JP2019180272A - Plant cultivation device, plant growth monitoring device and plant growth management device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、植物栽培装置、植物生育監視装置及び植物生育管理装置に関する。 The present invention relates to a plant cultivation device, a plant growth monitoring device, and a plant growth management device.
土に代わり、養液を用いて植物を栽培する水耕栽培法を用いた食糧生産システムは、天候や気候の影響がなく収穫量を安定させることができ、農薬を必要としない安全な果菜を育てることができるなど、新たな食糧生産システムとして注目されている。しかしながら、潅水、照明、空調などの設備投資が必要となり、従来の生産システムと比較すると高コストとなるため、実用化に向けた課題が残されている。 A food production system using hydroponics that uses nutrient solution to cultivate plants instead of soil can stabilize the yield without being affected by the weather and climate, and produce safe fruit vegetables that do not require pesticides. It is attracting attention as a new food production system. However, capital investment such as irrigation, lighting, and air conditioning is required, and the cost is higher than that of a conventional production system. Therefore, there remains a problem for practical use.
特許文献1(特開2000−93010号公報)には、空調システムのランニングコストを低減するものとして、栽培植物を栽培する温室内を空調する植物工場における空調システムにおいて、蓄冷熱槽内の水を夜間電力で冷却して蓄冷し、その蓄冷熱槽内の冷水を充填式空調機に導入し、他方、温室内に設置した栽培植物の栽培棚の周囲を間仕切り壁にて局所的に仕切り、その間仕切り壁にて仕切った局所空間に浸み出しダクトと還気ダクトを設け、その還気ダクトから局所空間内の空気を吸引して上記充填式空調機に導入すると共に上記冷水と熱交換し、その熱交換後の冷却空気を浸み出しダクトに供給して局所空間を空調することを特徴とする植物工場における空調システムが開示されている。 In Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-93010), in order to reduce the running cost of the air conditioning system, in the air conditioning system in the plant factory that air-conditions the greenhouse where the cultivated plants are grown, Cooling with cold electricity at night and storing cold, introducing cold water in the cold storage heat tank into the filling type air conditioner, on the other hand, partitioning around the cultivation shelf of cultivated plants installed in the greenhouse locally with a partition wall, A leaching duct and a return air duct are provided in the local space partitioned by the partition wall, the air in the local space is sucked from the return air duct and introduced into the filling air conditioner, and heat exchange with the cold water is performed. An air conditioning system in a plant factory is disclosed in which cooling air after heat exchange is leached and supplied to a duct to air-condition a local space.
また、特許文献2(特開2015−142547号公報)には、電力コスト及び肥料コストを抑えるために、宿主植物のクロロフィル量を増加する作用を有する水生植物根圏微生物を少なくとも1種含む植物成長強化剤を栽培植物の根に施用して当該植物を栽培する水耕栽培方法が開示されている。 Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-142547) discloses a plant growth containing at least one aquatic plant rhizosphere microorganism having an action of increasing the amount of chlorophyll of a host plant in order to suppress power costs and fertilizer costs. A hydroponics method is disclosed in which a fortifier is applied to the roots of a cultivated plant to grow the plant.
このように、水耕栽培法の低コスト化を実現するため、さまざまな提案がなされている。本発明は、植物の異常を早期に発見し、必要な栽培環境の制御を早い段階で的確に行うことにより、収量を安定させることができると知見に基づくものである。そして、根の計測により得られる情報が、植物の成長度合いを知るうえで最も的確であるという知見に基づくものである。植物の根は、通常、培地や栽培容器に覆われるため、視覚的に観察が難しい。また、培地を取り除くことにより根を傷つける恐れがある。そのため、実用レベルの大規模な植物栽培設備において、根の観測を行うことは難しく、多くの栽培植物は、葉や茎などの地上部のみが観測されてきた。 As described above, various proposals have been made in order to reduce the cost of hydroponics. The present invention is based on the knowledge that the yield can be stabilized by detecting plant abnormalities at an early stage and accurately controlling the necessary cultivation environment at an early stage. And it is based on the knowledge that the information obtained by root measurement is the most accurate in knowing the degree of plant growth. Since plant roots are usually covered with a culture medium or a cultivation container, visual observation is difficult. Moreover, there is a risk of damaging the roots by removing the medium. For this reason, it is difficult to observe roots in a large-scale plant cultivation facility at a practical level, and many cultivated plants have only been observed on the ground, such as leaves and stems.
本発明は、植物の根の生育状況を計測する植物栽培装置を提供することを目的とする。また、本発明は、植物の根の生育状況計測データに基づく異常を知らせる警報発生手段や、植物の栽培条件を制御する制御手段を備えることにより、栽培にかかる工数を大幅に軽減できる植物生育監視装置及び管理装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the plant cultivation apparatus which measures the growth condition of the root of a plant. The present invention also provides an alarm generating means for notifying abnormality based on plant root growth state measurement data and a control means for controlling the cultivation conditions of the plant, thereby making it possible to significantly reduce the man-hour required for cultivation. An object is to provide a device and a management device.
本発明の植物栽培装置は、根が生育するスペースを有する植物栽培装置において、該スペース内の根の生育状況を計測するための計測手段を備える。 The plant cultivation apparatus according to the present invention includes a measuring means for measuring the growth state of roots in the space in the plant cultivation apparatus having a space where roots grow.
本発明の一態様では、透明部材を介して前記スペースと隔てられたゾーンを有しており、前記計測手段として該ゾーンに配置される撮影手段を備える。 In one aspect of the present invention, a zone separated from the space via a transparent member is provided, and an imaging unit arranged in the zone is provided as the measuring unit.
本発明の一態様では、前記透明部材は、前記スペースの底面の少なくとも一部を構成する透明パネルである。 In one aspect of the present invention, the transparent member is a transparent panel constituting at least a part of the bottom surface of the space.
本発明の一態様では、前記透明部材は、前記スペース外からスペース内にまで延在する管状体(透明パイプ)である。 In one aspect of the present invention, the transparent member is a tubular body (transparent pipe) that extends from outside the space to inside the space.
本発明の一態様では、前記計測手段は、植物の根の重量の測定手段である。 In one aspect of the present invention, the measuring means is a means for measuring the weight of a plant root.
本発明の一態様では、前記植物栽培装置は、植物の培地を支持する支持部を備えており、前記重量測定手段は該培地から伸びた根の重量を測定するように配置されている。 In one aspect of the present invention, the plant cultivation apparatus includes a support unit that supports a plant culture medium, and the weight measuring unit is arranged to measure the weight of a root extending from the culture medium.
本発明の一態様では、前記計測手段は、植物の全体の重量を測定する重量測定手段と、植物の根よりも上側部分の重量標準値の記憶手段と、該重量測定手段の測定重量から該記憶手段の重量標準値を減算して根重量を算出する算出手段とを有する。 In one aspect of the present invention, the measuring means includes a weight measuring means for measuring the total weight of the plant, a storage means for the weight standard value of the portion above the root of the plant, and a weight measured by the weight measuring means. Calculation means for subtracting the weight standard value of the storage means to calculate the root weight.
本発明の一態様では、前記計測手段は、超音波により計測を行う。 In one aspect of the present invention, the measurement means performs measurement using ultrasonic waves.
本発明の一態様では、前記計測手段は、電波により計測を行う。 In one aspect of the present invention, the measurement means performs measurement using radio waves.
本発明の一態様では、前記植物栽培装置は、栽培ベッドの上に、植え穴を穿設した定植パネル板を配置し、該植え穴を通して苗根培地を該栽培ベッド上に載置し、該栽培ベッドの底面の上面側に前記養液を供給して植物を栽培する水耕栽培装置である。 In one aspect of the present invention, the plant cultivation apparatus arranges a fixed planting panel having a planting hole formed on a cultivation bed, and places a seedling root medium on the cultivation bed through the planting hole, It is the hydroponic cultivation apparatus which supplies the said nutrient solution to the upper surface side of the bottom face of a cultivation bed, and grows a plant.
本発明の一態様では、前記植物栽培装置は、薄膜水耕栽培装置である。 In one aspect of the present invention, the plant cultivation apparatus is a thin film hydroponics apparatus.
本発明の植物生育監視装置は、植物の根の生育状況の計測手段と、植物の根の標準生育データの記憶手段と、前記植物栽培装置の計測データと標準生育データとを対比する対比手段とを有する。 The plant growth monitoring apparatus of the present invention comprises a plant root growth state measuring means, a plant root standard growth data storage means, a comparison means for comparing the plant growth apparatus measurement data and standard growth data. Have
本発明の一態様では、前記対比手段による対比の結果、計測データと標準生育データとの乖離が所定値以上であるときに警報を発生させる警報発生手段を備える。 In one aspect of the present invention, there is provided alarm generating means for generating an alarm when the difference between the measurement data and the standard growth data is equal to or greater than a predetermined value as a result of the comparison by the comparison means.
本発明の植物生育管理装置は、植物の根の生育助教の計測手段と、計測された根の生育状況に応じて植物の栽培条件を制御する制御手段とを有する。 The plant growth management apparatus according to the present invention includes a measuring means for assistant plant growth of plant roots and a control means for controlling the cultivation conditions of the plant according to the measured growth status of roots.
本発明の一態様では、前記栽培条件は、養液及び/又は水の組成、養液及び/又は水の供給量、雰囲気の組成、雰囲気の流れ、雰囲気の温度、光、及び農薬の少なくとも1つである。 In one aspect of the present invention, the cultivation conditions include: nutrient solution and / or water composition, nutrient solution and / or water supply, atmosphere composition, atmosphere flow, atmosphere temperature, light, and at least one of agrochemicals. One.
本発明は、植物の異常を早期に発見し、必要な栽培環境の制御を早い段階で的確に行うことにより、収量を安定させることができると知見に基づくものである。そして、根の計測により得られる情報が、植物の成長度合いを知るうえで最も的確であるという知見に基づくものである。本発明によると、植物の根の生育状況を計測したり、監視したりすることができる。また、計測された生育状況に応じて、栽培条件を調節したりする栽培管理を行うことができる。また、本発明によると、植物の根の生育状況計測データに基づく異常を知らせる警報発生手段や、植物の栽培条件を制御する制御手段を備えることにより、栽培にかかる工数を大幅に軽減することができる。 The present invention is based on the knowledge that the yield can be stabilized by detecting plant abnormalities at an early stage and accurately controlling the necessary cultivation environment at an early stage. And it is based on the knowledge that the information obtained by root measurement is the most accurate in knowing the degree of plant growth. According to the present invention, it is possible to measure or monitor the growth of plant roots. Moreover, the cultivation management which adjusts cultivation conditions according to the measured growth condition can be performed. In addition, according to the present invention, it is possible to significantly reduce the number of man-hours for cultivation by providing alarm generation means for notifying abnormality based on plant root growth state measurement data and control means for controlling plant cultivation conditions. it can.
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。図1は養液を用いた薄膜水耕栽培装置に用いられる栽培ベッド槽の斜視図、図2はその縦断面図である。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a cultivation bed tank used in a thin film hydroponic cultivation apparatus using a nutrient solution, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view thereof.
図1,2の通り、軽量な発泡スチロールで成型される定植パネル板1には多数(好ましくは10個以上、例えば10〜150個)の植え穴2が穿設されている。定植パネル板1の大きさは、一例を示すと幅600mm、奥行き1000mm,厚み35mmである。植え穴2の大きさは使用される苗根鉢4の径よりも大きくする。植え穴2の間隔は、作物栽培上適正な間隔に決める。例えばホウレンソウの場合は、定植パネル板1の大きさが上記のとおりとすると、直径27mmの円筒状の植え穴2を118mmの間隔で総数45個菱形状に配列する。
As shown in FIGS. 1 and 2, a large number (preferably 10 or more, for example, 10 to 150) of
上記した定植パネル板1が栽培ベッド槽3に載置され、辺縁部が段部3aに載置される。栽培ベッド槽3は、底面が透明パネル8にて構成されている。
The above-mentioned fixed planting panel board 1 is mounted on the
図2に示すように、栽培ベッド槽3に定植パネル板1を被せ、苗根鉢4を植え穴2から落し込む。苗根鉢4は、植え穴2の真下に対峙する栽培ベッド槽3の上に載置される。ついで養液Lを栽培ベッド槽3の上流側より下流側へ向けて流す。定植パネル板1下面と溝内養液Lの液面との間には根の生育スペース7が形成される。
As shown in FIG. 2, the planting panel plate 1 is put on the
このように、定植パネル板1下面と溝内養液Lの液面との間に形成される、根の生育スペース7には、湿気中に維持され多数の根毛を有する湿気中根が生育し、主に酸素を吸収する。一方、液面下の養液L中には水中根が生育し、主に養液中の肥料と水を吸収する。これにより、水中根及び湿気中根という2つの異なる形態ないし機能を持った根を発生させることができる。これらの根の生育状況を観察もしくは計測することにより、植物の異常を早期に発見し、必要な栽培環境の制御を早い段階で的確に行うことができる。
In this way, in the
ベッド槽3の側壁の内面3bの高さは、3〜100mmが好ましく、5〜20mmがさらに好ましい。側壁内面3bの高さの下限値が、このような範囲にあることにより、根が生育するスペースL、すなわち、湿気中根の生育スペースを十分に確保することができる。また、側壁内面3bの高さの上限値が、このような範囲にあることにより、苗根鉢4上部の植物地上部(茎・葉)が、適切に光の照射を受けることができる。
3-100 mm is preferable and, as for the height of the inner surface 3b of the side wall of the
なお、図2及び後述の図3,4,6では、栽培ベッド槽3の底面は平坦となっているが、図9のように、栽培ベッド槽3の底面に凸条6を設け、苗根鉢4を該凸条6上に載置してもよい。図10のように、2条以上の細幅の凸条6Aを設け、その上に苗根鉢4を載置してもよい。図11のように、苗根鉢4の列の間に凸条6Bを設けてもよい。図9〜11のその他の構成は図2,3,4,6と同一である。後述の図5の態様においても、苗根鉢4の列の間に図11と同様の凸条6Bを設けてもよい。なお、凸条6は、前記勾配方向に延在した凸条であって、植物栽培装置は、凸条同士の間を構成する凹条を養液が流下する形態とすることが好ましい。
In FIG. 2 and FIGS. 3, 4 and 6 described later, the bottom surface of the
図3,4,6,10,11のように、苗根鉢が養液に浸る場合、養液Lの液深は、苗根鉢4の下部が浸る程度、すなわち、苗根鉢の下部から1〜50mm程度であることが好ましい。
As shown in FIGS. 3, 4, 6, 10, and 11, when the seedling pot is immersed in the nutrient solution, the depth of the nutrient solution L is such that the lower part of the
図10のように、2条の凸条6A上に苗根鉢4を載置する場合、凸条6Aの幅は、使用する苗根鉢4の直径よりも小さく、苗根鉢4の直径に対して2条以上の凸条を有することがより好ましい。
As shown in FIG. 10, when the
図9では、定植パネル板1の植え穴2の真下に当たる栽培ベッド槽3の底面箇所に、長手方向に連続する凸条6が複数列形成されている。凸条6に整流されて養液Lが流下する。
In FIG. 9, a plurality of
凸条6,6Aの高さは養液Lの液深との関係で決められる。望ましくは、凸条6,6Aの高さは養液Lの底面よりも約2〜5mm程度高いものである。また、望ましくは、凸条6,6Aの幅(図10の場合は、左側の凸条6Aの左側辺から右側の凸条6Aの右側辺までの距離)は使用する苗根鉢4の直径よりも大きく、苗根鉢4の直径に対して4mm加えた幅よりも小さい。凸条6,6Aの高さが上記の下限値の範囲であると、凸条6,6Aの上に載置した苗根鉢4が養液Lで洗われる虞が減り好ましい。一方、凸条6,6Aの高さが上記の上限値の範囲であると、苗根鉢4と養液Lの液面との距離が近づくため、栽培される植物の水中根が養液Lへ到達しやすくなり、苗根鉢4への水分供給が適切に行われ成育上、好ましい。凸条6,6Aの幅が苗根鉢4の直径より十分な幅を確保することにより、苗根鉢4が畝状凸条6,6Aからずれ落ちて傾くことを防ぐことができ好ましい。また、凸条6,6Aの幅が苗根鉢4の直径に対し、大きすぎると、水中根が養液Lに到達する距離も大きくなるため、苗根鉢4への水分供給が適切に行われるために、凸条6,6Aの幅は上述の範囲内であることが好ましい。
The height of the
好ましくは、複数個の栽培ベッド槽3を長手方向に連設し、約1/50〜1/150程度の勾配となるように設置する。このように、緩やかな勾配を持つ平面上に養液を薄く流下させる薄膜水耕栽培(NFT)に用いられる装置とすることにより、湿気中根の生育スペースを確保することができ、植物への酸素供給が容易となる。また、養液を循環させる流動方式であるため、静置方式と比較すると養液が汚染しにくい利点がある。また、湛液水耕(DFT)と比較すると、使用する水量が少なく養液供給設備を小さくできる利点がある。
Preferably, a plurality of
図2に示すように、この栽培ベッド槽3は上開の暗箱10上に載置される。暗箱10と栽培ベッド槽3との間が、根の生育状況を撮影するための撮影機材の挿入用のゾーン11となっている。該ゾーン11にカメラ等の撮影機材を配置しておくか、又は撮影機材を該ゾーン11内を移動させ、連続的又は定期的に根を撮影する。なお、撮影用の照明をゾーン11内に配備しておいてもよく、撮影基材に照明を設けておき、該基材と一緒にゾーン11内を移動させてもよい。
As shown in FIG. 2, the
ゾーン11内に該基材の移動を案内する案内部材を設けておいてもよい。
A guide member for guiding the movement of the base material may be provided in the
なお、撮影機材の代わりに光ファイバーを差し込み、該光ファイバーを介して撮影を行うようにしてもよい。 Note that an optical fiber may be inserted in place of the photographing equipment, and photographing may be performed via the optical fiber.
図1,2では、栽培ベッド槽3の底面のほぼ全体を透明パネル8にて構成しているが、底面に部分的に透明部を設けてもよい。図1,2では、底面を透明としているが、定植パネル板1の一部を透明としてもよい。この場合、透明部分に遮光部材を設けておき、撮影時に遮光部材を除去する。
In FIGS. 1 and 2, almost the entire bottom surface of the
図3に別の実施の形態を示す。図3は、根の生育スペース7に透明パイプ12を配設した栽培ベッド槽3Aを示している。透明パイプ12は、苗根鉢4の間を凸条6と平行方向に延設されている。透明パイプ12の末端は、栽培ベッド槽3A外に延出している。この栽培ベッド槽3A外に延出した部分は、スペース7内に光が入らないようにするために、不透明パイプよりなることが好ましい。
FIG. 3 shows another embodiment. FIG. 3 shows a
この透明パイプ12内が撮影機材挿入用ゾーンであり、該透明パイプ12内に照明を有した撮影機材や、光ファイバー等を差し込んで根の生育状況を撮影する。延出せず、内部に撮影機材等を定置してもよい。
The inside of the
この図3の場合、栽培ベッド槽3Aは底面も不透明となっており、栽培ベッド槽3Aの全体を発泡スチロール等の安価な材料にて構成することができる。また、暗箱10は不要である。
In the case of FIG. 3, the bottom of the
図3のその他の符号は図1,2と同一部分を示している。 3 denote the same parts as those in FIGS.
本発明では、根の重量を計測することにより、根の生育状況を計測してもよい。 In the present invention, the growth state of the root may be measured by measuring the weight of the root.
図4は、そのための栽培ベッド槽の一例を示している。図4では、栽培ベッド槽3Bの底面に受圧プレート15が配置され、該受圧プレート15の下側に感圧素子16が設置されている。感圧素子16が検出する圧力により、プレート15に栽荷された根の重量を検出することができる。
FIG. 4 shows an example of the cultivation bed tank for that purpose. In FIG. 4, a
図5では、定植パネル板1Cの植え穴2Cをテーパ状とし、苗根鉢4Cを逆円錐台形とし、苗根鉢4Cが植え穴2Cに嵌まって宙吊り状に支持されるよう構成している。苗根鉢4Cの下部は、定植パネル板1Cから下方の生育スペース7に突出している。この苗根鉢4Cから伸び出した根が栽培ベッド槽3Cの底面に重なる。すなわち、植え穴2Cが植物の培地を支持する支持部となっている。
In FIG. 5, the
定植パネル板1Cと、植物体のうち根以外の部分と、苗根鉢4Cとの合計の重量W1が重量センサ20により検出される。栽培ベッド槽3Cと、定植パネル板1Cと、苗根鉢4Cと、根を含む植物体と、栽培ベッド槽3上を流れる養液との合計の重量W2が重量センサ21により検出される。
The total weight W 1 of the
栽培ベッド槽3の重量及び養液の重量は、既知であるので、根の重量をW2−W1−(栽培ベッド槽3の重量)−(養液重量)により求められることができる。
Since the weight of the
なお、一部の根は苗根鉢4Cに宙吊り状になっており、その重量は苗根鉢4Cを介して重量センサ20によって検知されるが、大部分の根は栽培ベッド槽3Cの底面に載荷状となっているので、実質的な根の重量はこの方法により計測される。
Note that some of the roots are suspended in the seedling pot 4C, and the weight is detected by the
図6は、超音波エコーによって根の量を計測するようにしたものである。超音波発信器及び受信器よりなる超音波式計測器26が栽培ベッド槽3Cの底面の下面に設置されている。超音波発信器からの超音波が根に当って反射したエコーを受信器で受信する。予め求めておいた根の量(重量又は容積)と反射エコー強度との検量線に基づいて、根の量を計測することができる。
In FIG. 6, the amount of root is measured by ultrasonic echo. An
図6では超音波を用いるものとしたが、電磁波であってもよい。 Although ultrasonic waves are used in FIG. 6, electromagnetic waves may be used.
本発明では、上記のようにして計測した根の撮影データ、又は重量又は容積データに基づいて栽培を監視したり管理したりすることができる。 In the present invention, cultivation can be monitored and managed based on root photographing data measured as described above, or weight or volume data.
本発明の植物生育監視装置は、本発明の植物栽培装置に、さらに栽培を監視する手段を有するものである。具体的には、植物の根の生育状況の計測手段と、植物の根の標準生育データの記憶手段と、前記植物栽培装置の計測データと標準生育データとを対比する対比手段とを有する。 The plant growth monitoring device of the present invention has means for monitoring cultivation further on the plant cultivation device of the present invention. Specifically, it comprises means for measuring the growth status of plant roots, means for storing standard growth data of plant roots, and means for comparing the measurement data of the plant cultivation apparatus and the standard growth data.
植物生育監視装置が前記警報発生手段を有する場合、警報は、圃場内において発生され、栽培作業者に知らせるためのものであってもよい。また、警報は、圃場から遠隔地にある管理場所において発生するよう遠隔通信機能を有するものであってもよい。 When the plant growth monitoring device has the alarm generation means, the alarm may be generated in the field to notify the cultivation operator. Further, the alarm may have a remote communication function so as to be generated at a management place that is remote from the field.
本発明の植物生育管理装置は、本発明の植物栽培装置に、さらに植物の栽培条件を制御する制御手段を有する。具体的には、植物の根の生育状況の計測手段と、計測された根の生育状況に応じて植物の栽培条件を制御する制御手段とを有する。 The plant growth management apparatus of the present invention further includes a control means for controlling the cultivation conditions of the plant in the plant cultivation apparatus of the present invention. Specifically, it has a means for measuring the growth status of the roots of the plant and a control means for controlling the cultivation conditions of the plants according to the measured growth status of the roots.
本発明の植物生育管理装置は、前記対比手段や前記警報発生手段をさらに有するものであってもよい。 The plant growth management apparatus of the present invention may further include the comparison means and the alarm generation means.
本発明の植物生育管理装置は、栽培作業者や遠隔地にいる管理者によって、手動で制御手段を起動させるものであってもよい。 The plant growth management device of the present invention may be one in which the control means is manually activated by a cultivation worker or a manager in a remote place.
本発明の植物生育管理装置は、自動で制御手段が起動されるものであってもよい。 In the plant growth management apparatus of the present invention, the control means may be automatically activated.
上記データの中でも、撮影データが多種多様な情報を含んでいるので、撮影データに基づく栽培監視、管理装置の実施の形態について次に説明する。 Among the above data, the shooting data includes a wide variety of information, so an embodiment of the cultivation monitoring and management device based on the shooting data will be described below.
本実施形態では、図7の通り、撮影装置30で根を撮影し、管理装置31が撮影画像の解析を行い養液の供給装置(養液装置)32を制御する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 7, the root is photographed by the photographing
例えば、撮影装置30は、透明パネル8を透して根を撮影し、画像データを生成する。撮影装置は、例えばデジタルカメラである。
For example, the
図8は、管理装置31の機能を示すブロック図である。管理装置31は、CPU(中央演算処理装置)や、フラッシュメモリ、ROM(Read−only Memory)、RAM(Random Access Memory)、ハードディスク等からなる記憶部33を有したコンピュータである。
FIG. 8 is a block diagram illustrating functions of the
記憶部33は、管理プログラム、根の標準生育データ等を格納している。
The
管理装置31のCPUが管理プログラムを実行することで、画像取得部34、画像解析部35、及び養液供給量計算部36の機能が実現される。
The functions of the
画像取得部34は、撮影装置30から、根を撮影した画像データを取得する。
The
画像解析部35は、画像取得部34が取得した画像データの解析を行い、撮影された根の量、形状、色等の情報を得る。画像データの各画像は、赤(R)、緑(G)、青(B)それぞれの明るさの数値で表現されており、根の色及びその濃度の情報はこの数値から収集できる。
The
記憶部33に格納されている標準データには、植物の種類毎に、標準的に生育が行われた場合の根の量、形状、色等の基準値が生育日数毎に登録されている。
In the standard data stored in the
養液供給量計算部36は、画像解析部35が特定したデータと、記憶部33に格納されている標準データとを対比して、生育状況を判断し、養液の供給量や組成、あるいは温度、湿度、光、風量、風向、炭酸ガス濃度、農薬などの制御を行う。また、対比の結果、計測データと標準生育データとの乖離が所定値以上であるときに警報を発生させる警報発生手段を設けてもよい。
The nutrient solution supply
上記の制御の一例を挙げると、次の通りである。 An example of the above control is as follows.
ホウレンソウの場合、播種からの日数7日目に根の重量がコントロールと比較し、95%より小さい場合は、栄養剤を追加する。 In the case of spinach, on the 7th day after sowing, the weight of the root is compared with the control, and if it is less than 95%, a nutrient is added.
ホウレンソウの場合、播種からの日数18日目〜21日目(苗テラス育苗11日間、定植が11日目として、定植後7日目で根の活着が鮮明になり、10日目で重量などに差が出てくる)に、重量がコントロールと比較し、90%より小さい場合、根の色、葉色に異常が無いか目視で確認し、病害であれば撤去し、鉄欠乏であれば鉄を投入する。 In the case of spinach, the number of days from sowing 18th to 21st days (11 days of seedling terraced seedlings, 11 days of fixed planting, root establishment becomes clear on the 7th day after planting, and on the 10th day the weight etc. If the weight is less than 90% compared to the control, the root color and leaf color should be checked visually for abnormalities. throw into.
植物の種類によらず、前日の気温との差が±10℃以上変化する場合には、室内の気温をコントロールして差を少なくする。 Regardless of the type of plant, if the difference from the previous day's temperature changes by ± 10 ° C or more, the room temperature is controlled to reduce the difference.
水温がコントロールと比較して7℃乖離する場合は、冷却器などの故障を確認する。 If the water temperature deviates by 7 ° C compared to the control, check for a malfunction of the cooler.
電気伝導度が設定値より±6以上乖離する場合には、電気伝導度計の汚れを確認し、必要に応じて全養液を交換する。 If the electrical conductivity deviates by more than ± 6 from the set value, check the conductivity meter for dirt and replace all nutrient solutions as necessary.
前日が雪、翌日が晴天など大きな変動がある場合には、葉焼け防止のため遮光する。 If there is a large change such as snow on the previous day and fine weather on the next day, light is shielded to prevent leaf burning.
ただし、これらは一例であって、本発明はこれらに限定されない。 However, these are merely examples, and the present invention is not limited to these.
本発明の植物栽培装置、植物生育監視装置、および植物生育管理装置は、いかなる規模の圃場にも適用されうる。特には、栽培にかかる工数を大幅に軽減でき、少ない人員で広大な圃場を管理することを可能とするため、広さ0.2ha以上の圃場、さらに好ましくは1ha以上、とりわけ2.0ha以上の圃場において適用されることが好ましい。 The plant cultivation device, plant growth monitoring device, and plant growth management device of the present invention can be applied to fields of any scale. In particular, the number of man-hours for cultivation can be greatly reduced, and it is possible to manage a vast field with a small number of personnel. Therefore, a field having a width of 0.2 ha or more, more preferably 1 ha or more, especially 2.0 ha or more. It is preferably applied in the field.
1 定植パネル
2 植え穴
3,3A〜3C 栽培ベッド槽
4 苗根鉢
7 スペース
8 透明パネル
10 暗箱
11 ゾーン
12 透明パイプ
20,21 重量センサ
26 超音波式計測器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (15)
該スペース内の根の生育状況を計測するための計測手段を備えたことを特徴とする植物栽培装置。 In a plant cultivation device having a space where roots grow,
A plant cultivation apparatus comprising a measuring means for measuring the growth of roots in the space.
植物の根の標準生育データの記憶手段と、
前記植物栽培装置の計測データと標準生育データとを対比する対比手段と
を有する植物生育監視装置。 Means for measuring the growth of plant roots;
Storage means for standard growth data of plant roots;
The plant growth monitoring apparatus which has a comparison means which compares the measurement data of the said plant cultivation apparatus, and standard growth data.
計測された根の生育状況に応じて植物の栽培条件を制御する制御手段と
を有する植物生育管理装置。 A measuring means for plant root growth assistant professors,
The plant growth management apparatus which has a control means which controls the cultivation conditions of a plant according to the growth condition of the measured root.
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2018
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