JP6886656B2 - Program for plant growing system, plant growing method and plant growing system - Google Patents

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本発明は、放射温度計によって葉温を管理して植物を育成する植物育成システム、植物育成方法および植物育成システム用プログラムに関するものである。 The present invention relates to a plant growing system for growing a plant by controlling the leaf temperature with a radiation thermometer, a plant growing method, and a program for the plant growing system.

従来、植物工場による食用植物の育成方法が広く普及している。植物工場とは、施設内の植物の生育に必要な環境を、照明、空調、養液供給等により人工的に制御することで、季節を問わず植物を生産することができるシステムのことである。 Conventionally, a method of growing edible plants by a plant factory has become widespread. A plant factory is a system that can produce plants regardless of the season by artificially controlling the environment required for plant growth in the facility by lighting, air conditioning, nutrient solution supply, etc. ..

植物工場による植物の育成として、植物の葉面の温度である葉温を測定し、測定した温度に基づいて植物の育成状態を管理する技術が従来知られている。例えば特許文献1には、育成する植物の葉温を放射温度計で測定し、測定している葉温の値が振動を始めたときに、生育室内の温度や植物への注水量を制御し、育成する植物が枯死しないように管理する技術が開示されている。 As a method of growing a plant by a plant factory, a technique of measuring the leaf temperature, which is the temperature of the leaf surface of the plant, and managing the growing state of the plant based on the measured temperature has been conventionally known. For example, in Patent Document 1, the leaf temperature of a growing plant is measured with a radiation thermometer, and when the measured leaf temperature value starts to vibrate, the temperature in the growing room and the amount of water injected into the plant are controlled. , A technique for managing the plants to be grown so as not to die is disclosed.

しかし、特許文献1に開示される従来の植物育成方法では、放射温度計で葉温を管理して育成する植物が枯死しないようにすることはできるものの、植物の成長度を高めて収穫量を増大するように葉温を管理することはされていなかった。 However, in the conventional plant growing method disclosed in Patent Document 1, although it is possible to control the leaf temperature with a radiation thermometer to prevent the grown plant from dying, the degree of growth of the plant is increased to increase the yield. Leaf temperature was not controlled to increase.

特開昭63−39212号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-39212

そこで本発明は、植物の成長度を高めて収穫量を増大することができる植物育成システム、植物育成方法および植物育成システム用プログラムを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a plant growing system, a plant growing method, and a program for a plant growing system capable of increasing the degree of plant growth and increasing the yield.

本発明者らは上記目的を達成するため、様々な角度から検討を行った。鋭意検討を重ねた結果、暗期における葉温が明期における葉温よりも高くなるように植物の育成環境を制御することで、植物の成長度を促進することができ、単位期間あたりの植物の収穫量を増大することができることを初めて見出した。 The present inventors have conducted studies from various angles in order to achieve the above object. As a result of diligent studies, it is possible to promote the growth of plants by controlling the plant growth environment so that the leaf temperature in the dark period is higher than the leaf temperature in the light period, and the plants per unit period. For the first time, we found that we could increase the yield of.

すなわち、本発明に係る植物育成システムは、明期と暗期とが交互に繰り返される育成環境下において植物を育成するものであって、前記植物の葉温を測定する放射温度計と、前記測定した葉温に基づいて前記植物の育成環境を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記暗期の一部期間または全期間における前記葉温の平均温度が、前記明期の一部期間または全期間における前記葉温の平均温度以上となるように、前記植物の育成環境を制御することを特徴とする。 That is, the plant growing system according to the present invention grows a plant in a growing environment in which a light period and a dark period are alternately repeated, and a radiation thermometer for measuring the leaf temperature of the plant and the measurement. The control unit is provided with a control unit that controls the growing environment of the plant based on the leaf temperature, and the control unit has a part of the light period in which the average temperature of the leaf temperature during a part or the whole period of the dark period is It is characterized in that the growing environment of the plant is controlled so as to be equal to or higher than the average temperature of the leaf temperature during the period or the whole period.

このようなものであれば、暗期における植物の葉温を、明期における植物の葉温よりも高くすることで、育成期間における植物の成長度を高めることができ、単位期間あたりの植物の収穫量を増大することができる。 In such a case, by making the leaf temperature of the plant in the dark period higher than the leaf temperature of the plant in the light period, the degree of growth of the plant in the growing period can be increased, and the degree of growth of the plant per unit period can be increased. The yield can be increased.

なお、本発明に係る植物育成システムでは育成植物の葉温を測定しているので、植物の葉面における蒸散作用を精度よく捉えることができる。さらには、熱電対等のような接触型の温度計ではなく、葉面に物理的に接触することのない放射温度計を用いて葉温を測定しているので、葉面の細胞を傷めることなく、蒸散作用をより精度よく捉えることができる。
このように、本発明に係る植物育成システムは、放射温度計を用いて葉面の温度を測定しているので、葉面における蒸散作用を極めて高い精度で捉えることができる。葉面における蒸散作用は、葉面の気孔の開閉と密接に関連しており、そして気孔の開閉は植物の光合成反応と密接に関連している。つまり、葉面における蒸散作用を精度よく捉えることにより、植物の光合成反応(光合成を行っているか否か)を精度よく捉えることができると言える。
すなわち、本発明に係る植物育成システムにおいて測定する葉温は、光合成反応と密接に関連する作用である蒸散作用を高い精度で反映している。そのため、植物の育成環境を制御して、このような葉温を制御することにより、実質的に、育成植物の光合成反応を高い精度で制御することができるのである。
Since the leaf temperature of the grown plant is measured in the plant growing system according to the present invention, the transpiration action on the leaf surface of the plant can be accurately grasped. Furthermore, since the leaf temperature is measured using a radiation thermometer that does not physically contact the leaf surface, instead of a contact-type thermometer such as thermoelectric pair, the leaves are not damaged. , The transpiration action can be grasped more accurately.
As described above, since the plant growing system according to the present invention measures the temperature of the leaf surface using a radiation thermometer, the transpiration action on the leaf surface can be grasped with extremely high accuracy. Transpiration on the leaf surface is closely related to the opening and closing of stomata on the leaf surface, and the opening and closing of the stomata is closely related to the photosynthetic reaction of plants. In other words, it can be said that the photosynthetic reaction (whether or not photosynthesis is performed) of a plant can be accurately grasped by accurately grasping the transpiration action on the leaf surface.
That is, the leaf temperature measured in the plant growing system according to the present invention reflects the transpiration action, which is a action closely related to the photosynthetic reaction, with high accuracy. Therefore, by controlling the growing environment of the plant and controlling such leaf temperature, it is possible to substantially control the photosynthetic reaction of the growing plant with high accuracy.

なお本明細書において、“明期”とは育成する植物に照射される光の光量が所定の値以上である期間を意味し、“暗期”とは当該光の光量が所定の値未満である期間を意味する。この“明期”および“暗期”は、育成対象である植物の種類や、育成環境のうち光の照射方法により、適宜設定することができる。 In the present specification, the "light period" means a period in which the amount of light applied to the growing plant is equal to or more than a predetermined value, and the "dark period" means a period in which the amount of light emitted is less than a predetermined value. It means a certain period. The "light period" and "dark period" can be appropriately set depending on the type of plant to be cultivated and the method of irradiating light in the growing environment.

例えば、“明期”とは、育成する植物が光合成を行うことが可能な程度の光量の光が照射されている期間であり、“暗期”とは、育成する植物が光合成を行うことが可能な程度の光量の光が照射されていない期間、すなわち、育成期間のうち前記“明期”以外の期間としてよい。 For example, the "light period" is the period during which the growing plant is irradiated with light in an amount sufficient to photosynthesize, and the "dark period" is the period in which the growing plant performs photosynthesis. It may be a period during which a possible amount of light is not irradiated, that is, a period other than the "light period" in the growing period.

また別の例では、“明期”とは、光補償点より強い強度の光が育成する植物に照射されている期間であり、“暗期”とは、光補償点と同じ強度、又はそれより弱い強度の光が育成する植物に照射されている期間としてもよい。なお、光補償点とは、育成する植物の光合成速度と呼吸速度とが等しくなり、見かけ上、二酸化炭素の収支がゼロになる光の強度である。 In another example, the "light period" is the period during which the plant to be cultivated is irradiated with light stronger than the light compensation point, and the "dark period" is the same intensity as the light compensation point, or it. It may be a period during which the growing plant is irradiated with light of weaker intensity. The light compensation point is the intensity of light at which the photosynthetic rate and the respiration rate of the growing plant become equal and the carbon dioxide balance apparently becomes zero.

本発明に係る植物育成システムにおいて、制御する育成環境の具体的な態様としては、植物を育成する雰囲気の温度若しくは湿度、植物に供給される養液の成分、濃度、pH若しくは液温、植物に照射する光の照度若しくは波長、植物に供給される二酸化炭素の濃度若しくは供給量、又は植物に供給される風量を挙げることができる。
これらの各種育成環境を、育成する植物の光合成速度を制御するパラメータ(光合成速度制御パラメータともいう)として適宜選択して制御することで、育成する植物の光合成速度をより厳密に制御することができ、明期および暗期における植物の葉温をより正確に制御することができる。その結果、植物の成長度をより高めることができる。
In the plant growing system according to the present invention, specific aspects of the growing environment to be controlled include the temperature or humidity of the atmosphere for growing the plant, the component, concentration, pH or liquid temperature of the nutrient solution supplied to the plant, and the plant. The illuminance or wavelength of the light to be irradiated, the concentration or supply amount of carbon dioxide supplied to the plant, or the air volume supplied to the plant can be mentioned.
By appropriately selecting and controlling these various growing environments as parameters for controlling the photosynthetic rate of the plant to be grown (also referred to as photosynthetic rate control parameter), the photosynthetic rate of the plant to be grown can be controlled more strictly. , The leaf temperature of plants in the light and dark periods can be controlled more accurately. As a result, the growth rate of the plant can be further increased.

本発明に係る植物育成システムが対象とする植物は、C植物が好ましく、とりわけ、葉物野菜であることが好ましい。
このような植物であれば、本発明に係る植物育成システムにより、暗期における植物の葉温を、明期における植物の葉温よりも高くすることで、育成期間における植物の成長度をより高めることができ、単位期間あたりの植物の収穫量をより増大することができる。
Plants plant growing system according to the present invention targets, C 3 plants are preferred, especially, is preferably a leafy vegetable.
In such a plant, the plant growing system according to the present invention raises the leaf temperature of the plant in the dark period to be higher than the leaf temperature of the plant in the light period, thereby further increasing the degree of growth of the plant in the growing period. It is possible to increase the yield of plants per unit period.

本発明に係る植物育成システムは、育成対象がリーフレタスである場合には、当該リーフレタスを育成する雰囲気の平均温度を19℃以上25℃以下に制御することが好ましい。 In the plant growing system according to the present invention, when the growing target is leaf lettuce, it is preferable to control the average temperature of the atmosphere in which the leaf lettuce is grown to 19 ° C. or higher and 25 ° C. or lower.

このようなものであれば、育成期間におけるリーフレタスの成長度をより高めることができ、収穫量を多くすることができる。 If it is such a thing, the growth degree of leaf lettuce in the growing period can be further increased, and the yield can be increased.

また、本発明に係る植物育成方法は、明期と暗期とが交互に繰り返される育成環境下において植物を育成するものであって、放射温度計を用いて前記植物の葉温を測定し、前記暗期の一部期間または全期間における前記葉温の平均温度が、前記明期の一部期間または全期間における前記葉温の平均温度以上となるように、前記植物の育成環境を制御することを特徴とする。 Further, the plant growing method according to the present invention grows a plant in a growing environment in which light and dark periods are alternately repeated, and measures the leaf temperature of the plant using a radiation thermometer. The growing environment of the plant is controlled so that the average temperature of the leaf temperature during a part or all of the dark period is equal to or higher than the average temperature of the leaf temperature during a part or all of the light period. It is characterized by that.

このような植物育成方法であれば、上述した本発明の植物育成システムと同様の作用効果を得ることができる。 With such a plant growing method, the same action and effect as the above-mentioned plant growing system of the present invention can be obtained.

また、本発明に係る植物育成システム用プログラムは、植物の葉温を測定する放射温度計を備え、明期と暗期とが交互に繰り返される育成環境下において前記植物を育成する植物育成システムに用いられるものであって、前記測定した葉温に基づき、前記暗期の一部期間または全期間における前記葉温の平均温度が、前記明期の一部期間または全期間における前記葉温の平均温度以上となるように、前記植物の育成環境を制御する制御部としての機能をコンピュータに発揮させることを特徴とする。 Further, the program for a plant growing system according to the present invention is provided with a radiation thermometer for measuring the leaf temperature of a plant, and is a plant growing system for growing the plant in a growing environment in which a light period and a dark period are alternately repeated. It is used, and based on the measured leaf temperature, the average temperature of the leaf temperature in a part or all of the dark period is the average of the leaf temperature in a part or all of the light period. It is characterized in that the computer exerts a function as a control unit that controls the growing environment of the plant so that the temperature becomes higher than the temperature.

放射温度計を用いて葉温を測定する植物育成システムに対して、このような植物育成システム用プログラムをインストールすることで、上述した本発明の植物育成システムと同様の作用効果を得ることができる。なお、このような植物育成システム用プログラムは電気的に配信されるものであってもよいし、CD、DVDまたはフラッシュメモリ等のプログラム記憶媒体に記憶されたものを用いて既存の装置にインストールしてもよい。 By installing such a program for a plant growing system on a plant growing system that measures leaf temperature using a radiation thermometer, the same action and effect as the above-mentioned plant growing system of the present invention can be obtained. .. Such a program for a plant growing system may be electrically distributed, or may be installed in an existing device using a program stored in a program storage medium such as a CD, DVD or flash memory. You may.

このように構成した本発明によれば、放射温度計を用いて葉温を測定し、測定した葉温に基づいて植物の育成環境を制御することで、植物の成長度を高めて収穫量を増大することができる植物育成システム、植物育成方法および植物育成システム用プログラムを提供することができる。 According to the present invention configured in this way, the leaf temperature is measured using a radiation thermometer, and the growth environment of the plant is controlled based on the measured leaf temperature to increase the growth rate of the plant and increase the yield. It is possible to provide a plant growing system, a plant growing method and a program for a plant growing system that can be increased.

本実施形態の植物育成システム100の全体構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the whole structure of the plant growing system 100 of this embodiment. 同実施形態の、暗期における制御装置20の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation of the control device 20 in the dark period of the same embodiment. 同実施形態の、明期における制御装置20の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation of the control device 20 in the light period of the same embodiment. 実施例のリーフレタスの育成における、葉温の温度変化の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the temperature change of a leaf temperature in the cultivation of leaf lettuce of an Example. 実施例のリーフレタスの育成における、明期の葉温の平均温度と暗期の葉温の平均温度の差と、地上部生体重との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the difference between the average temperature of the leaf temperature in the light period and the average temperature of the leaf temperature in the dark period, and the body weight of the above-ground part in the cultivation of leaf lettuce of the example.

以下に、本発明に係る植物育成システムの一実施形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the plant growing system according to the present invention will be described with reference to the drawings.

本実施形態に係る植物育成システム100は、人工光を用いた完全人工環境で植物Xを水耕栽培するためのものである。植物育成システム100は、具体的には図1に示すように、植物Xの葉温を測定する放射温度計12を備える育成室10と、植物Xの葉温の情報である葉温情報を放射温度計12から取得して育成室10内の育成環境を制御する制御装置20とを具備している。
なお、本実施形態の植物Xは食用植物であり、具体的にはリーフレタスである。
以下、各構成について説明する。
The plant growing system 100 according to the present embodiment is for hydroponically cultivating plant X in a completely artificial environment using artificial light. Specifically, as shown in FIG. 1, the plant growing system 100 radiates leaf temperature information, which is information on the leaf temperature of plant X, and a growing room 10 having a radiation thermometer 12 for measuring the leaf temperature of plant X. It is provided with a control device 20 that obtains from the thermometer 12 and controls the growing environment in the growing room 10.
The plant X of the present embodiment is an edible plant, specifically leaf lettuce.
Hereinafter, each configuration will be described.

育成室10は、植物Xを収容するとともに、植物Xの育成に必要な種々の育成環境を提供するものであり、放射温度計12と、光照射装置14と、養液槽16と、空調装置18とを備えている。 The growing room 10 accommodates the plant X and provides various growing environments necessary for growing the plant X, and is a radiation thermometer 12, a light irradiation device 14, a nutrient solution tank 16, and an air conditioner. It has 18 and.

放射温度計12は、植物Xの上方に設けられ、植物Xの葉温を測定して葉温情報として取得するものである。放射温度計12は、取得した葉温情報を含む信号を送信するための信号送信部(図示しない)を有しており、当該信号送信部により、取得した葉温情報を有線又は無線を介して制御装置20に送信できるように構成されている。本実施形態では、植物Xの育成期間のうち発芽〜収穫の期間において、植物Xの葉温を連続的に測定するように構成されている。 The radiation thermometer 12 is provided above the plant X, measures the leaf temperature of the plant X, and acquires it as leaf temperature information. The radiation thermometer 12 has a signal transmission unit (not shown) for transmitting a signal including the acquired leaf temperature information, and the leaf temperature information acquired by the signal transmission unit is transmitted by wire or wirelessly. It is configured so that it can be transmitted to the control device 20. In the present embodiment, the leaf temperature of plant X is continuously measured during the period from germination to harvest in the growing period of plant X.

光照射装置14は、LED光源を用いて植物Xに光を照射するものである。具体的には、制御装置20から、有線又は無線を介して照射パターンを含む制御信号を受信するための信号受付部(図示しない)を有しており、当該信号受付部が受信した信号に基づいて、任意の光質(波長や光量等)の光を、任意の時間帯および間隔で植物Xに照射することができるように構成されている。 The light irradiation device 14 irradiates the plant X with light using an LED light source. Specifically, it has a signal receiving unit (not shown) for receiving a control signal including an irradiation pattern from the control device 20 via wire or wirelessly, and is based on the signal received by the signal receiving unit. Therefore, the plant X can be irradiated with light of any light quality (wavelength, amount of light, etc.) at any time zone and interval.

本実施形態では、光照射装置14は、1日のうち午前6:00〜午後10:00の時間帯(明期)に植物Xに光を照射し、午後10:00〜翌午前6:00の時間帯(暗期)には光を照射しないように構成されている。なお、光照射装置14は、蛍光灯やナトリウムランプを有しているものであってもよい。 In the present embodiment, the light irradiation device 14 irradiates the plant X with light during the time zone (light period) from 6:00 am to 10:00 pm of the day, and from 10:00 pm to 6:00 am the next day. It is configured not to irradiate light during the time zone (dark period). The light irradiation device 14 may have a fluorescent lamp or a sodium lamp.

養液槽16は、植物Xを収容するとともに、植物Xの育成に必要な肥料成分を含む養液が流れるように構成されている。養液槽16は、図示しない一端開口から取込まれた養液が図示しない他端開口から排出され、排出された養液が再び前記一端開口から養液槽16内に取込まれるように(すなわち循環するように)構成されている。 The nutrient solution tank 16 is configured to accommodate the plant X and to allow the nutrient solution containing the fertilizer component necessary for growing the plant X to flow. In the nutrient solution tank 16, the nutrient solution taken in from one end opening (not shown) is discharged from the other end opening (not shown), and the discharged nutrient solution is taken into the nutrient solution tank 16 again from the one end opening ( That is, it is configured to circulate).

空調装置18は、温度および湿度が所望の値に調整された空気を、所望の風量で育成室10内に供給するものである。具体的には、制御装置20から有線又は無線を介して、温度、湿度および風量の目標値を含む制御信号を受信するための信号受付部(図示しない)を有しており、当該信号受付部が受信した信号に基づいて、温度および湿度が所望の値に調整された空気を育成室10内に供給できるように構成されている。 The air conditioner 18 supplies air whose temperature and humidity are adjusted to desired values into the growing chamber 10 at a desired air volume. Specifically, it has a signal receiving unit (not shown) for receiving a control signal including target values of temperature, humidity, and air volume from the control device 20 via wire or wireless, and the signal receiving unit. It is configured to be able to supply the air whose temperature and humidity are adjusted to desired values in the growing chamber 10 based on the signal received by.

具体的には空調装置18は、育成室10内の空気が送り込まれる空調機(図示しない)と、空調機により温度や湿度が調整された空気を複数の送風口から育成室10内に送り込む送風ダクト(図示しない)とを具備している。 Specifically, the air conditioner 18 includes an air conditioner (not shown) to which the air in the growing chamber 10 is sent, and an air blower that sends air whose temperature and humidity are adjusted by the air conditioner into the growing chamber 10 from a plurality of air outlets. It is equipped with a duct (not shown).

制御装置20は、光照射装置14および空調装置18に制御信号を送信して、育成室10内の温度や湿度、植物Xに光を照射する時間帯を制御するものである。制御装置20は、図示しない信号送信部および信号受信部を有しており、放射温度計12、光照射装置14および空調装置18との間で信号の送受信が可能なように構成されている。
具体的には、制御装置20は、CPU、メモリ、A/Dコンバータ等を備えたコンピュータであり、前記メモリの所定領域に格納されたプログラムに従ってCPUや周辺機器が協働することにより、図1に示すように、記憶部21、点灯制御部22、検知部23、葉温取得部24、演算部25および制御部26としての機能を発揮するように構成されたものである。
The control device 20 transmits a control signal to the light irradiation device 14 and the air conditioner 18 to control the temperature and humidity in the growing room 10 and the time zone for irradiating the plant X with light. The control device 20 has a signal transmitting unit and a signal receiving unit (not shown), and is configured to be capable of transmitting and receiving signals between the radiation thermometer 12, the light irradiation device 14, and the air conditioner 18.
Specifically, the control device 20 is a computer provided with a CPU, a memory, an A / D converter, and the like, and the CPU and peripheral devices cooperate with each other according to a program stored in a predetermined area of the memory, and FIG. As shown in the above, the storage unit 21, the lighting control unit 22, the detection unit 23, the leaf temperature acquisition unit 24, the calculation unit 25, and the control unit 26 are configured to exert their functions.

記憶部21は、前記メモリの所定領域に形成されており、葉温取得部24が取得した葉温情報が示す葉温を、時間と関連付けて記憶する。記憶部21はまた、育成室10内の温度若しくは湿度、植物Xに供給される養液の成分、濃度、pH若しくは液温、植物Xに照射する光の照度若しくは波長、植物Xに供給される二酸化炭素の濃度若しくは供給量、又は植物Xに供給される風量等の植物Xの光合成速度制御パラメータの変動値(または増減値)と、植物Xの葉温の変動値(または増減値)とを、明期および暗期ごとに関連付けて記憶している。
より具体的には、例えば光合成速度制御パラメータの変動値と、植物Xの葉温の変動値とをルックアップテーブルで記憶している態様を挙げることができる。また、各光合成速度制御パラメータの変動値を変数として、植物Xの変動値を算出する算出式を記憶している態様を挙げることができる。
The storage unit 21 is formed in a predetermined area of the memory, and stores the leaf temperature indicated by the leaf temperature information acquired by the leaf temperature acquisition unit 24 in association with time. The storage unit 21 is also supplied to the temperature or humidity in the growing chamber 10, the component, concentration, pH or liquid temperature of the nutrient solution supplied to the plant X, the illuminance or wavelength of the light irradiating the plant X, and the plant X. The fluctuation value (or increase / decrease value) of the photosynthetic rate control parameter of plant X such as the concentration or supply amount of carbon dioxide or the air volume supplied to plant X, and the fluctuation value (or increase / decrease value) of the leaf temperature of plant X. , Light and dark periods are associated and memorized.
More specifically, for example, a mode in which the fluctuation value of the photosynthesis rate control parameter and the fluctuation value of the leaf temperature of the plant X are stored in the look-up table can be mentioned. In addition, an embodiment in which a calculation formula for calculating the fluctuation value of the plant X is stored with the fluctuation value of each photosynthesis rate control parameter as a variable can be mentioned.

点灯制御部22は、有線又は無線を介して、照射パターンを含む制御信号を光照射装置14に送信するものである。
本実施形態の点灯制御部22は、光照射装置14に対して、1日のうち午前6:00〜午後10:00の時間帯にのみ、照明を点灯する制御信号を送信するように構成されている。
The lighting control unit 22 transmits a control signal including an irradiation pattern to the light irradiation device 14 via a wire or wirelessly.
The lighting control unit 22 of the present embodiment is configured to transmit a control signal for turning on the lighting to the light irradiation device 14 only during the time zone from 6:00 am to 10:00 pm of the day. ing.

検知部23は、育成室10内の育成環境における明期および暗期を検知するものである。本実施形態の検知部23は、時刻により明期および暗期を検知するものであり、1日のうち午前6:00〜午後10:00の時間帯を明期として検知し、午後10:00〜翌午前6:00までを暗期として検知するように構成されている。 The detection unit 23 detects the light period and the dark period in the growing environment in the growing room 10. The detection unit 23 of the present embodiment detects the light period and the dark period according to the time, and detects the time zone from 6:00 am to 10:00 pm as the light period in the day, and 10:00 pm It is configured to detect as a dark period until 6:00 am the next day.

葉温取得部24は、有線又は無線を介して、放射温度計12から葉温情報を取得するものである。 The leaf temperature acquisition unit 24 acquires leaf temperature information from the radiation thermometer 12 via a wired or wireless device.

演算部25は、葉温取得部24から葉温情報を受け取り、検知部23から、育成室10内の育成環境が明期および暗期のいずれにあるかを示す情報(以下において、明暗情報ともいう)を受け取るとともに、記憶部21を参照して、各種光合成速度制御パラメータの増減値を決定するものである。 The calculation unit 25 receives leaf temperature information from the leaf temperature acquisition unit 24, and from the detection unit 23, information indicating whether the growing environment in the growing room 10 is in the light period or the dark period (hereinafter, both light and dark information). In addition to receiving (referred to as), the storage unit 21 is referred to to determine the increase / decrease value of various photosynthesis rate control parameters.

具体的には、検知部23が検知した明暗情報が暗期(又は明期)を示す場合には、演算部25は、直前の明期(又は暗期)における植物Xの葉温の平均温度の値である直前明期平均葉温値(又は直前暗期平均葉温値)を算出し、算出した直前明期平均葉温値(又は直前暗期平均葉温値)と現葉温値とを比較する。そして、現葉温値から直前明期平均葉温値を引いた差の値(又は直前暗期平均葉温値から現葉温値を引いた差の値)が、0未満である場合には、当該差の値が0以上になるように各種光合成速度制御パラメータの変動値(増減値)を決定する。
当該差の値が0以上である場合には、さらに、当該差の値が予め設定した0より大きい所定の値(閾値ともいう)以上になるように、各種光合成速度制御パラメータの変動値(増減値)を決定する。当該差の値が、予め設定した所定の値以上である場合には、各種光合成速度制御パラメータの変動値(増減値)を0と決定する。
Specifically, when the light / dark information detected by the detection unit 23 indicates a dark period (or light period), the calculation unit 25 determines the average temperature of the leaf temperature of the plant X in the immediately preceding light period (or dark period). The average leaf temperature value in the immediately preceding light period (or the average leaf temperature value in the immediately preceding dark period) is calculated, and the calculated average leaf temperature value in the immediately preceding light period (or the average leaf temperature value in the immediately preceding dark period) and the current leaf temperature value are used. To compare. Then, when the value of the difference obtained by subtracting the average leaf temperature value in the immediately preceding light period from the current leaf temperature value (or the value obtained by subtracting the current leaf temperature value from the average leaf temperature value in the immediately preceding dark period) is less than 0. , The fluctuation value (increase / decrease value) of various photosynthesis rate control parameters is determined so that the value of the difference becomes 0 or more.
When the value of the difference is 0 or more, the fluctuation value (increase / decrease) of various photosynthesis rate control parameters is further increased so that the value of the difference becomes a predetermined value (also referred to as a threshold value) larger than a preset value of 0. Value) is determined. When the value of the difference is equal to or more than a predetermined value set in advance, the fluctuation value (increase / decrease value) of various photosynthesis rate control parameters is determined to be 0.

制御部26は、前記演算部25により決定された光合成速度制御パラメータの変動値を取得するとともに、当該変動値に基づいて、各種装置等に制御信号を送信する。
本実施形態では、育成室10内に供給する空気の温度、湿度、風量等の変動値(増減値)を含む制御信号を空調装置18に送信する。
The control unit 26 acquires the fluctuation value of the photosynthesis rate control parameter determined by the calculation unit 25, and transmits a control signal to various devices and the like based on the fluctuation value.
In the present embodiment, a control signal including fluctuation values (increase / decrease values) such as temperature, humidity, and air volume of the air supplied into the growth chamber 10 is transmitted to the air conditioner 18.

<制御装置20の動作>
次に、本実施形態に係る植物育成システム100のうち制御装置20の動作について、図2及び図3のフローチャートを参照して説明する。
<Operation of control device 20>
Next, the operation of the control device 20 in the plant growing system 100 according to the present embodiment will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 2 and 3.

(暗期における動作)
検知部23が検知した明暗情報が暗期を示す場合、まず、葉温取得部24は、図2に示すように放射温度計12から葉温情報を取得する(ステップS1)。葉温取得部24は、取得した葉温情報を、記憶部21および演算部25に送信する。
(Operation in the dark period)
When the light / dark information detected by the detection unit 23 indicates a dark period, the leaf temperature acquisition unit 24 first acquires the leaf temperature information from the radiation thermometer 12 as shown in FIG. 2 (step S d 1). The leaf temperature acquisition unit 24 transmits the acquired leaf temperature information to the storage unit 21 and the calculation unit 25.

次に演算部25は、記憶部21を参照して、直前明期平均葉温値を算出する(ステップS2)。 Next, the calculation unit 25 calculates the average leaf temperature value in the immediately preceding light period with reference to the storage unit 21 (step S d 2).

次に演算部25は、算出した直前明期平均葉温値と、葉温取得部24から受け付けた葉温情報が示す現葉温値とを比較する(ステップS3)。そして演算部25は、現葉温値から直前明期平均葉温値を引いた値が、0以上か否かを判断する(ステップS4)。 Next, the calculation unit 25 compares the calculated average leaf temperature value in the immediately preceding light period with the current leaf temperature value indicated by the leaf temperature information received from the leaf temperature acquisition unit 24 (step S d 3). Then, the calculation unit 25 determines whether or not the value obtained by subtracting the average leaf temperature value in the immediately preceding light period from the current leaf temperature value is 0 or more (step S d 4).

演算部25は、ステップS4において、現葉温値から直前明期平均葉温値を引いた値が0未満であると判断した場合には、記憶部21を参照して、当該差の値を0以上にするための、光合成速度制御パラメータの変動値を決定する(ステップS5)。 When the calculation unit 25 determines in step Sd 4 that the value obtained by subtracting the average leaf temperature value in the immediately preceding light period from the current leaf temperature value is less than 0, the calculation unit 25 refers to the storage unit 21 and determines that the difference is The fluctuation value of the photosynthesis rate control parameter for setting the value to 0 or more is determined (step S d 5).

制御部26は、演算部25が決定した変動値を取得し、当該変動値を含む制御信号を、空調装置18に送信する(ステップS6)。これにより空調装置18から育成室10内に供給される空気の温度、湿度、風量等の値が変動し、現葉温値から直前明期平均葉温値を引いた値が0以上になるように、植物Xの葉温が変動する。その後、ステップS3およびS4の動作を再度行う。 The control unit 26 acquires the fluctuation value determined by the calculation unit 25, and transmits a control signal including the fluctuation value to the air conditioner 18 (step S d 6). As a result, the values of the temperature, humidity, air volume, etc. of the air supplied from the air conditioner 18 into the growing chamber 10 fluctuate, and the value obtained by subtracting the average leaf temperature value in the immediately preceding light period from the current leaf temperature value becomes 0 or more. In addition, the leaf temperature of plant X fluctuates. After that, the operations of steps S d 3 and S d 4 are performed again.

演算部25は、ステップS4において、現葉温値から直前明期平均葉温値を引いた値が0以上であると判断した場合には、さらに当該差の値が0より大きい所定の値(閾値)以上か否かを判断する(ステップS5)。 When the calculation unit 25 determines in step S d 4 that the value obtained by subtracting the average leaf temperature value in the immediately preceding light period from the current leaf temperature value is 0 or more, the value of the difference is further determined to be greater than 0. It is determined whether or not the value (threshold value) is equal to or higher than the value (threshold value) (step S d 5).

当該差の値が前記所定の値未満である場合には、記憶部21を参照して、当該差の値を前記所定の値以上にするための、光合成速度制御パラメータの変動値を決定する(ステップS5)。制御部26は、演算部25が決定した変動値を取得し、当該変動値を含む制御信号を、空調装置18に送信する(ステップS6)。これにより空調装置18から育成室10内に供給される空気の温度、湿度、風量等の値が変動し、現葉温値から直前明期平均葉温値を引いた値が前記所定の値以上になるように、植物Xの葉温が変動する。その後、ステップS3、S4及びS7の動作を再度行う。 When the value of the difference is less than the predetermined value, the storage unit 21 is referred to to determine the fluctuation value of the photosynthesis rate control parameter for making the difference value equal to or more than the predetermined value (. Step S d 5). The control unit 26 acquires the fluctuation value determined by the calculation unit 25, and transmits a control signal including the fluctuation value to the air conditioner 18 (step S d 6). As a result, the values of the temperature, humidity, air volume, etc. of the air supplied from the air conditioner 18 into the growing chamber 10 fluctuate, and the value obtained by subtracting the average leaf temperature value in the immediately preceding light period from the current leaf temperature value is equal to or higher than the predetermined value. The leaf temperature of plant X fluctuates so as to become. After that, the operations of steps S d 3, S d 4 and S d 7 are performed again.

演算部25は、ステップS7において、現葉温値から直前明期平均葉温値を引いた値が前記所定の値以上であると判断した場合には、光合成速度制御パラメータの変動値を0に決定する。この場合、制御部26は、空調装置18に対して、変動値を含む制御信号を送信しない。すなわち、空調装置18から育成室10内に供給される空気の温度、湿度、風量等の値は変動することなく、維持される。 When the calculation unit 25 determines in step Sd 7 that the value obtained by subtracting the average leaf temperature value in the immediately preceding light period from the current leaf temperature value is equal to or greater than the predetermined value, the calculation unit 25 determines the fluctuation value of the photosynthesis rate control parameter. Determine to 0. In this case, the control unit 26 does not transmit the control signal including the fluctuation value to the air conditioner 18. That is, the values of the temperature, humidity, air volume, etc. of the air supplied from the air conditioner 18 into the growing chamber 10 are maintained without fluctuating.

(明期における動作)
検知部23が検知した明暗情報が明期を示す場合、まず、葉温取得部24は、図3に示すように放射温度計12から葉温情報を取得する(ステップS1)。葉温取得部24は、取得した葉温情報を、記憶部21および演算部25に送信する。
(Operation in the light period)
When the light / dark information detected by the detection unit 23 indicates the light period, the leaf temperature acquisition unit 24 first acquires the leaf temperature information from the radiation thermometer 12 as shown in FIG. 3 (step S l 1). The leaf temperature acquisition unit 24 transmits the acquired leaf temperature information to the storage unit 21 and the calculation unit 25.

次に演算部25は、記憶部21を参照して、直前暗期平均葉温値を算出する(ステップS2)。 Next, the calculation unit 25 calculates the average leaf temperature value in the immediately preceding dark period with reference to the storage unit 21 (step S l 2).

次に演算部25は、算出した直前暗期平均葉温値と、葉温取得部24から受け付けた葉温情報が示す現葉温値とを比較する(ステップS3)。そして演算部25は、直前暗期平均葉温値から現葉温値を引いた値が、0以上か否かを判断する(ステップS4)。 Next, the calculation unit 25 compares the calculated average leaf temperature value in the immediately preceding dark period with the current leaf temperature value indicated by the leaf temperature information received from the leaf temperature acquisition unit 24 (step S l 3). Then, the calculation unit 25 determines whether or not the value obtained by subtracting the current leaf temperature value from the average leaf temperature value in the immediately preceding dark period is 0 or more (step S l 4).

演算部25は、ステップS4において、直前暗期平均葉温値から現葉温値を引いた値が0未満であると判断した場合には、記憶部21を参照して、当該差の値を0以上にするための、光合成速度制御パラメータの変動値を決定する(ステップS5)。 When the calculation unit 25 determines in step S l4 that the value obtained by subtracting the current leaf temperature value from the average leaf temperature value in the immediately preceding dark period is less than 0, the calculation unit 25 refers to the storage unit 21 and determines that the difference is The fluctuation value of the photosynthesis rate control parameter for setting the value to 0 or more is determined (step S l 5).

制御部26は、演算部25が決定した変動値を取得し、当該変動値を含む制御信号を、空調装置18に送信する(ステップS6)。これにより空調装置18から育成室10内に供給される空気の温度、湿度、風量等の値が変動し、直前暗期平均葉温値から現葉温値を引いた値が0以上になるように、植物Xの葉温が変動する。その後、ステップS3及びS4の動作を再度行う。 The control unit 26 acquires the fluctuation value determined by the calculation unit 25, and transmits a control signal including the fluctuation value to the air conditioner 18 (step S l 6). As a result, the values of the temperature, humidity, air volume, etc. of the air supplied from the air conditioner 18 into the growing chamber 10 fluctuate, and the value obtained by subtracting the current leaf temperature value from the immediately preceding dark period average leaf temperature value becomes 0 or more. In addition, the leaf temperature of plant X fluctuates. After that, the operations of steps S l 3 and S l 4 are performed again.

演算部25は、ステップS4において、直前暗期平均葉温値から現葉温値を引いた値が0以上であると判断した場合には、さらに当該差の値が0より大きい所定の値(閾値)以上か否かを判断する(ステップS5)。 When the calculation unit 25 determines in step S l4 that the value obtained by subtracting the current leaf temperature value from the immediately preceding dark period average leaf temperature value is 0 or more, the value of the difference is further determined to be greater than 0. It is determined whether or not the value (threshold value) is equal to or higher than the value (threshold value) (step S l 5).

当該差の値が前記所定の値未満である場合には、記憶部21を参照して、当該差の値を前記所定の値以上にするための、光合成速度制御パラメータの変動値を決定する(ステップS5)。制御部26は、演算部25が決定した変動値を取得し、当該変動値を含む制御信号を、空調装置18に送信する(ステップS6)。これにより空調装置18から育成室10内に供給される空気の温度、湿度、風量等の値が変動し、直前暗期平均葉温値から現葉温値を引いた値が前記所定の値以上になるように、植物Xの葉温が変動する。その後、ステップS3、S4及びS7の動作を再度行う。 When the value of the difference is less than the predetermined value, the storage unit 21 is referred to to determine the fluctuation value of the photosynthesis rate control parameter for making the difference value equal to or more than the predetermined value (. Step S l 5). The control unit 26 acquires the fluctuation value determined by the calculation unit 25, and transmits a control signal including the fluctuation value to the air conditioner 18 (step S l 6). As a result, the values of the temperature, humidity, air volume, etc. of the air supplied from the air conditioner 18 into the growing chamber 10 fluctuate, and the value obtained by subtracting the current leaf temperature value from the immediately preceding dark period average leaf temperature value is equal to or higher than the predetermined value. The leaf temperature of plant X fluctuates so as to become. After that, the operations of steps S l 3, S l 4, and S l 7 are performed again.

演算部25は、ステップS7において、直前暗期平均葉温値から現葉温値を引いた値が前記所定の値以上であると判断した場合には、光合成速度制御パラメータの変動値を0に決定する。この場合、制御部26は、空調装置18に対して、変動値を含む制御信号を送信しない。すなわち、空調装置18から育成室10内に供給される空気の温度、湿度、風量等の値は変動することなく、維持される。 When the calculation unit 25 determines in step S l 7 that the value obtained by subtracting the current leaf temperature value from the immediately preceding dark period average leaf temperature value is equal to or greater than the predetermined value, the calculation unit 25 determines the fluctuation value of the photosynthesis rate control parameter. Determine to 0. In this case, the control unit 26 does not transmit the control signal including the fluctuation value to the air conditioner 18. That is, the values of the temperature, humidity, air volume, etc. of the air supplied from the air conditioner 18 into the growing chamber 10 are maintained without fluctuating.

<本実施形態の効果>
このように構成された本実施形態の植物育成システム100によれば、放射温度計を用いて植物Xの葉温を測定し、測定した葉温に基づいて空調装置18を制御することで、植物Xの育成期間の暗期の葉温の平均温度を、同期間における明期の葉温の平均温度以上にすることができる。
これにより、育成期間における植物Xの成長度を高めて、収穫量を増大することができる。
<Effect of this embodiment>
According to the plant growing system 100 of the present embodiment configured in this way, the leaf temperature of the plant X is measured using a radiation thermometer, and the air conditioner 18 is controlled based on the measured leaf temperature to control the plant. The average temperature of the leaf temperature in the dark period during the growing period of X can be made equal to or higher than the average temperature of the leaf temperature in the light period during the same period.
As a result, the degree of growth of the plant X during the growing period can be increased and the yield can be increased.

<その他の実施形態>
なお本発明は、上述した実施形態に限られるものではない。
<Other Embodiments>
The present invention is not limited to the above-described embodiment.

上述した実施形態の植物Xはリーフレタスであったが、他の実施形態では、植物Xは、他のキク科の植物であってもよい。例えば、結球レタス、サラダナ、ステムレタス、サンチュ、コスレタス、ベビーリーフなどのレタス類が挙げられる。植物Xはまた、ルッコラ、バジル等のハーブ類、キャベツ、トレビス、ハクサイ等の結球野菜、ナス、キュウリ、トマト等の果菜類、ニンジンやダイコンなどの根菜類、さらにはコマツナ、ホウレンソウ、春菊、ステビアなどの葉菜類、カリフラワー、ブロッコリー、菜の花、アーティチョークなどの花菜類、その他花卉類等から選択されるいずれかであってもよい。 The plant X of the above-described embodiment was leaf lettuce, but in other embodiments, the plant X may be another plant of the Asteraceae family. For example, lettuce such as head lettuce, saladana, stem lettuce, santu, cos lettuce, baby leaf and the like can be mentioned. Plant X also includes herbs such as arugula and basil, headed vegetables such as cabbage, trevis and Chinese cabbage, fruit vegetables such as eggplant, cucumber and tomato, root vegetables such as carrots and radishes, as well as komatsuna, spinach, spring chrysanthemum and stevia. It may be any one selected from leafy vegetables such as cauliflower, broccoli, rape blossoms, Chinese cabbage such as artichoke, and other flowers.

上述した実施形態の植物育成システム100は、光照射装置14を用いた完全人工環境で植物Xを育成するものであったが、他の実施形態の植物育成装置100は、太陽光を利用した半人工環境で植物を育成するものであってもよい。このような実施形態では、検知部23は、日の出から次の日没までの時間帯(すなわち昼)を“明期”として検知し、日没から次の日の出までの時間帯を“暗期”として検知するように構成されてもよい。 The plant growing system 100 of the above-described embodiment grows the plant X in a completely artificial environment using the light irradiation device 14, whereas the plant growing device 100 of the other embodiment is a half using sunlight. It may grow plants in an artificial environment. In such an embodiment, the detection unit 23 detects the time zone from sunrise to the next sunset (that is, noon) as the "light period", and the time zone from sunset to the next sunrise is the "dark period". It may be configured to detect as.

上述した実施形態では、光照射装置14の照明を点灯している時間帯を“明期”とし、光照射装置14の照明を消灯している時間帯を“暗期”としたが、これに限定されない。例えば、光照射装置14から照射される光の光量を調整して、所定の光量以上の光を照射する時間帯と、所定の光量未満の光を照射する時間帯とを繰り返して植物Xを育成する場合には、検知部23は、所定の光量以上の光を照射している時間帯を“明期”として検知し、所定の光量未満の光を照射している時間帯を“暗期”として検知するようにこうせいされてもよい。 In the above-described embodiment, the time zone in which the light of the light irradiation device 14 is turned on is defined as the "light period", and the time zone in which the light of the light irradiation device 14 is turned off is defined as the "dark period". Not limited. For example, the amount of light emitted from the light irradiation device 14 is adjusted, and the time zone for irradiating light equal to or more than a predetermined amount and the time zone for irradiating light less than a predetermined amount are repeated to grow plant X. In this case, the detection unit 23 detects a time zone in which light equal to or greater than a predetermined amount is irradiated as a "light period", and a time zone in which light less than a predetermined amount of light is irradiated is a "dark period". It may be urged to detect as.

上述した検知部23は、時間帯または時刻により明期および暗期を検知するものであったがこれに限定されない。
例えば、育成室10内に設けた照度センサ等のセンサにより取得される育成室10内の照度に基づいて、明期および暗期を検知するものであってもよい。このようなものであれば、育成室10内の照度が所定の値以上である場合には明期として検知し、所定の値未満である場合には暗期として検知してもよい。
あるいは、検知部23は、葉温取得部24が取得した葉温情報が示す葉温に基づいて、明期および暗期を検知するものであってもよい。このようなものである場合、葉温が所定の値以上変化したことにより、育成室10内の明期と暗期とが切り替わったことを検知するものであってもよい。
The detection unit 23 described above detects the light period and the dark period according to the time zone or time, but is not limited to this.
For example, the light period and the dark period may be detected based on the illuminance in the growing room 10 acquired by a sensor such as an illuminance sensor provided in the growing room 10. In such a case, if the illuminance in the growing chamber 10 is equal to or more than a predetermined value, it may be detected as a light period, and if it is less than a predetermined value, it may be detected as a dark period.
Alternatively, the detection unit 23 may detect the light period and the dark period based on the leaf temperature indicated by the leaf temperature information acquired by the leaf temperature acquisition unit 24. In such a case, it may be detected that the light period and the dark period in the growing room 10 are switched due to the change of the leaf temperature by a predetermined value or more.

上述した実施形態の放射温度計10は、植物Xの育成期間のうち発芽〜収穫の期間において植物Xの葉温を連続的に測定するものであったが、所定の時間間隔を空けて断続的に葉温を測定するように構成されていてもよい。 The radiation thermometer 10 of the above-described embodiment continuously measures the leaf temperature of the plant X during the germination-harvest period of the growing period of the plant X, but intermittently at predetermined time intervals. It may be configured to measure leaf temperature.

上述した植物育成システム100では、空調装置18により供給される空気の温度、湿度、風量を制御することにより、育成室10内の育成環境を制御するものであったが、これに限定されない。他の実施形態では、COを収容するボンベを、供給配管を介して空調装置18の送風ダクトに接続し、所望の量のCOを送風ダクトから育成室10内に供給するようにしてもよい。この場合、信号により開度を調整できる電磁弁を供給配管に設け、制御部26から送信される制御信号により当該電磁弁の開度を調整し、育成室10内に供給されるCO量を制御してもよい。 In the above-mentioned plant growing system 100, the growing environment in the growing room 10 is controlled by controlling the temperature, humidity, and air volume of the air supplied by the air conditioner 18, but the present invention is not limited to this. In another embodiment, a cylinder accommodating CO 2 may be connected to the air duct of the air conditioner 18 via a supply pipe, and a desired amount of CO 2 may be supplied from the air duct into the growing chamber 10. Good. In this case, a solenoid valve whose opening degree can be adjusted by a signal is provided in the supply pipe, the opening degree of the solenoid valve is adjusted by a control signal transmitted from the control unit 26, and the amount of CO 2 supplied into the growing chamber 10 is adjusted. It may be controlled.

他の実施形態の植物育成システム100は、養液槽16に養液を供給し、かつ循環させる養液供給装置をさらに備えていてもよい。この場合、養液供給装置は、所定の成分、成分濃度、溶存酸素濃度、pHおよび液温に調整された養液を、所望の流量で養液槽16に供給できるように構成されていてもよい。養液槽16には、循環する養液のpHを計測するpH計と電気伝導度を計測する電気伝導度計が設けられており、計測したpHおよび電気伝導度のいずれかが所定の範囲から外れた場合には、自動追肥装置によりpHおよび電気伝導度が所定の範囲内に戻されるように構成されていることが好ましい。
具体的には、養液槽16中のpHが設定範囲から外れた場合には、pH調整剤(アップ剤あるいはダウン剤)を添加して設定範囲に戻るように構成されるのが好ましい。
養液槽16中のECが設定値よりも低下した場合には、設定濃度の100倍程度の濃度の濃縮養液を添加することで、設定範囲に戻るように構成されるのが好ましい。
The plant growing system 100 of another embodiment may further include a nutrient solution supply device that supplies and circulates the nutrient solution to the nutrient solution tank 16. In this case, even if the nutrient solution supply device is configured to supply the nutrient solution adjusted to a predetermined component, component concentration, dissolved oxygen concentration, pH and liquid temperature to the nutrient solution tank 16 at a desired flow rate. Good. The nutrient solution tank 16 is provided with a pH meter for measuring the pH of the circulating nutrient solution and an electric conductivity meter for measuring the electrical conductivity, and either the measured pH or the electrical conductivity is within a predetermined range. If it comes off, it is preferable that the pH and electrical conductivity are returned to the predetermined ranges by the automatic topdressing device.
Specifically, when the pH in the nutrient solution tank 16 deviates from the set range, it is preferable to add a pH adjuster (up agent or down agent) so as to return to the set range.
When the EC in the nutrient solution tank 16 is lower than the set value, it is preferable to add a concentrated nutrient solution having a concentration of about 100 times the set concentration so as to return to the set range.

養液供給装置の具体的な構成として、養液を貯蓄する養液貯蓄タンクと、養液貯蓄タンクと養液槽16の一端開口とを接続する養液導入管と、養液槽16の他端開口と養液貯蓄タンクとを接続する養液導出管と、養液導入管を介して養液槽16に所定量の養液を圧送する圧送ポンプとを備えることが好ましい。 As a specific configuration of the nutrient solution supply device, a nutrient solution storage tank for storing nutrient solution, a nutrient solution introduction pipe connecting the nutrient solution storage tank and one end opening of the nutrient solution tank 16, the nutrient solution tank 16 and others. It is preferable to provide a nutrient solution outlet pipe that connects the end opening and the nutrient solution storage tank, and a pressure feed pump that pumps a predetermined amount of nutrient solution to the nutrient solution tank 16 via the nutrient solution introduction pipe.

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

本発明の適用性を確証するため、以下のようにしてラボ実験を実施した。 In order to confirm the applicability of the present invention, laboratory experiments were carried out as follows.

<材料および方法>
育成する植物として、食用植物であるリーフレタスの品種である“グリーンウェーブ”を用いた。人工光を用いた完全人工環境で水耕栽培が可能な育成チャンバーを4つ(チャンバーA〜D)用意し、各チャンバー内の設定温度を異なる温度にしてリーフレタスを1つずつ栽培し、これを9回実施した(すなわち、36個のリーフレタスを栽培した)。育成チャンバーA〜Dの設定温度は、1〜3回目は[A:15℃、B:20℃、C:25℃、D:30℃]とし、4〜9回目は[A:19℃、B:22℃、C:25℃、D:28℃]とした。
<Materials and methods>
As a plant to be cultivated, "Green Wave", which is a variety of leaf lettuce, which is an edible plant, was used. Four breeding chambers (chambers A to D) that can be hydroponically cultivated in a completely artificial environment using artificial light are prepared, and leaf lettuce is cultivated one by one at different set temperatures in each chamber. Was carried out 9 times (that is, 36 leaf lettuce were cultivated). The set temperatures of the growing chambers A to D were [A: 15 ° C., B: 20 ° C., C: 25 ° C., D: 30 ° C.] for the 1st to 3rd times, and [A: 19 ° C., B] for the 4th to 9th times. : 22 ° C., C: 25 ° C., D: 28 ° C.].

リーフレタスへの人工光の照射は、チャンバーの上部に設けたLED照明(エスペックミック社製,EM1134660)により行った。リーフレタスの育成期間中、午前6:00〜午後10:00の時間帯は照明を点灯(明期)し、午後10:00〜翌午前6:00の間は照明を消灯(暗期)した。 The leaf lettuce was irradiated with artificial light by LED lighting (EM11346660 manufactured by Especmic Co., Ltd.) provided in the upper part of the chamber. During the leaf lettuce growing period, the lights were turned on (light period) from 6:00 am to 10:00 pm, and turned off (dark period) from 10:00 pm to 6:00 am the next day. ..

リーフレタスの育成環境のうち、養液槽に供給する養液の成分、濃度、pH、濃度および流量、チャンバーに供給するCO濃度は、全ての育成チャンバーにおいて同条件とし、具体的には以下のように設定した。
・養液の成分:大塚A処方(OATアグリオ株式会社)
・養液の濃度:EC 2.0±0.2dS/m
・養液のpH:5.5−6.5
・養液の温度:約20℃
・養液の流量:ポンプ流量 約1000リットル/時間
・供給する空気のCO濃度:約400ppm
Of the leaf lettuce growing environment, the components, concentration, pH, concentration and flow rate of the nutrient solution supplied to the nutrient solution tank, and the CO 2 concentration supplied to the chambers are the same conditions in all the growing chambers. I set it like this.
・ Ingredients of nutrient solution: Otsuka A prescription (OAT Agrio Co., Ltd.)
-Concentration of nutrient solution: EC 2.0 ± 0.2 dS / m
-The pH of the nutrient solution: 5.5-6.5
・ Temperature of nutrient solution: Approximately 20 ℃
・ Flow rate of nutrient solution: Pump flow rate Approximately 1000 liters / hour ・ CO 2 concentration of supplied air: Approximately 400 ppm

育成チャンバーの上部に放射温度計(株式会社堀場製作所製 非接触温度センサ IT−450S)を設け、育成期間中のリーフレタスの葉温を連続的に測定しプロットした。
育成チャンバーA〜Dの設定温度を[A:15℃、B:20℃、C:25℃、D:30℃]とした場合における葉温の測定結果の一つを、図4に示す。
A radiation thermometer (non-contact temperature sensor IT-450S manufactured by HORIBA, Ltd.) was installed at the top of the growing chamber, and the leaf temperature of leaf lettuce during the growing period was continuously measured and plotted.
FIG. 4 shows one of the measurement results of the leaf temperature when the set temperatures of the growing chambers A to D were set to [A: 15 ° C., B: 20 ° C., C: 25 ° C., D: 30 ° C.].

育成チャンバーの養液槽上の育苗トレイにリーフレタスの種を置いた後、14日後にリーフレタスを収穫した。そして収穫したリーフレタスの全体重から根の部分を取り除き、可食部の重さである地上部生体重を測定した。また収穫後、各リーフレタスについて、育成期間中の全ての明期における葉温の平均温度から、全ての暗期における葉温の平均温度を引いて、昼夜間温度差を算出した。このようにして栽培した各リーフレタスの昼夜間温度差および地上部生体重をプロットしたものを、図5に示す。 After placing the leaf lettuce seeds on the seedling raising tray on the nutrient solution tank of the growing chamber, the leaf lettuce was harvested 14 days later. Then, the root part was removed from the total weight of the harvested leaf lettuce, and the above-ground body weight, which is the weight of the edible part, was measured. After harvesting, the temperature difference between day and night was calculated by subtracting the average temperature of leaf temperature in all dark periods from the average temperature of leaf temperature in all light periods during the growing period for each leaf lettuce. FIG. 5 shows a plot of the day / night temperature difference and the above-ground body weight of each leaf lettuce cultivated in this manner.

<結果および考察>
(チャンバー内設定温度と葉温との関係について)
図4に一例を示すように、育成チャンバーA〜Dの設定温度を[A:15℃、B:20℃、C:25℃、D:30℃]とした測定では、チャンバーAおよびDにおける葉温の変化の挙動と、チャンバーBおよびCにおける葉温の変化の挙動とは異なるものとなった。
具体的には、図4の四角の点線で囲んでいる部分に顕著に示されるように、チャンバーAおよびチャンバーDでは、明期から暗期に切り替わった直後に葉温が低下し、暗期から明期に切り替わった直後に葉温が上昇した。また、明期における葉温は、暗期における葉温よりも概ね高くなった。これに対して、チャンバーBおよびチャンバーCでは、明期から暗期に切り替わった直後に葉温が上昇し、暗期から明期に切り替わった直後に葉温が低下した。また、明期における葉温は、暗期における葉温よりも概ね低くなった。
同様の傾向は、育成チャンバーA〜Dの設定温度を[A:15℃、B:20℃、C:25℃、D:30℃]とした他の例においても見られた。
<Results and discussion>
(Relationship between the set temperature in the chamber and the leaf temperature)
As shown in FIG. 4, in the measurement in which the set temperatures of the growing chambers A to D were [A: 15 ° C., B: 20 ° C., C: 25 ° C., D: 30 ° C.], the leaves in the chambers A and D were measured. The behavior of the temperature change and the behavior of the leaf temperature change in chambers B and C were different.
Specifically, in chamber A and chamber D, the leaf temperature drops immediately after switching from the light period to the dark period, and the leaf temperature decreases from the dark period, as is clearly shown in the portion surrounded by the dotted line in the square in FIG. The leaf temperature rose immediately after switching to the light period. In addition, the leaf temperature in the light period was generally higher than that in the dark period. On the other hand, in chambers B and C, the leaf temperature increased immediately after switching from the light period to the dark period, and decreased immediately after switching from the dark period to the light period. In addition, the leaf temperature in the light period was generally lower than the leaf temperature in the dark period.
The same tendency was also seen in other examples in which the set temperatures of the growing chambers A to D were set to [A: 15 ° C., B: 20 ° C., C: 25 ° C., D: 30 ° C.].

(昼夜間温度と地上部生体重との関係について)
図5に示すように、昼夜間温度差が0℃以下であるリーフレタス、すなわち育成期間中の暗期の葉温の平均温度が明期の葉温の平均温度以上であるリーフレタスは、昼夜間温度差が0℃を超えるリーフレタス、すなわち育成期間中の暗期の葉温の平均温度が明期の葉温の平均温度未満であるリーフレタスと比較して、地上部生体重が総じて大きくなる傾向があることが分かった。
(Relationship between day and night temperature and above-ground body weight)
As shown in FIG. 5, leaf lettuce having a day / night temperature difference of 0 ° C. or less, that is, leaf lettuce in which the average temperature of leaf temperature in the dark period during the growing period is equal to or higher than the average temperature of leaf temperature in the light period, is day and night. Compared to leaf lettuce with a temperature difference of more than 0 ° C, that is, leaf lettuce in which the average temperature of leaf temperature in the dark period during the growing period is less than the average temperature of leaf temperature in the light period, the above-ground body weight is generally larger. It turns out that there is a tendency to become.

以上のことより、育成期間中における暗期の葉温の平均温度を明期の葉温の平均温度以上にすることで、リーフレタスの成長度を高められることを確認できた。 From the above, it was confirmed that the degree of growth of leaf lettuce can be increased by setting the average temperature of the leaf temperature in the dark period during the growing period to be equal to or higher than the average temperature of the leaf temperature in the light period.

100・・・植物育成システム
X・・・植物
10・・・育成室
12・・・放射温度計
20・・・制御装置
26・・・制御部
100 ... Plant growing system X ... Plant 10 ... Growing room 12 ... Radiation thermometer 20 ... Control device 26 ... Control unit

Claims (7)

明期と暗期とが交互に繰り返される育成環境下において植物を育成する植物育成システムであって、
前記植物の葉温を測定する放射温度計と、
前記測定した葉温に基づいて前記植物の育成環境を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記暗期の一部期間または全期間における前記葉温の平均温度が、前記明期の一部期間または全期間における前記葉温の平均温度以上となるように、前記植物の育成環境を制御することを特徴とする植物育成システム。
It is a plant growing system that grows plants in a growing environment where light and dark periods are repeated alternately.
A radiation thermometer that measures the leaf temperature of the plant,
It is provided with a control unit that controls the growing environment of the plant based on the measured leaf temperature.
The control unit controls the plant so that the average temperature of the leaf temperature during a part or all of the dark period is equal to or higher than the average temperature of the leaf temperature during a part or all of the light period. A plant growing system characterized by controlling the growing environment.
前記育成環境は、前記植物を育成する雰囲気の温度若しくは湿度、前記植物に供給される養液の成分、濃度、pH若しくは液温、前記植物に照射する光の照度若しくは波長、前記植物に供給される二酸化炭素の濃度若しくは供給量、又は前記植物に供給される風量から選択される一つまたは複数である、請求項1記載の植物育成システム。 The growing environment is the temperature or humidity of the atmosphere in which the plant is grown, the component, concentration, pH or liquid temperature of the nutrient solution supplied to the plant, the illuminance or wavelength of the light irradiating the plant, and the plant being supplied. The plant growing system according to claim 1, wherein the plant growing system is one or more selected from the concentration or supply amount of carbon dioxide, or the air volume supplied to the plant. 前記植物はC植物である請求項1又は2記載の植物育成システム。 It said plant plant growing system according to claim 1 or 2 wherein the C 3 plants. 前記植物は葉物野菜である請求項1〜3のいずれか記載の植物育成システム。 The plant growing system according to any one of claims 1 to 3, wherein the plant is a leafy vegetable. 前記育成環境は前記植物を育成する雰囲気の温度であり、前記雰囲気の平均温度を19℃以上25℃以下に制御する請求項4記載の植物育成システム。 The plant growing system according to claim 4, wherein the growing environment is the temperature of an atmosphere in which the plant is grown, and the average temperature of the atmosphere is controlled to 19 ° C. or higher and 25 ° C. or lower. 明期と暗期とが交互に繰り返される育成環境下において植物を育成する植物育成方法であって、
放射温度計を用いて前記植物の葉温を測定し、
前記暗期の一部期間または全期間における前記葉温の平均温度が、前記明期の一部期間または全期間における前記葉温の平均温度以上となるように、前記植物の育成環境を制御することを特徴とする植物育成方法。
It is a plant growing method that grows plants in a growing environment where light and dark periods are repeated alternately.
The leaf temperature of the plant was measured using a radiation thermometer.
The growing environment of the plant is controlled so that the average temperature of the leaf temperature during a part or all of the dark period is equal to or higher than the average temperature of the leaf temperature during a part or all of the light period. A plant growing method characterized by this.
植物の葉温を測定する放射温度計を備え、明期と暗期とが交互に繰り返される育成環境下において前記植物を育成する植物育成システムに用いられるものであって、
前記測定した葉温に基づき、前記暗期の一部期間または全期間における前記葉温の平均温度が、前記明期の一部期間または全期間における前記葉温の平均温度以上となるように、前記植物の育成環境を制御する制御部としての機能をコンピュータに発揮させることを特徴とする植物育成システム用プログラム。
It is equipped with a radiation thermometer that measures the leaf temperature of a plant, and is used in a plant growing system that grows the plant in a growing environment in which light and dark periods are repeated alternately.
Based on the measured leaf temperature, the average temperature of the leaf temperature during a part or all of the dark period is equal to or higher than the average temperature of the leaf temperature during a part or all of the light period. A program for a plant growing system, characterized in that a computer exerts a function as a control unit that controls the growing environment of the plant.
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