JP2009022175A - 植物病害防除用照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】植物病害防除用照明装置において、灰色カビ病、うどんこ病、ベト病、炭そ病等の糸状菌の胞子形成や菌糸の成長を確実に抑制し、植物に病害抵抗性を確実に誘導する。
【解決手段】植物病害防除用照明装置１は、紫外線を含む光を放出する光源２を備える。光源２は、略２８０〜３４０ｎｍの波長成分を有するＵＶ−Ｂと、略１００〜２８０ｎｍの波長成分のうちの略２５５ｎｍ以下の波長成分がカットされたＵＶ−Ｃとを重畳して植物Ｐに照射する。このようなＵＶ−Ｃ及びＵＶ−Ｂの植物Ｐへの照射により、上記の病害等の糸状菌の胞子形成や菌糸の成長をさらに確実に抑制し、且つ、植物Ｐの病害抵抗性をさらに確実に誘導することが可能になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、紫外線を含む光を放出する光源を備えた植物病害防除用照明装置に関する。

従来から、紫外線をその波長成分を制御して放出する植物病害防除用照明装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この装置において、紫外線は、ＵＶ−Ｂの領域（波長が２８０〜３４０ｎｍの領域）の波長成分を含み、ＵＶ−Ｃの領域（波長が１００〜２８０ｎｍの領域）の波長成分が略ゼロになるように制御されている。この制御により、灰色カビ病、うどんこ病、ベト病、炭そ病等の糸状菌の胞子形成や菌糸の成長を抑制し、これらの植物病害に対して防除する効果を奏することができる。

しかしながら、特許文献１の技術では、上記病害の糸状菌の胞子形成や菌糸の成長を確実に抑制することは困難であった。また、植物の病害抵抗性誘導において、確実な誘導が困難なことがあった。
特開２００５−３２８７３４号公報

本発明は、上記の従来の問題を解決するためになされたものであり、灰色カビ病、うどんこ病、ベト病、炭そ病等の糸状菌の胞子形成や菌糸の成長を確実に抑制することができ、植物に病害抵抗性を確実に誘導することができる植物病害防除用照明装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、紫外線を含む光を放出する光源を備えた植物病害防除用照明装置において、前記光源は、略２８０〜３４０ｎｍの波長成分を有するＵＶ−Ｂと、略１００〜２８０ｎｍの波長成分のうちの略２５５ｎｍ以下の波長成分がカットされたＵＶ−Ｃとを重畳して照射するものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の植物病害防除用照明装置において、植物近傍の照度を検出する照度センサを備え、前記光源は、前記照度センサが可視光を検出しているときに、紫外線を放出するものである。

請求項１の発明によれば、従来と比べ、さらに略２５５〜２８０ｎｍの波長領域の紫外線が植物に照射されるので、灰色カビ病、うどんこ病、ベト病、炭そ病等の糸状菌の胞子形成や菌糸の成長をさらに確実に抑制し、且つ、植物の病害抵抗性をさらに確実に誘導することが可能になる。

請求項２の発明によれば、植物が可視光の照射を受けているときに紫外線照射を行うことができるので、紫外線の単独照射による植物の生育阻害を抑制することができる。

以下、本発明の第１の実施形態に係る植物病害防除用照明装置について図１乃至図６を参照して説明する。この植物病害防除用照明装置（以下、照明装置という）は、完全閉鎖型の植物苗生産システム、農業用のビニールハウス若しくはガラスハウス等での施設栽培、又は露地栽培等において、野菜や花卉の苗を育成する際に発生する、灰色カビ病、菌核病、トマト輪紋病、白星病、うどんこ病、ベト病、炭そ病等の糸状菌（カビ）による植物病害を防除するための装置である。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る照明装置１の構成を示す。この照明装置１は、紫外線を含む光を放出する光源２と、この光源２からの放出される光の波長制御を行うフィルタ３とを備える。このフィルタ３を透過した光が植物Ｐに照射される。光源２は、略２８０〜３４０ｎｍの波長成分を有するＵＶ−Ｂと、略１００〜２８０ｎｍの波長成分のうちの略２５５ｎｍ以下の波長成分がカットされたＵＶ−Ｃとを重畳して植物Ｐに照射する。光源２から放出される光は、植物Ｐに当たる位置のＵＶ−ＣとＵＶ−Ｂの光量（以下、ＵＶ−Ｃ量、ＵＶ−Ｂ量という）の合計が５０μＷ／ｃｍ^２以下になるように、また、ＵＶ−Ｃ量がＵＶ−Ｂ量よりも少なくなるように制御されている。

光源２は、例えば、図２に示される分光分布を有する日焼け用ランプ（三共電気株式会社製、品番ＧＬ２０Ｅ）等の蛍光灯により構成される。この日焼け用ランプは、略２５５ｎｍ以下の波長成分がカットされた少量のＵＶ−ＣとＵＶ−Ｂとを放出する。

また、光源２は、波長が略２５５〜３８０ｎｍの紫外線成分を多く含む水銀灯やメタルハライドランプ（松下電器産業株式会社製、スカイビーム）、紫外線領域で連続した発光スペクトルを有するキセノンランプ等のＨＩＤランプ（Ｈｉｇｈ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅｄ ｌａｍｐ）により構成されていてもよい。光源２は、略２５５ｎｍ以下の波長成分がカットされたＵＶ−Ｃ及びＵＶ−Ｂを放出する光源であれば、特に限定されない。

ＵＶ−Ｃ量とＵＶ−Ｂ量の合計を５０μＷ／ｃｍ^２以下に制御する制御手段は、例えば、調光制御が可能なライトコントローラ（図示せず）等により構成される。このライトコントローラにより光源２が電気的に制御され、上記の合計が５０μＷ／ｃｍ^２以下となる。制御手段の構成は、これに限定されない。例えば、フィルタ３、光源２のランプに形成した塗膜や蒸着膜、又はこれらの組み合わせにより、ＵＶ−Ｃ量及びＵＶ−Ｂ量を制御してもよい。

フィルタ３は、ガラスや樹脂等を材料とし、光源２から放出される光のうちのＵＶ−Ａすなわち略３４０〜３８０ｎｍの波長の光を殆ど透過しないように構成されている。このため、植物Ｐに照射される光は、その略３４０〜３８０ｎｍの波長成分がフィルタ３によりカットされて略ゼロになる。光束量が比較的多く、略３００〜４００ｎｍの紫外線領域の波長成分を比較的多く含むメタルハライドランプ（松下電器産業株式会社製、スカイビーム）、キセノンランプ等を光源２として用いる場合、フィルタ３は効果的である。

光源２及びフィルタ３の位置は、植物Ｐの上方から光を照射するため、基本的に植物Ｐの上方位置であるが、これに限定されない。ただし、植物Ｐが比較的密に植えられて栽培される場合、光源２が植物Ｐの上方に在るだけでは、植物Ｐの影により、近接する植物Ｐの側部及び下部に十分に光が照射されず、植物Ｐの側部及び下部が他の部分よりも病気にかかり易くなる虞がある。従って、そのような場合には、図３に示されるように、植物Ｐの上方に加えて、植物Ｐの側方及び下方に光源２及びフィルタ３を設置することが望ましい。以下、植物Ｐ上方、側方及び下方にあり、その上部、側部及び下部を照らす光源２を上部光源２ａ、側部光源２ｂ、下部光源２ｃという。同図においては、側部光源２ｂが２個、下部光源２ｃが１個だけ図示されているが、側部光源２ｂ及び下部光源２ｃの個数はこれに限定されず、それぞれ、複数であっても、単数であってもよい。

植物Ｐが畝Ｆに合わせて複数植えられている場合には、図４に示されるように、上部光源２ａ、側部光源２ｂ及び下部光源２ｃがそれぞれ複数設けられることが望ましい。上部光源２ａは畝Ｆに沿って所定の間隔で設置され、側部光源２ｂ及び下部光源２ｃは畝Ｆと略平行にすなわち植物Ｐの列と略平行に略連続して設置される。側部光源２ｂ及び下部光源２ｃは、例えば、シリンダ等で覆われて防水加工が施された蛍光灯により構成され、畝Ｆと略平行に並設される。側部光源２ｂ及び下部光源２ｃは、ホローライトガイド方式の照明器具、光ファイバ又は細長い形状のＥＬ器具等の光源により構成されていてもよい。このように、上部光源２ａ、側部光源２ｂ及び下部光源２ｃは並べて設置されるので、それらの個々の光照射範囲よりも広い範囲に亘って植物Ｐが植えられている場合においても、植物Ｐの側部及び下部に確実に光を照射することができる。

光源２から植物Ｐへの光照射時間は、例えば、タイマ（図示せず）等により制御される。タイマにより計時された時間に応じて、光源２への電力が供給又は遮断され、光源２が点灯制御される。また、光源２の配光及び光量を植物Ｐの生育に合わせて調整してもよい。例えば、初期の生育ステージにおいて、植物Ｐがあまり生育しておらず、植物Ｐがまだ小さい場合には、上部光源２ａが消灯させると共に側部光源２ｂ及び下部光源２ｃを点灯させ、さらに側部光源２ｂ及び下部光源２ｃの取付角度等を調整することにより、配光の広がりが抑えられ、植物Ｐに照射される光の光量を少なくする。植物Ｐが大きくなるにつれて、上部光源２ａも点灯させると共に、側部光源２ｂ及び下部光源２ｃの取付角度等を調整することにより、配光を広くし、植物Ｐに照射される光の光量を多くする。なお、側部光源２ｂ及び下部光源２ｃの配光及び光量の調整方法は、上述した例に限定されず、上部光源２ａの光量が少ない場合や、植物Ｐが比較的多くの光を必要とする場合には、初期の生育ステージにおいても上部光源２ａを点灯させても構わない。

照明装置１は、植物病害防除効果をより確実なものにするため、例えば、太陽光線からＵＶ−Ａをカットすることができる農業用のビニールハウスやガラスハウス（以下、ハウスという）内に設置することが望ましい。上記のハウス内で照明装置１が用いられる場合、照明装置１から植物Ｐに照射される光だけでなく、太陽から植物Ｐに注がれる光においても、ＵＶ−Ａがカットされるので、糸状菌防除をより効果的に行うことができる。

略２５５ｎｍ以下の波長成分がカットされたＵＶ−Ｃ及びＵＶ−Ｂは、その強度が強い場合、人体、例えば目や皮膚等に害を与える虞がある。このため、遮光板や人感センサスイッチをハウス内に設置し、それらを照明装置１と電気的に接続させて、光源２の光が作業者に照射されないように配光を制御することや、作業者が居ないときにのみ光源２を点灯させることが望ましい。このような制御により、ハウス内の作業者の安全確保を図ることが可能となる。

図５は、農薬使用時、従来の照明装置による光照射時及び本実施形態に係る照明装置１による光照射時の植物の被害株率及び葉焼け率を示す。この実験においては、各試験区の株数は約１００株であり、試験作物はイチゴである。被害株率は、各区の被害株数を各区の試験株数で除して得られる値であり、葉焼け率は、各区の葉焼け株数を各区の試験株数で除して得られる値である。

慣行的な方法として農薬を使用したときには、被害株率が５〜２０％となり、葉焼け率は０％となった。そして、従来の照明装置による光照射時のように、ＵＶ−Ｂのみを試験作物に照射したときには、被害株率が５〜１０％となり、葉焼け率は０％となった。これに対して、本実施形態のように略２５５ｎｍ以下の波長成分がカットされたＵＶ−ＣとＵＶ−Ｂとを試験作物に照射したときには、被害株率が、従来よりも少なくなり、０〜３％となった。また、葉焼け率は１０〜６０％となった。

上記の実験結果に示されるように、本実施形態においては、従来の照明装置と比べ、さらに略２５５〜２８０ｎｍの波長領域の紫外線が植物に照射されるので、灰色カビ病、うどんこ病、ベト病、炭そ病等の糸状菌の胞子形成や菌糸の成長をさらに確実に抑制し、且つ、植物の病害抵抗性をさらに確実に誘導することが可能になる。また、植物に当たる位置のＵＶ−Ｃ量とＵＶ−Ｂ量の合計が５０μＷ／ｃｍ^２以下であるため、ＵＶ−ＣとＵＶ−Ｂとを植物に適量に照射することができる。

さらに、本実施形態においては、植物に照射される紫外線が、糸状菌の胞子の形成を促進させるＵＶ−Ａの領域の波長成分が略ゼロであるため、より効果的に糸状菌の胞子形成や菌糸の成長を抑制して植物病害の広がりを抑えることができ、最終的には作物の収量を増やすことができる。また、ＵＶ−Ａを含む光は誘虫効果を有するので、ＵＶ−Ａをカットすることより誘虫効果を抑制し、害虫による被害を低減することが可能となる。

なお、光源２が蛍光灯により構成される場合、フィルタ３を設けずに、図６に示されるように蛍光灯の蛍光管の内側に塗布された蛍光体２１が、ＵＶ−Ｃの領域のうちの略２５５ｎｍ以下の波長成分とＵＶ−Ａの領域（波長が略３４０〜３８０ｎｍの領域）の波長成分とが略ゼロの光を発する特性を有していてもよい。この蛍光灯では、放電により電子が放出され、水銀原子がその電子のエネルギーを受け取ることによって紫外線を放出し、その紫外線が蛍光体２１に吸収され、蛍光体２１が上記の光を放出する。

また、光源２を特に限定せず、フィルタ３として略２５５ｎｍ以下の波長の光を殆ど透過しないフィルタを用いることにより、略２５５ｎｍ以下の波長の光をカットするようにしてもよい。光束量が比較的多く、略２５５ｎｍ以下の紫外線領域の波長成分を比較的多く含むメタルハライドランプ（松下電器産業株式会社製、スカイビーム）、キセノンランプ等を光源２として用いる場合、このフィルタ３は効果的である。

次に、本発明の第２の実施形態に係る照明装置１について説明する。本実施形態に係る照明装置１の図示は省略する。本実施形態に係る照明装置１は、第１の実施形態の構成と比べ、フィルタ３が、光源２から放出される光のうち、さらに略３８０ｎｍ以上の波長領域の可視光をカットする点で異なる。光源２は、上記の図２に示されるように略２８０〜３４０ｎｍの波長領域の紫外線（ＵＶ−Ｂ）を放出する光源である場合、波長が略３８０ｎｍ以上の可視光領域の光も放出することがあり、波長が略５５０ｎｍ付近の可視光は、高い誘虫性を有している。従って、本実施形態においては、略３８０ｎｍ以上の波長成分がフィルタ３による略ゼロになるので、第１の実施形態と比べ、誘虫性をさらに抑えることができる。なお、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、灰色カビ病、うどんこ病、ベト病、炭そ病等の糸状菌の胞子形成や菌糸の成長を確実に抑制し、且つ、植物の病害抵抗性を確実に誘導することができ、さらに植物へのＵＶ−Ｃ及びＵＶ−Ｂの適量な照射が可能となる。

次に、本発明の第３の実施形態について図７及び図８を参照して説明する。図７は、本実施形態に係る照明装置１の構成を示す。同図において、第１又は第２の実施形態と同一の構成部材には同一の符号を付す。照明装置１は、第１又は第２の実施形態の構成と比べ、植物Ｐ近傍の照度を検出する照度センサ４と、この照度センサ４からの検出信号に応じて光源２を点灯制御する制御部５とをさらに備える点で異なる。制御部５は、光源２を点灯する点灯回路と、この点灯回路を制御するマイクロコンピュータとにより構成される。

照度センサ４は、植物Ｐ近傍に配置され、所定の閾値以上の光量の可視光を検出したときに検出信号を制御部５に送出する。制御部５のマイクロコンピュータは、この検出信号に基づいて点灯回路を制御し、光源２を点灯させる。このような点灯制御により、照度センサ４が可視光を検出しているときにのみ、光源２から紫外線が放出される。なお、照明装置１は、白色光等の人工光を発する光源を備え、その光源からの光と自然光のいずれかを照度センサ４で検出したときに、紫外線と可視光とを同時に植物Ｐに照射し、日中だけでなく、夜間も紫外線照射を行うように構成されていてもよい。

図８は、本実施形態の照明装置１による光照射時の植物の被害株率及び葉焼け率を示す。この実験における条件は、上記第１の実施形態の説明において述べた実験と同じである。本実施形態のように略２５５ｎｍ以下の波長成分がカットされたＵＶ−ＣとＵＶ−Ｂと可視光とを試験作物に照射したとき、被害株率は０〜３％となり、葉焼け率は、第１の実施形態に係る照明装置１と比べて大幅に減少し、０〜０．５％となった。

上記の実験結果に示されるように、本実施形態においては、第１の実施形態に係る照明装置１と比べ、植物Ｐが自然光を含む可視光の照射を受けているときに紫外線照射が行われるので、紫外線の単独照射による植物の生育阻害を抑制することができる。なお、本実施形態においても、第１又は第２の実施形態と同じ効果を奏することができる。

なお、本発明は、上記の実施形態の構成に限定されるものでなく、使用目的に応じ、様々な変形が可能である。例えば、照度センサ４とタイマの併用により、又はタイマのみを用いて、自然光を含む可視光が照射されている場合に合わせて紫外線照射を行ってもよい。

本発明の第１の実施形態に係る植物病害防除用照明装置の構成図。 上記照明装置の光源として使用される日焼け用ランプの分光分布図。 上記照明装置の光源の他の配置例を示す図。 上記照明装置の光源のさらに他の配置例を示す図。 上記照明装置による光照射時の植物の被害株率及び葉焼け率を示す図。 上記光源として使用される蛍光灯の部分断面図。 本発明の第３の実施形態に係る植物病害防除用照明装置の構成図。 上記照明装置による光照射時の植物の被害株率及び葉焼け率を示す図。

符号の説明

１ 植物病害防除用照明装置
２ 光源
３ フィルタ
４ 照度センサ
５ 制御部

Claims (2)

1. 紫外線を含む光を放出する光源を備えた植物病害防除用照明装置において、
   前記光源は、略２８０〜３４０ｎｍの波長成分を有するＵＶ−Ｂと、略１００〜２８０ｎｍの波長成分のうちの略２５５ｎｍ以下の波長成分がカットされたＵＶ−Ｃとを重畳して照射することを特徴とする植物病害防除用照明装置。
2. 植物近傍の照度を検出する照度センサを備え、
   前記光源は、前記照度センサが可視光を検出しているときに、紫外線を放出することを特徴とする請求項１に記載の植物病害防除用照明装置。

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