專利名稱：植物病害防除用照明系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于防除農(nóng)作物等的植物病害的植物病害防除用照明系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
一直以來，已知在將植物苗安置在隔絕了戶外的陽光及戶外的空氣的空間內(nèi)，對植物苗提供適宜的溫濕度環(huán)境及光環(huán)境的植物苗生產(chǎn)系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)用塑料溫室或者玻璃溫室等的設(shè)施栽培或露天栽培等中，為了抑制在培養(yǎng)基上產(chǎn)生的藻、霉的產(chǎn)生而使B區(qū)域紫外線(UV-B)照射于植物苗的植物培育用照明裝置(例如，參照日本特開2005-3^734號公報)。
已知向植物照射UV-B紫外線，對植物病害防除有效果，且伴生有使植物的糖度、 色味增加的效果。但是，植物的成分變化變得不穩(wěn)定。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問題而進行的發(fā)明，其目的在于通過使植物的成分高效地進行變化而提供一種使植物的營養(yǎng)成分穩(wěn)定地增加的植物病害防除用照明系統(tǒng)。
本發(fā)明的一種方式所述的植物病害防除用照明系統(tǒng)，具備照射含有255 340nm 波長范圍的UV-B紫外線的紫外線光源、照射可見光的可見光光源和將這些光源進行點亮控制的控制裝置，其特征在于，所述控制裝置是將所述紫外線光源按照在預(yù)定的白天時段在植物草冠面的水平面輻射照度為50yW/cm2以下的方式進行點亮控制，將所述可見光光源按照在預(yù)定的夜晚時段在植物草冠面的水平面的照度為IOLux以下的方式進行點亮控制。
利用這種結(jié)構(gòu)，通過UV-B照射而產(chǎn)生的刺激和與營養(yǎng)生長相關(guān)的可見光的照射時間的延長，使植物的成分高效地進行變化，因此，可以使植物的營養(yǎng)成分穩(wěn)定地增加。另外，因為在控制裝置中進行紫外線光源和可見光光源的點亮控制，所以與以手動進行紫外線光源和可見光光源的點亮控制相比，能夠節(jié)省用戶的勞力和時間而更加高效。
在所述系統(tǒng)中，所述可見光光源可以是使用照射500 600nm波長范圍的可見光的光源。
利用這種結(jié)構(gòu)，光合作用更有效，所以可以使植物的營養(yǎng)素高效地增加，且可以集中地只促進植物的營養(yǎng)生長。
在所述系統(tǒng)中，可以使用照射600 700nm波長范圍的可見光的光源。
利用這種結(jié)構(gòu)，光合作用更有效，所以可以使植物的營養(yǎng)素高效地增加，且可以促進植物的繁殖生長而提早收割季節(jié)。
在所述系統(tǒng)中，所述可見光光源可以使用照射400 500nm波長范圍的可見光的光源。
利用這種結(jié)構(gòu)，光合作用更有效，所以可以使植物的營養(yǎng)素高效地增加，且在抑制植物的生長高度的同時，葉子的厚度可以形成得較厚。
3 在所述的系統(tǒng)中，所述控制裝置可以具備預(yù)先存儲關(guān)于在各地域的一年時間中日落時間及日出時間數(shù)據(jù)的計時器，基于在該計時器中存儲的數(shù)據(jù)，在從每天日落后開始到日出前的期間，以照射可見光的方式進行點亮控制。
利用這種結(jié)構(gòu)，可見光光源在計時器存儲的從每天日落開始到日出為止的期間， 照射可見光。據(jù)此，因為沒有必要每天進行計時器的調(diào)整，所以能夠節(jié)省用戶的勞力和時間而更加高效 在所述的系統(tǒng)中，所述紫外線光源可以設(shè)置在與設(shè)置有所述可見光光源的筐體不同的筐體。
利用這種結(jié)構(gòu)，可以將紫外線光源與已有的照明器具組合，所以可以抑制制造成本。
圖1是設(shè)置有本發(fā)明的一個實施方式所述的植物病害防除用照明系統(tǒng)的農(nóng)業(yè)用溫室的外觀圖。
圖2是該照明系統(tǒng)的外觀圖。
圖3是顯示該照明系統(tǒng)的電力結(jié)構(gòu)的框圖。
具體實施例方式對于本發(fā)明的一個實施方式所述的植物病害防除用照明系統(tǒng)(以下稱為照明系統(tǒng))，參照圖1至圖3進行說明。圖1表示設(shè)置有本實施方式的照明系統(tǒng)1的農(nóng)業(yè)用溫室2 的結(jié)構(gòu)。照明系統(tǒng)1具備照射紫外線及可見光的光源部3和對應(yīng)于光的種類而用于對光源部3進行點亮控制的控制裝置4、5。光源部3設(shè)置于農(nóng)業(yè)用溫室2的梁6的下側(cè)且與梁6 平行，向著壟7照射紫外線和可見光。
圖2表示本實施方式的照明系統(tǒng)1的概要結(jié)構(gòu)。光源部3具有照射紫外線的紫外線光源8、照射可見光的可見光光源9、用于使紫外線光源8及可見光光源9穩(wěn)定地點亮的穩(wěn)定器10、11、收納點亮啟動器、電源電路(均未圖示)、紫外線光源8等的筐體12。此外， 紫外線光源8可以收納于與收納可見光光源9的筐體不同的筐體。收納于不同的筐體的紫外線光源8可以與收納有可見光光源9的既存的照明器具組合，因此，可以抑制制造成本。
控制裝置4為了使紫外線光源8在預(yù)定的白天時段點亮，在M小時周期中點亮控制向紫外線光源8的電力供給及切斷。另外，按照在植物的草冠面的水平面輔照度為 50 μ ff/cm2以下的方式點亮控制紫外線光源8。利用控制裝置4的紫外線光源8的點亮控制與利用手動的紫外線光源8的點亮控制相比，節(jié)省了用戶的勞力和時間而更加高效。
控制裝置5為了使可見光光源9在預(yù)定的夜晚時段點亮，在M小時周期中點亮控制向可見光光源9的電力供給及切斷。另外，按照在植物的草冠面水平面照度為IOLux以下的方式點亮控制可見光光源9。利用控制裝置5的可見光光源9的點亮控制與利用手動的可見光光源9的點亮控制相比，節(jié)省了用戶的勞力和時間而更加高效。
另外，控制裝置5具備預(yù)先存儲關(guān)于在各地域一年時間中的日落時間及日出時間的數(shù)據(jù)的計時器(未圖示)，理想的是基于在該計時器中存儲的數(shù)據(jù)進行可見光光源9的點亮控制。在控制裝置5的計時器存儲有上述數(shù)據(jù)的情況下，可見光光源9在計時器所存儲的從各日的日落后開始到日出為止的期間照射可見光。因此，不需要每天進行控制裝置 5的調(diào)整，所以節(jié)省了用戶的勞力和時間而更加高效。
紫外線光源8照射含有255 340nm波長范圍的UV-B的紫外線。另外，紫外線光源8，例如可以使用熒光燈、小型熒光燈、冷陰極熒光燈、疝氣燈、高輝度放電燈、發(fā)光二極管 (LED)、有機EL等。
可見光光源9照射含有380 780nm波長范圍的光的可見光。另外，可見光光源9 與紫外線光源8同樣，例如可以使用熒光燈、小型熒光燈、冷陰極熒光燈、疝氣燈、高輝度放電燈、發(fā)光二級管(LED)、有機EL等。此外，可見光光源9配合植物的生長階段，可以是照射 400 500nm、500 600nm、或者600 700nm的任一波長范圍的可見光的光源。
照明系統(tǒng)1，因為可見光光源9照射500 600nm波長范圍的光、即綠色可見光，所以光合作用更高效，因此，可以使植物的營養(yǎng)素高效地增加，且可以僅集中地促進植物的營養(yǎng)生長。
照明系統(tǒng)1，因為可見光光源9照射600 700nm波長范圍的光、即紅色可見光， 所以光合作用更高效，因此，可以使植物的營養(yǎng)素高效地增加，且可以促進稱為花芽形成的植物的繁殖生長而有意地提早收割季節(jié)。另外，600 700nm波長范圍的可見光在380 780nm波長范圍的光中是使植物的光合作用最高效的。
照明系統(tǒng)1，因為可見光光源9照射400 500nm波長范圍的光、即藍色可見光，所以光合作用更高效，因此可以使植物的營養(yǎng)素更高效地增加，且在抑制植物生長高度生長的同時，葉子的厚度可以形成得較厚。在植物感光性高的夜晚時段，使可見光光源9點亮， 因此，即使可見光的水平面照度為IOLux以下的低照度，也可以抑制植物的生長高度。為了提高在溫室栽培中空間的利用效率，使用上下2層或者2層以上的多層式栽培架來栽培原本高度較低的類型的植物，或者有意地來栽培使高度變低的植物。在栽培后者中的有意地使高度變低的植物時，有效地抑制了植物生長高度的生長。
圖3表示照明系統(tǒng)1的電力構(gòu)成。照明系統(tǒng)1依次連接有用于供給點亮電力的電源13、控制裝置4、穩(wěn)定器10和紫外線光源8，另外，電源13、控制裝置5、穩(wěn)定器11和可見光光源9依次連接。紫外線光源8，通過供給來自電源13的電力、利用控制裝置4進行點亮控制、利用穩(wěn)定器10將電力限制在規(guī)定值，從而穩(wěn)定地在規(guī)定的時間照射含有UV-B的紫外線?？梢姽夤庠?與紫外線光源8同樣，通過供給來自電源13的電力、利用控制裝置5進行點亮控制、利用穩(wěn)定器11將電力限制在規(guī)定值，從而穩(wěn)定地在規(guī)定的時間照射可見光。
照明系統(tǒng)1的對象植物一般來說是農(nóng)民栽培的全部農(nóng)作物。具體來說，可舉出西紅柿、茄子、黃瓜、短小的綠辣椒、圓辣椒、蜜瓜、西瓜、草莓等果菜類，萵苣、卷心菜、白菜、青梗菜、菠菜、油菜、紫蘇等葉菜類，牛蒡、蘿卜、胡蘿卜等根菜類，大豆、毛豆、蠶豆、豌豆等豆類，菊花、玫瑰、土耳其桔梗、康乃馨、雞冠花等花卉類，作為其他種類的稻子、茶等。
各種植物可以以露天栽培、塑料大棚栽培、玻璃溫室栽培中的任一種方式來進行栽培。另外，用于栽培植物的培養(yǎng)基，可舉出如在露天田地可以經(jīng)常看的那樣的形狀的壟、 以在用金屬、木材等制作的栽培架上盛裝的土來形成的壟、置于栽培架上的缽、種植機等。
在此，對于利用紫外線照射的植物病害防除的原理進行說明。通過使UV-B照射于植物，基于如下的2種原理，來實現(xiàn)病害防除。
植物病害防除的原理之一是使植物自身難以患病。通常來說，植物若感染作為疾病根源的菌，則作為對其的防御反應(yīng)，植物對病原菌的誘導(dǎo)抵抗顯現(xiàn)、即所謂的植物免疫系統(tǒng)啟動。該系統(tǒng)是植物體的一部分組織在受到病原菌等造成的感染等外在因素的(應(yīng)激) 時，從其感染部位釋放信號物質(zhì)，其通過植物體內(nèi)到達尚未受到感染的部位，因此誘導(dǎo)關(guān)于抵抗性顯現(xiàn)的基因表達的系統(tǒng)。作為涉及該抵抗性的物質(zhì)有具有溶解病原菌細胞壁的酶、 即葡聚糖酶及甲殼質(zhì)酶等抵抗活性的PR-蛋白質(zhì)(Pathogenesis-Related Protein)、對病原菌顯示毒性的植物抗毒素(抗菌活性物質(zhì)、攝食忌避活性物質(zhì))等。在本發(fā)明的情況下， 作為外在因素(應(yīng)激)，是使含有產(chǎn)生光刺激的UV-B紫外線照射于植物，誘發(fā)涉及病害抵抗性的基因的表達。
植物病害防除的另外一個原理是直接作用于作為植物病害的根源的霉菌，抑制菌絲的生長，從而使疾病不擴大。霉菌是例如霉病菌、灰霉病菌、炭疽病菌、古巴假霜霉病菌、 煙霉病菌等。在日本特開2005-3^734號公報中記載了為了防止葉焦病而使UV-B輔照度為 50yff/cm2以下的紫外線照射于植物，從而抑制霉的產(chǎn)生。另外，在本發(fā)明人進行的室內(nèi)實驗中，確認了通過將5 50W/cm2的UV-B照射于接種于瓊脂培養(yǎng)基的灰霉病菌、炭疽病菌， 來抑制其后的菌絲的生長(在恒溫庫中即使培養(yǎng)1周時間，菌的菌落的大小也沒有變化)。
說明如上所述構(gòu)成的照明系統(tǒng)1的操作步驟。
步驟1 在稱為農(nóng)業(yè)用溫室2的栽培植物的空間中光源部3設(shè)置于植物體的上部或者側(cè)部。此時，光源3在植物體最上面的生長點(新葉或芽長出的位置)附近的高度的假想面即草冠面的UV-B的水平面輔照度為50 μ ff/cm2以下，且設(shè)置于在草冠面的可見光的水平面照度為IOLux以下的位置。使光源部3設(shè)置于UV-B的水平面輔照度為50 μ ff/cm2以下的位置是因為若UV-B的水平面輔照度超過50 μ ff/cm2,則引起植物葉焦病癥狀的危險性非常高。此外，UV-B的水平面輔照度、及可見光的水平面照度的測定是在測定器的受光部向著正上方的狀態(tài)且將測定器設(shè)置于植物的草冠面的狀態(tài)下進行的。
具體來說，光源部3，例如設(shè)置于在距農(nóng)業(yè)用溫室2的壟7的壟面約an的高度的梁 6的下側(cè)、與梁6平行。另外，光源部3的紫外線光源8及可見光光源9例如使用熒光燈類型的20W器具。設(shè)置多個光源部3時，由于各個光源部3的輸出功率不同，在同一高度UV-B 不是規(guī)定的水平面輻射照度的情況下，或者在同一高度可見光不是規(guī)定的水平面照度的情況下，使用調(diào)光裝置、減光過濾器等進行水平面輻射照度、水平面照度的調(diào)整。
步驟2:在壟7、栽培架上的植物草冠面的紫外線照射時間，若每1天的累計紫外線強度比10k/Jm2多，則引起植物葉焦病癥狀的危險性非常高。因此，控制裝置4按照每1天的累計紫外線強度為10k/Jm2以下的方式進行設(shè)定。具體來說，控制裝置4例如按照使紫外線光源8從上午9點左右開始點亮，在下午3點左右關(guān)燈的方式進行設(shè)定?？刂蒲b置5， 例如按照使可見光光源9從日落后開始點亮，在日出時關(guān)燈的方式進行設(shè)定。
步驟3 紫外線光源8通過控制裝置4的控制從上午9點左右開始點亮，在下午3 點左右時關(guān)燈。紫外線光源8關(guān)燈后，紫外線光源8及可見光光源9的關(guān)燈狀態(tài)繼續(xù)到日落為止。
步驟4 可見光光源9通過控制裝置5的控制在日落后點亮，在次日的日出時關(guān)燈?？梢姽夤庠?關(guān)燈后，紫外線光源8及可見光光源9的關(guān)燈狀態(tài)繼續(xù)到上午9點左右為止。
步驟5 上午9點以后，反復(fù)步驟3、步驟4。
照明系統(tǒng)1通過白天時段的UV-B的照射產(chǎn)生的刺激和與夜晚時段的營養(yǎng)生長相關(guān)的可見光照射時間的延長，高效地進行植物成分變化，因此，可以穩(wěn)定地增加植物的營養(yǎng)成分。
日落后的可見光光源9的點亮，從節(jié)省能源的觀點來看，已考慮使其在夜間不進行連續(xù)的點亮。具體來說，可見光光源9例如可舉出反復(fù)使其在固定時間點亮后，在固定時間關(guān)燈的方法；在夜間數(shù)小時左右集中關(guān)燈之類方法等。一般來說，植物通過黑暗時間的連續(xù)性來判斷夜晚，因此，在夜晚短時間的關(guān)燈給予植物日長反應(yīng)的影響是比較小的。另外， 在夜晚的點亮即使是短時間的，也有延長日長時間的效果，因此，與日長時間變短則開花的短日植物相比，對于日長時間變長則開花的長日植物的栽培更有利。
此外，本發(fā)明不限于上述實施方式的組成，在不改變發(fā)明要旨的范圍可以進行各種變形。例如，UV-B有給人體帶來傷害的危險，因此，通過使用人感感應(yīng)器開關(guān)，僅在操作人員不在時使含有UV-B的紫外線光源進行點亮，可以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)用溫室內(nèi)的操作者的安全保障。
本申請基于日本專利申請2008-269896，其內(nèi)容通過參照上述專利申請的說明書及圖，結(jié)果應(yīng)該是與本申請發(fā)明合為一體的發(fā)明。
另外，本發(fā)明雖然根據(jù)已參照所添加的附圖的實施方式進行了充分的記述，但仍然可能有各種各樣的變化、變形，對于具有該領(lǐng)域的常識的人員來說應(yīng)該是可以明確的。因此，這樣的變化及變形不脫離本申請發(fā)明的范圍，應(yīng)該被包含及解釋于本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種植物病害防除用照明系統(tǒng)，具備照射含有255 340nm波長范圍的UV-B的紫外線的紫外線光源、照射可見光的可見光光源和將這些光源進行點亮控制的控制裝置，其特征在于，所述控制裝置將所述紫外線光源按照在預(yù)定的白天時段在植物的草冠面的水平面輻射照度為50yW/cm2以下的方式進行點亮控制，將所述可見光光源按照在預(yù)定的夜晚時段在植物的草冠面的水平面照度為IOLux以下的方式進行點亮控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物病害防除用照明系統(tǒng)，其特征在于，所述可見光光源使用照射500 600nm波長范圍的可見光的光源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物病害防除用照明系統(tǒng)，其特征在于，所述可見光光源使用照射600 700nm波長范圍的可見光的光源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物病害防除用照明系統(tǒng)，其特征在于，所述可見光光源使用照射400 500nm波長范圍的可見光的光源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物病害防除用照明系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置具備預(yù)先存儲關(guān)于在各地域的一年時間中的日落時間及日出時間的數(shù)據(jù)的計時器，基于該計時器存儲的數(shù)據(jù)，在從每天日落后開始到日出為止的期間，以照射可見光的方式進行點亮控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項所述的植物病害防除用照明系統(tǒng)，其特征在于，所述紫外線光源設(shè)置在與設(shè)置有所述可見光光源的筐體不同的筐體。
全文摘要
植物病害防除用照明系統(tǒng)1具備照射含有255～340nm波長范圍的UV-B紫外線的紫外線光源8、照射可見光的可見光光源9、點亮控制這些光源的控制裝置4、5?？刂蒲b置4、5將紫外線光源8按照在預(yù)定的白天時段，在植物的草冠面的水平輻射照度為50μW/cm2以下的方式進行點亮控制。另外，將可見光光源9按照在預(yù)定的夜晚時段，在植物的草冠面的水平面照度為10Lux以下的方式進行點亮控制。照明系統(tǒng)1通過UV-B照射產(chǎn)生的刺激和與營養(yǎng)生長相關(guān)的可見光的照射時間的延長，使植物的成分高效地變化，因此可以使植物的營養(yǎng)成分穩(wěn)定地增加。另外，用控制裝置4、5，進行紫外線光源8和可見光光源9的點亮控制，因此可以節(jié)省用戶的勞動和時間而更加高效。
文檔編號A01G7/00GK102186332SQ200980141719
公開日2011年9月14日 申請日期2009年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月20日
發(fā)明者石渡正紀(jì), 山田真 申請人:松下電工株式會社