JP2015173653A - Supply control method of watering in plant cultivation, and controller of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、灌水の供給制御方法及び灌水のコントローラに関する。特に、植物栽培の高生産のための植物体の地下部および地上部の両環境管理型灌水の供給方法及び灌水のコントローラに関する。 The present invention relates to an irrigation supply control method and an irrigation controller. In particular, the present invention relates to a method for supplying both environmentally controlled irrigation for both underground and aboveground parts of a plant for high production of plant cultivation, and an irrigation controller.
これまでの植物栽培は、特にトマトなどの果菜類の栽培において、立ち枯れ・根腐れ・尻腐れ・裂果、更には耐病性劣化などの問題を抱えていた。そのため、これまで、品種改良や栽培技術などの様々な方法によって、これら問題の解決が試みられている。 Until now, plant cultivation has had problems such as withering, root rot, buttocks rot, tears, and disease resistance degradation, especially in the cultivation of fruit vegetables such as tomatoes. For this reason, attempts have been made to solve these problems by various methods such as breed improvement and cultivation techniques.
しかし、現実には根本的な解決には至っておらず、これら諸問題を解決可能な栽培技術などの対策が求められている。 However, in reality, no fundamental solution has been reached, and measures such as cultivation techniques that can solve these problems are required.
ここで、その植物体の多くの生命維持は、光をエネルギー原として、二酸化炭素(以下CO2という)と水を吸収することで、炭水化物を合成する生化学反応である光合成によって行われている。そして、光・CO2・水は、この光合成の三大要素として知られている。具体的には、光は、主に、植物体の葉面で受光され、CO2は植物体の葉面(多くが葉の裏面側)に点在する気孔内に吸収され、そして水は土壌溶液として、根から吸収される。 Here, many life support of the plant body is performed by photosynthesis which is a biochemical reaction that synthesizes carbohydrates by absorbing carbon dioxide (hereinafter referred to as CO 2 ) and water using light as an energy source. . Light, CO 2 and water are known as the three major elements of this photosynthesis. Specifically, light is mainly received by the leaves of the plant body, CO 2 is absorbed in the pores scattered on the leaves of the plant body (mostly the back side of the leaves), and the water is soil As a solution, it is absorbed from the roots.
このことから、従来の植物栽培では、単純に、光とCO2は植物体の葉とそこに点在する気孔が属する地上部環境として、また、水は植物体の根が属する地下部環境として、各々個別に扱われて来た。従って、従来の植物栽培における、土壌への灌水方法は、土壌水分の過不足のみの概念で管理され、実行されている。 From this, in conventional plant cultivation, light and CO 2 are simply the ground environment to which the leaves of the plant body and the pores scattered there belong, and water is the underground environment to which the root of the plant body belongs. Each has been treated individually. Therefore, the conventional irrigation method for plant cultivation is managed and executed based on the concept of excess or deficiency of soil moisture.
たとえば、非特許文献1によれば、施設内で栽培されたトマトの吸水量のうち、95%以上が蒸散に使われていたと報告されている。なお、「蒸散」とは、水が植物体から大気中に蒸発する現象をいい、植物の地上部から大気中へ水蒸気が放出される現象をいう。蒸散の大部分は葉の裏側で起こるが、これは、蒸散の行われる気孔が裏側に集中しているためで、葉の表側や茎、花、果実においても見られる現象である。 For example, according to Non-Patent Document 1, it is reported that 95% or more of the water absorption amount of tomatoes cultivated in the facility was used for transpiration. “Transpiration” refers to a phenomenon in which water evaporates from a plant body to the atmosphere, and a phenomenon in which water vapor is released from the above-ground part of the plant to the atmosphere. Most of the transpiration occurs on the back side of the leaves, which is because the pores where transpiration occurs are concentrated on the back side, and this phenomenon is also observed on the front side of the leaves, stems, flowers and fruits.
更に、非特許文献2によれば、気孔を開かせるという意味で、湿度(以下、適宜「飽差」という)管理は極めて重要であるが、わが国の施設栽培でCO2施肥の効果がしばしば確認できないのは、湿度管理ができていないことが原因であると報告されている。更に、非特許文献2によれば、また、気孔を開かせるのに適した「飽差」は3〜5g/m3とされている。更にわが国の栽培ハウスで測定した結果では、特に冬季に異常乾燥注意報が発令されているような気象条件では、ハウス内の湿度もかなり低くなっており、気温や光強度は十分な状態であっても、飽差が大きいために気孔は閉じている可能性が高いと報告されている。 Furthermore, according to Non-Patent Document 2, the management of humidity (hereinafter referred to as “saturation” as appropriate) is extremely important in terms of opening the pores, but the effect of CO 2 fertilization is often confirmed in the facility cultivation in Japan. It is reported that the reason why it is not possible is that humidity control is not possible. Further, according to Non-Patent Document 2, the “saturation” suitable for opening the pores is 3 to 5 g / m 3 . Furthermore, the results of measurements at Japanese cultivation houses showed that the humidity in the house was quite low, especially in weather conditions where abnormal dry warnings were issued in winter, and the temperature and light intensity were in a satisfactory state. However, it is reported that there is a high possibility that the pores are closed due to the large saturation.
このように、気孔の役割は、CO2を吸収すると共に、蒸散という重要な作用を行うためにある。この蒸散による作用から、植物体内の水分の流れが根から葉まで生じ、外部(土壌)から植物体の根への水の吸収が行われることになる。 Thus, the role of the pores is to absorb CO 2 and perform an important function of transpiration. From the effect of this transpiration, the flow of water in the plant body occurs from the root to the leaf, and water is absorbed from the outside (soil) to the root of the plant body.
しかし、従来の植物栽培では、土壌水分の過不足に重点を置いた灌水が行われている。近年では、非特許文献1及び2のように、地上部環境の管理が注目され実施され始めるも、土壌水分の過不足については考慮されていない。また、土壌水分と地上部環境による蒸散等の作用からくる水分吸収の連関については十分に考慮されていない。その結果、立ち枯れ・根腐れ・尻腐れ・裂果、更には耐病性劣化などの問題が生じやすく、植物体の生育を妨げている。 However, in conventional plant cultivation, watering is performed with emphasis on excess and deficiency of soil moisture. In recent years, as in Non-Patent Documents 1 and 2, management of the terrestrial environment has started to be noticed and implemented, but the excess or deficiency of soil moisture is not considered. In addition, the relation between moisture absorption resulting from soil moisture and transpiration due to the above-ground environment has not been sufficiently considered. As a result, problems such as withering, root rot, buttocks rot, tearing, and disease resistance deterioration are likely to occur, which hinders plant growth.
したがって、植物栽培における土壌水分(養液も含め)の供給の実行には、気孔の開閉状態の把握が重要といえるところ、これまでの植物栽培では十分な取り組みがなされていない。 Therefore, it can be said that grasping the open / closed state of the pores is important for the execution of the supply of soil moisture (including nutrient solution) in plant cultivation, but sufficient efforts have not been made in plant cultivation so far.
なお、上記非特許文献の他に、従来の灌水方法として、タイマーによって、時間軸のみの概念で土壌へ供給し、その土壌水分がある程度一定水分値を維持する灌水方法が行われている(特許文献1)。しかし、当該特許文献1の灌水方法では、土壌や植物の関係知識や栽培経験に大きく左右されるものであり、植物体に対してではなく、土壌水分といった地下部環境のみに管理の重点が置かれるものであった。そのため、適切な灌水のタイミング及び灌水量を制御し難いものであった。 In addition to the above non-patent literature, as a conventional irrigation method, there is a irrigation method in which a soil is supplied to soil by a concept of only a time axis and the soil moisture maintains a certain moisture value to some extent (patent) Reference 1). However, the irrigation method of Patent Document 1 is greatly affected by knowledge and cultivation experience of soil and plants, and management is focused not on plants but on underground environments such as soil moisture. It was to be. For this reason, it is difficult to control the proper timing and amount of irrigation.
更に、上記特許文献1には、水分センサーによって予め設定した水分値を下回らないように土壌へ供給し、その土壌水分が一定水分値を維持する灌水方法が行われている。しかし、特許文献1の灌水方法では、知識や経験に左右される要因は緩和されるものの、土壌と植物の関係に大きく左右される。更に、植物体に対してではなく、土壌水分といった地下部環境のみに管理の重点が置かれるものであった。そのため、適切な灌水のタイミング及び灌水量を制御し難いものであった。 Further, Patent Document 1 discloses a irrigation method in which water is supplied to soil so as not to fall below a preset moisture value by a moisture sensor, and the soil moisture maintains a constant moisture value. However, in the irrigation method of Patent Document 1, factors that are influenced by knowledge and experience are alleviated, but greatly depend on the relationship between soil and plants. Furthermore, the emphasis of management was placed not on plants but only on the underground environment such as soil moisture. For this reason, it is difficult to control the proper timing and amount of irrigation.
更に、従来の灌水方法として、日射量と葉面積指数(LAI)に応じて、灌水量を自動的に定めて土壌へ供給し、葉面積に灌水量の根拠を求める灌水方法が行われている(非特許文献3)。しかし、当該非特許文献3の灌水方法では、灌水量を所定量に制限できるものの、土壌の物理性に関しての具体的な定量性がなく、土壌水分状態は不明確である。更に、非特許文献3の灌水方法では、所定量の灌水量を定めるものの、その供給タイミングは地上部環境のみとなっている。更に、植物体を考慮するものの、一部の概観に対する理想土壌水分要求量となっている。そのため、非特許文献3の灌水方法では、適切な灌水のタイミング及び灌水量を制御し難いものであった。
Furthermore, as a conventional irrigation method, an irrigation method for automatically determining the irrigation amount according to the solar radiation amount and the leaf area index (LAI) and supplying it to the soil and obtaining the basis of the irrigation amount in the leaf area has been performed. (Non-Patent Document 3). However, in the irrigation method of Non-Patent
このように、いずれの植物栽培における灌水の供給方法及び灌水装置においても、植物体の属する地下部環境及び地上部環境の其々を独立に管理するものであるため、植物体に対して、適切な灌水のタイミング及び灌水量を制御するものではなく、適切な灌水を行うための改良が望まれる。 Thus, in any irrigation supply method and irrigation device in plant cultivation, since each of the underground environment and the above-ground environment to which the plant belongs is managed independently, it is appropriate for the plant body. It is not intended to control the timing and amount of irrigation, and an improvement for appropriate irrigation is desired.
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、植物栽培の高生産のための、灌水のタイミング及び灌水量を制御する、植物栽培における灌水の供給方法及びそのコントローラを提供することにある。特に、植物体の地下部および地上部の両環境管理型の、植物栽培における灌水の供給方法及びそのコントローラを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and the problem is that a method for supplying irrigation in plant cultivation, which controls the timing and amount of irrigation for high production of plant cultivation, and It is to provide the controller. In particular, an object of the present invention is to provide a method for supplying irrigation and a controller thereof in plant cultivation, which are both environmentally managed under the plant and above the ground.
本発明において、以下の灌水の供給制御方法及び灌水コントローラが提供される。 In the present invention, the following irrigation supply control method and irrigation controller are provided.
[1] 植物栽培における灌水の供給制御方法において、地上部の気温および湿度を間欠的または連続的に測定することにより、地上部環境を検知するとともに、更に、土壌中の水分量を間欠的または連続的に測定することにより、地下部環境を検知し、検知された前記地上部環境と前記地下部環境に基づいて、灌水のタイミング及び灌水量を制御する、灌水の供給制御方法。 [1] In the irrigation supply control method in plant cultivation, the temperature and humidity of the above-ground part are measured intermittently or continuously to detect the above-ground environment, and further, the moisture content in the soil is measured intermittently or An irrigation supply control method for detecting an underground environment by continuously measuring, and controlling an irrigation timing and an irrigation amount based on the detected above-ground environment and the detected underground environment.
[2] 予め前記地上部環境の所期飽差を設定するとともに、前記地上部で測定された気温及び湿度から飽差を算出し、当該算出した飽差が、前記所期飽差になった際に灌水を行う[1]に記載の灌水の供給制御方法。 [2] Preliminary saturation of the above-ground environment is set in advance, and saturation is calculated from the temperature and humidity measured at the above-ground portion, and the calculated saturation is the desired saturation. The irrigation supply control method according to [1], wherein irrigation is performed at the time.
[3] 前記所期飽差が3〜6g/m3である[2]に記載の灌水の供給制御方法。 [3] The irrigation supply control method according to [2], wherein the desired saturation is 3 to 6 g / m 3 .
[4] 予め前記地下部環境の所期水分量を設定するとともに、前記地下部で測定された水分量が、前記所期水分量以下になった際に灌水を行う[2]または[3]に記載の灌水の供給制御方法。 [4] A predetermined amount of moisture in the underground environment is set in advance, and irrigation is performed when the amount of moisture measured in the underground is equal to or less than the desired amount of moisture [2] or [3] The irrigation supply control method according to claim 1.
[5] 植物栽培の栽培領域が複数区画された施設内において、複数の栽培領域毎に灌水のタイミング及び灌水量を制御する[1]〜[4]のいずれかに記載の灌水の供給制御方法。 [5] The irrigation supply control method according to any one of [1] to [4], wherein the irrigation timing and the irrigation amount are controlled for each of the plurality of cultivation areas in a facility where a plurality of cultivation areas for plant cultivation are divided. .
[6] 植物栽培における灌水の供給制御コントローラにおいて、地上部の気温および湿度を間欠的または連続的に測定するための、地上部環境の第一検知手段と、土壌中の水分量を間欠的または連続的に測定するための、地下部環境の第二検知手段と、前記第一検知手段及び前記第二検知手段により検知された地上部環境と地下部環境に基づいて、適切なタイミングでかつ適切な灌水量で灌水を行うための灌水手段とを備える、灌水コントローラ。 [6] In the irrigation supply control controller for plant cultivation, the first detection means for the above-ground environment for intermittently or continuously measuring the temperature and humidity of the above-ground part, and the moisture content in the soil intermittently or Based on the second detection means of the underground environment for continuous measurement, the ground environment and the underground environment detected by the first detection means and the second detection means, and at an appropriate timing An irrigation controller comprising irrigation means for irrigating with an appropriate amount of irrigation.
[7] 予め前記地上部環境の所期飽差を設定するとともに、前記地上部で測定された気温及び湿度から飽差を算出し、当該算出した飽差が、前記所期飽差になった際に灌水を行う[6]に記載の灌水コントローラ。 [7] The initial saturation of the above-ground environment is set in advance, and the saturation is calculated from the temperature and humidity measured at the above-ground part, and the calculated saturation is the desired saturation. The irrigation controller according to [6], wherein irrigation is performed at the time.
[8] 前記所期飽差が3〜6g/m3である[7]に記載の灌水コントローラ。 [8] The irrigation controller according to [7], wherein the desired saturation is 3 to 6 g / m 3 .
[9] 予め地下部環境の所期水分量を設定するとともに、前記地下部で測定された水分量が、前記所期水分量以下になった際に灌水を行う[7]または[8]に記載の灌水コントローラ。 [9] Preliminary moisture content in the underground environment is set in advance, and irrigation is performed when the moisture content measured in the underground portion is equal to or less than the desired moisture content [7] or [8] The irrigation controller described.
[10] 植物栽培の栽培領域が複数区画された施設内において、複数の栽培領域毎に灌水のタイミング及び灌水量を制御する[6]〜[9]のいずれかに記載の灌水コントローラ。 [10] The irrigation controller according to any one of [6] to [9], which controls irrigation timing and irrigation amount for each of a plurality of cultivation areas in a facility where a plurality of cultivation areas for plant cultivation are divided.
本発明の植物栽培における灌水の供給制御方法及びそのコントローラでは、植物体への灌水のタイミング及び灌水量を適切に制御して、植物栽培の高生産を実現することにある。特に、植物体の地下部および地上部の両環境を管理して、植物体への灌水のタイミング及び灌水量を適切に制御し、植物栽培の高生産を実現することにある。 In the irrigation supply control method and its controller in plant cultivation according to the present invention, the timing and amount of irrigation to a plant body are appropriately controlled to realize high production of plant cultivation. In particular, it is to manage both the environment of the underground part and the above-ground part of a plant body, to appropriately control the timing and amount of irrigation to the plant body, and to realize high production of plant cultivation.
以下、本発明について、適宜図面を参酌しながら説明するが、本発明はこれらに限定されて解釈されるべきものではない。本発明に係る要旨を損なわない範囲で、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良、置換を加え得るものである。例えば、図面は、好適な本発明に係る実施形態を表すものであるが、本発明は図面に表される態様や図面に示される情報により制限されない。本発明を実施し又は検証する上では、本明細書中に記述されたものと同様の手段若しくは均等な手段が適用され得るが、好適な手段は、以下に記述される手段である。 The present invention will be described below with reference to the drawings as appropriate, but the present invention should not be construed as being limited thereto. Various changes, modifications, improvements, and substitutions can be added based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the scope of the present invention. For example, the drawings show preferred embodiments of the present invention, but the present invention is not limited by the modes shown in the drawings or the information shown in the drawings. In practicing or verifying the present invention, the same means as described in this specification or equivalent means can be applied, but preferred means are those described below.
[1]本発明の植物栽培における灌水の供給制御方法:
本発明の植物栽培における灌水の供給制御方法は、地上部の気温および湿度を間欠的または連続的に測定することにより、地上部環境を検知するとともに、更に、土壌中の水分量を間欠的または連続的に測定することにより、地下部環境を検知し、検知された地上部環境と地下部環境に基づいて、灌水のタイミング及び灌水量を制御する、灌水の供給制御方法である。
[1] Irrigation supply control method in plant cultivation of the present invention:
The irrigation supply control method in plant cultivation according to the present invention detects the above-ground environment by intermittently or continuously measuring the temperature and humidity of the above-ground part, and further intermittently determines the moisture content in the soil. An irrigation supply control method for detecting an underground environment by continuously measuring and controlling the timing and amount of irrigation based on the detected above-ground environment and underground environment.
本発明の植物栽培における灌水の供給制御方法は、概ね、図1に示されるように、地上部の気温および湿度を間欠的または連続的に測定する「気温及び湿度測定ステップ(S1)」と、当該気温及び湿度測定ステップ(S1)の測定結果に基づいて、地上部環境を検知する「地上部環境検知ステップ(S2)」と、土壌中の水分量を間欠的または連続的に測定する「土壌測定ステップ(S3)」と、土壌測定ステップ(S3)の測定結果に基づいて、地下部環境を検知する「地下部環境検知ステップ(S4)」と、上記「地上部環境検知ステップ(S2)」と「地下部環境検知ステップ(S4)」の検知結果に基づいて、灌水のタイミングを制御する「灌水タイミング制御ステップ(S5)」と、上記「地上部環境検知ステップ(S2)」と「地下部環境検知ステップ(S4)」の検知結果に基づいて、灌水の灌水量を制御する「灌水量制御ステップ(S6)」の各ステップから構成されている。 The irrigation supply control method in plant cultivation of the present invention generally includes, as shown in FIG. 1, an “air temperature and humidity measurement step (S1)” for intermittently or continuously measuring the air temperature and humidity of the ground part, Based on the measurement results of the temperature and humidity measurement step (S1), the “terrestrial environment detection step (S2)” for detecting the terrestrial environment, and “soil” for intermittently or continuously measuring the amount of water in the soil. “Measurement step (S3)”, “Underground environment detection step (S4)” for detecting the underground environment based on the measurement results of the soil measurement step (S3), and the “aboveground environment detection step (S2)”. And “irrigation timing control step (S5)” for controlling the timing of irrigation based on the detection results of “underground environment detection step (S4)”, and “aboveground environment detection step (S2)”. Based on the underground environment detecting step (S4) "in the detection result, and a respective step of the" irrigation quantity control step (S6) "for controlling the irrigation of irrigation.
[1−1]気温及び湿度測定ステップ(S1):
本発明の植物栽培における灌水の供給制御方法において、地上部の気温および湿度を間欠的または連続的に測定するのは、「気温及び湿度測定ステップ(S1)」で行われる。たとえば、図2で示されるように、地上部9の測定したい箇所に気温センサー3a、湿度センサー3b等のセンサーを少なくとも其々1個、好ましくは其々複数個セッティングし、当該センサーによって、気温及び湿度が測定されることにより、当該ステップの処理を実現してもよい。ただし、この例に限定されるものではなく、たとえば、上記センサーは公知のセンサー等を利用できる。
[1-1] Air temperature and humidity measurement step (S1):
In the irrigation supply control method for plant cultivation of the present invention, the temperature and humidity of the above-ground part are measured intermittently or continuously in the “temperature and humidity measurement step (S1)”. For example, as shown in FIG. 2, at least one sensor, preferably a plurality of sensors such as an
ここで、「地上部9」とは、土壌より上方側にある部分を意味し、例えば、図2に示されるように、植物体13のうち土壌より現出した部分及び、土壌より上方側の空間も含まれる。なお、施設内で植物体13が栽培される場合には、土壌より上方側の空間は、施設内の空間を意味する。「地上部9の気温および湿度を「間欠的」に測定する」とは、地上部9の気温および湿度を、連続的でなく間隔をおいて測定することを意味し、当該「間欠的に測定」するものには、「一定の時間毎に規則的」に測定することのみならず、「所定時間」に測定することも含まれる。たとえば、「一定の時間毎に規則的」に測定する例としては、1時間毎、3時間毎、5時間毎等、定まった時間毎に規則的に測定するものが含まれる。また、「所定時間」に測定する例としては、朝夕の6時に測定するもの等、或いは、朝6時から12時までの1時間毎に測定した後、昼3時から6時までの1時間毎に測定するもの等が含まれる。ただし、この例に限定されるものではない。「地上部の気温および湿度を「連続的」に測定する」とは、地上部の気温および湿度を「続けて」測定することを意味する。
Here, the “
[1−2]地上部環境検知ステップ(S2):
本発明の植物栽培における灌水の供給制御方法において、地上部環境を検知するのは、「地上部環境検知ステップ(S2)」で行われる。当該「地上部環境検知ステップ(S2)」は、上記「気温及び湿度測定ステップ(S1)」の測定結果に基づいて、地上部環境を検知するステップである。たとえば、図2に示されるように、土壌より上の「地上部環境9」の気温及び湿度を測定し、当該測定結果から土壌より上の「地上部環境9」を検知させて、当該ステップの処理を実現してもよい。ただし、この例に限定されるものではない。
[1-2] Ground environment detection step (S2):
In the irrigation supply control method for plant cultivation of the present invention, the above-ground environment is detected in the “above-ground environment detection step (S2)”. The “terrestrial environment detection step (S2)” is a step of detecting the terrestrial environment based on the measurement result of the “temperature and humidity measurement step (S1)”. For example, as shown in FIG. 2, the temperature and humidity of the “
具体的には、図1に示されるように、気温及び湿度測定ステップ(S1)で、測定された気温、湿度のデーターが、当該「地上部環境検知ステップ(S2)」に収集される。更に、当該「地上部環境検知ステップ(S2)」では、地上部環境の気温について、期待する気温(所期気温)を予め設定し、当該所期気温に対して、測定された地上部環境の気温が高いか或いは低いか等を判定できることが好ましい。このような判定が可能であると、地上部の気温を、植物体の生育に最適な温度に調整しやすい。同様に、当該「地上部環境検知ステップ(S2)」では、地上部環境の湿度について、期待する湿度(所期湿度)を予め設定し、当該所期湿度に対して、測定された地上部環境の湿度が高いか或いは低いか等を判定できることが好ましい。このような判定が可能であると、地上部の湿度を、植物体の生育に最適な温度に調整しやすい。特に、後述する「飽差」を考慮する場合に、所望の飽差にコントロールしやすくなり、灌水のタイミング及び灌水量の供給をコントロールしやすくなる。 Specifically, as shown in FIG. 1, in the temperature and humidity measurement step (S1), the measured temperature and humidity data are collected in the “ground environment detection step (S2)”. Furthermore, in the “ground part environment detection step (S2)”, an expected temperature (predetermined temperature) is set in advance for the temperature of the ground part environment, and the measured ground part environment is measured with respect to the target temperature. It is preferable to be able to determine whether the temperature is high or low. If such a determination is possible, it is easy to adjust the temperature of the above-ground part to a temperature optimal for the growth of the plant body. Similarly, in the “terrestrial environment detection step (S2)”, an expected humidity (predetermined humidity) is set in advance for the humidity of the above-ground environment, and the measured above-ground environment is measured with respect to the intended humidity. It is preferable to be able to determine whether the humidity is high or low. If such a determination is possible, it is easy to adjust the humidity of the above-ground part to a temperature optimal for the growth of the plant body. In particular, when considering the “saturation” described later, it becomes easy to control to a desired saturation, and it becomes easy to control the timing of irrigation and the supply of the irrigation amount.
[1−3]土壌測定ステップ(S3):
本発明の植物栽培における灌水の供給制御方法において、土壌中の水分量を間欠的または連続的に測定するのは、「土壌測定ステップ(S3)」で行われる。たとえば、図2に示されるように、地下部11の測定したい箇所に水分センサー5a(水分計)等のセンサーを少なくとも1個、好ましくは複数個等セッティングし、当該センサーによって、土壌の水分量が測定されることによって、当該ステップを実現してもよい。ただし、この例に限定されるものではなく、たとえば、上記センサーは公知のセンサー等を利用できる。
[1-3] Soil measurement step (S3):
In the irrigation supply control method in plant cultivation of the present invention, the water content in the soil is measured intermittently or continuously in the “soil measurement step (S3)”. For example, as shown in FIG. 2, at least one, preferably a plurality of sensors such as a
ここで、「土壌中」とは、植物体を栽培する培地(土壌)内を意味し、当該「土壌中」には、例えば、植物体の地下茎、根等の周辺の土壌が含まれるが、土壌表面も広く含む。ただし、土壌表面の水分量を測定する場合にも、更に土壌中の水分量を測定することが望ましい。「土壌中の水分量を「間欠的」に測定する」とは、土壌中の水分量を、連続的でなく間隔をおいて測定することを意味し、当該「間欠的に測定」するものには、「一定の時間毎に規則的」に測定することのみならず、「所定時間」に測定することも含まれる。たとえば、「一定の時間毎に規則的」に測定する例としては、1時間毎、3時間毎、5時間毎等、定まった時間毎に規則的に測定するものが含まれる。また、「所定時間」に測定する例としては、朝夕の6時に測定するもの等、或いは、朝6時から12時までの1時間毎に測定した後、昼3時から6時までの1時間毎に測定するもの等が含まれる。ただし、この例に限定されるものではない。「土壌中の水分量を「連続的」に測定する」とは、土壌中の水分量を「続けて」測定することを意味する。 Here, “in the soil” means in the medium (soil) for cultivating the plant body, and the “in the soil” includes, for example, the surrounding soil such as the rhizome and root of the plant body, Soil surface is also widely included. However, when measuring the moisture content on the soil surface, it is desirable to further measure the moisture content in the soil. “Measure the amount of water in the soil“ intermittently ”” means that the amount of water in the soil is measured at intervals rather than continuously. Includes not only “regular measurement at regular intervals” but also measurement at “predetermined time”. For example, as an example of “regularly measuring at regular intervals”, there are those that regularly measure at regular intervals such as every hour, every three hours, every five hours, and the like. In addition, as an example of measuring at “predetermined time”, one measuring from 6:00 to 12:00 in the morning, or after measuring every hour from 6:00 to 12:00 in the morning, one hour from 3:00 to 6:00 What is measured every time is included. However, it is not limited to this example. “Measuring the amount of water in the soil“ continuously ”” means measuring the amount of water in the soil “continuously”.
なお、「気温及び湿度測定ステップ(S1)」において、地上部の気温及び湿度が測定される場合には、当該「地上部の気温及び湿度が測定される」タイミングと同時に、当該「土壌測定ステップ(S3)」で、土壌中の水分量が測定されることが望ましい。本発明の植物栽培における灌水の供給制御方法では、植物体の属する地下部環境及び地上部環境を合わせて考慮しながら、適切な灌水のタイミング及び灌水量を制御するものであり、地下部環境及び地上部環境を同時に測定・検知することで、適切な灌水を行うためである。 In the “temperature and humidity measurement step (S1)”, when the temperature and humidity of the above-ground part are measured, the “soil measurement step” is performed simultaneously with the timing of “the temperature and humidity of the above-ground part is measured”. In (S3) ", it is desirable to measure the amount of water in the soil. In the irrigation supply control method in plant cultivation of the present invention, the appropriate irrigation timing and irrigation amount are controlled while considering the underground environment and the above-ground environment to which the plant body belongs, and the underground environment and This is to perform appropriate irrigation by simultaneously measuring and detecting the above-ground environment.
[1−4]地下部環境検知ステップ(S4):
本発明の植物栽培における灌水の供給制御方法において、地下部環境を検知するのは、「地下部環境検知ステップ(S4)」で行われる。当該「地下部環境検知ステップ(S4)」は、上記「土壌測定ステップ(S3)」の測定結果に基づいて、地下部環境を検知するステップである。たとえば、図2に示されるように、土壌内である「地下部環境11」の水分量を水分センサー5aで測定した、当該水分量の測定結果から、土壌内の「地下部環境」を検知させて、当該ステップを実現してもよい。ただし、この例に限定されるものではない。
[1-4] Underground environment detection step (S4):
In the irrigation supply control method for plant cultivation according to the present invention, the underground environment is detected in the “underground environment detection step (S4)”. The “underground environment detection step (S4)” is a step of detecting the underground environment based on the measurement result of the “soil measurement step (S3)”. For example, as shown in FIG. 2, the moisture content of the “
具体的には、図1に示されるように、「土壌測定ステップ(S3)」で、測定された水分量のデーターが、当該「地下部環境検知ステップ(S4)」に収集される。更に、当該「地下部環境検知ステップ(S4)」では、地下部の水分量について、期待する水分量(所期水分量)を予め設定し、当該所期水分量に対して、測定された地下部環境の水分量が多いか或いは少ないか等を判定できることが好ましい。このような判定が可能であると、地下部の水分量を、植物体の生育に最適な水分量に調整しやすい。 Specifically, as shown in FIG. 1, data on the amount of water measured in the “soil measurement step (S3)” is collected in the “underground environment detection step (S4)”. Further, in the “underground environment detection step (S4)”, an expected amount of moisture (predetermined amount of moisture) is set in advance for the amount of moisture in the underground, and the measured underground amount is measured with respect to the desired amount of moisture. It is preferable to be able to determine whether the moisture content in the local environment is large or small. If such a determination is possible, it is easy to adjust the moisture content in the underground part to the optimum moisture content for the growth of the plant body.
[1−5]灌水タイミング制御ステップ(S5):
本発明の植物栽培における灌水の供給制御方法において、図2に示されるように、地上部環境9と地下部環境11に基づいて灌水のタイミングを制御するのは、図1の「灌水タイミング制御ステップ(S5)」で行われる。当該「灌水タイミング制御ステップ(S5)」は、上記「地上部環境検知ステップ(S2)」と「地下部環境検知ステップ(S4)」の検知結果に基づいて、灌水のタイミングを制御(コントロール)するステップである。なお、「灌水のタイミング」とは、灌水の供給を行う時期、時間を意味する。
[1-5] Irrigation timing control step (S5):
In the irrigation supply control method in plant cultivation of the present invention, as shown in FIG. 2, the timing of irrigation based on the above-
たとえば、図1に示されるように、「地上部環境検知ステップ(S2)」と「地下部環境検知ステップ(S4)」の検知結果に基づいてCPU等が内蔵されたパソコンまたはコントローラ本体1aが、灌水を行うタイミング(時期、時間等)を判定し、灌水のタイミングを決定する。更に、土壌中にセッティングされた、灌水を供給するための灌水供給管7には、灌水コントローラ本体1aからの灌水のタイミングに関する命令を受信する信号受信手段7a等が設けられ、当該命令(信号)により灌水の供給が行われるようにしてもよい。具体的には、上記「信号受信手段7a」が、灌水コントローラ本体1aからの灌水の供給をONまたはOFFにする命令を受信した後、当該「ONまたはOFF」の命令により、灌水の供給または灌水の供給の停止のいずれかになるように、灌水供給管7にスイッチング機能を設けて、灌水のタイミングをコントロールできるようにしてもよい。ただし、この例に限定されるものではない。
For example, as shown in FIG. 1, a personal computer or a controller main body 1a with a built-in CPU or the like based on the detection results of the “terrestrial environment detection step (S2)” and the “underground environment detection step (S4)” Determine the timing (time, time, etc.) of irrigation and determine the timing of irrigation. Furthermore, the
[1−6]灌水量制御ステップ(S6):
本発明の植物栽培における灌水の供給制御方法において、地上部環境と地下部環境に基づいて、灌水の灌水量を制御するのは、「灌水量制御ステップ(S6)」で行われる。当該「灌水量制御ステップ(S6)」は、図1に示されるように、上記「地上部環境検知ステップ(S2)」と「地下部環境検知ステップ(S4)」の検知結果に基づいて、灌水の灌水量を制御(コントロール)するステップである。なお、「灌水量」とは、灌水する量、すなわち、土壌に水分を供給する際の水分量を意味する。
[1-6] Irrigation amount control step (S6):
In the irrigation supply control method for plant cultivation according to the present invention, the irrigation amount is controlled in the “irrigation amount control step (S6)” based on the ground environment and the underground environment. As shown in FIG. 1, the “irrigation amount control step (S6)” is performed based on the detection results of the “aboveground environment detection step (S2)” and the “underground environment detection step (S4)”. This is a step for controlling the amount of irrigation. The “irrigation amount” means the amount of water to be irrigated, that is, the amount of water when water is supplied to the soil.
たとえば、図1に示されるように、「地上部環境検知ステップ(S2)」と「地下部環境検知ステップ(S4)」の検知結果、及び「灌水タイミング制御ステップ(S5)」の灌水を行うタイミングの判定に基づいて、CPU等が内蔵されたパソコンまたはコントローラ本体1aが、供給する灌水量を決定する。更に、土壌中にセッティングされた、灌水を供給するための灌水供給管7には、灌水コントローラ本体1aからの灌水量に関する命令を受信する信号受信手段7a等が設けられ、当該命令(信号)により灌水の供給が行われるようにしてもよい。具体的には、上記「信号受信手段7a」が、灌水コントローラ本体1aからの灌水の供給をONまたはOFFにする命令を受信した後、当該「ONまたはOFF」の命令により、灌水の供給または灌水の供給の停止のいずれかになるように、灌水供給管7にスイッチング機能を設けて、灌水量をコントロールできるようにしてもよい。ただし、この例に限定されるものではない。
For example, as shown in FIG. 1, the detection results of the “terrestrial environment detection step (S2)” and the “underground environment detection step (S4)”, and the timing of performing the irrigation of the “irrigation timing control step (S5)” Based on this determination, the personal computer or the controller main body 1a with a built-in CPU or the like determines the irrigation amount to be supplied. Furthermore, the
なお、当該「灌水量制御ステップ(S6)」は、上記「灌水タイミング制御ステップ(S5)」と同時に行われる。本発明の植物栽培における灌水の供給制御方法では、植物体の属する地下部環境及び地上環境を合わせて考慮しながら、適切な灌水のタイミング及び灌水量を制御するものであり、これにより、適切な灌水を行いやすくするためである。 The “irrigation amount control step (S6)” is performed simultaneously with the “irrigation timing control step (S5)”. In the irrigation supply control method in the plant cultivation of the present invention, the appropriate irrigation timing and irrigation amount are controlled while considering the underground environment and the terrestrial environment to which the plant body belongs. This is to facilitate irrigation.
[1−7]本発明の植物栽培における灌水の供給制御方法のその他の構成:
更に、本発明の植物栽培における灌水の供給制御方法においては、以下の構成を備えていてもよい。そして、以下の構成を備える場合には、これまで説明した「気温及び湿度測定ステップ(S1)」乃至「灌水量制御ステップ(S6)」の各ステップのフロー内で、或いは、更に以下の構成を備えるステップを設けて、適宜以下の構成を実現してもよい。
[1-7] Other configurations of the irrigation supply control method in plant cultivation of the present invention:
Furthermore, in the irrigation supply control method in plant cultivation of the present invention, the following configuration may be provided. When the following configuration is provided, the following configuration is included in the flow of each step from the “temperature and humidity measurement step (S1)” to the “irrigation amount control step (S6)” described above. The steps below may be provided to implement the following configuration as appropriate.
更に、予め地上部環境の所期飽差を設定するとともに、地上部で測定された気温及び湿度から飽差を算出し、当該算出した飽差が、所期飽差になった際に灌水を行うことが好ましい。植物体が土壌からの水分吸収を行う際のタイミング、及び、植物体が土壌から水分吸収を行う際の水分吸収量を把握できるため、植物体への灌水のタイミング及び灌水量をより適切に制御でき、植物栽培の高生産を実現できる。更に、地上部環境と地下部環境の両環境を管理して、灌水の供給を行えるので好ましい。 In addition, the initial saturation of the above-ground environment is set in advance, and the saturation is calculated from the temperature and humidity measured at the above-ground part, and irrigation is performed when the calculated saturation reaches the desired saturation. Preferably it is done. The timing when the plant body absorbs moisture from the soil and the amount of water absorbed when the plant body absorbs moisture from the soil can be grasped, so the timing and amount of irrigation to the plant body can be controlled more appropriately. And high production of plant cultivation can be realized. Furthermore, it is preferable because irrigation can be supplied by managing both the above-ground environment and the underground environment.
ここで、「飽差」とは、ある温度と湿度の空気に、あとどれだけ水蒸気の入る余地があるかを示す指標を意味し、空気1m3当たりの水蒸気の空き容量がg数で表される(g/m3)(出典:ルーラル電子図書館 現代農業用語集)。上記「予め地上部環境の所期飽差を設定する」とは、前もって地上部環境において期待する「飽差」を設定することを意味する。たとえば、上記のように「所期飽差」を設定する場合には、植物体の生長にとって良い条件の範囲の飽差を「所期飽差」として設定しても良いし、更に植物体のうち、たとえば、トマト、キュウリ、みかん等の栽培植物(植物体)の個々に適用される飽差を「所期飽差」としても良い。「地上部で測定された気温及び湿度から飽差を算出し」とは、地上部で測定された気温及び湿度から、実際の地上部の飽差を算出することを意味する。「当該算出した飽差が、所期飽差になった際」とは、地上部で測定された気温及び湿度から算出された「実際の地上部の飽差」が、上記「所期飽差になった際」を意味する。たとえば、上記「所期飽差」が一定の範囲を有するように設定された場合には、「当該算出した飽差が、所期飽差になった際に」は、地上部で測定された気温及び湿度から、算出された「実際の地上部の飽差」が、上記「所期飽差」の範囲に入った際を意味する。 Here, “saturation” means an index indicating how much room for water vapor can enter in air at a certain temperature and humidity, and the free water vapor capacity per 1 m 3 of air is expressed in g. (G / m 3 ) (Source: Rural Digital Library) The above-mentioned “preliminarily setting the desired saturation of the ground environment” means setting the “saturation” expected in the ground environment in advance. For example, when setting the “satisfactory saturation” as described above, the saturation in a range of conditions that are favorable for the growth of the plant may be set as the “satisfactory saturation”. Among them, for example, the saturation applied to individual cultivated plants (plants) such as tomatoes, cucumbers and mandarin oranges may be referred to as “initial saturation”. “Calculating the saturation from the temperature and humidity measured on the ground” means calculating the actual saturation of the ground from the temperature and humidity measured on the ground. “When the calculated satiation becomes the expected satiation” means that the “actual satiation of the aerial part” calculated from the temperature and humidity measured at the aerial part is It means “when it comes to”. For example, when the above-mentioned “satisfactory saturation” is set to have a certain range, “when the calculated saturation becomes the desired saturation” was measured on the ground. It means that the “actual saturation of the above-ground part” calculated from the temperature and humidity falls within the range of the “desired saturation”.
ここで、植物体の飽差を示すものとして以下の表1を例示する(出典:非特許文献2)。なお、上記表1に示される植物体の飽差のうち、点線上の数値は、植物体にとって好ましい飽差の数値であることを示している。また、本明細書中の「湿度」は相対湿度を意味する。 Here, the following Table 1 is illustrated as what shows the satiety of a plant body (source: nonpatent literature 2). In addition, among the saturation of the plant body shown in the said Table 1, the numerical value on a dotted line has shown that it is a numerical value of saturation preferable for a plant body. Further, “humidity” in the present specification means relative humidity.
なお、当該「予め地上部環境の所期飽差を設定するとともに、地上部で測定された気温及び湿度から飽差を算出し、当該算出した飽差が、所期飽差になった際に灌水を行う」ことの決定・判断は、上記「地上部環境検知ステップ(S2)」、「灌水タイミング制御ステップ(S5)」、或いは、「灌水量制御ステップ(S6)」で行われることが好ましい。これらのステップで上記判断がされることで、植物体の地上部環境に応じた灌水の供給を行うことができる。 In addition, the "satisfaction of the above-ground environment is set in advance, and the saturation is calculated from the temperature and humidity measured on the ground, and when the calculated saturation becomes the desired saturation. The determination / judgment of “performing irrigation” is preferably performed in the “aboveground environment detection step (S2)”, “irrigation timing control step (S5)”, or “irrigation amount control step (S6)”. . By making the above determination in these steps, it is possible to supply irrigation according to the above-ground environment of the plant body.
更に、所期飽差が3〜6g/m3であることが好ましい。所期飽差が所定範囲である場合に、植物体の蒸散が行われる。その結果、灌水のタイミング及び灌水量を十分に制御でき、植物体の生育を促進させることができる。 Furthermore, the desired saturation is preferably 3 to 6 g / m 3 . When the expected saturation is within a predetermined range, the transpiration of the plant body is performed. As a result, the timing of irrigation and the amount of irrigation can be sufficiently controlled, and the growth of the plant can be promoted.
一方、所期飽差が3g/m3未満であると、植物体への灌水の供給が行われる場合には、植物体の生育を阻害することがある。たとえば、「実際の地上部の飽差」が3g/m3未満である場合には、植物体にとって空気が湿り過ぎる(湿度が高くなり過ぎる)ため、植物体と空気に水蒸気圧差がなくなり、気孔は開いても蒸散は起こらず、CO2の吸収も促進されないと言われている(出典:ルーラル電子図書館 現代農業用語集)。このような場合に、土壌に灌水を供給しても、植物体は土壌中の水分量を吸収せずに、土壌中の水分量が多く成りすぎてしまい、根腐れや病気等を生じさせる場合がある。一方、相対湿度が低いと飽差は大きくなり(所期飽差が6g/m3超)、つまり植物体の蒸散が多くなりやすく、蒸散量が多くなりすぎると、植物体に水分ストレスがかかり、気孔は閉鎖傾向となり、蒸散量を著しく低下させると言われている。このような場合に、土壌に灌水を供給しても、植物体は土壌中の水分量を吸収せずに、土壌中の水分量が多く成りすぎてしまい、根腐れや病気を生じさせる場合がある。 On the other hand, when the initial saturation is less than 3 g / m 3 , the growth of the plant may be inhibited when irrigation is supplied to the plant. For example, if the “actual saturation of the above-ground part” is less than 3 g / m 3 , the air is too moist for the plant (the humidity becomes too high), so there is no difference in water vapor pressure between the plant and the air. It is said that transpiration does not occur even if it is open, and absorption of CO 2 is not promoted (Source: Rural Electronic Library). In such a case, even if irrigation is supplied to the soil, the plant does not absorb the amount of water in the soil, and the amount of water in the soil becomes too large, causing root rot, disease, etc. There is. On the other hand, when the relative humidity is low, the saturation becomes large (the initial saturation exceeds 6 g / m 3 ), that is, the transpiration of the plant tends to increase. It is said that the pores tend to close and the transpiration rate is significantly reduced. In such a case, even if irrigation is supplied to the soil, the plant does not absorb the amount of water in the soil, and the amount of water in the soil becomes too high, causing root rot and disease. is there.
更に、予め地下部環境の所期水分量を設定するとともに、地下部で測定された水分量が、所期水分量以下になった際に灌水を行うことが好ましい。植物体が土壌から水分吸収を行う際に必要となる水分吸収量と、現実に測定された水分量から、必要な灌水量及び、灌水のタイミングを把握することができるため、植物栽培の高生産を実現できる。更に、地上部環境と地下部環境の両環境を管理して、灌水の供給を行える。 Furthermore, it is preferable to set the desired moisture content of the underground environment in advance and to perform irrigation when the moisture content measured in the underground section is equal to or lower than the expected moisture content. High production of plant cultivation because the amount of water required and the timing of watering can be grasped from the amount of water absorption necessary for the plant to absorb water from the soil and the amount of water actually measured. Can be realized. Furthermore, irrigation can be supplied by managing both the above-ground environment and the underground environment.
上記「予め地下部環境の所期水分量を設定する」とは、前もって地下部環境において、「期待する水分量を設定する」ことを意味する。たとえば、植物体の生長にとって良い条件の範囲の水分量を「所期水分量」として設定しても良いし、更に植物体のうち、たとえば、トマト、キュウリ、みかん等の栽培植物の個々に適用される水分量を「所期水分量」としても良い。「地下部で測定された水分量が、所期水分量以下になった際」とは、地下部で測定された水分量が、上記「所期水分量」になった際を意味する。たとえば、上記「所期水分量」が一定の範囲を有するように設定された場合には、「地下部で測定された水分量が、所期水分量以下になった際」は、地下部で測定された水分量が、上記「所期水分量」の範囲に入った際を意味する。なお、「地下部で測定された水分量が、所期水分量超になった際」は、土壌中の水分量が多すぎる状態であるため、灌水を行う必要がないが、当該「地下部で測定された水分量が、所期水分量超になった際」においても、所期水分量を超過したことが検知されることが好ましい。このような状態においても地下部環境を検知することで、たとえば、気温及び湿度調整を行える等といった、地上部と地下部との連携した管理を行えるためである。 The above-mentioned “preliminary setting of the moisture content of the underground environment” means “setting the expected moisture content” in the underground environment in advance. For example, the moisture content in a range of conditions that are favorable for the growth of the plant body may be set as the “predetermined moisture content”, and further applied to individual cultivated plants such as tomatoes, cucumbers, and tangerines. The amount of water to be used may be set as the “desired amount of water”. “When the amount of moisture measured in the underground portion is equal to or less than the desired amount of moisture” means when the amount of moisture measured in the underground portion becomes the above-mentioned “initial amount of moisture”. For example, when the above “desired amount of water” is set to have a certain range, “when the amount of water measured in the basement is below the expected amount of water” It means when the measured moisture content falls within the range of the “desired moisture content”. It should be noted that “when the amount of water measured in the basement exceeds the expected amount of water”, because there is too much water in the soil, there is no need to perform irrigation. It is preferable that it is detected that the water content exceeds the expected water content even when the water content measured in step 1 exceeds the desired water content. This is because, even in such a state, by detecting the underground environment, for example, it is possible to perform coordinated management between the ground part and the underground part, such as being able to adjust the temperature and humidity.
なお、当該「予め地下部環境の所期水分量を設定するとともに、地下部で測定された水分量が、所期水分量以下になった際に灌水を行う」ことの判断は、上記「土壌測定ステップ(S3)」、「灌水タイミング制御ステップ(S5)」、或いは、「灌水量制御ステップ(S6)」で行われることが好ましい。これらのステップで、上記判断がされることで、植物体の地上部環境に応じた灌水の供給を行うことができる。 In addition, the determination of “preliminarily setting the desired moisture content of the underground environment and performing irrigation when the moisture content measured in the underground portion falls below the desired moisture content” It is preferable to be performed in the “measurement step (S3)”, “irrigation timing control step (S5)”, or “irrigation amount control step (S6)”. By making the above determination in these steps, it is possible to supply irrigation according to the above-ground environment of the plant body.
更に、植物栽培の栽培領域が複数区画された施設内において、複数の栽培領域毎に灌水のタイミング及び灌水量を制御することが好ましい。このように構成されることで、同一施設内の栽培領域毎に応じた地上部環境及び地下部環境の管理が可能となり、栽培区画毎の植物体の生育に応じた灌水供給を行える。 Furthermore, it is preferable to control the timing of irrigation and the amount of irrigation for each of a plurality of cultivation areas in a facility where a plurality of plant cultivation areas are divided. By being comprised in this way, management of the above-ground part environment and underground part environment according to every cultivation area in the same facility is attained, and the irrigation supply according to the growth of the plant body for every cultivation division can be performed.
たとえば、図3に示されるように、同一施設内においても、施設15内のAとBの栽培領域では、太陽光の入射角、太陽光の入射時間が異なる場合がある。また、同一施設内においても、施設15の出入り口15a近傍の栽培領域C(栽培区画)付近の気温、湿度、及び土壌中の水分量と、当該施設の出入り口から離れた栽培領域D付近の気温、湿度、及び土壌中の水分量は異なる場合がある。更に、植物体を栽培するための施設5は、合成樹脂等のフィルムを被覆した外壁として使用するもの(たとえば、ビニールハウス)が見られる。或いは、植物体を栽培するための栽培用施設は、フィルム以外の材料を外壁として使用されるもの等が見られる。これらの施設5では、外壁によって施設外と施設内が区分けされているものの、たとえば、外壁近傍にある施設5内の栽培領域のE1とE2の地上部環境及び地下部環境は、外壁近傍にある施設外の地上部環境及び地下部環境に影響されやすい。そして、外壁近傍にある施設内の栽培領域のE1とE2の地上部環境及び地下部環境は、たとえば、施設内の外壁より離れた栽培領域Fにある地上部環境及び地下部環境よりも、外壁近傍にある施設外の地上部環境及び地下部環境に影響されやすい傾向にある。したがって、同一施設内においても、栽培領域毎において地上部環境が異なるものであり、更には、同一施設内においても、栽培領域毎において地下部環境が異なるものである場合がある。
For example, as shown in FIG. 3, even in the same facility, the incident angle of sunlight and the incident time of sunlight may differ between the cultivation areas of A and B in the
ここで、「植物栽培の栽培領域が複数区画された施設内において」とは、同一施設内において植物栽培が行われる栽培領域が複数に区切られていることを意味する。「栽培領域が複数に区切られている」ものとしては、特に限定されるものではなく、自由選択的に栽培箇所を区分けして、当該区分けされた栽培箇所を栽培領域としてもよい。また、通路によって互いの間を区分けされた条と条の其々を栽培領域とするものでも良いし、外壁近傍にある施設内の栽培箇所と、当該栽培箇所以外の栽培箇所を夫々栽培領域としても良い。また、施設の出入り口近傍の栽培箇所と、施設の出入り口から離れた栽培箇所を夫々栽培領域としても良い。更に、植物体の種類によって栽培箇所を複数区画し栽培領域としてもよい。更に、当該栽培領域には、プランター状に区画された領域であっても良いし、栽培ポッド型に区分けされた領域、独立栽培ポッドに区分けされたもの等であっても良い。 Here, “in a facility where a plurality of plant cultivation areas are divided” means that the cultivation area where plant cultivation is performed in the same facility is divided into a plurality of areas. The “cultivation region is divided into a plurality of regions” is not particularly limited, and the cultivation locations may be arbitrarily selected and the classified cultivation locations may be used as the cultivation regions. In addition, each of the strips and strips separated from each other by the passage may be used as the cultivation region, and the cultivation location in the facility near the outer wall and the cultivation location other than the cultivation location are used as the cultivation regions, respectively. Also good. Moreover, it is good also considering the cultivation location near the entrance / exit of a facility, and the cultivation location distant from the entrance / exit of a facility as a cultivation area, respectively. Furthermore, it is good also as a cultivation area | region divided into multiple cultivation locations according to the kind of plant body. Furthermore, the cultivation area may be an area partitioned in a planter shape, an area divided into cultivation pod types, an area divided into independent cultivation pods, or the like.
また、「複数の栽培領域毎に灌水のタイミング及び灌水量を制御する」とは、複数の栽培領域毎に、地上部環境及び地下部環境を管理して、夫々の地上部環境及び地下部環境に応じた、適当なタイミングで必要な灌水量の供給を行うことを意味する。 In addition, “control the timing and amount of irrigation for each of a plurality of cultivation areas” means to manage the above-ground environment and the underground environment for each of the plurality of cultivation areas, This means that the necessary amount of irrigation is supplied at an appropriate timing.
なお、当該「植物栽培の栽培領域が複数区画された施設内において、複数の栽培領域毎に灌水のタイミング及び灌水量を制御する」場合にも、上記「気温及び湿度測定ステップ(S1)」乃至「灌水量制御ステップ(S6)」の各ステップが行われる。 In addition, in the case of “controlling the timing and amount of irrigation for each of a plurality of cultivation areas in a facility where a plurality of cultivation areas for plant cultivation are divided”, the “temperature and humidity measurement step (S1)” to Each step of “irrigation amount control step (S6)” is performed.
[2]本発明の植物栽培における灌水の供給制御コントローラ:
本発明の植物栽培における灌水の供給制御コントローラは、これまで説明した植物栽培における灌水の供給制御方法を用いたコントローラである。そのため、これまで説明した植物栽培における灌水の供給制御方法において説明した内容は、本発明の植物栽培における灌水の供給制御コントローラにも適用できるため、重複する事項は、植物栽培装置の説明を参照されたい。
[2] Irrigation supply controller in plant cultivation of the present invention:
The irrigation supply control controller for plant cultivation according to the present invention is a controller using the irrigation supply control method for plant cultivation described so far. Therefore, since the contents explained in the irrigation supply control method in the plant cultivation described so far can be applied to the irrigation supply control controller in the plant cultivation of the present invention, the overlapping matters are referred to the explanation of the plant cultivation apparatus. I want.
本発明の植物栽培における灌水の供給制御コントローラ1は、図2に示されるように、地上部の気温および湿度を間欠的または連続的に測定するための、地上部環境9の第一検知手段3と、土壌中の水分量を間欠的または連続的に測定するための、地下部環境11の第二検知手段5と、第一検知手段3及び第二検知手段5により検知された地上部環境9と地下部環境11に基づいて、適切なタイミングでかつ適切な灌水量で灌水を行うための灌水手段7を備える、灌水コントローラ1である。なお、本明細書において、灌水の供給制御コントローラ1を、灌水コントローラ1ということがある。
As shown in FIG. 2, the irrigation supply control controller 1 in the plant cultivation of the present invention is a first detection means 3 for the above-
ここで、本発明の植物栽培における灌水の供給制御コントローラ1は、概ね、地上部環境の第一検知手段3と、地下部環境の第二検知手段5と、灌水手段7とから構成される。 Here, the irrigation supply controller 1 for plant cultivation of the present invention is generally composed of a first detection means 3 for the above-ground environment, a second detection means 5 for the underground environment, and a irrigation means 7.
[2−1]地上部環境の第一検知手段:
本発明の植物栽培における灌水の供給制御コントローラ1における「地上部環境の第一検知手段3」は、図2に示されるように、地上部の気温および湿度を間欠的または連続的に測定するための、検知手段として構成される。
[2-1] First detection means of the above-ground environment:
In the irrigation supply controller 1 of the present invention for cultivating plants, the “first detection means 3 for the above-ground part environment” measures the temperature and humidity of the above-mentioned part intermittently or continuously as shown in FIG. It is comprised as a detection means.
具体的には、当該「地上部環境の第一検知手段3」には、気温センサー3a、湿度センサー3b等のセンサーが含まれる。更に、CPU等が内蔵されたパソコンまたは灌水コントローラ本体1a、測定結果をパソコンまたはコントローラ本体1a等に送信するための有線ケーブル等が含まれてもよい。たとえば、気温センサー3a、湿度センサー3b等のセンサーによって測定された測定結果(測定データ)をパソコンに送信して、パソコンでデーター処理等を行う場合がある。このような場合には、更に処理済みのデーターをパソコンから送信し、灌水コントローラ本体1aで受信できるように構成されるとよい。更に、上記有線ケーブルに代えて、無線でデーター送信(通信)されるようにしてもよい。ただし、この例に限定されるものではない。
Specifically, the “first detection means 3 for the above-ground environment” includes sensors such as an
なお、当該「地上部環境の第一検知手段3」では、図1に示されるように、上述した本発明の植物栽培における灌水の供給制御方法の「気温及び湿度測定ステップ(S1)」及び「地上部環境検知ステップ(S2)」と同様の測定、データー処理等が行われる。ただし、この例に限定されるものではない。 As shown in FIG. 1, the “first detection means 3 for the above-ground environment” includes the “air temperature and humidity measurement step (S1)” and “the irrigation supply control method in the plant cultivation of the present invention described above” and “ The same measurement, data processing, and the like as in the above-ground part environment detection step (S2) "are performed. However, it is not limited to this example.
[2−2]地下部環境の第二検知手段:
本発明の植物栽培における灌水の供給制御コントローラにおける「地下部環境の第二検知手段5」は、図2に示されるように、土壌中の水分量を間欠的または連続的に測定するための、検知手段として構成される。
[2-2] Second detection means for underground environment:
In the irrigation supply controller in the plant cultivation of the present invention, the “second detection means 5 in the underground environment”, as shown in FIG. 2, intermittently or continuously measures the amount of water in the soil, Configured as detection means.
なお、当該「地下部環境の第二検知手段5」では、図1に示されるように、上述した本発明の植物栽培における灌水の供給制御方法の「土壌測定ステップ(S3)」及び「地下部環境検知ステップ(S4)」と同様の測定、データー処理等が行われる。 As shown in FIG. 1, in the “second underground environment detection means 5”, the “soil measurement step (S 3)” and “underground part” of the irrigation supply control method in the plant cultivation of the present invention described above are used. Measurement, data processing, and the like similar to those in the “environment detection step (S4)” are performed.
具体的には、当該「地下部環境の第二検知手段5」には、図2で示されるように、水分センサー5a(水分計)等のセンサーが含まれる。更に、CPU等が内蔵されたパソコンまたは灌水コントローラ本体1a、更に、測定結果をパソコンまたは灌水コントローラ本体1a等に送信するための有線ケーブル等が含まれてもよい。たとえば、水分センサー5a(水分計)によって測定された測定結果(測定データ)をパソコンに送信して、パソコンでデーター処理等を行う場合がある。このような場合には、更に処理済みのデーターをパソコンから灌水コントローラ本体1aへ送信し、且つ、灌水コントローラ本体1aで受信できるように構成されるとよい。更に、上記有線ケーブルに代えて、無線でデーター送信(通信)されるようにしてもよい。ただし、この例に限定されるものではない。
Specifically, the “second underground environment detection means 5” includes a sensor such as a
[2−3]灌水手段:
本発明の植物栽培における灌水の供給制御コントローラにおける「灌水手段」は、図2に示されるように、第一検知手段3及び第二検知手段5により検知された地上部環境9と地下部環境11に基づいて、適切なタイミングでかつ適切な灌水量で灌水を行うための灌水手段7として構成される。当該「灌水手段7」では、図1に示されるように、上述した本発明の植物栽培における灌水の供給制御方法の「灌水タイミング制御ステップ(S5)」及び「灌水量制御ステップ(S6)」で行われる処理と同様の処理が行われる。更に、当該処理に基づいて灌水を供給する必要があると判断された場合に、土壌中に灌水の供給が行われる。
[2-3] Irrigation means:
As shown in FIG. 2, the “irrigation means” in the irrigation supply control controller for plant cultivation of the present invention includes the above-
なお、当該「灌水手段7」には、図2に示されるように、灌水を供給するための灌水供給管7が含まれ、更に、当該灌水供給管7には、信号受信手段7aを備えていてもよい。このように構成されることにより、第一検知手段3及び第二検知手段5からの測定結果をデーター処理化し、灌水の供給、灌水の供給時間、灌水の供給量を決定したパソコンからの命令(信号)、或いは、灌水コントローラ本体1aからの命令(信号)を受信できる。そのため、灌水の供給を灌水コントローラで容易に行えることができる。更に、当該「灌水手段7」には、図1で示されるような「地上部環境検知ステップ(S2)」と「地下部環境検知ステップ(S4)」の検知結果に基づいて灌水を行うタイミング(時期、時間)を判定し、灌水の灌水量を決定するための、CPU等が内蔵されたパソコンまたはコントローラ本体1aを含んでもよい。ただし、この例に限定されるものではない。
As shown in FIG. 2, the “irrigation means 7” includes an
具体的には、図2に示されるように、「灌水手段」として、灌水を供給可能な灌水供給管7を土壌中にセッティングする。当該「灌水供給管7」には、灌水の供給をONまたはOFFにより可能とする、コントローラ本体1aからの命令(信号)を受信する信号受信手段7aが設けられている。そして、灌水コントローラ本体1aからの、灌水の時間指令(灌水のタイミング)及び灌水量の指令を、信号受信手段7aが受信した際に、ONまたはOFFにスイッチングすることで、灌水のタイミング及び灌水量をコントロールすることができる。ただし、この例に限定されるものではない。
Specifically, as shown in FIG. 2, an
[2−4]本発明の植物栽培における灌水の供給制御コントローラのその他の構成:
更に、本発明の植物栽培における灌水の供給制御コントローラは、本発明の植物栽培における灌水の供給制御方法と同様に、予め地上部環境の所期飽差を設定するとともに、地上部で測定された気温及び湿度から飽差を算出し、当該算出した飽差が、所期飽差になった際に灌水を行うことが好ましい。
[2-4] Other configurations of the irrigation supply controller in the plant cultivation of the present invention:
Furthermore, the irrigation supply control controller in the plant cultivation of the present invention was set in advance in the ground environment and measured in the above-ground part in the same manner as the irrigation supply control method in the plant cultivation of the present invention. It is preferable to calculate saturation from the temperature and humidity, and to perform irrigation when the calculated saturation reaches the desired saturation.
更に、本発明の植物栽培における灌水の供給制御コントローラは、本発明の植物栽培における灌水の供給制御方法と同様に、所期飽差が3〜6g/m3であることが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the irrigation supply control controller in the plant cultivation of the present invention has an initial saturation of 3 to 6 g / m 3 as in the irrigation supply control method in the plant cultivation of the present invention.
更に、本発明の植物栽培における灌水の供給制御コントローラは、本発明の植物栽培における灌水の供給制御方法と同様に、予め地下部環境の所期水分量を設定するとともに、地下部で測定された水分量が、前記所期水分量以下になった際に灌水を行うことが好ましい。 Furthermore, the irrigation supply control controller in the plant cultivation of the present invention was set in advance in the basement environment, and was measured in the underground section in the same manner as the irrigation supply control method in the plant cultivation of the present invention. It is preferable to perform irrigation when the water content is equal to or lower than the desired water content.
更に、本発明の植物栽培における灌水の供給制御コントローラは、本発明の植物栽培における灌水の供給制御方法と同様に、植物栽培の栽培領域が複数区画された施設内において、複数の栽培領域毎に灌水のタイミング及び灌水量を制御することが好ましい。 Further, the irrigation supply control controller in the plant cultivation of the present invention is similar to the irrigation supply control method in the plant cultivation of the present invention, in the facility where the cultivation areas of the plant cultivation are divided into a plurality of cultivation areas. It is preferable to control the timing and amount of irrigation.
[3]本発明の植物栽培における灌水の供給制御コントローラの使用方法:
本発明の植物栽培における灌水の供給制御コントローラでは、図2に示されるように、気温センサー3a及び湿度センサー3bを用意し、地上部9の測定したい箇所に設置する。更に、気温センサー3a及び湿度センサー3bが、測定したデータ(気温、湿度)を、無線でコントローラ本体1aに送信できるように、セッティングする。なお、気温センサー3a及び湿度センサー3bを、更に複数個用意して、所望箇所に設置してもよい。
[3] Method of using irrigation supply controller in plant cultivation of the present invention:
In the irrigation supply control controller in plant cultivation of the present invention, as shown in FIG. 2, an
次に、図2に示されるように、水分センサー5aを少なくとも1個用意し、地下部11(土壌中)の測定したい箇所(たとえば、植物体13の根周辺)に設置する。更に、水分センサー5aが、測定したデータ(地下部の水分量)を無線でコントローラ本体1aに送信できるように、セッティングする。更に、植物体13の根周辺であって、土壌中の灌水したい箇所に、灌水供給管7の一端である「吐出口7b(供給口)」が位置するようにセッティングする。更に、灌水供給管7の他端が水供給原と連結されている状態でセッティングする。なお、供給管からの灌水の供給は、ONまたはOFFのスイッチにより行われ、当該ONまたはOFFのスイッチングは、灌水コントローラ本体1aの命令(ON−OFF発信)によって行われるように、灌水供給管7には、信号受信手段7aが設けられている。
Next, as shown in FIG. 2, at least one
次に、図2に示されるように、気温センサー3aー及び湿度センサー3bによって、気温および湿度を間欠的または連続的に測定させる。そして、当該測定後、測定させた気温及び湿度のデーターを、灌水コントローラ本体1で受信する。同様に、水分センサー5aによって、土壌中の水分量を間欠的または連続的に測定させる。そして、当該測定後、測定させた水分量を、灌水コントローラ本体1aで受信させる。灌水コントローラ本体1aでは、上述の「測定させた気温及び湿度のデーター」及び「測定させた水分量のデーター」に基づき、地上部環境9及び地下部環境11を検知する。この検知により、灌水コントローラ本体1aは、植物体13の地上部環境9が最適温度、最適湿度、最適な飽差状態となっているか、更には、植物体13の地下部環境11が最適水分量となっているか等を判断する。具体的には、上記判断は、灌水コントローラ本体1aに、予め、所期温度、所期湿度、所期飽差、所期水分量等を設定し、当該「所期温度」、当該「所期湿度」、当該「所期飽差」及び、当該「所期水分量」と、測定された温度、湿度、水分量、及び、算出された飽差等との対比により行われる。
Next, as shown in FIG. 2, the temperature and humidity are measured intermittently or continuously by the
当該対比により、植物体13の蒸散が行われる状態であって、且つ、土壌中の水分量が足りないと判断された場合には、灌水コントローラ本体1aから、灌水供給管7に灌水の供給を行う命令(信号)が送信され、灌水供給管7に設けられた信号受信手段7bが上記信号を受信し、灌水供給管7のスイッチがONとなり、土壌中に灌水の供給が行われる。更に、植物体13の蒸散が行われない状態となった場合、或いは、土壌中の水分量が十分になったと判断された場合には、灌水コントローラ本体1aから、灌水供給管7からの灌水の供給を止める命令(信号)が送信される。灌水供給管7に設けられた信号受信手段7aが上記信号を受信して灌水供給管7のスイッチがOFFとなり、灌水の供給が止まる。なお、灌水供給管7に予めタイマーをセッティングし、灌水コントローラ本体1aから、灌水の供給命令と同時に、灌水の供給時間を調整させてもよい。更に、灌水の供給量は、灌水供給管から供給される際の灌水量を予め一定として、灌水時間によって灌水の供給量を調整してもよいし、灌水供給管に灌水量を調整できるようにして、灌水コントローラからの灌水の供給命令が出されると同時に、灌水量についても命令が出されるようにしてもよい。
If the comparison shows that the transpiration of the
一方、上記対比により、初めから植物体の蒸散が行われない状態、或いは、土壌中の水分量が十分であると判断された場合には、灌水コントローラ本体1aから、灌水供給管7へ灌水の供給を行わない命令(信号)が送信されて、供給管に設けられた信号受信手段が上記信号を受信して供給管のOFFが維持される。これにより、次の灌水の供給命令が出されるまで、灌水の供給が行われないこととなる。
On the other hand, according to the above comparison, when it is determined that the transpiration of the plant body is not performed from the beginning or the amount of water in the soil is sufficient, the irrigation controller main body 1a supplies irrigation to the
本発明は、栽培する植物・作物全般の灌水の供給制御に広く用いることができる。特に、植物・作物全般を栽培するハウスまたは施設内で、栽培する植物・作物全般の灌水の供給制御に広く用いることができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely used for irrigation supply control of all plants and crops to be cultivated. In particular, it can be widely used for irrigation supply control of all plants and crops to be cultivated in a house or facility that cultivates plants and crops in general.
1:灌水コントローラ(灌水の供給制御コントローラ1)、1a:灌水コントローラ本体、3:第一検知手段、3a:気温センサー、3b:湿度センサー、5:第二検知手段、5a:水分センサー、7:灌水手段(灌水供給管)、7a:信号受信手段、7b:吐出口(供給口)、9:地上部環境(地上部)、11:地下部環境(地下部)、13:植物体、13a:(植物体の)根、15:施設、15a:出入口、A:栽培領域、B:栽培領域、C:栽培領域、D:栽培領域、S1:気温及び湿度測定ステップ、S2:地上部環境検知ステップ、S3:土壌測定ステップ、S4:地下部環境検知ステップ、S5:灌水タイミング制御ステップ、S6:灌水量制御ステップ。 1: Irrigation controller (irrigation supply controller 1), 1a: irrigation controller body, 3: first detection means, 3a: temperature sensor, 3b: humidity sensor, 5: second detection means, 5a: moisture sensor, 7: Irrigation means (irrigation supply pipe), 7a: signal receiving means, 7b: discharge port (supply port), 9: aboveground environment (aboveground part), 11: underground environment (underground part), 13: plant body, 13a: Root (of plant), 15: Facility, 15a: Entrance / exit, A: Cultivation area, B: Cultivation area, D: Cultivation area, S1: Temperature and humidity measurement step, S2: Above-ground environment detection step , S3: Soil measurement step, S4: Underground environment detection step, S5: Irrigation timing control step, S6: Irrigation amount control step.
Claims (10)
地上部の気温および湿度を間欠的または連続的に測定することにより、地上部環境を検知するとともに、
土壌中の水分量を間欠的または連続的に測定することにより、地下部環境を検知し、
検知された前記地上部環境と前記地下部環境に基づいて、灌水のタイミング及び灌水量を制御する、
灌水の供給制御方法。 In the irrigation supply control method in plant cultivation,
By detecting the temperature and humidity of the above-ground part intermittently or continuously, it detects the above-ground environment,
By measuring the amount of water in the soil intermittently or continuously, the underground environment is detected,
Control the timing and amount of irrigation based on the detected ground environment and the underground environment,
Irrigation supply control method.
当該算出した飽差が、前記所期飽差になった際に灌水を行う請求項1に記載の灌水の供給制御方法。 Preliminarily set the desired saturation of the above-ground environment, and calculate the saturation from the temperature and humidity measured in the above-ground part,
The irrigation supply control method according to claim 1, wherein irrigation is performed when the calculated saturation becomes the desired saturation.
地上部の気温および湿度を間欠的または連続的に測定するための、地上部環境の第一検知手段と、
土壌中の水分量を間欠的または連続的に測定するための、地下部環境の第二検知手段と、
前記第一検知手段及び前記第二検知手段により検知された地上部環境と地下部環境に基づいて、適切なタイミングでかつ適切な灌水量で灌水を行うための灌水手段と
を備える、
灌水コントローラ。 In the irrigation supply control controller in plant cultivation,
A first detection means for the above-ground environment for intermittently or continuously measuring the temperature and humidity of the above-ground part,
A second means of detecting the underground environment for intermittently or continuously measuring the amount of water in the soil;
Irrigation means for performing irrigation at an appropriate timing and with an appropriate irrigation amount based on the above-ground environment and the underground environment detected by the first detection means and the second detection means,
Irrigation controller.
当該算出した飽差が、前記所期飽差になった際に灌水を行う請求項6に記載の灌水コントローラ。 Preliminarily set the desired saturation of the above-ground environment, and calculate the saturation from the temperature and humidity measured in the above-ground part,
The irrigation controller according to claim 6, wherein irrigation is performed when the calculated saturation becomes the desired saturation.
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