光合成リズムに合わせた間欠照射によるＬＤスキャン照射技術の開発

根据光合节律采用间歇照射的LD扫描照射技术的开发

• 批准号: 26925006
• 负责人: 岡井 善四郎
• 金额: $ 0.32万
• 依托单位: University of Fukui
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-26925006/
• 关键词: LDスキャン技術; 光合成リズム; 省エネ型植物工場

【研究方法】本研究では、LDスキャンによる植物栽培は先行例がなく新規性が高い。また、光合成リズムに合わせたスキャンを行うことで、更なる省エネが期待でき、将来3WクラスのハイパワーLDを使用すれば照射範囲を3㎡以上に拡大可能である。またLD導入数も抑えられ、更なるコスト削減が期待でき、高収益で安全・安心な食の供給することが可能である。これらのことを考慮して、LEDより発光効率の高いLDを用いて、光合成リズムに合わせた間欠照射によるLDスキャン照明技術の開発を行った。栽培には基本的に640～680nmの赤色、430～450nmの青色が10:1の比率で照射する必要がある。光合成に必要な赤色はLDスキャンによる照明で行った。スキャン面積はレーザー出力1Wであるため、光量との関係から1㎡を一つのパラメータとして設定し、青色は連続照明で行った。果菜類は葉菜類と比較して栽培期間が3ケ月～5ケ月間必要である。研究期間1年で2種類の葉菜類(レタス、冬菜)、1種類の果菜類(ピーマン)を栽培するために、一種類約3ケ月に分けて実施した。研究の前半(8月～11月)は葉菜類のレタス、冬菜の栽培を実施した。後半(12月～2月)は果菜類のピーマンの栽培を行った。【研究成果】葉菜類のレタス、冬菜ともLDスキャンによる照明で、既存の三波長合成ハイパワー白色LEDとなんら遜色なく生育することが栽培実験から確認できた。1㎡当たりの消費電力を比較するとLEDの6V×0.5A×20個=60W、対して出力1WのLDで、3.5V×1A×1個=3.5Wと少なく、省エネに貢献できた。ピーマンについては、LED栽培は露地栽培と変わりなく生育、収穫も確保できたが、出力1WのLDでは、光不足のため、植物体も弱々しく、収穫までには至らなかった。この解決には、3W以上のパワーの大きなLDが必要と思われる。

[Method] In this study, we developed a new method for plant cultivation. In the future, it will be possible to use the irradiation range of more than 3㎡. The number of LD imports has been reduced, and expectations have been increased. The development of LED lighting technology is based on the consideration of LED light emission efficiency and high LD light emission efficiency. For cultivation, the ratio of 640~680nm to red and 430~450nm to cyan is 10:1. Light synthesis is necessary for red light. The area of the lamp is 1W, the amount of light is 1 m, and the lamp is 2 m. Fruit and vegetable cultivation period is 3 ~5 months. During the study period, 2 kinds of leafy vegetables (winter vegetables), 1 kind of fruit vegetables (winter vegetables) were cultivated, and 1 kind was cultivated in 3 months. In the first half of the study (August to November), the cultivation of leafy vegetables and winter vegetables was carried out. The second half (December ~ February) is the cultivation of fruits and vegetables. [Research results] Leaf vegetables, winter vegetables, LD, lighting, existing three-wavelength synthesis, white LED, birth, cultivation, identification 1㎡ When the power consumption is compared, the LED is 6V×0.5A×20 = 60W, and the output is 1W LD, 3.5V×1A×1 =3.5W. LED cultivation, open field cultivation, fertility, harvest, ensure, output 1W LD, insufficient light, plant body weak, harvest This solution is more than 3W. It is necessary to think about it.