ１の枯死や衰弱を抑制することができる。

【0050】

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、制御ユニット５０は、植物栽培施設１０内において、苗木Ｐ１の生育に適した環境条件に管理しながら、苗木Ｐ１を育成する。これにより、高温等の気象による影響を抑制して、成長し易い環境条件下で苗木Ｐ１を育成するので、苗木Ｐ１を通常の２倍以上早く育成することができる。そして、本発明者は、苗木Ｐ１は、休眠期間を設けなくても連続して生育できるという知見を得た。この知見に基づいて、連続的に育成期間Ｔ２、馴化期間Ｔ３を設定して、年３回、苗木Ｐ１を出荷することができる。

【0051】

（２）本実施形態では、制御ユニット５０は、苗木Ｐ１の種類に適した発芽条件に、植物栽培施設１０内の環境条件を設定する。これにより、苗木Ｐ１が発芽し易く、歩留まりを向上させることができる。

【0052】

（３）本実施形態では、制御ユニット５０は、カメラ４１からの撮影画像に基づいて、葉の色に応じて、光源１６，１７のスペクトル中のＲＧＢ比率を調整する。これにより、苗木Ｐ１の葉が必要とするスペクトルを強くした人工光を葉に供給することができるので、苗木Ｐ１を早期育成することができる。

【0053】

（４）本実施形態では、植物栽培施設１０内において、苗木Ｐ１の上方及び下方に、光源１６，１７を配置する。苗木Ｐ１の上方の葉及び下方の葉においては、色が異なることがあるため、高さに応じた葉に適したスペクトルの人工光を供給することができる。

【0054】

（５）本実施形態では、培養液管理部５５は、植物栽培施設１０内の光合成量測定装置４２からの測定データと、状態特定部５６が撮影画像に基づいて特定した状態情報とを用いて、潅水量を調整する。これにより、人による作業をなくして、自動的に、水分過多による根系の蒸れや根腐れの抑制及び乾燥による枯れの抑制等を行なうことができる。また、培養液の使用量を削減して、省コスト化を図ることもできる。

【0055】

（６）本実施形態では、制御ユニット５０は、馴化期間Ｔ３において、出荷時期の平均外気温に応じた気温を用いて、苗木Ｐ１を生育する。これにより、出荷時に、植物栽培施設１０から屋外に出した際の枯死や衰弱を抑制することができる。特に、出荷時期が夏の暑い時期であっても、その環境に対応できる。また、馴化期間Ｔ３における日長時間を、出荷する時期の日長へ変化させるため、環境変化への耐性を作ることができる。

【0056】

（７）本実施形態では、制御ユニット５０は、出荷時期から逆算した播種期間Ｔ１、育成期間Ｔ２、馴化期間Ｔ３のスケジュールを特定し、このスケジュールに対応する環境条件に、植物栽培施設１０内の環境条件を設定する。これにより、苗木Ｐ１の成長段階に応じた環境条件を効率的に実現することができる。

【0057】

（８）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の滅菌した人工培地１５に植えた苗木Ｐ１の根を、液温及び養分を調整され循環される培養液に浸漬して生育する。これにより、培養液が流れるので、培養土に起因する病害や害虫等の影響を抑制できる。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。

【0058】

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態の制御ユニット５０は、育成期間Ｔ２において、日長時間を１６時間として苗木Ｐ１を生育した。育成期間Ｔ２における日長時間（明期）はこれに限られない。例えば、育成期間Ｔ２においては、２４時間、連続、日照してもよい。

【0059】

・上記実施形態の制御ユニット５０は、馴化期間Ｔ３における日長時間を、出荷する時期の日長へ変化させた。馴化期間Ｔ３における日長時間は、これに限られず、休眠期に入る前の１２時間～１６時間未満を用いてもよい。

【0060】

・上記実施形態においては、制御ユニット５０が、出荷時期に応じて、育成期間Ｔ２及び馴化期間Ｔ３の開始日を算出し、生育スケジュールに応じた環境条件を記憶した。これに代えて、カレンダーに応じて、手作業で育成期間Ｔ２や馴化期間Ｔ３の開始日を決定してもよい。例えば、晩秋に播種期間Ｔ１を開始した場合には、育成期間Ｔ２や馴化期間Ｔ３を数か月長くして、春先に出荷してもよい。また、育成期間Ｔ２や馴化期間Ｔ３における温度、湿度、光強度等の光環境について、個別に調整してもよい。この場合、制御ユニット５０は、これらの環境条件について、管理端末からの入力指示を受け付け、これに応じて、空調装置２２、炭酸ガス供給部２５、培養液を供給する供給ポンプ３３、排出ポンプ３４、光源１６，１７等を操作して、植物栽培施設１０内の環境条件の調整を行なってもよい。

【0061】

・上記実施形態では、制御ユニット５０は、育成期間Ｔ２を２か月半とした。育成期間Ｔ２は、これに限られず、育成期間Ｔ２を更に長くして、より大きな苗木Ｐ１に成長させてもよい。この場合、従来必要とされていた休眠期間を設けなくても、苗木Ｐ１を連続して育成することができる。

【0062】

・上記実施形態においては、制御ユニット５０は、カメラ４１からの撮影画像に基づいて特定した乾燥状態データ及び光合成量測定データと、潅水量テーブルとを用いて、潅水量を調整した。そして、制御ユニット５０は、葉の色に応じたスペクトルのＲＧＢ比率を、調整テーブルを用いて特定し、特定したＲＧＢ比率の人工光を照射するように、光源１６，１７をそれぞれ調整する。これらの調整を、機械学習を用いて行なってもよい。具体的には、苗木Ｐ１の撮影画像、葉の撮影画像、培地の撮影画像及び光合成量測定値、潅水量を入力層に用い、育成結果（良好又は不良）を出力層とする教師データを用いて、機械学習により、苗木の大きさ、葉の状態及び培地の状態、潅水量から育成結果を予測する予測モデルを生成する。そして、苗木Ｐ１の撮影画像、葉の撮影画像、培地の撮影画像及び光合成量測定値を取得した場合、順次変更した潅水量を、この予測モデルに入力し、育成結果を予測する。そして、良好な育成結果を予測した潅水量を用いる。

【0063】

また、苗木Ｐ１の撮影画像、葉の撮影画像、培地の撮影画像及び光合成量測定値を入力層に用い、良好な育成結果となった潅水量を出力層とする教師データを用いて、機械学習により、苗木の大きさ、葉の状態及び培地の状態から、良好な育成のための潅水量を予測する予測モデルを生成してもよい。そして、苗木Ｐ１の撮影画像、葉の撮影画像、培地の撮影画像及び光合成量測定値を取得した場合、この予測モデルに入力し、適切な潅水量を予測する。
また、葉の色の撮影画像を入力層、良好な育成結果となったスペクトルのＲＧＢ比率を出力層とする教師データを用いて、機械学習により、葉の状態から照射する人工光のスペクトルのＲＧＢ比率を予測する予測モデルを生成する。そして、この予測モデルと、取得した撮影画像とを用いて、人工光のスペクトルのＲＧＢ比率を予測する。

【0064】

更に、スペクトル制御部５７ｃは、人工光のスペクトルのＲＧＢ比率だけでなく、苗木Ｐ１の大きさや葉の色に基づいて、遠赤外線領域や紫外線領域の光強度も調整してもよい。遠赤外線領域のスペクトルは、苗木の太さ、葉の厚さの促進に有効であり、紫外線領域スペクトル（ＵＶ－Ａ（３１５～４００ｎｍ））は、花芽の形成の促進、徒長抑制の働きに有効である。

【符号の説明】

【0065】

Ｐ１…苗木、Ｔ１…播種期間、Ｔ２…育成期間、Ｔ３…馴化期間、１０…植物栽培施設、１１…栽培床、１２…滞留部、１５…人工培地、１６，１７…光源、２１…気温検出部、２２…空調装置、２３…ＣＯ２濃度検出部、２５…炭酸ガス供給部、２６…気体供給管、２７…気体供給ポンプ、２８…気体供給バルブ、３０…貯蔵部、３０ａ…液温調整部、３０ｂ…養分調整部、３０ｃ…液供給調整部、３１…供給管、３２…排出管、３３…供給ポンプ、３４…排出ポンプ、４１…カメラ、４２…光合成量測定装置、５０…制御ユニット、５１…スケジュール管理部、５２…室温制御部、５３…気流制御部、５４…ＣＯ２制御部、５５…培養液管理部、５５ａ…潅水量調整部、５６…状態特定部、５７…光源制御部、５７ａ…日長時間制御部、５７ｂ…光強度制御部、５７ｃ…スペクトル制御部。

【図1】

【図2】

【図3】