CN106659131B - 水耕栽培方法及水耕栽培装置 - Google Patents

水耕栽培方法及水耕栽培装置 Download PDF

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Abstract

在变更步骤(S3)中使用规定值(PV)变更后的栽培条件值(X)是预先决定的上限值(UL)以上的情况下，将栽培条件值(X)替换为上限值(UL)。另一方面，在变更步骤(S3)中使用规定值(PV)变更后的栽培条件值(X)是预先决定的下限值(LL)以下的情况下，将栽培条件值(X)替换为下限值(LL)。

Description

水耕栽培方法及水耕栽培装置
技术领域
本发明涉及不使用土壤而将植物的根(地下部)浸在水中来栽培植物的所谓水耕栽培方法及水耕栽培装置。
背景技术
以往，进行了用于不使用土壤而栽培植物的水耕栽培的研究。在水耕栽培中，也与土耕栽培同样，植物一边在根中积蓄通过光合作用而由叶生成的碳水化合物一边成长。因而，在水耕栽培中，也与土耕栽培同样，为了促进植物的成长，需要使叶中的光合作用的量增加。
通常，光合作用的量与植物的二氧化碳消耗量(以下称作“CO2消耗量”)实质上成比例。因而，为了促进植物的成长，希望在能使植物的CO2消耗量增加的栽培条件下栽培植物。例如，在以下的专利文献1及2中公开了与此关联的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开昭59－154925号公报
专利文献2：实开昭62－148049号公报
发明内容
发明要解决的课题
在以往的水耕栽培中，虽然能够维持使CO2消耗量增加的栽培条件，但不能很细致地管理植物的水耕栽培的栽培条件值、例如植物周边的气体环境的温度。因而，要求在尽可能维持使植物的CO2消耗量增加的栽培条件的同时、很细致地管理植物的水耕栽培的栽培条件值。
本发明是鉴于上述问题而做出的。其目的是提供一种在尽可能维持使植物的CO2消耗量增加的栽培条件的同时、能够很细致地管理植物的水耕栽培的栽培条件值的水耕栽培方法及水耕栽培装置。
用于解决课题的手段
本发明的第1技术方案的水耕栽培方法，是1个或2个以上的植物的水耕栽培方法，其特征在于，具备：变更步骤，将对上述1个或2个以上的植物的CO2消耗量的增加及减少有作用的栽培条件值变更规定值；测定步骤，测定上述1个或2个以上的植物的每单位时间的CO2消耗量；以及判别步骤，将通过上述变更步骤的前后的上述测定步骤得到的上述CO2消耗量彼此进行比较，由此判别起因于上述变更步骤而上述CO2消耗量是增加了还是减少了；在上述判别步骤中，在判定为上述CO2消耗量增加了的情况下，使用在上述判别步骤之前的上述变更步骤中使用的上述规定值，执行上述判别步骤之后的上述变更步骤；在上述判别步骤中，在判定为上述CO2消耗量减少了的情况下，使用与在上述判别步骤之前的上述变更步骤中使用的上述规定值正负符号相反的规定值，执行上述判别步骤之后的上述变更步骤；在上述变更步骤中，在使用上述规定值而被变更后的上述栽培条件值是预先决定的上限值以上的情况下，将上述栽培条件值替换为上述上限值；在上述变更步骤中，在使用上述规定值而被变更后的上述栽培条件值是预先决定的下限值以下的情况下，将上述栽培条件值替换为上述下限值。
本发明的第2技术方案的水耕栽培方法，是1个或2个以上的植物的水耕栽培方法，其特征在于，具备：变更步骤，将对上述1个或2个以上的植物的CO2消耗量的增加及减少有作用的栽培条件值变更规定值；测定步骤，测定上述1个或2个以上的植物的每单位时间的CO2消耗量；以及判别步骤，将通过上述变更步骤的前后的上述测定步骤得到的上述CO2消耗量彼此进行比较，由此判别起因于上述变更步骤而上述CO2消耗量是增加了还是减少了；在上述判别步骤中，在判定为上述CO2消耗量增加了的情况下，使用在上述判别步骤之前的上述变更步骤中使用的上述规定值，执行上述判别步骤之后的上述变更步骤；在上述判别步骤中，在判定为上述CO2消耗量减少了的情况下，使用与在上述判别步骤之前的上述变更步骤中使用的上述规定值正负符号相反的规定值，执行上述判别步骤之后的上述变更步骤；在上述判别步骤中，还判别是否起因于上述变更步骤而上述CO2消耗量发生了变化；在上述判别步骤中，在判定为上述CO2消耗量没有变化的情况下，使用上述规定值以及与上述规定值正负符号相反的规定值中的、将上述1个或2个以上的植物的栽培所需要的电力消耗量降低的一方的值，执行上述判别步骤之后的上述变更步骤。
本发明的第1技术方案的水耕栽培装置，是用于1个或2个以上的植物的水耕栽培装置，其特征在于，具备：变更部，将对上述1个或2个以上的植物的CO2消耗量的增加及减少有作用的栽培条件值变更规定值；测定部，测定上述1个或2个以上的植物的每单位时间的CO2消耗量；以及判别部，将在上述变更部的变更的前后通过上述测定部的测定而得到的上述CO2消耗量彼此进行比较，由此判别起因于上述变更部的变更而上述CO2消耗量是增加了还是减少了；在上述判别部中，在判定为上述CO2消耗量增加了的情况下，使用在上述判别部进行判定前在上述变更部的变更中使用的上述规定值，执行在上述判别部进行判定后由上述变更部进行的变更；在上述判别部中，在判定为上述CO2消耗量减少了的情况下，使用与在上述判别部进行判定前在上述变更部的变更中使用的上述规定值正负符号相反的规定值，执行在上述判别部进行判定后由上述变更部进行的变更；在上述变更部中，在使用上述规定值而被变更后的上述栽培条件值是预先决定的上限值以上的情况下，将上述栽培条件值替换为上述上限值；在上述变更部中，在使用上述规定值而被变更后的上述栽培条件值是预先决定的下限值以下的情况下，将上述栽培条件值替换为上述下限值。
本发明的第2技术方案的水耕栽培装置，是用于1个或2个以上的植物的水耕栽培装置，其特征在于，具备：变更部，将对上述个1或2个以上的植物的CO2消耗量的增加及减少有作用的栽培条件值变更规定值；测定部，测定上述1个或2个以上的植物的每单位时间的CO2消耗量；以及判别部，将在上述变更部的变更的前后通过上述测定部的测定而得到的上述CO2消耗量彼此进行比较，由此判别起因于上述变更部的变更而上述CO2消耗量是增加了还是减少了；在上述判别部中，在判定为上述CO2消耗量增加了的情况下，使用在上述判别部进行判定前在上述变更部的变更中使用的上述规定值，执行在上述判别部进行判定后由上述变更部进行的变更；在上述判别部中，在判定为上述CO2消耗量减少了的情况下，使用与在上述判别部进行判定前在上述变更部的变更中使用的上述规定值正负符号相反的规定值，执行在上述判别部进行判定后由上述变更部进行的变更；在上述判别部中，还判别是否起因于上述变更部的变更而上述CO2消耗量发生了变化；在上述判别部中，在判定为上述CO2消耗量没有变化的情况下，使用上述规定值以及与上述规定值正负符号相反的规定值中的、将上述1个或2个以上的植物的栽培所需要的电力消耗量降低的一方的值，执行在上述判别部进行判定后由上述变更部进行的变更。
发明效果
根据本发明，能够在尽可能维持使植物的CO2消耗量增加的栽培条件的同时、很细致地管理植物的水耕栽培的栽培条件值。
附图说明
图1是用来说明本发明的实施方式的水耕栽培装置的一例的截面示意图。
图2是用来说明本发明的实施方式的水耕栽培装置的其他例的截面示意图。
图3是用来说明在本实施方式的水耕栽培方法中使用的CO2消耗量的测定方式的曲线图。
图4是用来说明通过本发明的实施方式的水耕栽培装置的控制部执行的处理的一例的流程图。
图5是用来说明通过本发明的实施方式的水耕栽培装置的控制部执行的处理的其他例的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图详细地说明实施方式的水耕栽培方法及水耕栽培装置。
(栽培的植物)
如图1所示，在本实施方式的水耕栽培方法中，栽培植物3。植物3具备具有叶1及茎2的地上部6、和具有根4及地下茎5的地下部7。植物3例如是地下部7肥大的作为根菜类的亚洲参(高丽参或朝鲜参)。但是，亚洲参是栽培的植物的一例，在本实施方式的水耕栽培中，栽培怎样的植物都可以。
(实施方式的水耕栽培装置的一例的构造)
如图1所示，本实施方式的水耕栽培装置200的一例中，具备6面体构造的集装箱那样的箱体100。由此，植物3在被箱体100从外部空间隔断的空间内成长。因此，箱体100内的气体环境被从外部的气体环境隔断。但是，通过空气调节机等，能够有意地向箱体100内导入外部的空气，或将箱体100内的空气向外部排出。因而，根据水耕栽培装置200，管理植物3的周边环境是容易的。此外，外部的光不进入到箱体100内。栽培植物3的作业员通过将设在箱体100的侧面上的门开闭，能够从设在箱体100上的开口部出去到外部，或从该开口部进入到箱体100内。
水耕栽培装置200在箱体100内具备栽培槽20。当栽培有植物3时，栽培槽20在其内部储存有营养液9。营养液9被泵P等灌溉设备经由供给管21向栽培槽20供给。营养液9由从栽培槽20的底面向上方延伸的排水管22向外部排出。因而，栽培槽20内的营养液9的高度比从栽培槽20的底面到排水管22的上端的高度低或与其相同。植物3的根4的前端浸在营养液9中。
栽培槽20具备安装在距营养液9的上表面为规定高度的位置上的支承部件25。支承部件25支承向植物3喷洒营养液9的喷嘴26。营养液9被从泵P经由配管(未图示)向喷嘴26供给。进而，营养液9被从喷嘴26朝向植物3喷洒。喷洒出的营养液9朝向栽培槽20内储存的营养液9落下。
栽培槽20具备安装在其上端开口附近的地表面部23。地表面部23具有将植物3插入的贯通孔23a。在贯通孔23a与植物3之间，嵌入着培养基24。培养基24由海绵等具有柔软性且能够含有水分的材料构成。由此，植物3以将培养基24夹在贯通孔23a与植物3之间的状态被地表面部23支承。
(实施方式的水耕栽培装置的控制系统)
本实施方式的水耕栽培装置200具备分别检测多个栽培条件值X的检测部。多个检测部例如是气体环境温度传感器60等，它们的详细情况在后面叙述。栽培条件值X例如分别是植物3的栽培中的气体环境温度、气体环境湿度、气体环境二氧化碳浓度(以下，称作“气体环境CO2浓度”)、灌溉时间、灌溉间隔、照射光量、明期时间、暗期时间、水温、导电度(以下称作“EC(Electric Conductivity)值”)及pH值。栽培条件值X是与植物3的栽培有关的植物3的周边环境的物性值。关于栽培条件值X，只要是对植物3的CO2消耗量的增加或减少有作用的物性值，则使用上述物性值以外的任何物性值作为栽培条件值X都可以。
本实施方式的水耕栽培装置200具备测定CO2消耗量的作为测定部的CO2浓度传感器80。本实施方式的水耕栽培装置200具备控制部50。控制部50基于由气体环境温度传感器60等检测部检测出的栽培条件值X以及由CO2浓度传感器80测定出的表示CO2消耗量的信息，控制将栽培条件值X变更的设备。
CO2浓度传感器80在图1中设置在将植物3的叶1内包而设置的、实质上不具有通气性的袋19中。因此，CO2浓度传感器80检测袋19内的植物3的叶1周边的有限空间的CO2浓度。因而，只要袋19的体积被决定为特定值，则通过测定CO2浓度的每单位时间的变化量，就能够测定植物3的每单位时间的CO2消耗量AC。根据该图1所示的水耕栽培装置200，测定箱体100内的特定的1个植物3的CO2消耗量作为CO2消耗量AC的代表值。
在图1中，示出了检测一片叶1的周边空间的CO2浓度的大小的袋19，但也可以使用将1个植物3的多片叶1周边的气体环境内包的袋19。当袋19内的CO2被植物3耗尽，则植物3不能成长。因此，也可以通过将袋19定期地从植物3拆下，使袋19内的CO2浓度定期地恢复。此外，为了定期地使袋19内的二氧化碳浓度(以下称作“CO2浓度”)恢复，也可以在袋19中插入管，经由管向袋19内供给二氧化碳(以下称作“CO2”)。
在本实施方式中，设CO2消耗量AC为用规定时间内消耗的CO2消耗量除以规定时间而得到的值、即每单位时间的CO2消耗量。即，CO2消耗量AC是规定时间内的CO2消耗量的平均值。但是，关于CO2消耗量AC，只要能够将植物3的CO2消耗量彼此、即光合作用的量彼此进行比较，则也可以不是平均值。在本实施方式中，由于CO2消耗量AC是规定时间内的CO2消耗量的平均值，所以能够抑制由CO2浓度的瞬时性较大变动引起的CO2消耗量的测定值的较大变动。
在地表面部23安装着气体环境温度传感器60及湿度传感器70。气体环境温度传感器60及湿度传感器70分别测定箱体100内的植物3的周边空间的气体环境的温度及湿度。此外，在地表面部23上，设置有测定植物3的周边的照度的照度传感器65。
在栽培槽20的底面上，设置有测定营养液9的EC值的EC传感器95及测定营养液9的pH值的pH传感器98。此外，在栽培槽20的内侧面上，安装着测定水温即营养液9的温度的营养液温度传感器90。
综上所述，本实施方式的水耕栽培装置200具备气体环境温度传感器60、照度传感器65及湿度传感器70。本实施方式的水耕栽培装置200具备CO2浓度传感器80、营养液温度传感器90、EC传感器95及pH传感器98。由气体环境温度传感器60、照度传感器65及湿度传感器70分别检测出的信息被发送到后述的控制部50。由CO2浓度传感器80、营养液温度传感器90、EC传感器95及pH传感器98分别检测出的信息被发送到后述的控制部50。
本实施方式的水耕栽培装置200具备分别能够将上述的栽培条件值X的某1个变更的多个设备。这些设备是照明设备30、EC值变更材料投入设备35、空调机40、pH值变更材料投入设备45、泵P及锅炉B等。控制部50接受从上述多个传感器分别送来的栽培条件值X的信息，分别控制照明设备30、EC值变更材料投入设备35、空调机40、pH值变更材料投入设备45、泵P及锅炉B。
照明设备30具有设置在植物3的上方的LED(Light Emitting Diode)或荧光灯等光源。照明设备30的输出由控制部50控制，以将向植物3照射的光的照射时间及照度分别变更。空调机40设定在箱体100内的空间。空调机40用来变更箱体100内的植物3周边的气体环境的温度及湿度。为此，空调机40具备由控制部50控制的温风机、冷风机、加湿机及除湿机。
泵P将罐(未图示)内的营养液9向栽培槽20内供给。在本实施方式中，泵P设在箱体100的外侧，但泵P也可以设在箱体100的内侧。泵P由控制部50控制，以使得基于控制部50内的定时器的计时值，变更栽培槽20内的营养液9的灌溉时间及灌溉间隔。锅炉B由控制部50控制，从而将从罐(未图示)向泵P送入的营养液9加热，变更栽培槽20内的营养液9的温度。
EC值变更材料投入设备35由控制部50控制，由此调节将变更营养液9的EC值的导电性材料向营养液9投入的量。pH值变更材料投入设备45由控制部50控制，由此调节将变更营养液9的pH值的酸性材料或碱性材料向营养液9投入的量。EC值变更材料投入设备35及pH值变更材料投入设备45都安装于使泵P与供给管21连通的、图1中虚线所示的配管。
(实施方式的水耕栽培装置的其他例的构造)
如图2所示，在本实施方式的水耕栽培装置200的其他例中，地表面部23也可以构成为能够栽培多个植物3。在其他例中，地表面部23具有多个贯通孔23a。在多个贯通孔23a与多个植物3之间的各自的间隙中填充着培养基24。培养基24如上述那样，由海绵那样的具有柔软性和保水性的材料构成。
(实施方式的水耕栽培装置的其他例的控制系统)
图2所示的其他例的水耕栽培装置200，在CO2浓度传感器80设在地表面部23上以便测定箱体100内的整体的气体环境的CO2消耗量AC这一点上，与图1所示的一例的水耕栽培装置200不同。因而，根据图2所示的其他例的水耕栽培装置200，测定箱体100内的多个植物3的全部的CO2消耗量。箱体100由于将其内部空间和其外部空间隔断，所以CO2浓度不因箱体100的外部空气的影响而较大地变化。因此，在图2所示的其他例的水耕栽培装置200中，能够以某种程度的较高精度来测定箱体100内的多个植物3的整体的平均值的CO2消耗量AC。此外，在此情况下，只要预先掌握箱体100内的空间的体积，就能够根据该体积的值及测定出的CO2浓度的变化量计算CO2消耗量AC。
在测定多个植物3的CO2消耗量的情况下，也可以如图1所示的一例的水耕栽培装置200那样，检测将多个植物3各自的叶1内包的袋19内的叶1的周边的气体环境的CO2消耗量。在此情况下，也计算多个植物3的CO2消耗量的平均值作为CO2消耗量AC。
(实施方式的水耕栽培装置的一例及其他例的CO2消耗量的测定)
如图3所示，在本实施方式的一例及其他例的水耕栽培装置的任一个中，都将由CO2浓度传感器80检测出的CO2浓度的数据按时序地向控制部50发送。根据图3可知，CO2浓度在规定时间PT中变化了变化量ΔC。因而，控制部50通过每当经过规定时间PT就用CO2浓度的变化量ΔC除以规定时间PT，从而计算CO2消耗量AC。由此，防止因频繁发生气体环境中的CO2浓度的瞬时性变化而引起的、后述的控制部50的控制形态的瞬时性变更的频繁反复。
也可以代替由CO2浓度传感器80计测植物3周边的气体环境的CO2浓度在规定时间PT内的变化量ΔC，而由红外线气体分析计来计测植物3的叶1表面附近的CO2浓度在规定时间PT内的变化量ΔC。通过红外线气体分析计，测定植物3的叶1的一部分的CO2消耗量AC。这样，测定植物3的叶1的一部分的CO2消耗量AC的步骤也包含在本实施方式的测定植物3的每单位时间的CO2消耗量的步骤中。这是因为，如果能够将植物3的叶1的一部分的CO2消耗量AC彼此进行对比，则能够对比植物3的光合作用的量的增减。
红外线气体分析计是在例如植物3的叶1被置于设置计测用的试料的单元盒内的状态下、能够向该叶1照射红外线的装置。红外线气体分析计计测被植物3的叶1吸收了的红外线量。基于该计测结果，计测植物3的CO2浓度的变化量ΔC。这是因为，叶1周边的气体环境的CO2浓度在规定时间PT内的变化量ΔC对应于由叶1进行的光合作用的量而变化，此外，对应于由叶1进行的光合作用的量，叶1的红外线吸收量变化。即，红外线气体分析计是能够根据叶1的红外线吸收量间接地确定CO2浓度在规定时间PT内的变化量ΔC的装置。
通过红外性气体分析计，也与CO2浓度传感器80同样，能够非破坏性地测定植物3的CO2消耗量AC。作为搭载有该红外线气体分析计的植物光合作用综合解析系统，例如有由制品名LI－6400XT(LI－COR公司制)确定的装置。在此情况下，也可以将由红外线气体分析计计测出的CO2浓度在规定时间PT中的变化量ΔC的数据向控制部50发送，由控制部50计算CO2消耗量AC。另一方面，也可以由作业员掌握由红外线气体分析计计测出的CO2浓度在规定时间PT内的变化量ΔC，通过作业员的设备操作来变更栽培条件值X。
(CO2消耗量增加处理)
接着，使用图4，说明在上述的一例及其他例的水耕栽培装置200的控制部50中执行的CO2消耗量增加处理的一例。此外，使用图5，说明CO2消耗量增加处理的其他例。在图4中，控制部50执行步骤S11及S11A的处理，而在图5中，控制部50执行S11B的处理。仅这一点在图4所示的一例的CO2消耗量增加处理和图5所示的其他例的CO2消耗量增加处理中不同。
如图4所示，在步骤S1中，控制部50使用从CO2浓度传感器80发送来的CO2浓度的数据计算CO2消耗量的平均值。由此，得到第1CO2消耗量AC的测定结果。接着，在步骤S2中，控制部50设定用来变更栽培条件值X的规定值PV的初始值。初始值是正值ΔX及负值－ΔX的某个。栽培条件值X的初始值在后面详细地说明。
如图4所示，在步骤S3中，控制部50使用规定值PV的初始值(ΔX或－ΔX)，将上述的多个栽培条件值X中的某1个变更。栽培条件值X被变更为X+ΔX，或被变更为X－ΔX。栽培条件值X如上述那样，是气体环境温度、气体环境湿度、气体环境CO2浓度、灌溉时间、灌溉间隔、照射光量、明期时间、暗期时间、水温、EC值及pH值的某1个。通过该栽培条件值X的变更，植物3在与变更前的环境不同的变更后的环境下栽培。因而，通常，植物3的CO2消耗量AC变化。
作为栽培条件值X，以箱体100内部空间的气体环境温度为例而说明上述的步骤S3所示的栽培条件值X的变更步骤的具体方法。例如，在假设某个植物3的气体环境温度的初始值是20℃的情况下，植物3在气体环境温度为20℃的栽培条件下被栽培规定时间PT。测定规定时间PT内的植物3的CO2消耗量AC。该规定时间PT是能按植物3的每个种类而被变更的值，例如可以是1小时、1天或1周等任何值。
首先，在栽培条件值X是初始值的状态下，测定规定时间PT内的植物3的CO2消耗量AC。接着，将栽培条件值X变更规定值PV。规定值PV例如是能按植物3的每个种类而被变更的值，例如可以是±0.1℃、±0.5℃或±1℃等任何值。然后，测定变更后的栽培条件值X＝变更前的栽培条件值X+规定值PV的环境下的规定时间PT内的植物3的CO2消耗量AC。
结果，在栽培条件值X变更后的CO2消耗量AC比栽培条件值X变更前的CO2消耗量AC大的情况下，在变更后的栽培条件值X的环境下栽培植物3。在此情况下，如果设为规定值PV＝+1℃，则作为新的栽培条件值X的气体环境温度例如为21℃。另一方面，在栽培条件值X变更后的CO2消耗量AC比栽培条件值X变更前的CO2消耗量AC小的情况下，使用具有与上述规定值PV相同的绝对值但正负符号相反的规定值PV(＝－1℃)将栽培条件值X变更。结果，作为新的栽培条件值X的气体环境温度例如为19℃。
接着，在步骤S4中，控制部50判别变更后的栽培条件值X是否是预先决定的上限值UL以上。在步骤S4中，如果变更后的栽培条件值X是预先决定的上限值UL以上，则在步骤S5中，控制部50将变更后的栽培条件值X替换为上限值UL。在步骤S5的处理后，执行步骤S8的处理。
在步骤S4中，如果变更后的栽培条件值X比预先决定的上限值UL小，则在步骤S6中，控制部50判别变更后的栽培条件值X是否是下限值LL以下。在步骤S6中，如果变更后的栽培条件值X是预先决定的下限值LL以下，则在步骤S7中，控制部50将变更后的栽培条件值X替换为下限值LL。在步骤S7的处理后，执行步骤S8的处理。
根据图4所示的步骤S4～步骤S7的处理，栽培条件值X不会比上限值UL大，此外，不会比下限值LL小。上限值UL及下限值LL分别是适合于植物3的栽培的栽培条件值X的范围内的值的最大值及最小值。因此，防止栽培条件值X成为不适合于植物3的栽培的过大值或过小值。例如，防止植物3周边的气体环境温度成为不适合于植物3的栽培的过度高温或过度低温。
根据用来将栽培条件值X变更的设备的性能，有栽培条件值X必然成为从该上限值UL到下限值LL的范围内的值的情况。在此情况下，上述的步骤S4～S7的处理不是控制部50中应执行的必须的处理。即，步骤S4～S7的处理是能够根据需要而向本实施方式的水耕栽培装置200的一例的控制部50附加的处理。因而，在图5所示的实施方式的水耕栽培装置200的其他例中，虚线包围的步骤S4～步骤S7的处理也可以从CO2消耗量增加处理中去除。
如图4所示，接着，在步骤S8中，控制部50使用从CO2浓度传感器80发送来的CO2浓度的数据计算CO2消耗量。由此，测定第2CO2消耗量AC。具体而言，在步骤S9中，控制部50判别其内置的定时器所计时的时间是否经过了规定时间PT。该规定时间PT是从刚刚之前的栽培条件值X的变更起经过的时间。
在步骤S9中，在判定为没有经过规定时间PT的情况下，在步骤S8中，继续第2CO2消耗量AC的测定。即，重复由CO2浓度传感器80进行的CO2浓度的数据的取得。
在步骤S9中，在判定为经过了规定时间PT的情况下，在步骤S10中，控制部50用规定时间PT内的CO2浓度的变化量ΔC除以规定时间PT，计算多个CO2浓度的数据的平均值。由此，计算每单位时间的CO2消耗量作为第2CO2消耗量AC。
如图4所示，在步骤S11中，控制部50判别第2CO2消耗量AC是否是第1CO2消耗量AC以上。在步骤S11中，如果第2CO2消耗量AC比第1CO2消耗量AC小，则在步骤S12中，控制部50将规定值PV的正负符号替换。即，控制部50视为由于栽培条件X的变更而CO2消耗量AC减少，将栽培条件值X的增加和栽培条件值X的减少进行替换。在步骤S12的处理后，控制部50执行步骤S13的处理。
另一方面，在步骤S11中，有控制部50判定为第2CO2消耗量AC是第1CO2消耗量AC以上的情况。在此情况下，在步骤S11A中，判别第1CO2消耗量AC和第2CO2消耗量AC是否相同。即，控制部50判别是否没有由栽培条件值X的变更引起的CO2消耗量AC的变化。
在步骤S11A中，在判定为第1CO2消耗量AC与第2CO2消耗量AC相同的情况下，控制部50在步骤S2的处理中再次执行将规定值PV设定为初始值的处理。另一方面，在步骤S11A中，在判定为第1CO2消耗量AC与第2CO2消耗量AC不相同的情况下，控制部50不执行步骤S12的处理而执行步骤S13的处理。即，控制部50视为由于栽培条件X的变更而CO2消耗量AC增加，执行用来继续使栽培条件值X增加或减少的控制的处理。
然后，在步骤S13中，将第2CO2消耗量AC替换为第1CO2消耗量AC，并将第2CO2消耗量AC复位。在下次的步骤S8中新测定出的CO2消耗量AC成为第2CO2消耗量AC。
在步骤S14中，控制部50判别植物3的栽培是否已结束。植物3的栽培是否已结束根据作业员是否将用来使水耕栽培装置200驱动的开关设定成OFF来判别。在步骤S14中，控制部50如果判定为植物3的栽培已结束，则CO2消耗量增加处理结束。在步骤S14中，控制部50如果判定为植物3的栽培没有结束，则控制部50再次执行步骤S3的处理。
(第1CO2消耗量AC与第2CO2消耗量AC相同的情况)
上述的第1CO2消耗量AC与第2CO2消耗量AC相同的情况可以不仅仅是第1CO2消耗量AC和第2CO2消耗量AC为完全一致的数值的情况。在上述的第1CO2消耗量AC与第2CO2消耗量AC相同的情况中，也可以包括第1CO2消耗量AC与第2CO2消耗量AC的差异为某种程度的范围内的情况。由此，在由栽培条件值X的变更引起的CO2消耗量AC的增加或减少的程度较低的情况下，能够进行后述的用于降低由水耕栽培装置消耗的电力的处理。
(栽培条件值的初始值)
上述的规定值PV的初始值的正负符号被预先决定，以使得通过变更栽培条件值X，水耕栽培装置200为了栽培植物3而消耗的电力量降低。
在栽培条件值X是气体环境温度的情况下，如果降低空调机40的制冷制热机的输出，则水耕栽培装置200消耗的电力降低。因此，在此情况下，初始值根据用来使空调机40的输出降低的控制方式而被决定为正值ΔX及负值－ΔX的某个。例如，在制冷运转中，如果使气体环境温度上升而降低空调机40的输出，则空调机40的制冷机的消耗电力降低。因而，在制冷运转中，用来变更气体环境温度的规定值PV的初始值是正值ΔX。例如，在制热运转中，如果使气体环境温度降低而降低空调机40的输出，则空调机40的制热机的消耗电力降低。在制热运转中，用来变更气体环境温度的规定值PV的初始值可以是负值－ΔX。即，用来变更气体环境温度的规定值PV的初始值的正负可以在制冷运转和制热运转中相反。
在栽培条件值X是气体环境湿度的情况下，如果降低空调机40的运转中的加湿机或除湿机的输出，则水耕栽培装置200消耗的电力降低。因此，在此情况下，初始值根据用来使空调机40的运转中的加湿机或除湿机的输出降低的控制方式而被决定为正值ΔX及负值－ΔX的某个。例如，在加湿运转中，如果使气体环境湿度下降而降低空调机40的加湿机的输出，则空调机40的加湿机的消耗电力降低。因而，在加湿运转中，用来变更气体环境湿度的规定值PV的初始值是负值－ΔX。例如，在除湿运转中，如果使气体环境湿度上升而降低空调机40的除湿机的输出，则空调机40的除湿机的消耗电力被降低。因而，在除湿运转中，用来变更气体环境湿度的规定值PV的初始值是正值ΔX。即，规定值PV的初始值的正负在加湿运转和除湿运转中可以相反。
在栽培条件值X是灌溉时间的情况下，如果整体的泵P的驱动时间变短，则水耕栽培装置200消耗的电力降低。因此，用来变更灌溉时间的规定值PV的初始值被决定为负值－ΔX。
在栽培条件值X是灌溉间隔的情况下，如果整体的泵P的驱动期间彼此之间的间隔、即泵P的暂时停止时间变长，则水耕栽培装置200消耗的电力降低。因此，用来变更灌溉间隔的规定值PV的初始值被决定为正值ΔX。
在栽培条件值X是水温、即营养液9的温度的情况下，如果使水温即营养液9的温度下降而降低锅炉B的输出，则水耕栽培装置200消耗的电力降低。因此，用来变更营养液9的温度(水温)的规定值PV的初始值被决定为负值－ΔX。但是，在设有用来使营养液9的温度下降的冷冻机的情况下，为了降低冷冻机的输出，需要以使营养液9的温度上升的方式将冷冻机运转。因而，在此情况下，用来变更水温的规定值PV的初始值被决定为正值ΔX。
在栽培条件值X是由照明设备30向植物3照射的光的量、即照射光量的情况下，如果照明设备30的点亮时间变短，则水耕栽培装置200消耗的电力降低。因此，用来变更照射光量的规定值PV的初始值被决定为负值－ΔX。
在栽培条件值X是由照明设备30向植物3照射光的期间、即明期时间的情况下，如果明期时间变短，则水耕栽培装置200的消耗电力降低。因此，用来变更明期时间的规定值PV的初始值被决定为负值－ΔX。
在栽培条件值X是没有由照明设备30向植物3照射光的期间、即暗期时间的情况下，如果暗期时间变长，则水耕栽培装置200的消耗电力降低。因此，用来变更暗期时间的规定值PV的初始值被决定为正值ΔX。
有栽培条件值X是气体环境CO2浓度、EC值及pH值的某1个的情况。在该情况的任一种中，为了降低由水耕栽培装置200消耗的电力，都需要降低能够变更某1个栽培条件值X的设备的输出。因而，规定值PV的初始值被决定为正值ΔX或负值－ΔX，以使能变更栽培条件值X的设备的输出降低。但是，在如果变更栽培条件值X则必定消耗电力增加的情况下，不能变更栽培条件值X。因此，能够实现消耗电力的降低的栽培条件值X仅是特定的物性值。
(其他例的CO2消耗量增加处理)
使用图4说明的步骤S11及S11A的处理也可以替换为图5所示的步骤11B。即，也可以不进行图4所示的步骤S11A。具体而言，也可以不进行判别第2CO2消耗量AC是否与第1CO2消耗量AC相同的处理。在此情况下，如图5所示，在步骤S11B中，控制部50判别第2CO2消耗量AC是否比第1CO2消耗量AC大。
在图5所示的S11B中，在第2CO2消耗量AC比第1CO2消耗量AC大的情况下，控制部50在步骤S13中将第2CO2消耗量替换为第1CO2消耗量，将第2CO2消耗量复位。另一方面，在S11B中，在第2CO2消耗量AC比第1CO2消耗量AC小或第2CO2消耗量AC与第1CO2消耗量AC相同的情况下，控制部50在步骤S12中将规定值PV的正负符号替换。
但是，在图5所示的步骤S11B中，控制部50也可以判别第2CO2消耗量AC是否是第1CO2消耗量AC以上。在此情况下，在图5所示的S11B中，有第2CO2消耗量AC与第1CO2消耗量AC相同的情况。在此情况下，控制部50不执行将规定值PV的正负变更的步骤S12，在步骤S13中，将第2CO2消耗量替换为第1CO2消耗量，将第2CO2消耗量复位。
通过上述图5所示的步骤11B的处理，也能够判别由于将栽培条件值X变更了规定值PV(＝ΔX或－ΔX)而CO2消耗量AC增加了还是减少了。
(控制部以外执行的水耕栽培方法)
在上述的本实施方式的水耕栽培方法中，变更步骤S3、测定步骤S8～S10及判别步骤S11、S11A或S11B都由上述水耕栽培装置200的控制部50进行。但是，上述的变更步骤S3、测定步骤S8～S10及判别步骤S11、S11A或S11B都可以不是由控制部50而是由作业员进行。本实施方式的水耕栽培方法也可以不将步骤S1～S14的全部步骤用机械装置执行。本实施方式的水耕栽培方法可以将一部分的步骤由作业员执行。
(实施方式的水耕栽培的优点)
根据以上的本实施方式的水耕栽培装置200，能够自动地选择能够将CO2消耗量AC最优化的栽培条件值X来栽培植物3。结果，根据本实施方式的水耕栽培装置200，能够在植物3的整个成长时期中维持能够使植物3、特别是其根(地下部7)的栽培效率提高的栽培条件值。
通常，促进植物3的地下部、例如根(地下部7)的成长的栽培条件值X对应于植物3的成长阶段而变化。为了应对该变化，本实施方式的水耕栽培装置200，每当经过规定期间PT，就重复将栽培条件值X重新设定为对于植物3的成长更好的值。由此，根据本实施方式的水耕栽培装置200，能够在整个栽培期间中将植物3的栽培条件值X持续地维持为更适当的值。
(本实施方式的水耕栽培方法及水耕栽培装置的目的)
上述专利文献1及2都没有公开在使CO2消耗量增加的同时、怎样将栽培条件值维持为其上限值与下限值之间的范围内的值。因此，在某种情况下，根据专利文献1及2所公开的技术，植物的栽培条件值例如温度有可能被变更为对于植物的成长不适合的程度的值。即，无法很细致地管理植物的水耕栽培。
此外，在其他情况下，例如，根据上述专利文献1及2所公开的技术，植物的栽培条件值有可能被变更为从节能化的观点来看不适当的值。即，有可能仅重视使CO2消耗量增加而栽培植物的水耕栽培装置的消耗电力不必要地变大。在此情况下，也无法很细致地管理植物的水耕栽培的栽培条件值。
(本实施方式的水耕栽培方法及装置的特征以及由此得到的效果)
为了达到上述目的，提出了本实施方式的水耕栽培方法及水耕栽培装置。以下，对本实施方式的水耕栽培方法及水耕栽培装置的特征以及通过该特征得到的效果进行说明。
(本实施方式的水耕栽培方法的前提)
本实施方式的水耕栽培方法如图4及图5所示，具备以下的步骤。
本实施方式的水耕栽培方法是1个或2个以上的植物3的水耕栽培方法。实施方式的水耕栽培方法具备将对于1个或2个以上的植物3的CO2消耗量的增加及减少有作用的栽培条件值X变更规定值PV(＝ΔX或－ΔX)的变更步骤S3。本实施方式的水耕栽培方法具备测定1个或2个以上的植物3的每单位时间的CO2消耗量AC的测定步骤S8～S10。
在本实施方式的水耕栽培方法中，将通过变更步骤S3的前后的测定步骤S8～S10得到的CO2消耗量AC彼此比较。由此，在判别步骤S11、S11A或S11B中，判别起因于变更步骤S3而CO2消耗量AC是增加了还是减少了。
在判别步骤S11、S11A或S11B中，有判定为CO2消耗量AC增加的情况。在此情况下，使用在判别步骤S11、S11A或S11B之前的变更步骤S3中使用的规定值PV(＝ΔX或－ΔX)，执行判别步骤S11、S11A或S11B之后的变更步骤S3。
此外，在判别步骤S11、S11A或S11B中，有判定为CO2消耗量AC减少的情况。在此情况下，使用与在判别步骤S11、S11A或S11B之前的变更步骤S3中使用的规定值PV(＝ΔX或－ΔX)正负符号相反的规定值PV(＝－ΔX或ΔX)。由此，执行判别步骤S11、S11A或S11B之后的变更步骤S3。
栽培条件值X可以是气体环境温度、气体环境湿度、气体环境CO2浓度、灌溉时间、灌溉间隔、照射光量、明期时间、暗期时间、水温、EC值及pH值中的某1个。在变更步骤S3中，可以将上述的栽培条件值X中的某1个变更。
根据具备以上的前提条件的方法，能够尽可能维持使植物3的CO2消耗量AC增加的栽培条件而将植物3进行水耕栽培。以下，说明实施方式的水耕栽培方法的特征。
(1)在实施方式的水耕栽培方法中，如图4及图5所示，有在变更步骤S3中使用规定值ΔX变更后的值是预先决定的上限值UL以上的情况。在此情况下，将栽培条件值X置换为上限值UL。另一方面，有在变更步骤S3中使用规定值－ΔX变更后的值是预先决定的下限值LL以下的情况。在此情况下，将栽培条件值X替换为下限值LL。
根据上述方法，即使将栽培条件值X变更以使植物3的CO2消耗量AC增加，栽培条件值X也不会成为上限值UL到下限值LL的范围以外的值。即，栽培条件值X被维持为对植物3的栽培适当的范围内的值。因而，能够在尽可能维持使植物3的CO2消耗量AC增加的栽培条件的同时、在适当的栽培条件值X的周边环境下将植物3进行水耕栽培。
另外，上述的“将栽培条件值替换为上限值”以及“变更后的值将栽培条件值替换为下限值”的用语分别表示，“作为栽培条件值而使用上限值”以及“作为栽培条件值而使用下限值”。此外，所谓上述的与规定值正负符号相反的规定值，相互的绝对值既可以相同也可以不同。
(2)在实施方式的水耕栽培方法中，如图4所示，在判别步骤S11、S11A中，还判别是否起因于变更步骤S3而CO2消耗量AC发生了变化。此时，有判定为即使将栽培条件值X变更了规定值ΔX或－ΔX、CO2消耗量AC也没有变化的情况。在此情况下，使用规定值PV(＝ΔX或－ΔX)以及与该规定值PV(＝ΔX或－ΔX)正负符号相反的规定值PV(＝－ΔX或ΔX)中的一方的值(步骤S12)。即，使用一方的值，执行判别步骤S8～S10之后的变更步骤S3。上述一方的值是起因于变更步骤S3而在1个或2个以上的植物3的栽培中需要的电力消耗量W降低的值。
在上述方法中，在即使将栽培条件值X变更、植物3的CO2消耗量AC也没有变化的情况下，不知道是使栽培条件值X增加好还是减少好。在此情况下，将栽培条件值X使用能够使植物3的消耗电力减少的规定值进行变更。因此，根据上述方法，能够在尽可能维持使植物3的CO2消耗量AC增加的栽培条件的同时、实现电力消耗量W的降低。但是，栽培条件值X选择通过其增加或减少而能够使消耗电力量W降低的值。
上述的规定值的初始值可以是上述一方的值。由此，在水耕栽培的开始必定试图电力消耗量W的降低，所以节电效果提高。
如图5所示，在判别步骤S11B中，也可以不判别是否由于将栽培条件值X变更了规定值PV(＝ΔX或－ΔX)而CO2消耗量AC发生了变化。由此，水耕栽培装置200的控制简略化。在此情况下，也有即使将栽培条件值X变更规定值PV(＝ΔX或－ΔX)、CO2消耗量AC也没有变化的情况。在此情况下，在下次的变更步骤S3中，可以使用规定值ΔX及与规定值PV(＝ΔX或－ΔX)正负符号相反的规定值PV(＝－ΔX或ΔX)的任一个来变更栽培条件值X。
如图5所示，为了使控制简略化，在判别步骤S11B中，可以不判别是否由于将栽培条件值X变更了规定值PV(＝ΔX或－ΔX)而CO2消耗量AC发生了变化。在此情况下，有即使将栽培条件值X变更规定值PV(＝ΔX或－ΔX)、CO2消耗量AC也没有变化的情况。在此情况下，在下次的变更步骤S3中，可以使用规定值PV(＝ΔX或－ΔX)及与规定值PV(＝ΔX或－ΔX)正负符号相反的规定值PV(＝－ΔX或ΔX)的任一个来变更栽培条件值X。
(3)在实施方式的水耕栽培方法中，1个或2个以上的植物3可以在将1个或2个以上的植物3整体以密闭的方式包围的箱体100内的空间中栽培。在此情况下，在测定步骤S8～S10中，可以基于箱体100内的空间中的CO2浓度在规定时间PT中的变化量ΔC来计算CO2消耗量AC。
根据上述方法，与在没有被密闭的空间中测定CO2消耗量AC的情况相比，容易正确地测定CO2消耗量AC。
(4)在测定步骤S8～S10中，可以基于1个或2个以上的植物3的1个或2个以上的叶1的周围的密闭空间中的CO2浓度在规定时间PT中的变化量ΔC来计算CO2消耗量AC。
根据上述方法，与在没有被密闭的更大的空间中测定CO2消耗量AC的情况相比，容易正确地测定CO2消耗量AC。
叶1的周围的密闭空间可以是不包含茎2而仅将叶1包含在袋19等部件内的空间。此外，叶1的周围的密闭空间也可以是将叶1和茎2包含在袋19等部件内的空间。该部件优选具有柔软性，但并不限于具有柔软性的部件。
(本实施方式的水耕栽培装置的前提)
本实施方式的水耕栽培装置如图4及图5所示，具备以下的结构。
本实施方式的水耕栽培装置200是1个或2个以上的植物3的水耕栽培装置。本实施方式的水耕栽培装置200具备将栽培条件值X变更规定值PV(＝ΔX或－ΔX)的变更部(步骤S3)。本实施方式的水耕栽培装置200具备测定1个或2个以上的植物3的每单位时间的CO2消耗量AC的测定部(步骤S8～S10)。
在本实施方式的水耕栽培装置200中，在变更部(步骤S3)的变更前后由测定部(步骤S8～S10)进行测定得到的CO2消耗量AC彼此被进行比较。由此，在判别部(步骤S11、S11A或S11B)中，判别起因于变更部的变更而CO2消耗量AC是增加了还是减少了。
在判别部中判定为CO2消耗量AC增加了的情况下，使用在判别部的判定之前在变更部的变更中使用的规定值PV(＝ΔX或－ΔX)，执行判别部的判定后的变更部的变更。此外，有在判别部中判定为CO2消耗量AC减少了的情况。在此情况下，使用与在判别部的判定前在变更部的变更中使用的规定值PV(＝ΔX或－ΔX)正负符号相反的规定值PV(＝－ΔX或ΔX)。由此，执行判别部的判定后的变更部的变更。
栽培条件值X可以是气体环境温度、气体环境湿度、气体环境CO2浓度、灌溉时间、灌溉间隔、照射光量、明期时间、暗期时间、水温、EC值及pH值中的任1个。在变更部中，可以将上述栽培条件值X中的任1个变更。
根据具备以上的前提条件的水耕栽培装置，能够在尽可能维持使植物3的CO2消耗量AC增加的栽培条件的同时将植物3进行水耕栽培。
(1)在本实施方式的水耕栽培装置200中，有在变更部中使用规定值PV(＝ΔX或－ΔX)变更后的栽培条件值X是预先决定的上限值UL以上的情况。在此情况下，将栽培条件值X替换为上限值UL。另一方面，有在变更部中使用规定值PV(＝ΔX或－ΔX)变更后的栽培条件值X是预先决定的下限值LL以下的情况。在此情况下，将栽培条件值X替换为下限值LL。
根据上述结构，能够在尽可能维持使植物3的CO2消耗量AC增加的栽培条件的同时、在适当的栽培条件值X的周边环境下将植物3水耕栽培。
(2)在实施方式的水耕栽培装置200中，在判别部(步骤S11、S11A)中，还判别是否由于将栽培条件值X变更了规定值PV(＝ΔX或－ΔX)而CO2消耗量AC发生了变化。此时，有判定为即使将栽培条件值X变更规定值PV、CO2消耗量AC也没有变化的情况。在此情况下，使用规定值PV(＝ΔX或－ΔX)及与该规定值PV(＝ΔX或－ΔX)正负符号相反的规定值PV(＝－ΔX或ΔX)中的一方的值。使用该一方的值，执行判别部的判别后的变更部的变更。上述一方的值是起因于变更部的变更、在1个或2个以上的植物3的栽培中需要的电力消耗量W降低的值。
根据上述结构，能够在尽可能维持使植物3的CO2消耗量AC增加的栽培条件的同时实现电力消耗量W的降低。但是，栽培条件值X选择通过其增加或减少而消耗电力量W能够降低的值。
另外，上述实施方式是本发明的一例。因此，本发明并不限定于上述实施方式，在该实施方式以外，只要是不脱离有关本发明的技术思想的范围，就当然能够根据设计等进行各种各样的变更。
本申请主张基于2014年6月30日提出的日本申请的特愿2014－134274号的优先权，这里援引其全部记载内容。
标号说明
3 植物
19 袋
30 照明设备
35 EC值变更材料投入设备
40 空调机
45 pH值变更材料投入设备
50 控制部
60 气体环境温度传感器
65 照度传感器
70 湿度传感器
80 CO2浓度传感器
90 营养液温度传感器
95 EC传感器
98 pH传感器
100 箱体
200 水耕栽培装置
P 泵
B 锅炉

Claims (4)

1.一种水耕栽培方法，是1个或2个以上的植物的水耕栽培方法，其特征在于，
具备：
变更步骤，将对上述1个或2个以上的植物的CO2消耗量的增加及减少有作用的栽培条件值变更规定值；
测定步骤，测定上述1个或2个以上的植物的每单位时间的CO2消耗量；以及
判别步骤，将通过上述变更步骤的前后的上述测定步骤得到的上述CO2消耗量彼此进行比较，由此判别起因于上述变更步骤而上述CO2消耗量是增加了还是减少了；
在上述判别步骤中判定为上述CO2消耗量增加了的情况下，使用在上述判别步骤之前的上述变更步骤中使用的上述规定值，执行上述判别步骤之后的上述变更步骤；
在上述判别步骤中判定为上述CO2消耗量减少了的情况下，使用与在上述判别步骤之前的上述变更步骤中使用的上述规定值正负符号相反的规定值，执行上述判别步骤之后的上述变更步骤；
在上述判别步骤中，将通过上述变更步骤的前后的上述测定步骤得到的上述CO2消耗量彼此进行比较，由此还判别是否起因于上述变更步骤而上述CO2消耗量发生了变化；
在上述判别步骤中判定为上述CO2消耗量没有变化的情况下，使用上述规定值以及与上述规定值正负符号相反的规定值中的、将上述1个或2个以上的植物的栽培所需要的电力消耗量降低的一方的值，执行上述判别步骤之后的上述变更步骤。
2.如权利要求1所述的水耕栽培方法，其特征在于，
上述1个或2个以上的植物栽培在将上述1个或2个以上的植物的整体密闭地包围的箱体内的空间中；
在上述测定步骤中，基于上述箱体内的空间中的CO2浓度在规定时间中的变化量，计算上述CO2消耗量。
3.如权利要求1所述的水耕栽培方法，其特征在于，
在上述测定步骤中，基于上述1个或2个以上的植物的1个或2个以上的叶的周围的密闭空间中的CO2浓度在规定时间中的变化量，计算上述CO2消耗量。
4.一种水耕栽培装置，是用于1个或2个以上的植物的水耕栽培装置，其特征在于，
具备：
变更部，将对上述1个或2个以上的植物的CO2消耗量的增加及减少有作用的栽培条件值变更规定值；
测定部，测定上述1个或2个以上的植物的每单位时间的CO2消耗量；以及
判别部，将在上述变更部的变更的前后通过上述测定部的测定而得到的上述CO2消耗量彼此进行比较，由此判别起因于上述变更部的变更而上述CO2消耗量是增加了还是减少了；
在上述判别部中判定为上述CO2消耗量增加了的情况下，使用在上述判别部进行判定前在上述变更部的变更中使用的上述规定值，执行在上述判别部进行判定后由上述变更部进行的变更；
在上述判别部中判定为上述CO2消耗量减少了的情况下，使用与在上述判别部进行判定前在上述变更部的变更中使用的上述规定值正负符号相反的规定值，执行在上述判别部进行判定后由上述变更部进行的变更；
在上述判别部中，将在上述变更部的变更的前后通过上述测定部的测定而得到的上述CO2消耗量彼此进行比较，由此还判别是否起因于上述变更部的变更而上述CO2消耗量发生了变化；
在上述判别部中判定为上述CO2消耗量没有变化的情况下，使用上述规定值以及与上述规定值正负符号相反的规定值中的、将上述1个或2个以上的植物的栽培所需要的电力消耗量降低的一方的值，执行在上述判别部进行判别后由上述变更部进行的变更。
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