JP2019041637A - 栽培設備 - Google Patents
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Abstract
Description
また、栽培設備において、カメラで撮像した葉の気孔の開き具合に応じて二酸化炭素の供給を行う技術も知られている(特許文献2)。
さらに、二酸化炭素の濃度測定部による設定濃度を保つように二酸化炭素を供給する技術も知られている(特許文献3)。
特許文献2に記載の構成では、植物の気孔の位置は、植物の成長(茎や葉の伸び)とともに変動するため、気孔を観測し続けることは現実的には非常に困難または非常に高価なシステムが必要である。
すなわち、請求項1に記載の発明は、栽培室(1)内で養液の供給と排液とを行い、植物を栽培するための栽培装置(2)と、二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給装置(23)と、植物の蒸散の状態を検出する蒸散検出手段(51)と、前記栽培装置(2)の排液量を検出する排液量センサ(26a)と、を備え、前記二酸化炭素供給装置(23)で二酸化炭素を供給中に、前記蒸散検出手段(51)が植物の蒸散が活発でない状態を検出し、且つ、前記排液量センサ(26a)が検出する排液量が設定量に達しない場合に、二酸化炭素の供給を停止することを特徴とする栽培設備である。
図1は本発明の栽培設備の説明図である。
図1において、本発明の実施例の栽培設備Sは、栽培室の一例としての温室1を有する。実施例の温室1は、天窓1a,1bが、図示しないモータ等で開閉可能に構成されている。
温室1の内部には、栽培装置の一例としての栽培ベッド2が複数設置されている。栽培ベッド2は、土が収容されており、植物の一例としてのトマト2aが栽培されている。なお、栽培する植物はトマトに限定されず、目的や用途に応じて、任意の植物を栽培可能である。
栽培ベッド2の下部には、温風送風機4が配置されている。温風送風機4は、栽培ベッド2の下方から温風を噴き出すことが可能に構成されている。
栽培ベッド2の上方には、水を霧状に噴き出して、水の気化熱で温度と湿度を調整する細霧冷房装置6が設置されている。
さらに、栽培ベッド2の近傍には、観察部材の一例としてのカメラ12が配置されている。カメラ12は、植物の映像を取得する。
また、栽培ベッド2の近傍には、葉温検出部材の一例としての放射温度計13が配置されている。放射温度計13は、植物の葉に向けて配置されており、植物の葉の温度(葉温)を計測する。
また、実施例では、温室1の外に日射計16が設置されている。日射計16は、太陽光の日射量を検出する。なお、日射計16は、温室1の内部に設置することも可能である。
さらに、実施例では、温室1の外に風向計17が設置されている。風向計17は、風向きを検出する。
また、温室1には、温室1の換気、気流を制御する換気制御装置22が設置されている。
さらに、温室1には、温室1内の植物に光合成に必要な二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給装置23が設置されている。
また、温室1には、栽培ベッド2に、肥料を含む水である養液を供給する養液供給装置24が設置されている。
前記温度制御装置21、換気制御装置22、二酸化炭素供給装置23、養液供給装置24、排液処理装置26は、制御部Cで制御される。
実施例の制御部Cは、外部との信号の入出力等を行う入出力インターフェースI/Oを有する。また、制御部Cは、必要な処理を行うためのプログラムおよび情報等が記憶されたROM:リードオンリーメモリを有する。また、制御部Cは、必要なデータを一時的に記憶するためのRAM:ランダムアクセスメモリを有する。また、制御部Cは、ROM等に記憶されたプログラムに応じた処理を行うCPU:中央演算処理装置を有する。したがって、実施例の制御部Cは、情報処理装置、いわゆるコンピュータにより構成されている。よって、制御部Cは、ROM等に記憶されたプログラムを実行することにより種々の機能を実現することができる。
実施例の制御部Cは、温度制御装置21や換気制御装置22、二酸化炭素供給装置23、養液供給装置24、排液処理装置26、その他、図示しない被制御要素に制御信号を出力する。
温度制御装置21は、燃焼装置の一例としてのボイラー21aを有する。ボイラー21aは、水を温水にして、温水パイプ3に供給する。また、ボイラー21aで燃料を燃焼する際に発生する二酸化炭素は、二酸化炭素供給装置23のガスタンク23aに収容される。
また、発電機21bで発電した電力は、エアコン21cで使用する場合に限定されず、換気制御装置22等の他の装置22〜26で使用する構成とすることも可能である。
各栽培ベッド2へ供給された養液量は、養液量検出センサ24hで計測される。なお、養液量検出センサ24hは、養液供給装置24に限定されず、栽培ベッド2の培地(土壌)に設けた水分センサを使用することも可能である。
なお、混合タンク24eの液が、所定時間貯留された場合に、排液タンク26bに送って、殺菌装置26dで殺菌して使用するように構成することも可能である。
図1、図2において、実施例の制御部Cには、各種計測部材、検知部材SN1〜SN3,12〜17,24h,26aからの信号が入力される。
計測盤11の温度計SN1は、温室1の温度を計測する。
計測盤11の湿度計SN2は、温室1の湿度を計測する。
計測盤11の二酸化炭素濃度計SN3は、温室1の二酸化炭素濃度を計測する。
カメラ12は、植物の画像を撮影する。
放射温度計13は、葉温を検出する。
結露感知センサ14は、結露の有無を検出する。
日射計16は日射量を計測する。
風向計17は、風向を計測する。
蒸散検出手段51は、湿度検知手段51aと、カメラ画像取得手段51bと、萎れ程度判別手段(画像解析手段)51cとを有し、植物の蒸散が活発であるか否かを判別する。実施例の蒸散検出手段51は、湿度検知手段51aが検出する湿度の上昇(湿度の変化速度)が、予め設定された設定値に達しない場合に、植物の蒸散が活発でないと検出する。すなわち、植物の蒸散が活発であれば、気孔が開いて空気中に水分が多く放出されることとなり、湿度の上昇が高くなり、蒸散が活発でなければ、湿度の上昇が低くなることから、湿度の上昇に基づいて蒸散が活発であるか否かを検出している。なお、設定値は、実験等で予め測定、設定されている。
日射量検出手段53は、日射計16の入力信号から日射量を検出する。
日射量履歴記憶手段54は、日射量検出手段53が検出した日射量の履歴を記憶する。日射量履歴記憶手段54は、日射計16が測定した日時と対応させて日射量の履歴を記憶する。したがって、日射量の履歴から、本日や昨日、一昨日が晴天日か、非晴天日(曇天、雨天、雪等)かを判定することも可能に構成されている。
排液量検出手段56は、排液量センサ26aの入力信号に基づいて栽培ベッド2から排出された排液量を取得する。
なお、排液量の設定量や養液量の設定量は、実験等で予め測定され、設定されている。
なお、生理障害の発生を、天候や葉温から推測、予測する構成を例示したが、これに限定されない。例えば、植物の生長(伸びや茎の太さ)をカメラ等で経時的に計測して、過剰に生長していると判別することも可能である。また、実施例では、二酸化炭素の供給停止を例示したが、これに限定されず、温室1のカーテンの遮光を行うタイミングを早くしたり潅水量を抑えて生長を抑えることも可能である。
結露検知手段58aは、結露感知センサ14の入力信号に基づいて、結露が発生しているか否かを判別、検知する。
細霧冷房制御手段58dは、温室1内の温度が予め設定された上限温度に達する場合に、細霧冷房装置6を制御して、温室1内の温度および湿度を制御する。なお、細霧冷房制御手段58dは、細霧冷房装置6を制御して、温室1を加湿しつつ温度を下げることが可能である。実施例の細霧冷房制御手段58dは、カメラ12の撮影結果に基づく萎れ度合いに基づいて、萎れ度合いが第1設定値(例えば、80%)になると細霧冷房を開始し、第2設定値(例えば90%)になると細霧冷房を停止させる。
なお、温風送風機制御手段58eは、結露検知手段58aの検知結果に基づく場合に限定されず、湿度計SN2の検知結果に基づいて、湿度が高いときに温風送風ファン4を作動させるように制御を行うことも可能である。
排液処理制御手段62は、排液処理装置26を制御して、栽培ベッド2からの排液の処理を行う。
2…栽培装置、
12…観察部材、
13…葉温検出手段、
16…日射計、
23…二酸化炭素供給装置、
24h…養液量検出センサ、
26a…排液量センサ、
51…蒸散検出手段、
S…栽培設備、
SN2…湿度センサ。
Claims (7)
- 栽培室(1)内で養液の供給と排液とを行い、植物を栽培するための栽培装置(2)と、
二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給装置(23)と、
植物の蒸散の状態を検出する蒸散検出手段(51)と、
前記栽培装置(2)の排液量を検出する排液量センサ(26a)と、
を備え、
前記二酸化炭素供給装置(23)で二酸化炭素を供給中に、前記蒸散検出手段(51)が植物の蒸散が活発でない状態を検出し、且つ、前記排液量センサ(26a)が検出する排液量が設定量に達しない場合に、二酸化炭素の供給を停止する
ことを特徴とする栽培設備。 - 栽培室(1)内で養液の供給と排液とを行い、植物を栽培するための栽培装置(2)と、
二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給装置(23)と、
植物の蒸散の状態を検出する蒸散検出手段(51)と、
前記栽培装置(2)内の養液量を検出する養液量検出センサ(24h)と、
を備え、
前記二酸化炭素供給装置(23)で二酸化炭素を供給中に、前記蒸散検出手段(51)が植物の蒸散が活発でない状態を検出し、且つ、前記養液量検出センサ(24h)が検出する養液量が設定量に達する場合に、二酸化炭素の供給を停止する
ことを特徴とする栽培設備。 - 前記栽培室(1)内で湿度を検出する湿度センサ(SN2)と、
前記湿度センサ(SN2)が検出する湿度の上昇が予め設定された設定値に達しない場合に、植物の蒸散が活発でない状態と検出する前記蒸散検出手段(51)と、
を備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の栽培設備。 - 植物を観察する観察部材(12)と、
前記観察部材(12)の観察結果に基づいて、植物が萎れている場合は、植物の蒸散が活発でない状態と検出する前記蒸散検出手段(51)と、
を備えたことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の栽培設備。 - 前記蒸散検出手段(51)が植物の蒸散が活発である状態を検出した場合に、二酸化炭素の供給を継続する
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の栽培設備。 - 栽培室(1)内で養液の供給と排液とを行い、植物を栽培するための栽培装置(2)と、
二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給装置(23)と、
日射量を計測する日射計(16)と、
を備え、
前記日射計(16)の計測結果に基づいて、曇の日が続いた後の晴天日である場合に、二酸化炭素の供給を停止する
ことを特徴とする栽培設備。 - 栽培室(1)内で養液の供給と排液とを行い、植物を栽培するための栽培装置(2)と、
二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給装置(23)と、
植物の葉温を検出する葉温検出手段(13)と、
を備え、
前記二酸化炭素供給装置(23)で二酸化炭素を供給中に、前記葉温検出手段(13)が検出する葉温が設定値に達する場合に、二酸化炭素の供給を停止する
ことを特徴とする栽培設備。
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