JPH032488B2 - - Google Patents
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- JPH032488B2 JPH032488B2 JP60191678A JP19167885A JPH032488B2 JP H032488 B2 JPH032488 B2 JP H032488B2 JP 60191678 A JP60191678 A JP 60191678A JP 19167885 A JP19167885 A JP 19167885A JP H032488 B2 JPH032488 B2 JP H032488B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spectral energy
- lamp
- sodium
- mercury
- arc tube
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Cultivation Of Plants (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は高圧ナトリウムランプを人工光源とし
て用いた植物育成用人工照明方法に関するもので
ある。 従来の技術 最近、主にレタス、サラダ菜の野菜類の生産を
目的とした植物工場が徐々に実現してきている。
この植物（野菜）は一般に650nｍ付近の光に光
合成の最大感度を有しており、また300〜495nｍ
の光に主に葉の着色、形状等の形態形成に感度を
有している。そこで人工光源として650nｍ付近
の分光エネルギー量が多い、通常660ワツトの高
圧ナトリウムランプが光合成用に、300〜495nｍ
に分光エネルギー量が多い、通常250ワツトの水
銀灯、メタルハライドランプあるいは蛍光灯が形
態形成用に用いられている。これらの放電灯は植
物の成長に対し最適な分光エネルギー分布となる
ように、各々ランプ負荷、照明器具の配置を決定
し、設置される。一般的には、ランプの種類、大
きさに応じた別個の照明器具を用い、植物に対し
てほぼ均一な照度分布となるように混光照明され
ている。 発明が解決しようとする問題点 従来から行なわれている混光照明による植物育
成用人工照明方法は、別個の放電灯、照明器具お
よび安定器を用いているため、ランプの種類に応
じて光束維持率、寿命中の分光エネルギー分布の
変化および寿命時間等に差があり、常に照度およ
び分光エネルギー分布を均一に保つことは困難で
あり、植物の個体間の成長速度および色、形状に
バラツキを生じ、品質を管理する上で問題であつ
た。 問題点を解決するための手段 本発明は、１つの放電灯で光合成と形態形成の
両方の分光エネルギーを植物の成長に適した分布
で放出させるもので、300〜720nｍの波長間の分
光エネルギーの総和に対し、発光管内にナトリウ
ムおよび水銀またはインジウム等の金属を封入
し、300〜720nｍの波長間の分光エネルギーの総
和に対し、300〜495nｍの波長間の分光エネルギ
ー量の比を6.0％以上、12％以下とした高圧ナト
リウムランプのみを人工光源として使用した植物
育成用人工照明方法を提供するものである。 作 用 従来の異種放電灯を用いて混光照明する方法と
比べ、本発明による方法では１種類の放電灯で照
明するため、分光エネルギー分布を寿命を通じて
ほぼ均一にすることが可能となり、植物の個体間
のバラツキが非常に少なくなる。また放電灯、照
明器具および安定器等の設置数を約半分にするこ
とができ、設備費および維持管理費が大幅に軽減
される他、１つの放電灯に光合成と形態形成の機
能を持たせることにより、効率よくエネルギーを
放出させることができ、省電力化が図れる。 実施例 以下、本発明の詳細を図示の実施例を参照して
説明する。 第１図は360ワツトの高圧ナトリウムランプの
発光管の縦断面図である。発光管１は内径８mm、
長さ115mmの透光性アルミナからなる外囲器２と、
その両端には電極３，３′溶接により取付けたニ
オブからなる電気導入体４，４′がガラスソルダ
ーの封着体５，５′により気密に封着された形状
となつている。発光管１内にはナトリウム、水銀
および始動用希ガスが封入（図示せず）されてい
る。 第２図はランプ点灯回路の概略構成図である。
発光管１をガラス外球６内にマウントした高圧ナ
トリウムランプ７は一般的に安定器８を介して
200Vの商用電源９が印加され点灯される。 道路あるいは工場等の一般照明用として使用さ
れる高圧ナトリウムランプの発光管は、人間の比
視感度に対し最高効率を有するように設計されて
いる。発光管内に封入されているナトリウムは比
視感度のピーク付近に発光を有し、また水銀はそ
のナトリウムの発光を効果的に引き出す役目を成
している。水銀自身は比視感度の低い短波長域に
放射し、ランプ効率を低下させるため、極力水銀
の発光を生じないように設計されている。しかし
ながら、植物育成用光源は一般照明用と異なり短
波長域の放射エネルギーをも必要とする。そこで
封入物の全量が蒸発するようにした不飽和蒸気圧
形高圧ナトリウムランプを用い、発光管内に封入
するナトリウムおよび水銀の量、つまり蒸気圧を
変え、その分光エネルギー分布と野菜の成長の関
係を調べた。その結果を下表および第３図に示
す。本結果は対照面積（植物栽培面積）当たりの
ランプ電力消費量を一定とした場合の試験結果の
一例で、野菜としてサラダ菜を用いたときのもの
である。
て用いた植物育成用人工照明方法に関するもので
ある。 従来の技術 最近、主にレタス、サラダ菜の野菜類の生産を
目的とした植物工場が徐々に実現してきている。
この植物（野菜）は一般に650nｍ付近の光に光
合成の最大感度を有しており、また300〜495nｍ
の光に主に葉の着色、形状等の形態形成に感度を
有している。そこで人工光源として650nｍ付近
の分光エネルギー量が多い、通常660ワツトの高
圧ナトリウムランプが光合成用に、300〜495nｍ
に分光エネルギー量が多い、通常250ワツトの水
銀灯、メタルハライドランプあるいは蛍光灯が形
態形成用に用いられている。これらの放電灯は植
物の成長に対し最適な分光エネルギー分布となる
ように、各々ランプ負荷、照明器具の配置を決定
し、設置される。一般的には、ランプの種類、大
きさに応じた別個の照明器具を用い、植物に対し
てほぼ均一な照度分布となるように混光照明され
ている。 発明が解決しようとする問題点 従来から行なわれている混光照明による植物育
成用人工照明方法は、別個の放電灯、照明器具お
よび安定器を用いているため、ランプの種類に応
じて光束維持率、寿命中の分光エネルギー分布の
変化および寿命時間等に差があり、常に照度およ
び分光エネルギー分布を均一に保つことは困難で
あり、植物の個体間の成長速度および色、形状に
バラツキを生じ、品質を管理する上で問題であつ
た。 問題点を解決するための手段 本発明は、１つの放電灯で光合成と形態形成の
両方の分光エネルギーを植物の成長に適した分布
で放出させるもので、300〜720nｍの波長間の分
光エネルギーの総和に対し、発光管内にナトリウ
ムおよび水銀またはインジウム等の金属を封入
し、300〜720nｍの波長間の分光エネルギーの総
和に対し、300〜495nｍの波長間の分光エネルギ
ー量の比を6.0％以上、12％以下とした高圧ナト
リウムランプのみを人工光源として使用した植物
育成用人工照明方法を提供するものである。 作 用 従来の異種放電灯を用いて混光照明する方法と
比べ、本発明による方法では１種類の放電灯で照
明するため、分光エネルギー分布を寿命を通じて
ほぼ均一にすることが可能となり、植物の個体間
のバラツキが非常に少なくなる。また放電灯、照
明器具および安定器等の設置数を約半分にするこ
とができ、設備費および維持管理費が大幅に軽減
される他、１つの放電灯に光合成と形態形成の機
能を持たせることにより、効率よくエネルギーを
放出させることができ、省電力化が図れる。 実施例 以下、本発明の詳細を図示の実施例を参照して
説明する。 第１図は360ワツトの高圧ナトリウムランプの
発光管の縦断面図である。発光管１は内径８mm、
長さ115mmの透光性アルミナからなる外囲器２と、
その両端には電極３，３′溶接により取付けたニ
オブからなる電気導入体４，４′がガラスソルダ
ーの封着体５，５′により気密に封着された形状
となつている。発光管１内にはナトリウム、水銀
および始動用希ガスが封入（図示せず）されてい
る。 第２図はランプ点灯回路の概略構成図である。
発光管１をガラス外球６内にマウントした高圧ナ
トリウムランプ７は一般的に安定器８を介して
200Vの商用電源９が印加され点灯される。 道路あるいは工場等の一般照明用として使用さ
れる高圧ナトリウムランプの発光管は、人間の比
視感度に対し最高効率を有するように設計されて
いる。発光管内に封入されているナトリウムは比
視感度のピーク付近に発光を有し、また水銀はそ
のナトリウムの発光を効果的に引き出す役目を成
している。水銀自身は比視感度の低い短波長域に
放射し、ランプ効率を低下させるため、極力水銀
の発光を生じないように設計されている。しかし
ながら、植物育成用光源は一般照明用と異なり短
波長域の放射エネルギーをも必要とする。そこで
封入物の全量が蒸発するようにした不飽和蒸気圧
形高圧ナトリウムランプを用い、発光管内に封入
するナトリウムおよび水銀の量、つまり蒸気圧を
変え、その分光エネルギー分布と野菜の成長の関
係を調べた。その結果を下表および第３図に示
す。本結果は対照面積（植物栽培面積）当たりの
ランプ電力消費量を一定とした場合の試験結果の
一例で、野菜としてサラダ菜を用いたときのもの
である。
【表】
【表】
※ ○印：秀 △印：良 ×印：不良
表から、高圧ナトリウムランプのみで照明した
場合、最高ランプ光束を有し、一般照明用として
用いられている試験No.３と比べ、試験No.１、２の
ようによりナトリウム量が多く、蒸気圧が高い時
には、650nｍ付近の光合成エネルギーが増加し、
植物の重量は増加するものの、含水率が高く、か
つ葉が黄緑色でやわらかすぎ、商品価値が乏し
い。逆に試験No.４から12までのナトリウム量を減
らし、水銀蒸気圧を高めていくと、野菜の重量は
徐々に少なくなつていくものの、葉の緑色が濃く
なり、含水率が小さく締まつた野菜となる。この
効果はナトリウム封入量が0.035mgより少なくな
ると顕著に現われてくる。この時の300〜720nｍ
の波長間の分光エネルギーの総和に対する300〜
495nｍの短波長域の分光エネルギーの比は6.0％
以上となる。野菜の種類にもよるが本試験では、
最適条件としては試験No.８の分光エネルギー比８
％程度にしたものが一番野菜の出来が優れてい
る。しかし、試験No.11のように分光エネルギー比
が14.7％になると野菜の重量が試験No.３と比べて
10％低下し経済性を損なうと共に、堅くかつ形状
が小さく縮まつてくるため、商品とはならない。
そこで試験No.３と比べ野菜の重量の低下率を10％
以内、かつ品質を維持するためには分光エネルギ
ーの比は12％以下となる。また対照面積（植物栽
培面積）当たりのランプ電力消費量を増減させ植
物の成長を調べたが相対的な比較は表の結果とほ
ぼ同様の傾向であり、仮に分光エネルギー比が12
％を越えた場合等において例えばランプ消費電力
量を増し成長速度を早めるか、あるいは栽培日数
を伸ばしても電力費がかさむのみで、品質は良く
ない。よつて、300〜720nｍの波長間の分光エネ
ルギーの総和に対する300〜495nｍの波長間の分
光エネルギー量の比は6.0％以上、12％以下にす
る必要がある。 第３図は従来ランプと同一の試験No.３と本発明
にかかる試験No.８の分光エネルギー分布を表わ
す。この図から試験No.８は光合成にかかる650n
ｍ付近の分光エネルギーが試験No.３と比べて比較
的低下が大きいが、これにもかかわらず野菜の重
量に差が少ないのは短波長の分光エネルギーの増
加により野菜の成長が促進されるためであると考
えられる。この他、野菜としてはレタス類につい
ても試験を行なつたが、同様の結果であつた。な
お、上記実施例では植物育成用光源として単に発
光管内のナトリウムに他する水銀の封入比率を高
めた高圧ナトリウムランプについて説明したが、
水銀の他にインジウム等の短波長域の発光金属を
封入した高圧ナトリウムランプも可能である。 発明の効果 以上詳述したように本発明方法は、高圧ナトリ
ウムランプの発光管内に封入するナトリウムに対
する水銀の封入比率を高め、短波長域の分光エネ
ルギーを増加させるという簡単な方法によつて、
従来のような別途に形態形成用光源は全く必要と
せず、設備費、電力比および維持管理費の大幅な
削減が図れる他、植物の品質の安定化が図れる等
のすぐれた効果を有するものである。
表から、高圧ナトリウムランプのみで照明した
場合、最高ランプ光束を有し、一般照明用として
用いられている試験No.３と比べ、試験No.１、２の
ようによりナトリウム量が多く、蒸気圧が高い時
には、650nｍ付近の光合成エネルギーが増加し、
植物の重量は増加するものの、含水率が高く、か
つ葉が黄緑色でやわらかすぎ、商品価値が乏し
い。逆に試験No.４から12までのナトリウム量を減
らし、水銀蒸気圧を高めていくと、野菜の重量は
徐々に少なくなつていくものの、葉の緑色が濃く
なり、含水率が小さく締まつた野菜となる。この
効果はナトリウム封入量が0.035mgより少なくな
ると顕著に現われてくる。この時の300〜720nｍ
の波長間の分光エネルギーの総和に対する300〜
495nｍの短波長域の分光エネルギーの比は6.0％
以上となる。野菜の種類にもよるが本試験では、
最適条件としては試験No.８の分光エネルギー比８
％程度にしたものが一番野菜の出来が優れてい
る。しかし、試験No.11のように分光エネルギー比
が14.7％になると野菜の重量が試験No.３と比べて
10％低下し経済性を損なうと共に、堅くかつ形状
が小さく縮まつてくるため、商品とはならない。
そこで試験No.３と比べ野菜の重量の低下率を10％
以内、かつ品質を維持するためには分光エネルギ
ーの比は12％以下となる。また対照面積（植物栽
培面積）当たりのランプ電力消費量を増減させ植
物の成長を調べたが相対的な比較は表の結果とほ
ぼ同様の傾向であり、仮に分光エネルギー比が12
％を越えた場合等において例えばランプ消費電力
量を増し成長速度を早めるか、あるいは栽培日数
を伸ばしても電力費がかさむのみで、品質は良く
ない。よつて、300〜720nｍの波長間の分光エネ
ルギーの総和に対する300〜495nｍの波長間の分
光エネルギー量の比は6.0％以上、12％以下にす
る必要がある。 第３図は従来ランプと同一の試験No.３と本発明
にかかる試験No.８の分光エネルギー分布を表わ
す。この図から試験No.８は光合成にかかる650n
ｍ付近の分光エネルギーが試験No.３と比べて比較
的低下が大きいが、これにもかかわらず野菜の重
量に差が少ないのは短波長の分光エネルギーの増
加により野菜の成長が促進されるためであると考
えられる。この他、野菜としてはレタス類につい
ても試験を行なつたが、同様の結果であつた。な
お、上記実施例では植物育成用光源として単に発
光管内のナトリウムに他する水銀の封入比率を高
めた高圧ナトリウムランプについて説明したが、
水銀の他にインジウム等の短波長域の発光金属を
封入した高圧ナトリウムランプも可能である。 発明の効果 以上詳述したように本発明方法は、高圧ナトリ
ウムランプの発光管内に封入するナトリウムに対
する水銀の封入比率を高め、短波長域の分光エネ
ルギーを増加させるという簡単な方法によつて、
従来のような別途に形態形成用光源は全く必要と
せず、設備費、電力比および維持管理費の大幅な
削減が図れる他、植物の品質の安定化が図れる等
のすぐれた効果を有するものである。
第１図は本発明方法に用いる高圧ナトリウムラ
ンプの発光管の断面図、第２図は本発明方法に用
いるランプ点灯回路図、第３図は本発明方法によ
る分光エネルギー分布例を従来方法によるものと
比較して示した特性図である。 １……発光管、７……高圧ナトリウムランプ。
ンプの発光管の断面図、第２図は本発明方法に用
いるランプ点灯回路図、第３図は本発明方法によ
る分光エネルギー分布例を従来方法によるものと
比較して示した特性図である。 １……発光管、７……高圧ナトリウムランプ。
Claims (1)
- １ 発光管内にナトリウムおよび水銀またはイン
ジウム等の金属を封入し、300〜700nｍの波長間
の分光エネルギーの総和に対し、300〜495nｍの
波長間の分光エネルギー量の比を6.0％以上、12
％以下とした高圧ナトリウムランプのみを人工光
源として使用することを特徴とする植物育成用人
工照明方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19167885A JPS6251935A (ja) | 1985-08-29 | 1985-08-29 | 植物育成用人口照明方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19167885A JPS6251935A (ja) | 1985-08-29 | 1985-08-29 | 植物育成用人口照明方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6251935A JPS6251935A (ja) | 1987-03-06 |
| JPH032488B2 true JPH032488B2 (ja) | 1991-01-16 |
Family
ID=16278635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19167885A Granted JPS6251935A (ja) | 1985-08-29 | 1985-08-29 | 植物育成用人口照明方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6251935A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL8802228A (nl) * | 1988-09-12 | 1990-04-02 | Philips Nv | Hogedruknatriumontladingslamp. |
| US5269093A (en) * | 1990-11-30 | 1993-12-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method and apparatus for controlling plant growth with artificial light |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3992646A (en) * | 1972-08-04 | 1976-11-16 | Westinghouse Electric Corporation | Plant growth type fluorescent lamp |
-
1985
- 1985-08-29 JP JP19167885A patent/JPS6251935A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6251935A (ja) | 1987-03-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |