JP2016202072A

JP2016202072A - 発光装置およびトマト苗栽培装置

Info

Publication number: JP2016202072A
Application number: JP2015087804A
Authority: JP
Inventors: 将嗣山本; Masatsugu Yamamoto; 康宏松本; Yasuhiro Matsumoto
Original assignee: TSUJIKO CO Ltd
Current assignee: TSUJIKO CO Ltd
Priority date: 2015-04-22
Filing date: 2015-04-22
Publication date: 2016-12-08

Abstract

【課題】トマト苗の第１花房着生葉位を低い位置にすることができる発光装置を提供すること。【解決手段】発光装置は、青色ＬＥＤ（３１）と赤色発光蛍光体（３４）と緑色発光蛍光体（３３）とを、組み合わせて混色させている。発光装置の発光スペクトルが、４２０〜４６０ｎｍの範囲に第１のピーク波長と、５２０〜５７０ｎｍの範囲に第２のピーク波長と、６１０〜６６０ｎｍの範囲に第３のピーク波長とを有している。上記第３のピーク波長の相対発光強度値が、上記第２のピーク波長の相対発光強度値の１．２倍以上かつ１．６倍以下である。【選択図】図３

Description

本発明は、トマト苗に光を照射するための発光装置およびこれを用いたトマト苗の栽培装置に関する。

従来から、植物の栽培においては、人工光によって、植物に必要な波長を有する光を効率よく照射して、植物の成長を促進することが行われている。植物の栽培に適した光には、赤色光と青色光とがある。赤色光は、特に光合成を促進する効果がある。青色光は、実や葉を大きく成長させる効果がある。

例えば、特開２００２−２７８３１号公報（特許文献１）には、４００〜４８０ｎｍの青色光および６５０〜７００ｎｍの赤色光をそれぞれ生成するＬＥＤを用いた、植物育成用ＬＥＤ光源が、開示されている。このＬＥＤ光源によれば、青色光と赤色光との混光を植物に照射することができるので、植物の成長を促進することができる。

特開２００２−２７８３１号公報

ところで、トマト苗の成長においては、図４に示すように、一般に、本葉１０１が８段程度分化した後に、第１花房１０２の花芽が分化する。すなわち、トマト苗の第１花房１０２が着生する葉位（以下、「第１花房着生葉位」という）は、一般に、９段程度という高い位置である。

本葉１０１が１段分化するには、一般に、約一週間を要する。それ故、第１花房１０２の花芽が分化するまでには、約９〜１０週間を要する。したがって、トマト苗の播種からトマトの実を収穫できるまで長期間を要していた。

そこで、本発明の課題は、トマト苗の第１花房着生葉位を低い位置にするのに使用できる発光装置を、提供することである。

本発明者らは、上記課題の解決のために、発光装置の出射光の波長がトマト苗の第１花房着生葉位に与える影響について、研究を重ねた。その結果、出射光に含まれる青色光の相対発光強度値に対して、出射光に含まれる赤色光の相対発光強度値を所定の割合にすることで、トマト苗の第１花房着生葉位を低い位置にできることを見出し、この知見に基づいてさらに研究を重ね、本発明を完成させた。

本発明の発光装置は、青色ＬＥＤと赤色発光蛍光体と緑色発光蛍光体とを、組み合わせて混色させた、発光装置であって、
発光スペクトルが、
４２０〜４６０ｎｍの範囲に第１のピーク波長と、
５２０〜５７０ｎｍの範囲に第２のピーク波長と、
６１０〜６６０ｎｍの範囲に第３のピーク波長と、を有しており、
上記第３のピーク波長の相対発光強度値が、上記第２のピーク波長の相対発光強度値の１．２倍以上かつ１．６倍以下であることを特徴としている。

本発明のトマト苗栽培装置は、
トマト苗が植えられる栽培部と、
上記栽培部に植えられたトマト苗を照射するように設けられた、上記発光装置と、を備えている。

本発明の発光装置によれば、発光装置の出射光、すなわち、４２０〜４６０ｎｍの範囲に第１のピーク波長と、５２０〜５７０ｎｍの波長の範囲内に第２のピーク波長と、および６１０〜６６０ｎｍの波長の範囲内に第３のピーク波長と、を有しており、第３のピーク波長の相対発光強度値が、上記第２のピーク波長の相対発光強度値の１．２倍以上かつ１．６倍以下である光を、トマト苗に照射して、トマト苗の第１花房着生葉位を低い位置にすることができる。

本発明のトマト苗栽培装置によれば、上記発光装置の出射光を、トマト苗に照射して、トマト苗の第１花房着生葉位を低い位置にすることができ、その結果、トマトの実をより早期に収穫できる。

本発明のトマト苗栽培装置の一実施形態を示す概略側面図である。上記トマト苗栽培装置の発光装置の構造を説明するための要部模式断面図である。上記発光装置の発光スペクトルと、比較例の発光装置の発光スペクトルとを示す図である。従来のトマト苗の第１花房着生葉位を説明するための模式図である。

以下、本発明を図示の実施形態により詳細に説明する。

図１は、本発明のトマト苗栽培装置の一実施形態の概略側面図を示している。

このトマト苗栽培装置は、２つの区画１０，２０を備えている。それぞれの区画１０,２０は、棚部１と、栽培部２と、複数の発光装置３とを有している。

区画１０と区画２０とは、垂直方向に隣り合うように設けられている。区画２０は、区画１０と略同じ大きさである。

区画１０において、棚部１は、下部に位置し、略水平方向に延在している。栽培部２は、棚部１上に設けられている。栽培部２には、複数のトマト苗５０が植えられている。栽培部２は、ロックウールからなる固形培地である。発光装置３は、トマト苗５０の上方に位置し、発光装置３からの光がトマト苗５０を直接照射するように設けられている。区画２０も、区画１０と同じ構成を有している。

図２は、発光装置３の要部の断面構造を説明するための要部模式断面図である。

図２に示すように、発光装置３は、リードフレーム３０と、青色ＬＥＤチップ３１と、リフレクタ３８と、透光性樹脂３２と、複数の緑色発光蛍光体３３と、複数の赤色発光蛍光体３４とを有している。

青色ＬＥＤチップ３１は、リードフレーム３０上に設けられている。青色ＬＥＤチップ３１は、透光性樹脂３２によって封止されている。青色ＬＥＤチップ３１は、青色光を出射する。

複数の緑色発光蛍光体３３と、複数の赤色発光蛍光体３４とは、それぞれ透光性樹脂３２中に分散されている。緑色発光蛍光体３３は、青色ＬＥＤチップ３１の青色光を吸収して緑色光を発する。赤色発光蛍光体３４は、青色ＬＥＤチップ３１の青色光を吸収して赤色光を発する。

リフレクタ３８は、青色ＬＥＤチップ３１を取り囲むように設けられている。リフレクタ３８は、上記青色光と、上記緑色光と、上記赤色光とを反射するようになっている。

発光装置３が外部に出射する出射光は、上記青色光と、上記緑色光と、上記赤色光とを含み、これらを組み合わせて混色させた光である。上記青色光は、４２０ｎｍ〜４６０ｎｍの波長（第１波長）の範囲内にピークを有している。上記緑色光は、５２０ｎｍ〜５７０ｎｍの波長（第２波長）の範囲内にピークを有している。上記赤色光は、５２０ｎｍ〜５７０ｎｍの波長（第３波長）の範囲内にピークを有している。

図３は、発光装置３の出射光のスペクトルの一例を示す図である。図３において、横軸は波長であり、縦軸は相対発光強度値である。なお、図３は、後述する比較例の発光装置の出射光のスペクトルの一例も示している。

図３に示すように、発光装置３の出射光のスペクトルは、第１のピークと、第２のピークと、第３のピークとを有している。上記第１のピークは、上記青色光に由来しており、波長が４４２ｎｍであって、相対発光強度値が１である。上記第２のピークは、上記緑色光に由来しており、波長が５４４ｎｍであって、相対発光強度値が０．３７である。上記第３のピークは、上記赤色光に由来しており、波長が６４２ｎｍであって、相対発光強度値が０．５３である。

上記第３のピークの相対発光強度値は、上記第２のピークの相対発光強度値の約１．４倍である。また、上記第３のピークの相対発光強度値は、上記第１のピークの相対発光強度値の約０．５３倍である。

（変形例）
（１）発光装置の出射光の第１のピーク波長は、４２０〜４６０ｎｍの範囲にあればよい。また、上記出射光の第２のピーク波長は、５２０〜５７０ｎｍの範囲にあればよい。さらに、上記出射光の第３のピーク波長は、６１０〜６６０ｎｍの範囲にあればよい。

（２）上記第３のピークの相対発光強度値は、上記第２のピークの相対発光強度値の１．２倍以上かつ１．６倍以下であればよい。

（３）上記第３のピークの相対発光強度値は、第１のピークの相対発光強度値の０．４倍以上かつ０．６倍以下であればよい。

（４）トマト苗栽培装置の区画の数は、１つ又は３つ以上でもよい。

（５）トマト苗栽培装置の区画１０と区画２０とは、水平方向に隣り合うように設けられていてもよい。

（６）栽培部２は、ウレタン、スポンジなどからなる固形培地や、培養土、培養液を収容する容器であってもよい。

（７）発光装置３は、栽培部２の側方や下方に位置していてもよい。

（８）発光装置３は、発光装置３からの光がトマト苗を間接照射するように設けられていてもよい。例えば、発光装置からの光が鏡等によって反射されて、トマト苗を照射するようになっていてもよい。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。

本発明のトマト苗栽培装置を用いて、トマト苗（「ＣＦ桃太郎ファイト」、タキイ種苗株式会社製）の第１花房着生葉位を調べた。それを実施例１〜３に示す。これに対して、本発明のトマト苗栽培装置とは、発光装置の出射光のスペクトルのみが異なるトマト苗栽培装置を用いて、上記トマト苗の第１花房着生葉位を調べた。それを比較例１〜３に示す。

（実施例１）
トマト苗の播種から２６日目に台木植物（「グリーンセーブ」、タキイ種苗株式会社製）に上記トマト苗を接木した。接木したトマト苗を上記播種から３５日目にポッドに移植した。上記播種から５３日目に、トマト苗の第１花房着生葉位を調べた。試料数は、ｎ＝２５とした。

発光装置３の照射光強度を３５０μｍｏｌ／ｍ^２／ｓ、照射時間を１２時間／日とした。暗期における気温を１５℃、明期における気温を２１℃とした。また、トマト苗栽培装置内の相対湿度を７０％〜９０％、ＣＯ_２濃度を４００ｐｐｍ〜５００ｐｐｍとし、トマト苗に対する灌水を１０分／日とした。

（実施例２）
トマト苗の播種から２１日目に上記台木植物にトマト苗を接木し、接木したトマト苗を上記播種から２８日目にポッドに移植し、その後、上記播種から４８日目に、トマト苗の第１花房着生葉位を調べた。その他は、実施例１と同様にして、トマト苗を栽培した。なお、試料数は、ｎ＝１０とした。

（実施例３）
暗期における気温を１３℃、明期における気温を１８℃とした。その他は、実施例２と同様にして、トマト苗を栽培した。

（比較例１）
比較例１〜３で使用した発光装置の出射光のスペクトルは、図３に示すように、第１のピークと、第２のピークと、第３のピークとを有している。上記第１のピークは、波長が４４２ｎｍであって、相対発光強度値が１である。上記第２のピークは、波長が５４４ｎｍであって、相対発光強度値が０．２１である。上記第３のピークは、波長が６３０ｎｍであって、相対発光強度値が０．１８である。そして、実施例１と同様にして、トマト苗を栽培した。

（比較例２）
実施例２と同様にして、トマト苗を栽培した。

（比較例３）
実施例３と同様にして、トマト苗を栽培した。

実施例１〜３と比較例１〜３とを比較することにより、発光スペクトルの違いがトマト苗の第１花房着生葉位に与える影響を調べた。

実施例１〜３および比較例１〜３の結果を、表１に示す。

実施例１と比較例１とを比較するとわかるように、実施例１の方が、トマト苗の第１花房着生葉位が低い位置になる割合が大きかった。

また、実施例２と比較例２とを比較するとわかるように、実施例２の方が、トマト苗の第１花房着生葉位が低い位置になる割合が若干大きかった。

実施例１，２と比較例１，２とを比較するとわかるように、接木および移植を行う時期を変えても、本発明によって、トマト苗の第１花房着生葉位が低い位置になった。

また、実施例３と比較例３とを比較するとわかるように、実施例３の方が、トマト苗の第１花房着生葉位が低い位置になる割合が大きかった。また、実施例３では、トマト苗の第１花房着生葉位が最も低い位置で６段目になった。

実施例２，３と比較例２，３とを比較するとわかるように、暗期および明期における温度を変えても、本発明によって、トマト苗の第１花房着生葉位が低い位置になった。

２栽培部
３発光装置
３１青色ＬＥＤチップ
３３緑色発光蛍光体
３４赤色発光蛍光体
５０トマト苗

Claims

青色ＬＥＤと赤色発光蛍光体と緑色発光蛍光体とを、組み合わせて混色させた、発光装置であって、
発光スペクトルが、
４２０〜４６０ｎｍの範囲に第１のピーク波長と、
５２０〜５７０ｎｍの範囲に第２のピーク波長と、
６１０〜６６０ｎｍの範囲に第３のピーク波長と、を有しており、
上記第３のピーク波長の相対発光強度値が、上記第２のピーク波長の相対発光強度値の１．２倍以上かつ１．６倍以下であることを特徴とする発光装置。
請求項１に記載の発光装置において、
上記第３のピーク波長の相対発光強度値が、上記第１のピーク波長の相対発光強度値の０．４倍以上かつ０．６倍以下であることを特徴とする発光装置。
トマト苗が植えられる栽培部と、
上記栽培部に植えられたトマト苗を照射するように設けられた、請求項１または２に記載の発光装置と、を備えていることを特徴とするトマト苗栽培装置。