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公開番号2025113921
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-04
出願番号2024008326
出願日2024-01-23
発明の名称双子葉植物の育成方法、および、双子葉植物育成装置
出願人スタンレー電気株式会社,国立大学法人東京大学
代理人弁理士法人山王坂特許事務所
主分類A01G 7/00 20060101AFI20250728BHJP(農業;林業;畜産;狩猟;捕獲;漁業)
要約【課題】植物に光阻害や光防御反応が生じるのを抑制しつつ、高照度の光を照射して植物の育成速度を高めることのできる植物の育成方法を提供する。
【解決手段】クロロフィルaの吸収ピークの波長帯域に含まれる赤色領域の波長の光3を、双子葉植物4に向かって照射する双子葉植物の育成方法が提供される。この光3は、レーザ光源1から発せられた光であり、クロロフィルaの吸収ピークの波長帯域以外の波長の光を含まず、かつ、双子葉植物4に到達する時点の光量子束密度(PPFD)が、予め定めた値以上である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
クロロフィルａの吸収ピークの波長帯域に含まれる赤色領域の波長の光を、双子葉植物に向かって照射する双子葉植物の育成方法であって、
前記光は、レーザ光源から発せられた光であり、クロロフィルａの吸収ピークを含む予め定めた波長帯域以外の波長の光を含まず、かつ、前記双子葉植物に到達する時点の光量子束密度（ＰＰＦＤ）が、予め定めた値以上であることを特徴とする双子葉植物の育成方法。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
請求項１に記載の双子葉植物の育成方法であって、前記レーザ光の波長帯域は、前記クロロフィルａの吸収ピークを含むことを特徴とする双子葉植物の育成方法。
【請求項３】
請求項１に記載の双子葉植物の育成方法であって、前記予め定めた波長帯域は、６４０ｎｍ以上６７５ｎｍ以下の帯域であることを特徴とする双子葉植物の育成方法。
【請求項４】
請求項３に記載の双子葉植物の育成方法であって、前記予め定めた波長帯域は、６４５ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の帯域であることを特徴とする双子葉植物の育成方法。
【請求項５】
請求項１に記載の双子葉植物の育成方法であって、前記レーザ光のスペクトルの半値幅は、５ｎｍ以下であることを特徴とする双子葉植物の育成方法。
【請求項６】
請求項１に記載の双子葉植物の育成方法であって、前記レーザ光源は、１種類であることを特徴とする双子葉植物の育成方法。
【請求項７】
請求項１に記載の双子葉植物の育成方法であって、前記予め定めた光量子束密度（ＰＰＦＤ）は、１５０μｍｏｌｍ
－２
ｓ
－１
以上であることを特徴とする双子葉植物の育成方法。
【請求項８】
請求項１に記載の双子葉植物の育成方法であって、前記双子葉植物は、タバコ又はレタスであることを特徴とする双子葉植物の育成方法。
【請求項９】
クロロフィルａの吸収ピークの波長帯域に含まれる赤色領域の波長のレーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光を前記双子葉植物全体に照射する光学素子とを有し、
前記レーザ光源の発するレーザ光は、クロロフィルａの吸収ピークを含む予め定めた波長帯域以外の波長の光を含まず、かつ、前記光学素子によって前記双子葉植物全体に照射された場合に、前記双子葉植物に生理障害が生じる予め定めた光量子束密度（ＰＰＦＤ）以上の強度であることを特徴とする双子葉植物育成装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の双子葉植物育成装置であって、前記光学素子は、レーザ光を拡散させる拡散板、レーザ光を走査する素子、レーザ光を導光させながら拡散する導光板、および、出射端が２次元に配列して配置された複数の光ファイバ、のいずれかであることを特徴とする双子葉植物育成装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物育成方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
植物の葉の中には、複数種類のクロロフィルが含まれ、光合成に主に利用されるのはクロロフィルａであることが知られている。クロロフィルａは、赤色６６０ｎｍ付近に光吸収スペクトルのピークがある。
【０００３】
植物育成に用いられる光源において、植物の光合成の効率を向上させるために、例えば特許文献１では、６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の第１波長域と、７２０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の第２波長域とのそれぞれに発光ピークを有する光源が提案されている。この光源は、第１波長域における光量子束密度（ｄ１）に対する、第２波長域における光量子束密度（ｄ２）の比（ｄ２／ｄ１）が０．１以上になるように設計されている。光源を構成する発光素子としては、ＬＥＤ（発光ダイオード）の他、ＬＤ（レーザダイオード）を用いることができることが、特許文献１には開示されている（特許文献１の段落００５０参照）。
【０００４】
一方、特許文献２には、白色光源に狭帯域バンドパスフィルタを組み合わせて、特定の波長帯域の光を植物に照射して植物を栽培することが提案されている。特定の波長帯域としては、最大透過率を示す波長が４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下、または、６３０ｎｍ以上７００ｎｍ以下が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２１－５２６７１号公報
国際公開第２０１３／１０５３７４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、特許文献１の技術では、６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の第１波長域と、７２０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の第２波長域とのそれぞれに発光ピークを有する光源が提案され、特許文献２の技術では、波長が４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下、または、６３０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の光を照射することが提案されている。
【０００７】
クロロフィルａの光吸収スペクトルのピーク帯域は、６００ｎｍ付近から７００ｎｍ付近までの帯域と、３００ｎｍ付近から４５０ｎｍ付近のまでの帯域であるため、特許文献１および２の光の帯域は、クロロフィルａの吸収スペクトルのピーク帯域にほぼ合致している。
【０００８】
一方、発明者らの研究によれば、クロロフィルａの吸収スペクトルのピーク帯域に合致した波長の光を照射した場合であっても、植物の育成速度を高めるために照度を大きくすると、ある程度の照度に達した時点で相対成長率ＲＧＲ（ＲｅｌａｔｉｖｅＧｒｏｗｔｈＲａｔｅ）が飽和し、飽和する照度以上の光を照射することで、植物の種類によっては葉の色が変化する現象が生じることが示唆された。これらの現象は、「光阻害」と呼ばれる光合成機能低下や、植物が余分な光エネルギーを処理するメカニズムである「光防御反応」によって生じていると考えられる。
【０００９】
本発明の目的は、植物に光阻害や光防御反応が生じるのを抑制しつつ、高照度の光を照射して植物の育成速度を高めることのできる植物の育成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明によれば、クロロフィルａの吸収ピークの波長帯域に含まれる赤色領域の波長の光を、双子葉植物に向かって照射する双子葉植物の育成方法が提供される。この光は、レーザ光源から発せられた光であり、クロロフィルａの吸収ピークの波長帯域以外の波長の光を含まず、かつ、双子葉植物に到達する時点の光量子束密度（ＰＰＦＤ）が、予め定めた値以上である。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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