JP6863182B2

JP6863182B2 - Cultivation equipment

Info

Publication number: JP6863182B2
Application number: JP2017166978A
Authority: JP
Inventors: 次郎中田; 多田　誠人; 誠人多田
Original assignee: Iseki and Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd
Priority date: 2017-08-31
Filing date: 2017-08-31
Publication date: 2021-04-21
Anticipated expiration: 2037-08-31
Also published as: JP2019041637A

Description

本発明は、植物の栽培を行う栽培設備に関する。 The present invention relates to a cultivation facility for cultivating a plant.

植物を栽培する栽培設備において、運転時間や外気温度による条件で光合成に必要な二酸化炭素を供給する技術が知られている（特許文献１）。
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）。 In a cultivation facility for cultivating plants, a technique for supplying carbon dioxide necessary for photosynthesis under conditions depending on operating time and outside air temperature is known (Patent Document 1).
Further, in a cultivation facility, a technique of supplying carbon dioxide according to the degree of opening of the stomata of leaves imaged by a camera is also known (Patent Document 2).
Further, a technique of supplying carbon dioxide so as to maintain the set concentration by the carbon dioxide concentration measuring unit is also known (Patent Document 3).

特開２０１４−９３９８５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-93985 特開２０１５−８４７３２号公報（「００２３」）Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-84732 (“0023”) 特開２０１６−１５４４４８号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-154448

特許文献１，３に記載の構成では、植物の生育状況にかかわらず二酸化炭素が供給されている。したがって、植物の光合成が活発でない状況では、二酸化炭素が無駄に供給されることがある。
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。 In the configurations described in Patent Documents 1 and 3, carbon dioxide is supplied regardless of the growing condition of the plant. Therefore, carbon dioxide may be wasted in situations where plant photosynthesis is inactive.
In the configuration described in Patent Document 2, since the position of the stomata of the plant fluctuates with the growth of the plant (elongation of stems and leaves), it is practically very difficult or very expensive to keep observing the stomata. A system is needed.

本発明の課題は、栽培設備において、植物の状況に応じて、二酸化炭素の供給を適切に停止させることである。 An object of the present invention is to appropriately stop the supply of carbon dioxide in a cultivation facility according to the situation of a plant.

本発明の上記課題は、次の解決手段により解決される。
すなわち、請求項１に記載の発明は、栽培室（１）内に配置され、植物を栽培するための栽培装置（２）と、栽培装置（２）へ養液を供給する養液供給装置（２４）と、栽培装置（２）の植物で吸収されずに排出された養液を処理する排液処理装置（２６）と、二酸化炭素濃度計（ＳＮ３）の検出する二酸化炭素濃度があらかじめ設定された範囲を下回る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）の植物で吸収されずに排出された養液の排液量を検出する排液量センサ（２６ａ）と、を備え、前記二酸化炭素濃度があらかじめ設定された範囲を下回ったときの前記二酸化炭素供給装置（２３）による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ある状態を検出すると、二酸化炭素の供給を継続すると共に、前記二酸化炭素濃度があらかじめ設定された範囲を下回ったときの前記二酸化炭素供給装置（２３）による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すると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。 The above-mentioned problem of the present invention is solved by the following solution means.
That is, the invention according to claim 1 is arranged in the cultivation room (1), and is a cultivation device (2) for cultivating plants and a nutrient solution supply device (2) for supplying nutrient solution to the cultivation device (2). 24), the waste liquid treatment device (26) that processes the nutrient solution discharged without being absorbed by the plant of the cultivation device (2), and the carbon dioxide concentration detected by the carbon dioxide concentration meter (SN3) are preset. The carbon dioxide supply device (23) that supplies carbon dioxide below the above range, the evaporation detection means (51) that detects the state of evaporation of the plant, and the plant of the cultivation device (2) discharge the carbon dioxide without being absorbed. A drainage amount sensor (26a) for detecting the drainage amount of the nutrient solution is provided, and carbon dioxide is supplied by the carbon dioxide supply device (23) when the carbon dioxide concentration falls below a preset range. the carbon dioxide when in the evaporation detector (51) Then detect the state transpiration is active in plants, while continuing the supply of carbon dioxide, below the range of the carbon dioxide concentration is set in advance The cultivation facility is characterized in that, while the carbon dioxide is being supplied by the supply device (23), the evaporation detecting means (51) stops the supply of carbon dioxide when it detects a state in which the evaporation of the plant is not active.

請求項２に記載の発明は、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）が検出する湿度の変化速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に記載の栽培設備である。 The invention according to claim 2 is a humidity sensor (SN2) that detects humidity in the cultivation room (1), and a preset value in which an increase in the rate of change in humidity detected by the humidity sensor (SN2) is preset. The cultivation facility according to claim 1, further comprising the transpiration detecting means (51) for detecting a state in which transpiration of a plant is not active when the amount of transpiration of a plant is not reached.

請求項３に記載の発明は、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または２に記載の栽培設備である。 According to the third aspect of the present invention, when the plant is wilted, it is detected that the transpiration of the plant is not active, based on the observation member (12) for observing the plant and the observation result of the observation member (12). The cultivation facility according to claim 1 or 2 , wherein the transpiration detecting means (51) is provided.

請求項１記載の発明によれば、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で、栽培設備において、植物の状況（植物が弱っている状況）に応じて、二酸化炭素の供給を適切に停止させることができる。 According to the invention of claim 1, while carbon dioxide is being supplied by the carbon dioxide supply device (23), the evaporation detecting means (51) detects a state in which the evaporation of plants is not active, and the amount of drainage. By stopping the supply of carbon dioxide when the amount of drainage detected by the sensor (26a) does not reach the set amount, carbon dioxide is added to the cultivation facility according to the condition of the plant (the condition where the plant is weak). The supply of carbon dioxide can be stopped appropriately.

請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、湿度に基づいて、植物の蒸散の状態を検出できる。 According to the invention of claim 2 , in addition to the effect of the invention of claim 1 , the state of transpiration of the plant can be detected based on the humidity.

請求項３記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明の効果に加えて、観察部材（１２）での観察結果に基づいて、植物の蒸散の状態を検出できる。 According to the invention of claim 3 , in addition to the effect of the invention of claim 1 or 2 , the state of transpiration of the plant can be detected based on the observation result of the observation member (12).

図１は本発明の栽培設備の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of the cultivation equipment of the present invention. 図２は実施例の栽培設備の制御部の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a control unit of the cultivation equipment of the embodiment.

以下、図面に基づき、本発明の好ましい実施の形態について説明する。
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。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory diagram of the cultivation equipment of the present invention.
In FIG. 1, the cultivation equipment S of the embodiment of the present invention has a greenhouse 1 as an example of a cultivation room. In the greenhouse 1 of the embodiment, the skylights 1a and 1b are configured to be openable and closable by a motor or the like (not shown).
Inside the greenhouse 1, a plurality of cultivation beds 2 as an example of cultivation equipment are installed. The cultivation bed 2 contains soil, and tomato 2a as an example of a plant is cultivated. The plant to be cultivated is not limited to tomato, and any plant can be cultivated according to the purpose and use.

栽培ベッド２の近傍には、加温部材の一例としての温水パイプ３が設置されている。温水パイプ３の内部には温水が循環しており、栽培ベッド２の周囲を加温することが可能である。
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。 A hot water pipe 3 as an example of a heating member is installed in the vicinity of the cultivation bed 2. Hot water circulates inside the hot water pipe 3, and it is possible to heat the periphery of the cultivation bed 2.
A warm air blower 4 is arranged below the cultivation bed 2. The warm air blower 4 is configured to be able to blow out warm air from below the cultivation bed 2.
Above the cultivation bed 2, a fine mist cooling device 6 is installed, which ejects water in a mist form and adjusts the temperature and humidity by the heat of vaporization of the water.

また、温室１の内部には、温度計や湿度計、二酸化炭素濃度計を有する計測盤１１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。 Further, inside the greenhouse 1, a measuring panel 11 having a thermometer, a hygrometer, and a carbon dioxide concentration meter is installed.
Further, a camera 12 as an example of the observation member is arranged in the vicinity of the cultivation bed 2. The camera 12 acquires an image of the plant.
Further, in the vicinity of the cultivation bed 2, a radiation thermometer 13 as an example of the leaf temperature detecting member is arranged. The radiation thermometer 13 is arranged toward the leaves of the plant and measures the temperature (leaf temperature) of the leaves of the plant.

さらに、温室１の内部には、結露検出部材の一例としての結露感知センサ１４が設置されている。実施例の結露感知センサ１４は、温室の天井から吊り下げられている。
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。 Further, inside the greenhouse 1, a dew condensation detection sensor 14 is installed as an example of the dew condensation detection member. The dew condensation detection sensor 14 of the embodiment is suspended from the ceiling of the greenhouse.
Further, in the embodiment, the pyranometer 16 is installed outside the greenhouse 1. The pyranometer 16 detects the amount of solar radiation. The pyranometer 16 can also be installed inside the greenhouse 1.
Further, in the embodiment, the anemometer 17 is installed outside the greenhouse 1. The anemometer 17 detects the wind direction.

温室１には、温室１内の温度を制御する温度制御装置２１が設置されている。
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。 A temperature control device 21 for controlling the temperature inside the greenhouse 1 is installed in the greenhouse 1.
Further, in the greenhouse 1, a ventilation control device 22 for controlling the ventilation and airflow of the greenhouse 1 is installed.
Further, the greenhouse 1 is provided with a carbon dioxide supply device 23 that supplies carbon dioxide necessary for photosynthesis to the plants in the greenhouse 1.
Further, in the greenhouse 1, a nutrient solution supply device 24 for supplying a nutrient solution which is water containing fertilizer is installed in the cultivation bed 2.

さらに、温室１には、栽培ベッド２で植物に吸収されなかった養液（排液）を処理する排液処理装置２６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。 Further, in the greenhouse 1, a wastewater treatment device 26 for treating nutrient solution (drainage) that has not been absorbed by plants in the cultivation bed 2 is installed.
The temperature control device 21, the ventilation control device 22, the carbon dioxide supply device 23, the nutrient solution supply device 24, and the waste liquid treatment device 26 are controlled by the control unit C.

図２は実施例の栽培設備の制御部の説明図である。
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。 FIG. 2 is an explanatory diagram of a control unit of the cultivation equipment of the embodiment.
The control unit C of the embodiment has an input / output interface I / O that inputs / outputs signals to / from the outside. Further, the control unit C has a ROM: read-only memory in which a program, information, and the like for performing necessary processing are stored. Further, the control unit C has a RAM: random access memory for temporarily storing necessary data. Further, the control unit C has a CPU: a central processing unit that performs processing according to a program stored in a ROM or the like. Therefore, the control unit C of the embodiment is composed of an information processing device, a so-called computer. Therefore, the control unit C can realize various functions by executing the program stored in the ROM or the like.

（制御部に接続された被制御要素）
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。 (Controlled element connected to the control unit)
The control unit C of the embodiment outputs a control signal to a temperature control device 21, a ventilation control device 22, a carbon dioxide supply device 23, a nutrient solution supply device 24, a drainage treatment device 26, and other controlled elements (not shown).
The temperature control device 21 has a boiler 21a as an example of a combustion device. The boiler 21a turns the water into hot water and supplies it to the hot water pipe 3. Further, the carbon dioxide generated when the fuel is burned in the boiler 21a is stored in the gas tank 23a of the carbon dioxide supply device 23.

さらに、ボイラー２１ａで発生した排熱は、発電機２１ｂでの発電に利用される。発電機２１ｂで発生した電力は、空気調和装置の一例としてのエアーコンディショナ（エアコン）２１ｃに供給され、温室１内の温度制御や、図示しない作業者の休憩室、母屋等の温度制御に利用可能である。したがって、ボイラー２１ａの排熱を有効利用できる。
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。 Further, the exhaust heat generated in the boiler 21a is used for power generation in the generator 21b. The electric power generated by the generator 21b is supplied to an air conditioner (air conditioner) 21c as an example of an air conditioner, and is used for temperature control in the greenhouse 1 and temperature control of a worker's rest room, purlin, etc. (not shown). It is possible. Therefore, the exhaust heat of the boiler 21a can be effectively used.
Further, the electric power generated by the generator 21b is not limited to the case of being used by the air conditioner 21c, and may be configured to be used by other devices 22 to 26 such as the ventilation control device 22.

温度制御装置２１は、制御部Ｃからの制御信号に応じて、ボイラー２１ａや、エアコン２１ｃ、細霧冷房装置６、温風送風ファン４を制御して、温室１の内部の温度、湿度を調整、制御する。なお、結露を感知した場合と感知しない場合で、温度や制御湿度を結露しにくいように調整することが可能である。 The temperature control device 21 controls the boiler 21a, the air conditioner 21c, the fine mist cooling device 6, and the hot air blower fan 4 in response to the control signal from the control unit C to adjust the temperature and humidity inside the greenhouse 1. ,Control. It is possible to adjust the temperature and the control humidity so that dew condensation is unlikely to occur depending on whether dew condensation is detected or not.

換気制御装置２２は、換気部材の一例としての換気ファン２２ａと、天窓１ａ，１ｂの開閉を行う天窓開閉装置２２ｂとを有する。換気ファン２２ａは、制御部Ｃからの制御信号に応じて、作動または停止して、温室１内の空気の流動を制御する。天窓開閉装置２２ｂは、制御部Ｃからの制御信号に応じて、天窓１ａ，１ｂを開閉する。 The ventilation control device 22 includes a ventilation fan 22a as an example of a ventilation member, and a skylight opening / closing device 22b that opens / closes the skylights 1a and 1b. The ventilation fan 22a operates or stops in response to a control signal from the control unit C to control the flow of air in the greenhouse 1. The skylight opening / closing device 22b opens / closes the skylights 1a and 1b in response to a control signal from the control unit C.

二酸化炭素供給装置２３は、二酸化炭素の収容部の一例としてのガスタンク２３ａと、弁体の一例としてのガスバルブ２３ｂとを有する。ガスバルブ２３ｂは、制御部Ｃからの制御信号に応じて開閉され、二酸化炭素の温室１への供給、供給停止を制御する。 The carbon dioxide supply device 23 has a gas tank 23a as an example of a carbon dioxide accommodating portion and a gas valve 23b as an example of a valve body. The gas valve 23b is opened and closed in response to a control signal from the control unit C to control the supply and stop of supply of carbon dioxide to the greenhouse 1.

養液供給装置２４は、水が収容された原水タンク２４ａと、肥料が収容された肥料タンク２４ｂとを有する。なお、実施例では、肥料の一例として液体肥料が使用されるとともに、肥料タンク２４ｂには、植物に施用される濃度よりも高濃度の濃縮肥料が収容されている。原水タンク２４ａの水は、原水ポンプ２４ｃで混合タンク２４ｅに供給される。肥料タンク２４ｂの液体肥料は、肥料ポンプ２４ｄで混合タンク２４ｅに供給される。混合タンク２４ｅには、原水タンク２４ａからの水と、肥料タンク２４ｂからの肥料と、後述する殺菌後の排液とが混合されて、養液が生成される。 The nutrient solution supply device 24 has a raw water tank 24a containing water and a fertilizer tank 24b containing fertilizer. In the examples, liquid fertilizer is used as an example of fertilizer, and the fertilizer tank 24b contains concentrated fertilizer having a concentration higher than that applied to plants. The water in the raw water tank 24a is supplied to the mixing tank 24e by the raw water pump 24c. The liquid fertilizer in the fertilizer tank 24b is supplied to the mixing tank 24e by the fertilizer pump 24d. In the mixing tank 24e, water from the raw water tank 24a, fertilizer from the fertilizer tank 24b, and drainage after sterilization, which will be described later, are mixed to generate a nutrient solution.

混合タンク２４ｅの養液は、各栽培ベッド２での必要量に応じて、給液ポンプ２４ｆで汲み出される。切換弁２４ｇは、給液ポンプ２４ｆからの養液を必要な栽培ベッド２に供給され、且つ、不要な栽培ベッド２に供給されないように切り替える。
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。 The nutrient solution in the mixing tank 24e is pumped out by the liquid supply pump 24f according to the required amount in each cultivation bed 2. The switching valve 24g switches so that the nutrient solution from the liquid supply pump 24f is supplied to the necessary cultivation bed 2 and is not supplied to the unnecessary cultivation bed 2.
The amount of nutrient solution supplied to each cultivation bed 2 is measured by the nutrient solution amount detection sensor 24h. The nutrient solution amount detection sensor 24h is not limited to the nutrient solution supply device 24, and a moisture sensor provided in the medium (soil) of the cultivation bed 2 can also be used.

栽培ベッド２からの排液は、排液処理装置２６の排液量センサ２６ａで計測される。排液は、排液タンク２６ｂに流入、収容される。排液タンク２６ｂの排液は、排液ポンプ２６ｃで殺菌装置２６ｄに送られる。殺菌措置２６ｄは、紫外線（ＵＶ）等で排液を殺菌処理して、混合タンク２４ｅに送られて再利用される。実施例では、殺菌した排液が速やかに混合タンク２４ｅに送られて再使用される。したがって、殺菌後にタンクに所定時間貯留する場合に比べて、殺菌後のタンクで細菌に侵されにくくなっている。
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。 The effluent from the cultivation bed 2 is measured by the effluent amount sensor 26a of the effluent treatment device 26. The drainage flows into and is stored in the drainage tank 26b. The drainage from the drainage tank 26b is sent to the sterilizer 26d by the drainage pump 26c. The sterilization measure 26d sterilizes the effluent with ultraviolet rays (UV) or the like, and is sent to the mixing tank 24e for reuse. In the embodiment, the sterilized drainage is promptly sent to the mixing tank 24e for reuse. Therefore, the tank after sterilization is less likely to be invaded by bacteria than the case where the tank is stored for a predetermined time after sterilization.
When the liquid in the mixing tank 24e is stored for a predetermined time, it can be sent to the drainage tank 26b and sterilized by the sterilizer 26d for use.

（制御部に接続された信号入力要素）
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。 (Signal input element connected to the control unit)
In FIGS. 1 and 2, signals from various measurement members and detection members SN1 to SN3, 12 to 17, 24h, 26a are input to the control unit C of the embodiment.
The thermometer SN1 of the measuring panel 11 measures the temperature of the greenhouse 1.
The hygrometer SN2 of the measuring panel 11 measures the humidity of the greenhouse 1.
The carbon dioxide concentration meter SN3 of the measuring panel 11 measures the carbon dioxide concentration of the greenhouse 1.
The camera 12 captures an image of the plant.
The radiation thermometer 13 detects the leaf temperature.
The dew condensation detection sensor 14 detects the presence or absence of dew condensation.
The pyranometer 16 measures the amount of solar radiation.
The anemometer 17 measures the wind direction.

制御部Ｃは、以下の機能（機能手段、プログラムモジュール）を有する。
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。 The control unit C has the following functions (functional means, program module).
The transpiration detecting means 51 has a humidity detecting means 51a, a camera image acquiring means 51b, and a wilting degree determining means (image analysis means) 51c, and determines whether or not the transpiration of the plant is active. The transpiration detecting means 51 of the embodiment detects that the transpiration of plants is not active when the increase in humidity (change rate of humidity) detected by the humidity detecting means 51a does not reach a preset set value. That is, if the transpiration of the plant is active, the pores are opened and a large amount of water is released into the air, and the humidity rise is high. If the transpiration is not active, the humidity rise is low. Whether or not transpiration is active is detected based on the rise in humidity. The set value is measured and set in advance in an experiment or the like.

また、実施例の蒸散検出手段５１は、カメラ画像取得手段５１ｂが取得したカメラ１２からの画像（観察結果）に基づいて、萎れ程度判別手段５１ｃが、植物が萎れているか否かを判別し、萎れている場合には、気孔が閉じている可能性が高く、蒸散が活発でないと検出する。なお、植物が萎れているか否かは、複数の段階の萎れ具合の葉の画像を予め取得しておき、カメラ１２の撮影画像と比較して最も近い萎れ具合の葉の画像を特定することで、萎れ具合を判別可能である。 Further, the transpiration detecting means 51 of the embodiment determines whether or not the plant is wilted by the wilting degree discriminating means 51c based on the image (observation result) from the camera 12 acquired by the camera image acquiring means 51b. If it is wilted, it is likely that the stomata are closed and it is detected that transpiration is not active. Whether or not the plant is wilting can be determined by acquiring images of leaves with wilting conditions at a plurality of stages in advance and specifying the image of the leaves with wilting conditions closest to the images taken by the camera 12. , It is possible to determine the degree of wilting.

葉温検出手段５２は、放射温度計１３の入力信号から葉温を検出する。
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。 The leaf temperature detecting means 52 detects the leaf temperature from the input signal of the radiation thermometer 13.
The solar radiation amount detecting means 53 detects the solar radiation amount from the input signal of the pyranometer 16.
The solar radiation amount history storage means 54 stores the history of the solar radiation amount detected by the solar radiation amount detection means 53. The solar radiation amount history storage means 54 stores the history of the solar radiation amount in correspondence with the date and time measured by the pyranometer 16. Therefore, it is also possible to determine whether today, yesterday, or the day before yesterday is a sunny day or a non-sunny day (cloudy, rainy, snowy, etc.) from the history of the amount of solar radiation.

養液量検出手段５５は、養液量検出センサ２４ｈの入力信号から栽培ベッド２に供給された養液量を取得する。
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。 The nutrient solution amount detecting means 55 acquires the nutrient solution amount supplied to the cultivation bed 2 from the input signal of the nutrient solution amount detecting sensor 24h.
The drainage amount detecting means 56 acquires the drainage amount discharged from the cultivation bed 2 based on the input signal of the drainage amount sensor 26a.

二酸化炭素供給制御手段５７は、二酸化炭素濃度計ＳＮ３の検知結果に基づいて、二酸化炭素の供給および供給停止の制御を行う。二酸化炭素供給制御手段５７は、二酸化炭素濃度計ＳＮ３の検出する二酸化炭素濃度が予め設定された範囲に収まっている場合には、二酸化炭素の供給を行わず、植物の光合成で二酸化炭素が消費されて、予め設定された範囲を下回ると、二酸化炭素の供給を行う。なお、従来の構成では、二酸化炭素濃度のみに基づいて、制御を行っていた。 The carbon dioxide supply control means 57 controls the supply and stop of the supply of carbon dioxide based on the detection result of the carbon dioxide concentration meter SN3. When the carbon dioxide concentration detected by the carbon dioxide concentration meter SN3 is within the preset range, the carbon dioxide supply control means 57 does not supply carbon dioxide, and carbon dioxide is consumed by photosynthesis of the plant. When it falls below the preset range, carbon dioxide is supplied. In the conventional configuration, the control is performed based only on the carbon dioxide concentration.

実施例の二酸化炭素供給制御手段５７は、二酸化炭素供給中に、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、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。すなわち、蒸散が活発でなく、排液量が少ないということは、植物は、気孔が開いておらず、養液を多く吸収しているために排液が少なくなっている状態である可能性が高く、光合成が活発でない状態と推定される。したがって、光合成が活発でない状況で二酸化炭素を供給しても、二酸化炭素が光合成に使われにくく、大気中に拡散しやすく、無駄が多く非効率的である。よって、実施例では、蒸散と排液量から光合成が活発でないと推定、判定された場合には、二酸化炭素の供給が停止される。 In the carbon dioxide supply control means 57 of the embodiment, the transpiration detecting means 51 detects a state in which the transpiration of plants is not active while the carbon dioxide is being supplied, and the amount of effluent detected by the effluent amount sensor 26a is set to a set amount. If it does not reach, the supply of carbon dioxide will be stopped. That is, the fact that transpiration is not active and the amount of drainage is small may mean that the plant has no stomata and absorbs a large amount of nutrient solution, so that the amount of drainage is low. It is presumed that it is high and photosynthesis is not active. Therefore, even if carbon dioxide is supplied in a situation where photosynthesis is not active, carbon dioxide is difficult to be used for photosynthesis, easily diffuses into the atmosphere, is wasteful, and is inefficient. Therefore, in the example, when it is estimated and determined that photosynthesis is not active from the amount of transpiration and drainage, the supply of carbon dioxide is stopped.

さらに、実施例の二酸化炭素供給制御手段５７は、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も、二酸化炭素の供給を停止する。すなわち、蒸散が活発でなく、養液量が多いということは、植物は、気孔が開いておらず、養液を多く吸収している状態である可能性が高く、光合成が活発でない状態と推定される。したがって、排液量が少ない場合と同様に、光合成が活発でない状況で二酸化炭素を供給しても非効率的である。よって、実施例では、蒸散と養液量から光合成が活発でないと推定、判定された場合には、二酸化炭素の供給が停止される。 Further, in the carbon dioxide supply control means 57 of the embodiment, while the carbon dioxide is being supplied, the transpiration detecting means 51 detects a state in which the transpiration of the plant is not active, and the nutrient solution amount detection sensor 24h detects the nutrient. Even when the liquid volume reaches the set amount, the supply of carbon dioxide is stopped. That is, it is presumed that the fact that transpiration is not active and the amount of nutrient solution is large means that the plant has no stomata and is likely to be in a state of absorbing a large amount of nutrient solution, and photosynthesis is not active. Will be done. Therefore, it is inefficient to supply carbon dioxide in a situation where photosynthesis is not active, as in the case where the amount of drainage is small. Therefore, in the example, when it is estimated and determined that photosynthesis is not active from the transpiration and the amount of nutrient solution, the supply of carbon dioxide is stopped.

なお、実施例の二酸化炭素供給制御手段５７は、排液量が設定量に達しない場合や養液量が設定量に達する場合でも、蒸散が活発であれば、光合成が活発に行われていて、養液が多く植物に吸収されていると推定される。したがって、光合成に必要な二酸化炭素の供給が継続される。
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。 In the carbon dioxide supply control means 57 of the embodiment, even when the drainage amount does not reach the set amount or the nutrient solution amount reaches the set amount, if the transpiration is active, photosynthesis is actively performed. , It is presumed that a large amount of nutrient solution is absorbed by plants. Therefore, the supply of carbon dioxide required for photosynthesis is continued.
The set amount of drainage amount and the set amount of nutrient solution amount are measured and set in advance by experiments and the like.

また、実施例の二酸化炭素供給制御手段５７は、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。曇りの日が続いた後の晴天日は蒸散が活発になることが知られている。したがって、一度に蒸散してしまって蒸散過多になって、生理障害の一例としての萎れの原因になる。よって、この状況で二酸化炭素を供給し続けると、蒸散過多状態での光合成が過剰になり、植物の生理障害が発生する場合がある。したがって、蒸散過多の状況では、蒸散が活発な状況でも、二酸化炭素の供給が停止される。 Further, the carbon dioxide supply control means 57 of the embodiment stops the supply of carbon dioxide on a sunny day after a cloudy day continues, based on the measurement result of the pyranometer 16. It is known that transpiration becomes active on sunny days after cloudy days. Therefore, it evaporates all at once, resulting in excessive evaporation, which causes wilting as an example of physiological disorders. Therefore, if carbon dioxide is continuously supplied in this situation, photosynthesis in an excessive transpiration state may become excessive, resulting in physiological disorders of plants. Therefore, in a situation of excessive transpiration, the supply of carbon dioxide is stopped even in a situation of active transpiration.

さらに、実施例の二酸化炭素供給制御手段５７は、葉温検出手段５２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。葉温が高いと蒸散が活発になっていることが知られている。したがって、実施例では、蒸散過多になっている可能性があるので、生理障害の一例としての尻腐れ果の発生を抑制するために、二酸化炭素の供給が停止される。
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。 Further, the carbon dioxide supply control means 57 of the embodiment stops the supply of carbon dioxide when the leaf temperature detected by the leaf temperature detecting means 52 reaches a set value. It is known that transpiration becomes active when the leaf temperature is high. Therefore, in the examples, since there is a possibility of excessive transpiration, the supply of carbon dioxide is stopped in order to suppress the occurrence of rot fruit as an example of physiological disorders.
In addition, although the configuration in which the occurrence of physiological disorders is estimated and predicted from the weather and leaf temperature is illustrated, the present invention is not limited to this. For example, it is also possible to measure the growth (elongation and stem thickness) of a plant over time with a camera or the like to determine that the plant is growing excessively. Further, in the examples, the supply of carbon dioxide is stopped, but the present invention is not limited to this, and it is possible to accelerate the timing of shading the curtain of the greenhouse 1 or suppress the amount of irrigation to suppress the growth.

また、二酸化炭素供給制御手段５７は、二酸化炭素の供給時（施用時）に、温度が設定値（例えば、１℃／１０分）以上急上昇するか、湿度が設定値（例えば、１％／１０分）以上急低下した場合に、二酸化炭素の供給を停止する。これは、春先等の朝寒く、昼にかけて温度が急上昇するような状況で、二酸化炭素を継続供給して蒸散が過多になると、生理障害の一例としての尻腐れ果が発生する恐れがある。したがって、二酸化炭素の供給を停止することで、生理障害の発生を抑制可能である。 Further, in the carbon dioxide supply control means 57, when carbon dioxide is supplied (during application), the temperature rises sharply by a set value (for example, 1 ° C./10 minutes) or more, or the humidity becomes a set value (for example, 1% / 10 minutes). If the temperature drops sharply by more than a minute), the supply of carbon dioxide will be stopped. This is because when it is cold in the morning such as early spring and the temperature rises sharply in the daytime, if carbon dioxide is continuously supplied and transpiration becomes excessive, there is a risk that rot fruits as an example of physiological disorders may occur. Therefore, by stopping the supply of carbon dioxide, it is possible to suppress the occurrence of physiological disorders.

温度制御手段５８は、結露検知手段５８ａと、ボイラー制御手段５８ｂと、空調制御手段５８ｃと、細霧冷房制御手段５８ｄと、温風送風機制御手段５８ｅと、を有し、温度制御装置２１を制御して、温室１の温度および湿度を制御する。
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。 The temperature control means 58 includes a dew condensation detecting means 58a, a boiler control means 58b, an air conditioner control means 58c, a fine mist cooling control means 58d, and a hot air blower control means 58e, and controls the temperature control device 21. Then, the temperature and humidity of the greenhouse 1 are controlled.
The dew condensation detecting means 58a determines and detects whether or not dew condensation has occurred based on the input signal of the dew condensation detection sensor 14.

ボイラー制御手段５８ｂは、温度計ＳＮ１の検知結果に基づいて、温室１内の温度が、予め設定された下限温度に達しない場合に、ボイラー２１ａを作動させつつ、温水パイプ３を作動させる。また、ボイラー制御手段５８ｂは、温室１内の温度が下限温度に達していても、エアコン２１ｃや細霧冷房装置６、温風送風ファン４が使用される場合には、ボイラー２１ａを作動させる（温水の供給は停止する）。 Based on the detection result of the hygrometer SN1, the boiler control means 58b operates the hot water pipe 3 while operating the boiler 21a when the temperature in the greenhouse 1 does not reach a preset lower limit temperature. Further, the boiler control means 58b operates the boiler 21a when the air conditioner 21c, the fine mist cooling device 6, and the hot air blower fan 4 are used even if the temperature in the greenhouse 1 has reached the lower limit temperature. The supply of hot water will be stopped).

空調制御手段５８ｃ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、エアコン２１ｃを制御して、温室１内の温度を下げる。
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。 The air conditioning control means 58c controls the air conditioner 21c to lower the temperature in the greenhouse 1 when the temperature in the greenhouse 1 reaches a preset upper limit temperature.
The fine mist cooling control means 58d controls the fine mist cooling device 6 to control the temperature and humidity in the greenhouse 1 when the temperature in the greenhouse 1 reaches a preset upper limit temperature. The fine mist cooling control means 58d can control the fine mist cooling device 6 to lower the temperature while humidifying the greenhouse 1. The fine mist cooling control means 58d of the embodiment starts fine mist cooling when the degree of wilting reaches the first set value (for example, 80%) based on the degree of wilting based on the shooting result of the camera 12, and the second set value. When it reaches (for example, 90%), the fine mist cooling is stopped.

温風送風機制御手段５８ｅは、結露検知手段５８ａが結露が発生していると検知した場合には、温風送風ファン４を作動させる。植物の葉に結露の水が付着すると、蒸散作用が低下して、病気の原因となるため、温風を送風して栽培ベッド２の近傍で結露が発生しにくくする。特に、細霧冷房中に結露が検知された場合には、細霧冷房装置６が発生させた霧が栽培ベッド２の周囲に到達する恐れがあるため、温風送風ファン４を作動させる。
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。 The warm air blower control means 58e operates the warm air blower fan 4 when the dew condensation detecting means 58a detects that dew condensation has occurred. When dew condensation water adheres to the leaves of a plant, the transpiration action is reduced and causes a disease. Therefore, warm air is blown to prevent dew condensation from occurring in the vicinity of the cultivation bed 2. In particular, when dew condensation is detected during the fine mist cooling, the mist generated by the fine mist cooling device 6 may reach the periphery of the cultivation bed 2, so the warm air blower fan 4 is operated.
The hot air blower control means 58e is not limited to the case based on the detection result of the dew condensation detecting means 58a, and the warm air blower fan 4 is operated when the humidity is high based on the detection result of the hygrometer SN2. It is also possible to control.

換気制御手段５９は、天窓開度設定手段５９ａを有し、温室１の換気を制御する。換気制御手段５９は、換気制御装置２２を制御して、温室１内の空気の循環と、外気との空気の入れ替えの制御を行う。温室１内の温湿度の制御を行う場合には、所定の換気温度、湿度になると天窓１ａ，１ｂを開放して、所定の閉鎖温度、湿度になると天窓１ａ，１ｂを閉じることで、換気を行って、温室１内の温度や湿度を調整可能である。なお、このときボイラー２１ａ等を使用せずに、温度湿度の調整を行うことで、ボイラー２１ａの燃料等を節約可能である。なお、実施例の換気制御手段５９は、二酸化炭素の供給中は、風向計１７の検知結果から、風上側の天窓１ａ，１ｂは開度が所定の設定開度よりも小さくされ、風下側の天窓１ａ，１ｂの開度が所定の開度よりも大きく設定される。したがって、風の通過により二酸化炭素が外気に放出される量が抑制される。 The ventilation control means 59 has a skylight opening degree setting means 59a and controls the ventilation of the greenhouse 1. The ventilation control means 59 controls the ventilation control device 22 to control the circulation of air in the greenhouse 1 and the exchange of air with the outside air. When controlling the temperature and humidity in the greenhouse 1, the skylights 1a and 1b are opened when the temperature and humidity reach a predetermined level, and the skylights 1a and 1b are closed when the temperature and humidity reach a predetermined level. It is possible to adjust the temperature and humidity in the greenhouse 1. At this time, by adjusting the temperature and humidity without using the boiler 21a or the like, it is possible to save the fuel or the like of the boiler 21a. In the ventilation control means 59 of the embodiment, while the carbon dioxide is being supplied, the opening degree of the skylights 1a and 1b on the windward side is made smaller than the predetermined set opening degree from the detection result of the anemometer 17, and the opening degree is smaller than the predetermined set opening degree. The opening degree of the skylights 1a and 1b is set to be larger than the predetermined opening degree. Therefore, the amount of carbon dioxide released to the outside air by the passage of wind is suppressed.

養液供給制御手段６１は、養液供給装置２４を制御して、栽培ベッド２に養液を供給する。
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。 The nutrient solution supply control means 61 controls the nutrient solution supply device 24 to supply the nutrient solution to the cultivation bed 2.
The effluent treatment control means 62 controls the effluent treatment device 26 to process the effluent from the cultivation bed 2.

１…栽培室、
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。 1 ... cultivation room,
2 ... Cultivation equipment,
12 ... Observation member,
13 ... Leaf temperature detecting means,
16 ... Pyranometer,
23 ... Carbon dioxide supply device,
24h ... Nutrient solution amount detection sensor,
26a ... Drainage amount sensor,
51 ... Transpiration detection means,
S ... Cultivation equipment,
SN2 ... Humidity sensor.

Claims

A cultivation device (2) for cultivating plants, which is arranged in the cultivation room (1),
A nutrient solution supply device (24) that supplies nutrient solution to the cultivation device (2), and
A drainage treatment device (26) that treats the nutrient solution discharged without being absorbed by the plants of the cultivation device (2), and
A carbon dioxide supply device (23) that supplies carbon dioxide when the carbon dioxide concentration detected by the carbon dioxide concentration meter (SN3) falls below a preset range, and
A transpiration detecting means (51) for detecting the transpiration state of a plant, and
A drainage sensor (26a) that detects the amount of nutrient solution discharged without being absorbed by the plant of the cultivation device (2), and a drainage sensor (26a).
With
When the transpiration detecting means (51) detects a state in which transpiration of plants is active while the carbon dioxide is being supplied by the carbon dioxide supply device (23) when the carbon dioxide concentration falls below a preset range. , Continue to supply carbon dioxide
When the transpiration detecting means (51) detects a state in which the transpiration of plants is not active while the carbon dioxide is being supplied by the carbon dioxide supply device (23) when the carbon dioxide concentration falls below a preset range, carbon dioxide is emitted. Cultivation equipment characterized by stopping the supply of carbon.

A humidity sensor (SN2) that detects humidity in the cultivation room (1), and
The transpiration detecting means (51) for detecting that the transpiration of plants is not active when the increase in the rate of change in humidity detected by the humidity sensor (SN2) does not reach a preset set value.
The cultivation equipment according to claim 1, wherein the cultivation equipment is provided with.

Observation member (12) for observing plants and
Based on the observation result of the observation member (12), when the plant is wilting, the transpiration detecting means (51) for detecting that the transpiration of the plant is not active, and the transpiration detecting means (51).
The cultivation equipment according to claim 1 or 2, wherein the cultivation equipment is provided with.