JP6435664B2

JP6435664B2 - 養液供給装置

Info

Publication number: JP6435664B2
Application number: JP2014134602A
Authority: JP
Inventors: 次郎中田; 多田　誠人; 誠人多田; 達也手塚; 敦史高田; 茂雄半田; 坂本　賢一; 賢一坂本; 義明坂井
Original assignee: Iseki and Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd
Priority date: 2014-06-30
Filing date: 2014-06-30
Publication date: 2018-12-12
Anticipated expiration: 2034-06-30
Also published as: JP2016010375A

Description

この発明は、養液供給装置の技術分野に属する。

栽培ベッド等の栽培床に養液を給液する養液供給装置において、１日の排液量に基づいて養液の給液量を制御する給液制御手段を備える構成が知られている（特許文献１参照）。

実開平５−５３４５７号公報

排液は栽培ベッド等の栽培床から時間をかけて排出されるため、排液量を検出するには時間を要し、特に１日の排液量をフィードバックして養液の給液を制御する構成では、翌日の養液の給液を制御することになる。

本発明は、排液情報を即座に把握し、該排液情報に基づいて応答性良くリアルタイムで養液の給液を制御することを課題とする。

上記課題を解決するために、次のような技術的手段を講じた。
すなわち、請求項１に係る発明は、
栽培ベッド（５）への養液の給液開始後に排出される該栽培ベッド（５）からの排液の排出開始時の排液情報に基づいて、栽培ベッド（５）への養液の給液を制御する給液制御手段を備え、
給液制御手段は、積算日射量に基づく栽培ベッド（５）への養液の給液開始時刻から排液センサ（１３）が該栽培ベッド（５）から排液が検出されるまでの遅延時間に基づいて制御する構成とし、
遅延時間が長いと判定すると設定積算日射量を小さい値に補正して次回の給液を早めに行うよう制御し、遅延時間が短いと判定すると設定日射積算量を大きい値に補正して次回の給液を遅めに行うよう制御する構成とし、
栽培ベッド（５）への養液の給液は、１日のうち日中の給液可能時間帯に日射量センサに基づいて計測される積算日射量が設定積算日射量に達する度に所定量の養液を給液し、給液する度に計測された積算日射量をリセットする構成とし、
給液可能時間帯の一部となる補正用時間帯を設定し、日射量センサにて計測される補正用時間帯における補正用積算日射量が基準値よりも大きい場合には、給液可能時間帯の基準終期時刻から遅い時刻に変更し、補正用積算日射量が基準値よりも小さい場合には、給液可能時間帯の基準終期時刻から早い時刻に変更することを特徴とする養液供給装置とした。

本発明によると、栽培ベッド（５）からの排液の排出開始時の排液情報に基づいて、栽培ベッド（５）への養液の給液を制御するので、排出開始時の排液情報に基づいて応答性良くリアルタイムで養液の給液を制御することができ、植物の栽培を的確に行える。
また、天候に応じて、晴れの日で日射が強い日には終期時刻を遅くして給液の不足を防止でき、曇りや雨の日で日射が弱い日には終期時刻を早くして給液の過剰を防止することができる。

また、栽培ベッド（５）への養液の給液開始から該栽培ベッド（５）から排液が検出されるまでの遅延時間に基づいて、応答性良くリアルタイムで養液の給液を制御することができ、植物の栽培を的確に行える。

栽培施設を判り易く示す平面図誘引ワイヤ及び誘引紐を示す正面図誘引ワイヤ及び誘引紐による栽培状態を示す側面図振り分け栽培状態を示す正面図作業移動車を示す側面図養液供給装置の養液移送系統を判り易く示す図雨水回収装置等の構成を分かり易く示す平面図カーテン開閉装置の構成を分かり易く示す側面図カーテンの構成を分かり易く示す図栽培ベッド及び断熱体を示す断面正面図給液チューブを示す図（Ａ：接続状態を示す図、Ｂ：接続ダクトを支持状態を示す図）炭酸ガス供給装置を分かり易く示す図融雪装置を分かり易く示す図発電装置を分かり易く示す図異なる発電装置を分かり易く示す図（Ａ：夏期、Ｂ：冬期）

この発明の実施の一形態を、以下に説明する。
図１は栽培施設の一例を示すものであり、この栽培施設は、暖房機や加湿機等により温度及び湿度等の室内環境が管理される温室である栽培室１と、該栽培室１に隣接する出荷室２とを備えている。前記栽培室１内の中央には作業者又は作業移動車（作業台車）３あるいは防除作業車等が通過できるメイン通路４を設けており、このメイン通路４は、路面がコンクリートで構成されたコンクリート通路である。メイン通路４の両側の側方位置には、栽培ユニットとなる栽培ベッド５を多数列配置した作物を栽培するための栽培スペース６を構成している。尚、前記栽培ベッド５は培地となるロックウールで形成された栽培床部であり、出荷室２内の養液供給装置７から各栽培ベッド５へ養液が供給される構成となっている。また、メイン通路４の両端には開閉扉を備える栽培室１への出入り口８を設け、一方の出入り口８を介して隣接する出荷室２へ行き来できる構成となっている。尚、他方の出入り口８は、栽培施設の屋外から出入りできる構成となっている。そして、作業移動車をメイン通路４から各々の栽培ユニット（栽培ベッド５）の間のサブ通路９に移動させ、該サブ通路９で栽培ユニット（栽培ベッド５）に沿って作業移動車３を移動させながら栽培する植物に対する各種作業を行うことができる。サブ通路９は、各々の栽培ユニット（栽培ベッド５）の左右間で前後方向に形成される通路となる。尚、作業移動車３は、サブ通路９上に敷設された温室全体を暖房する左右の暖房用管３７を走行用のレールとして走行する。

前記出荷室２内には、前述した養液供給装置７と、収穫されたトマト等の収穫物（果実）を重量や大きさあるいは等級別に選別する選別装置１０とを備えている。尚、該選別装置１０が、栽培された作物を出荷前に処理する前処理装置となる。選別装置１０は、収穫物を搬送して選別する選別コンベア１１と、該選別コンベア１１の両側の側方に設けられた各階級毎の収穫物収容部１２とを備えて構成され、選別コンベア１１から各収穫物収容部１２へ収穫物を供給して各階級に選別する構成となっている。尚、前記選別コンベア１１は、平面視でＬ字状に屈曲した構成となっている。また、各々の収穫物収容部１２には収穫物を収容する収容箱を設けて、この収容箱ごとに収穫物を出荷すればよい。

栽培ユニット（栽培ベッド５）の上側には、該栽培条に沿う誘引ワイヤ８０を各栽培ユニットごとに左右に２本設けている。そして、栽培ユニットで栽培される植物の複数の栽培株は、左右の誘引ワイヤ８０により交互に振り分けて誘引される構成となっており、誘引ワイヤ８０から誘引フック９３を介して垂れ下がる誘引紐８１により誘引される。尚、誘引フック９３は、誘引ワイヤ８０に吊り下げられる構成であり、巻き付けた誘引紐８１を適宜繰り出して下方に垂れ下がらせる周知の構成となっている。また、植物が所定の高さ（誘引フック８０の近く）まで成長した以降は、誘引フック９３から誘引紐８１を繰り出しながら、順次誘引紐８１を前記複数の栽培株の配列方向（栽培ベッド５の長手方向）にずらせて植物の高さを低下させ、植物を継続的に栽培する。従って、例えばトマトを栽培する場合、トマトの茎が栽培ベッド５から誘引紐８１を伝って伸長することになる。よって、栽培ユニット（栽培ベッド５）において、２条の栽培条すなわち左右一対の栽培条が形成されることになる。尚、各栽培植物（栽培株）が効率良く受光するためには各栽培植物（栽培株）の間隔が栽培室１内全体にわたって略同等となるのが理想であり、そのために、誘引ワイヤ８０はサブ通路９の上方に位置しており、栽培植物がサブ通路９上にはみ出るようにしている。

サブ通路９上において、作業移動車３は作業者が作業の進捗状況に応じて走行操作を行って適宜移動させる構成であるが、防除作業車は自動走行しながら自動的に防除する構成である。防除作業車は、サブ通路９を往復走行することになるが、防除する栽培条の防除の必要量に応じて、往復走行における片道走行時にのみ防除作業を行う片道防除状態と、往復走行で防除作業を行う往復防除状態と、同じサブ通路９を２回往復走行させてその２回の往復走行で防除作業を行う２往復防除状態とに切替できる構成となっている。これにより、必要以上の防除による栽培植物への悪影響を防止すると共に、病害虫の発生度合の高い栽培条において防除効果の向上を図ることができる。

作業移動車（作業台車）３は、前後左右計４個の走行車輪１０６と、作業者が搭乗する昇降可能な昇降台１０７と、走行車輪１０６及び昇降台１０７を駆動する駆動源となる電動モータを備え、作業者が昇降台１０７に搭乗し、走行車輪１０６により走行させて所望の位置に移動し、昇降台１０７を所望の高さに昇降させながら、栽培植物の葉欠き、芽欠き及び収穫等の作業を行う周知の構成となっている。走行車輪１０６は、機体の左右方向外側に配置される大径部と機体の左右方向内側に配置される小径部が一体に形成され、大径部と小径部との段差で走行用のレールとなる暖房用管３７に案内される。昇降台１０７上の発進操作具となるフットスイッチ１０８を足で踏み込んで操作することにより、前記電動モータを駆動して発進し走行する構成となっている。そして、フットスイッチ１０８を操作した累計回数をカウントして作業移動車３に備える作業移動車制御部（制御コントローラ）１０９に記憶し、前記累計回数が設定回数を超えたら作業移動車制御部１０９からの出力により警告手段となる警告ランプ１１０を点灯させる。これにより、発進で走行車輪１０６への伝動系（特に走行車輪１０６の車軸）に強い負荷がかかった回数に基づいて伝動系（走行車輪１０６の車軸）の疲労に伴う点検を適切な時期に促すことができ、伝動部材（特に走行車輪１０６の車軸）について適切な時期に交換等のメンテナンスが行える。

また、作業移動車３又は防除作業車には、サブ通路９から栽培植物を撮影するカメラを設けることができる。カメラにより、作業移動車３又は防除作業車を走行させながら、各々の栽培株で成熟した果実を自動的に検出する。カメラが撮影した画像データが無線により制御部（コントローラ）２６に送信され、制御部（コントローラ）２６内の果実判別装置により成熟した果実を検出する。例えば、果実がトマトである場合、果実が成熟すれば赤くなるので、果実判別装置がカメラにより撮影した画像を処理して色彩判別することにより成熟した果実を検出する構成となっている。尚、色彩判別以外に、形状や大きさ等により成熟した果実を判別する構成としてもよい。また、画像データと共に作業移動車３又は防除作業車の位置情報が無線により制御部（コントローラ）２６に送信され、栽培室１内のどの栽培株の画像であるかを認識する構成となっている。位置情報は、作業移動車３又は防除作業車に設けたＧＰＳ発信機により得ることができる。これにより、各々の栽培株ごとの成熟果実の個数をカウントする。そして、制御部２６は、栽培株ごとの成熟果実の個数から各々の栽培条ごとの成熟果実の総数及び栽培室１内全体の成熟果実の総数を演算し、これらの成熟果実の総数から成熟果実を収穫する作業者を設定する。この作業者の設定について詳細に説明すると、複数の作業者の各々の作業能力（作業速度、作業能率：例えば単位時間当たりの成熟果実の収穫個数等）を予め制御部２６に入力しておき、栽培室１内全体の成熟果実の総数から前記作業能力に応じて各作業者の仮収穫個数を演算する。そして、演算した仮収穫個数に基づいて、栽培室１の端の栽培条から順に作業者を割り振り、各作業者の作業領域を設定する。このとき、同一の栽培条に複数の作業者の作業領域がまたがらないよう、栽培条ごとに作業者を設定する。

また、作業移動車３に放射能測定器を設ければ、例えば無人で作業移動車３を走行させながら、栽培室１内の各所での放射能による汚染状態（放射線濃度）を検出することができる。また、通常の作業等で使用頻度の高い作業移動車３により、前記汚染状態を即座に認識することができ、作物の出荷停止や作業者による作業の中止等の処置を即座に行え、放射能による被害を抑えることができる。

尚、作業移動車３に、自動で葉欠き作業を行う自動葉欠き作業機や、自動で果実の収穫作業を行う自動収穫作業機等の作業機を装着して、葉欠き作業や収穫作業等の作業が行える構成としてもよい。尚、作業移動車３に搭乗する作業者が植物の葉や果実の位置を視認して前記作業機を操作して作業を行う構成とすることができるが、カメラにより植物の葉や果実を認識して、作業機が葉欠き作業や収穫作業を行う構成としてもよい。これにより、作業移動車３に装着する作業機を各種に切り替えることで、作業移動車３を共用して栽培に関する各種の作業を行うことが可能となる。また、作業能率を考慮して、作業機装着時（作業時）には作業移動車３の走行速度を通常の管理作業時よりも高速に設定できる構成とすればよい。

また、作業移動車３に、植物の成育状態を診断する植物診断装置と、植物へ光を照射する補光装置や植物へ向けて温風を供給する補助暖房装置等の栽培補助装置とを設けることもできる。そして、例えば、作業者による栽培管理作業を行わない夜間に、作業移動車３を自動的に走行させながら、植物診断装置の診断による植物の栽培むら（成育状態が悪い箇所）の発見に対応して、栽培補助装置を自動的に作動させて栽培の補助を行うことができる。このとき、夜間の長時間の運転に対応するべく、施設内の電源から作業移動車３へ電力を供給する電気配線を接続することが望ましい。以上により、作業移動車３を、昼間の栽培管理作業用と夜間の植物診断及び栽培補助作業用とで兼用できるので、栽培管理作業用とは格別に植物診断及び栽培補助作業用の作業移動車を準備するのと比較して、施設内での作業移動車３の台数を低減することができ、コストダウンが図れる。

植物診断装置の一例として、カメラにより、植物の側方から撮影される該植物の大小を計測する植物計測装置を構成している。この植物計測装置による植物の大小の計測方法としては、撮影画像の色の判別から撮影画像内における植物部分に基づき計測する方法がある。一例としては、クロロフィル蛍光画像により植物部分を計測する方法がある。尚、クロロフィル蛍光画像を取得するには、青色光が必要である。青色光を発光する照明装置は、作業移動車３に装着する方法の他、栽培室１内に補光用として設けた照明装置と兼用することができる。尚、栽培室１内の補光用の照明装置を使用する場合には、植物診断装置（作業移動車３）がいる所にのみ部分的に照明装置を発光させるようにすればよい。

また、ＧＰＳ装置等により、栽培室１内の作業移動車３の位置を認識する位置認識装置を設けている。そして、夜間に作業移動車３を自動走行させながら、栽培室１内の予め設定した複数の撮影位置でカメラにより撮影して植物の大小の計測データを取得する。一晩に全ての撮影位置において撮影し、各撮影位置での計測データを毎日取得し記録することになる。尚、カメラによる撮影領域は、予め設定した一定の高さ領域であり、栽培株の配列方向（栽培ベッド５の長手方向）における幅を栽培株の株間と同一（又は略同一としてもよい。）に設定している。

そして、制御部２６により、各撮影位置において、前日の計測データ値よりも当日の計測データ値が増加したとき又は同一であるときは、この計測データ値の増加量に基づいて植物の成長量を判定する。一方、前日の計測データ値よりも当日の計測データ値が減少したときは、減少した計測データ値の減少量に基づいて植物の成長量を判定せず、前記当日の計測データ値よりも翌日の計測データ値が増加したとき又は同一であるときは、この計測データ値の増加量に基づいて植物の成長量を判定する。従って、制御部２６内には、植物の成長量を判定する制御を実行する成長量判定装置を設けている。

つまり、植物の成長に伴って誘引紐を引き下げて植物の位置を低下させることにより、計測領域内の植物の量が少なくなり、前日の計測データ値よりも当日の計測データ値が減少したときは、当日は植物の成長量を判定せずに前記計測データ値を基準値として更新し、この基準値に基づいて翌日以降に植物の成長量を判定する構成としている。また、誘引ワイヤ８０近くまで複数の栽培株における各々の植物が生長するが、複数の植物の間隔が株間と同一になるようにし、採光性や通気性を所望に維持して良好な栽培を行うようにするべく、誘引紐を引き下げると共に栽培株の配列方向（栽培ベッド５の長手方向）に移動させることにより、配列される栽培株毎の複数の植物が同じ方向（栽培ベッド５の長手方向）に略同じ距離移動することになるので、計測領域内に少なくとも一つの植物が入り、一つの植物が部分的に計測領域内に入る状態でも、それに対応して隣接する植物が部分的に計測領域内に入り、結果的に計測領域内に一つ分の植物が入る。従って、誘引紐の引き下げに伴う植物の栽培株の配列方向（栽培ベッド５の長手方向）の移動に拘らず、一つの栽培株分の植物について計測することができる。

そして、例えば、制御部２６により、植物の成長量が所望の成長量よりも高いときは、養液供給装置７により供給する養液量を少なくしたり、養液供給装置７により供給する養液の肥料濃度を高くしたり、栽培室１内の湿度を低くしたりして、水ストレスを与えることができる。また、温室全体を暖房する暖房用管３７等の暖房装置により植物付近の温度や栽培室１全体の温度を低めにして、植物の成長を抑えることができる。このように、植物の徒長を抑えて所望の成長量に制御すると共に、栽培果実の糖度を高めることができる。一方、植物の成長量が所望の成長量よりも低いときは、養液供給装置７により供給する養液量を多くしたり、養液供給装置７により供給する養液の肥料濃度を高い設定濃度から低下させたりして、水ストレスを低減することができる。また、温室全体を暖房する暖房用管３７等の暖房装置により植物付近の温度や栽培室１全体の温度を高めにして、植物の成長を促すことができる。このように、所望の成長量に制御すると共に、栽培果実の収穫量の増大を図ることができる。従って、判定した植物の成長量を、養液供給制御や環境制御（温度制御、湿度制御等）に適用することができる。尚、誘引紐を引き下げたときは植物の成長量を判定しないことになるが、誘引紐を引き下げる作業は一般的に１週間に１回程度であるので、栽培制御においてさほど大きな影響を与えないと考えられる。

カメラにより植物の葉の裏の気孔を撮影し、制御部２６により気孔の大きさを判断する構成とすることができる。一方、栽培室１内へ二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給手段となる二酸化炭素供給装置を設け、制御部２６により、カメラからの撮影画像が気孔が大きいと判断されるときは、栽培室１内の二酸化炭素の濃度に拘らず後述する二酸化炭素供給装置から二酸化炭素を吐出する。これにより、気孔が大きく開いて光合成が活発なときに、的確に二酸化炭素を供給でき、従来の二酸化炭素濃度に基づく二酸化炭素供給制御と比較して二酸化炭素の無駄な供給を低減できる。

また、植物診断装置による植物の茎の伸長量や太さ等の検出から植物の生育バランスを診断し、生育バランスのむらを解消するべく、栽培室１内の局所を暖房する構成とすることができる。具体的には、例えば植物の茎径が太いとき、花や実の生長に対して茎や葉の生長が旺盛となる栄養生長に偏りがちであると判断されるから、茎や葉の生長に対して花や実の生長が旺盛である生殖生長が活発となるよう、部分的に暖房用管３７に温水を供給する局所暖房装置により当該植物付近の温度を局所的に高くする。逆に、例えば植物の茎径が細いとき、生殖生長に偏りがちであると判断されるから、栄養生長が活発となるよう、当該植物付近の温度を局所的に低くする。この局所暖房は、室温が低下する夜間に行えば、局所的な温度差が発生しやすくなるので、効果的である。

また、作業移動車３に温度センサ又は湿度センサ等の環境測定器を設け、栽培室１内の温度むら又は湿度むらを検出することができる。１台の作業移動車３により広い栽培室１内の各所の温度又は湿度を測定するには、作業移動車３が移動する時間を要するので、最初に測定した箇所と最後に測定した箇所とでは測定の時刻が大きく異なり、時刻変化による温度又は湿度の変化をも考慮する必要がある。そこで、栽培室１内の所定位置に固定して設けた室温センサ又は室内湿度センサにより、時刻変化に伴う室温又は室内湿度の変化を計測し、この計測値に基づき作業移動車３で測定した各所の温度又は湿度を補正し、補正により得られた同一時刻で想定される各所の温度又は湿度を比較して、栽培室１内の温度むら又は湿度むらを判断する制御装置を設ければ、各所の環境情報を適正に比較でき、例えば局所暖房制御や局所加湿制御や局所養液供給制御等の適正な栽培制御（環境制御）を行うことができる。

暖房装置としては、前述の暖房用管３７の他、温風ダクトから温風を発生させる温風暖房装置を設けることもできる。温風ダクトは、布製等のフレキシブルな構造であり、栽培ベッド５の下方に該栽培ベッド５に沿って配置され、外周面に温風噴出口を備えている。栽培ベッド５の配列方向（左右方向）に延びる温風供給ダクトを設け、温風供給ダクトの適宜位置に設けた温風吹出口に温風ダクトを接続する構成となっている。また、温風吹出口と温風ダクトとの各々の接続端部には、該接続端部を保持するフックを設けている。従って、温風暖房をしない場合は、温風吹出口と温風ダクトとの連結を外し、温風吹出口の接続端部をフックにより栽培室１内の支柱等に保持し、温風ダクトの接続端部をフックにより栽培ベッド５を支持する架台等に保持し、各々の接続端部を離すことができる。これにより、温風吹出口及び温風ダクトを作業者の作業の邪魔にならないように収納できる。尚、温風吹出口と温風ダクトとは、螺子を備える接続継手やマグネット式の接続継手等により接続することができる。

ところで、養液供給装置７は、養液を貯留する第一タンク４１並びに第二タンク４２、硝酸を貯留する酸タンク４３及び原水を貯留する原水タンク４４を備え、これらのタンク４１，４２，４３，４４内に貯留する液が各主開閉バルブ４５，４６，４７，４８を介して混合装置４９に供給され、該混合装置４９で混合される構成となっている。尚、前記第一タンク４１と第二タンク４２とは、互いに肥料成分の異なる養液を貯留している。第一タンク４１、第二タンク４２並びに酸タンク４３から混合装置４９への供給経路（供給パイプ５０，５１，５２）において、前記各主開閉バルブ４５，４６，４７の供給上手側には、各々混合前のフィルター５３，５４，５５を設けている。更に、該混合前フィルター５３，５４，５５の供給上手側には、各々副開閉バルブ５６，５７，５８を設けている。混合装置４９で混合された養液は、養液ポンプ５９及び混合後のフィルター６０を介して給液パイプ６１により栽培室１内の各栽培ベッド５へ供給される。

そして、酸タンク４３からの供給経路（供給パイプ５２）において、副開閉バルブ５８及び混合前フィルター５５より供給下手側で主開閉バルブ４７より供給上手側には、分岐パイプ６２（分岐経路）を接続している。この分岐パイプ６２（分岐経路）は、第一タンク４１及び第二タンク４２からの供給経路（供給パイプ５０，５１）における副開閉バルブ５６，５７及び混合前フィルター５３，５４より供給下手側で主開閉バルブ４５，４６より供給上手側の各々の位置に接続され、酸タンク４３内の硝酸を第一タンク４１及び第二タンク４２からの供給経路（供給パイプ５０，５１）へ供給可能に構成している。尚、前記分岐パイプ６２の中途部には、電磁式の分岐用の開閉バルブ６３を設けている。第一タンク４１及び第二タンク４２からの供給パイプ５０，５１において、分岐パイプ６２の接続部より供給下手側で主開閉バルブ４５，４６より供給上手側には、供給パイプ５０，５１内の流量を検出する流量センサ６４，６５を各々設けている。また、養液ポンプ５９及び混合後のフィルター６０より供給下手側には栽培室１内の各栽培ベッド５すなわち給液パイプ６１へ液を供給せずに排出するための排出パイプ６６を接続しており、該排出パイプ６６に設けた電磁式の排出用の開閉バルブ６７により、養液ポンプ５９から吐出する液を給液パイプ６１へ供給する給液状態と排出パイプ６６を介して外部に排出する排出状態に切替可能に構成している。

従って、栽培室１内の各栽培ベッド５へ養液を供給する通常状態では、分岐用開閉バルブ６３及び排出用開閉バルブ６７を閉じ、混合装置４９で混合された養液を給液パイプ６１へ供給する。この養液供給時に、各々の流量センサ６４，６５により第一タンク４１及び第二タンク４２からの供給パイプ５０，５１内の流量を逐次検出する。そして、養液供給時の供給パイプ５０，５１内の流量が所定値以下になった場合は、栽培室１内の各栽培ベッド５への養液供給を停止しているときに、制御装置により自動的に分岐用開閉バルブ６３及び排出用開閉バルブ６７を開いて養液ポンプ５９を駆動し、酸タンク４３内の硝酸を分岐パイプ６２を介して第一タンク４１及び第二タンク４２からの供給パイプ５０，５１へ供給し、該硝酸を排出パイプ６６を介して外部に排出する。このとき、第一タンク４１及び第二タンク４２からの供給パイプ５０，５１において各々の副開閉バルブ５６，５７を自動的に閉じ、前記供給パイプ５０，５１に供給される硝酸が該供給パイプ５０，５１を逆流して第一タンク４１及び第二タンク４２へ供給されないようにしている。よって、第一タンク４１及び第二タンク４２からの供給パイプ５０，５１において、養液中の不溶解物や不純物が詰まるおそれがあるが、流量センサ６４，６５により供給パイプ５０，５１内の詰まりを検出すると自動的に該供給パイプ５０，５１内へ洗浄液となる硝酸を注入して該供給パイプ５０，５１を自動洗浄することができ、従来のように供給パイプを分解して該パイプ内を洗浄するようなメンテナンスの手間が省けて作業能率が向上する。また、洗浄液（硝酸）は、排出パイプ６６を介して外部に排出され、栽培ベッド５に直接供給されないので、上記の洗浄により植物の成育を阻害することがない。

また、養液ポンプ５９の供給下手側で混合後のフィルター６０の供給上手側には、養液ポンプ５９から吐出される養液を分岐して養液ポンプ５９の供給上手側で混合装置４９の供給下手側に戻す循環経路（循環パイプ６８）を接続している。この循環経路（循環パイプ６８）には電磁式の戻り用の開閉バルブ６９を設けており、混合後フィルター６０の供給下手側に設けた圧力センサ７０により給液パイプ６１への養液供給における圧力変動が大きいことを検出すると、制御装置により自動的に前記戻り用の開閉バルブ６９を開いて養液を循環経路（循環パイプ６８）を介して循環させ、給液パイプ６１内の圧力を安定させる構成となっている。これにより、養液ポンプ５９起動時やエアがみ等によるウォーターハンマー現象を防止すると共に、養液ポンプ５９供給下手側の配管（給液パイプ６１）の破損を防止できる。また、前記循環経路（循環パイプ６８）には循環される養液の温度を検出する温度センサ７１を設けており、該温度センサ７１により養液の温度が所定値以上に上昇したことを検出すると、制御装置により強制的に養液ポンプ５９を停止させて循環パイプ６８で養液を循環させないようにして養液の温度低下を促すように構成している。これにより、養液の熱で配管内のバルブやパッキン等の構造物が溶解して破損するようなことを防止できる。従来、給液パイプ内の養液の圧力調整のために、栽培室内の各栽培ベッドへ養液を供給する給液パイプを介する長い循環経路を設けて該循環経路の養液の戻り経路部分に圧力調整バルブを設けたものがあるが、循環により養液の温度が上昇すると、養液の熱で配管内のバルブやパッキン等の構造物が溶解して破損したり養液の熱で栽培作物に悪影響を与えたりするおそれがある。

また、原水タンク４４内へ別の水源となる水道水を供給する水道水供給弁９１を設けている。また、原水タンク４４内には、該原水タンク４４内の水位が所定の水位以下になったことを検出する原水水位センサ９２を設けている。尚、原水水位センサ９２が検出する前記所定の水位は、後述する雨水タンク９５の雨水オーバーフロー配管９５により雨水を樋９６に排出する水位よりも低位に設定している。

単一の給液パイプ６１から栽培室１内の栽培ベッド５へ給液するとき、各々の栽培ベッド５へ確実に給液されるように、栽培室１内を複数（２箇所）の栽培エリア９７に区画し、給液パイプ６１から複数の栽培エリア９７に対応して分岐される給液経路の各々に、エリア別給液バルブ９８を設け、複数のエリア別給液バルブ９８を適宜開閉して各栽培エリア９７ごとに給液する構成となっている。具体的には、複数のエリア別給液バルブ９８を順次開くことにより、各栽培エリア９７ごとに給液する。

また、各栽培エリア９７からの排液は、各々の排液回収パイプ９９を介して回収タンク１００へ回収され、該回収タンク１００内の排液が排液再利用バルブ１０１を介して混合装置４９へ供給されて給液に再利用される。また、回収タンク１００には、該回収タンク１００内の排液を後述する樋９６へ排出する排液排出バルブを設けている。

対応するエリア別給液バルブ９８を開き任意の栽培エリア９７への給液中に回収タンク１００へ回収される排液は、養液供給装置７を介して再度当該栽培エリア９７へ供給されて再利用される。任意の栽培エリア９７への給液後（給液終了から所定時間後）に回収タンク１００へ回収される排液は、制御装置により後述する排水弁１０２が排水状態に切り替えられていることを条件に排液排出バルブを開くことにより、樋９６を介して外部に排出される構成となっている。従って、栽培エリア９７への給液が終了した段階では、回収タンク１００内は空の状態となる。これにより、任意の栽培エリア９７への給液にあたり、別の栽培エリア９７からの排液を供給することがない。

回収タンク１００内には、排液を曝気して殺菌する曝気装置となる曝気ポンプ１３１と、排液の硝酸イオン濃度を検出する硝酸イオン濃度センサ１３２とを設け、硝酸イオン濃度センサ１３２の検出値に基づいて、排液の硝酸イオン濃度が高いほど運転時間が長くなるように曝気ポンプ１３１の運転時間を補正する構成となっている。これにより、曝気ポンプ１３１を無駄に運転することを防止しながら、硝酸イオンを的確に処理することができ、殺菌を効率良く行える。尚、曝気ポンプ１３１による曝気運転が終了してから、回収タンク１００内の排液を栽培エリア９７へ供給して再利用する構成となっている。

原水タンク４４には、養液の肥料濃度を検出するＥＣセンサ８６と、養液のペーハー値を検出するＰＨセンサ８７とを備えている。このＥＣセンサ８６及びＰＨセンサ８７の検出値に基づき、混合装置４９で混合される養液が所望の肥料濃度及びペーハー値となるよう、制御装置のメインの養液供給コントローラ８８により各主開閉バルブ４５，４６，４７，４８を制御する構成となっている。しかしながら、メインの養液供給コントローラ８８が故障すると、各主開閉バルブ４５，４６，４７，４８を作動させることができなくなり、養液を各栽培ベッド５へ供給できなくなり、栽培に悪影響を与えることになってしまう。そこで、制御装置には予備制御盤８９を設けており、メインの養液供給コントローラ８８が故障したときには、各主開閉バルブ４５，４６，４７，４８の制御を前記予備制御盤８９により行える構成とし、該予備制御盤８９の制御に切り替えると、各主開閉バルブ４５，４６，４７，４８を予め設定した時間のみ開いて養液を作成し、養液を各栽培ベッド５へ簡易的に供給できる。これにより、供給する養液の肥料濃度やペーハー値の制御精度は低下するが、栽培ベッド５へ養液が供給できなくなるのを一時的に回避でき、植物が枯れるような大きな被害を回避することができる。予備制御盤８９により養液供給制御を行っている間にメインの養液供給コントローラ８８を修理し、メインの養液供給コントローラ８８が正常に復帰すれば、メインの養液供給コントローラ８８による養液供給制御に切り替えればよい。尚、予備制御盤８９により養液供給制御において、予め設定される各主開閉バルブ４５，４６，４７，４８の開時間のパターンを複数備え、ＥＣセンサ及びＰＨセンサの検出値に応じて前記パターンを切り替える構成としてもよい。

また、栽培ベッド５からの排液の肥料成分（例えば、窒素成分、カリ成分、カルシウム成分、リン酸成分等）を分析する成分分析計を設け、制御装置により成分分析計で測定した排液の肥料成分と栽培用に予め設定した設定肥料成分を比較して、養液タンクである第一タンク４１及び第二タンク４２から排液で不足する肥料成分が多く供給され、排液で余剰する肥料成分が少なく供給されるべく、主開閉バルブ４５，４６の開く時間又は開度を制御し、排液に養液タンクから養液を混合した新たな養液を作成する。これにより、排液を使用するにも拘らず、所望の肥料成分で高精度に安定させた養液を栽培ベッド５へ供給できる。尚、排液で不足する肥料成分は植物が多く吸収していることから植物が多量に要求していると判断し、排液で余剰する肥料成分は植物の吸収量が少ないことから植物の要求度が低いと判断し、植物の要求に合わせて設定肥料成分を補正してもよい。これにより、更に栽培状況に応じた高精度な養液供給制御が行えると共に、肥料の無駄を防止でき、肥料濃度の高い排液を最終的に廃棄することによる環境負荷を低減できる。

そして、養液供給コントローラ８８により、栽培ベッド５への養液の給液は、１日のうち日中の給液可能時間帯（例えば、７時〜１７時）でのみ行われる。この給液可能時間帯において、日射量センサに基づいて計測される積算日射量が設定積算日射量に達する度に、所定量の養液を給液する。尚、給液する度に計測された積算日射量をリセットする。また、給液可能時間帯は、作業者による手動設定の他、日の出時刻や日の入り時刻に基づいて自動設定によるものとしてもよい。また、給液可能時間帯の一部となる補正用時間帯（例えば、１２時〜１４時）を設定し、日射量センサにて計測される補正用時間帯における補正用積算日射量に基づいて、給液可能時間帯を補正する構成となっている。具体的には、補正用積算日射量が基準値（例えば、１５００Ｊ（ジュール））よりも大きければ、給液可能時間帯の終期を基準終期時刻（例えば、１７時）から遅い時刻に変更（例えば、１７時から１８時に変更）し、逆に、補正用積算日射量が基準値（例えば、１５００Ｊ（ジュール））よりも小さければ、給液可能時間帯の終期を基準終期時刻（例えば、１７時）から早い時刻に変更（例えば、１７時から１６時に変更）する。この給液可能時間帯の終期の変更は、補正用積算日射量に対応して比例的に変更される。尚、補正用時間帯は、積算日射量でその日の天候が概ね判断できるように、真昼に近い時間帯に設定することが望ましい。

よって、補正用時間帯における補正用積算日射量に基づいて天候状況を把握し、該天候状況に基づいて給液可能時間帯の終期時刻を補正するので、天候に応じて、晴れの日で日射が強い日には終期時刻を遅くして給液の不足を防止でき、曇りや雨の日で日射が弱い日には終期時刻を早くして給液の過剰を防止することができる。尚、給液可能時間帯の終期の変更限度が設定され、時刻が遅い側の遅延限度時刻（例えば、１８時）と基準終期時刻（例えば、１７時）の差よりも、時刻が早い側の繰上限度時刻（例えば、１５時）と基準終期時刻（例えば、１７時）の差が大きくなるよう設定している。

更に、回収タンク１００への排液流路には、排液の流れを検出する排液センサ１３３を設けている。この排液センサ１３３は、排液の単位時間当たりの流量をも検出する構成となっている。そして、積算日射量に基づいて給液が開始される給液開始時刻から、排液センサ１３３が排液を検出するまでの遅延時間に基づいて、遅延時間が長ければ栽培ベッド５が乾燥状態であり実際の植物への給液が不足気味と判断し、設定積算日射量を小さい値に補正して次回の給液が早めに行われるようにする。逆に、遅延時間が短ければ栽培ベッド５が湿潤状態であり実際の植物への給液が過剰気味と判断し、設定積算日射量を大きい値に補正して次回の給液が遅めに行われるようにする。この排液が発生し始める時刻による排液発生対応給液制御により、排液の排出開始時の排液情報に基づいて給液を制御するので、応答性良くリアルタイムで養液の給液を制御することができ、植物の栽培を的確に行える。

また、上記の排液発生対応給液制御に代えて、排液センサ１３３により単位時間当たりの排液量すなわち流量を検出し、経時的に変化する排液の流量が増大から減少に転じる流量のピーク値に基づいて、排液の流量のピーク値が小さければ栽培ベッド５が乾燥状態であり実際の植物への給液が不足気味と判断し、設定積算日射量を小さい値に補正して次回の給液が早めに行われるようにする。逆に、排液の流量のピーク値が大きければ栽培ベッド５が湿潤状態であり実際の植物への給液が過剰気味と判断し、設定積算日射量を大きい値に補正して次回の給液が遅めに行われるようにする。この排液の流量による排液流量対応給液制御により、排液の排出開始時の排液情報に基づいて給液を制御するので、応答性良くリアルタイムで養液の給液を制御することができ、植物の栽培を的確に行える。

尚、上記の排液発生対応給液制御及び排液流量対応給液制御では、設定積算日射量を変更して次回給液するまでの時間間隔を変更する積算日射量制御としたが、積算日射量に拘らず単に所定時間毎に給液する制御形態とする場合は、給液する前記所定時間を補正して次回給液するまでの時間間隔を変更する時間間隔制御とすればよい。また、次回給液するまでの時間間隔を変更する制御内容に代えて、１回当たりの給液量を補正する給液量制御としてもよい。尚、排液発生対応給液制御及び排液流量対応給液制御の制御条件と、積算日射量制御、時間間隔制御及び給液量制御の実行制御とは、何れの組み合わせにより制御を行ってもよく、また、複数の制御条件又は複数の実行制御を併用して組み合わせて制御してもよい。

給液パイプ６１から各栽培ベッド５の植物への給液は、給液チューブ１３４により行うことができる。この給液チューブ１３４は、ゴム製の屈曲可能なチューブであり、栽培ベッド５の上方に該栽培ベッド５に沿って配置され、所定間隔おきに設けた吐出孔１３５から養液を吐出して栽培ベッド５上の栽培株の近くに養液を供給する構成となっている。この給液チューブ１３４は、昼夜又は季節等の要因による温度変化により伸縮し、端部の接続部分（給液パイプ６１との接続部分）が外れる等の不具合を防止するため、端部の接続部分に伸縮性のある接続ダクト１３６を介して給液パイプ６１等に接続している。接続ダクト１３６は、ばね１３７を備えており、給液チューブ１３４の伸縮に対応して伸縮し、接続部分が外れるのを防止する構成である。尚、ばね１３７を支持フレーム１３８等に係止する等して、接続ダクト１３６を支持する構成としてもよい。また、給液チューブ１３４どうしを接続ダクト１３６で接続する構成としてもよい。

また、給液チューブ１３４を使用して栽培ベッド５上の栽培株の近くに炭酸ガスを供給することもできる。給液パイプ６１に三方切替弁１３９を設け、炭酸ガス供給装置１４０により三方切替弁１３９を介して給液チューブ１３４へ炭酸ガスを供給する構成としている。炭酸ガス供給装置１４０は、加圧空気を供給するエアコンプレッサ１４１と、炭酸ガスを封入した炭酸ガスボンベ１４２と、エアコンプレッサ１４１からの加圧空気と炭酸ガスボンベ１４２からの炭酸ガスを混合して三方切替弁１３９へ供給するガス混合機１４３とを備えている。三方切替弁１３９を切り替えることにより、植物の近くに効率良く炭酸ガスを供給することができると共に、炭酸ガスを植物近傍へ供給する配管として給液チューブ１３４を兼用でき、コストダウンが図れる。また、給液チューブ１３４に炭酸ガスを通すことにより、給液チューブ１３４を洗浄できるばかりでなく、給液チューブ１３４内に長時間残留する養液が日射により高温となり、高温の養液が植物へ供給されることによる栽培への悪影響を回避できる。

次に、雨水を回収する雨水回収装置１１１について説明する。栽培室１の外壁の外側には、該外壁に沿って延びる樋９６を設けている。この樋９６が、栽培室１の屋根に降雨した雨水を受けて流す構成となっている。また、栽培室１内には、雨水を貯留する雨水タンク１１２を設けている。樋９６の途中には、水の流路を切り替えて樋９６内の水を外部へ排水する排水状態と樋９６内の水を雨水タンク１１２へ供給する雨水回収状態とに切替可能な電磁式の排水弁１０２を設けている。尚、樋９６内の水が排水弁１０２に供給されるべく、樋９６に若干の傾斜を設けている。前記雨水回収状態では、排水弁１０２から雨水ポンプ１１３及び雨水回収配管１１４を介して雨水タンク１１２へ雨水が回収される構成となっている。雨水タンク１１２の上部には、該雨水タンク１１２の水位が所定以上に到達すると該雨水タンク１１２内の雨水を樋９６に排出する雨水オーバーフロー配管９５を設けている。また、雨水タンク１１２内と原水タンク４４内とを連通する連通配管１１５を設けている。一方、栽培室１の屋根部には、降雨した雨水を検出して降雨を検知する降雨センサ１１６を設けている。尚、降雨センサ１１６として、日射量を検出する日射量センサにより代用してもよい。

また、制御装置には、原水タンク４４への水の供給形態を切り替える水供給形態切替スイッチを設けている。水供給形態切替スイッチは、雨水不使用形態と雨水優先形態と雨水併用形態との３位置に切替可能なスイッチである。水供給形態切替スイッチを雨水不使用形態に設定すると、降雨センサ１１６の検知に拘らず、制御装置からの出力信号により、排水弁１０２を排水状態に切り替え、樋９６に回収される雨水が常時外部へ排水される状態となる。

水供給形態切替スイッチを雨水優先形態に設定すると、降雨センサ１１６が降雨を検知していないときは、制御装置からの出力信号により、排水弁１０２を排水状態に切り替え、樋９６内の水が外部へ排水される状態となる。このとき、原水タンク４４の水位が所定の水位に達していないことを原水水位センサ９２により検出すると、原水水位センサ９２からの信号が制御装置に入力され、制御装置により、水道水供給弁９１に出力して原水水位センサ９２が前記所定の水位に達したことを検出するまで水道水供給弁９１を開く。降雨センサ１１６が降雨を検知した信号が制御装置に入力されると、制御装置が降雨を検知してから所定時間後（例えば１０分後）に排水弁１０２へ信号を出力し、排水弁１０２を雨水回収状態に切り替えると共に雨水ポンプ１１３を駆動する。これにより、樋９６内の雨水が雨水タンク１１２内に回収され、雨水タンク１１２内から連通配管１１５を介して原水タンク４４へ雨水が供給される。雨が止み降雨センサ１１６が降雨を検知しなくなると、降雨センサ１１６からの信号により、制御装置が排水弁１０２及び雨水ポンプ１１３へ信号を出力し、排水弁１０２を排水状態に切り替えると共に雨水ポンプ１１３の駆動を停止する。

水供給形態切替スイッチを雨水併用形態に設定すると、降雨センサ１１６が降雨を検知していないときは、上述の雨水優先状態と同様に、制御装置からの出力信号により、排水弁１０２を排水状態に切り替え、樋９６内の水が外部へ排水される状態となり、原水タンク４４の水位が所定の水位に達していないことを原水水位センサ９２により検出すると、原水水位センサ９２からの信号が制御装置に入力され、制御装置により、水道水供給弁９１に出力して原水水位センサ９２が前記所定の水位に達したことを検出するまで水道水供給弁９１を開く。降雨センサ１１６が降雨を検知した信号が制御装置に入力されても、原水水位センサ９２により前記所定の水位に達しているときは、制御装置により、水道水供給弁９１を閉じると共に、排水弁１０２及び雨水ポンプ１１３へ信号を出力し、排水弁１０２を排水状態に切り替えると共に雨水ポンプ１１３の駆動を停止する。降雨センサ１１６が降雨を検知した信号が入力され、且つ原水水位センサ９２による前記所定の水位に達していないことの信号が入力されると、制御装置により、降雨を検知してから所定時間後（例えば１０分後）に、水道水供給弁９１を開き、排水弁１０２を雨水回収状態に切り替えると共に雨水ポンプ１１３を駆動する。これにより、樋９６内の雨水が雨水タンク１１２内に回収され、雨水タンク１１２内から連通配管１１５を介して原水タンク４４へ雨水が供給されるので、雨水と水道水が共に原水タンク４４内へ供給される。雨が止み降雨センサ１１６が降雨を検知しなくなると、降雨センサ１１６からの信号により、制御装置が、水道水供給弁９１を閉じ、排水弁１０２を排水状態に切り替えると共に雨水ポンプ１１３の駆動を停止する。尚、雨水オーバーフロー配管９５により雨水タンク１１２内の雨水を樋９６に排出する水位に達したことを検出する雨水オーバーフロー水位センサを設け、該雨水オーバーフロー水位センサにより雨水を樋９６に排出する水位に達したことを検出すれば、降雨センサ１１６が降雨の検知を継続しているときでも、水道水供給弁９１を閉じるか、又は水道水供給弁９１を閉じ排水弁１０２を排水状態に切り替え雨水ポンプ１１３の駆動を停止する構成とすれば、水道水もしくは水道水及び雨水ポンプ１１３の動力が無駄に使用されることを抑えられ、ランニングコストの低減が図れる。

尚、水供給形態切替スイッチを雨水優先形態又は雨水併用形態に設定しているとき、降雨センサ１１６の検知に基づき雨水タンク１１２へ雨水を回収する上述の条件下であっても、養液供給装置７から栽培エリア９７へ給液中であれば、制御装置により、排水弁１０２を排水状態に切り替えると共に雨水ポンプ１１３の駆動を停止し、雨水を雨水タンク１１２へ回収せずに雨水を原水タンク４４へ供給しない。尚、水道水供給弁９１は、栽培エリア９７へ給液中に拘らず、上述の如く制御される。

また、栽培室１内の天井部にはカーテン開閉用モータにより開閉可能な周知の保温カーテンを設けており、この保温カーテンにより、特に夜間等に栽培室１内の温度が極端に低下しないようにすると共に、栽培室１内の暖房運転によるランニングコストの低減を図っている。尚、栽培室１内には栽培室１内の温度（室温）を測定する室温センサを設けているが、栽培室１外には外気温を測定する外気温センサを設けている。そして、制御部２６により、外気温センサが測定する外気温が所定の設定外気温（例えば摂氏１０度）以下で、且つ室温センサが測定する室温が所定の設定室温（例えば摂氏１７度）以下になると、保温カーテンを閉じる制御を実行する。また、前記外気温が前記設定外気温を超過し、且つ前記室温が前記設定室温を超過すると、保温カーテンを開く制御を実行する。従って、室温と外気温とに基づいて保温カーテンを開閉制御するので、例えば室温が高くても外気温が低いときに保温カーテンを開くことにより急激に室温が低下する事態を抑えることができ、室温の急激な変動を抑えて栽培に悪影響を与えることを防止すると共に、暖房コストの低減も図れる。また、上述の開閉制御に基づき保温カーテンを開く外気温及び室温の条件でなくても、日の出時刻から所定時間後（例えば１時間後）には自動的に保温カーテンを開く構成となっている。尚、保温カーテンを閉じた状態が長時間（例えば１０時間以上）維持されているときには自動的に保温カーテンを開く構成としてもよい。従って、保温カーテンの開条件（室温と外気温とが共に設定値を超過していない状態）でなくても、時刻又は保温カーテンの閉時間に基づき、保温カーテンを強制的に開く制御を実行している。尚、保温カーテンを強制的に開く制御を、時刻又は保温カーテンの閉時間と室温又は外気温との関係から実行する構成としてもよい。例えば、設定時刻に室温が所定以上であれば外気温に拘らず保温カーテンを強制的に開いたり、保温カーテンの閉時間と室温又は外気温（室温及び外気温）との関係から演算式等で得られる判定値に基づき保温カーテンを強制的に開く構成とすることができる。これにより、例えば日の出後にも拘らず保温カーテンを閉じたままにしていることで、保温カーテンが太陽光を遮断してかえって太陽光による栽培室１内の室温の上昇を阻害することを抑えるので、太陽光による植物の光合成を促進する共に暖房コストの低減が図れる。尚、上述する保温カーテンの開閉制御を日没後の夜間にのみ行う構成とし、日の出から所定時間後（例えば１時間後）から日没までは常時保温カーテンを開く構成としてもよい。尚、上述において保温カーテンを強制的に開く制御について説明したが、保温カーテンを強制的に閉じる制御を構成してもよく、例えば、保温カーテンを閉じる外気温及び室温の条件でなくても、別途設定する判断条件に基づき保温カーテンを強制的に閉じる制御をしてもよい。

次に、カーテンを開閉するカーテン開閉装置の一例について説明する。このカーテン開閉装置１１７は、カーテンを巻き付けた始端側巻取ロール１１８と、始端巻取ロール１１８から引き出されるカーテンを折り返して反対方向に引き出すための第一のカウンタロール１１９と、第一のカウンタロール１１９から引き出されるカーテンを折り返して更に反対方向に引き出すための第二のカウンタロール１２０と、第二のカウンタロール１２０から引き出されるカーテンを巻き取る終端側巻取ロール１２１とを備え、始端側巻取ロール１１８と第二のカウンタロール１２０とを一側部に配置し、第一のカウンタロール１１９と終端側巻取ロール１２１とを対向する他側部に配置している。尚、始端側巻取ロール１１８の下方に第二のカウンタロール１２０を配置し、第一のカウンタロール１１９の下方に終端側巻取ロール１２１を配置している。尚、始端側巻取ロール１１８にはカーテンを巻き取る側に付勢するトルク・スプリングを設けており、終端側巻取ロール１２１を回転させるカーテン開閉用モータの駆動により、カーテンの開閉を制御する構成となっている。カーテンは、遮光性の高い遮光カーテン１２２と保温性の高い保温カーテン１２３とを繋ぎ合わせた構成となっており、始端側巻取ロール１１８から先に引き出される側に遮光カーテン１２２を配置し、遮光カーテン１２２に続いて保温カーテン１２３が引き出される構成となっている。尚、遮光カーテン１２２の引き出し側の先端には引き出し用ワイヤ１２４を接続しており、該引き出し用ワイヤ１２４の他端（遮光カーテン１２２とは反対側となる先端）を終端側巻取ロール１２１の外周に連結している。

従って、始端側巻取ロール１１８に遮光カーテン１２２及び保温カーテン１２３が巻き取られた状態では、始端側巻取ロール１１８から第一のカウンタロール１１９及び第二のカウンタロール１２０を介して終端側巻取ロール１２１まで引き出し用ワイヤ１２４が延びた状態となっており、カーテンが全開状態となる。そして、カーテン開閉用モータの駆動により終端側巻取ロール１２１を回転させると、引き出し用ワイヤ１２４を終端側巻取ロール１２１へ巻き付けながら始端側巻取ロール１１８から第一のカウンタロール１１９までの間の第一層１２５に遮光カーテン１２２を引き出した遮光状態になる。更に、カーテン開閉用モータの駆動により終端側巻取ロール１２１を回転させると、引き出し用ワイヤ１２４を終端側巻取ロール１２１へ巻き付けながら第一のカウンタロール１１９から第二のカウンタロール１２０までの間の第二層１２６に遮光カーテン１２２を引き出し、前記第一層１２５に保温カーテン１２３を引き出した第一保温状態になる。更に、カーテン開閉用モータの駆動により終端側巻取ロール１２１を回転させると、引き出し用ワイヤ１２４を終端側巻取ロール１２１へ巻き付けながら第二のカウンタロール１２０から終端側巻取ロール１２１までの間の第三層１２７に遮光カーテン１２２を引き出し、前記第一層１２５及び前記第二層１２６に保温カーテン１２３を引き出した第二保温状態になる。更に、カーテン開閉用モータの駆動により終端側巻取ロール１２１を回転させると、遮光カーテン１２２を終端側巻取ロール１２１へ巻き付けながら、前記第一層１２５から前記第三層１２７に全て保温カーテン１２３を引き出した第三保温状態になる。

よって、保温の必要がなく遮光のみを要するときには、前記遮光状態にする。また、ある程度保温を要するときには、前記第一保温状態にすることにより、保温カーテン１２３と遮光カーテン１２２との２層のカーテンで保温できる。以下、保温の必要の程度に対応して、第二保温状態及び第三保温状態に切り替えることができる。これにより、共通のカーテン開閉装置１１７（共通のカーテン開閉用モータ）により、遮光状態、保温状態及び該保温状態での保温の程度を切り替えることができ、カーテン開閉装置１１７を簡単な構成とすることができる。尚、遮光カーテン１２２を第一層１２５から第三層１２７にわたる程度に長く構成し、第一層１２５から第三層１２７まで順次遮光カーテン１２２を張設できる構成とすれば、日射の強度等に対応して遮光カーテン１２２の層の数を変更して所望の遮光度に設定することができる。また、異なる遮光率の遮光カーテン１２２を繋ぎ合わせた構成として、調節する遮光度を必要とする遮光度に設定できる構成とすればよい。あるいは、散乱性フィルムからなる遮光カーテン１２２や波長変換フィルムからなる遮光カーテン１２２を繋ぎ合わせた構成としてもよい。

また、天候等により日射量が不足するとき、夜間等に栽培室１内に設けた照明装置を点灯させて植物へ補光することができる。一方、所望の収穫量を得るために、植物が光合成を行って所望の光合成産物量を得る必要がある。そこで、天気予報等の気象データから積算日射量を推定し、推定された積算日射量に基づいてその時点での積算日射量が不足すると判断するときは、照明装置により補光することができる。具体的には、収穫予定日までの日数から１日で必要な光合成産物量を演算し、この光合成産物量を得るのに必要な積算日射量に満たない日は、所望の積算日射量となるよう夜間に補光することができる。尚、日射量と光合成産物量との関係特性を予め把握し、この関係特性に基づいて前記必要な積算日射量を演算する。尚、前記気象データに代えて、日射量計により積算日射量を計測してもよい。

また、補光に際しては、青色光を補光することが望ましい。青色光により、植物の葉の気孔が開き易くなるので、光合成の促進効果を高めることができる。尚、補光中には灌水量を多く設定することにより、気孔が開くことにより植物の蒸散が高まっても植物の水分量を所望に維持することができる。

尚、植物の呼吸量が増加すると、植物の光合成産物量の消費が大きくなるので、この呼吸量により目標とする光合成量を補正する構成とすることができる。呼吸量は、温度の上昇により多くなるので、日射量や栽培室１内の室温により推定することができる。従って、日没後の室温が低下したときに補光を行えば、効率良く光合成産物量を得ることができる。尚、呼吸量は、１日における温度変化又は日射量変化に基づいて高精度で推定することが望ましい。

また、日射量、二酸化炭素濃度及び室温から、１日の日照時間帯の各々の時間における光合成速度と呼吸速度を推定し、光合成速度による光合成産物量の増加速度が呼吸速度による光合成産物量の消化速度を下回るとき、前記増加速度と前記減少速度との差から時間的に積分して減少した光合成産物量を演算することができる。この減少した光合成産物量を得るべく、日没後に補光する。尚、日没の判断は、時刻により行ったり、栽培室１外に設けた日射量センサ（日射量が０となったとき）により行うことができる。補光に必要な時間は、前記減少した光合成産物量を、補光の強度と植物の光利用効率（１ｍｏｌあたりの光で同化できる二酸化炭素の量（ｍｏｌ））とで除する演算により求めることができる。あるいは、補光する時間を予め設定し、前記減少した光合成産物量に基づいて補光の強度を演算し、照明の点灯数の変更等により補光の強度を調節してもよい。

尚、日の出前に補光することもできる。このとき、日の出時刻よりも補光に必要な時間前の時刻から、日の出時刻まで補光をすればよい。日没後よりも日の出前の方が室温が低下しているので、特に夏期においては、補光時の植物の呼吸量を抑えることができ、効率良く光合成産物量を得ることができる。尚、補光の開始時刻は、日の出時刻よりも一定時間前に設定してもよい。

栽培室１内の湿度の検出に基づいて所望の湿度となるよう栽培室１内の加湿機を制御する構成とすることができる。加湿機は、細霧を噴霧する構成とすることができ、細霧冷房装置で構成することもできる。そして、日射量センサの検出等に基づいて植物の蒸散量を推定し、加湿機により必要な蒸発量に相当する細霧を噴霧すれば、栽培室１内の湿度を高精度で制御できる。これにより、湿度過多による植物の病気の発生を防止できると共に、細霧の噴霧量を抑えることによりランニングコストを低減することができる。尚、細霧の噴霧量の調節にあたっては、栽培室１内に設けた複数の噴霧ノズルのうちの一部の噴霧ノズルのみ噴霧に使用する等して調節を行うことができる。

また、栽培室１の屋根には、天窓開閉モータの駆動により開閉する天窓を設けている。天窓が閉じた状態であることを検出する天窓閉センサを設け、通常は、天窓閉センサが天窓の閉状態を検出するまで天窓開閉モータを天窓が閉じる側へ駆動し、天窓を閉状態にする。栽培室１内の温度（室温）を測定する室温センサの検出に基づき、栽培室１内の室温が目標温度よりも高い場合には、制御装置により、室温と目標温度との差に基づいて天窓の目標開度を演算し、該目標開度に対応する必要な作動時間で天窓が開く側へ天窓開閉モータを駆動し、栽培室１内の温度を低下させるべく天窓を所望の開度で開く構成である。そして、天窓を開いた状態でも、室温と目標温度との差に基づいて天窓の目標開度を逐次演算して更新し、該目標開度に対応する必要な作動時間で天窓が開く側又は閉じる側へ天窓開閉モータを駆動し、天窓を作動させる構成となっている。但し、天窓を開いた状態から更に天窓を作動させる際、天窓の目標開度が所定開度以下（例えば、１０％以下）のときは、天窓閉センサが天窓の閉状態を検出するまで天窓開閉モータを駆動して天窓を一旦閉じ、前記目標開度に対応する必要な作動時間で天窓が開く側へ天窓開閉モータを駆動し、天窓を目標開度で開く零点復帰制御を実行する構成である。これにより、天窓の開度を検出する高価なセンサが不要で、低コストで天窓の開度を高精度に制御でき、室温を良好に制御できる。特に、室温と目標温度との差が小さく、天窓の目標開度が所定開度以下のときに、天窓の開度を高精度に制御するので、天窓の開度が大きすぎることにより室温が急激に目標温度よりも低温にまで低下することを防止し、栽培植物に悪影響を与えることを防止できる。従来は、天窓の目標開度が変更される度に、現在の天窓の開度と目標開度との関係から該目標開度となる側に必要な作動時間で天窓を作動させているので、前記作動時間による実際の天窓の開度の誤差が累積し、天窓の開度が不適正になるおそれがある。尚、天窓の目標開度が所定開度以下のときに上述の零点復帰制御を実行する構成に代えて、外気温センサが検出する外気温が所定温度以下（例えば、摂氏１０度以下）のときに上述の零点復帰制御を実行する構成としたり、天窓の目標開度が所定開度以下で且つ外気温センサが検出する外気温が所定温度以下のときに上述の零点復帰制御を実行する構成としたりしてもよい。また、栽培室１外の風向や風速に基づき、天窓の開口側に向かって風が吹き込むときや風速が大きいときには、上述の零点復帰制御を実行する構成としてもよい。あるいは、天窓の目標開度や外気温に基づく零点復帰制御において、風向又は風速もしくは風向と風速の両者に基づき、天窓の開口側に向かって風が吹き込むときや風速が大きいときには、天窓の目標開度の前記所定開度又は外気温の前記所定温度を大きい値に補正する構成としてもよい。風向又は風速の測定にあたっては、栽培室１外の屋根部に風向計や風速計を設ければよい。また、天窓を最大開度に開いた状態であることを検出する天窓最大開度センサを設け、天窓を最大開度にまで開くときは、天窓が最大開度に開いた状態であることを天窓最大開度センサが検出するまで天窓開閉モータを駆動する構成としてもよい。

また、栽培室１の妻部に、風力に応じて開閉する開閉窓を設けることができる。この開閉窓は、開閉窓用スプリングにより閉じる側に付勢され、通常は閉じた状態であるが、栽培室１内の風が強いと開閉窓用スプリングに抵抗して開き、栽培室１内の風を外部に逃がす構成となっている。これにより、栽培室１の隙間から栽培室１内に入り込んだ風により栽培室１が破損することを防止でき、特にビニールハウス等の軟弱な構造の栽培室１に有効である。

ところで、栽培ベッド５となるロックウールの底面と側方の四方を囲む発泡製の断熱体１２８を設けている。栽培ベッド５と断熱体１２８との間には防根シート１２９を設け、架台から防根シート１２９を介して栽培ベッド５を支持している。防根シート１２９は、根を通過させないが、栽培ベッド５からの排液を通過し得る構造となっている。断熱体１２８の左右中央には、長手方向に延びる排液溝１３０を設けている。架台には左右の断熱体支持軸を上下２段に設け、上下何れかの断熱体支持軸上に断熱体支持板を載せ、断熱体支持板上に断熱体１２８を載せて支持する構成となっている。従って、断熱体支持板の高さを切り替えることにより、断熱体１２８を、防根シート１２９に接触して栽培ベッド５を囲む高位と栽培ベッド５から下方に離れた低位とに高さ変更できる。これにより、例えば、夏期は、断熱体１２８を低位にして通風による栽培ベッド５の冷却効果及び病害発生の防止を図ることができ、冬期は、断熱体１２８を高位にして栽培ベッド５の保温効果を図ることができる。尚、上述では上下２段の断熱体支持軸により断熱体１２８の高さを変更可能に構成したが、例えばラック及びピニオン等を備える昇降装置により断熱体１２８の高さを変更する構成としてもよい。また、前記昇降装置を設ける場合、栽培ベッド５の温度を検出するベッド温度センサに基づき、栽培ベッド５の温度に対応して温度が高いときには断熱体１２８を低位にする構成としてもよい。

ところで、栽培施設の屋根１４４には、融雪装置１４５を設けている。この融雪装置１４５は、温水が流れるポリエチレン製の融雪管１４６と、該融雪管１４６を屋根１４４に沿って該屋根１４４の谷部（樋部１４７付近）から頂部の間を移動させる移動装置１４８とを備えている。移動装置１４８は、移動用モータ１４９の駆動により周回する移動用ワイヤ１５０を屋根に沿って備えており、移動用ワイヤ１５０に取り付けた融雪管１４６が屋根１４４に沿って移動する構成となっている。また、屋根１４４と同じ高さで且つ栽培室１内には、屋根１４４に降り積もった雪を検出する積雪センサ１５１を設けている。この積雪センサ１５１により積雪の高さを検出し、効率良く融雪するべく積雪の高さに対応して融雪管１４６を移動させる構成となっている。これにより、従来の固定式の融雪管のように、屋根の谷部の樋付近のみ融雪されて空洞になり、雪がブリッジ現象を起こして効率良く融雪できないようなことを防止できる。

尚、栽培室１の外側には、栽培施設の屋根１４４から落ちる雨や雪を受けて排出する側溝を設けているが、側溝より栽培室１側でむき出しになる地面の部分から、雨水等が栽培室１内に浸み込んだり前記地面の部分に雑草が生えたりすることを防止するため、栽培室１の外壁から側溝にかけてシートを設置している。このシートは、側溝側が低位となる傾斜姿勢で張られるので、雨や雪等を側溝に良好に案内することができる。尚、シートを固定するビニペットやフック等の固定具を、側溝の一部に設けた構成としている。

また、スターリングエンジンを使用して発電する発電装置１５２を設けることもできる。この発電装置１５２は、栽培室１内に配置された高温シリンダ部１５３と、栽培室１外の地下に配置された低温シリンダ部１５４と、高温シリンダ部１５３と低温シリンダ部１５４との各々のクランクロッドを９０度の位相差で連結する駆動軸部１５５とを備え、高温シリンダ部１５３と低温シリンダ部１５４との温度差から発生するスターリングエンジンの作用すなわち駆動軸部１５５の駆動で発電機を駆動して発電する構成としている。尚、高温シリンダ部１５３及び低温シリンダ部１５４等を流れるガスは、水素又はヘリウム等を利用する。これにより、特に夏期の高温シリンダ部１５３と低温シリンダ部１５４との温度差が大きくなるときに、栽培室１内の温度を利用して発電することができ、ランニングコストの低減が図れる。尚、夏期では、栽培室１内は摂氏３０〜３５度程度となり、栽培室１外の地下は２０度程度になる。更に、栽培室１内に高温シリンダ部１５３へ日光を反射させて該高温シリンダ部１５３の温度上昇を促す反射材１５６を設ければ、高温シリンダ部１５３と低温シリンダ部１５４との温度差が大きくなり、発電能力を高めることができる。

また、別の発電装置１５２の構成について説明すると、栽培室１内に温風又は冷風を供給して該栽培室１内を冷暖房するヒートポンプ等の冷暖房装置１５７を設け、栽培室１外で且つ冷暖房装置１５７の近くで且つ冷暖房装置１５７の外気への排風が当たる位置に第一シリンダ部１５８を設け、栽培室１外の地下に第二シリンダ部１５９を設け、第一シリンダ部１５８と第二シリンダ部１５９との各々のクランクロッドを９０度の位相差で連結する駆動軸部１５５とを備え、第一シリンダ部１５８と第二シリンダ部１５９との温度差から発生するスターリングエンジンの作用すなわち駆動軸部１５５の駆動で発電機を駆動して発電する構成としている。

具体的には、夏期は、冷暖房装置１５７により冷風を供給して栽培室１内を摂氏２５〜３０度になるよう冷房するが、熱交換した冷暖房装置１５７から外気への排風は温風になり、この温風が第一シリンダ部１５８は摂氏３０度以上の外気温よりも更に高温となる。そして、第二シリンダ部１５９は、地下の土中にあるので摂氏１５〜２０度程度の低温となる。従って、この第一シリンダ部１５８が高温シリンダ部となり第二シリンダ部１５９が低温シリンダ部となって、第一シリンダ部１５８と第二シリンダ部１５９との温度差により発電機を駆動する。一方、冬期は、冷暖房装置１５７により温風を供給して栽培室１内を摂氏１０〜２０度になるよう暖房するが、熱交換した冷暖房装置１５７から外気への排風は冷風になり、この冷風が第一シリンダ部１５８は摂氏１０度以下の外気温よりも更に低温となる。そして、第二シリンダ部１５９は、地下の土中にあるので摂氏１５〜２０度程度の高温となる。従って、この第一シリンダ部１５８が低温シリンダ部となり第二シリンダ部１５９が高温シリンダ部となって、第一シリンダ部１５８と第二シリンダ部１５９との温度差により発電機を駆動する。よって、夏期と冬期とで第一シリンダ部１５８と第二シリンダ部１５９との高温・低温の温度関係を逆転させることにより、夏期でも冬期でも発電することができ、ランニングコストの低減が図れる。

尚、図２では、架台により栽培ベッド５を地面から支持した架台支持型の栽培ベッド５を表しているが、吊下支持部材により栽培ベッド５を上方から吊り下げて支持する吊下支持型の栽培ベッド５としてもよい。あるいは、異なる栽培室１の構成として、栽培室１内の上部に吊下支持型の栽培ベッド５を設け、栽培室１内の下部に架台支持型の栽培ベッド５を設けて、栽培ベッド５を上下２段に配置すれば、少ない敷地面積で多数の栽培株の栽培が行え、果実の収穫量を増大させることができる。

以上により、この栽培施設の養液供給装置７は、栽培ベッド（５）への養液の給液開始後に排出される該栽培ベッド（５）からの排液の排出開始時の排液情報に基づいて、栽培ベッド（５）への養液の給液を制御する給液制御手段を備えている。よって、栽培ベッド（５）からの排液の排出開始時の排液情報に基づいて、栽培ベッド（５）への養液の給液を制御するので、排出開始時の排液情報に基づいて応答性良くリアルタイムで養液の給液を制御することができ、植物の栽培を的確に行える。

また、給液制御手段は、栽培ベッド（５）への養液の給液開始から該栽培ベッド（５）から排液が検出されるまでの遅延時間に基づいて制御する構成としている。よって、栽培ベッド（５）への養液の給液開始から該栽培ベッド（５）から排液が検出されるまでの遅延時間に基づいて、応答性良くリアルタイムで養液の給液を制御することができ、植物の栽培を的確に行える。

また、給液制御手段は、単位時間当たりの排液量に基づいて制御する構成としている。よって、栽培ベッド（５）からの排液の排出開始時の単位時間当たりの排液量に基づいて、応答性良くリアルタイムで養液の給液を制御することができ、植物の栽培を的確に行える。

また、給液制御手段は、次回給液するまでの時間間隔又は給液量を補正して給液を制御する構成としている。よって、次回給液するまでの時間間隔又は給液量を補正して給液を制御するので、応答性良くリアルタイムで養液の給液を制御することができ、植物の栽培を的確に行える。

また、給液制御手段は、１日のうち日中に給液が可能な給液可能時間帯を設定し、日射量センサに基づく積算日射量が設定積算日射量に達する度に給液可能時間帯であれば給液し、給液可能時間帯における少なくとも一部の時間帯を補正用時間帯とし、補正用時間帯における補正用積算日射量に基づいて給液可能時間帯を補正する構成としている。よって、補正用時間帯における補正用積算日射量に基づいて天候状況を把握し、該天候状況に基づいて給液可能時間帯を補正するので、天候に応じて給液の過剰や不足を防止することができ、植物の栽培を的確に行える。

また、排液を曝気して殺菌する曝気装置（１３１）と、排液の硝酸イオン濃度を検出する硝酸イオン濃度センサ（１３２）とを設け、硝酸イオン濃度センサ（１３２）の検出値に基づいて曝気装置（１３１）の運転時間を補正する構成としている。よって、硝酸イオン濃度に基づいて曝気装置（１３１）の運転時間を補正するので、曝気装置（１３１）を無駄に運転することを防止しながら、硝酸イオンを的確に処理することができ、殺菌を効率良く行える。

Claims

栽培ベッド（５）への養液の給液開始後に排出される該栽培ベッド（５）からの排液の排出開始時の排液情報に基づいて、栽培ベッド（５）への養液の給液を制御する給液制御手段を備え、
給液制御手段は、積算日射量に基づく栽培ベッド（５）への養液の給液開始時刻から排液センサ（１３）が該栽培ベッド（５）から排液が検出されるまでの遅延時間に基づいて制御する構成とし、
遅延時間が長いと判定すると設定積算日射量を小さい値に補正して次回の給液を早めに行うよう制御し、遅延時間が短いと判定すると設定日射積算量を大きい値に補正して次回の給液を遅めに行うよう制御する構成とし、
栽培ベッド（５）への養液の給液は、１日のうち日中の給液可能時間帯に日射量センサに基づいて計測される積算日射量が設定積算日射量に達する度に所定量の養液を給液し、給液する度に計測された積算日射量をリセットする構成とし、
給液可能時間帯の一部となる補正用時間帯を設定し、日射量センサにて計測される補正用時間帯における補正用積算日射量が基準値よりも大きい場合には、給液可能時間帯の基準終期時刻から遅い時刻に変更し、補正用積算日射量が基準値よりも小さい場合には、給液可能時間帯の基準終期時刻から早い時刻に変更することを特徴とする養液供給装置。