JPH01124376A - 育苗試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は、植物組織培養の分野において、ガス、培養液
その他の環境条件を測定、制御してクローン苗等の育苗
試験を行い、最適な環境条件を探索するのに適した育苗
試験装置に関する。

〔従来技術及びその問題点〕

近時、植物Ｍｉ織培養の研究が活発に行われるようにな
ってきた。このような植物組織培養においては、ガス、
培養液、温度、湿度、光などの環境の調節が重要である
。

例えば、小植物体が光合成による光独立栄養的生長を行
えるようになった段階で炭酸ガスの濃度が低いと、光独
立栄養的生長を充分に行えないため、その後の生長、順
化段階における生長速度や環境ストレス耐性が低下して
枯死率が高くなる。

また、エチレンガスや亜硫酸ガス等の濃度も生長、順化
に微妙に影響する。そして、湿度が極端に高いと、小植
物体の葉のクチクラ層の発達が不充分となるため順化段
階での水分ストレス耐性が低下するし、好適な温度条件
についても明朗と晴朗で異なってくる。更に、培養液の
１１！濃度や供給量が過剰になると、培養液中の糖をエ
ネルギー源とする従属栄養的生長の側面が強くなって光
独立栄養的生長が不充分となり、特に糖濃度が高い場合
はコンタミネーションが発生しやすくなるので、その対
策も必要となる。

このように植物組織培養は環境の影響を大きく受けるの
で、商業的に培養苗の利用、普及を図るには、予め種々
の環境の下で育苗試験を行い、生長及び順化時の好適な
環境条件を探索し、その好適環境条件下に丈夫な培養苗
を商品として大量生産し順化させることが望まれる。け
れども、現在までのところ、生長及び順化時の好適環境
条件を探索するのに適した手頃な育苗試験装置は開発さ
れていない０、 一方、極く最近、成育室内の環境をコントロールしなが
ら培養苗を１０００本はど順化させる育苗工場が提案さ
れ注目されているが、かかる育苗工場の環境測定制御手
段をそのまま流用して育苗試験装置を製作しても、満足
なものはできない。

即ち、この育苗工場によれば、ガス環境の調節は、成育
室に設けた炭酸ガス濃度計で成育室内の炭酸ガス濃度を
測定し、炭酸ガスボンベから成育室へ供給する炭酸ガス
の流量を制御することによって行われる。同様に温度や
湿度の調節は、成育室内に設けた温・湿度計で測定し、
冷・暖房機と除・加湿機の運転を制御することよって行
われる。しかしながら、成育室内の炭酸ガス濃度や温・
湿度は場所によって異なるため、上記のように成育室内
に炭酸ガス濃度計や温・湿度計を設置して測定しても、
その周辺の局部的な炭酸ガス濃度や温・湿度を測定した
に過ぎず、成育室内全体の平均的な炭酸ガス濃度や温・
湿度を測定したことにはならない、従って、このような
不正確な測定値に基づいて炭酸ガス濃度や温・湿度を調
節する手段を育苗試験装置の開発に当たって採用するこ
とは好ましくない。

また、上記の育苗工場では、通常の送液ポンプによって
培養液を供給、排出するので、培養液の液面レベルを一
定に維持したまま供給量を増減調節することが難しく、
しかも培養液が送液ポンプを通過するときに雑菌等が侵
入してコンタミネーションを生じやすくなる。従って、
このような送液ポンプによる培養液の供給手段を育苗試
験装置に採用することも好ましくない。

更に、上記の育苗工場では、育苗用の人工光源を固定し
ているため、培養容器の蓋や結栓等の遮光物によって常
時その影となる部分ができたり、人工光源の直下とその
周辺では照射距離の差により受光量が異なるなど、照明
が不均一になる。従って、育苗試験装置を開発するに当
たっては、照明手段も工夫する必要がある。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、育苗ボックス内全体の平均的な温・湿度
、及び炭酸ガスその他の環境調整用ガスの平均的な濃度
をより正確に測定、制御することができ、しかも育苗ボ
ックス内の培養液の液面レベルを一定に保ったまま培養
液の循環供給量を自由に調節することができ、また培養
液への雑菌侵入防止や段面、更には均一な照明を行うこ
ともできる育苗試験装置を提供するにある。

〔目的を達成するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の育苗試験装置は、
透明な育苗ボックスと、育苗ボックス内のガスを導出し
再び育苗ボックスへ戻すガスＶａ環路と、ガス循環路の
途中に設けられて上記ガスの温・湿度を測定する温・湿
度計と、ガスＶａ環路の途中に設けられて上記ガスに含
まれる環境調整用ガスの濃度を測定するガス濃度計と、
ガス流ｆｆ１ｍ節弁を途中に有し上記環境調整用ガスを
育苗ボックスへ供給するガス供給路と、空気／Ａ星ｉｌ
１節弁を途中に有し乾燥空気を育苗ボックスへ供給する
空気供給路と、上記ガス濃度計の測定値が設定値と一致
するようにガス流量調節弁を制４Ｈするコントローラと
、ローラポンプによって培養液を培養液タンクから育苗
ボックスへ供給し再び培養液タンクへ戻す培養？＆循環
路と、培養液循環路の途中に設けられた培養液の成分変
化を生じさせない殺菌手段と、育苗ボックスの上方に摺
動自在に設けられた育苗用の人工光源とを具備せしめた
ことを特徴とする。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳述する。

第１図は本発明の一実施例に係る育苗試験装置の全体構
成図、第２図及び第３図は同装置の組立正面図及び組立
側面図である。

図において、ｌはポリカーボネートやポリエステルサル
コン等の無色透明な合成樹脂又はガラスで形成された育
苗ボックスであり、その内部下方には苗床２が設けられ
ている。この苗床２は、通。

水孔を有する多数のポットを縦横に一体成形した合成樹
脂製のトレーよりなるもので、各ポットにはポリエステ
ル繊維、セルロース等の培地支持材が充填されている。

このような育苗ボックス１は、第２図に示すように、フ
レーム３の中段の棚板の上に複数個（図では５個）並べ
て設置されている。

上記育苗ボックスｌの天板には、育苗ボックスｌ内のガ
スを導出して再び育苗ボックスｌへ戻すガス循環路４が
接続されており、該ガス循環路４の途中には、温・湿度
計５のセンサ６と、育苗ボックス内のガスに含まれる酸
素、炭酸ガス、エチレンガス等の環境調整用ガスの濃度
をそれぞれ測定する酸素濃度計７、炭酸ガス濃度計８、
エチレンガス濃度計９と、ガスの温度を調節するチラー
ユニット１０と、異物を除去するフィルタ１１が設けら
れている。また、育苗ボックス１の内部には、上下に適
当間隔をあけて複数の吸気孔（不図示）を穿孔した有孔
筒１２が、育苗ボックス１の天板の導出口より垂下して
取付けられ、その下端が苗床２の近くまで達している。

上記のガス濃度計はポンプユニット（不図示）を有して
おり、該ポンプユニットによって育苗ボックス１内のガ
スが有孔筒１２の吸気孔から吸引、導出され、ガス循環
路４を流れて再び育苗ボックス１へ戻されるようになっ
ている。尚、図には示していないが、このガス循環路４
は分岐して各育苗ボックス１に接続されており、それぞ
れの分岐路に設けた開閉弁を操作することによって、各
育苗ボックス１内のガスを個別に循環させることができ
るようになっている。

また、この育苗ボックス１には、ガス供給路１３と空気
供給路２０がそれぞれ接続されている。

このガス供給路１３は、育苗ボックス１内のガス環境を
調節するために、環境調整用ガスとして炭酸ガス及びエ
チレンガスを育苗ボックス１に供給するもので、途中の
三方向切換弁１４からガス供給源側が二股に分岐してお
り、それぞれ減圧弁１５ａ、１５ｂを介して炭酸ガスボ
ンベ１６とエチレンガスボンベ１７に接続されている。

そして、このガス供給路１３の三方向切換弁１４より育
苗ボックス側には、ガス流ｆｆｌ調節弁１８と異物を除
去するフィルタ１９が組込まれている。上記の炭酸ガス
ボンベ１６としてはエアのベースに炭酸ガスを５％混合
したものが使用され、エチレンガスボンベ１７としては
エアのベースにエチレンガスをＯ，１〜０．９％混合し
たものが使用される。

これに対し、空気供給路２０は、育苗ボックス１内の湿
度を調節するために空気ボンベ２１から乾燥空気を育苗
ボックス１へ供給するもので、該空気供給路２０の途中
には減圧弁２２と、空気流量調節弁２３ａを有する空気
流量計２３と、異物を除去するフィルタ２４が設けられ
ており、空気流ｆｆ１２１ｉ１節弁２２は手動で操作さ
れるようになっている。

２５はスイッチ２６の切換えにより炭酸ガス濃度計８又
はエチレンガス濃度計９から信号を受けて上記のガス流
量調節弁１８を自動的にｆ、ＩＪ御するコントローラで
あり、このコントローラ２５はガス流量調節弁１８及び
三方向切換弁１４と共に制御ボックス２７に内蔵されて
いる。このコントロ−ラ２５の動作については後で説明
する。

尚、上述の温・湿度計５、酸素濃度計７、炭酸ガス濃度
計８、エチレンガス濃度計９、空気流量計２３、コント
ローラ２５、切換用スイッチ２６は、第２図に示すよう
に、フレーム３上段の計器板２日に配置されて取付けら
れている。

前記の育苗ボックス１は、軟質合成樹脂製の透明な同一
径の給液チューブ３０ａ及び排液チューブ３０ｂによっ
て培養液タンク２９と接続され、培養液循環路３０が形
成されている。そして、該チューブ３０ａ、３０ｂにロ
ーラポンプ３１が取付けられ、培養液が循環されるよう
になっている。

このローラポンプ３１は、第４図に示すように、中心の
駆動ローラ３１ａと円筒状の本体内壁３１Ｃとの間に複
数個の自公転ローラ３１ｂ（図では６個）を設けたもの
で、該自公転ローラ３１ｂと本体内壁３］ｃとの間に給
液チューブ３０ａと排液チューブ゛３０ｂが通されてい
る。しかして、モータ（不図示）により駆動ローラ３１
ａを例えば左回り方向に回転させると、各自公転ローラ
３１ｂが右回り方向に自転しながら左回り方向に公転し
て給液チューブ３０ａ及び排液チューブ３０ｂを本体内
壁３１Ｃに押しつけ、これらチューブ３Ｑａ、３０ｂ内
の培養液を互いに逆方向に送るようになっている。この
ローラポンプ３１と培養？ｆｌ。

タンク２９は、第２図に示すように、フレーム３の下段
に設置、収納される。

上記培養液循環路３０の給液チューブ３０ａには、培養
液中のカビその他の異物を除去するだめのフィルタ３２
が取付けられている。一方、排液チューブ３０ｂには、
電気伝導度計３３、ｐＨ計３４及び温度計３５を備えた
サージタンク３６と、紫外線殺菌灯３７が取付けられ、
育苗ボックス１より排出された培養液の電気伝導度、ｐ
Ｈ及び液温の測定と、紫外線照射による殺菌が行われる
ようになっている。かかる測定を行うのは、培養液のイ
オン化した養分の４度、培養液の酸性度又はアルカリ性
度、液温等を調べることによって、培養液が培養に適し
たものであるかどうか、再利用できるものであるかどう
かを判断するためであり、培養液が不適当と判断されれ
ばドレンバルブ３８を開いて廃棄される。また、殺菌手
段として上記の紫外線殺菌灯３７を採用したのは、培養
液の成分変化を生じさせない、で殺菌を行うためである
。

従って、これ以外の殺菌手段であっても成分変化を生じ
させないものであれば採ｍ可能であり、例えば真空槽内
で培養液を約４０〜６０℃の温度で数分ないし数十分は
ど殺菌する真空低温殺菌の手段等も好適に採用すること
ができる。

更に、上記の培養液タンク２９には減圧弁３８を介して
酸素ボンベ３９が接続され、培養液に酸素を溶解させる
ことによって育苗ボックスｌ内の植物体の根に充分な酸
素を与えるようにしている。

尚、この培養液タンク８には、培養液を調温するための
チラーユニット（不図示））が必要に応じて付設される
。

４０は昼光色を発する蛍光灯よりなる育苗用の人工光源
で、この人工光源４０は第２図及び第５図に示すように
各育苗ボックスｌの上方に配置され、反射板４】を介し
て板状の支持体４２の下面に取付けられている。そして
、各人工光＃４０は可変抵抗器等で印加電圧を変化させ
ることにより、明るさを自由に調節できるようになって
いる。上記支持体４２は、第５図に示すように、フレー
ム３に設けられたガイド４３によって左右にスライド自
在に取着され、摺動機構４４によって左右に摺動される
ようになっている。この摺動機構４４は、フレーム３の
一端寄りに設けられた円板状の偏心カム４４ａと、他端
側に設けられた圧縮バネ４４ｂよりなるもので、該偏心
カム４４ａの軸４４ｃはモータ（不図示）により減速機
を介して低速で回転されるようになっており、上記圧縮
バネ４４ｂによって支持体４２が絶えず偏心カム４４ａ
に接するように付勢されている。従って、モータで偏心
カム４４ａを回転させると、支持体４２が偏心カム４４
ａの短径と長径の寸法差だけ左右に摺動するようになっ
ている。摺動機構は実施例のものに限らず、例えばシリ
ンダで支持体４２を摺動させたり、クランク機構を採用
したり、磁石と電磁石を組み合わせて使用するなど、種
々の公知の摺動機構を採用することが可能であり、支持
体４２も実施例のような板状のものに限らず、矩形枠状
など種々の形状のものを使用することが可能である。

また、育苗ボックス１の間には光量計４５が設置され、
この光量計１６で人工光源８からの照射光■が経時的に
測定されてレコーダ（不図示）に記録されるようになっ
ている。尚、前述の温・湿度計５、各種ガス濃度計７．
８．９、電気伝導度計、ｐＨ計３４、温度計３５の測定
値も全てレコーダに記録されるようになっている。

以上のように構成された本発明育苗試験装置の動作を次
に説明する。

まず、ガス環境及び温・ン兄度の測定、制御から説明す
ると、育苗ボックス１内のガスは前記ポンプユニットに
より有孔筒１２の各吸引孔から吸引されてガス循環路４
へ導出される。そして、温・湿度計５のセンサ６によっ
て温・湿度が検出され、更にこのガスに含まれている酸
素、炭酸ガス、エチレンガスの濃度がそれぞれのガス濃
度計７．８．９によって測定される。測定力ｌ冬ねった
ガスはチラーユニット１０で加熱又は冷却され、更にフ
ィルタｌＩで異物が除去されて再び育苗ボックス１へ戻
される。このように育苗ボックス１内のガスを循環させ
ながらガス循環路４の途中に組み込んだ温・湿度計５や
ガス濃度計７．８．９で測定を行うと、ガス循環によっ
て育苗ボックス１内のガスが攪拌されほぼ均一化される
こと、並びに有孔筒１２の各吸引孔を通じて育苗ボック
ス１内の上下数箇所のガスを吸引、導出できることから
、育苗ボックスｌの内部全体の平均的な温・湿度及び環
境調整用ガスの平均的な濃度をより正確に測定すること
ができる。

育苗ボックス１内の炭酸ガス濃度は、三方向切換弁１４
を炭酸ガスボンベ１６の方に切換え、スイッチ２６を第
１図に示すように炭酸ガス濃度計８の方に切換えること
によって、自動的に制御される。即ち、スイッチ２６を
炭酸ガス濃度計８の方に切換えると、測定した炭酸ガス
濃度について炭酸ガス濃度計８から信号がコントローラ
２５に送られる。このコントローラ２５では、炭酸ガス
１塁度の測定値と予め入力した設定値との比較が行われ
、両者が一致するようにガス流量調節弁１Ｂの開度を制
御する信号がガス流！調節弁１８へ送られる。これによ
ってガス流量調節弁１８の開度が自動的に制御され、炭
酸ガスボンベ１６から育苗ボックス１へ供給される炭酸
ガスの流量が調節されて、育苗ボックス１内の炭酸ガス
濃度が設定値に調節、維持される。従って、コントロー
ラ２５の設定値を変えれば、育苗ボックス１内の炭酸ガ
ス濃度を所望の濃度に自動調節することができる。

同様に、エチレンガス濃度についても、三方向切換弁１
４をエチレンガスボンベ１７の方へ切換え、スイッチ２
６をエチレンガス濃度計８の方へ切換えることにより、
予めコントローラ２５に入力した設定値に自動的に制御
することができる。

一方、育苗ボックス１内の温度の制御は、温・）温度計
５に表示された温度を見ながら手動でチラーユニット１
０を調温し、ガス循環路４を流れるガスをチラーユニッ
ト１０で所定の温度に冷却又は加温することによって行
われる。同様に、育苗ボックス１内の７２度の制御は、
温・湿度計５に表示されたン温度を見ながら手動で空気
２＋ｔｆｆｌ計２３の空気流ｆｆｌ調節弁２３ａを調節
し、空気ボンへ２１からの乾燥空気の供給量を増減又は
停止することによって行われる。なお、この装置では加
湿手段は存在しないが、乾燥空気の供給を停止又は極微
量とすれば、育苗ボックス１の底部に常時滞留する培養
液の蒸発によって湿度が自然に上がるので、あえて加湿
手段を設ける必要はない。

次に、培養液はローラポンプ３１によって培養液タンク
２９から給液チューブ３（ｌａを通って育苗ボックスｌ
へ供給され、更に排液チューブ３０ｂを通って培養液タ
ンク２９へ戻される。そして、育苗ボックス１から培養
液タンク２９へ戻す途中、電気伝導度計３３、ｐＨ計３
４、温度計３５によって培養液の電気伝導度、ｐｉ（、
液温か測定され、紫外線殺菌灯３７で殺菌される。この
ようにローラポンプ３１によって培養液を循環させると
、培養液がチューブ３０．ａ、３０ｂの内部に閉じ込め
られたままローラポンプ３１を通過するので、ポンプ通
過時に雑菌や異物が混入するのを確実に防止することが
できる。しかも、培養液の供給量と戻り量が同じである
ため、育苗ボックス１内の培養液の液面を常に一定レベ
ルに維持することができ、駆動ローラ３１ａの回転速度
を変えれば、液面レベルを一定に保ったまま培養液の循
環流量を自由に調節することができる。また、上記のよ
うに紫外線殺菌灯３７で殺菌処理した培養液を培養液タ
ンク２９に戻して再び育苗ボックス１へ供給すると、ロ
ーラポンプ通過時の雑菌混入がないことと相まって、コ
ンタミネーシヨンを充分に防止することが可能となり、
且つ、紫外線殺菌の場合は培養液の成分変化が生じない
ため、植物体の生長に悪影響を及ぼす心配もない。

一方、照明は、既述したように人工光源４０を取付けた
支持体４２を摺動機構４４で摺動させながら行われる。

そのため、育苗ボックス１の上部にガス循環路４等の遮
光物があっても常時その影となる部分が生しなくなり、
育苗ボックス内の各部の受光間も人工光源４０の摺動に
よってほぼ平均化されるので、照明が均一となる。また
、光量の調節は、可変抵抗器等により人工光源４０に印
加する電圧を変化させたり、点灯させる人工光源４０の
本数を変えたりすることによって容易に行うことができ
、特に、両者を組み合わせるとより広い範囲の光１ｉＰ
］節が可能となる。その場合、光撥計１６によって光量
が測定されるので、所望の光量に正確に調節することが
できる。

尚、測定されたガス濃度、温度、湿度、液温、電気伝導
度、ｐＨ１光量等は全てレコーダに記録され、データと
して残される。

この育苗試験装置は、以上のように、それぞれの育苗ボ
ックス１内の温・湿度や環境調整用ガスの濃度をより正
確に測定、制御でき、培養液の供給量や光量の調節、更
には均一な照明も行えるものであるから、例えば全ての
育苗ボックス１を同一環境に設定して各育苗ボックスご
とに種類の異なる植物体の育苗試験を行ったり、逆に全
ての育苗ボンクス１の環境を変えて同種の植物体の育苗
試験を行ったりすることによって、掻めて能率良く且つ
正確に好ましい環境条件を探索することができる。

以上、一実施例に基づいて本発明の育苗試験装置を説明
したが、本発明はかかる実施例にのみ限定されるもので
はなく、種々の変更態様を許容するものであることは言
うまでもない０例えば、亜硫酸ガス、亜酸化窒素ガス、
オゾン等、実施例以外の環境調整用ガスの濃度を測定す
るガス濃度計をガス循環路４に追加し、これらの環境調
整用ガスのボンベを切換弁を介してガス供給路１３に接
続することにより、多種類の環境調節用ガスの濃度を測
定し制御できるように変更したり、育苗ボックスｌの個
数を変更したり、温・湿度をコントローラで自動制御す
るように変更したり、ガス調温用のチラーユニット１０
をガス供給路１３や空気供給路２０に組込んだり、該チ
ラーユニット１０を公知の各種ヒータや各種冷却機に変
更したりすることは、いずれも本発明に包含されるもの
である。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明の育苗試験装置
は、育苗ボックス内全体の平均的な温・湿度、及び炭酸
ガスその他の環境調整用ガスの平均的な濃度をより正確
に測定し容易に制御することができ、しかも育苗ボック
ス内の培養液の液面レベルを一定に保ったまま培養液の
循環供給量を自由に調節することができ、また培養液へ
の雑菌侵入防止や殺菌、更には均一な照明や光量調節等
を行うことができるので、育苗に好ましい環境条件を正
確に且つ能率良く探索することができるといった顕著な
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明育苗試験装置の一実施例の全体構成を示
す概略説明図、第２図及び第３図はそれぞれ同装置の組
立正面図及び組立側面図、第４図はローラポンプの構造
説明図、第５図は人工光源の摺動機構を示す部分斜視図
である。 ■・・・育苗ボックス、 ４・・・ガス循環路、 ５・・・温・湿度計、 ７・・・酸素濃度計、 ８・・・炭酸ガス濃度計、 ９・・・エチレンガス濃度計、 １０・・・チラーユニット、 １３・・・ガス供給路、 １日・・・ガス流ｆｆｉ調節弁、 ２０・・・空気供給路、 ２３ａ・・・空気流量調節弁、 ２５・・・コントローラ、 ２９・・・培養液タンク、 ３０・・・培養液循環路、 ３１・・・ローラポンプ、 ３７・・・紫外線殺菌灯（段面手段）、４０・・・人工
光源。 特許出願人　渡辺　泰　株式会社 株式会社　フジキン ３０ａ↓↑３０ｂ 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明な育苗ボックスと、 上記育苗ボックス内のガスを導出し再び育苗ボックスへ
   戻すガス循環路と、 上記ガス循環路の途中に設けられて上記ガスの温・湿度
   を測定する温・湿度計と、 上記ガス循環路の途中に設けられて上記ガスに含まれる
   環境調整用ガスの濃度を測定するガス濃度計と、 ガス流量調節弁を途中に有し上記環境調整用ガスを上記
   育苗ボックスへ供給するガス供給路と、空気流量調節弁
   を途中に有し乾燥空気を上記育苗ボックスへ供給する空
   気供給路と、 上記ガス濃度計の測定値が設定値と一致するように上記
   ガス流量調節弁を制御するコントローラと、 ローラポンプによって培養液を培養液タンクから上記育
   苗ボックスへ供給し再び培養液タンクへ戻す培養液循環
   路と、 上記培養液循環路の途中に設けられた培養液の成分変化
   を生じさせない殺菌手段と、 上記育苗ボックスの上方に摺動自在に設けられた育苗用
   の人工光源、 を具備したことを特徴とする育苗試験装置。