JP6033592B2 - 植物の栽培方法及び植物の栽培装置 - Google Patents

Description

本発明は果実又は花を収穫する植物の栽培方法及び当該植物の栽培装置に関する。

近年、人工照明を用いて植物を栽培する方法が開発されている。特に、遠赤色光は、植物の生長速度に影響を及ぼすことが知られている。

特許文献２には、植物体の生長初期には、７００ｎｍよりも長波長側である遠赤色光を多く含む高圧のナトリウムランプによる人工光を植物体に照射し、植物体の花芽形成期ないし果実形成の成熟期には、植物体に照射する人工光を、７００ｎｍよりも長波長側の赤外光を生長初期よりも少なく含む高圧のナトリウムランプによる人工光に切り替える光照射方法が開示されている。

具体的には、特許文献２には、例えばサラダ菜のような緑黄色野菜について遠赤色光の照射により光合成に必要な受光面積を増して照射光を受けやすくしたり、キンセンカのような花卉やナタネのような果実を期待する植物について、花芽の形成期以前と、以降とで赤外光の含有量を異ならせる光照射方法が開示されている。

特開２０１１‐１０１６１６号公報（２０１１年５月２６日公開） 特開２００１‐５７８１６号公報（２００１年３月６日公開） 特開２０１０‐２７９２９５号公報（２０１０年１２月１６日公開）

小西茂毅，チャの栄養特性と養液栽培の実際，農業および園芸 第６２巻 第１号 ｐ２２３‐ｐ２３２ １９８７年

特許文献２に開示された遠赤色光の照射期間について図１２を用いて説明する。図１２は、特許文献２に開示された光照射方法が対象とする植物の生長期間を段階的に表す図である。

図１２に示すように、特許文献２では、（i）新芽の形成期間→（ii）新葉の展開期間→（iii）光合成による栄養分生産期間→（iv）花芽の形成期間→（v）花芽の伸長・開花期間→（vi）受粉期間→（vii）果実の充実期間の順に生長していく植物を対象としている。

そして、花芽の形成期以前、すなわち、上記（i）〜（iii）の期間で、赤外光の含有量を多くして、植物に光を照射している。

このように、特許文献２では、上記（i）〜（iii）の長期間に亘って赤外光の含有量を多くしているため、新葉の数が増加しすぎ、栄養分が分散されて、収穫物である果実に十分な栄養が供給されず、品質を劣化させるという課題が生じる。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、植物の生育のばらつきや品質劣化を抑制し、効率よく植物の花又は果実を収穫することである。

上記の課題を解決するために、本発明の植物の栽培方法は、果実又は花を収穫対象とする植物の栽培方法であって、新芽が形成されていく新芽の形成期間には、上記植物に照射する光における赤外光の比率を多くし、当該新芽の形成期間を過ぎると、当該新芽の形成期間に照射していた光と比べて、上記植物に照射する光における赤外光の比率を少なくし、花芽が形成されていく花芽の形成期間には、上記植物に照射する光における赤外光の比率を多くし、当該花芽の形成期間を過ぎると、当該花芽の形成期間に照射していた光と比べて、上記植物に照射する光における赤外光の比率を少なくすることを特徴としている。

上記構成によると、上記新芽の形成期間及び上記花芽の形成期間には、上記植物に照射する光における赤外光の比率を多くするため、上記新芽の形成期間に形成される新芽及び上記花芽の形成期間に形成される花芽の形成速度や量を増加させることができる。この結果、当該新芽から展開される葉の量や、花芽の量を充実させることができるため、効率よく果実もしくは花を収穫することができる。

さらに、上記構成によると、上記新芽の形成期間を過ぎると、当該新芽の形成期間に照射していた光と比べて、上記植物に照射する光における赤外光の比率を少なくする。さらに、上記花芽の形成期間を過ぎると、当該花芽の形成期間に照射していた光と比べて、上記植物に照射する光における赤外光の比率を少なくする。

これにより、上記植物の生育がばらついたり、また、新芽から展開される葉の量や、花芽の量が増えすぎることを抑制することができる。この結果、栄養分分散により収穫される果実又は花の品質の低下を防止することができる。

このように、上記構成によると、植物の生育のばらつきや品質劣化を抑制し、効率よく植物の果実又は花を収穫することができる。

また、上記新芽の形成期間は、具体的には、上記新芽となる組織が上記植物内に形成されて当該新芽が伸長を開始する直前までの期間である。そして、上記花芽の形成期間は、上記花芽となる組織が上記植物内に形成されて当該花芽が伸長を開始する直前までの期間である。

上記新芽の形成期間又は上記花芽の形成期間は、外からは新芽又は花芽の存在がほとんど視認できない期間である。この期間に、特に、上記植物に照射する光における赤外光の比率を多くすることで、効率的に、新芽及び花芽の形成速度や量を増加させることができる。

また、さらに、上記新芽の形成期間は、上記植物の生長サイクルのうちで、当該新芽の伸長が抑制される期間である休眠期間を含む期間であってもよい。上記休眠期間が始まるまでは、新芽が植物内で形成され、生長していく。この期間に、特に、上記植物に照射する光における赤外光の比率を多くすることで、効率的に、新芽の形成速度や量を増加させることができる。

また、上記植物の生長サイクルを通して新芽が伸長し新葉が展開していく期間に、上記新芽の形成期間に照射していた光と比べて、上記植物に照射する光における赤外光の比率を少なくしてもよい。これにより、上記植物の生育のばらつきを抑制することができる。これにより、上記植物を長期に亘って周年栽培することが可能となる。

また、上記植物の生長サイクルを通して、上記新芽の形成期間及び上記花芽の形成期間にのみ、上記植物に照射する光における赤外光の比率を、上記新芽の形成期間及び上記花芽の形成期間以外の期間より多くすることが好ましい。これにより、新芽の形成及び伸長速度の増加効果を得る期間を短くすることができ、新芽が揃い、生育のばらつき抑制効果を高めることができる。

上記の課題を解決するために、本発明の植物の栽培装置は、果実又は花を収穫対象とする植物の栽培装置であって、新芽が形成されていく新芽の形成期間には、点灯することで上記植物に赤外光を照射し、当該新芽の形成期間を過ぎると非点灯となり、
また、花芽が形成されていく花芽の形成期間に、点灯することで上記植物に赤外光を照射し、当該花芽の形成期間を過ぎると非点灯となる光源を備えていることを特徴としている。

上記構成によると、上記光源は、新芽が形成されていく新芽の形成期間及び花芽が形成されていく花芽形成期間に、点灯することで上記植物に赤外光を照射する。これにより、上記新芽の形成期間及び上記花芽の形成期間には、上記植物に照射する光における赤外光の比率を多くし、上記新芽の形成期間に形成される新芽及び上記花芽の形成期間に形成される花芽の形成速度や量を増加させることができる。この結果、当該新芽から展開される葉の量や、花芽の量を充実させることができるため、効率よく果実もしくは花を収穫することができる。

さらに、上記光源は、上記新芽の形成期間を過ぎると非点灯となり、また、上記花芽の形成期間を過ぎると非点灯となる。このため、上記新芽の形成期間を過ぎると、当該新芽の形成期間に照射していた光と比べて、上記植物に照射する光における赤外光の比率が少なくなる。さらに、上記花芽の形成期間を過ぎると、当該花芽の形成期間に照射していた光と比べて、上記植物に照射する光における赤外光の比率が少なくなる。

これにより、上記植物の生育がばらついたり、また、新芽から展開される葉の量や、花芽の量が増えすぎることを抑制することができる。この結果、栄養分分散により収穫される果実又は花の品質の低下を防止することができる。

このように、上記構成によると、植物の生育のばらつきや品質劣化を抑制し、効率よく植物の果実又は花を収穫することができる。

また、上記光源は、上記植物の上方に複数配されていることが好ましい。上記構成により、上記植物に対して、十分、上記赤外光を照射することができる。

また、上記植物を覆って配されている複数の導光部材を備え、上記光源は、上記複数の導光部材に赤外光を導光させて、当該赤外光を上記植物に照射してもよい。

上記構成によると、上記光源による発熱の影響が、上記植物に及ぶことを防止することができる。これにより、熱に弱い植物でも栽培が可能であり、汎用性が広い植物の栽培装置を得ることができる。

また、上記光源は、赤外光を発光する発光ダイオードと、青色光を発光する発光ダイオードと、赤色光を発光する発光ダイオードとを備えていてもよい。

上記構成によると、発光ダイオードは、他の光源と比べて、波長域が狭いため、植物の栽培に必要な波長を効率よく植物に照射することができる。また、上記赤外光以外に、青色光を発光する発光ダイオードと、赤色光を発光する発光ダイオードとを備えているため、太陽光を用いず人工光のみで植物を栽培することができ、天候に左右されず、安定して植物を栽培することが可能となる。

本発明の植物の栽培方法は、果実又は花を収穫対象とする植物の栽培方法であり、新芽が形成されていく新芽の形成期間には、上記植物に照射する光における赤外光の比率を多くし、当該新芽の形成期間を過ぎると、当該新芽の形成期間に照射していた光と比べて、上記植物に照射する光における赤外光の比率を少なくし、花芽が形成されていく花芽の形成期間には、上記植物に照射する光における赤外光の比率を多くし、当該花芽の形成期間を過ぎると、当該花芽の形成期間に照射していた光と比べて、上記植物に照射する光における赤外光の比率を少なくする。

本発明の植物の栽培装置は、果実又は花を収穫対象とする植物の栽培装置であり、新芽が形成されていく新芽の形成期間には、点灯することで上記植物に赤外光を照射し、当該新芽の形成期間を過ぎると非点灯となり、また、花芽が形成されていく花芽の形成期間に、点灯することで上記植物に赤外光を照射し、当該花芽の形成期間を過ぎると非点灯となる光源を備えている。

これにより、植物の生育のばらつきや品質劣化を抑制し、効率よく植物の果実又は花を収穫するという効果を奏する。

果樹の年間生長サイクルと、遠赤色（ＦＲ）光照射時期とを表す図である。 果樹の年間生長サイクルを簡易的に表す図である。 従来の栽培方法と、本発明の一実施形態施に係る栽培方法とで、ＦＲ光を照射する比率を増やす時期を対比する図である。 本発明の一実施形態に係る栽培装置の構成を表す図である。 果実を収穫対象とする植物の収穫期間と、新芽及び花芽の形成期間とを表す図である。 ブドウにおける、果実の収穫時期からＦＲ光の照射期間を逆算する場合を説明する図である。 人工光で果樹を栽培する際の、果樹の年間生長サイクルと、遠赤色（ＦＲ）光照射時期とを表す図である。 花卉を周年栽培する際の、花卉の年間生長サイクルと、遠赤色（ＦＲ）光照射時期とを表す図である。 本発明の一実施の形態に係る栽培装置の構成を表す図である。 茶樹へのＦＲ光照射時の光源のスペクトルを表す図である。 ＦＲ光照射有無による茶樹の生育の様子を表す図である。 特許文献２に記載の植物の生長期間を段階的に表す図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。

〔実施の形態１〕
図１〜図６を用いて、本発明の第１の実施の形態について説明する。

（植物の生長サイクルについて）
本実施の形態に係る植物の栽培方法は、植物に照射する光のうち、新芽及び花芽が形成されていく時期には、意図的（すなわち人工的）に赤外光の比率を多くし、それ以外の時期には、赤外光の比率を元に戻す。本実施の形態では、太陽光と、人工光としての赤外光を併用して果樹又は花を栽培する場合について説明する。

また、赤外光の中でも、植物の生長の促進効果を効率よく得るには、遠赤色（ＦＲ）光を用いることが好ましい。このため、本実施の形態では、植物の生長の促進効果を効率よく得るために使用する赤外光について、赤外光の中でもＦＲ光（波長が７００ｎｍ〜８００ｎｍ程度の近赤外もしくは遠赤色）を用いる場合について説明する。なお、植物の生長の促進効果を効率よく得るために植物に照射する赤外光は、ＦＲ光に限定されず、栽培する植物に応じて、遠赤外光等、ＦＲ光以外の波長帯の光を使用してもよい。

まず、図１を用いて、本実施の形態で栽培対象とする植物の代表的な年間の生長サイクルについて説明する。本実施の形態で栽培対象とする植物は、果実又は花を収穫する植物である。当該植物の一例として、果実を収穫する果樹について説明する。

ここで、本明細書中では、以下のように用語を定義する。

新葉の「展開」とは、芽が伸長して葉が開くまでのことを指すものとする。なお、新芽の展開と称する場合もある。

新葉の「生育」とは、開いた葉が光合成・呼吸を行いながら大きく、厚くなっていく過程のことを指すものとする。

図１は、果樹の年間生長サイクルと、遠赤色（ＦＲ）光照射時期とを表す図である。図１の（ａ）は果樹の年間生長サイクルの概略を表し、（ｂ）は（ａ）の具体例を示している。

まず、図１を用いて、通常の、果実を収穫対象とする果樹の年間生長サイクルについて説明する。

図１の（ａ）に示すように、果樹は、秋期（１０月）頃に新芽の形成期間Ｓ１１に入り、新芽が形成されて生長していく。この新芽の形成期間Ｓ１１で形成される新芽は、翌年の収穫物（果実）のための光合成を行うための新芽である。

その後、果樹は、秋期後半から翌年の春期前半（１１月〜２月）頃まで休眠期間Ｓ１２に入り、新芽の生長が、一旦抑制もしくは停止する。また、特に１１月頃から１２月頃には、葉が落ちる落葉期間となる。この休眠期間Ｓ１２は、１年のうちで、果樹の新芽の伸長や新葉の生育が抑制もしくは停止される期間である。

一般的に、果樹は休眠期間に入るにつれ新葉の生育が遅くなり、それに伴って、光合成によって得られた養分は根に貯蔵される。この貯蔵養分が翌年の新芽の伸長時に使用され、新芽に移行（転流と呼ばれる）する。この休眠期間Ｓ１２で貯蔵される貯蔵養分は、収穫される果樹の品質を左右する重要な要素である。

次に、休眠期間Ｓ１２が終わると、果樹は、春期（３月、４月、５月上旬）頃に新芽が再び伸長し、新芽から新葉が展開していく新葉の展開期間Ｓ１３に入る。

次に、果樹は、新葉の展開期間Ｓ１３の後、その年の休眠期間Ｓ１２が始まるまでの期間（５月中旬頃〜１０月頃）は新葉の生育期間及び果実の充実期間Ｓ１４となり、その年の新葉の展開期間Ｓ１３で展開された新葉が生育すると共に、前年に形成された花芽が開花した後に実った果実が充実していく。

そして、新葉の生育期間及び果実の充実期間Ｓ１４のうち、特に夏期（７月、８月）頃が、花芽の形成期間Ｓ１５であり、この期間に、果樹には、翌年に収穫される果実を展開するための花芽が形成され、生長していく。

この花芽の形成期間Ｓ１５で形成された花芽は、休眠期間Ｓ１２が開けた後、翌年の春期から夏期前半（３月〜６月上旬）頃に、伸長、開花、受粉する期間である花芽の伸長・開花・受粉期間Ｓ１６に入る。

そして、花芽の伸長・開花・受粉期間Ｓ１６で受粉した後、新葉の生育期間及び果実の充実期間Ｓ１４で果実が実り、当該果実は、秋期（９月頃）に収穫期間Ｓ１７に入り収穫される。

図１の（ａ）に示した果樹の年間生長サイクルを、具体的に示すと、図１の（ｂ）のように示すことができる。

図１の（ｂ）では、（ａ）で示した新芽の形成期間Ｓ１１、新葉の展開期間Ｓ１３、及び花芽の形成期間Ｓ１５を、それぞれ、新芽の形成期間Ａ、新葉の展開期間Ｂ、花芽の形成期間Ｄで示している。

上述のように、新芽の形成期間Ａで形成された新芽には、翌年である休眠期間Ｓ１２の後、新葉の展開期間Ｂで新葉が展開する。そして、新葉の展開期間Ｂで展開された新葉は、新葉の生育期間及び果実の充実期間Ｓ１４で生育していく。

この新葉の生育期間及び果実の充実期間Ｓ１４のうち、特に、新葉の展開期間Ｓ１３後、秋期の収穫期間Ｓ１７までの間（５月中旬〜８月）は、光合成による栄養分生産期間Ｃであり、果樹は盛んに光合成をし、栄養分を生産していく。

また、新葉の生育期間及び果実の充実期間Ｓ１４のうち、栄養分生産期間Ｃの後、休眠期間Ｓ１２が始まるまでの間（９月、１０月頃）は花芽の伸長・開花期間Ｅ１となり花芽が充実していく。なお、花が収穫される植物を栽培している場合は、この花芽の伸長・開花期間Ｅ１の後、花が収穫される。

そして、果樹は、花芽の伸長・開花期間Ｅ１の後、休眠期間Ｓ１２に入り、生長が一旦抑制、もしくは停止する。そして果樹は、休眠期間Ｓ１２が明けて春期（３月頃）に再び、花芽の伸長・開花期間Ｅ２となり、花芽が充実していく。

この花芽の伸長・開花期間Ｅ２の後、春期後半（４月、５月上旬頃）に受粉期間Ｆとなり、開花していた花が受粉する。

そして、受粉期間Ｆの後、秋期の収穫期間Ｓ１７までの間（５月中旬〜８月頃）、果樹は果実の充実期間Ｇとなり、光合成により生成された栄養分を貯蔵し果実を充実させていく。そして、この果実の充実期間の後、当該期間に充実させた果実が、秋期（９月頃）の収穫期間Ｓ１７に収穫される。このように果樹は、１年を１サイクルとして生長サイクルを繰り返していく。

なお、図１で示した期間は、大まかな期間であり、各期間は平行したり、重複したりする。

そして、本実施の形態では、この果樹の１年の生長サイクルのうち、新芽の形成期間Ｓ１１・Ａと、花芽の形成期間Ｓ１５・Ｄにだけ、果樹にＦＲ光を人工的に照射する。

換言すると、新芽の形成期間Ｓ１１・Ａ及び花芽の形成期間Ｓ１５・Ｄに果樹に照射される光におけるＦＲ光の比率を、それ以外の期間に果樹に照射する光における遠赤色光の比率より、人工的に多くする。

そして、新芽の形成期間Ｓ１１・ＡでＦＲ光が照射されることで翌年に形成及び展開された新芽が生育し、その年の花芽の形成期間Ｓ１５・ＤでＦＲ光が照射されて形成された花芽に、さらに翌年に実った果実が、その年の収穫期間Ｓ１７で収穫される。

すなわち、収穫期間Ｓ１７で収穫対象となる果実は、その収穫される年の前年に花芽の形成期間Ｓ１５・ＤでＦＲ光が照射されることで形成された花芽から開花した後に実った果実である。

このように、新芽の形成期間Ｓ１１・Ａ及び花芽の形成期間Ｓ１５・Ｄに、ＦＲ光の比率が多い光を果樹に照射することで、新芽の形成期間Ｓ１１・Ａに形成される新芽、及び花芽の形成期間Ｓ１５・Ｄに形成される花芽の形成速度や量を増加させることができる。この結果、当該新芽から展開される葉の量や、花芽の量を充実させることができるため、効率よく果実もしくは花を収穫することができる。

一方、新芽の形成期間Ｓ１１・Ａを過ぎ、休眠期間Ｓ１２に入ると、新芽の形成期間Ｓ１１・Ａに人工的に多くしたＦＲ光の比率を元に戻す。また、花芽の形成期間Ｓ１５・Ｄを過ぎ、収穫期間Ｓ１７に入ると、花芽の形成期間Ｓ１５・Ｄに人工的に多くしたＦＲ光の比率を元に戻す。

これにより、果樹の生育がばらついたり、また、新芽から展開される葉の量や、花芽の量が増えすぎることを抑制することができる。この結果、栄養分分散により収穫される果実の品質の低下を防止することができる。また、花を収穫対象とする場合は、花の品質の低下を防止することができる。

このように、上記構成によると、植物の生育のばらつきや品質劣化を抑制し、効率よく植物の果実又は花を収穫することができる。

以下、さらに、具体的に説明していく。

（人工光としてのＦＲ光の照射期間について）
次に、図１〜図３を用いて、本実施の形態に係る植物の栽培方法における人工光としてのＦＲ光の照射期間について説明する。

図１で表した果樹の生長サイクルを簡略化すると図２のように表すことができる。図２は、果樹の年間生長サイクルを簡易的に表す図である。なお、図２は、果樹の年間生長サイクルを大まかに表しており、各段階は平行して起きうる。

果樹は、（i）新芽の形成期間Ａ→（ii）新葉の展開期間Ｂ→（iii）光合成による栄養分を生産する期間Ｃ→（iv）花芽の形成期間Ｄ→（v）花芽の伸長・開花期間Ｅ１・Ｅ２→（vi）受粉期間Ｆ→（vii）果実の充実期間Ｇの順に段階的に生長する。

果実を収穫する果樹の場合は、（vii）果実の充実期間Ｇの後に果実が収穫され、花を収穫する植物の場合は、（v）花芽の伸長・開花期間Ｅ１の後、又は花芽の伸長・開花期間Ｅ２の後に花が収穫される。

そして、本実施の形態に係る植物の栽培方法では、この果樹の生長サイクルのうち、（i）新芽の形成期間Ａと、（iv）花芽の形成期間Ｄとにのみ、人工光であるＦＲ光を、栽培している果樹に照射する。一方、この（i）新芽の形成期間Ａ及び（iv）花芽の形成期間Ｄ以外の期間には、人工光であるＦＲ光を、栽培している果樹に照射せず、通常通り太陽光だけで、当該果樹を栽培する。

なお、新芽の形成期間Ａで、果樹に照射する光のうちのＦＲ光の比率を増加させる方法は、上記のように太陽光に人工光としてのＦＲ光を加える方法であってもよいし、太陽光をフィルターに通して得られるＦＲ光だけを利用することでＦＲ光の比率を増加させる方法であってもよい。

この新芽の形成期間Ａは、樹体内で、葉及び枝となる組織、すなわち新芽が形成され始めてから、当該新芽が伸長を開始する直前までの期間であると表現することができる。この場合、新芽の形成期間Ａは、休眠期間Ｓ１２が始まるまでの期間である。

または、新芽の形成期間Ａは、少なくとも、樹体内で、葉及び枝となる組織、すなわち新芽が形成され始めてから、その新芽が伸長を開始するまでの期間であると表現することもできる。この場合、新芽の形成期間Ａは、休眠期間Ｓ１２を含む期間である。

以下では説明の便宜上、前者の休眠期間Ｓ１２が始まるまでの期間を新芽の形成期間Ａとして説明する。

また、花芽の形成期間Ｄは、少なくとも、樹体内で、生長して花になる組織、すなわち花芽が形成され始めてから、その花芽が伸長を開始するまでの期間、すなわち分化するまでの期間を含む期間であると表現することもできる。

人工光であるＦＲ光は、７００ｎｍ〜８００ｎｍにピーク波長を有する光である。

この新芽の形成期間Ａである秋期に形成される新芽は、生長して翌年の、果実充実期間に光合成する新葉となる。このため、この秋期の新芽の形成量が翌年に収穫される果実の品質及び収量を左右することになる。

また、花芽の形成期間Ｄである夏期に形成される花芽は、生長して翌年に収穫される果実を実らせる花となる。このため、この夏期の花芽の形成量が、翌年に収穫される果実の品質及び収量を左右することになる。

そこで、本実施の形態に係る栽培方法では、新芽の形成期間Ａ及び花芽の形成期間Ｄに、果樹に照射する光におけるＦＲ光の比率を選択的に多くする。

このように、新芽の形成期間Ａに果樹に照射する光におけるＦＲ光の比率を選択的に多くすることで、新芽の形成期間Ａに形成される新芽の形成速度や形成量を増加させることができる。この結果、新芽の数や、新芽から展開される葉の量を充実させることができる。

そして、花芽の形成期間Ｄに果樹に照射する光におけるＦＲ光の比率を選択的に多くすることで、冬期の休眠期間までに花芽を充実させて、翌年の春期に伸長・開花する速度を向上させることができ、これにより、その年の秋期の果実の収量を向上させることができる。この結果、翌年に、効率よく果実を収穫することができる。

図３は、特許文献２に記載の栽培方法と、本実施の形態に係る栽培方法とで、ＦＲ光を照射する比率を増やす時期を対比する図である。

上述した特許文献２に記載の栽培方法を方法Ｍ０とし、本実施の形態に係る光照射方法を方法Ｍ１とし、両者を対比すると図３のように表すことができる。

特許文献２と、本実施の形態とでは、（i）新芽の形成期間→（ii）新葉の展開期間→（iii）光合成による栄養分生産期間→（iv）花芽の形成期間→（v）花芽の伸長・開花期間→（vi）受粉期間→（vii）果実の充実期間の順に生長していく植物を栽培対象としている。

図３のうち、「○」は人工光としてのＦＲ光を対象植物に照射する期間である。一方、「×」は人工光としてのＦＲ光を対象植物に照射しない期間である。

上述したように、方法Ｍ０では、（iv）花芽の形成期間より以前の（i）新芽の形成期間（ii）新葉の展開期間、及び（iii）光合成による栄養分生産期間に亘って、ＦＲ光を対象植物に照射している。

一方、本実施の形態に係る方法Ｍ１では、（i）新芽の形成期間Ａを過ぎると、その新芽の形成期間Ａに照射していた光と比べて、果樹に照射する光におけるＦＲ光の比率を少なくする。すなわち、人工光としてのＦＲ光を果樹に照射することを止め、果樹に照射する光のうちのＦＲ光の比率を（i）新芽の形成期間Ａ以前に戻す。

そして、方法Ｍ１では、（iv）花芽の形成期間Ｄが来ると、再び、果樹に照射する光におけるＦＲ光の比率を選択的に多くし、（iv）花芽の形成期間Ｄが過ぎると、再び、その（iv）花芽の形成期間Ｄに照射していた光と比べて、果樹に照射する光におけるＦＲ光の比率を少なくする。すなわち、人工光としてのＦＲ光を果樹に照射することを止め、果樹に照射する光のうちのＦＲ光の比率を（iv）花芽の形成期間Ｄ以前に戻す。

このように、方法Ｍ１によると、必要な時期にだけＦＲ光の比率を多くするため、人工光としてのＦＲ光の照射により、新芽の形成を揃え、植物の生育のばらつきを抑えることができる。

すなわち、新芽の形成期間Ａに集中的にＦＲ光を照射することで新芽の形成が促進されるため、翌年に光合成を行い栄養分を生産するための新葉の生長が揃い、収穫物である果実に十分な栄養分を供給できる。また、花芽の形成期間Ｄにも集中的にＦＲ光を照射することで、その翌年に、その花芽の開花後に実る果実の充実を必要な時期に一気にそろって行わせることができる。この結果、果実の収穫時期をコントロールすることができ、収穫量も増やすことができる。

加えて、新芽から展開される葉の量や、花芽から展開される花の数が増えすぎることを抑制することができる。すなわち、新葉の生育期間及び果実の充実期間Ｓ１４全体にまんべんなく葉を生育させ、また、開花させ果実を充実させるのではなく、収穫対象となる果実を実らせるために開花させる花の量及び、その量の花を開花させるに必要な葉の量を絞ることで少なくする。つまり、果樹に、養分を、収穫対象となる果実の生育に集中して使わせる。この結果、栄養分分散により収穫される果実の品質の低下（すなわち、栄養分が分散されて、果実あたりの栄養分濃度がさがること）を防止することができる。

また、この新芽の形成期間Ａとして、少なくとも、果樹の新芽となる組織が果樹の樹体内に形成されて、その新芽が伸長を開始するまでの期間を含む期間に、当該果樹に照射する光におけるＦＲ光の比率を選択的に多くする。

さらに、花芽の形成期間Ｄとして、少なくとも、花芽となる組織が果樹の樹体内に形成されて、その花芽が伸長を開始するまでの期間を含む期間に、当該果樹に照射する光におけるＦＲ光の比率を選択的に多くする。

この新芽や花芽が伸長を開始するまでの期間は、果樹の外からは、新芽や花芽の存在はほとんど、作業者によって視認されない期間である。

しかし、この期間に、特に、果樹に照射する光におけるＦＲ光の比率を多くして、果樹に光を照射することで、後に伸長する新芽や花芽を、効率的に、形成速度や量を増加させることができる。

また、新芽の形成期間Ａとして、果樹の新芽となる組織が果樹の樹体内に形成されてから、休眠期間Ｓ１２までの期間に亘って、果樹に照射する光におけるＦＲ光の比率を選択的に多くするようにしてもよい。

果樹の休眠期間Ｓ１２が始まるまでは、新芽が果樹の樹体内で形成され、幾らかの新芽が生長し、果樹外から視認できるようになる。この期間に、特に、果樹に照射する光におけるＦＲ光の比率を選択的に多くすることで、効率的に、新芽の形成速度や量を増加させることができる。

また、果樹の１年の生長サイクルを通して盛んに光合成を行い新葉が生長していく期間である光合成による栄養分を生産する期間Ｃのうち、花芽の形成期間Ｄまでの期間には、新芽の形成期間Ａに照射していた光や、新芽の形成期間Ｄに照射する光と比べて、果樹に照射する光におけるＦＲ光の比率を少なくする。これにより、この時期の新芽の形成が抑制され、果樹の生育のばらつきを抑えることができる。これにより、上記植物を長期に亘って周年栽培することが可能となる。

さらに、本実施の形態では、１年を通して、新芽の形成期間Ａと、花芽の形成期間Ｄとにのみ、果樹に照射する光におけるＦＲ光の比率を、新芽の形成期間Ａ及び花芽の形成期間Ｄ以外の期間より多くする。これにより、新芽と花芽の形成及び伸長速度の増加効果を得る期間を短くすることができ、新葉と果実の生育のばらつき抑制効果を高めることができる。

そして、この新葉の展開期間Ｂに、展開される新葉の数や、花芽の形成期間Ｄで形成される花芽の数が制限され、展開される新葉や収穫される果実へ栄養分を集中させることができ、品質の高い果実を収穫することができる。

新芽の形成期間Ａや花芽の形成期間Ｄに果樹に照射する人工光としてのＦＲ光は、一日のうち、日中に、太陽光に加えて果樹に照射し、太陽が沈む夜間は、新芽の形成期間Ａや花芽の形成期間Ｄであっても、人工光としてのＦＲ光は果樹に照射しないことが好ましい。

これにより、果樹の日長反応に影響を与えることなく、新葉や花芽の生育を揃えて果実の品質劣化の抑制効果を高めるためである。

なお、人工光としての青色光・赤色光を併用し、日長を一定に制御してもよい。この場合は、１日におけるＦＲ光の照射タイミングも日中に限定されるものではない。

（栽培装置１０）
次に、図４を用いて、上述した本実施の形態に係る植物の栽培方法の実行が可能な栽培装置について説明する。

図４は、本実施の形態に係る栽培装置１の構成を表す図である。

栽培装置１は、被覆資材２と、光源ユニット３と、電源５と、制御部６とを備えている。

栽培装置１は、太陽光と、人工光とを用いて複数の植物１０を栽培するための装置である。

被覆資材２は、栽培中の複数の植物１０に対する光量を調整したり、植物１０に対して光を照射する光源４や光源ユニット３を固定したりするためのものである。被覆資材２は、複数の植物１０を、ハウス状に覆っている。

被覆資材２の天井部や、周囲部には、取り外し可能な遮光部材が配されている。植物１０の生育や収穫時期等に合せて、被覆資材２から遮光部材を取り外したり、取り付けたりすることで、被覆資材２を透過して植物１０に照射される太陽光の量を調整する。

これは、植物１０の品種によっては、光量を絞ることで、品質を向上させることができるためである。一例として、遮光部材として、合成樹脂製のネットや、藁、葦等を用いることができる。なお、遮光部材は、植物１０の品種によって、適宜設ければよい。

光源ユニット３は、複数の光源４を支持したり、複数の光源４のそれぞれに電力を供給したりするユニットである。光源ユニット３は、複数の光源４を備えている。

光源ユニット３は、被覆資材２内の天井近傍に複数、互いに略平行となるように配されている。光源ユニット３は、被覆資材２の長手方向に延伸して複数並んで配されている。この長手方向に延伸する光源ユニット３に光源４が複数配されている。

光源ユニット３は、電源５と接続されており、電源５から複数の光源４へ、それぞれの光源４を発光させるための電力を受給する。

光源４は、７００ｎｍ以上８００ｎｍ以下に波長のピークを有するＦＲ光を発光する光源である。光源４はＬＥＤ（発光ダイオード）であることが好ましい。ＬＥＤは波長域が狭く、新芽や花芽の生長促進に必要な波長域だけを効率よく植物１０に照射することができるためである。

光源４は、被覆資材２内の天井近傍に複数配されている。すなわち、複数の光源４は、被覆資材２内で栽培されている複数の植物１０の上方に配されている。これにより、複数の植物１０に均一に、十分な光量のＦＲ光を供給することができる。

光源ユニット３は、光源４それぞれから出射されたＦＲ光を効率よく、各植物１０に照射するため、光ファイバー等を備えていてもよい。

電源５は、被覆資材２の外部に配されており、光源ユニット３に電力を供給するためのものである。

電源５は、制御部６から光源の点灯指示情報が送られてくると、光源ユニット３に電力を供給する。これにより、光源ユニット３はそれぞれの光源４をオン（点灯）する。一方、電源５は、制御部６から光源の消灯指示情報が送られてくると、光源４への電力の供給を停止する。これにより、光源ユニット３は光源４を非点灯、すなわちオフ（消灯）する。

制御部６は、光源ユニット３の光源４を点灯させるために点灯指示情報を電源５に出力したり、光源ユニット３の光源４を消灯させるために消灯指示情報を電源５に出力したりすることで、電源５の駆動を制御するための制御部である。制御部６と、電源５とは有線、もしくは無線で電気的に接続されている。

制御部６は、作業者に操作させることで、点灯指示情報・消灯指示情報を電源５に出力してもよいし、予め出力する時間や時期をデータとして記憶しておき、当該データに基づいて、予め設定された時間や時期になると、点灯指示情報・消灯指示情報を電源５に出力するようにしてもよい。

このように栽培装置１によると、制御部６は、新芽の形成期間Ａが来ると、日中（日の出時間後）、電源５に、点灯指示情報を出力する。これにより、電源５は、日中、光源ユニット３に電力を供給し、光源４を点灯させる。光源４は、新芽の形成期間Ａ又は花芽の形成期間Ｄの期間中は、日中、点灯することで植物１０にＦＲ光を照射する。

これにより、新芽の形成期間Ａ及び花芽の形成期間Ｄでは、植物１０に、太陽光に加え、人工光としてのＦＲ光も照射されるため、植物１０に照射する光におけるＦＲ光の比率を多くすることができる。このため、新芽の形成期間Ａに形成される新芽や、花芽の形成期間Ｄに形成される花芽の形成速度及び量を増加させることができる。この結果、当該新芽から展開される葉の量や花芽から展開される花の量を充実させることができるため、効率よく果実を収穫することができる。

一方、夜間（日の入り時間頃）になると、制御部６は、新芽の形成期間Ａや花芽の形成期間Ｄであっても、電源５に、消灯指示情報を出力する。これにより、電源５は、夜間は、新芽の形成期間Ａや花芽の形成期間Ｄであっても、光源ユニット３への電力の供給を停止し、光源４を非点灯とする。すなわち、新芽の形成期間Ａ又は花芽の形成期間Ｄであっても、夜間は、人工光としてのＦＲ光は植物１０に照射しない。

また、新芽の形成期間Ａもしくは花芽の形成期間Ｄを過ぎると、制御部６は、昼夜を問わず、電源５に、点灯指示情報を出力しない。これにより、電源５は、日中も、光源ユニット３に電力を供給せず、光源４は非点灯とされたままとなる。

これにより、新芽の形成期間Ａ又は花芽の形成期間Ｄを過ぎると、新芽の形成期間Ａ又は花芽の形成期間Ｄに照射していた光と比べて、植物１０に照射する光におけるＦＲ光の比率を少なくことができる。すなわち、植物１０には、人工光としてのＦＲ光は照射されず、日中に太陽光だけが照射される。

このため、植物１０の新芽から展開される葉の量が増えすぎることを抑制することができる。この結果、生育のばらつきを抑制し栄養分分散により収穫される葉の品質の低下を防止することができる。

このように、栽培装置１によると、植物１０の生育のばらつきや品質劣化を抑制し、効率よく植物１０の新葉を収穫することができる。

また、新芽の形成期間Ａ及び花芽の形成期間Ｄに照射するＦＲ光の光量は、１０μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１以上１０００μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１以下程度とすることが好ましい。

これは、太陽光（南中時）の近赤外光（７００ｎｍ〜８００ｎｍ）の光量を、本発明者らが測定したところ、屋外では約７００μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１程度であり、栽培植物の群落内では約５０μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１程度であったためである。

このため、ＦＲ光の光量は、１０μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１以上とすることで、ＦＲ光照射による、新芽及び花芽形成の促進、及び新芽及び花芽の増加効果を得ることができる。

また、ＦＲ光の光量を上げるには、多大に電力が必要となる。このため、ＦＲ光の光量を１０００μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１以下とすることで、生産コストが多大に増加することを防止することができる。

すなわち、新芽の形成期間Ａ及び花芽の形成期間Ｄに照射するＦＲ光の光量は、１０μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１以下程度とすることで、ＦＲ光照射による、新芽及び花芽形成の促進、かつ、新芽及び花芽の増加効果を得つつ、多大な生産コスト増大を防止することができる。

また、栽培装置１内に、ＦＲ光量を検知するセンサを設けてもよい。さらに、予めＦＲ光の光量の基準値を設定しておき、曇天などで、このセンサ測定した太陽光中のＦＲ光の光量が、予め設定した基準値に満たない場合は、制御部６は、新芽の形成期間及び花芽の形成期間中のＦＲ光の光量を多くするように光源ユニット３を制御するようにしてもよい。

（各品種のＦＲ光の照射時期の一例について）
次に、図５を用いて、果実を収穫する果樹に対して、人工光としてのＦＲ光を照射する時期について説明する。

図５は、果実を収穫対象とする植物の収穫期間と、新芽及び花芽の形成期間とを表す図である。各品種の植物に対して、上述した果実と同様に、新芽の形成期間及び花芽の形成期間だけに、人工光としてのＦＲ光を照射する。

図５に示すように、新芽の形成期間及び花芽の形成期間や、収穫時期は、植物によって異なる。

ブドウは、約９月下旬から１０月にかけて新芽の形成期間となり、この期間にＦＲ光を重点的に照射する。これにより、当該ＦＲ光が照射されることで新芽の生長が促進され、当該新芽から新葉が展開する。さらに、５月下旬から６月にかけて花芽の形成期間となり、この期間にもＦＲ光を重点的に照射する。これにより当該ＦＲ光が照射されることで花芽の生長が促進される。そしてこの花芽が分化し、翌年の９月から１０月にかけて実る果実が収穫される。

リンゴは、約９月下旬から１０月にかけて新芽の形成期間となり、この期間にＦＲ光を重点的に照射する。これにより、当該ＦＲ光が照射されることで新芽の生長が促進され、当該新芽から新葉が展開する。さらに、７月から８月上旬にかけて花芽の形成期間となり、この期間にもＦＲ光を重点的に照射する。これにより当該ＦＲ光が照射されることで花芽の生長が促進される。そしてこの花芽が分化し、翌年の９月から１２月上旬頃にかけて実る果実が収穫される。

ナシは、約９月下旬から１０月にかけて新芽の形成期間となり、この期間にＦＲ光を重点的に照射する。これにより、当該ＦＲ光が照射されることで新芽の生長が促進され、当該新芽から新葉が展開する。さらに、６月下旬から８月上旬にかけて花芽の形成期間となり、この期間にもＦＲ光を重点的に照射する。これにより当該ＦＲ光が照射されることで花芽の生長が促進される。そしてこの花芽が分化し、翌年の９月下旬から１２月上旬頃にかけて実る果実が収穫される。

カキは、約９月下旬から１０月にかけて新芽の形成期間となり、この期間にＦＲ光を重点的に照射する。これにより、当該ＦＲ光が照射されることで新芽の生長が促進され、当該新芽から新葉が展開する。さらに、７月から８月上旬にかけて花芽の形成期間となり、この期間にもＦＲ光を重点的に照射する。これにより当該ＦＲ光が照射されることで花芽の生長が促進される。そしてこの花芽が分化し、翌年の１０月下旬から１２月上旬頃にかけて実る果実が収穫される。

ウンシュウミカンは、約９月下旬から１０月にかけて新芽の形成期間となり、この期間にＦＲ光を重点的に照射する。これにより、当該ＦＲ光が照射されることで新芽の生長が促進され、当該新芽から新葉が展開する。さらに、１２月下旬から翌年の３月上旬にかけて花芽の形成期間となり、この期間にもＦＲ光を重点的に照射する。これにより当該ＦＲ光が照射されることで花芽の生長が促進される。そしてこの花芽が分化し、１０月から１２月にかけて実る果実が収穫される。

このように、各植物に応じて新芽や花芽の形成期間を把握しておき、この新芽や花芽の形成期間にだけに人工光としてのＦＲ光を照射することで、各植物毎に、新芽及びその新芽から展開される新葉の生長速度や、花芽の生長速度を制御することができる。

この結果、植物の生育がばらついたり、品質劣化をさせたりすることなく、植物毎に、効率よく花もしくは果実の収穫をすることができる。

なお、図１や図５に示した、各植物の年間生長サイクルは一例である。実際には栽培する植物の種類、品種、栽培環境などによって大きく変化する。

（収穫時期からＦＲ光照射時期を算出する方法について）
次に、図６を用いて、花もしくは果実の収穫時期から、新芽及び花芽の形成期間を逆算する方法について説明する。

図６は、ブドウにおける、果実の収穫時期からＦＲ光の照射期間を逆算する場合を説明する図である。果実の収穫時期から、おおよその新芽や花芽の形成期間を逆算することができる。以下では、一例としてブドウの場合について説明する。

多くの植物は冬期に１２〜１６週間の休眠に入り、その間は新芽や花芽の伸長は停止する。休眠を１６週間と仮定すると、ブドウは、９月頃の収穫期から約６２週前から６週間が花芽の形成期間となり、９月頃の収穫期から約４６週前から６週間が新芽の形成期間となる。すなわち、ＦＲ光を果樹に照射すべき期間となる。

また、例えば、茶樹の場合、芽がほとんど見られない状態の茶樹にＦＲ光の照射を開始すると、約２週間程後に、新芽の伸長を確認することができる。そして、この後、新芽から新葉が展開していき、約４〜６週間程度で、新葉の収穫が可能な状態となる。

このように、収穫時期から、逆算してＦＲ光を照射すべき時期である新芽及び花芽の形成期間を算出することができる。

上述したように、新芽の形成期間は、樹体内で新芽の組織が形成され、伸長を開始するまでの期間を少なくとも含む期間であると表現することができる。また、花芽の形成期間は、樹体内で花芽の組織が形成され、伸長を開始するまでの期間を少なくとも含む期間であると表現することができる。

すなわち、新芽の形成期間や花芽の形成期間は、新芽もしくは花芽が伸長する前の期間を含み、当該期間は、実際には、まだ、作業者の目に、新芽もしくは花芽が見えない期間である。このため、周年の中で、予め、新芽の形成期間及び花芽の形成期間が何時であるかを、植物毎に把握しておくことで、栽培している植物の新芽の形成期間及び花芽の形成期間に、有効に人工光としてのＦＲ光を照射することができる。

〔実施の形態２〕
次に、図４、図７を用いて、本発明の第２の実施の形態について説明する。

本実施の形態では、太陽光を使用せず、完全人工光だけで果実を収穫する果樹を周年栽培する場合の栽培サイクルについて説明する。

栽培装置１は、図４を用いて実施の形態１で説明したものから、被覆資材２を、完全に太陽光を遮光するように構成する。そして、光源ユニット３は、ＦＲ光を発光するＬＥＤだけでなく、青色光を発光するＬＥＤ（発光ダイオード）と、赤色光を発光するＬＥＤ（発光ダイオード）とからなる光源４を備えている。本実施の形態では植物１０は果樹である。なお、被覆資材２は太陽光を遮る建物で代用してもよい。

制御部６は、植物１０の新芽の形成期間及び花芽の形成期間以外の期間には、日中、青色光と、赤色光とからなる混合光を、植物１０に照射するように、電源５を通じて光源ユニット３を制御する。

これにより、光源ユニット３は、植物１０の新芽の形成期間及び花芽の形成期間以外の期間では、日中、太陽光では無く、青色光と、赤色光とからなる混合光を、植物１０に照射する。この青色光と、赤色光とは、主に、果樹に光合成をさせるための光として果樹に作用する。

そして、制御部６は、植物１０の新芽の形成期間及び花芽の形成期間には、日中、青色光と、赤色光とに加えＦＲ光とからなる混合光を、植物１０に照射するように、電源５を通じて光源ユニット３を制御する。

これにより、光源ユニット３は、植物１０の新芽の形成期間及び花芽の形成期間では、日中、太陽光では無く、青色光と、赤色光と、ＦＲ光とからなる混合光を、植物１０に照射する。

ここで、新芽の形成期間及び花芽の形成期間の光源４の各光量の一例は以下の通りである。なお、単位は何れも［μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１］である。
青色光（波長４００ｎｍ〜５００ｎｍ）：５０
赤色光（波長６００ｎｍ〜７００ｎｍ）：２５０
ＦＲ光（波長７００〜８００ｎｍ）：１００
新芽の形成期間及び花芽の形成期間以外の光源４の各光量の一例は以下の通りである。
青色光（波長４００ｎｍ〜５００ｎｍ）：５０
赤色光（波長６００ｎｍ〜７００ｎｍ）：２５０
ＦＲ光（波長７００〜８００ｎｍ）：０
なお、夜間は、新芽の形成期間及び花芽の形成期間であるか否かに関わらず、制御部６は各光源４を消灯させる。

図７は、人工光で果樹を栽培する際の、果樹の年間生長サイクルと、遠赤色（ＦＲ）光照射時期とを表す図である。上述した栽培装置１を用いることで、図７に示すような果樹の年間に次々と複数の生長サイクル（周年栽培）を実現することが可能である。

まず、植物１０は、新芽が伸長し新葉が展開していく新葉の展開期間Ｓ１に入り、この後、展開した新葉が生育し、光合成を行うことで果実が充実していく新葉の生育及び果実の充実期間Ｓ２に入る。そして、この新葉の生長及び果実の充実期間Ｓ２の後、植物１０は、新葉・新芽及び花芽等の生長が止まる休眠期間Ｓ３に入る。これが植物１０の生長サイクルの１サイクルである。

この新葉の展開期間Ｓ１と並行して、前年に分化した花芽の伸長・開花・受粉期間Ｓ２１に入る。

そして、新葉の生長期間及び果実の充実期間Ｓ２中に、植物１０は、順に花芽の形成期間２２、収穫期間に入り果実が収穫される。そして、休眠期間Ｓ３の直前に新芽の形成期間Ｓ２３に入る。この花芽の形成期間２２や、新芽の形成期間Ｓ２３は、上述したように、予め、収穫期間から逆算して把握しておく。そして、この花芽の形成期間２２及び新芽の形成期間Ｓ２３に、重点的に人工光としてのＦＲ光を照射する。

この収穫期間で収穫対象となる果実は、前年の花芽の展開期間Ｓ２２でＦＲ光が照射されてその花芽から開花後に実った果実である。

そして休眠期間Ｓ３の後は、再び、植物１０は、順に新葉の展開期間、新葉の生長及び果実の充実期間、収穫期間、及び休眠期間を経ていき、生長サイクルを繰り返す。これにより、植物１０は周年栽培される。

この新葉の展開期間Ｓ１から花芽の形成期間２２の直前まで、制御部６は、電源５を通じて、光源ユニット３に、赤色光と、青色光と、植物１０に照射させ、ＦＲ光は植物１０に照射させない。

これにより、光源ユニット３は、青色光を発光するＬＥＤと、赤色光を発光するＬＥＤとを点灯させ、ＦＲ光を発光するＬＥＤは点灯しない。これにより、植物１０の新葉や花芽の生長速度のばらつきを抑え、収穫される果実の品質低下を防止することができる。

そして、花芽の形成期間Ｓ２２が来ると、制御部６は、電源５を通じて、光源ユニット３に、日中は、赤色光及び青色光に加え、さらにＦＲ光を、植物１０に照射させる。これにより、光源ユニット３は、青色光を発光するＬＥＤと、赤色光を発光するＬＥＤとを点灯させると共に、ＦＲ光を発光するＬＥＤも点灯させる。これにより、植物１０に、赤色光及び青色光に、ＦＲ光も加えた混合光を照射する。この結果、この花芽の形成期間Ｓ２２で形成される花芽の形成速度を向上させることができる。

そして、花芽の形成期間Ｓ２２が過ぎると、収穫期間を経て、新芽の形成期間Ｓ２３が来るまでの期間、制御部６は、電源５を通じて、光源ユニット３に、赤色光と、青色光と、植物１０に照射させ、ＦＲ光は植物１０に照射させない。

これにより、光源ユニット３は、青色光を発光するＬＥＤと、赤色光を発光するＬＥＤとを点灯させ、ＦＲ光を発光するＬＥＤは点灯しない。これにより、この間の植物１０の新葉及び花芽の生長速度のばらつきを抑え、収穫される果実の品質低下を防止することができる。

そして、新芽の形成期間Ｓ２３が来ると、制御部６は、電源５を通じて、光源ユニット３に、日中は、赤色光及び青色光に加え、さらにＦＲ光を、植物１０に照射させる。これにより、光源ユニット３は、青色光を発光するＬＥＤと、赤色光を発光するＬＥＤとを点灯させると共に、ＦＲ光を発光するＬＥＤも点灯させる。これにより、植物１０に、赤色光及び青色光に、ＦＲ光も加えた混合光を照射する。この結果、この新芽の形成期間Ｓ２３で形成される新芽の形成速度を向上させることができる。

そして、新芽の形成期間Ｓ２３が過ぎ休眠期間Ｓ３が来ると、次の、新芽の形成期間が来るまでの期間、制御部６は、電源５を通じて、光源ユニット３に、赤色光と、青色光と、植物１０に照射させ、ＦＲ光は植物１０に照射させない。

これにより、光源ユニット３は、青色光を発光するＬＥＤと、赤色光を発光するＬＥＤとを点灯させ、ＦＲ光を発光するＬＥＤは点灯しない。これにより、この間の植物１０の新葉の生長速度のばらつきを抑え、果実の品質低下を防止することができる。以降、同様にして、制御部６は、新芽の形成期間及び花芽の形成期間の間だけ、ＦＲ光は植物１０に照射させるように光源４を制御する。

なお、夜間は、新芽の形成期間及び花芽の形成期間であっても、制御部６は、電源５を通じて、光源ユニット３に、光源４を消灯させる。これにより、光源ユニット３は、夜間は、青色光・赤色光・ＦＲ光を発光するＬＥＤを消灯する。

このように、本実施の形態に係る栽培装置１は、光源４として、ＦＲ光を発光するＬＥＤと、青色光を発光するＬＥＤと、赤色光を発光するＬＥＤとを備えている。ＬＥＤは、他の光源と比べて、波長域が狭いため、植物１０の栽培に必要な波長を効率よく植物１０に照射することができる。また、栽培装置１は、ＦＲ光を発光するＬＥＤ以外に、青色光を発光するＬＥＤと、赤色光を発光するＬＥＤとを備えているため、太陽光を用いず、人工光のみで植物１０を栽培することができ、天候や季節に左右されず、安定して植物１０を周年栽培することができる。

また、果実の収穫時期及び花芽の形成期間を見越してＦＲ光の照射時期を決定することで、植物１０の生育状態を最適化することができる。すなわち、植物１０の果実の収穫時期から逆算した時期にＦＲ光を集中的に照射することで、植物１０の１回の生長サイクルが１年に限定されず人為的に制御することが可能となる。また、天候に左右されず、効率よく果実の収穫をすることができる。

特に、新葉の生長期間及び果実の充実期間Ｓ２は、植物１０の生長サイクルのうち、盛んに光合成を行い新葉が生長し、また果実が充実していく期間である。このため、特に、新葉の生長期間及び果実の充実期間Ｓ２の一部期間である花芽の形成期間Ｓ２２までの期間及び花芽の形成期間Ｓ２２経過後、新芽の形成期間Ｓ２３までの期間、花芽の形成期間Ｓ２２及び新芽の形成期間Ｓ２３に照射する光と比べて、果樹に照射する光におけるＦＲ光の比率を少なくすることで、植物１０の新葉や花芽の生長速度のばらつきを抑え、収穫する果実の品質低下を防止する効果を高めることができる。

なお、図７で示した各期間の長さや、休眠期間の要否は、栽培する果樹の種類によって異なる。

〔実施の形態３〕
次に、図８を用いて本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態では、太陽光を使用せず、完全人工光だけで花を収穫する花卉を周年栽培する場合の栽培サイクルについて説明する。

栽培装置１は、実施の形態２で説明したものと同様である。本実施の形態では植物１０は花卉である。

図８は、花卉を周年栽培する際の、花卉の年間生長サイクルと、遠赤色（ＦＲ）光照射時期とを表す図である。

植物１０は、順に、新葉の展開期間Ｓ１０１、新葉の生長期間Ｓ１０２、休眠期間Ｓ１０３、新葉の展開期間Ｓ１０４、新葉の生長期間Ｓ１０５、休眠期間Ｓ１０６・・・と生長段階が進んでいく。また、新葉の展開期間Ｓ１０１・Ｓ１０４の初期の期間が花芽の形成期間Ｓ１１１・Ｓ１４１となる。この花芽の形成期間Ｓ１１１・Ｓ１４１経過後、新葉の展開期間Ｓ１０１・Ｓ１０４後期から新葉の生長期間Ｓ１０２・Ｓ１０５の前期にかけて花芽の伸長・開花期間Ｓ１１２となる。そして、この花芽の伸長・開花期間Ｓ１１２の後、開花した花が収穫される収穫期間となる。この収穫期間の後、新葉の生長期間Ｓ１０２・Ｓ１０５の後期であって、休眠期間Ｓ１０３・Ｓ１０６の直前期が新芽の形成期間Ｓ１２１・Ｓ１５１となる。そして新芽の形成期間Ｓ１２１で形成された新芽に、休眠期間Ｓ１０３経過後、新葉の展開期間で、新葉が展開していく。そして、その新葉が新葉の生長期間で生長し、再び休眠期間に入る。以降、繰り返すことで植物１０は生長サイクルを繰り返し、周年栽培される。

この生長サイクルのうち、花芽の形成期間Ｓ１１１・Ｓ１４１・・・及び新芽の形成期間Ｓ１２１・Ｓ１５１・・に、人工光としての光源４による青色光・赤色光に加え、ＦＲ光を照射する。

そして、花芽の形成期間Ｓ１１１・Ｓ１４１・・・及び、新芽の形成期間Ｓ１２１・Ｓ１５１・・・以外の期間には、植物１０に、人工光としての光源４による青色光・赤色光を照射し、ＦＲ光は照射しない。

制御部６は、花芽の形成期間Ｓ１１１・Ｓ１４１が来ると、電源５を通じて、光源ユニット３に、青色光・赤色光・ＦＲ光を植物１０に照射させる。これにより、光源ユニット３は、青色光・赤色光・ＦＲ光を発光するＬＥＤを点灯させ、青色光・赤色光・ＦＲ光を植物１０に照射する。

そして、花芽の形成期間Ｓ１１１・Ｓ１４１が過ぎ花芽の伸長開花期間Ｓ１１２・Ｓ１４２が来ると、新葉の形成期間Ｓ１２１・Ｓ１５１が来るまで、制御部６は、電源５を通じて、光源ユニット３に、青色光と、赤色光とを植物１０に照射させる。これにより、光源ユニット３は、青色光・赤色光を発光するＬＥＤを点灯させ、青色光・赤色光を植物１０に照射する。

そして、新葉の形成期間Ｓ１２１・Ｓ１５１が来ると、制御部６は、電源５を通じて、光源ユニット３に、青色光・赤色光・ＦＲ光を植物１０に照射させる。これにより、光源ユニット３は、青色光・赤色光・ＦＲ光を発光するＬＥＤを点灯させ、青色光・赤色光と共にＦＲ光を植物１０に照射する。

そして、制御部６は、新葉の形成期間Ｓ１２１・Ｓ１５１が過ぎ、休眠期間Ｓ１０３・Ｓ１０６が来ると、電源５を通じて、光源ユニット３に、ＦＲ光の植物１０への照射を停止させる。これにより、光源ユニット３は、ＦＲ光を発光するＬＥＤを消灯させ、青色光・赤色光を植物１０に照射する。

なお、夜間は、制御部６は、電源５を通じて、光源ユニット３に、光源４を消灯させる。これにより、光源ユニット３は、夜間は、青色光・赤色光・ＦＲ光を発光するＬＥＤを消灯する。

このように本実施の形態に係る栽培方法によると、花芽の形成期間Ｓ１１１・Ｓ１４１・・・と、新芽の形成期間Ｓ１２１・Ｓ１５１・・・には、植物１０に照射する光におけるＦＲ光の比率を多くし、花芽の形成期間Ｓ１１１・Ｓ１４１・・・と、新芽の形成期間Ｓ１２１・Ｓ１５１・・・とを過ぎると、花芽の形成期間Ｓ１１１・Ｓ１４１・・・と、新芽の形成期間Ｓ１２１・Ｓ１５１・・・とに照射していた光と比べて、植物１０に照射する光におけるＦＲ光の比率を少なくする。

これにり、植物１０の生育のばらつきや品質劣化を抑制し、効率よく花を収穫することができる。

特に、新葉の生長期間Ｓ１０２・Ｓ１０５は、植物１０の生長サイクルのうち、盛んに光合成を行い新葉が生長していく期間である。このため、特に、新葉の生長期間Ｓ１０２・Ｓ１０５のうち新芽の形成期間Ｓ１２１・Ｓ１５１までの期間で、新芽の形成期間Ｓ１２１・Ｓ１５１に照射する光と比べて、植物１０に照射する光におけるＦＲ光の比率を少なくすることで、植物１０の新葉の生長速度のばらつきを抑え、収穫する花の品質低下を防止する効果を高めることができる。

〔実施の形態４〕
次に、図９を用いて、本発明の第４の実施の形態について説明する。

図９は、本発明の第４の実施の形態に係る栽培装置１１の構成を表す図である。

栽培装置１１は、栽培装置１の光源ユニット３に替えて、光源ユニット３０を備えている点で、栽培装置１と相違する。栽培装置１１の他の構成は栽培装置１と同様である。

栽培装置１１は、被覆資材２と、光源ユニット３０と、電源５と、制御部６とを備えている。

光源ユニット３０は、複数の光源４と、支持柱３２と、複数の導光部材３１とを備えている。

支持柱３２の一方の端部は電源５と接続されている。支持柱３２は、被覆資材２の長手方向に延伸して被覆資材２内に配されている。複数の光源４は、この支持柱３２に、支持柱３２の延伸方向に並んで配されている。

複数の導光部材３１は互いに略平行に、支持柱３２の延伸方向に沿って並んで配されている。複数の導光部材３１は、一方の端部が支持柱３２に接続されており、支持柱３２に配された光源４からの光を、導光可能となっている。複数の導光部材３１それぞれは、一方の端部から、被覆資材２の天井に沿う形状に延伸して配されている。

導光部材３１は、光を導光する材質からなり、例えば、導光棒や光ファイバー等から構成されている。

栽培装置１では、被覆資材２内の天井近傍に複数の光源４を並べて配していたため、十分な光量を供給できるものの、各光源４は発熱する。熱に弱い植物を栽培する場合は、この光源４からの発熱によって、植物の生育が阻害される場合がある。

一方、栽培装置１１によると、植物１０を覆って配されている複数の導光部材３１を備え、光源４は、複数の導光部材３１にＦＲ光を導光させて、当該ＦＲ光を植物１０に照射する。このため、熱源としての光源４を、植物から離して設置することができ、光源４による発熱の影響が、植物１０に及ぶことを防止することができる。これにより、熱に弱い植物でも栽培が可能であり、栽培装置１１は、光量は栽培装置１より少なくなるものの汎用性が広い。

〔実施例〕
次に、図１０〜図１１を用いて、本発明の実施例について説明する。

本実施例では、人工光としてのＦＲ光を照射した区の茶樹と、人工光としての茶樹を照射しなかった区の茶樹とに分け、それぞれの茶樹の生育の違いを観察した。

両区の茶樹とも、完全人工光で栽培し、人工気象器を用いて日長は明期１２時間/暗期１２時間とし、栽培室内の室温は明期２５℃/暗期１５℃で栽培を行った。栽培方法は水耕栽培で、培養液は非特許文献に記載の組成のものを用いた。

両区とも光量は、光合成有効光量子束密度（ＰＰＦＤ）が３００〜５００［μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１］の範囲内となるように制御した。

そして、新芽の形成期間（図７を用いて説明した果樹の年間生長サイクルでいうところの新芽の形成期間Ｓ２２に対応する期間）に入ると、両区のうち一方の区にだけ人工光としてのＦＲ光を照射した。

図１０は、ＦＲ光を照射した茶樹へのＦＲ光照射時の光源のスペクトルを表す図である。図１０では縦軸が光量、横軸が波長を表している。

図１０に示すように、ＦＲ光を照射した区では、各波長のうち、ＦＲ光領域にピーク波長を有する人工光を茶樹に照射した。

完全人工光で栽培した期間のうち、ＦＲ光を加えた期間における各波長の光量の一例は以下の通りである。何れも単位は［μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１］である。
青色光（波長４００ｎｍ〜５００ｎｍ）：５０
赤色光（波長６００ｎｍ〜７００ｎｍ）：２５０
ＦＲ光（波長７００〜８００ｎｍ）：１００
また、完全人工光で栽培した期間のうち、ＦＲ光を加え無かった期間における各波長の光量の一例は以下の通りである。何れも単位は［μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１］である。なおこの光量は両区とも同様である。
青色光（波長４００ｎｍ〜５００ｎｍ）：５０
赤色光（波長６００ｎｍ〜７００ｎｍ）：２５０
ＦＲ光（波長７００〜８００ｎｍ）：０
図１１は、ＦＲ光照射有無による茶樹の生育の様子を表す図である。

図１１のうち、（ａ）〜（ｃ）は、人工光としてのＦＲ光を照射した区の茶樹の生育の様子を表す図である。一方、図１１のうち、（ｄ）〜（ｆ）は、人工光としてのＦＲ光を照射しなかった区の茶樹の生育の様子を表す図である。

図１１の（ａ）〜（ｃ）のうち、新芽の形成期間（図７の新芽の形成期間Ｓ２２に対応する期間）に入り人工光としてのＦＲ光の照射を開始してから、図１１の（ａ）は１８日経過後の茶樹の様子を表し、図１１の（ｂ）は２５日経過後の茶樹の様子を表し、図１１の（ｃ）は３６日経過後の茶樹の様子を表している。

一方、図１１の（ｄ）〜（ｆ）のうち、新芽の形成期間（図７の新芽の形成期間Ｓ２２に対応する期間。但しＦＲ光は照射しない）に入り、図１１の（ｄ）は１７日経過後の茶樹の様子を表し、図１１の（ｅ）は２７日経過後の茶樹の様子を表し、図１１の（ｅ）は３８日経過後の茶樹の様子を表している。

図１１の（ａ）〜（ｃ）に示すように、ＦＲ光を照射した区の茶樹は、上記新芽の形成期間に入ってから（すなわちＦＲ光の照射を開始してから）２週間経過後には新芽の生育が確認された。そして、その後、新葉は順調に伸長し、ＦＲ光を照射してから（すなわち上記新芽の形成期間に入ってから）５週間経過後には収穫可能な新葉の量となった。

一方、図１１の（ｄ）〜（ｆ）に示すように、ＦＲ光を照射しなかった区の茶樹は、上記新芽の形成期間に入ってから５週間経過しても収穫可能な新葉の量とならなかった。

このように、ＦＲ光の照射による新葉の生長促進効果を確認することができた。

本発明は上述した各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り、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、葉を収穫する植物の栽培方法及びその植物を栽培する栽培装置に利用することができる。

１・１１ 栽培装置
２ 被覆資材
３・３０ 光源ユニット
４ 光源
５ 電源
６ 制御部
１０ 植物
３１ 導光部材
３２ 支持柱
Ａ・Ｓ１１・Ｓ２３・Ｓ１２１・Ｓ１５１ 新芽の形成期間
Ｄ・Ｓ１５・Ｓ２２・Ｓ１１１・Ｓ１４１ 花芽の形成期間
Ｓ２・Ｓ１４ 新葉の生長・果実の充実期間
Ｓ１０２・Ｓ１０５ 新葉の生育期間
Ｓ３・Ｓ１２・Ｓ１０３・Ｓ１０６ 休眠期間
Ｍ１ 栽培方法

Claims (9)

1. 果実又は花を収穫対象とする植物の栽培方法であって、
   新芽が形成されていく新芽の形成期間には、上記植物に照射する光における赤外光の比率を多くし、当該新芽の形成期間を過ぎると、当該新芽の形成期間に照射していた光と比べて、上記植物に照射する光における赤外光の比率を少なくし、
   花芽が形成されていく花芽の形成期間には、上記植物に照射する光における赤外光の比率を多くし、当該花芽の形成期間を過ぎると、当該花芽の形成期間に照射していた光と比べて、上記植物に照射する光における赤外光の比率を少なくし、
   上記新芽の形成期間及び上記花芽の形成期間には、赤外光を上記植物に照射することで、上記新芽の形成期間及び上記花芽の形成期間以外の期間よりも、上記植物に照射する光における赤外光の比率を多くすることを特徴とする植物の栽培方法。
2. 上記新芽の形成期間は、上記新芽となる組織が上記植物内に形成されて、当該新芽が伸長を開始する直前までの期間であり、
   上記花芽の形成期間は、上記花芽となる組織が上記植物内に形成されて、当該花芽が伸長を開始する直前までの期間であることを特徴とする請求項１に記載の植物の栽培方法。
3. 上記新芽の形成期間は、上記植物の生長サイクルのうちで、当該新芽の伸長が抑制される期間である休眠期間を含む期間であることを特徴とする請求項２に記載の植物の栽培方法。
4. 上記植物の生長サイクルを通して、新芽が伸長し新葉が展開していく期間に、上記新芽の形成期間に照射していた光と比べて、上記植物に照射する光における赤外光の比率を少なくすることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の植物の栽培方法。
5. 上記植物の生長サイクルを通して、上記新芽の形成期間及び上記花芽の形成期間にのみ、上記植物に照射する光における赤外光の比率を、上記新芽の形成期間及び上記花芽の形成期間以外の期間より多くすることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の植物の栽培方法。
6. 果実又は花を収穫対象とする植物の栽培装置であって、
   新芽が形成されていく新芽の形成期間には、点灯することで上記植物に赤外光を照射し、当該新芽の形成期間を過ぎると非点灯となり、
   また、花芽が形成されていく花芽の形成期間に、点灯することで上記植物に赤外光を照射し、当該花芽の形成期間を過ぎると非点灯となる光源を備えていることを特徴とする植物の栽培装置。
7. 上記光源は、上記植物の上方に複数配されていることを特徴とする請求項６に記載の植物の栽培装置。
8. 上記植物を覆って配されている複数の導光部材を備え、
   上記光源は、上記複数の導光部材に赤外光を導光させて、当該赤外光を上記植物に照射することを特徴とする請求項７に記載の植物の栽培装置。
9. 上記光源は、赤外光を発光する発光ダイオードと、青色光を発光する発光ダイオードと、赤色光を発光する発光するダイオードとを備えることを特徴とする請求項６〜８の何れか１項に記載の植物の栽培装置。