JP2019041589A

JP2019041589A - 栽培設備及び栽培方法

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Publication number: JP2019041589A
Application number: JP2017164701A
Authority: JP
Inventors: 令武川; Rei Takekawa; 翔世上野; Sho Ueno; 和哉岩本; Kazuya Iwamoto
Original assignee: Nippon Ekitan Corp
Current assignee: Nippon Ekitan Corp
Priority date: 2017-08-29
Filing date: 2017-08-29
Publication date: 2019-03-22

Abstract

【課題】炭酸ガスの施用を効率化し、なお且つ、炭酸ガスの供給制御を簡略化することを可能とした栽培設備を提供する。【解決手段】炭酸ガスが施用される栽培空間Ｋで植物を栽培する栽培設備１であって、炭酸ガスの施用時間を設定するタイマー１１と、タイマー１１の設定に応じて栽培空間Ｋへの炭酸ガスの供給と停止とを切り替える制御部１２と、栽培空間Ｋの状態を測定する測定部６とを備え、制御部１２は、測定部６の測定結果に基づいて、植物の光合成が行われる適正条件から外れた場合に、栽培空間Ｋへの炭酸ガスの供給を一時的に停止する制御を行う。【選択図】図２

Description

本発明は、栽培設備及び栽培方法に関する。

例えば、炭酸ガスが施用される栽培空間で植物を栽培する栽培設備がある（例えば、下記特許文献１〜３を参照。）。このような栽培設備では、炭酸ガスを施用することで、植物の育成を促進することが可能である。

特開２０１４−１１９９１号公報特開２０１４−１８１９６号公報特開２０１４−１６１３３７号公報

ところで、従来の栽培設備では、植物の光合成が行われる適正条件に合わせて、栽培空間内の炭酸ガス濃度を測定しながら、栽培空間への炭酸ガスの供給を制御することが行われている。

しかしながら、従来の栽培設備では、栽培空間の一箇所に設置された炭酸ガス濃度計によって、この栽培空間の全体的（平均的）な炭酸ガス濃度を制御している。このため、炭酸ガスの施用量に無駄が多くなるといった問題があった。特に、炭酸ガスの供給源として、液化炭酸ガスが充填された炭酸ガスボンベ（炭酸ガス容器）を施用する場合、ランニングコストが割高となってしまう。

また、従来の栽培設備では、炭酸ガスの施用量を減らすため、植物の株元や生長点付近に炭酸ガスを局所的に供給することも行われている。しかしながら、このような炭酸ガスを局所的に供給する方法の場合、炭酸ガス濃度計を設置する位置によって、炭酸ガス濃度の測定値が大きく変化することになる。このため、上述した炭酸ガス濃度を測定しながら、炭酸ガスの供給を制御することが非常に難しくなるといった問題があった。

本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、炭酸ガスの施用を効率化し、なお且つ、炭酸ガスの供給制御を簡略化することを可能とした栽培設備及び栽培方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
〔１〕炭酸ガスが施用される栽培空間で植物を栽培する栽培設備であって、
前記炭酸ガスの施用時間を設定するタイマーと、
前記タイマーによる施用時間の設定に応じて、前記栽培空間への前記炭酸ガスの供給と停止とを切り替える制御部と、
前記栽培空間の状態を測定する測定部とを備え、
前記制御部は、前記測定部の測定結果に基づいて、前記植物の光合成が行われる適正条件から外れた場合に、前記栽培空間への炭酸ガスの供給を一時的に停止する制御を行うことを特徴とする栽培設備。
〔２〕前記測定部は、少なくとも日射量、室温、飽差、炭酸ガス濃度の何れか１つ以上を測定することを特徴とする前記〔１〕に記載の栽培設備。
〔３〕前記タイマーにおいて、日照時間に応じて前記施用時間が設定されることを特徴とする前記〔１〕又は〔２〕に記載の栽培設備。
〔４〕前記施用時間中に前記炭酸ガスが予め設定された流量で供給されることを特徴とする前記〔１〕〜〔３〕の何れか一項に記載の栽培設備。
〔５〕前記炭酸ガスの流量が一定であることを特徴とする前記〔４〕に記載の栽培設備。
〔６〕前記炭酸ガスが充填された炭酸ガス容器から前記栽培空間へと前記炭酸ガスが供給されることを特徴とする前記〔１〕〜〔５〕の何れか一項に記載の栽培設備。
〔７〕前記炭酸ガスを放出する孔部が設けられたガス放出管を備え、
前記ガス放出管は、前記植物の株元又は生長点付近に沿って配置されていることを特徴とする前記〔１〕〜〔６〕の何れか一項に記載の栽培設備。
〔８〕前記栽培空間を形成する栽培ハウスを備えることを特徴とする前記〔１〕〜〔７〕の何れか一項に記載の栽培設備。
〔９〕炭酸ガスが施用される栽培空間で植物を栽培する栽培方法であって、
前記炭酸ガスの施用時間を設定するステップと、
前記施用時間の設定に応じて、前記栽培空間への前記炭酸ガスの供給と停止とを切り替えるステップと、
前記栽培空間の状態を測定するステップと、
前記測定の結果に基づいて、前記植物の光合成が行われる適正条件から外れた場合に、前記栽培空間への炭酸ガスの供給を一時的に停止するステップとを含むことを特徴とする栽培方法。
〔１０〕少なくとも日射量、室温、飽差、炭酸ガス濃度の何れか１つ以上を測定することを特徴とする前記〔９〕に記載の栽培方法。
〔１１〕日照時間に応じて前記施用時間を設定することを特徴とする前記〔９〕又は〔１０〕に記載の栽培方法。
〔１２〕前記施用時間中に前記炭酸ガスを予め設定された流量で供給することを特徴とする前記〔９〕〜〔１１〕の何れか一項に記載の栽培方法。
〔１３〕前記炭酸ガスの流量を一定とすることを特徴とする前記〔１２〕に記載の栽培方法。
〔１４〕前記炭酸ガスが充填された炭酸ガス容器から前記栽培空間へと前記炭酸ガスを供給することを特徴とする前記〔９〕〜〔１３〕の何れか一項に記載の栽培方法。
〔１５〕前記炭酸ガスを放出する孔部が設けられたガス放出管を、前記植物の株元又は生長点付近に沿って配置することを特徴とする前記〔９〕〜〔１４〕の何れか一項に記載の栽培方法。
〔１６〕前記栽培空間を栽培ハウスにより形成することを特徴とする前記〔９〕〜〔１５〕の何れか一項に記載の栽培方法。

以上のように、本発明によれば、炭酸ガスの施用を効率化し、なお且つ、炭酸ガスの供給制御を簡略化することを可能とした栽培設備及び栽培方法を提供することが可能である。

本発明の一実施形態に係る栽培設備の概略構成を模式的に示す外観図である。図１に示す栽培設備の概略構成を模式的に示す平面図である。図１に示す栽培設備が備えるガス供給部を模式的に示す系統図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面においては、各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがあり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。

本発明の一実施形態として、例えば図１〜図３に示す栽培設備１について説明する。
なお、図１は、栽培設備１の概略構成を模式的に示す外観図である。図２は、栽培設備１の概略構成を模式的に示す平面図である。図３は、栽培設備１が備えるガス供給部４を模式的に示す系統図である。

本実施形態の栽培設備１は、炭酸ガスが施用される栽培空間Ｋで植物を栽培するものであり、この栽培空間Ｋを形成する栽培ハウス２を備えている。栽培ハウス２は、例えば、ガラスハウスやビニールハウスなどの透光性を有した被覆資材で覆われた温室により構成されている。

なお、本実施形態の栽培設備１では、植物としてイチゴを栽培する場合を例示している。このため、栽培ハウス２の内部には、イチゴを栽培するための栽培ベッド３が所定の間隔で平行に並んで設けられている。

栽培設備１は、この栽培ハウス２（栽培空間Ｋ）に炭酸ガスを供給するガス供給部４と、栽培空間Ｋへの炭酸ガスの供給制御を行う制御盤５と、栽培空間Ｋの状態を測定する測定部６とを概略備えている。

ガス供給部４は、炭酸ガスボンベＢと接続されたガス配管７と、ガス配管７に設けられた流量計付き圧力制御弁８及び開閉弁９と、ガス配管７から分岐して設けられた複数のガス放出管１０とを有している。

炭酸ガスボンベＢは、液化炭酸ガスが充填された炭酸ガス容器であり、栽培ハウス２の外部又は内部（本実施形態では外部）に設置されている。ガス配管７は、炭酸ガスボンベＢの液取出弁（供給口）に対して着脱自在に接続されている。流量計付き圧力制御弁８は、ガス配管７内を流れる炭酸ガスの流量を調整する。開閉弁９は、流量計付き圧力制御弁８よりも下流側のガス配管７を開閉する電磁弁からなる。

ガス放出管１０は、炭酸ガスを放出する多数の孔部が設けられた多孔質ホースからなり、その両端がガス配管７と接続されている。ガス放出管１０は、栽培ベッド３毎に植物の株元又は生長点付近に沿って配置されている。これにより、植物の株元又は生長点付近の炭酸ガス濃度を局所的に高めることが可能である。

制御盤５は、栽培ハウス２の外部又は内部（本実施形態では外部）に設置されている。制御盤５には、炭酸ガスの施用時間を設定するタイマー１１と、タイマー１１による施用時間の設定に応じて、栽培ハウス２（栽培空間Ｋ）への炭酸ガスの供給と停止とを切り替える制御回路（制御部）１２とが設けられている。

タイマー１１では、日照時間（植物の光合成が盛んに行われる時間帯）に応じて施用時間が設定される。施用時間は、炭酸ガスの供給時間であり、開閉弁９を開放している時間である。

制御回路１２は、開閉弁９と電気的に接続されることによって、この開閉弁９の開閉を制御する。

測定部６は、少なくとも日射量、室温、飽差、炭酸ガス濃度の何れか１つ以上を測定する構成とすればよい。本実施形態の栽培設備１では、測定部６として、栽培空間Ｋの略中央部に位置して、栽培ベッド３よりも上方に、上述した各種測定を行うための測定器が吊り下げられた状態で配置されている。なお、測定器の配置については、特に限定されるものではなく、適宜変更を加えることが可能である。

以上のような構成を有する本実施形態の栽培設備１は、本発明を適用した栽培方法を実施するものである。具体的には、先ず、タイマー１１により炭酸ガスの施用時間を設定する。例えば、本実施形態では、施用時間を７：００〜１５：００の８時間に設定している。

次に、タイマー１１による施用時間の設定に応じて、栽培空間Ｋへの炭酸ガスの供給と停止とを切り替える。すなわち、施用時間中では、制御回路１２が開閉弁９を開放するように制御し、栽培空間Ｋへの炭酸ガスの供給を行う。一方、施用時間外では、制御回路１２が開閉弁９を遮断するように制御し、栽培空間Ｋへの炭酸ガスの供給を停止する。

また、本実施形態の栽培設備１では、施用時間中に炭酸ガスが予め設定された流量で供給されるように、流量計付き圧力制御弁８による炭酸ガスの流量調整を行っている。すなわち、この栽培設備１では、施用時間中に栽培空間Ｋに供給される炭酸ガスの流量を一定としている。これにより、炭酸ガスの供給制御を簡略化することができる。なお、施用時間中に栽培空間Ｋに供給される炭酸ガスについては、その流量を一定とする場合に限らず、手動又は自動により調整するようにしてもよい。

次に、測定部６により栽培空間Ｋの状態として、少なくとも日射量、室温、飽差、炭酸ガス濃度の何れか１つ以上を測定する。

具体的に、日照量については、照度計を用いて測定することができる。室温については、温度計を用いて測定することができる。飽差は、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であり、空気１ｍ^３当たりの水蒸気の空き容量をｇ数で表す（ｇ／ｍ^３）。植物の水分状態は、相対湿度よりもこの飽差に強く影響を受ける。飽差については、一般的に５ｇ／ｍ^３前後が光合成に適していると言われている。また、飽差については、飽差コントローラー等を用いて測定・管理することが可能である。炭酸ガス濃度については、炭酸ガス濃度計を用いて測定することができる。

次に、測定部６の測定結果に基づいて、植物の光合成が行われる適正条件から外れた場合には、制御回路１２が開閉弁９を遮断するように制御し、栽培空間Ｋへの炭酸ガスの供給を停止する。

具体的に、日射量が適正条件（例えば、本実施形態では１００Ｗ／ｍ^２以上）から外れた場合には、栽培空間Ｋへの炭酸ガスの供給を停止する。また、室温が適正条件（例えば、本実施形態では５〜３０℃）から外れた場合には、栽培空間Ｋへの炭酸ガスの供給を停止する。また、飽差が適正条件（例えば、本実施形態では２〜７ｇ／ｍ^３）から外れた場合には、栽培空間Ｋへの炭酸ガスの供給を停止する。また、炭酸ガス濃度が適正条件（例えば、本実施形態では１０００ｐｐｍ以下）から外れた場合には、栽培空間Ｋへの炭酸ガスの供給を停止する。

一方、上述した適正条件から外れた状態から適正条件に戻った場合には、制御回路１２が開閉弁９を開放するように制御し、栽培空間Ｋへの炭酸ガスの供給を再開する。すなわち、本実施形態では、植物の光合成が行われる適正条件から外れた間で、栽培空間Ｋへの炭酸ガスの供給を一時的に停止する制御を行う。

以上のように、本実施形態の栽培設備１では、従来のような栽培空間Ｋの全体的（平均的）な炭酸ガス濃度を制御するといった必要がなく、炭酸ガスの供給制御を従来よりも簡略化することが可能である。

また、本実施形態の栽培設備１では、従来のような栽培空間Ｋの全体的（平均的）な炭酸ガス濃度を制御する場合よりも、炭酸ガスの施用量を少なくすることができ、炭酸ガスの施用を効率化することが可能である。

なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記栽培設備１では、炭酸ガスの供給源として、炭酸ガスボンベＢを施用する構成を例示しているが、炭酸ガスが供給可能なものであればよく、その構成について適宜変更を加えることが可能である。

また、上記栽培設備１では、栽培空間Ｋが栽培ハウス２により形成された構成を例示しているが、炭酸ガスが施用される栽培空間Ｋが形成可能なものであればよく、その構成について適宜変更を加えることが可能である。

また、上記栽培設備１では、ガス放出管１０として、多孔質ホースを用いた構成を例示しているが、植物の株元又は生長点付近に炭酸ガスが放出可能なものであればよく、その構成について適宜変更を加えることが可能である。

１…栽培設備２…栽培ハウス３…栽培ベッド４…ガス供給部５…制御盤６…測定部７…ガス配管８…流量計付き圧力調整器９…開閉弁１０…ガス放出管１１…タイマー１２…制御回路（制御部）Ｂ…炭酸ガスボンベ（炭酸ガス容器）Ｋ…栽培空間

Claims

炭酸ガスが施用される栽培空間で植物を栽培する栽培設備であって、
前記炭酸ガスの施用時間を設定するタイマーと、
前記タイマーによる施用時間の設定に応じて、前記栽培空間への前記炭酸ガスの供給と停止とを切り替える制御部と、
前記栽培空間の状態を測定する測定部とを備え、
前記制御部は、前記測定部の測定結果に基づいて、前記植物の光合成が行われる適正条件から外れた場合に、前記栽培空間への炭酸ガスの供給を一時的に停止する制御を行うことを特徴とする栽培設備。
前記測定部は、少なくとも日射量、温度、飽差、炭酸ガス濃度の何れか１つ以上を測定することを特徴とする請求項１に記載の栽培設備。
前記タイマーにおいて、日照時間に応じて前記施用時間が設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の栽培設備。
前記施用時間中に前記炭酸ガスが予め設定された流量で供給されることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の栽培設備。
前記炭酸ガスの流量が一定であることを特徴とする請求項４に記載の栽培設備。
前記炭酸ガスが充填された炭酸ガス容器から前記栽培空間へと前記炭酸ガスが供給されることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の栽培設備。
前記炭酸ガスを放出する孔部が設けられたガス放出管を備え、
前記ガス配管は、前記植物の株元又は生長点付近に沿って配置されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の栽培設備。
前記栽培空間を形成する栽培ハウスを備えることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の栽培設備。
炭酸ガスが施用される栽培空間で植物を栽培する栽培方法であって、
前記炭酸ガスの施用時間を設定するステップと、
前記施用時間の設定に応じて、前記栽培空間への前記炭酸ガスの供給と停止とを切り替えるステップと、
前記栽培空間の状態を測定するステップと、
前記測定の結果に基づいて、前記植物の光合成が行われる適正条件から外れた場合に、前記栽培空間への炭酸ガスの供給を一時的に停止するステップとを含むことを特徴とする栽培方法。
少なくとも日射量、温度、飽差、炭酸ガス濃度の何れか１つ以上を測定することを特徴とする請求項９に記載の栽培方法。
日照時間に応じて前記施用時間を設定することを特徴とする請求項９又は１０に記載の栽培方法。
前記施用時間中に前記炭酸ガスを予め設定された流量で供給することを特徴とする請求項９〜１１の何れか一項に記載の栽培方法。
前記炭酸ガスの流量を一定とすることを特徴とする請求項１２に記載の栽培方法。
前記炭酸ガスが充填された炭酸ガス容器から前記栽培空間へと前記炭酸ガスを供給することを特徴とする請求項９〜１３の何れか一項に記載の栽培方法。
前記炭酸ガスを放出する孔部が設けられたガス放出管を、前記植物の株元又は生長点付近に沿って配置することを特徴とする請求項９〜１４の何れか一項に記載の栽培方法。
前記栽培空間を栽培ハウスにより形成することを特徴とする請求項９〜１５の何れか一項に記載の栽培方法。