JP2022506087A - 植物成長を向上させるシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

建物において植物の成長を促進するシステム及び方法。システムは、実質的に固体の基体、膨張式ゴムボート、又は基体の内部を確立するために上部材と下部材との間の空間を有する上部材及び下部材を有する基体を含む。何れかの形態の基体は、１つ又は複数の植物保持器と、１つ又は複数の植物保持器の各々の近傍に特定されることを含む、基体全体にわたって規則的に又は不規則に設置されている１つ又は複数のガス状流体送出ポートのセットとを含む。更に、システムは、ガス状流体源と、ガス状流体送出装置、例えばポンプと、基体における１つ又は複数の導管とを含む気候送出サブシステムであって、１つ又は複数の導管の各々は、植物の下側にガス状流体を送出するために１つ又は複数のガス状流体送出ポートの各セットと連通しており、１つ又は複数の導管は、ガス状流体送出装置に連結されている気候送出サブシステムを含む。【選択図】図１

Description

[0001] 本発明は、制御環境農業（ＣＥＡ）で植物の微気候を経済的に調整する修正成長基盤の利用に関する。

[0002] ＣＥＡは、植物を不安定な屋外状況から隔てる設備の使用を介して成長最適化の追求によって規定される。一般的に、その結果は、空間の一般的な環境状態を制御するために、温室又は他の建物で設備を作動させるある種の制御システムである。従来の現場生産にわたる効率の大幅な増加にもかかわらず、これも、効率の悪さが広まっていることがある。植物は、全体積の小さい割合を占めることが多いけれども、典型的に、環境全体を、植物成長に対して状態調整する。植物の微気候に集中するのではなく、全体として空間の湿度、温度、及び二酸化炭素濃度（数ある中で）を制御する際に、資源を費やす。この微気候は、植物のガス交換及び境界層効果のために全気候と大幅に異なることが多い植物に近い領域である。ＣＥＡ作業者は、空間をかき乱す水平又は垂直空気循環を用いて微気候を放散するように努めることによって、この微気候に対処することが多い。これは、一般環境の空気を微気候と混合して、増えることがある環境変動の境界層を除去する。本革新は、植物の微気候に対処する異なる方法をＣＥＡ作業者に与えようとする。一般環境から空気を単に混ぜ入れる代わりに、本革新は、ＣＥＡ作業者ために制御の別の層を追加しようとする。微気候制御によって追加される精度は、二酸化炭素濃縮、湿度、温度制御（数ある中で）に専用の資源を大幅に減らすことができる。これは、植物成長を向上させ、各植物の成長に関連するコストを削減することができる。

[0003] 本発明の目的は、本発明の微気候制御システム及び方法を用いて、ＣＥＡ作業の経済的及び資源効率を大幅に向上させることにある。これは、成長基盤を再設計して微気候監視及び実装形態に対応することによって行われる。システム及び方法は、建物内で各植物に隣接する微気候を、必要に応じて、確立、維持及び修正する。システムは、各植物の近傍における気候を生成及び調整する装置及び関連制御機能である。装置は、植物を基体に着脱可能に保持する基体、及び基体によって保持される各植物に所望の気候要素を移送する１つ又は複数の構成要素を含む。

[0004] 本発明は、ガス状流体送出調節及び微気候調節を個々に行うのではなく、及び大気候を調節するのではなく、比較的大きい規模でガス状流体送出を調節して複数の植物の周りの微気候を調節するためにシステムを使用することができるという点で、複数の微気候の大量の修正を可能にする。本発明を説明する目的で、微気候は、任意の特定の大きさでなくて、代わりに、個々の植物の出力によって生じる測定可能な修正を経験するゾーン又は体積として規定される。植物との局所的なガス交換を介して本発明が影響を与えるのは、ゾーン又は体積である。その交換は、植物の下側で行われることがある。一方、大気候は、植物を上から下に基本的に処理する成長植物を含む構造体内のより広い環境である。任意の下側処理が行われる程度に、その下側処理は、適切な精度又は解決策で、偶発的であり、又は標的にされない。

[0005] 移送構成要素は、気候送出サブシステム及び微気候制御サブシステムを含む。気候送出サブシステムは、成長基盤の一部である１つ又は複数の導管を介して加圧ガス状流体（例えば、空気（但し、空気に限定されない））を供給する。各植物の成長に適切であると考えられる複数の植物の各々で微気候状態を確立する微気候制御サブシステムによって、植物へのガス状流体移送を調整する。加圧ガス状流体は、接続成長基盤の１つ又は複数の導管の中を通って成長領域に流れ、下側から植物と接触する。より一般的には、微気候制御サブシステムは、植物が設置された環境全体にわたって状態を調整するために使用可能なより大きい気候制御システムの一部を形成してもよい。即ち、気候制御システムを使用して、加熱、通気及び空気調節、更に湿度制御及び水送出（但し、これらに限定されない）を含む、構造体（例えば、温室）内の状態を調節してもよい。

[0006] これにより、植物に近い植物成長に対して厳しく調整される必要がある領域を減らすことができ、植物の葉の下側と接触する修正環境になる。植物の葉の下側は、ガス交換の大部分が行われる場所であることを考えると、これは、二酸化炭素濃縮及び除湿（数ある中で）に利点を与える。更に、葉は、植物の気孔の近くのこの修正大気を捕捉する境界層を与えるのに役立つ。結局、これにより、建物において植物用の大気制御に費やされる資源の大きさが大幅に減るはずである。これらの利点は、下記の詳細な説明及び添付図面から分かる。

[0007] 本発明は、建物において植物の成長を促進するシステムを含む。このシステムは、上部材の１つ又は複数の植物保持器と、１つ又は複数の植物保持器の各々の近傍に設置され、又は基体全体にわたって位置決めされている（植物に単に隣接することに限定されない）１つ又は複数のガス状流体送出ポートのセットとを有する基体、及び、ガス状流体源と、ガス状流体送出装置（例えば、ポンプ、又はガス状流体の状態及び送出を制御するのに適している構成要素の組み合わせ）と、基体の上部材と下部材との間の空間における１つ又は複数の導管とを含む気候送出サブシステムであって、１つ又は複数の導管の各々は、植物の下側にガス状流体を送出するために１つ又は複数のガス状流体送出ポートの各セットと連通しており、１つ又は複数の導管は、ガス状流体送出装置に連結されている気候送出サブシステムを含む。任意選択的に、システムは、微気候制御サブシステムを更に含み、微気候制御サブシステムは、ガス状流体送出装置の動作を調整するようにプログラムされているプロセッサと、植物の近傍における微気候に関する情報を収集し、ガス状流体送出装置の動作の調整に役立つように配置されている１つ又は複数の大気センサとを含む。微気候制御サブシステムは、より大きい気候制御システムの一部を形成してもよい。基体は、ユニット式構造体であってもよく、膨張式ゴムボートのような構造体を含んでもよい。又は、基体は、下部材である下片に接続されている上部材である上片で形成されてもよい。非ユニット式の形態において、下片は、傾斜樋であってもよい。基体の形態において、基体は、上部材と下部材との間の空間を有する上部材及び下部材を有してもよい。空間は開いており、１つ又は複数の導管は、開空間である単一導管である。別の形態において、基体は、上部材と下部材との間の空間に１つ又は複数の分割器を含み、１つ又は複数の分割器は、空間に２つ以上の流路を確立し、２つ以上の流路は、１つ又は複数の導管である。送出サブシステムは、ガス状流体送出ポートに連結されている複数の管を含んでもよく、複数の管は、１つ又は複数の導管である。ガス状流体送出ポートのうち少なくとも１つは、ノズルを含んでもよい。ノズルは、植物保持器の周りにガス状流体の選択可能な噴霧パターンを形成するように構成されてもよい。

[0008] 更に、本発明は、植物の近傍における微気候を確立する方法を含む。この方法は、１つ又は複数の植物の苗又は根要素を基体の１つ又は複数の植物保持器に挿入するステップと、気候送出サブシステムを用いて、１つ又は複数の植物保持器に隣接するポートのうち１つ又は複数にガス状流体を送出するステップと、１つ又は複数の保持器の各々に関連する微気候における環境状態を検出するステップと、検出環境状態に応じてガス状流体の送出を調節するステップとを含む。基体及び送出サブシステムは、ここに記載の形態であってもよい。ガス状流体は、二酸化炭素成分を含む。ガス状流体の送出は、１つ又は複数の流路及び／又は１つ又は複数の導管を介して基体の内部全体にわたって直接ガス状流体を送出することを含む。

[0009] システムの変型例は、１つ又は複数の植物保持器と、１つ又は複数の植物保持器の各々の近傍に設置されている１つ又は複数のガス状流体送出ポートのセットとを含む実質的に固体の基体を考える。更に、システムの変型例は、ガス状流体源と、ガス状流体送出構成要素と、植物の下側にガス状流体を送出するために１つ又は複数のガス状流体送出ポートの各セットと連通している１つ又は複数の導管とを含む気候送出サブシステムであって、１つ又は複数の導管は、ガス状流体送出構成要素に連結されている気候送出サブシステムを含む。例えば、本発明の実施形態において、基体は、非金属材料（例えば、プラスチック）で構成されたゴムボートと同様な膨張式浮力材料であってもよい。この形態の基体は、基体に１つ又は複数の植物を保持する１つ又は複数のポートを含んでもよい。

植物の周りに微気候を確立する本発明のシステムであって、共通内部及び単一ガス状流体入口を有するシステムの第１の実施形態の上面図である。 ガス状流体源に連結された単一入口を示す図１のシステムの上面図である。 植物の周りに微気候を確立する本発明のシステムであって、仕切り付き内部及び多数のガス状流体入口を有するシステムの第２の実施形態の上面図である。 図１のシステム一部の側断面図である。 植物の周りに微気候を確立する本発明のシステムであって、共通ガス状流体入口に一緒に連結され結合された１対の保持基体を含むシステムの変型例の上面図である。 植物の周りに微気候を確立する本発明のシステムであって、上片及び下片の二重壁構成を含むシステムの第３の実施形態の上面斜視図である。 端部キャップを取り外した状態の図６のシステムの上面斜視図である。 植物の周りに微気候を確立する本発明のシステムであって、二重壁構成を有する上片及び下片を含むシステムの第３の実施形態の変型例の上面斜視図である。 植物の中及び上に位置決めされた複数のセンサを示す本発明のシステムの部分側断面図である。

[0019] 本発明の効率的な植物成長システム１０の第１の実施形態を、図１、図２及び図４に示す。このシステムは、植物保持基体１２、気候送出サブシステム１４及び微気候制御サブシステム１６を含む。植物保持基体１２、気候送出サブシステム１４及び微気候制御サブシステム１６を一緒に使用して、建物において成長している植物２２の下側２０に所望の大気１８を送出する。

[0020] 基体１２は、表面２４に浮く、又は表面２４に適所に保持された材料で製造されている。この表面は、固体であってもよく、又は例えば水などの流体２６であってもよい。基体１２は、例えば、ポリエチレン又はポリプロピレンプラスチック（但し、これらに限定されない）などの非金属材料で構成されている。基体１２は、十分な構造的完全性で構成され、屈曲又は他の望ましくない歪みを最小化し、基体１２に保持された複数の植物を支持する。更に、基体１２は、関心のある中身、例えば、気候送出サブシステム１４及び微気候制御サブシステム１６の構成要素だけでなく、複数の植物２２も含みながら、流体２６の上で、正の浮力を維持する。しかし、表面２４が、流体２６ではなく固体である場合、このような正の浮力を必要としない。

[0021] 基体１２は、長方形であるけれども、他の構成も可能である。このような複数の基体１２を、例えば、樋で互いに隣接して位置決めしてもよい。樋は、流体２６を含んでもよく、位置毎に各基体１２を容易に移動させる機構として使用されてもよく、又は、樋は、流体を含まなくてもよい。複数の基体１２を結合してもよく、又は、複数の基体１２は、互いに独立していてもよい。図５に示す例において、基体１２は、入口５６からのガス状流体の移送を達成するために使用される共通連結器１５と直列に結合される。流体２６上の場合を含む樋で、全ての基体１２を移動させることができる。

[0022] 基体１２は、複数の植物保持器３０を含み、各植物保持器３０は、成長物質（例えば、液体、土壌、又は液体及び土壌の組み合わせ、並びに苗又は予備根系）を保持するように定寸され形成されている。保持器３０は、流体２６が通過することができるのに十分大きい細孔３２を用いた多孔質であってもよい。代わりに、一部の流体２６が、浸透し、植物成長に適している土壌水分を維持することもできる一方、保持器３０が土壌を保持するように、細孔３２は、比較的小さくてもよい。保持器３０は単に、選択可能な位置で基体１２の切り抜きであってもよく、又は、保持器３０は、基体１２の選択可能な位置に位置決めされた着脱可能な容器であってもよい。

[0023] 更に、基体１２は、１つ又は複数のガス状流体送出ポート３４を含む。ポート３４は、関心のある微気候を植物２２の近傍で確立するように、選択可能な距離で保持器３０の近くに設置される。ポート３４の数及び保持器３０の周りのポート３４の位置決めは、選択可能である。ポート３４は、ガス状流体が、ポート３４を通過し、植物２２の下側に接触するガス状流体のパターンを形成することができるように定寸され構成されている。代わりに、ポート３４は、ガス送出ノズル３６をポート３４に着脱可能に保持するように定寸され構成されている。このような任意選択の各ノズル３６は、気候送出サブシステム１４の一部を形成する。ノズル３６は、植物２２の下側２０の領域における植物２２の近傍の空間に所望の構成のガス状流体の流れの選択可能なパターンを送出するように定寸され、離され、形成された流体流れポート３８で構成されている（但し、これに限定されない）。即ち、任意選択のノズル３６は、植物２２の上の建物における一般的な大気ではなく、植物２２の位置に望ましいガス状物質を送出するように位置決めされている。ポート３４を直接使用しようと、植物の下側にガス状流体を送出するノズルを使用しようと、ポート又はノズル出口は、実質的に残る微気候を確立しない方法で植物の周りに大量に噴射することができるより大きい送出ポートではなく、植物の周りに微細分解能の微気候を可能にする微細噴霧のガス状流体を送出するために、比較的小さい。例えば、インチの何分の１ではなくインチで測定される送出ポートは、本発明の特徴としてそれほど適していない。

[0024] 気候送出サブシステム１４は、ガス状流体源３８、１つ又は複数のガス状流体送出装置４０、１つ又は複数のマニホールド４２、及び源３８から基体１２の内部へのガス状流体の送出用の１つ又は複数の導管を含む。源３８は、ガス状流体（例えば、空気、窒素、二酸化炭素又はこれらの組み合わせ、及び／又は植物２２への送出に対して関心のある他の気体）の単一タンクであってもよい。更に、源３８は、関心のある気体を大気から取り込んで濃縮するある種の凝縮器であってもよい。源３８を、単一要素（但し、１つ又は複数のガス状流体源であるものを単に表す）として示す。

[0025] 源３８は、単一ポンプ４０として図面に表される１つ又は複数のガス状流体送出装置４０に連結されている。ガス状流体送出装置４０は、源３８から１つ又は複数のマニホールド４２（単一マニホールド４２として表される）に調整量のガス状流体を送出するように選択され構成されている。更に、ガス状流体送出装置４０は、マニホールド４２へのガス状流体流れを調整するためにガス状流体送出装置４０の動作を制御するように配置された微気候制御サブシステム１６に連結されている。ガス状流体送出装置は、入力４４及び出力４６を含む。入力４４は、源導管４８によって源３８の出力に連結されている。源導管４８は、ガス状流体を移送するのに適している、プラスチック管を含む、金属又は非金属管などの管であってもよい。ガス状流体送出装置４０は、ガス状流体を加熱又は冷却する加熱器及び／又は冷却器、空気又は別の流体との二酸化炭素混合用の気体混合弁、基体１２に送出する前にガス状流体の湿度を調節する加湿／除湿機構、並びにガス状流体送出用の機構（例えば、１つ又は複数のポンプ、送風機又はファン）のうち１つ又は複数を含んでもよい。ガス状流体送出装置４０の構成要素は、独立型であってもよく、又は、植物２２の下及び上の検出状態に基づいて要望通りに作動及び調節されることができる１つ又は複数の環境センサにも結合された制御システムに統合されてもよい。制御機構は、ガス状流体の送出速度を調整するように構成されてもよい。

[0026] マニホールド４２は、１つ又は複数の入力５０、及び１つ又は複数の出力５２を含む。単一入力５０を使用して、単一源からガス状流体を受け取ってもよく、一方、複数のマニホールド入力５０を使用して、複数の源から複数のガス状流体を受け取ってもよく、複数のガス状流体の混合が、マニホールド４２の混合空洞で行われる。出力５２の数は、選択可能であり、そのマニホールド４２からガス状流体が供給されるべき基体１２の数に左右される。マニホールド入力５０は、出力導管５４によって出力４６に連結されている。

[0027] 更に、気候送出サブシステム１４は、各基体１２の１つ又は複数のガス状流体送出ポータル５６を含む。各ポータル５６は、入力５８及び出力６０を含む。各入力５８は、複数のマニホールド出口５２のうち１つに連結され、各出力６０は、基体１２の内壁６１で、内壁６１内で、又は内壁６１を越えて終わる。基体１２の内部６２は、実質的に中空であってもよく、又は基体１２の長さ又は幅寸法の少なくとも一部を通っている複数の流路６４を含んでもよい。内部６２が、図１及び図２に表される実質的に中空である場合、１つを超えるポータル５６をガス状流体の送出のために使用してもよいけれども、ガス状流体を内部６２に送出するために、１つのガス状流体送出ポータル５６だけを、基体１２で確立してもよい。内部６２が、図３に本発明の第２の実施形態によって表される複数の流路６４を含む場合、１つを超える対応するポータル５６を各流路６４が有してもよいけれども、各流路６４に対して少なくとも１つのポータル５６があってもよい。流路６４は、ガス状流体流れ調整のための導管としての機能を果たす。ガス状流体送出装置４０は、少なくとも植物２２の下側に微気候を確立するのに十分な速度でノズル３６の有無にかかわらず、ガス状流体が、中空内部又は流路内部に入り、ポート３４を介して放出することを保証するのに十分な圧力で、ガス状流体をポータル５６に送出する。

[0028] 図３に示す本発明の第２の実施形態において、気候送出サブシステム１４は、一連の導管を含んでもよく、これらの導管は、ガス状流体送出ポータル５６とポート３４又はノズル３６との間に連結された管であってもよい。その構成は、植物２２に直接送出するために、ガス状流体の使用が少なくなることがある。しかし、これは、購入及び維持されるべきより多くの基盤を示し、その結果、全体としては、より不便で、より高価であることがある。植物２２への流体移動の局在手動制御を可能にするために、１つ又は複数の弁をガス状流体送出装置４０とポータル５６との間の１つ又は複数の位置に使用することができるものとする。ここに記載の第２の実施形態における導管は、任意の組み合わせで、基体１２の上、下又は中を通ってもよい。

[0029] 図６及び図７に示す本発明の第３の実施形態において、基体１２は、２つの分離片、上片１００及び下片１０２で形成されている。上片１００及び下片１０２を、永続的に又は着脱可能に結合してもよい。上片１００及び下片１０２を、互いに一体的に形成してもよい。基体１２のこの形を、二重壁構造と呼んでもよい。上片１００と下片１０２との間の空間１０４は、完全に又は実質的に中空であってもよく、空間１０４は、構造的完全性を維持する要素（例えば、リブ）を含んでもよく、又は、本発明の第１の実施形態の流路６４と同様な複数の内部流路を空間１０４に形成してもよい。下片１０２は、Ｕ形又はＶ形であってもよい。Ｖ形の場合、下片１０２で水及び他の品目を濃縮することができる側壁１０６に対して傾斜がある。上片１００及び下片１０２の一方又は両方の内部を修正して、上片１００の植物保持器１１０の周りに少なくとも部分的に延在するガス状流体送出ポート１０８にガス状流体を移送するために使用される装着又は統合導管を含んでもよい。植物を上片１００に異なる方法で支持した状態で、植物保持器１１０は任意選択的であることに留意しよう。上片１００及び下片１０２の一方又は両方は、入力１１６及び出力１１８を各々が有する１つ又は複数のポータル１１４を含む。各入力１１６は、複数のマニホールド出口５０のうち１つに連結され、各出力１１８は、端部キャップ１１２で、端部キャップ１１２内で、又は端部キャップ１１２を越えて終わる。各出力１１８は、基体１２が、開いていようと、流路形成されていようと、又は別の方法で複数の導管を含んでいようと、基体１２の内部１０４に開いていてもよい。各出力１１８を、特定の植物の送出ポート１０８に直接又は間接的に結合された導管（例えば、管）に連結してもよい。

[0030] 本発明の第３の実施形態の変型例は、空中栽培植物成長に関する。植物支持構造は、図６及び図７に示す構造と同様である。空中栽培工程において、液体水ではなく霧を、空間１０４に送出する。特定の位置に霧を送出する配管を用いて、又は空間１１２全体にわたる一般的な送出によって、この霧送出を行ってもよい。更に、上片１００、及び任意選択的に下片１０２を、固体材料ではなく多孔質材料で形成してもよい。多孔質構造体で直接、及び多孔質構造体を介して、植物を成長させてもよく、その結果、植物保持器１１０は必要ない。空中栽培作業に対する本発明のこの変型例において、植物支持体は、多孔質構造体であり、植物に隣接する孔を介して、ガス状流体を植物の下側に送出するポータル１１４を達成してもよい。その結果、本発明を使用して、空中栽培工程で成長される植物に隣接する微気候を確立してもよい。

[0031] 図８に示す本発明の第３の実施形態の別の変型例は、上片１２０及び下片１０２を含む。上片１２０は、上壁１２２及び下壁１２４がある二重壁構成を有する。空間１２６を、上壁１２２と下壁１２４との間に確立する。保持器１１０の周りに少なくとも部分的に延在するポータル１０８を介してガス状流体を強制的に通すように、ガス状流体を空間１２６に挿入してもよい。植物保持用の代替の機構（例えば、上片を少なくとも部分的に多孔質にすることを含む）を使用する場合、保持器１１０は、任意選択的である。ガス状流体を、ポータル１１４を介して空間１２６に向けてもよい。二重壁構成を、上述のタイプの空中栽培システムに使用してもよい。基体は、ガス状流体送出ポートが、個々の植物に隣接して分布されていようと、基体全体にわたって（個々の植物に必ずしも関連するとは限らない）規則的に又は不規則に分布されていようと、基体に確立された植物保持器及び多くのガス状流体送出ポートを有する膨張式ゴムボートタイプの構造体であってもよい。

[0032] 微気候制御サブシステム１６は、プロセッサ７０、制御器７２、及び複数の大気センサ７４を含む。プロセッサ７０は、大気センサ７４から大気検出情報を受信し、１つ又は複数のガス状流体送出装置４０に動作命令を送出し、プロセッサ７０にプログラムされた制御命令を用いてプログラムすることができるのに適している任意の形のコンピュータ処理構成要素であってもよい。プロセッサ７０は、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレット若しくはスマートフォンなどのハンドヘルドデバイス、又はシステム１０の意図された動作に適している任意の他のデバイスの形であってもよい。制御器７２は、有線又は無線で、プロセッサ７０及びガス状流体送出装置４０に連結されている。制御器７２は、ガス状流体送出装置４０の動作を調整するのに適している任意の種類のフィードフォワード又はフィードバック装置であってもよい。

[0033] 各植物２２の微環境における状態に関する情報を収集するように、大気センサ７４を選択する。例えば、温度、湿度、酸素及び二酸化炭素（但し、これらに限定されない）に関する情報を収集するように、センサ７４を選択してもよい。センサ７４は、有線又は無線で、プロセッサ７０に連結されている。図９に示すように、複数のセンサ７４の表現例は、センサ７４を、植物２２の上部の上に、植物２２の上部の近くに、及び植物２２の下側２０に実質的に位置決めすることができることを示す。これらの位置で収集された情報を使用して、植物成長を最も効率的にするのに適している有用な情報（それらの位置における二酸化炭素濃度（但し、これに限定されない）を含む）を判定することができ、この情報を使用して、ポンプ４０からの入力を調節することができる。植物の下、植物の真上及び植物のかなり上の位置で、複数の大気センサ（表現例で３つを超えてもよい）を使用すると、作業者は、植物の下から植物のかなり上のより一般的な大気に至るまでの状態の変化の相互作用を観察することができる。これを使用して、植物の下から上に延在するゾーン又は層を通る植物吸引速度を表す植物に向かう又は植物から離れる、二酸化炭素含有量を含む関連大気情報の方向の流れを判定することができる。次に、その情報を使用して、植物に隣接する微気候、並びに植物に近い及び植物から離れるより大きい大気を調節することができる。熱、湿度、光などのそれらの調節を、手動観察の場合に行われる調節よりも早く実行する、又は、植物に隣接していない単一位置又は１つ若しくは複数の位置で検出が行われる場合よりも早く実行することができ、これによって、成長状態を最適化することができる。

[0034] 微気候制御サブシステム１６は、より大きい気候制御システムの一部を形成してもよく、その結果、ガス状流体を送出するために使用されるガス状流体送出装置４０の動作に単に限定されない。例えば、限定されることなく、より大きい気候制御システムを使用して、温度、湿度、光、栄養送出及び水送出（但し、これらに限定されない）を含む、植物２２を含む環境の全側面を調整してもよい。微気候制御サブシステム１６のこの説明は、植物２２の下側２０に対するガス状流体送出の環境制御に環境制御を単に限定するように意図されない。更に、そのより大きい気候制御システムを、センサ７４に連結し、構造体内の環境の調整に役立つように使用してもよい。

[0035] 本発明のシステム１０を使用して、本発明の植物微気候制御の方法のステップを実行する。この方法は、流体２６上の基体１２に設置された各保持器３０に１つ又は複数の植物の苗又は根要素を挿入することを含む。苗又は根要素の状態によって、ここに記載の構成の何れかを用いて、ガス状流体を、源３８から植物２２に隣接するポートのうち１つ又は複数のポートに送出する。ガス状流体の中身は、選択可能であり、植物２２の状態に依存する。基体１２の一部にわたってキャノピーを生成するように植物２２を十分に定寸する場合、例えば、二酸化炭素成分を増加することによって、ガス状流体の中身を調節してもよい。センサ７４を使用して、植物２２の近傍における微環境を検出し、ポンプを介して源３８からポートへの流体の流れを調整するのに役立つ。方法は、記載のように１つ又は複数の流路及び／又は１つ又は複数の導管を介して基体１２の内部全体にわたって直接ガス状流体を送出することを含むこともできることに留意しよう。更に、使用可能なセンサは、植物に又は植物の近くに設置されたセンサだけに限定されないことに留意しよう。他の検出情報を、環境で取得し、その環境を調整するために使用してもよい。

[0036] 本発明の実施形態において、ガス状流体送出ポートを、基体の周りに規則的に又は不規則に位置決めしてもよく、植物保持器に直接隣接して特に位置決めしなくてもよい。即ち、送出ポートを、基体全体にわたって分散させてもよい。その構成において、ガス状流体は、基体の上面の近くに送出され続ける。本発明を含む建物内の気体移動手段（例えば、１つ若しくは複数のファン又は１つ若しくは複数のポンプ）を使用して、ガス状流体を基体に沿って移動させ、建物全体にわたって植物の群の間でガス状流体の分配及び混合があるように基体に保持された全植物の下側でガス状流体の混合を生成することができる。これは、全植物の近傍における微気候の効果的な大量の修正である。従来の温室システムは、建物全体にわたって空気を循環させるけれども、その循環は、植物の局所的な下側に実質的に存在しない。本発明は、集中送出ポート又は分散送出ポートを用いてその制限を解決する。

[0037] 本発明は、上述の直接隣接送出ポートを用いて、又は全植物に対して局所的に大気を状態調整するけれども、広く分散されたガス状流体送出で貢献する循環機構に連結された分散送出ポートのエアホッケーのような装置を用いて、植物の下側で環境を状態調整する。本発明のこの実施形態は、植物の下側から建物の天井まで混合ガス状流体を強制的に通す又は引き込む屋根通気口を有する構成を含む殆どの温室構成で有用である。最初に、ガス状流体は、天井で通気されるべき建物を上方へ通る前に、植物の下側と接触する。この装置は、成長するレタス（但し、これに限定されない）に有用である。

[0037] システム１０及び関連方法は、領域が植物に近く、領域が、建物において他に何かと接触する前に植物の葉の下側と接触する修正環境になるように、植物成長の厳しい調整に必要な領域を減らす。植物の葉の下側は、ガス交換の大部分が行われる場所であることを考えると、これは、（とりわけ）二酸化炭素濃縮及び除湿に利点を与える。更に、葉は、植物の気孔の近くのこの修正大気を捕捉する境界層を与えるのに役立つ。本発明は、建物において植物用の大気制御に費やされる資源の大きさを大幅に減らす。

Claims (18)

1. 建物において植物の成長を促進するシステムであって、
   基体に保持されている１つ又は複数の植物と、複数のガス状流体送出ポートとを含む基体と、
   ガス状流体源と、ガス状流体送出装置と、１つ又は複数の導管とを含む気候送出サブシステムであって、前記１つ又は複数の導管の各々は、前記１つ又は複数の植物の下側にガス状流体を送出するために前記１つ又は複数のガス状流体送出ポートの各セットと連通しており、前記１つ又は複数の導管は、前記ガス状流体送出装置に連結されている気候送出サブシステムと、を含むシステム。
2. 前記ガス状流体送出装置に連結されている微気候制御システムを更に含み、前記微気候制御システムは、前記ガス状流体送出装置の動作を調整するようにプログラムされているプロセッサと、前記植物の近傍における微気候に関する情報を収集し、前記ガス状流体送出装置の動作の調整に役立つように配置されている１つ又は複数の大気センサと、を含む、請求項１に記載のシステム。
3. 前記基体は、ユニット式構造体である、請求項１に記載のシステム。
4. 前記基体は、下部材である下片に接続されている上部材である上片で形成されている、請求項１に記載のシステム。
5. 前記下片は、傾斜樋である、請求項４に記載のシステム。
6. 前記基体は、上部材及び下部材、及び前記基体の前記上部材と前記下部材との間の空間を有し、前記空間は開いており、前記１つ又は複数の導管は、開空間である単一導管である、請求項１に記載のシステム。
7. 前記基体は、前記上部材と前記下部材との間の前記空間に１つ又は複数の分割器を含み、前記１つ又は複数の分割器は、前記空間に２つ以上の流路を確立し、前記２つ以上の流路は、前記１つ又は複数の導管である、請求項６に記載のシステム。
8. 前記ガス状流体送出ポートに連結されている複数の管を更に含み、前記複数の管は、前記１つ又は複数の導管である、請求項１に記載のシステム。
9. 前記ガス状流体送出ポートのうち少なくとも１つは、ノズルを含む、請求項１に記載のシステム。
10. 前記ノズルは、前記１つ又は複数の植物の周りに前記ガス状流体の選択可能な噴霧パターンを形成するように構成されている、請求項９に記載のシステム。
11. 植物の近傍における微気候を確立する方法であって、
    １つ又は複数の植物の苗又は根要素を基体に挿入するステップと、
    気候送出サブシステムを用いて、前記基体のポートのうち１つ又は複数にガス状流体を送出するステップであって、前記１つ又は複数のポートは、前記１つ又は複数の植物の苗又は根要素の周りの前記基体の上面に隣接する環境に前記ガス状流体を送出するステップと、
    前記１つ又は複数の植物の苗又は根要素の各々に関連する前記微気候における環境状態を検出するステップと、
    前記検出環境状態に応じて前記ガス状流体の送出を調節するステップと、を含み、
    前記基体は、前記植物の苗又は根要素の成長によって生じる１つ又は複数の植物の各々の下側に前記ガス状流体を送出するために、前記基体の上面の周りに設置される１つ又は複数のガス状流体送出ポートのセットを含み、
    前記気候送出サブシステムは、ガス状流体源と、ガス状流体送出装置と、１つ又は複数の導管とを含み、前記１つ又は複数の導管の各々は、前記ガス状流体を送出するために前記１つ又は複数のガス状流体送出ポートの各セットと連通している、方法。
12. 前記ガス状流体は、二酸化炭素成分を含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記ガス状流体を送出することは、１つ又は複数の流路及び／又は１つ又は複数の導管を介して前記基体の内部全体にわたって直接前記ガス状流体を送出することを含む、請求項１１に記載の方法。
14. 前記ガス状流体送出ポートのうち少なくとも１つは、前記ガス状流体を送出するノズルを含む、請求項１１に記載の方法。
15. 前記ノズルは、植物保持器の周りに前記ガス状流体の選択可能な噴霧パターンを形成するように構成される、請求項１４に記載の方法。
16. 建物において１つ又は複数の植物の成長を促進するシステムであって、
    －１つ又は複数の植物保持器と、基体全体にわたって分散されている１つ又は複数のガス状流体送出ポートのセットとを含む基体と、
    －ガス状流体源と、ガス状流体送出構成要素と、前記１つ又は複数の植物の下側にガス状流体を送出するために前記１つ又は複数のガス状流体送出ポートの各セットと連通している１つ又は複数の導管とを含む気候送出サブシステムであって、前記１つ又は複数の導管は、前記ガス状流体送出構成要素に連結されている気候送出サブシステムと、を含むシステム。
17. 前記１つ又は複数の植物保持器は、容器である、請求項１６に記載のシステム。
18. 前記１つ又は複数の植物保持器は、前記基体の多孔質の形の孔である、請求項１６に記載のシステム。

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