植物培育照明裝置制造方法
【專利摘要】植物培育照明裝置(1)具備：第一光源(2)，對(duì)植物(P)照射含有紅色光成分的光；以及第二光源(3)，對(duì)植物(P)照射含有紅外光成分的光。光源(2)的照射動(dòng)作由控制部(4)控制?？刂撇?4)進(jìn)行動(dòng)作的時(shí)間段由時(shí)間設(shè)定部(5)設(shè)定。時(shí)間設(shè)定部(5)設(shè)定為：第一光源(2)在日落前后的時(shí)間段進(jìn)行照射動(dòng)作，此后，第二光源(3)在日出之前的時(shí)間段進(jìn)行照射動(dòng)作3小時(shí)以上。由此，由于在日落前后的時(shí)間段對(duì)植物(P)照射含有紅色光成分的光，此后照射含有紅外光成分的光，因而能夠促進(jìn)植物(P)的成長(zhǎng)。
【專利說(shuō)明】植物培育照明裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及對(duì)植物的培育進(jìn)行調(diào)節(jié)的植物培育照明裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]一直以來(lái)，已知對(duì)植物照射來(lái)自人工光源的光而對(duì)該植物的培育進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法。例如，在日本專利公開(kāi)公報(bào)2009-136155號(hào)(以下，文獻(xiàn)I)中，提出了以下方法:在植物的光周期中的明期的開(kāi)始期附近和結(jié)束期附近的某一方或雙方，對(duì)植物照射紅色光和紅外光的混合光，從而對(duì)該植物施以短日照處理。
[0003]另外，例如在日本專利公開(kāi)公報(bào)2007-282544號(hào)(以下，文獻(xiàn)2)中，提出了以下方法:對(duì)茄科植物(特別是西紅柿)在日落后照射I~3小時(shí)紅色光和紅外光中的至少一種光，從而提高該植物的果實(shí)糖度。
[0004]然而，在文獻(xiàn)I中提出的方法主要是提早植物的開(kāi)花時(shí)期，不能認(rèn)為其必然促進(jìn)植物的成長(zhǎng)。另外，在文獻(xiàn)2中提出的方法提高果實(shí)糖度，不能認(rèn)為其必然促進(jìn)植物的成長(zhǎng)，而且是限定于茄科植物的方法，所以可能無(wú)法應(yīng)用于其它植物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決上述問(wèn)題，其目的在于，提供一種能夠通過(guò)對(duì)植物照射來(lái)自人工光源的光而促進(jìn)植物的成長(zhǎng)的植物培育照明裝置。
[0006]本發(fā)明的植物培育照明裝置具備對(duì)植物照射光的光源，且具備:第一光源，照射含有波長(zhǎng)區(qū)域610~680nm的紅色光成分的光；第二光源，照射含有波長(zhǎng)區(qū)域685~780nm的紅外光成分的光；控制部，控制所述第一光源和第二光源的照射動(dòng)作；以及時(shí)間設(shè)定部，對(duì)所述控制部設(shè)定使所述第一光源和第二光源進(jìn)行照射動(dòng)作的時(shí)間段。所述時(shí)間設(shè)定部設(shè)定為:所述第一光源在夾著日落的時(shí)間段以0.005ff/m2以上的輻射照度且以0.015kJ/m2以上的一天累計(jì)輻射照度進(jìn)行照射動(dòng)作，此后，所述第二光源在直到日出為止的時(shí)間段以0.02ff/m2以上的輻射照度且以0.21kJ/m2以上的一天累計(jì)輻射照度進(jìn)行照射動(dòng)作3小時(shí)以上。
[0007]在該植物培育照明裝置中，優(yōu)選地，所述第一光源在日落前的時(shí)間段照射的光的累計(jì)輻射照度被控制為比該第一光源在日落后的時(shí)間段照射的光的累計(jì)輻射照度更少。
[0008]在該植物培育照明裝置中，優(yōu)選地，所述第一光源照射的光的累計(jì)輻射照度被控制為比所述第二光源照射的光的累計(jì)輻射照度更少。
[0009]在該植物培育照明裝置中，優(yōu)選地，所述第一光源照射的光的累計(jì)輻射照度與所述第二光源照射的光的累計(jì)輻射照度之比被控制成為0.05:9.95~4.5:5.5。
[0010]依照本發(fā)明，由于在夾著日落的時(shí)間段對(duì)植物照射含有紅色光成分的光，此后照射含有紅外光成分的光，因而能夠促進(jìn)植物的成長(zhǎng)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0011]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式中的植物培育照明裝置的概略圖。
[0012]圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的植物培育照明裝置的光照射模式的一例的圖。
[0013]圖3是構(gòu)成本發(fā)明的實(shí)施方式中的植物培育照明裝置的第一光源和第二光源被容納于一個(gè)框體內(nèi)的狀態(tài)的立體圖。
[0014]圖4是表示構(gòu)成本發(fā)明的實(shí)施方式中的植物培育照明裝置的第一光源的紅色光過(guò)濾器及構(gòu)成第二光源的紅外光過(guò)濾器的分光透過(guò)率的圖。
[0015]圖5是表示從本發(fā)明的實(shí)施方式中的植物培育照明裝置的第一光源和第二光源照射的光的分光特性的圖。
[0016]圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的植物培育照明裝置的第一光源和第二光源相對(duì)于植物配置的狀態(tài)的一例的側(cè)視圖。
[0017]圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的植物培育照明裝置的第一光源和第二光源相對(duì)于植物配置的狀態(tài)的一例的俯視圖。
[0018]圖8是表示實(shí)施例1中的植物培育照明裝置的光照射模式的圖。
[0019]圖9是表示比較例I中的光照射模式的圖。
[0020]圖10是表示比較例2中的植物培育照明裝置的光照射模式的圖。
[0021]圖11是表示比較例3中的植物培育照明裝置的光照射模式的圖。
[0022]圖12是表示比較例4中的植物培育照明裝置的光照射模式的圖。
[0023]圖13是表示比較例5中的植物培育照明裝置的光照射模式的圖。
[0024]圖14是表示植物培育照明裝置中的第一光源在日落前照射的光的累計(jì)輻射照度與相同光源在日落后照射的光的累計(jì)輻射照度之比(第一累計(jì)輻射照度比)和菊花的生長(zhǎng)速度的關(guān)系的圖。
[0025]圖15是表示來(lái)自植物培育照明裝置中的第一光源的光的累計(jì)輻射照度與來(lái)自第二光源的光的累計(jì)輻射照度之比(第二累計(jì)輻射照度比)和菊花的生長(zhǎng)速度的關(guān)系的圖。
[0026]圖16是表示實(shí)施例2中的植物培育照明裝置的光照射模式的圖。
[0027]圖17是表示比較例6中的光照射模式的圖。
[0028]圖18是表不根據(jù)實(shí)施例2和比較例6的草莓的產(chǎn)量的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]參照?qǐng)D1至圖8說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式的植物培育照明裝置(以下稱為照明裝置)。本照明裝置在完全封閉型的植物苗生產(chǎn)系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)用的塑料大棚或玻璃大棚等設(shè)施栽培、或者露天栽培等中促進(jìn)植物(特別是花類和果蔬類)的成長(zhǎng)。
[0030]如圖1所示，照明裝置I具備第一光源2和第二光源3，作為對(duì)植入田垅F的植物P照射光的光源。第一光源2照射含有紅色光成分的光,第二光源3照射含有紅外光成分的光。在此情況下，來(lái)自上述第一光源2的紅色光成分具有610~680nm的波長(zhǎng)區(qū)域，來(lái)自上述第二光源3的紅外光成分具有685~780nm的波長(zhǎng)區(qū)域。這些光源2、3配置在植物P的上方。光源2、3的照射動(dòng)作由控制部4控制?？刂撇?動(dòng)作的時(shí)間段由時(shí)間設(shè)定部5設(shè)定。光源2、3和時(shí)間設(shè)定部5分別通過(guò)配電線6與控制部4電連接。
[0031]第一光源2具有發(fā)光體21和紅色光過(guò)濾器22,在從發(fā)光體21發(fā)出的光之中，該紅色光過(guò)濾器22主要使紅色光成分透過(guò)。發(fā)光體21例如由發(fā)出紅色光的紅色LED、紅色熒光燈或紅色EL元件、或者發(fā)出含有紅色光的光的白熾燈或HID燈(高壓鈉燈、氙燈等)構(gòu)成。紅色光過(guò)濾器22例如由彩色樹(shù)脂、彩色玻璃或者施以光學(xué)多層膜處理的光學(xué)過(guò)濾器構(gòu)成。第一光源2以0.005ff/m2以上的輻射照度且以每一天0.015kJ/m2以上的累計(jì)輻射照度對(duì)植物P照射光。此外，上述輻射照度使用萊卡(Leica)制照度計(jì)L1-250和傳感器Li_190SA測(cè)定。在此情況下，在發(fā)光體21構(gòu)成為主要照射具有685~780nm的波長(zhǎng)區(qū)域的光的情況下，第一光源2也可不具有紅外光過(guò)濾器22。
[0032]第二光源3具有發(fā)光體31和紅外光過(guò)濾器32,在從發(fā)光體31發(fā)出的光之中，該紅外光過(guò)濾器32主要使紅外光成分透過(guò)。發(fā)光體31例如由發(fā)出紅外光的紅外LED、紅外突光燈或紅外EL元件、或者發(fā)出含有紅外光的光的白熾燈或HID燈(高壓鈉燈、氙燈等)構(gòu)成。紅外光過(guò)濾器32例如由彩色樹(shù)脂、彩色玻璃或者施以光學(xué)多層膜處理的光學(xué)過(guò)濾器構(gòu)成。第二光源3以0.02ff/m2以上的輻射照度且以每一天0.21kJ/m2以上的累計(jì)輻射照度對(duì)植物P照射光。此外，在發(fā)光體31構(gòu)成為主要照射具有685~780nm的波長(zhǎng)區(qū)域的光的情況下，第二光源3也可不具有紅外光過(guò)濾器32。
[0033]控制部4具有調(diào)光裝置，該調(diào)光裝置由微型計(jì)算機(jī)、繼電器和開(kāi)關(guān)等構(gòu)成，調(diào)節(jié)從光源2、3照射的光的輻射照度。調(diào)光裝置例如由光控制器構(gòu)成，以電氣方式調(diào)節(jié)輻射照度。
[0034]時(shí)間設(shè)定部5由計(jì)時(shí)器及微型計(jì)算機(jī)等構(gòu)成，使光源2、3按照由用戶預(yù)先設(shè)定的時(shí)間進(jìn)行照射動(dòng)作 。圖2表示從日落前直到日出后的一天內(nèi)(24小時(shí))的狀態(tài)，如該圖所不，時(shí)間設(shè)定部5設(shè)定為:來(lái)自第一光源2的含有紅色光的光在日落前后的時(shí)間段中照射，此后，來(lái)自第二光源3的含有紅外光的光在日出之前的時(shí)間段中照射3小時(shí)以上。來(lái)自第一光源2的紅色光照射和來(lái)自第二光源3的紅外光照射通常連續(xù)地進(jìn)行，但如果是短時(shí)間(例如數(shù)分鐘)，也可彼此重疊或有空白。
[0035]在光源2、3由LED那樣的單體光量少的發(fā)光體構(gòu)成的情況下，為了確保足量的光量，優(yōu)選地如圖3所示，多個(gè)光源2、3各自集中容納在一個(gè)框體7內(nèi)。在此情況下，優(yōu)選為，框體7由熱導(dǎo)率高、散熱性優(yōu)異并且具有高的光反射性的材料形成，該材料例如為鋁或不銹鋼等金屬材料。
[0036]如圖4所示，紅色光過(guò)濾器22構(gòu)成為例如對(duì)波長(zhǎng)約590~710nm的范圍的光具有分光透過(guò)性(曲線A)，該分光透過(guò)性對(duì)于波長(zhǎng)約660nm的光最高。另外，紅外光過(guò)濾器32構(gòu)成為例如具有對(duì)于波長(zhǎng)約690nm以上的光的分光透過(guò)性(曲線B)。
[0037]如圖5所示，從由熒光燈(發(fā)光體21)和紅色光過(guò)濾器22構(gòu)成的第一光源2照射的光C例如在約660nm的波長(zhǎng)處具有最大的光強(qiáng)度。另外，從由紅色LED (發(fā)光體21)構(gòu)成的第一光源2照射的光D例如在約630nm的波長(zhǎng)處具有最大的光強(qiáng)度。
[0038]從由熒光燈(發(fā)光體31)和紅外光過(guò)濾器32構(gòu)成的第二光源3照射的光E例如在約740nm的波長(zhǎng)處具有最大的光強(qiáng)度。另外，從由紅外LED (發(fā)光體31)構(gòu)成的第二光源3照射的光G例如在約735nm的波長(zhǎng)處具有最大的光強(qiáng)度。
[0039]光源2、3通常配置在植物P的上方。然而，在植物P的植株較高或枝葉較多的情況下，僅通過(guò)配置于上方的光源2、3，可能不能將足夠量的光照射到植物P的下方或內(nèi)部。在此，如圖6所示，除了配置于植物P上方的上部第一光源2a和上部第二光源3a(以下稱為上部光源2a、3a)之外，還可以在植物P的側(cè)方或下方也配置光源2、3。在植物P的側(cè)方配置側(cè)部第一光源2b和側(cè)部第二光源3b (以下稱為側(cè)部光源2b、3b)，在植物P的下方配置下部第一光源2c和下部第二光源3c (以下稱為下部光源2c、3c)。在此情況下，上部光源2a、3a、側(cè)部光源2b、3b、下部光源2c、3c分別配置成能夠根據(jù)植物P的大小(例如植物P的種類或成長(zhǎng)狀態(tài))而上下左右移動(dòng)，例如由圍繞植物P周圍的框架部件固定即可。但是，并不限定于此，也可以將框架部件劃分，上部光源2a、3a、側(cè)部光源2b、3b、下部光源2c、3c分別由對(duì)應(yīng)的框架部件固定。由此，能夠使來(lái)自光源2、3的光向植物P整體照射充分的量。在此，側(cè)部光源2b、3b和下部光源2c、3c能夠調(diào)節(jié)它們的安裝角度，使得能夠以任意的角度對(duì)植物P照射光。
[0040]圖7表不從上方觀察時(shí)的上部光源2a、3a、側(cè)部光源2b、3b和下部光源2c、3c相對(duì)于植物P的配置。此外，在此為了使圖簡(jiǎn)化，將光源2、3表不為一個(gè)部件。上部光源2a、3a配置成與田垅F延伸的方向Y (植物P成行的方向)大致平行，并且在方向X和方向Y上彼此設(shè)置規(guī)定的間隔而配置多個(gè)。側(cè)部光源2b、3b通過(guò)由圓筒等覆蓋而被施以防水加工，配置成與田垅F延伸的方向Y大致平行，在田垅F之間的區(qū)域的方向X和方向Y上彼此設(shè)置規(guī)定間隔而配置多個(gè)。下部光源2c、3c通過(guò)由圓筒等覆蓋而被施以防水加工，配置成與田垅F延伸的方向Y大致平行，在田垅F之間的地面上的方向X和方向Y上彼此設(shè)置規(guī)定間隔而配置多個(gè)。在此情況下，下部光源2c、3c安裝成在植物P的根部附近(田垅F附近)照射光即可。因此，下部光源2c、3c的安裝位置不限于在田垅F之間的地面上，也可以從上述地面向上方(植物P成長(zhǎng)而伸展的方向)設(shè)置規(guī)定的間隔。由此，即使在相對(duì)于各光源2、3的光照射范圍而植物P遍及大范圍成行的情況下，也能夠?qū)χ参颬照射足量的光。此外，側(cè)部光源2b、3b和下部光源2c、3c也可以由中空光導(dǎo)方式的照明器具、光纖、或者成形為細(xì)長(zhǎng)形狀的EL器具等連續(xù)光源構(gòu)成。
[0041]上部光源2a、3a、側(cè)部光源2b、3b和下部光源2c、3c的配光和光量根據(jù)植物P的生長(zhǎng)來(lái)調(diào)節(jié)。例如，在植物P處于初期生長(zhǎng)階段而尚小的情況下，遠(yuǎn)離植物P的上部光源2a、3a熄滅，靠近植物P的側(cè)部光源2b、3b和下部光源2c、3c點(diǎn)亮。此時(shí)，側(cè)部光源2b、3b和下部光源2c、3c以如下方式被調(diào)節(jié):通過(guò)調(diào)整它們的安裝角度等，將配光設(shè)定得較窄，能夠?qū)χ参颬集中地照射光。另外，處于初期生長(zhǎng)階段的植物P枝葉尚未充分發(fā)育，因而即使對(duì)植物P照射的光的光量較低，也容易遍及植物P整體。因此優(yōu)選為，側(cè)部光源2b、3b和下部光源2c、3c分別降低所照射的光的光量。
[0042]另一方面，在植物P長(zhǎng)高后的情況下，上部光源2a、3a、側(cè)部光源2b、3b和下部光源2c、3c全部點(diǎn)亮。此時(shí)，側(cè)部光源2b、3b和下部光源2c、3c以如下方式被調(diào)節(jié):通過(guò)調(diào)整它們的安裝角度等，將配光設(shè)定得寬，能夠?qū)χ参颬的大范圍照射光。另外，由于長(zhǎng)高后的植物P擁有很多枝葉，因而如果對(duì)植物P照射的光的光量不高，可能難以照射到植物P的內(nèi)部(植物P的莖部分)。因此優(yōu)選為，上部光源2a、3a、側(cè)部光源2b、3b和下部光源2c、3c分別使照射的光的光量增加。
[0043]實(shí)際使用照明裝置I栽培屬于花類的菊花(品種:SEI PRINCE)，算出大約八成的菊花成為莖高80cm以上所需的平均天數(shù)，從而確認(rèn)了如上所述構(gòu)成的照明裝置I給植物P帶來(lái)的成長(zhǎng)促進(jìn)效果。
[0044](實(shí)施例1)
[0045] 菊花在11月初種植，在直到次年3月為止的大致3.5個(gè)月間栽培之后收獲。在種植后，為了維持菊花的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，通過(guò)白熾燈點(diǎn)亮開(kāi)始深夜4小時(shí)的暗期中斷。該暗期中斷從菊花的莖高成為20cm以上的種植開(kāi)始起，持續(xù)到45天后的12月末。此后，使菊花轉(zhuǎn)移至繁殖生長(zhǎng)，同時(shí)開(kāi)始照明裝置I向菊花的光照射。照明裝置I的光照射繼續(xù)，直到菊花開(kāi)花。
[0046]作為第一光源2，使用上述的紅色LED (參照?qǐng)D5)。第一光源2以5個(gè)/m2的密度配置在菊花的上方，以0.005ff/m2的輻射照度對(duì)菊花照射紅色光。作為第二光源3，使用上述的紅外LED (參照?qǐng)D5)。第二光源3以20個(gè)/m2的密度配置在菊花的上方，以0.02ff/m2的輻射照度對(duì)菊花照射紅外光。
[0047]圖8表示從日落前到日出后的一天間(24小時(shí))的狀態(tài)，如該圖那樣，從日落的15分鐘前直到日落的45分鐘后，來(lái)自第一光源2的紅色光對(duì)菊花照射共一個(gè)小時(shí)。來(lái)自第二光源3的紅外光從日落的45分鐘后起對(duì)菊花照射3小時(shí)。即，來(lái)自第一光源2的紅色光和來(lái)自第二光源3的紅外光連續(xù)地對(duì)菊花照射。結(jié)果，本實(shí)施例的菊花如表1所示，莖高成為80cm以上平均需要90天。
[0048][表 I]
[0049]
【權(quán)利要求】
1.一種植物培育照明裝置，是具備對(duì)植物照射光的光源的植物培育照明裝置，其特征在于，具備: 第一光源， 照射含有波長(zhǎng)區(qū)域610~680nm的紅色光成分的光； 第二光源，照射含有波長(zhǎng)區(qū)域685~780nm的紅外光成分的光； 控制部，控制所述第一光源和第二光源的照射動(dòng)作；以及 時(shí)間設(shè)定部，對(duì)所述控制部設(shè)定使所述第一光源和第二光源進(jìn)行照射動(dòng)作的時(shí)間段， 所述時(shí)間設(shè)定部設(shè)定為:所述第一光源在日落前后的時(shí)間段以0.005ff/m2以上的輻射照度且0.015kJ/m2以上的一天累計(jì)輻射照度進(jìn)行照射動(dòng)作，此后，所述第二光源在日出之前的時(shí)間段以0.02ff/m2以上的輻射照度且0.21kJ/m2以上的一天累計(jì)輻射照度進(jìn)行照射動(dòng)作3小時(shí)以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物培育照明裝置，其特征在于， 控制為所述第一光源在日落前的時(shí)間段照射的光的累計(jì)輻射照度比該第一光源在日落后的時(shí)間段照射的光的累計(jì)輻射照度更少。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的植物培育照明裝置，其特征在于， 控制為所述第一光源照射的光的累計(jì)輻射照度比所述第二光源照射的光的累計(jì)輻射照度更少。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的植物培育照明裝置，其特征在于， 控制為所述第一光源照射的光的累計(jì)輻射照度與所述第二光源照射的光的累計(jì)輻射照度之比為0.05:9.95~4.5:5.5。
【文檔編號(hào)】A01G7/00GK103929944SQ201280055430
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2012年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月16日
【發(fā)明者】山田真, 石渡正紀(jì), 青木慎一 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社