JP7008423B2 - 栽培環境制御システム、栽培システム、栽培環境制御方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、栽培環境制御システム、栽培システム、栽培環境制御方法、及びプログラムに関する。

従来、自然環境の二酸化炭素濃度以上に二酸化炭素濃度を高めた環境のもとで植物を栽培することは、それにより得られる作物の品質向上及び生産性向上の観点から有効であることが知られている（特許文献１参照）。
露地栽培の植物に二酸化炭素を施用しようとしても、植物が吸収する量に比べて二酸化炭素が拡散する量の方が多くなる。栽培施設内で植物を栽培して二酸化炭素を施用すれば、二酸化炭素が拡散しにくくなる。ただし、栽培施設の内部温度が日射等の影響により上昇することがある。これを避けるために、栽培施設に外気を入れて温度を調整すると、施用するための二酸化炭素が栽培施設から流出することが懸念される。このように、自然環境の二酸化炭素濃度より高い二酸化炭素濃度の環境で植物を栽培することは容易ではない。
ところで、蜂等の生物を利用して、栽培対象の植物の受粉を促進させる栽培方法が知られている。

特開平８－６６１２６号公報

しかしながら、植物の種類によって、植物の成長過程の内、受粉に適した段階と二酸化炭素を施用すべき段階とが重なるものが有る。このような植物の栽培に関し、受粉の促進と二酸化炭素の施用をより効率よく実施することが必要とされる。

本発明が解決しようとする課題は、対象の植物の受粉の促進と二酸化炭素の施用をより効率よく両立することができる栽培環境制御システム、栽培システム、栽培環境制御方法、及びプログラムを提供することにある。

（１）本発明の一態様の栽培環境制御システムは、栽培施設において、植物を栽培するための環境を制御する栽培環境制御システムであって、前記植物の栽培床を囲むように配置された局所区画形成手段の内側に前記植物を栽培するための局所区画が形成され、前記局所区画内に二酸化炭素を供給して、前記局所区画内の二酸化炭素濃度を調整するＣＯ２濃度調整手段と、前記栽培施設の内部であり、かつ前記局所区画の外側に他家受粉のための虫が配置され、推定される前記虫が活動する時間をさけて前記二酸化炭素を施用するように前記ＣＯ２濃度調整手段を制御することで、前記虫による受粉に影響を与えないように前記環境を制御する制御部と、を備え、前記植物としてイチゴを栽培する場合に、同時期に前記虫による前記他家受粉と、前記ＣＯ２濃度調整手段による前記二酸化炭素の施用とを実施する栽培環境制御システムである。
本発明の一態様の栽培環境制御システムにおいて、前記二酸化炭素を施用する時間帯には、夕方が含まれる。

（２）本発明の一態様の栽培環境制御システムにおいて、前記二酸化炭素を施用する時間帯は、日射が有る時間帯又は補光中の期間が含まれる。

（３）本発明の一態様の栽培環境制御システムにおいて、前記制御部は、前記栽培施設の外気温度又は前記栽培施設内の温度に基づいて前記虫の活動が推定されて、前記推定の結果に基づいて予め決定された制御のスケジュールにおける時間帯をさけて前記二酸化炭素を施用する。

（４）本発明の一態様の栽培環境制御システムにおいて、前記制御部は、前記虫による受粉活動に影響を与える二酸化炭素濃度より前記栽培施設内の二酸化炭素濃度が低くなるように前記二酸化炭素を施用する。

（５）本発明の一態様の栽培環境制御システムにおいて、前記制御部は、前記栽培施設内に外気の流入を許可する状態にある場合には、前記局所区画に対する二酸化炭素の施用を停止する。

（６）本発明の一態様の栽培環境制御システムにおいて、前記局所区画内の二酸化炭素濃度の変動範囲は、前記植物の生理又は前記虫の生理に基づいて決定される。

（７）本発明の一態様の栽培システムは、栽培施設において、植物を栽培するための栽培システムであって、前記植物の栽培床を囲むように配置され、前記植物を栽培する環境が調整される局所区画を内側に形成する局所区画形成手段と、前記局所区画内に二酸化炭素を供給して、前記局所区画内の二酸化炭素濃度を調整するＣＯ２濃度調整手段と、前記栽培施設の内部であり、かつ前記局所区画の外側に他家受粉のための虫が配置され、推定される前記虫が活動する時間をさけて前記二酸化炭素を施用するように前記ＣＯ２濃度調整手段を制御することで、前記虫による受粉に影響を与えないように前記環境を制御する制御部と、を備え、前記植物としてイチゴを栽培する場合に、同時期に前記虫による前記他家受粉と、前記ＣＯ２濃度調整手段による前記二酸化炭素の施用とを実施する栽培システムである。

（８）本発明の一態様の栽培システムにおいて、前記局所区画形成手段は、前記植物の丈に基づいて決定された高さの局所区画壁を含む。

（９）本発明の一態様の栽培システムにおいて、前記局所区画形成手段は、前記局所区画を閉じる可動蓋を有する。

（１０）本発明の一態様の栽培システムにおいて、栽培施設において、植物を栽培するための環境を制御する栽培環境制御方法であって、前記植物の栽培床を囲むように配置された局所区画形成手段の内側に前記植物を栽培するための局所区画が形成され、前記局所区画内に二酸化炭素を供給して、前記局所区画内の二酸化炭素濃度をＣＯ２濃度調整手段に調整させて、前記栽培施設の内部であり、かつ前記局所区画の外側に他家受粉のための虫が配置され、推定される前記虫が活動する時間をさけて前記二酸化炭素を施用するように前記ＣＯ２濃度調整手段を制御することで、前記虫による受粉に影響を与えないように前記環境を制御して、前記植物としてイチゴを栽培する場合に、同時期に前記虫による前記他家受粉と、前記ＣＯ２濃度調整手段による前記二酸化炭素の施用とを実施する栽培環境制御方法である。

（１１）本発明の一態様は、栽培施設において、植物を栽培するための環境を制御するコンピュータに、前記植物の栽培床を囲むように配置された局所区画形成手段の内側に前記植物を栽培するための局所区画が形成され、前記局所区画内に二酸化炭素を供給して、前記局所区画内の二酸化炭素濃度をＣＯ２濃度調整手段に調整させるステップと、前記栽培施設の内部であり、かつ前記局所区画の外側に他家受粉のための虫が配置され、推定される前記虫が活動する時間をさけて前記二酸化炭素を施用するように前記ＣＯ２濃度調整手段を制御することで、前記虫による受粉に影響を与えないように前記環境を制御して、前記植物としてイチゴを栽培する場合に、同時期に前記虫による前記他家受粉と、前記ＣＯ２濃度調整手段による前記二酸化炭素の施用とを実施するステップと、を実行させるためのプログラムである。

本発明によれば、対象の植物の受粉の促進と二酸化炭素の施用をより効率よく両立することができる栽培環境制御システム、栽培システム、栽培環境制御方法、及びプログラムを提供できる。

本発明の第１の実施形態に係る栽培環境制御システムを適用する栽培システムの概要について説明するための図である。 図１に示す栽培システムの立面図である。 実施形態に係る局所区画部を適用した栽培床周りについて説明するための説明図である。 実施形態に係る栽培環境制御システムの構成図である。 実施形態に係る栽培環境制御の手順の一例を示すフローチャートである。 第１の実施形態の変形例その２に係る栽培環境制御の制御条件について説明するための図である。 第１の実施形態の変形例その２に係る栽培環境制御の概要について説明するための図である。 第１の実施形態の変形例その２に係る栽培環境制御の適用例について説明するための図である。 第２の実施形態に係る栽培床周りについて説明するための説明図である。 実施形態に係る栽培環境制御の制御条件について説明するための図である。 第３の実施形態に係る栽培環境制御の制御条件について説明するための図である。 第４の実施形態に係る栽培環境制御の手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態の栽培環境制御システム、栽培システム、栽培環境制御方法、及びプログラムについて、添付図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る栽培環境制御システムを適用する栽培システムの概要について説明するための図である。図２は、図１のＡ－Ａ’面側から見た栽培システムの立面図である。図３は、実施形態に係る局所区画部（後述のタイプ１）を適用した栽培床周りについて説明するための説明図である。図３に示す断面図は、図１と図２に示すＢ－Ｂ’断面の局所区画部を示すものである。

［栽培環境］
・栽培施設
実施形態の栽培施設２は、農業ハウス等とも称され、ビニルシート等の樹脂シートでドーム状にしたものや、ガラス等を枠組したハウス等、植物３を栽培するのに用いられるすべての温室構造体が含まれる。栽培施設２は、内外の温度差があるときに断熱効果をあげるため、樹脂シート又はガラス等により２重に構成されていてもよい。
その内部の植栽区域には、植物３を栽培するための栽培床４が配置される。植栽区域には栽培床４の他に、栽培床４に対して作業者が植物３を栽培するための作業、資材の搬入、収穫物の搬送などを行う通路、並びに作業に利用するための空間等が含まれてもよい。
例えば、栽培施設２は、自然光（太陽光）を利用して、その内部で植物３の栽培を可能とする。なお、栽培施設２は、日照量などを補う補光光源を内部に設けてもよいし、植物工場などのように光源を用いてもよい。

図１に示す栽培施設２は、側壁部２１、２２、２３、２４と、屋根部２５とを有する。側壁部２１、２２、２３、２４を纏めて示す場合には、側壁部２０ということがある。
栽培施設２は、開度を調整可能な開口部を有する。その開口部の開度を調整することで、植栽区域が過度に高温になることを抑制できる。例えば、図１と図２に示す側壁部２３と側壁部２４は、外気を取り入れる開口部２３１、２４１を有する。側壁部２０の面積に対する各開口部の面積の比率に制限はない。開口部２３１、２４１には、窓開閉装置８として構成される窓が設けられている。開口部２３１、２４１は、窓等を利用して閉じることができ、窓を閉じた状態であれば、外部からの外気の流入が制限される。或いは、外部との空気の出入りが制限される。例えば、側壁部２０と開口部２３１、２４１に設けられた窓（窓開閉装置８）は、自然光の透過性がある樹脂シート又はガラス等の部材で形成される。図２に示す窓開閉装置８は、その窓を開いた状態のものであり、窓の開度は適宜調整することができる。
屋根部２５は、同様に自然光の透過性がある部材で形成される。

栽培施設２は、窓開閉装置８によりその開口部２３１、２４１を塞ぐことにより、外気の流入が制限され、その状態で自然光を受けるとその内部の温度が上昇する。例えば、上記の窓開閉装置８による窓の開閉及び開度の調整により、栽培施設の内部の温度を調整することができる。

なお、上記の開口部２３１、２４１の他に、側壁部２１、２２、屋根部２５などに他の開口部を設けて、当該開口部に、当該開口部を塞ぐように不図示の窓開閉装置８を設けてもよい。

さらに、栽培施設２には、栽培床４の上方にカーテン１１を設けてもよい。カーテン１１には、目的により遮蔽用のものと、保温用のものなどが使い分けられる。遮蔽用のカーテン１１は、主に夏季に利用され日射量を調整する目的で利用される。

保温用のカーテン１１は、主に冬季に利用され放射冷却を低減し、栽培施設２の外部との断熱性を高めて、栽培床４周辺を保温する目的で利用される。例えば、保温用のカーテン１１は、補光光源等から発生する熱が植栽区域の暖房としても使用できるように、補光光源及びその下の植物３を栽培している植栽区域を覆うように配置される。例えば、保温用のカーテン１１は、夕方から朝までの間に栽培施設２の外部の温度（以下、外気温ＴＯという。）が過度に低下する際に、保温用のカーテン１１で栽培床４の上部を覆う。これにより、植物３（作物）を外気温ＴＯの過度の低下から守ることができる。又、保温用のカーテン１１によって、栽培施設２におけるその上部の空間（栽培施設２の屋根側）と下部の空間（栽培床４側）との間の直接的な対流を断つことができる。これにより、昼間の外気温ＴＯが低い場合などに、栽培施設２における保温用のカーテン１１より下部の空間の温度の低下を抑制して、後述する受粉手段７０として利用する生物（蜂７１）の活動が活性化するように温度を調整することが容易になる。

・栽培床４を囲む局所区画部（局所区画形成手段）
局所区画部５（局所区画形成手段）は、その栽培施設２の内部に設けられた植物３の栽培床４を囲み、植物３を栽培するための局所区画をその内部に形成する。局所区画部５は、底部５１と、植物３の丈に基づいて決定された高さの局所区画壁５２、５３とを含む。局所区画部５は、底部５１と局所区画壁５２、５３などの局所区画壁とにより容器状に構成されている。なお、底部５１は、その一部又は全部が栽培床４として構成されていてもよい。実施形態では、後述するように植物３に二酸化炭素（以下、ＣＯ２という。）を施用するときがある。
ところで、ＣＯ２とは、空気より比重が重い。容器状に構成された局所区画部５内に、植物３に施用させるためのＣＯ２が溜まることにより、ＣＯ２を栽培床４上に留めておくことができる。

局所区画部５には、栽培床４の上部を開放した開放型と、栽培床４の上部を閉塞可能とする密閉型の何れかを適用できる。例えば、上記の底部５１と局所区画壁５２、５３が設けられることは、開放型と密閉型とに共通する。

なお、図３に示す密閉型の局所区画部５には、栽培床４が配置された局所区画の上部を閉じる可動蓋５４が設けられている。例えば、局所区画部５は、光の一部を透過する膜状部材、又は、虫を遮る程度に細かな網状部材で形成され、前記局所区画のＣＯ２濃度の低減を抑制する。

可動蓋５４は、蓋部開閉駆動部５５によって、その開度が調整される。例えば、可動蓋５４は、膜状部材で構成され、その上端側が局所区画壁５２の上端部に固定され、その下端側に蓋部開閉駆動部５５が設けられている。可動蓋５４を閉鎖した状態で、その下端側が局所区画壁５３の上端部に達し、局所区画壁５３の上端部も含めて栽培床４を覆うように形成されている。また、その下端側が局所区画壁５２の上端部側まで移動することにより、可動蓋５４が開放された状態になるように形成されている。

例えば、蓋部開閉駆動部５５は、可動蓋５４の下端部に沿って延伸する軸と、その軸の中心を基準にして軸を回転させる蓋部開閉駆動部５５（図４）とを備える。蓋部開閉駆動部５５は、その軸の中心を基準にして中心周りに回転させて、膜状部材で構成された可動蓋５４を軸周りに巻き取って、巻き取り量に応じて、可動蓋５４の開度を調整する。なお、可動蓋５４は、後述する蓋部開閉装置５０（図４）に含まれていてもよい。本実施形態では、密閉型の局所区画部５を例示して説明する。

なお、栽培施設２の外部には、栽培施設２の周囲の状況を検出するための各種センサ２４０が設けられている。例えば、その各種センサ２４０は、外気温ＴＯ、湿度（ＨＯ）、ＣＯ２濃度（ＣＯ）、照度（ＬＯ）、風向（ＷＤ）、風速（ＷＳ）、降雨量（Ｒ）などの一部又は全部を検出するものを含む。各種センサ２４０は、検出した物理量又はその物理量に対応する指標を示すデータを出力する。

栽培施設２の内部でかつ局所区画部５の外部には、栽培施設２の内部の状況を検出するための各種センサが設けられている。例えば、その各種センサは、栽培施設２内の温度（以下、栽培施設内温度ＴＨという。）、湿度（ＨＨ）、ＣＯ２濃度（ＣＨ）、照度（ＬＨ）などの一部又は全部を検出し、検出した物理量又はその物理量に対応する指標を示すデータを出力する。

局所区画部５の内部には、局所区画部５の内部の状況を検出するための各種センサが設けられている。例えば、その各種センサは、局所区画部５内の気温（以下、局所区画内温度ＴＬという。）、湿度（ＨＬ）、ＣＯ２濃度（ＣＬ）、照度（ＬＬ）などの一部又は全部を検出し、検出した物理量又はその物理量に対応する指標を示すデータを出力する。

栽培床４には、その地面の温度（以下、単に地面の温度ＴＢという。）を検出するための温度センサ２１４が設けられている。例えば、その温度センサ２１４は、その地面の温度ＴＢを検出し、検出した温度（物理量）又はその温度に対応する指標を示すデータを出力する。

以下の説明では、検出した物理量と、その物理量に対応する指標とを代表して、各種センサが検出した物理量を用いて説明する。各種センサの詳細は個別に後述する。

・受粉手段
栽培施設２の内部には、受粉手段配置部７が設けられている。受粉手段７０は、蜂（ミツバチ等）７１などの生物とその巣箱７２を総称するものである。受粉手段７０は、受粉手段配置部７に配置される。手段配置部７は、栽培施設２の内部であり、かつ局所区画部５により区画された局所区画の外側に設けられる。つまり、受粉手段７０は、栽培施設２の内部であり、かつ局所区画部５により区画された局所区画の外側に配置される。受粉手段７０は、蜂７１等の生物により、局所区画内で栽培されている植物３の受粉を支援する。植物３の生理及び栽培施設２が配置される地点の環境等に合うように、受粉手段７０の生物の種類を選択してもよい。なお、イチゴなどの植物３は、その成長過程の内、受粉に適した段階とＣＯ２を施用すべき段階の時期が重なるものの一例である。イチゴの受粉に適した受粉手段７０として、ミツバチ等の蜂７１が選択される場合がある。イチゴの栽培において、受粉手段７０に蜂７１を選定することにより、受粉の促進とＣＯ２の施用をより効率よく実施することが可能になる。

・ＣＯ２供給装置
ＣＯ２供給装置６は、ＣＯ２の供給元である。ＣＯ２供給装置６は、ＣＯ２を局所区画に供給する。例えば、ＣＯ２供給装置６は、ＣＯ２を密閉容器に封入されたものであってもよく、燃焼、発酵等の方法でＣＯ２を一次的又は２次的に生成するＣＯ２生成施設であってもよい。
なお、本実施形態におけるＣＯ２の施用とは、制御によりＣＯ２供給装置６から供給されるＣＯ２の供給量を調整し、局所区画部５内のＣＯ２濃度（ＣＬ）を、ＣＯ２施用前より高めるようにＣＯ２を供給することをいう。

なお、栽培施設２には、図示しない給水施設、温度湿度調整装置などが設けられている。

図４は、実施形態に係る栽培環境制御システムの構成図である。
栽培環境制御システム１０は、栽培環境制御装置１００と、子局装置２００とを備える。

この図４に示す実施形態の栽培環境制御システム１０は、各種制御対象として、蓋部開閉装置５０と、ＣＯ２供給装置６と、窓開閉装置８と、照明装置９と、カーテン１１とを含む。栽培環境制御装置１００には、蓋部開閉装置５０と、ＣＯ２供給装置６と、窓開閉装置８と、照明装置９と、カーテン１１とが接続されている。

なお、栽培環境制御装置１００は、集中管理センター等に配置される集中管理装置５００にネットワークを介して接続されていてもよい。例えば、集中管理装置５００は、１又は複数の栽培環境制御装置１００を集中管理するためのソフトウエアプログラムをプロセッサにより実行するコンピュータである。栽培環境制御装置１００は、集中管理装置５００からの指示に従い、栽培環境制御のための各種変数を変更してもよい。

栽培環境制御装置１００には、各種センサの情報を収集する子局装置２００と、照度センサ２３０と、各種センサ２４０とが接続されている。上記の各種センサには、温度センサ２１１、２１２、２１３、２１４、ＣＯ２センサ２２０などが含まれる。

温度センサ２１１は、栽培床４に設けられ、地面の温度ＴＢを検出する。温度センサ２１２は、局所区画部５内に設けられ、局所区画内温度ＴＬを検出する。温度センサ２１３は、栽培施設２内であり、かつ、局所区画部５外に設けられ、温栽培施設内温度ＴＨを検出する。温度センサ２１４は、栽培施設２外に設けられ、外気温ＴＯを検出する。

ＣＯ２センサ２２０は、栽培床４より上方で、局所区画部５の局所区画壁５２、５３等の局所区画壁の上端部の高さより低い位置に設けられ、局所区画部５内の植物３の比較的近傍のＣＯ２濃度（ＣＬ）を検出する。

照度センサ２３０は、局所区画部５の比較的近傍で、その局所区画部５の局所区画壁５２、５３等の局所区画壁の上端部より高い位置に設けられ、局所区画部５の照度（ＬＬ）を検出する。なお、照度センサ２３０の位置は、カーテン１１の下側であってもよい。

各種センサ２４０は、栽培環境制御装置１００が栽培環境制御のために用いる各種物理量を検出する。例えば、各種センサ２４０には、湿度、養液温度（水温）、給水量、ｐＨ（水素イオン指数）、ＥＣ（電気伝導度））、外気導入量などを検出するためのセンサが含まれていてもよい。

栽培環境制御装置１００は、ＩＦ部１１０と、通信部１２０と、記憶部１３０と、制御部１４０を備える。
例えば、栽培環境制御装置１００は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read only memory）などの記憶装置（記憶部１３０）と、入出力装置と、インターフェイス部（ＩＦ部１１０、通信部１２０）と、ソフトウエアプログラムを実行するプロセッサ（制御部１４０）などを含む所謂コンピュータであってもよい。

ＩＦ部１１０は、栽培環境制御装置１００の外部装置にあたる子局装置２００と、蓋部開閉装置５０と、ＣＯ２供給装置６と、窓開閉装置８と、照明装置９と、カーテン１１などに接続されている。ＩＦ部１１０は、各外部装置からの情報を取得して、記憶部１３０に書き込むと共に、制御部１４０の制御により各外部装置に対する制御情報を供給する。
各種センサと子局装置２００とＩＦ部１１０とは、有線通信と無線通信のいずれで接続してもよい。さらに、栽培環境制御装置１００側のＩＦ部１１０と各種センサが、直接通信するようしてもよい。

通信部１２０は、制御部１４０の制御により、栽培環境制御装置１００の外部装置にあたるサーバ装置又は端末装置と通信する。例えば、スマートホン、タブレット型装置、パーソナルコンピュータ等は、端末装置の一例である。

記憶部１３０は、栽培施設２に設けられている各種設備に係る情報、各種設備から収集した情報、制御に用いる閾値情報、制御状態などの情報を記憶する。
各種設備に係る情報には、蓋部開閉装置５０と、ＣＯ２供給装置６と、窓開閉装置８と、照明装置９と、カーテン１１と等を含む各種設備の情報が含まれる。

各種設備から収集した情報には、温度センサ２１１、２１２、２１３、２１４によりそれぞれ検出された各温度（ＴＢ、ＴＬ、ＴＨ、ＴＯ）、ＣＯ２センサ２２０により検出されたＣＯ２濃度（ＣＬ）、照度センサ２３０により検出された明るさ（照度（ＬＨ）、日射量）等の検出結果が含まれる。上記の他、各種設備から収集した情報には、不図示の各種センサで検出された湿度、養液温度（水温）、給水量、ｐＨ（水素イオン指数）、ＥＣ（電気伝導度））、外気導入量などが含まれてもよい。
さらに、記憶部１３０は、上記の検出結果の他に、栽培施設２内外の状況の変化、上記の各設備を制御した履歴を記憶する時刻歴情報があり、記憶部１３０は、制御した時刻と関連付けて制御履歴情報を記憶する。

制御部１４０は、予め定められた栽培計画に従い、各種設備から収集された情報に基づいて、栽培施設２に設けられている各種設備を制御する。

例えば、ＣＯ２供給装置６は、不図示のＣＯ２の供給元（ボンベ等）から供給されるＣＯ２の供給量を調整するＣＯ２調整部６１と、ＣＯ２制御部６３とを備える。ＣＯ２供給装置６は、ＣＯ２の供給元を含むものであってもよい。ＣＯ２制御部６３は、制御部１４０の制御により、ＣＯ２調整部６１を制御してＣＯ２を所望の供給量で供給し、また、その供給を中断させる。

ＣＯ２濃度（ＣＬ）は、ＣＯ２センサ２２０によって検出され、制御部１４０により収集される。制御部１４０は、ＣＯ２濃度（ＣＬ）が所望の範囲内に収まるようにＣＯ２供給装置６を制御する。所望のＣＯ２濃度（ＣＬ）の範囲は、植物３の種類等に依存するが、イチゴの場合には、例えば、その範囲が、自然界のＣＯ２濃度より高い数１００ｐｐｍ（ピーピーエム）から数１０００ｐｐｍほどのＣＯ２濃度で施用できるように決定される。より望ましくは、９００ｐｐｍから１２００ｐｐｍを超える所定のＣＯ２濃度で施用できるように決定される。制御部１４０は、ＣＯ２センサ２２０が配置された地点のＣＯ２濃度（ＣＬ）が、植物３の生理と受粉手段７０の生物の生理とに基づいて定める範囲に収まるように、ＣＯ２の供給量を調整する。

例えば、窓開閉装置８は、窓の開閉を駆動する窓開閉駆動部８１と窓開閉制御部８３とを備える。窓開閉装置８は、窓を含むものであってもよい。窓開閉制御部８３は、制御部１４０の制御により、窓開閉駆動部８１を制御して窓の開度を調整して開閉させる。窓の開閉状態は不図示のセンサによって検出されており、窓開閉制御部８３は、検出された窓の開閉状態が所望の状態にあることを検出し、それを制御部１４０に通知する。窓開閉制御部８３は、制御部１４０の制御に加えて、ユーザの操作を受け付けて窓開閉駆動部８１を制御して窓を開閉させてもよい。

制御部１４０は、窓開閉装置８による窓の開閉は、栽培施設２内の通気性を高めるように、或いは、強風時などの場合には栽培施設２内への影響を低減できるように選択してもよい。例えば、窓開閉装置８は、風向（ＷＤ）・風速（ＷＳ）等に基づいて、風上側の窓を閉じて、風下側の窓を開いたり、その開度を調整したりするなどの方法で、窓の選択と開度の調整を実施してもよい。さらに、制御部１４０は、降雨量（Ｒ）に基づいて、窓の選択と開度の調整を実施してもよい。例えば、降雨時の風上側の窓などの開度を調整することで、雨の吹込みを抑制することができる。

例えば、照明装置９は、灯具９１と、照明制御部９３とを備える。照明制御部９３は、制御部１４０から点灯消灯の切り替え時刻に関する情報と現時点の明るさに関する情報が指示される。照明制御部９３は、指示された時刻に関する情報に従って灯具９１の点灯を制御し、調光する。

制御部１４０は、日射量、日照時間の不足を補うように決定した時間に、灯具９１を点灯させるように照明制御部９３を制御してもよく、照度（ＬＨ）に基づいて、灯具９１を調光させるように照明制御部９３を制御してもよい。制御部１４０は、照度センサ２３０により検出した明るさに関する情報を照明装置９に供給する。

カーテン１１は、カーテン本体１２と、カーテン開閉駆動部１３と、カーテン制御部１４とを備える。カーテン制御部１４は、制御部１４０の制御により、カーテン開閉駆動部１３を制御し、カーテン本体１２を開閉させる。

制御部１４０は、保温用又は遮蔽用などの目的により定まる所定の条件により、カーテン１１を開閉させるようにカーテン制御部１４を制御する。

［作用について］
以下、栽培環境制御装置１００による各種制御について順に説明する。

（栽培施設の温度制御）
栽培環境制御装置１００の制御部１４０は、外気温ＴＯと、局所区画内温度ＴＬと、地面の温度ＴＢと、照度（ＬＨ）の何れか又は組み合わせに基づいて、栽培施設内温度ＴＨが所定の許容変動範囲内になるように調整する。栽培施設内温度ＴＨの許容変動範囲は、植物３の生理又は受粉手段７０の生物の生理から導出される値、照度等により決定される。生物の生理に基づいて導出される値とは、例えば、蜂７１が活動（飛行）する適正な温度範囲のことであってもよい。

制御部１４０は、外気温ＴＯ、地面の温度ＴＢの少なくとも何れかに基づいて、局所区画内温度ＴＬを調整する。局所区画内温度ＴＬの許容変動範囲は、植物３の生理により決定される。例えば、植物３を育成するために確保すべき下限温度から上限温度までの温度範囲と、植物３の育成環境として適した温度範囲とに基づいて決定されてもよい。

（ＣＯ２濃度の制御）
栽培環境制御装置１００の制御部１４０は、所定の条件を満たす場合に、ＣＯ２を施用するように制御する。例えば、制御部１４０は、外気温ＴＯと、局所区画内温度ＴＬと、地面の温度ＴＢと、照度（ＬＨ）の何れか又は組み合わせに基づいて判定した結果に基づいて、施用を決定してもよく、特定の時間帯に施用するようにしてもよい。その時間帯には、日射が有る時間帯又は補光中の期間が含まれる。
局所区画部５内に外気が流入する状態にある場合（外温度ＴＯが所定の温度より高い場合等）には、局所区画に対してＣＯ２を施用しても、ＣＯ２濃度を所定の範囲に維持することが困難なことがある。このような場合には、制御部１４０は、効率化の観点によりＣＯ２の施用を停止してもよい。

局所区画部５内のＣＯ２濃度（ＣＬ）の変動範囲は、主に植物３の生理又は受粉手段７０の生物の生理に基づいて決定される。例えば、植物３の生理と、局所区画内温度ＴＬと、地面の温度ＴＢ、照度（ＬＨ）の何れか又は組み合わせや、栽培施設２内のＣＯ２濃度（ＣＯ）と局所区画部５内のＣＯ２濃度（ＣＬ）が受粉手段７０の生物の受粉活動に影響を与えない範囲に基づき決定される。

（光量を補う制御）
例えば、局所区画内には、植物３に照射される光量を補う照明装置９の灯具９１が設けられている。灯具９１は、照射方向が植物３に向くように局所区画壁又は栽培床４の上方に係止されている。なお、灯具９１は、その位置が、植物３の成長に合わせて鉛直方向に調整可能に形成されていてもよい。或いは、鉛直方向に複数の灯具９１が設けられていて、植物３の成長に合わせてそれらが切換えられるようにしてもよい。

植物３の生理に合うように灯具９１による照射量が調整され、制御部１４０は、灯具９１の点灯を制御する。或いは、制御部１４０の制御によらず、照射量を満たすように予め定められた条件で灯具９１の点灯が制御されてもよい。

なお、栽培施設２の温度を調整する期間とＣＯ２濃度を調整する期間とを独立に決定してもよい。

図５は、実施形態に係る栽培環境制御の手順の一例を示すフローチャートである。
まず、制御部１４０は、栽培施設における各種状態を検出し（ＳＡ１０）、各種状態に関するデータを収集する。例えば、各種状態に関するデータには、各種センサの検出対象の状態（検出値）、ＣＯ２供給装置６、窓開閉装置８、蓋部開閉装置５０、照明装置９、カーテン１１などの各種制御対象機器の状態などを示すデータが含まれる。

次に、制御部１４０は、収集したデータに基づいて必要に応じて例外処理を実施する（ＳＡ２０）。例えば、例外処理には、各種条件の設定処理、異常値検出時のアラート処理などが含まれる。その詳細は、後述する。

次に、制御部１４０は、可動蓋５４の開閉制御とＣＯ２供給装置６に関わるＣＯ２施用制御についての処理を進める。

制御部１４０は、局所区画内温度ＴＬが、閾値ＤＴ１より高いか否かを判定する（ＳＡ３０）。例えば、閾値ＤＴ１は摂氏２０度である。

ＳＡ３０の判定により、局所区画内温度ＴＬが、閾値ＤＴ１より高いと判定された場合、制御部１４０は、可動蓋５４を開放するように制御して（ＳＡ４０）、ＣＯ２の施用を停止して（ＳＡ５０）、図に示す一連の処理を終える。例えば、閾値ＤＴ１を摂氏２０度にすることにより、蜂７１が活動する温度範囲の概ね摂氏２０度以上になる場合には、可動蓋５４が開放状態に制御されることから、蜂７１の受粉活動に影響することはない。

ＳＡ３０の判定により、局所区画内温度ＴＬが閾値ＤＴ１以下であると判定された場合、制御部１４０は、局所区画内温度ＴＬが閾値ＤＴ２より高いか否かを判定する（ＳＡ６０）。例えば、閾値ＤＴ２は摂氏１５度である。

ＳＡ６０の判定により、局所区画内温度ＴＬが閾値ＤＴ２より高いと判定された場合、制御部１４０は、局所区画内温度ＴＬに係る制御対象に対する制御状態を保持して、図に示す一連の処理を終える。

ＳＡ６０の判定により、局所区画内温度ＴＬが閾値ＤＴ２以下と判定された場合、制御部１４０は、可動蓋５４（蓋）を閉鎖するように制御する（ＳＡ７０）。

次に、制御部１４０は、局所区画部５内のＣＯ２濃度ＣＬがＣＯ２目標濃度（閾値Ｃ１）より高いか否かを判定する（ＳＡ８０）。例えば、ＣＯ２目標濃度は１２００ｐｐｍである。

ＳＡ８０の判定により、局所区画部５内のＣＯ２濃度ＣＬが閾値Ｃ１より高いと判定された場合、制御部１４０は、ＣＯ２の施用に関するＣＯ２供給装置６の制御状態を保持して、図に示す一連の処理を終える。

ＳＡ８０の判定により、局所区画部５内のＣＯ２濃度ＣＬが閾値Ｃ１以下と判定された場合、制御部１４０は、ＣＯ２を施用するようにＣＯ２供給装置６を制御して（ＳＡ９０）、図に示す一連の処理を終える。例えば、閾値ＤＴ２を摂氏１５度にすることにより、蜂７１が活動を控える温度範囲になるまで局所区画内温度ＴＬが低下した場合には、可動蓋５４が閉鎖状態に制御され、ＣＯ２を施用する。この温度範囲であれば、蜂７１は巣箱７２に戻ることにより、蜂７１の受粉活動に影響することなく、ＣＯ２を施用することができる。

上記の可動蓋５４の開閉制御とＣＯ２供給装置６に関わるＣＯ２施用制御に関する処理によれば、可動蓋５４を閉鎖した後にＣＯ２を施用することができることから、対象の植物３の受粉の促進とＣＯ２の施用をより効率よく両立することができる。

上記の実施形態によれば、栽培環境制御システム１０は、栽培施設２において、植物３を栽培するための環境を制御する。栽培環境制御システム１０におけるＣＯ２濃度調整手段（６）は、植物３の栽培床４を囲むように配置された局所区画部５の内側に植物３を栽培するための局所区画が形成され、局所区画内にＣＯ２を供給して、局所区画内のＣＯ２濃度を調整する。制御部１４０は、栽培施設２の内部であり、かつ局所区画の外側に受粉手段（７０）が配置され、受粉手段（７０）の生物（７１）による受粉に影響を与えないようにＣＯ２濃度調整手段（６）を制御して、ＣＯ２を施用することにより、対象の植物３の受粉の促進とＣＯ２の施用をより効率よく両立することを可能にする。

また、制御部１４０は、受粉手段７０による受粉活動に影響を与えるＣＯ２濃度より前記栽培施設内ＣＯ２濃度が低くなるようにＣＯ２を施用してもよい。特に、実施形態のように栽培施設２の窓を閉鎖してＣＯ２を施用する際に、ＣＯ２の供給量を調整することにより、上記を容易に実現できる。これにより、受粉を促進することができる。
さらに、実施形態のように可動蓋５４を閉鎖してＣＯ２を施用することにより、上記をより容易に実現できる。これにより、受粉を促進することができる。制御部１４０は、受粉手段７０による受粉活動に影響を与えるＣＯ２濃度より局所区画の外側のＣＯ２濃度が低くなるようにＣＯ２を施用してもよい。

また、上記の制御によれば、局所区画内のＣＯ２濃度の変動範囲は、植物３の生理又は受粉手段７０である蜂７１の生理に基づいて決定された制御目標値（例えば、局所区画部５内のＣＯ２濃度ＣＬ）を基準に調整されることから、蜂７１の受粉活動に影響することはない。

栽培施設２において、植物３を栽培するための栽培システム１は、植物３の栽培床４を囲むように配置され、植物３を栽培する環境が調整される局所区画を内側に形成する局所区画部５と、上記の栽培環境制御システム１０とを備えることにより、施用したＣＯ２を栽培床４の周辺に安定して留めることができる。

また、局所区画部５は、植物３の丈に基づいて決定された高さの局所区画壁５２、５３を含むことにより、施用したＣＯ２を栽培床４の周辺に安定して留めることができ、更には、植物３の成長に影響なく、各成長の各過程でそれぞれ必要なＣＯ２の施用を可能にする。

また、局所区画部５は、局所区画を閉じる可動蓋５４を有することにより、局所区画の状態をより安定に維持することができる。

（第１の実施形態の変形例その１）
第１の実施形態では、可動蓋５４の開閉制御とＣＯ２供給装置６に関わるＣＯ２施用制御の事例を中心に説明した。本変形例では、これに、窓開閉装置８による窓の制御を付加する事例について説明する。

制御部１４０は、前述の図５に示した手順と同様の手順に従って窓開閉装置８による窓の制御を実施することにより、栽培施設２内の温度を調整する。

例えば、制御部１４０は、栽培施設内温度ＴＨの検出結果に基づいて、窓開閉装置８により窓の開度を制御する。例えば、栽培施設内温度ＴＨの制御目標を、局所区画内温度ＴＬより数度低く設定する。例えば、その温度差を３度にする。この温度差は一例である。

上記の変形例によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏することの他、栽培施設内温度ＴＨの検出値が、制御目標の温度になるように、制御部１４０が窓の開度を調整することで、栽培施設内温度ＴＨが、局所区画内温度ＴＬに対する温度差を維持して追従する。これにより、栽培施設内温度ＴＨを、局所区画内温度ＴＬを基準に調整することができる。

なお、上記の変形例では、局所区画内温度ＴＬに対する温度差を利用して、栽培施設内温度ＴＨの追従制御を行うものとして説明したが、可動蓋５４を開放する温度を規定する温度条件を、窓開閉装置８の窓、可動蓋５４などの制御に利用してもよい。例えば、栽培施設内温度ＴＨと局所区画内温度ＴＬの双方が閾値ＤＴ１を超えた場合に、可動蓋５４を開放するなどの温度条件を組み合わせて、窓および可動蓋５４の制御を行ってもよい。

なお、ＣＯ２を施用せずに光合成が行われると局所空間のＣＯ２濃度が低下する。これに対し、ＣＯ２を施用する時間帯を、所定量の日射が有る時間帯又は補光中の期間を含むように決定することにより、上記のＣＯ２濃度の低下を抑制すると共に、十分な濃度のＣＯ２を施用することができる。

（第１の実施形態の変形例その２）
第１の実施形態では、各種センサによって検出された状態に基づいて、可動蓋５４の開閉制御とＣＯ２供給装置６に関わるＣＯ２施用の制御を実施する事例を中心に説明した。本変形例では、スケジュール制御を単独で実施する事例について説明する。

図６から図８を参照して、第１実施形態の変形例その２に係る栽培環境制御について説明する。図６は、第１実施形態の変形例その２に係る栽培環境制御の制御条件について説明するための図である。図７は、本変形例に係る栽培環境制御の概要について説明するための図である。図８は、本変形例に係る栽培環境制御の適用例について説明するための図である。

栽培環境制御は、利用する局所区画部５のタイプ（型式）により、適した制御方法を決定する。タイプには、「タイプ１（密閉型用）」、「タイプ２（開放型用）」、「タイプ３（共用）」等が有る。本実施形態では、「タイプ１（密閉型用）」について説明する。「タイプ２（開放型用）」、「タイプ３（共用）」については、後述する。

以下の説明において、１日を朝、昼間（昼）、夕方（夕）、夜間（夜）の４つの時間帯に分けて制御することを前提にした栽培環境制御について説明する。例えば、それぞれの時間帯ごとに固有の制御条件を下記のように決定する。なお、各時間帯のより具体的な時間として一例を示す。例えば、朝を時刻ｔ１からの期間Ｔ１が経過するまで、昼間を時刻ｔ２から夕方になるまで、夕方を時刻ｔ３から期間Ｔ３が経過するまで、夜間を時刻ｔ４から朝になるまでとする。これを冬季に適用すれば、朝を７時からの１時間、昼間を８時から夕方になるまで、夕方を１５時３０分からの１時間、夜間を１６時３０分から朝になるまでとしてもよい。

図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ１）、（ｅ）、（ｆ）に、本実施形態に係る栽培環境制御の制御対象である各項目を示す。
図７（ａ）に示すように、制御部１４０は、窓を、朝と夕方に閉鎖する。昼間と夜間は、窓を、代表点温度 摂氏２０度を閾値（Ｔ１）として開放し、摂氏１５度を閾値（Ｔ２）として閉鎖することで、栽培施設２内の温度を調整する。例えば、冬季の場合には、外気温ＴＯが比較的低いため、窓開閉装置８の窓を閉鎖する時間が長くなる。

図７（ｂ）に示すように、制御部１４０は、局所区画部５を、朝と夕方に閉鎖する。昼間は、局所区画部５を、局所区画部５内の温度に基づいて温度制御する。例えば、代表点温度摂氏２０度を上限の閾値（Ｔ１）として設定し、摂氏１５度を下限の閾値（Ｔ２）として設定する。制御部１４０は、局所区画部５内の温度が上限の閾値（Ｔ１）を上回る場合には局所区画部５を開放し、下限の閾値（Ｔ２）を下回る場合には局所区画部５を閉鎖することで、局所区画部５内の温度を調整する。概ね、局所区画部５は、冬季の夕方から翌日の朝まで閉鎖され、夏季の夜間には開放される。

図７（ｃ）に示すように、制御部１４０は、照明（灯具９１）を、朝と夕方に点灯する。夜間は、照明（灯具９１）を消灯する。制御部１４０は、灯具９１の点灯を、植物３の生理と季節等により定まる所定の条件に従い制御する。例えば、所定の条件とは、昼間に必要とされる光量（照度）、日照時間を確保するように定められた制御状態の切替時間である。制御部１４０は、検出された日射量と予め定められた切替時刻（タイマー）などに基づいて制御する。

図７（ｄ１）に示すように、制御部１４０は、ＣＯ２を、朝と夕方に施用する。本実施形態の局所区画が密閉型であることにより、制御部１４０は、昼間に局所区画が閉鎖されている場合にＣＯ２を施用し、局所区画が開放されている場合にＣＯ２を施用しない。夜間は、ＣＯ２を施用しない。

図７（ｅ）に示すように、制御部１４０は、例えば冬季の場合、保温用のカーテン１１を、朝と昼間に開き、夕方と夜間に閉じる。なお、制御部１４０は、例えば夏季の場合、遮光用のカーテン１１を、夕方から朝までと、昼間の日射量が比較的弱い所定の時間に開き、昼間の日射量が比較的強い所定の時間に閉じるように制御してもよい。

図７（ｆ）に示すように、制御部１４０は、受粉を、朝と夕方に制限する。昼間は、上記の制御により定まる条件で受粉することを許容する。夜間は、蜂７１が飛ばないため受粉は行われない。

上記のように、制御部１４０は、１日を複数の時間帯に分けて、時間帯に適した制御を選択する。

図８に示すように、より具体的な１日の栽培環境制御の適用例について説明する。この図に示すデータは、冬季の或る１日の変化を例示するものである。

前述の図７に示した条件と同様に、制御のための条件（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ１）、（ｅ）、（ｆ）などが設定されている。

ここで、例えば、図８に示すように（ｇ）外気温ＴＯ、（ｈ）栽培施設内温度ＴＨ、（ｉ）局所区画内温度ＴＬをモデル化して、各部に対する制御をシミュレーションする。図８に示す（ｇ）外気温ＴＯによれば、明け方（６時）の摂氏３度から午前１０時に摂氏６度まで上昇し、その後、時間の経過に伴い低下するように決定されている。

１日の気温の変化と日照量の変化とにより、図８に示すように（ｈ）栽培施設２内の温度が変化する。例えば、（ｈ）栽培施設内温度ＴＨは、（ｇ）外気温ＴＯに基づいて決定され、（ｇ）外気温ＴＯに対して、朝と夕方は５度高く、昼間は２０度高く、夜間は３度高いものとして近似されている。

同様に、（ｉ）局所区画内温度ＴＬも変化する。例えば、（ｉ）局所区画内温度ＴＬは、（ｇ）外気温ＴＯに基づいて決定され、（ｇ）外気温ＴＯに対して、朝と夕方は８度高く、昼間は２３度高く、夜間は６度高いものとして近似されている。

上記の温度変化のモデルに従い、１日の栽培環境制御を説明する。
朝の７時からの１時間は、所定の条件に従い制御される。

８時になると、昼間の条件制御の制御状態に遷移する。但し、８時の時点では、外気温ＴＯと局所区画内温度ＴＬがそれぞれの閾値温度より低いことから、窓と局所区画が閉鎖されたまま保持される。照明（灯具９１）は、所定の条件により点灯状態が制御されて、その条件による制御状態が夕方まで継続される。上記の通り、局所区画が閉鎖されており、ＣＯ２が施用される状態が継続するとともに、局所区画内には蜂７１が入ることができず受粉が制限される。なお、カーテン１１は、夕方になるまで開放状態のまま保持される。

９時になると、外気温ＴＯと局所区画内温度ＴＬがそれぞれの閾値温度より高くなり、窓と局所区画が開放され、ＣＯ２の施用が中断される。また、局所区画が開放されたため、局所区画内に蜂７１が入ることができるようになり、蜂７１による受粉が行われる。
このモデルでは、外気温ＴＯ、（ｈ）栽培施設２内の温度、（ｉ）局所区画内温度ＴＬが、（ｇ）外気温ＴＯの変化に従い単調に変化するため、夕方になるまで状態の変化はない。

夕方になり、再び所定の条件に従い制御される。例えば、１５時３０分の時点で、窓と局所区画が閉鎖され、照明が点灯され、ＣＯ２が施用され、カーテン１１が閉鎖される。これにより、局所区画内には蜂７１が入ることができず受粉が制限される。

夕方の時間を終えて夜間になると、（ｇ）外気温ＴＯ、（ｈ）栽培施設２内の温度、（ｉ）局所区画内温度ＴＬの何れもが閾値以下になり、窓と局所区画が閉鎖される。照明は時間制御により消灯される。ＣＯ２の施用が時間制御により中断され、カーテン１１が朝まで閉鎖されたまま保持される。これにより、局所区画内には蜂７１が入ることができない状態になるが、蜂７１は、夜間に飛ばないため、受粉が制限された状態になる。
このような状態が、翌日の朝まで継続する。

上記の変形例によれば、スケジュール制御による制御方法によっても、第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。

なお、制御部１４０は、受粉手段７０の蜂７１などによる受粉活動が活性化する時間帯をさけてＣＯ２を施用するように制御することが可能になる。

また、制御部１４０は、栽培施設２内に外気の流入を許可する状態にある場合には、前記局所区画に対するＣＯ２の施用を停止する。

特に、外気温の１日の変化の傾向から受粉手段７０の蜂７１の活動を推定し、その推定結果に基づいた制御のスケジュールを決定して、そのスケジュールに基づいてＣＯ２を施用すること（スケジュール制御）により、蜂７１が活発に行動する時間帯とＣＯ２を施用する時間をずらすことができる。

（第１の実施形態の変形例その３）
第１の実施形態では、各種センサによって検出された状態に基づいて、可動蓋５４の開閉制御とＣＯ２供給装置６に関わるＣＯ２施用の制御を実施する事例を中心に説明した。その変形例その２において、スケジュール制御を単独で実施する事例を中心に説明した。本変形例では、第１の実施形態の事例と、上記の変形例その２のスケジュール制御とを組み合わせた事例について説明する。

制御部１４０は、前述の第１の実施形態と同様の状態に基づく制御に、第１の実施形態の変形例その２にスケジュール制御を組み合わせて実施する。例えば、制御部１４０は、所定の時刻（例えば７時）に可動蓋５４や窓を開放し、それ以降は、検出した温度に基づいて可動蓋５４や窓の状態を制御してもよい。

つまり、上記の変形例その２のスケジュール制御では、昼間の状態の変化を予め推定して、その推定結果に基づいて各装置を制御するという、所謂フィードフォワード制御を適用していた。本変形例の制御では、このフィードフォワード制御を適用した期間の制御を、各種センサにより検出された状態に基づいたフィードバック制御（第１の実施形態参照）を適用するものである。

これにより、栽培施設２内の温度ＨＬ、局所区画内温度ＴＬなどを含めて各種環境の調整の精度を高めることができる。

なお、第１の実施形態と同様の状態に基づく制御と、上記の変形例その２のスケジュール制御とを組み合わせる際に、スケジュール制御を優先してＣＯ２を施用しない時間帯を決定して、蜂７１が活発に行動する時間帯をさけてＣＯ２を施用してもよい。

（第１の実施形態の変形例その４）
本変形例では、第１の所定期間にＣＯ２を供給し、第２の所定期間にＣＯ２の供給を中断するという間欠的な供給方法でＣＯ２を施用する事例について説明する。例えば、本変形例の制御部１４０は、第１の所定期間と第２の所定期間を加えた期間を１周期とし、１周期内の第１の所定期間と第２の所定期間の比率を定めて、定めた比率に従いＣＯ２の供給量を調整する。

上記の変形例によれば、第１の実施形態の温度に基づいて制御する事例のように連続的に供給する方法に比べて、時間当たりの供給量が低減するが、供給量を簡易な方法で調整することができる。

なお、検出した温度に基づいて制御を行う際に、ＣＯ２の施用を間欠運転で制御してもよい。この場合に、その間欠運転の間隔（例えば、繰り返し周期）を短くすることにより、ＣＯ２濃度の変動幅を小さくするとともに、単位な方法でＣＯ２濃度を安定化することが可能になる。

なお、例えば、ＣＯ２の供給時間が一律に定められ、供給を開始した後、上記の供給時間が経過するまで連続して供給することが要求される条件のもとでＣＯ２の供給が制御されていても、図５のＳＡ５０の処理としてＣＯ２の供給を中断することが必要になることが有る。このような場合が生じて、中断するまでに所望の供給時間が確保できないときには、ＣＯ２の供給を断続させないで継続して供給するようにしてもよい。

（第１の実施形態の変形例その５）
第１の実施形態では、温度センサと照度センサによって検出された状態に基づいて、可動蓋５４の開閉制御とＣＯ２供給装置６に関わるＣＯ２施用の制御を実施する事例を中心に説明した。また、その変形例その２において、スケジュール制御を単独で実施する事例を中心に説明した。これに代えて、本変形例では、照度センサ２３０によって検出された状態（栽培施設２内の照度（ＬＨ）の測定値に従って、制御する事例について説明する。

例えば、制御部１４０は、照度センサ２３０の検出結果似基づいて、栽培施設２内の照度（ＬＨ）が所定の明るさに達したら、可動蓋５４や窓を開放し、所定の明るさより低下したら、可動蓋５４や窓を閉鎖するようにしてもよい。
蜂７１の活動量は、日射量が少ない時間帯に低下する。この蜂７１の生理を利用して、制御部１４０は、蜂７１の活動が活性化する日中の時間帯を、照度センサ２３０の検出結果から推定する。つまり、制御部１４０は、照度センサ２３０によって検出された栽培施設２内の照度（ＬＨ）の測定値に従って、ＣＯ２の施用を制御することができる。

この変形例によれば、照度センサ２３０によって検出された栽培施設２内の照度（ＬＨ）の測定値によって、第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。

なお、上記の変形例３のスケジュール制御に代えて、栽培施設２内の照度（ＬＨ）の測定値に基づく制御と、第１実施形態と同様の温度制御とを組み合わせてもよい。

（第２の実施形態）
図７と図９と図１０を参照して、第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、局所区画部の密閉型（タイプ１）を利用する事例を説明した。これに代えて、本実施形態では、開放型（タイプ２）を利用する事例について説明する。

図９は、実施形態に係る局所区画部（タイプ２）を適用した栽培床周りについて説明するための説明図である。図９に示す断面図は、図１と図２に示すＢ－Ｂ’断面の局所区画部を示すものである。

前述の図３に示す局所区画部５が密閉型（タイプ１）であったのに対し、図９に示す局所区画部５は、開放型（タイプ２）である点が異なる。つまり、密閉型（タイプ１）と、開放型（タイプ２）との違いは、開放型（タイプ２）には可動蓋５４がない点である。

図１０は、実施形態に係る栽培環境制御の制御条件について説明するための図である。
窓の制御は、第１の実施形態の変形例その３と同様である。ＣＯ２の施用は、時間帯により決定される制御条件に従い制御する。

図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ２）、（ｅ）、（ｆ）に、本実施形態に係る栽培環境制御の制御対象である各項目を示す。図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｅ）、（ｆ）についての説明は、前述したとおりである。つまり、窓に関する制御は、前述したとおりである。

ＣＯ２の施用に関する制御を、図７（ｄ２）に示す。制御部１４０は、ＣＯ２を、朝から夕方まで施用する。昼間は、ＣＯ２の施用を継続する。つまり、窓の開閉に関係することなく、制御部１４０は、ＣＯ２の施用を継続する。夜間は、ＣＯ２の施用を中断する。

制御部１４０は、窓が開いている間にＣＯ２の施用を実施することになるが、本実施形態の栽培床４は、局所区画部５によって囲われている。その局所区画部５には、可動蓋５４が無くても、それが容器状に形成されており、その内側にＣＯ２を蓄えることができる。

窓が開放されていて強風が吹きこむような状況に無ければ、ＣＯ２を施用する効果を期待することができる。
本実施形態は、第１の実施形態の変形例その３に対する上記の相違点以外は、第１の実施形態及び、その各変形例を適用することができる。

上記の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏することの他、局所区画部５の構成を簡素化することができ、また、ＣＯ２を施用するための制御を簡素化することができる。

（第３の実施形態）
図７と図１１を参照して、第３の実施形態について説明する。第１の実施形態では、タイプ１の密閉型を利用する事例を説明した。第２の実施形態では、タイプ２の開放型を利用する事例を説明した。

ところで、窓が開放された状態にあり、比較的風速が早い風が、栽培施設２内に吹き込むと、特にタイプ２の開放型の場合、局所空間が密閉されていないため、局所空間内に充満させているＣＯ２が拡散することが懸念される。

そこで、本実施形態では、風の影響を条件に加え、局所空間の構成に依存しない制御方法を適用した事例について説明する。

図１１は、実施形態に係る栽培環境制御の制御条件について説明するための図である。
窓の制御は、第１の実施形態の変形例その３と同様である。ＣＯ２の施用は、時間帯により決定される制御条件に従い制御する。

図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ３）、（ｅ）、（ｆ）に、本実施形態に係る栽培環境制御の制御対象である各項目を示す。図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｅ）、（ｆ）についての説明は、前述したとおりである。つまり、窓に関する制御は、前述したとおりである。

ＣＯ２の施用に関する制御を、図７（ｄ３）に示す。制御部１４０は、ＣＯ２を、朝と夕方に施用する。昼間は、窓が閉鎖された場合、つまり外部から栽培施設２内に吹き込む風が無いと見込める場合に、ＣＯ２を施用する。なお、昼間に窓が開かれた場合（開放された場合）には、外部から栽培施設２内に吹き込む風があり得ると見込み、ＣＯ２の施用を中断する。つまり、制御部１４０は、昼間に窓が閉鎖されている状態にあるときに限りＣＯ２を施用する。夜間は、ＣＯ２の施用を中断する。

制御部１４０は、窓が開いている間のＣＯ２の施用を中断する。つまり、ＣＯ２の施用中に風が吹き込む虞が無いため、局所区画部５のタイプに関係なく、施用したＣＯ２をその内側に蓄えることができる。
本実施形態は、第１の実施形態の変形例その３に対する上記の相違点以外は、第１の実施形態及び、その各変形例を適用することができる。

上記の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏することの他、局所区画部５の構成によらず、密閉型と開閉型の局所区画部５を、共通の栽培施設２内に混在させることも可能である。

（第４の実施形態）
図１２を参照して、第４の実施形態について説明する。第１から第３の実施形態では、栽培施設２に対する各種制御における主な制御について説明した。これに加えて実施する処理として、本実施形態では、各実施形態に共通する例外処理の事例について説明する。

図１２は、実施形態に係る栽培環境制御における例外処理の手順を示すフローチャートである。

以下に示す処理は、図５に示す一連の処理の一部（ＳＡ２０）として処理されてもよく、例外処理に係る割込み処理として実行されてもよい。

まず、制御部１４０は、制御条件の変更が必要か否かを判定する（ＳＢ２１）。ＳＢ２１の判定により、制御条件の変更が必要である場合、制御部１４０は、制御条件を変更する（ＳＢ２２）。

ＳＢ２１の判定により、制御条件の変更が必要ではない場合、又は、ＳＢ２２において制御条件の変更を終えた場合、制御部１４０は、検出結果に含まれる異常値を抽出する（ＳＢ２３）。例えば、各種センサや各種制御対象機器のデータを規定外のものと判断すべき所定の判断レベル（異常値）が記憶部１３０に格納されている。制御部１４０は、上記の所定の判断レベルを超えた異常値を示すデータを、各種センサや各種制御対象機器のデータの内から抽出する。

次に、制御部１４０は、抽出された異常値が有るか否かを判定する（ＳＢ２４）。ＳＢ２４の判定により、検出結果に異常値がないと判定した場合、図に示す一連の処理を終えるとともに、次回の処理まで制御状態を保持する。

ＳＢ２４の判定により、検出結果に異常値があると判定した場合、状態を診断して（ＳＢ２５）、診断の結果に応じたフェイルセーフ処理を実施して（ＳＢ２６）、図に示す一連の処理を終えるとともに、次回の処理まで制御状態を保持する。例えば、上記のフェイルセーフ処理とは、異常値を検出した装置を特定し、異常値の内容と対象の装置を通知するアラートを挙げたり、対象の装置を停止又は異常値を回避するように関連する装置を制御したりする処理を含むものであってよい。

なお、その際に、制御部１４０は、異常値を検出したこと、フェイルセーフ処理を実施したことなどを履歴情報として記憶部１３０に記億させてもよい。

上記の実施形態によれば、正常な状態とは異なる異常値が、各種センサのデータから抽出される場合を速やかに検出し、それを管理者等に通知すると共に、そのような状態を回避して所望な状態に回復させるための処理を実施することができる。

（第５の実施形態）
前述の図４を参照して、第５の実施形態について説明する。第１から第４の実施形態では、栽培施設２毎に実施する各種制御について説明した。これに加えて、本実施形態では、集中管理センターＣ等に設けられた集中管理装置５００を利用する処理について説明する。

集中管理装置５００は、外部機関から通報される気象情報等を取得する。気象情報等には、栽培施設２の地方の天候、天気予報、降雨予報などが含まれる。集中管理装置５００は、当該地方の天候、天気予報、降雨予報などの情報を抽出する。

集中管理装置５００は、抽出した上記の情報に基づいて、各栽培施設２の制御を最適化するように、必要な指令、又は、設定値の補正情報を生成し、それを対象の栽培施設２に通知する。

栽培施設２の栽培環境制御システム１０は、上記の通知を受けると、それに従い、所望の時刻の制御が最適なものになるように、各種制御のための変数、閾値などの情報を変更する。

制御部１４０は、上記のように変更された各種制御のための変数、閾値などの情報に基づいて、所望の制御を実施する。

上記の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏することの他、検出された状態に基づいた各種制御を実施する際に、地域の環境の変化に依存するような制御条件を当該制御の判定等に反映することができ、個々の栽培施設２毎の制御をより適したものにして、実施することが可能になる。
さらに、位置情報から算出した緯度経度を基に、日照時間情報を抽出し、各種制御のための変数、閾値などの情報を変更してもよい。

なお、栽培環境制御システム１０を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより栽培環境制御装置１００が所定の処理動作を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、ネットワークや通信回線のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…栽培システム、１０…栽培環境制御システム、２…栽培施設、２１、２２、２３、２４…側壁部、２５…屋根部、３…植物、４…栽培床、５…局所区画部、５０…蓋部開閉装置、５１…底部、５２、５３…局所区画壁、５４…可動蓋、５５…蓋部開閉駆動部、５６…蓋部開閉制御部、６…ＣＯ２供給装置、６２…ＣＯ２供給配管、６３…ＣＯ２制御部、７…受粉手段配置部、７０…受粉手段、７１…蜂、７２…巣箱、８…窓開閉装置、８１…窓開閉駆動部、８３…窓開閉制御部、９…照明装置、９１…灯具、９３…照明制御部、１１…カーテン、１００…栽培環境制御装置、１１０…ＩＦ部、１２０…通信部、１３０…記憶部、１４０…制御部、２００…子局装置、２１１、２１２、２１３…温度センサ、２２０…ＣＯ２センサ、２３０…照度センサ、５００…集中管理装置、Ｃ…集中管理センター、ＧＬ…地面、Ｓ…太陽

Claims (12)

1. 栽培施設において、植物を栽培するための環境を制御する栽培環境制御システムであって、
   前記植物の栽培床を囲むように配置された局所区画形成手段の内側に前記植物を栽培するための局所区画が形成され、前記局所区画内に二酸化炭素を供給して、前記局所区画内の二酸化炭素濃度を調整するＣＯ２濃度調整手段と、
   前記栽培施設の内部であり、かつ前記局所区画の外側に他家受粉のための虫が配置され、推定される前記虫が活動する時間をさけて前記二酸化炭素を施用するように前記ＣＯ２濃度調整手段を制御することで、前記虫による受粉に影響を与えないように前記環境を制御する制御部と、
   を備え、
   前記植物としてイチゴを栽培する場合に、同時期に前記虫による前記他家受粉と、前記ＣＯ２濃度調整手段による前記二酸化炭素の施用とを実施する栽培環境制御システム。
2. 前記二酸化炭素を施用する時間帯には、夕方が含まれる、
   請求項１に記載の栽培環境制御システム。
3. 前記二酸化炭素を施用する時間帯は、日射が有る時間帯又は補光中の期間が含まれる、
   請求項１又は請求項２に記載の栽培環境制御システム。
4. 前記制御部は、
   前記栽培施設の外気温度又は前記栽培施設内の温度に基づいて前記虫の活動が推定されて、前記推定の結果に基づいて予め決定された制御のスケジュールにおける時間帯をさけて前記二酸化炭素を施用する、
   請求項１から請求項３の何れか１項に記載の栽培環境制御システム。
5. 前記制御部は、
   前記虫による受粉活動に影響を与える二酸化炭素濃度より前記栽培施設内の二酸化炭素濃度が低くなるように前記二酸化炭素を施用する、
   請求項１から請求項４の何れか１項に記載の栽培環境制御システム。
6. 前記制御部は、
   前記栽培施設内に外気の流入を許可する状態にある場合には、前記局所区画に対する二酸化炭素の施用を停止する、
   請求項１から請求項５の何れか１項に記載の栽培環境制御システム。
7. 前記局所区画内の二酸化炭素濃度の変動範囲は、前記植物の生理又は前記虫の生理に基づいて決定される、
   請求項１から請求項６の何れか１項に記載の栽培環境制御システム。
8. 栽培施設において、植物を栽培するための栽培システムであって、
   前記植物の栽培床を囲むように配置され、前記植物を栽培する環境が調整される局所区画を内側に形成する局所区画形成手段と、
   前記局所区画内に二酸化炭素を供給して、前記局所区画内の二酸化炭素濃度を調整するＣＯ２濃度調整手段と、
   前記栽培施設の内部であり、かつ前記局所区画の外側に他家受粉のための虫が配置され、推定される前記虫が活動する時間をさけて前記二酸化炭素を施用するように前記ＣＯ２濃度調整手段を制御することで、前記虫による受粉に影響を与えないように前記環境を制御する制御部と、
   を備え、
   前記植物としてイチゴを栽培する場合に、同時期に前記虫による前記他家受粉と、前記ＣＯ２濃度調整手段による前記二酸化炭素の施用とを実施する栽培システム。
9. 前記局所区画形成手段は、
   前記植物の丈に基づいて決定された高さの局所区画壁を含む、
   請求項８に記載の栽培システム。
10. 前記局所区画形成手段は、前記局所区画を閉じる可動蓋を有する、
    請求項８又は請求項９に記載の栽培システム。
11. 栽培施設において、植物を栽培するための環境を制御する栽培環境制御方法であって、
    前記植物の栽培床を囲むように配置された局所区画形成手段の内側に前記植物を栽培するための局所区画が形成され、前記局所区画内に二酸化炭素を供給して、前記局所区画内の二酸化炭素濃度をＣＯ２濃度調整手段に調整させて、
    前記栽培施設の内部であり、かつ前記局所区画の外側に他家受粉のための虫が配置され、推定される前記虫が活動する時間をさけて前記二酸化炭素を施用するように前記ＣＯ２濃度調整手段を制御することで、前記虫による受粉に影響を与えないように前記環境を制御して、
    前記植物としてイチゴを栽培する場合に、同時期に前記虫による前記他家受粉と、前記ＣＯ２濃度調整手段による前記二酸化炭素の施用とを実施する、
    栽培環境制御方法。
12. 栽培施設において、植物を栽培するための環境を制御するコンピュータに、
    前記植物の栽培床を囲むように配置された局所区画形成手段の内側に前記植物を栽培するための局所区画が形成され、前記局所区画内に二酸化炭素を供給して、前記局所区画内の二酸化炭素濃度をＣＯ２濃度調整手段に調整させるステップと、
    前記栽培施設の内部であり、かつ前記局所区画の外側に他家受粉のための虫が配置され、推定される前記虫が活動する時間をさけて前記二酸化炭素を施用するように前記ＣＯ２濃度調整手段を制御することで、前記虫による受粉に影響を与えないように前記環境を制御して、前記植物としてイチゴを栽培する場合に、同時期に前記虫による前記他家受粉と、前記ＣＯ２濃度調整手段による前記二酸化炭素の施用とを実施するステップと、
    を実行させるためのプログラム。

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