照明装置、植物栽培系统以及植物栽培方法制造方法及图纸

技术编号:9664839 阅读:72 留言:0更新日期:2014-02-13 23:45
在利用了人工光的植物的栽培中,即使在高光强度的照明下,高效地将光照射到下位叶。植物栽培用的照明装置具备:射出具有400nm以上700nm以下的范围的波长、且光合作用光量子束密度为200μmol/m2/s以上的单色光或混色光的主光源;以及射出远红光的远红光光源,上述主光源和上述远红光光源包括半导体发光元件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于利用人工光栽培植物的。
技术介绍
伴随农业技术的提高,对植物工厂的要求正在变高。植物工厂由于难以受到天气/气候等的影响,所以植物的全年/计划生产就成为可能。特别是,莴苣等的叶菜类在栽培中所需的光量低,在植物工厂的栽培正在进步。在植物工厂中,大多利用荧光灯的人工光,进行植物的栽培。另外,最近,虽然是研究开发阶段,但也研究利用了半导体光源的人工光的栽培。在基于人工光的栽培中,已知有光的量和质对植物的形态、营养成分、收获量等给予大的影响,在各种企业、研究机关中,进行着适于成为对象的植物的光环境的研究。如上所述,涉及利用了人工光的植物的栽培方法的专利技术被公开在以下的专利文献1、2 中。在专利文献I中记载有一种利用半导体光源的光来栽培植物的方法,其为通过调整植物栽培装置内的湿度,改良为栽培并得到更高品质的植物的植物栽培方法。在专利文献2中记载有一种栽培方法,其为在伴随徒长的低日照条件下的叶菜类的栽培中,从低日照条件的太阳光减少比波长700nm长的长波长的光中至少波长700?800nm的远红光,在夜间照射波长400?500nm的蓝光的栽培方法。[现有技术文献] [专利文献] [专利文献I]特开2001-54320号公报(2001年2月27日公开) [专利文献2]特开2006-340689号公报(2006年12月21日公开) [非专利文献] [非专利文献 l]HortScience 1998,33; 988-991。 [非专利文献2]生物环境调节,1995,33 (2),103-111。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题 徒长现象是在季节性的连续雨天、坏天气/气候的连续所导致的低日照条件下等,叶柄过度地伸长,叶的厚度变薄的现象。本来,在晴天的强光下能茁壮地生长,但在低日照条件下,通过这样的形态变化,在植物硬要扩大受光面积,将光高效地进行受光的反面,叶就变薄,商品价值降低。另外,已知这样的徒长现象即使在植物工厂使用人工光的栽培中也会产生,在存在通过徒长叶变薄而成为低品质的植物的问题之外,还存在容易倒伏等的问题。在上述专利文献1、2中,为了解决这些问题点,作为用于栽培植物的照明,提及了有关在光合作用光量子束密度50?150ymOl/m2/s的低强度的照明下栽培了植物时的徒长的抑制方法。在上述专利文献I中通过增加人工光成分的蓝光,在上述专利文献2中通过减少远红光,来已知低照度条件下的徒长。但是,这些文献是涉及在低强度的光条件下抑制徒长的方法的专利技术,并不是照射本来的高强度的光,而栽培商品价值高的健壮的植物的专利技术。与此相对,如非专利文献I中记载的那样,已知在高的光强度下,与在低强度的光条件下相比,能栽培叶厚的健壮的高品质的叶菜类,但是还未实用化。这是因为,当在高的光强度下栽培叶菜类时,叶会在水平方向舒展。当叶在水平方向舒展时,该叶菜类的上部的叶(上位叶)与下部的叶(下位叶)重叠,光不会遍及到下位叶。为此,仅上部的叶的光合作用变活跃,而在下位叶不进行充分地光合作用,当考虑植物的光合作用器官整体时,光利用效率会降低。也就是说,在高的光强度的条件下,在提高光利用效率方面,平均地将光照射到植物体的上位叶和下位叶是重要的。另外,通过叶重叠,下位叶变得易于老化,存在作为作物的品质降低的问题。在非专利文献2中,记载有作为光源使用高压纳蒸气灯、金属卤化物水银灯,而在高光强度下栽培植物的例子。但是,高压纳蒸气灯、金属卤化物水银灯,由于发热量大,所以在以高光强度使用的情况或靠近植物使用的情况下,栽培温度会上升,会对植物的生长产生妨碍。本专利技术是为了解决上述的问题点而创造的专利技术,其目的在于,提供一种在利用了人工光的植物的栽培中,即使在高光强度的照明下,也能高效地将光照射到下位叶的。用于解决技术问题的技术方案 为了解决上述课题,本专利技术所涉及的照明装置是用于栽培植物体的照明装置,其特征在于,具备:主光源,射出具有400nm以上700nm以下的范围的波长、且光合作用光量子束密度为200ymol/m2/S以上的单色光或混色光;以及远红光光源,射出远红光,上述主光源和上述远红光光源包括半导体发光元件。本专利技术的【专利技术者】发现了通过在光合作用中所需的波长范围的光的基础上,将远红光(例如,波长700?800nm的光)照射到植物体,即使在光合作用光量子束密度为200 μ mol/m2/s以上的高光强度下,能以使植物体的叶在垂直方向立起的方式促进成长,而终于实现了本专利技术。根据上述结构,通过具有400nm以上700nm以下的范围的波长、且光合作用光量子束密度为200ymOl/m2/s以上的单色光或混色光,作为光合作用中所需的波长范围的光,从主光源射出,并且远红光从远红光光源射出,将各光照射到植物体,以使植物体的叶在垂直方向立起的方式来促进成长。另外,根据上述结构,上述主光源和上述远红光光源包括半导体发光元件。半导体发光元件(例如发光二极管、有机EL (Electro-Luminescence))与高压纳蒸气灯、金属卤化物水银灯等相比,发热量小。在将发热量大的高压纳蒸气灯、金属卤化物水银灯作为光源来使用并照射植物体的情况下,由于植物体被加热,生长就变差,所以有躲避该植物体的需要。因此,为了对上述植物体照射高强度的光,需要进一步提高射出强度,存在功耗向上增大的问题点。另一方面,半导体发光元件由于发热量小,所以能接近植物体进行照射。为此,由于对植物体能照射高强度的光,所以能减少该相应量的功耗。即,即使为相同的高光强度下的植物的栽培,在将半导体发光元件作为光源来使用的情况下,与高压纳蒸气灯、金属卤化物水银灯等相比,也能接近照射,由此,能大幅降低功耗。因此、即使在高光强度下,能高效地将光照射到下位叶,其结果,能使植物体整体的光合作用量增加。另外,优选为,上述照明装置具备作为上述主光源发挥作用的、射出650nm以上670nm以下的范围的波长的红光的红光源或射出440nm以上480nm以下的范围的波长的蓝光的蓝光源,或者具备该两者,上述红光与上述蓝光的光量的比率处于1:1?10:1的范围内, 上述红光与上述远红光的光量的比率处于10:1?3:1的范围内。由本专利技术的【专利技术者】通过实验已确认上述那样的波长范围和光量的比率,其生长促进效果优秀。因此,根据上述结构,能促进植物体的成长。另外,优选为,上述照明装置具备作为上述主光源和上述远红光光源发挥作用的、射出多个波长范围的光的光源。根据上述结构,从相同的光源射出光合作用中所需的波长范围的光和远红光。因此、由于仅使用一种类的光源,能构成照明装置,能将照明装置的结构简单化,变为可实现照明装置的低价格化。另外,优选为,射出上述多个波长范围的光的光源包括:半导体发光元件;和接受从该半导体发光元件射出的激发光并发光的荧光体。通过激发荧光体而生成照明光的半导体发光元件,其射出的红光的波长范围宽,包含直到远红光的波长范围。另外,该半导体发光元件由于是简易且低价格的器件,所以通过利用于光源,能减少照明装置的成本。另外,优选为,上述照明装置还具备:将从上述主光源或上述远红光光源射出的光进行漫射的漫射构件。漫射构件是通过使入射的光散光,以均匀的亮度照到照射对象的构件。照明装置通过具备漫射构件,能使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种照明装置,其用于栽培植物体,其特征在于,具备:主光源,射出具有400nm以上700nm以下的范围的波长,且光合作用光量子束密度为200μmol/m2/s以上的单色光或混色光;以及远红光光源,射出远红光,上述主光源和上述远红光光源包括半导体发光元件。

【技术特征摘要】
2012.07.26 JP 2012-1663181.一种照明装置,其用于栽培植物体,其特征在于,具备: 主光源,射出具有400nm以上700nm以下的范围的波长,且光合作用光量子束密度为200ymol/m2/s以上的单色光或混色光;以及 远红光光源,射出远红光, 上述主光源和上述远红光光源包括半导体发光元件。2.根据权利要求1所述的照明装置,其特征在于, 具备作为上述主光源发挥作用的、射出650nm以上670nm以下的范围的波长的红光的红光源或射出440nm以上480nm以下的范围的波长的蓝光的蓝光源,或者具备该两者, 上述红光与上述蓝光的光量的比率处于1:1?10:1的范围内, 上述红光与上述远红光的光量的比率处于10:1?3:1的范围内。3....

【专利技术属性】
技术研发人员:坂本胜
申请(专利权)人:夏普株式会社
类型:发明
国别省市:

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