JP2016154448A - 植物の生育管理システム及び生育管理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】生育管理システム10は、ハウス12に設けられたCO2濃度測定部20,CO2供給装置64,灌水装置66と、制御装置30により構成される。制御装置30では、制御部32によって各種演算処理が行われる。入力部34を用いて一日を複数のステップに区切り、その切替時刻とCO2濃度を設定し、メモリ38に記憶する。制御部32は、前記CO2濃度測定部20によって測定されたCO2測定濃度と、CO2設定濃度を比較し、ハウス12内が、前記CO2設定濃度を保つように、前記CO2供給装置64の駆動を制御する。また、該CO2供給装置64の駆動時間の積算値が所定の閾値に達したら灌水装置66に灌水指示を行うとともに、駆動時間積算値40Cをリセットする。
【選択図】図1
Description
<本発明の概要>・・・植物の施設栽培において、蒸散を考慮せずに日射量等のみに基づいて灌水すると、灌水過多となって根腐れしたり、反対に、灌水不足となって乾燥したりするという問題がある。そこで、本発明は、植物が気孔を開けて蒸散を行った形跡から判断して、灌水のタイミングと量を制御することとした。前記蒸散は、CO2の取り込みと引き換えに行われる。すなわち、蒸散があるということは気孔が開いており、気孔が開いているということはCO2を取り込んでいる。そして、CO2を取り込んだ量から、灌水必要量を算出するという具合である。
CO2は気孔より吸収され、
CO2+H2O+8光量子→CH2O(糖)+O2
が生成される。したがって、CO2の吸収量が分かれば、消費した水が推測でき、不足する水分を補うことで、乾燥によるしおれ、水分過多による根腐れを防ぐことができる。
(1)植物が生育されるハウス12内のCO2濃度の変化や、所定のCO2設定濃度に保つためにCO2供給装置64が駆動した時間の積算値から、植物のCO2の取込量(ないし蒸散量)を近似的に推量し、その結果に基づいて、制御部32が灌水装置66の出力を制御することとした。このため、適切なタイミングと量での灌水が可能となり、水分不足を補って乾燥(しおれ)を防ぎ、水分過多による根腐れを防止して、植物の生育管理を適切に行うことができる。
(2)上述したCO2濃度基本制御及び灌水制御に加え、必要に応じて、早朝換気処理,早朝気孔開処理(早朝飢餓処理),天窓連動処理,日射量に応じたCO2設定濃度補正処理などの応用処理を行うこととしたので、より適切な条件で生育管理を行うことができる。
(1)前記実施例で示した管理システム10の全体構成は一例であり、同様の効果を奏するように適宜設計変更可能である。例えば、前記メモリ38に記憶する情報も一例であり、必要に応じて適宜変更してよい。
(2)前記実施例で示したCO2濃度測定部20の構造も一例であり、同様の自動校正機能を有するものであれば、適宜設計変更可能である。
(3)前記図12及び図13に示したフローチャートも一例であり、同様の効果を奏する範囲内で、必要に応じて適宜処理手順を変更してよい。
(4)前記実施例では、図3に示す応用制御(ステップS30,S50,S70,S90)を、基本CO2濃度制御(ステップS10)と灌水制御(ステップS100)の間に設けたが、これも一例であり、これら応用制御は必要に応じて適宜行えばよい。また、必ずしも順番に行う必要はなく、実際には、いくつかの応用制御と、前記基本CO2濃度制御(ステップS10)及び灌水制御(ステップS100)は平行して実行されていてもよい(図14参照)。
(6)24時間を単位として、前記実施例における各ステップ毎のCO2濃度設定値情報を記憶し、植物の定植から収穫終了に至る一連の生育における各ステージのCO2設定濃度を、例えば、前記メモリ38のパターン情報44として複数登録しておき、必要に応じて植物の生長や品種で読み出して利用することで、品種や作物の違いに応じて、オリジナルな生育パターンを生かした植物栽培が可能となる。
(8)前記実施例に示した制御部32によるCO2供給装置64の制御も一例であり、必要に応じて適宜変更してよい。例えば、ハウス12内の容積と比較して明らかに大容量のCO2供給装置64を使用した場合、前記CO2センサ22の信号を測定して、CO2供給装置64を間欠駆動するように制御することで、CO2のオーバーシュート抑制機能を実現するという具合である。
12:ハウス
20:CO2濃度測定部
21:検出部
22:CO2センサ
24:CO2計測器
26:ポンプ
28:3方弁
30:制御装置
32:制御部
34:入力部
36:表示部
38:メモリ
40A:CO2濃度設定情報
40B:CO2濃度測定値
40C:駆動時間積算値
42:カレンダ情報
44:パターン情報
46:時計
48:タイマ
50:ソーラー電池
52:日射センサ
60:天窓
62:換気扇
64:CO2供給装置
66:灌水装置
68:警報機
P1,P2:配管
Claims (14)
- 植物が生育されるハウス内のCO2濃度を測定するCO2濃度測定手段と、
前記ハウス内にCO2を供給するCO2供給手段と、
前記ハウス内に灌水する灌水手段と、
前記CO2濃度測定手段によって測定されたCO2測定濃度に基づいて、前記CO2供給手段及び前記灌水手段の駆動を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする植物の生育管理システム。 - 前記ハウス内のCO2濃度を設定するCO2濃度設定手段、
を備えるとともに、
前記制御手段は、
前記CO2濃度設定手段で設定されたCO2設定濃度と、前記CO2濃度測定手段によって測定されたCO2測定濃度を比較し、比較結果に応じて前記CO2供給手段の駆動を制御するとともに、前記CO2供給手段の駆動時間の積算値が、予め定めた所定の閾値に達したときに、前記灌水手段へ灌水指示をし、かつ、前記CO2供給手段の駆動時間の積算値をリセットする基本灌水制御、
を行うことを特徴とする請求項1記載の植物の生育管理システム。 - 前記CO2濃度設定手段は、
1日を経時的に任意の複数のステップに区切り、各ステップの切替時刻と、各ステップにおけるCO2濃度を設定可能であることを特徴とする請求項2記載の植物の生育管理システム。 - 前記制御手段は、
夜間に、前記CO2供給手段から前記ハウス内にCO2が供給されていない場合において、前記ハウス内のCO2測定濃度の最大濃度をサンプリングし、該最大濃度から降下した所定の点において、
CO2測定濃度の降下値と、前記ハウスの室内容量から、前記植物が吸収したCO2吸収量を算出し、該算出されたCO2吸収量が所定の閾値に達したか否かを判断し、
所定の閾値に達していると判断したときは、前記算出されたCO2吸収量に基づいて灌水指示を行う早朝灌水制御を行い、
該早朝灌水制御の実行時以外は、前記基本灌水制御を行うことを特徴とする請求項2又は3記載の植物の生育管理システム。 - ソーラー電池と、
前記ハウスの室内外の換気を行う換気手段と、
を備えており、
前記制御手段は、
前記ソーラー電池の出力電圧に基づいて、日の出前の薄日が差した時刻を検知し、該検知時刻から所定時刻までの間、又は、前記検知時刻から所定時間が経過するまでの間で、前記ハウス内のCO2濃度が、所定のCO2設定濃度まで下がるように、前記換気手段の駆動を制御する早朝換気処理を行い、
該早朝換気処理を行ったときは、換気が終了した時点のCO2濃度から降下した所定の点において、前記植物によるCO2吸収量を算出し、前記早朝灌水制御を行う、
ことを特徴とする請求4記載の植物の生育管理システム。 - 太陽光の明るさを検出する日射センサ、
を備えており、
前記制御手段は、
前記日射センサにより検出される日射量に応じて、
光合成開始後の前記ハウス内のCO2測定濃度が、所定の早朝時のハウス内のCO2設定濃度を下回った時点から、所定時間経過するまで又は所定のCO2最低濃度に達するまで、前記CO2の供給を停止するか否かを判断し、該判断結果に応じて、前記CO2供給装置の駆動を制御する早朝気孔開処理、
を行うことを特徴とする請求項2〜5のいずれか一項に記載の植物の生育管理システム。 - 前記制御手段は、
前記日射センサにより検出される日射量に応じて、前記CO2濃度設定手段により設定された各ステップのCO2設定濃度又は前記各ステップの切替時刻の少なくとも一方の補正を行うCO2設定濃度補正処理を行うことを特徴とする請求項6記載の植物の生育管理システム。 - 地域に対応した日の出、南中、日の入り時刻を含むカレンダ情報、
を備えるとともに、
前記制御手段は、
前記CO2設定濃度補正処理において、前記カレンダ情報を参照して、前記ハウスが設置された地域に対応する日の出、南中、日の入り時間に基づき、前記各ステップの切替時刻の補正を行うことを特徴とする請求項7記載の植物の生育管理システム。 - 前記ハウスが開閉可能な天窓を有しており、
前記制御手段が、
前記天窓の開閉に連動して、前記ハウス内のCO2の設定濃度を変更する天窓連動処理を行うことを特徴とする請求項2〜8のいずれか一項に記載の植物の生育管理システム。 - 前記CO2濃度測定手段によって測定された前記ハウス内のCO2濃度が、所定の範囲外のときに、その旨を報知する警報手段、
を備えるとともに、
前記制御手段は、前記CO2濃度測定手段による測定結果に応じて、前記警報手段を駆動することを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の植物の生育管理システム。 - 前記CO2濃度測定手段が、
定期的に前記ハウスの外部の空気を導入し、該外部の空気を基準ガスとして、測定値の校正をする自動校正手段,
備えたことを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の植物の生育管理システム。 - 植物が生育されるハウス内のCO2濃度の変化に基づいて、前記ハウス内における灌水制御及びCO2の供給制御を行うことを特徴とする植物の生育管理方法。
- 植物が生育されるハウス内のCO2濃度を測定するステップと、
予め設定されたハウス内のCO2設定濃度と、前記ステップにより測定されたCO2測定濃度を比較するステップと、
該ステップによる比較の結果、CO2設定濃度よりも、CO2測定濃度が低いときは、前記ハウス内にCO2を供給するCO2供給手段の駆動を開始するステップと、
前記ステップによる比較の結果、CO2設定濃度よりも、CO2測定濃度が高いときは、前記CO2供給手段の駆動を停止するステップと、
を含むとともに、
前記CO2供給手段の駆動時間の積算値が、予め定めた所定の閾値に達したか否かを判断し、閾値に達したときに、前記ハウス内に灌水する灌水手段へ灌水指示をし、かつ、前記積算値をリセットする基本灌水制御を行うことを特徴とする植物の生育管理方法。 - 夜間に、前記CO2供給手段から前記ハウス内にCO2が供給されていない場合において、前記ハウス内のCO2測定濃度の最大濃度をサンプリングするステップと、
前記最大濃度から降下した所定の点において、CO2測定濃度の降下値を算出するステップと、
該ステップによって算出されたCO2測定濃度の降下値と、前記ハウスの室内容量から、前記植物が吸収したCO2吸収量を算出するステップと、
該CO2吸収量が所定の閾値に達したか否かを判断するステップと、
該ステップにおいて、算出されたCO2吸収量が所定の閾値に達したと判断したときに、該算出されたCO2吸収量に基づいて、前記灌水手段に灌水指示を行うステップと、
を含む早朝灌水制御を行うとともに、
該早朝灌水制御の実行時以外は、前記基本灌水制御を行うことを特徴とする請求項13記載の植物の生育管理方法。
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JP2015032564A JP2016154448A (ja) | 2015-02-23 | 2015-02-23 | 植物の生育管理システム及び生育管理方法 |
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