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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710376082.3 (22)申请日 2017.05.24 (30)优先权数据 2016-112814 2016.06.06 JP (71)申请人 松下知识产权经营株式会社 地址 日本国大阪府 (72)发明人 北原由纪子 里见信哉 铃木规之 (74)专利代理机构 中科专利商标代理有限责任 公司 11021 代理人 柯瑞京 (51)Int.Cl. A01G 7/04(2006.01) A01G 31/02(2006.01) (54)发明名称 植物生长促进装置 (57)摘要 。
2、植物生长促进装置具有： 容器， 用于将植物 的根放入到栽培植物的培养液； 循环装置， 用于 使培养液循环； 电源， 用于施加电压； 至少一对电 极， 为了利用电源在培养液中施加电压而对置配 置； 以及控制装置， 控制电压的施加。 一对电极在 与植物的根相接的部分没有可动部， 一对电极中 的至少一个电极在培养液通过循环装置进行循 环的水流的方向上一边依次改变施加区域一边 施加电压。 权利要求书1页 说明书4页 附图9页 CN 107455158 A 2017.12.12 CN 107455158 A 1.一种植物生长促进装置， 具有： 容器， 用于将植物的根放入到栽培所述植物的培养液； 循环装置。
3、， 用于使所述培养液循环； 电源， 用于施加电压； 至少一对电极， 为了利用所述电源在所述培养液中施加所述电压而对置配置； 以及 控制装置， 控制所述电压的施加， 所述一对电极在与所述植物的所述根相接的部分没有可动部， 所述一对电极中的至少 一个电极在所述培养液通过所述循环装置进行循环的水流的方向上一边依次改变施加区 域一边施加电压。 2.根据权利要求1所述的植物生长促进装置， 其中， 该植物生长促进装置还具有： 使所述一对电极中的至少一个电极在所述培养液进行循环的所述水流的方向上移动 的机构； 以及 固定板， 设置在所述一对电极与所述植物的所述根之间， 且由导电材料构成， 所述固定板的导电率。
4、是所述培养液的0.5倍以上。 3.根据权利要求2所述的植物生长促进装置， 其中， 所述固定板的导电率是所述培养液的2倍以上， 所述固定板由绝缘体划分为多个。 4.根据权利要求2或3所述的植物生长促进装置， 其中， 使所述一对电极中的至少一个电极移动的机构是履带机构， 所述履带机构内的辊的旋 转平面与所述一对电极的主面垂直， 在所述履带机构内， 在两个辊之间进行所述一对电极 作用下的电压施加。 5.根据权利要求1所述的植物生长促进装置， 其中， 所述一对电极中的至少一个电极由绝缘体划分为多个区， 在划分为多个的电极的每个 区与所述电源之间设置有开关。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 1。
5、07455158 A 2 植物生长促进装置 技术领域 0001 本公开涉及在溶液栽培中对植物的根提供电场来进行生长促进的植物生长促进 装置， 涉及通过使提供电场的电源小型化来实现培育植物的成本的降低的技术。 背景技术 0002 为了解决最近的粮食问题， 利用溶液栽培的植物培育已成为重要的技术。 虽然利 用溶液栽培的植物培育能够在工厂等被管理的空间中进行控制， 但是为了普及， 必须通过 缩短培育期限或降低设备折旧费等运转运行成本来降低植物培育的成本。 0003 已知有如下装置， 即， 为了缩短培育期限， 经由在溶液栽培中使用的培养液对植物 的根提供电刺激， 从而促进培育(例如， 参照山田 “以应。
6、用于植物工厂为目标的基于脉冲电 场的莴苣的培育控制” ， 电气学会基础、 材料、 公共部门大会， 2015年3月， p.325(山田、植物 工埸用目指電界育成制御 電気学会基礎材料共 通部門大会、 平成27年3月、 p.325)。 0004 图7是示出以往的植物生长促进装置的结构的图。 在图7中， 将配置有植物50的面 板51放入到装有培养液52的栽培容器53， 在从电源54输出的平行平板电极55之间施加电 场， 从而经由培养液52对植物50的根提供电刺激。 发明内容 0005 为了达到上述目的， 本公开的一个方式涉及的植物生长促进装置具有： 容器， 用于 将植物的根放入到栽培所述植物的培养液。
7、； 循环装置， 用于使所述培养液循环； 电源， 用于 施加电压； 至少一对电极， 为了利用所述电源在所述培养液中施加所述电压而对置配置； 以 及电压控制单元， 控制所述电压施加。 所述一对电极在与所述植物的所述根相接的部分没 有可动部， 所述一对电极中的至少一个电极在所述培养液通过所述循环装置进行循环的水 流的方向上一边依次改变施加区域一边施加电压。 0006 根据本结构， 能够在不对根造成损伤、 断裂等压力的情况下以小电流以及低电压 进行电场施加。 0007 因此， 根据本公开的所述方式涉及的植物生长促进装置， 能够以小电流以及低电 压的小型电源进行生长促进， 能够降低设备成本。 此外， 因。
8、为能够使电极之间变窄， 所以能 够削减培养液的量。 附图说明 0008 图1是第一实施方式中的植物生长促进装置的结构图。 0009 图2是第二实施方式中的植物生长促进装置的结构图。 0010 图3是第三实施方式中的植物生长促进装置的结构图。 0011 图4A是说明第三实施方式中的植物生长促进装置的动作的图。 0012 图4B是说明第三实施方式中的植物生长促进装置的动作的图。 说 明 书 1/4 页 3 CN 107455158 A 3 0013 图4C是说明第三实施方式中的植物生长促进装置的动作的图。 0014 图5A是说明第三实施方式中的植物生长促进装置的应用事例的图。 0015 图5B是说。
9、明第三实施方式中的植物生长促进装置的应用事例的图。 0016 图6是第四实施方式中的植物生长促进装置的结构图。 0017 图7是示出以往的植物生长促进装置的结构的图。 具体实施方式 0018 在对实施方式进行说明之前， 简单说明现有技术中的问题。 0019 在溶液栽培中对植物的根提供电场来进行生长促进的装置中， 减小电极与电极之 间的距离对于面向小电流以及低电压化的电源小型化是有效的。 但是， 若使电极小型化， 就 不能对根整体提供电场。 0020 在此， 在图7所示的植物生长促进装置中， 通过使电极移动， 从而能够向根整体施 加电场。 然而， 由于电极在存在根的区域中移动， 所以电极会碰到根。
10、， 从而产生根的断裂或 损伤。 0021 本公开的目的在于， 提供一种能够以小电流以及低电压的小型电源来进行生长促 进从而能够降低设备成本的植物生长促进装置。 0022 以下， 参照附图对实施方式进行说明。 0023 (实施方式) 0024 图1是第一实施方式的植物生长促进装置的结构图， 以下对植物生长促进装置的 结构进行说明。 0025 在图1中， 植物101的根经由面板102存在于放入有培养液103的容器104， 通过循环 装置105， 培养液103在水流106的方向上进行循环。 此时， 一对电场区域依次可变型电极107 (本公开涉及的一对电极的一个例子)在与培养液103的水流106相同的。
11、方向上对置配置， 使 用电源109对存在于对置配置的电场区域依次可变型电极107之间的电场施加区域108的植 物101的根提供电刺激。 此外， 电场区域依次可变型电极107能够通过控制装置110在培养液 103进行循环的水流106的方向上一边改变电场施加区域108一边施加电场。 另外， 虽然在图 1中， 对于植物101的根， 通过控制装置110对对置的电场区域依次可变型电极107双方进行 控制， 但是也可以通过控制装置110控制一对电极中的一个电场区域依次可变型电极107， 对置的另一个电极可以是单纯的导体平板。 在该情况下， 施加在电场施加区域108的电场的 均匀度与对双方电场区域依次可变型。
12、电极107进行控制的情况相比会下降， 但是构造简单， 能够谋求设备成本的进一步降低。 0026 图2是第二实施方式中的植物生长促进装置的结构图。 图2是通过机械的电极移动 来进行图1的电场区域依次可变型电极107的区域可变控制的装置。 在图2中， 使用控制装置 110通过电极移动机构112使一对小型电极111(本公开涉及的一对电极的一个例子)在与培 养液103进行循环的水流106平行的电极移动方向113的方向上移动， 一边改变电场施加区 域108一边施加电场。 此时， 将固定板114配置在小型电极111与植物101之间。 图2中记载的 固定板114以用绝缘体114b来划分导体部114a的方式来。
13、记载。 在小型电极111与固定板114 之间存在培养液103的情况下， 小型电极111和固定板114的导体部114a经由培养液103导 通， 因此在为了促进植物生长而对小型电极111提供电场的定时， 可以不使小型电极111与 说 明 书 2/4 页 4 CN 107455158 A 4 固定板114接触。 当然， 也可以使小型电极111与固定板114接触。 此外， 在为了促进植物生长 而对小型电极111提供电场的定时， 需要将小型电极111的平面配置在与固定板114的导体 部114a的平面对置的位置。 另外， 也可以与第一实施方式同样地， 通过电极移动机构112仅 使一对电极中的一个小型电极1。
14、11移动， 对置的另一个电极为单纯的导体平板。 0027 另外， 关于固定板114， 在固定板114的导电率为培养液的2倍以上的情况下， 如图2 中记载的那样， 固定板114需要利用绝缘体114b划分为多个。 这是因为， 若固定板114的导电 率高， 则在固定板114的导体部114a中电流流过的量就会变多。 换言之， 即使在固定板114的 导电率为培养液的2倍以上的情况下， 如果利用绝缘体114b将固定板114划分为多个， 就能 够减轻上述的问题。 此外， 固定板114的导电率需要是培养液103的0.5倍以上。 这是因为， 若 导电率低， 则固定板114中的损耗会变大。 即， 通过使固定板11。
15、4的导电率为培养液103的导 电率的0.5倍以上， 能够减小固定板114中的损耗。 在固定板114的导电率处于培养液103的 0.5倍2倍的范围的情况下， 固定板114的电阻可视为与培养液103大致相等， 因此固定板 114无需利用绝缘体进行划分。 0028 图3是第三实施方式中的植物生长促进装置的结构图。 图3是通过履带机构115实 现图2的电极移动机构112的装置。 在图3中， 使用控制装置110通过履带机构115使小型电极 111在与培养液103进行循环的水流106平行的电极移动方向113上移动， 一边改变电场施加 区域108一边施加电场。 此时， 如图3所示， 包含履带机构115内的辊。
16、116的辊旋转方向117的 旋转平面与小型电极111的主面垂直。 即， 在第三实施方式中， 使电极移动的机构是履带机 构115， 履带机构115内的辊116的旋转平面与小型电极111的主面垂直， 在履带机构115内， 在两个辊116之间通过小型电极111进行电压施加。 0029 此外， 图4A图4C是说明第三实施方式中的植物生长促进装置的动作的图。 图4A 是说明动作的时序图。 图4B是说明图4A中时刻为0秒时的小型电极111的位置的图， 图4C是 说明图4A中时刻为2000秒时的小型电极111的位置的图。 在图4A图4C的事例中， 使用5个 履带机构115使小型电极111相对于植物A列118。
17、、 植物B列119、 植物C列120、 以及植物D列121 这4列在电极移动方向113的方向上移动， 来施加电场。 对于植物101， 对与电极移动方向113 正交的方向上的植物 列122、 植物 列123、 植物列124、 以及植物 列125这4列施加电场。 植物101的4列4列这16株是对象。 0030 另外， 设小型电极111将植物101的1株分割为5个区域进行施加动作。 为了促进植 物生长， 每一处施加100次发射(1Hz)， 小型电极111移动可以设为不足1秒。 0031 这样， 对图4A图4C中的小型电极111的动作进行说明。 另外， 小型电极111的动作 记载于图4A所示的时序图。。
18、 首先， 在作为刚刚开始之后的时刻0秒， 小型电极111存在于图4B 所示的位置。 如图4B所示， 小型电极111在植物A列118、 植物C列120、 植物 列122的位置为了 促进植物生长而施加100次发射(1Hz)。 在完成100次发射后的100秒后， 小型电极111移动。 小型电极111的移动可以不足1秒， 对植物101的每一株进行5个区域的电场施加， 因此在500 秒后， 植物101的1株的电场施加结束， 小型电极111移动到植物 列123。 在1000秒后， 小型电 极111移动到植物列124， 在1500秒后， 小型电极111移动到植物 列125。 然后， 在2000秒 后， 植物。
19、A列118和植物C列120的电场施加结束， 小型电极111移动到履带机构115的相反侧， 小型电极111移动到图4C所示的位置。 如图4C所示， 小型电极111存在于植物B列119、 植物D 列121、 植物 列125的位置。 在2500秒后， 小型电极111移动到植物列124， 在3000秒后， 小 说 明 书 3/4 页 5 CN 107455158 A 5 型电极111移动到植物 列123， 在3500秒后， 小型电极111移动到植物 列122。 在4000秒后， 植物B列119和植物D列121的电场施加结束， 完成一系列的动作。 0032 进而， 图5A图5B是说明第三实施方式中的植物。
20、生长促进装置的应用事例的图。 图5A是说明整列的电极移动的事例的图， 图5B是说明将单侧电极进行固定的事例的图。 在 图5A中有5个履带机构115， 相对于此， 在图5B中设为如下结构， 即， 通过履带机构115仅使一 对电极中的一个小型电极111移动， 对置的另一个电极是单纯的导体平板， 从而两个履带机 构115即可。 因此， 能够降低设备成本。 0033 图6是第四实施方式中的植物生长促进装置的结构图。 图6是通过开关126进行图1 的区域可变控制的装置。 在图6中， 导体电极127(本公开涉及的电极的一个例子)由绝缘体 128划分为多个， 且与培养液103进行循环的水流106平行地以夹着。
21、植物101的根的方式设 置。 使用控制装置110通过开关126来进行针对导体电极127的连接。 换言之， 导体电极127由 绝缘体128划分为多个区， 在划分为多个的导体电极127的每个区与电源109之间设置有开 关126。 开关126与划分为多个区的导体电极127的每一个对应地设置有多个。 通过依次切换 开关126的连接， 从而一边改变电场施加区域108一边施加电场。 0034 另外， 也可以设为如下结构， 即， 一对电极中的仅一个导体电极127由绝缘体128划 分为多个区， 对置的另一个电极设为单纯的导体平板。 0035 通过以上说明的装置， 能够利用小电流以及低电压的小型电源进行生长促进。
22、， 能 够降低设备成本。 此外， 利用培养液103进行循环的水流， 能够使电极间变窄， 因此能够削减 培养液103的量。 例如， 在对莴苣进行溶液栽培时， 将栽培间隔设为15cm， 与在现有技术中相 对于1株莴苣将电极间距离设为15cm并将电极宽度设为15cm的情况相比， 通过上述任一个 实施方式， 能够使电极间距离为以往的1/5即3cm， 电极宽度也为以往的1/5即3cm， 电压为以 往的1/5， 电流也为以往的1/5， 作为电力， 与以往相比能够使用1/25的电源。 此外， 在作为莴 苣栽培区域的各边长为15cm的正方形的空间中， 培养液的使用量按与电极间距离之间的比 例， 最大为1/5。。
23、 通过使用上述任一个实施方式， 在与培养液进行循环的水流正交的方向上， 植物的根能够存在的空间变小， 但是在培养液进行循环的水流方向上， 根没有物理上的限 制， 因此能够在不对根造成压力且不妨碍培养液的循环的情况下进行栽培。 0036 另外， 通过对上述各种实施方式或变形例中的任意的实施方式或变形例进行适当 组合， 从而能够达到各自具有的效果。 此外， 能够进行实施方式彼此的组合或实施例彼此的 组合或实施方式与实施例的组合， 并且还能够进行不同的实施方式或实施例中的特征彼此 的组合。 0037 根据本公开的上述方式涉及的植物生长促进装置， 能够在不对根造成损伤、 断裂 等压力的情况下以小电流以。
24、及低电压进行电场施加。 因此， 能够实现电源的小型化， 能够降 低设备成本。 此外， 通过使电极间的距离变窄， 从而能够削减培养液的量。 此外， 一般， 溶液 栽培中使用的栽培容器被制作为， 使培养液进行循环而产生的水流方向上的尺寸长， 正交 的方向上的尺寸短。 在本公开的上述方式涉及的植物生长促进装置中， 在作为水流方向的 栽培容器的尺寸长的方向上进行电场区域的切换， 因此在实用上很容易开展。 由于还能减 小电流， 因此安全对策也会很容易， 可加快导入基于对溶液栽培的电刺激的生长促进技术。 由此， 能够缩短溶液栽培中的培育期限， 能够降低植物培育成本， 有助于解决全世界的食品 问题。 说 明。
25、 书 4/4 页 6 CN 107455158 A 6 图1 说 明 书 附 图 1/9 页 7 CN 107455158 A 7 图2 说 明 书 附 图 2/9 页 8 CN 107455158 A 8 图3 说 明 书 附 图 3/9 页 9 CN 107455158 A 9 图4A 说 明 书 附 图 4/9 页 10 CN 107455158 A 10 图4B 图4C 说 明 书 附 图 5/9 页 11 CN 107455158 A 11 图5A 说 明 书 附 图 6/9 页 12 CN 107455158 A 12 图5B 说 明 书 附 图 7/9 页 13 CN 107455158 A 13 图6 说 明 书 附 图 8/9 页 14 CN 107455158 A 14 图7 说 明 书 附 图 9/9 页 15 CN 107455158 A 15 。