JP7215984B2 - 混成栽培システム - Google Patents

Description

本発明は、混成栽培システムに関する。

従来、特許文献１に記載されるようにキノコ栽培室を有するキノコ栽培施設と、植物栽培室を有する園芸施設とを備えるキノコと施設園芸の複合栽培システムが知られている。
上記の複合栽培システムは、送風機と、キノコ栽培室から植物栽培室へ二酸化炭素を供給するダクトと、植物栽培室からキノコ栽培室へ酸素を供給するダクトと、各ダクトを開閉する切換弁と、キノコ栽培室及び植物栽培室の二酸化炭素濃度を検出する二酸化炭素濃度センサと、キノコ栽培室及び植物栽培室の温度を検出する温度センサとを備えている。

複合栽培システムは、二酸化炭素濃度に基づき送風機と切換弁を操作することで、キノコ栽培室から発生した二酸化炭素を植物栽培室に、植物栽培室から発生した酸素をキノコ栽培室に向けて送出する。ここで、キノコ栽培における菌床培養は最適な温度、湿度、二酸化炭素濃度が必要で、特に高湿度を維持することで培養を促進させる。また、植物栽培における光合成は最適な温度、湿度、二酸化炭素濃度が必要で、特に温度、湿度の維持することで、葉の気孔の開口を最適な状態に維持し、二酸化炭素の吸収を促進させ光合成を活性化させる。そのため、キノコ栽培及び植物栽培において、栽培環境を調整するにあたっては二酸化炭素濃度、温度、及び湿度を含む栽培環境情報が必要となる。

特許第３９０６３２２号公報

ところで、上記複合栽培システムでは、キノコ栽培室及び植物栽培室の栽培環境を調整するにあたり、送風機、各ダクト、及び各切換弁等の設備を導入する必要があり、且つ送風機及び各切換弁を動作させるための電力も必要となる。また、植物栽培室にキノコ栽培室から二酸化炭素を送出するにあたり、第１ダクトに二酸化炭素が残存してしまう分だけ植物栽培室に送出される二酸化炭素が少なくなるため、二酸化炭素ガスボンベを導入し、植物栽培室に二酸化炭素を供給することも考えられる。さらに、キノコ栽培室及び植物栽培室が個別に存在するため、二酸化炭素濃度センサ、温度センサ、及び湿度センサを含む検出部を各室それぞれに導入する必要がある。すなわち、上記複合栽培システムでは、キノコ栽培及び植物栽培を実施するにあたりコストがかかる虞がある。

また、上記コストを抑制するためにキノコ栽培及び植物栽培を同室にて実施することが考えられる。キノコ栽培及び植物栽培を同室で実施することによりキノコ栽培により発生する二酸化炭素をより効率良く植物の光合成に利用できる。

ここで、キノコ栽培により発生する二酸化炭素を利用して植物の生育を促すためには、植物に対して光を照射する必要がある。そのため、植物に対して常に光を照射し続けることにより植物の生育を促すことが考えられるが、植物の生育では植物に光が照射されない時間帯も必要となることが知られている。

本発明の目的は、キノコ栽培及び植物栽培にかかるコストを低減しつつ植物の生育を好適に促すことができる混成栽培システムを提供することにある。

上記課題を解決する混成栽培システムは、キノコ栽培及び植物栽培を同じ室内空間で実施する混成栽培システムであって、前記室内空間に設置される多段式の栽培棚と、植物を収容するとともに前記栽培棚に配置される植物栽培容器と、培養段階のキノコを収容するとともに前記栽培棚に配置される菌床と、前記植物栽培容器が配置される前記栽培棚の段に設けられ、前記植物に対して光を照射する照明装置と、前記室内空間の温度を調整するとともに前記室内空間の空気を流動させる空調設備、前記室内空間の湿度を調整する加湿器、前記室内空間と室外との間で空気を給排する換気装置、及び二酸化炭素ガスを供給する二酸化炭素供給装置を含み、前記室内空間の栽培環境を調整する栽培環境調整装置と、前記室内空間の二酸化炭素濃度、温度、及び湿度を含む栽培環境情報を検出する検出部と、前記栽培環境情報に基づき前記栽培環境調整装置を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記栽培棚において、前記植物栽培容器に光が照射される点灯状態と、前記植物栽培容器に光が照射されない消灯状態とが同時に存在するように前記照明装置の点灯と消灯との切り換えを繰り返す。

上記の混成栽培システムにおいて、前記制御装置は、前記栽培棚において、前記植物栽培容器が配置されている前記栽培棚の段の全域に光が照射される前記点灯状態と、前記植物栽培容器が配置されている前記栽培棚の段の全域に光が照射されていない前記消灯状態とが同時に存在するように前記照明装置の点灯と消灯との切り換えを繰り返すことを特徴とするとよい。

上記の混成栽培システムにおいて、前記室内空間には、前記栽培棚が複数設けられ、前記複数の栽培棚は、前記菌床のみが各段に配置されるキノコ栽培棚と、前記植物栽培容器のみが各段に配置される複数の植物栽培棚と、を含み、前記照明装置は、前記植物栽培棚の各段に設けられ、前記制御装置は、前記複数の植物栽培棚において、各段の前記照明装置が全て点灯することにより前記点灯状態となっている第１棚と、各段の前記照明装置が全て消灯することにより前記消灯状態となっている第２棚とが同時に存在するように前記照明装置の点灯と消灯との切り換えを繰り返すとよい。

上記の混成栽培システムにおいて、前記栽培棚は、前記菌床のみが配置されるキノコ栽培段と、前記植物栽培容器のみが配置される複数の植物栽培段と、を含み、前記照明装置は、前記植物栽培段の各段に設けられ、前記制御装置は、複数の前記植物栽培段において、前記点灯状態となっている第１段と、前記消灯状態となっている第２段とが同時に存在するように前記照明装置の点灯と消灯との切り換えを繰り返すとよい。

上記の混成栽培システムにおいて、前記室内空間の空気を、前記植物に対して噴き付ける噴出機構を備え、前記噴出機構は、前記室内空間の空気に含まれる異物を捕捉する濾材を有しているとよい。

この発明によれば、キノコ栽培及び植物栽培にかかるコストを低減しつつ植物の生育を好適に促すことができる。

第１の実施形態における混成栽培システムの全体構成を示す模式図。 反射布を示す模式図。 （ａ），（ｂ）、（ｃ）は、栽培棚の点灯状態と消灯状態とを示した模式図。 第２の実施形態における混成栽培システムの全体構成を示す模式図。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は、栽培棚の点灯状態と消灯状態とを示した模式図。 第３の実施形態における混成栽培システムの全体構成を示す模式図。 反射布を示す模式図。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は、第４の実施形態における栽培棚の点灯状態と消灯状態とを示した模式図。

＜第１の実施形態＞
以下、混成栽培システムを具体化した第１の実施形態を図１～図３にしたがって説明する。

図１に示すように、混成栽培システム１は、キノコ栽培及び植物栽培を実施するシステムである。混成栽培システム１は、キノコ栽培及び植物栽培を同じ室内空間１２で実施している。混成栽培システム１は、混成栽培装置１０を備えている。混成栽培装置１０は、工場１１の室内空間１２に設置される多段式の栽培棚１３を複数備えている。混成栽培装置１０は、植物１５を収容する複数の植物栽培容器１６と、培養段階のキノコを収容する複数の菌床１７とを備えている。植物１５は、例えば葉物野菜や苺などの果実が挙げられる。本実施形態の植物１５は、レタスである。菌床１７は、おがくず等と栄養素とを混ぜて植菌された人工培地をビニール袋に詰めたものである。本実施形態では、キノコは例えば椎茸である。本実施形態において、複数の栽培棚１３は、植物１５を収容する複数の植物栽培容器１６のみが各段に配置される３つの植物栽培棚１３ａと、培養段階のキノコを収容する複数の菌床１７のみが各段に配置される１つのキノコ栽培棚１３ｂと、を含む。なお、複数の栽培棚１３は、各段に植物栽培容器１６もしくは菌床１７が配置される点のみが異なり、その他は全て同じ構成であり、全て５段構成である。また、図示していないが、植物栽培棚１３ａには植物の生育に必要な栄養素を水と共に根から吸収させるための養液供給システムが設置されている。例えば水耕栽培の場合は、植物栽培棚１３ａの各段に養液が流れる栽培槽が其々配置され、栽培槽の中に植物栽培容器１６が納められ、植物１５は栽培槽に満たされた養液から成長に必要な栄養素を水と共に吸収する。

栽培棚１３における上下方向に対して直交する第１方向を栽培棚１３の左右方向とし、栽培棚１３における上下方向に直交し、且つ左右方向に対しても直交する第２方向を栽培棚１３の奥行方向とすると、栽培棚１３の左右方向の長さは、栽培棚１３の奥行方向の長さよりも長くなっている。栽培棚１３における左右方向の両側方、及び栽培棚１３における奥行方向の両側方は開口している。また、複数の栽培棚１３は、栽培棚１３の奥行方向の一方にキノコ栽培棚１３ｂが配置され、複数の植物栽培棚１３ａは、キノコ栽培棚１３ｂを基準として栽培棚１３の奥行方向の他方に向けて並んでいる。

混成栽培装置１０は、植物１５に対して光を照射する照明装置１８を備えている。照明装置１８は、植物栽培棚１３ａの植物栽培容器１６が配置されている各段に設けられている。照明装置１８は、植物１５の上方であって、且つ植物１５に対して上下方向に重なる位置に配置されている。なお、図１では、説明の都合上、栽培棚１３の最も上段である最上段の照明装置１８のみ図示しており、植物栽培棚１３ａにおける最上段以外の各段に配置されている照明装置１８の図示を省略している。照明装置１８は、例えば発光ダイオードや蛍光灯等からなる。本実施形態では、照明装置１８は、柱状の蛍光灯をその長手方向が栽培棚１３の奥行方向と一致するように配置され、複数の蛍光灯を栽培棚１３の左右方向に並設した構成になっている。照明装置１８からは、植物１５の光合成に必要な所定波長の光が植物１５に向けて照射される。

図２に示すように、混成栽培装置１０は、植物栽培棚１３ａの各段に一対の反射板８０を備えている。一対の反射板８０は、植物栽培容器１６が配置されている栽培棚１３の各段において、栽培棚１３の奥行方向の両開口を閉塞するように配置され、照明装置１８から照射される光を植物栽培棚１３ａの各段に向けて反射させる光の反射機能を有している。一対の反射板８０は、照明装置１８における栽培棚１３の奥行方向の両側に位置する部位に取り付けられている。一対の反射板８０は、図２において実線で示すような栽培棚１３の奥行方向の両開口を閉塞した閉塞状態と、図２において二点鎖線で示すような栽培棚１３の奥行方向の両開口を開放した開放状態とを自在に変更できる程度にめくり上げ開放状態で固定することができる薄板である。具体的には、例えば反射板８０には、磁石８１が取り付けられており、反射板８０が開放状態になったときに栽培棚１３の一部に磁石８１が張り付くことにより反射板８０が開放状態で固定される。なお、説明の都合上、図１では一対の反射板８０の図示を省略している。

図１に示すように、工場１１は、二酸化炭素ガスボンベ１１ａを備えている。二酸化炭素ガスボンベ１１ａは、図示しない圧力調整器、制御弁が配置された導入配管１１ｂを介して室内空間１２内に連通している。そして、二酸化炭素ガスボンベ１１ａから導入配管１１ｂを介して室内空間１２内へ二酸化炭素ガスの導入が行われている。よって、室内空間１２内の空気には、二酸化炭素が混合されている。なお、二酸化炭素ガスボンベ１１ａ及び導入配管１１ｂとで、室内空間１２に二酸化炭素ガスを供給する二酸化炭素供給装置１１ｃを構成する。

室内空間１２には、室内空間１２の温度を調整するとともに室内空間１２の空気を流動させる空調設備としての空調装置１２ａと、室内空間１２の湿度を調整する加湿器１２ｂとが設けられている。室内空間１２内は、空調装置１２ａによって温度が調整され、加湿器１２ｂによって湿度が調整されている。空調装置１２ａは、栽培棚１３の奥行方向において、キノコ栽培棚１３ｂとは反対側に配置されている。ここで、キノコの菌糸の培養段階には、菌床１７からは大量の二酸化炭素が発生することが知られている。空調装置１２ａから送り出される風により、菌床１７から発生した二酸化炭素は、室内空間１２に撹拌される。また、工場１１には、室内空間１２と室外との間で空気を給排する換気装置１２ｄが設けられている。換気装置１２ｄは、室内空間１２と室外とを連通するダクトや、ダクトに設けられた送風機を有している。換気装置１２ｄは、送風機が動作することによって室内空間１２の空気を室外に排気したり、室外の空気を室内空間１２に給気したりできる。つまり、換気装置１２ｄは、室内空間１２の換気を行う装置である。ここで、上述した二酸化炭素供給装置１１ｃ、空調装置１２ａ、加湿器１２ｂ、及び換気装置１２ｄは、室内空間１２の栽培環境を調整する栽培環境調整装置を構成している。

工場１１は、室内空間１２の二酸化炭素濃度を検出する二酸化炭素濃度センサ２１と、室内空間１２の温度を検出する温度センサ２２と、室内空間１２の湿度を検出する湿度センサ２３とを備えている。二酸化炭素濃度センサ２１、温度センサ２２、及び湿度センサ２３は、二酸化炭素濃度、温度、及び湿度を含む栽培環境情報を検出する検出部を構成している。なお、図示しないが、二酸化炭素濃度、温度、湿度以外に、栽培環境情報として風速、光強度を含んでいてもよい。また、栽培対象である植物の成育状態やキノコの培養状態などの画像データを栽培環境情報として含んでいてもよい。そのため、栽培環境情報を検出するため、各種センサやカメラなど必要な機材を追加して、栽培環境情報を検出する検出部を構成する場合もある。また、室内空間１２以外にキノコ栽培及び植物栽培に影響を及ぼす屋外に、各種センサやカメラなど必要な機材を追加して、屋外の情報も含めた栽培環境情報を検出する検出部を構成する場合もある。

工場１１は、空調装置１２ａ、加湿器１２ｂ、二酸化炭素供給装置１１ｃ、及び換気装置１２ｄを含む栽培環境調整装置を制御する制御装置３０を備えている。制御装置３０は、二酸化炭素濃度センサ２１、温度センサ２２、及び湿度センサ２３により検出される二酸化炭素濃度、温度、及び湿度を含む栽培環境情報に基づき栽培環境調整装置を制御する。本実施形態では、室内空間１２で椎茸とレタスが栽培されている。椎茸の栽培に適した栽培環境は、例えば二酸化炭素濃度が２０００ｐｐｍ以下であり、温度が２０～２３℃であり、湿度が７０～８０％である。また、レタスの栽培に適した栽培環境は、例えば二酸化炭素濃度が４００～２０００ｐｐｍであり、温度が２０～２５℃であり、湿度が７０～８０％である。そのため、室内空間１２に椎茸とレタスとを同時に栽培する上で、室内空間１２の栽培環境は、二酸化炭素濃度が４００～２０００ｐｐｍであり、温度が２０～２３℃であり、湿度が７０～８０％であることが好ましい。よって、制御装置３０は、二酸化炭素濃度センサ２１により検出される二酸化炭素濃度が４００ｐｐｍを下回る場合には、二酸化炭素供給装置１１ｃの二酸化炭素ガスボンベ１１ａから二酸化炭素を室内空間１２に供給し、二酸化炭素濃度が２０００ｐｐｍ以上である場合には、換気装置１２ｄの送風機を制御して、室内空間１２の二酸化炭素を室外に排出する。制御装置３０は、温度センサ２２により検出される温度が２０～２３℃の範囲に入らない場合には、空調装置１２ａ及び換気装置１２ｄを制御して、室内空間１２の温度を調整する。制御装置３０は、湿度センサ２３により検出される湿度が７０～８０％の範囲に入らない場合には、加湿器１２ｂ及び換気装置１２ｄを制御して、室内空間１２の湿度を調整する。

また、制御装置３０は、照明装置１８と電気的に接続されている。制御装置３０は、照明装置１８の点灯と消灯とを切り換える。すなわち、制御装置３０は、照明装置１８を点灯させて植物１５に光を照射させたり、照明装置１８を消灯したりすることにより、植物１５が光合成を行う昼の時間と、光合成を行わない夜の時間とを人工的に作り出している。

制御装置３０には、複数の植物栽培棚１３ａにおいて、植物栽培容器１６に光が照射される点灯状態と、植物栽培容器１６に光が照射されない消灯状態とが同時に存在するように照明装置１８の点灯と消灯との切り換えを繰り返すプログラムが予め記憶されている。また、制御装置３０は、タイマー３０ａを備えている。制御装置３０には、タイマー３０ａの計測時間が８時間経過したタイミングで、消灯していた照明装置１８を点灯させるプログラムが予め記憶されている。そして、制御装置３０には、タイマー３０ａの計測時間が８時間経過したタイミングで、照明装置１８が点灯状態であった複数の植物栽培棚１３ａのうちの一つの植物栽培棚１３ａの照明装置１８を全て消灯するプログラムが予め記憶されている。

第１の実施形態の作用を説明する。
制御装置３０は、植物栽培棚１３ａにおいて、植物栽培容器１６に光が照射される点灯状態と、植物栽培容器１６に光が照射されない消灯状態とが同時に存在するように照明装置１８の点灯と消灯との切り換えを繰り返す。なお、以下、点灯状態及び消灯状態について説明するが、図３（ａ）、図３（ｂ）、及び図３（ｃ）に示される網掛け部分が消灯状態であることを示しており、網掛け部分がない部分が点灯状態を示している。また、以下の説明では、３つの植物栽培棚１３ａのうち、キノコ栽培棚１３ｂとは反対側に位置する植物栽培棚１３ａを第１植物栽培棚１３ａａとする。また、キノコ栽培棚１３ｂに隣接する植物栽培棚１３ａを第２植物栽培棚１３ａｂとする。さらに、第１植物栽培棚１３ａａと第２植物栽培棚１３ａｂとに挟み込まれた植物栽培棚１３ａを第３植物栽培棚１３ａｃとする。

図３（ａ）に示すように、制御装置３０は、第１植物栽培棚１３ａａの各段に設けられた照明装置１８を全て消灯させ、第２植物栽培棚１３ａｂ及び第３植物栽培棚１３ａｃの各段に設けられた照明装置１８を全て点灯させたタイミングでタイマー３０ａをオンにし、時間を計測する。そして、制御装置３０は、タイマー３０ａの計測時間が８時間経過したタイミングで、第１植物栽培棚１３ａａの各段に設けられた照明装置１８を全て点灯させるとともに、第３植物栽培棚１３ａｃの各段に設けられた照明装置１８を全て消灯する。このとき、第２植物栽培棚１３ａｂの各段は点灯状態が継続している。

図３（ｂ）に示すように、制御装置３０は、第３植物栽培棚１３ａｃの各段に設けられた照明装置１８を全て消灯させ、第１植物栽培棚１３ａａの各段に設けられた照明装置１８を全て点灯させたタイミングで、タイマー３０ａをオフにし、タイマー３０ａのカウントをリセットする。そして、制御装置３０は、タイマー３０ａを再びオンにし、時間を計測する。そして、制御装置３０は、タイマー３０ａの計測時間が８時間経過したタイミングで、第３植物栽培棚１３ａｃの各段に設けられた照明装置１８を全て点灯させるとともに、第２植物栽培棚１３ａｂの各段に設けられた照明装置１８を全て消灯する。このとき、第１植物栽培棚１３ａａの各段は点灯状態が継続している。

図３（ｃ）に示すように、制御装置３０は、第２植物栽培棚１３ａｂの各段に設けられた照明装置１８を全て消灯させ、第３植物栽培棚１３ａｃの各段に設けられた照明装置１８を全て点灯させたタイミングで、タイマー３０ａをオフにし、タイマー３０ａのカウントをリセットする。そして、制御装置３０は、タイマー３０ａを再びオンにし、時間を計測する。そして、制御装置３０は、タイマー３０ａの計測時間が８時間経過したタイミングで、第２植物栽培棚１３ａｂの各段に設けられた照明装置１８を全て点灯させるとともに、第１植物栽培棚１３ａａの各段に設けられた照明装置１８を全て消灯する。このとき、第３植物栽培棚１３ａｃの各段は点灯状態が継続している。

このように、制御装置３０は、図３（ａ）の状態、図３（ｂ）の状態、及び図３（ｃ）の状態が繰り返されるように、栽培棚１３において、植物栽培容器１６に光が照射される点灯状態と、植物栽培容器１６に光が照射されない消灯状態とが同時に存在するように各照明装置１８の点灯と消灯との切り換えを行う。

図３（ａ）、図３（ｂ）、及び図３（ｃ）に示すように、制御装置３０は、３つの植物栽培棚１３ａそれぞれの消灯状態となるタイミングを８時間ずつずらしている。すなわち、制御装置３０は、１サイクルを２４時間として、３つの植物栽培棚１３ａそれぞれが１サイクル中のうち１６時間が点灯状態となり、８時間が消灯状態となるように照明装置１８の点灯と消灯とを繰り返し切り換えている。そのため、制御装置３０は、複数の植物栽培棚１３ａにおいて、各段の全域に光が照射されるように照明装置１８が全て点灯することにより点灯状態となる第１棚４１と、各段の全域に光が照射されないように照明装置１８が全て消灯することにより消灯状態となる第２棚４２とが同時に存在し、且つ複数の植物栽培棚１３ａそれぞれにおいて１サイクル中の点灯状態の期間が消灯時間の期間よりも長くなるように照明装置１８の点灯と消灯との切り換えを繰り返している。

このように、制御装置３０は、複数の植物栽培棚１３ａにおいて、消灯状態をつくりつつも点灯状態が存在するように照明装置１８を制御しているため、菌床１７から発生した二酸化炭素が常に植物１５の光合成に利用される。よって、植物１５の生育が好適に促される。

本実施形態の効果を説明する。
（１－１）キノコ栽培室と植物栽培室とが個別に存在する混成栽培システムと比較すると、キノコ栽培室と植物栽培室とを接続するダクト等の設備を導入する必要がなく、且つ二酸化炭素濃度、温度、及び湿度等の栽培環境情報を検出するための検出部の設置数も少なくなるため、キノコ栽培及び植物栽培にかかるコストが抑えられる。また、複数の植物栽培棚１３ａにおいて、消灯状態をつくりつつも点灯状態が存在するように制御装置３０が照明装置１８を制御しているため、菌床１７から発生した二酸化炭素が常に植物１５の光合成に利用される。よって、植物１５の生育が好適に促される。したがって、キノコ栽培及び植物栽培にかかるコストを低減しつつ植物１５の生育を好適に促すことができる。

（１－２）植物栽培棚１３ａを３つに区分、いずれか一つを消灯させ、他を点灯させることで、植物栽培棚１３ａのいずれかの植物１５を光合成させる構成とし、菌床１７から２４時間連続的に発生する二酸化炭素を点灯している植物栽培棚１３ａの植物１５により連続的に消費させ、室内空間１２の二酸化炭素濃度の上昇を抑え、二酸化炭素ガスを無駄に外部に放出することを無くすことができる。

（１－３）夏場もしくは冬場に換気を実施すると、室内空間１２に外気が入り込み、ひいては室内空間１２の温度の変動が大きくなる。そのため、空調装置１２ａの稼働頻度が多くなり、大電力が必要となる虞がある。その点、本実施形態では、換気の頻度を少なくできるため、キノコ栽培及び植物栽培にかかる電力を削減することができる。

（１－４）換気をすると外気に紛れて屋外から虫が室内空間１２に侵入することがある。その点、本実施形態では、換気の頻度を少なくできるため、室内空間１２への虫の侵入を抑制できる。

（１－５）キノコ栽培及び植物栽培を室内空間１２で同時に実施しているため、菌床１７から発生する二酸化炭素を利用して植物１５を栽培できる。そのため、植物１５の生育のために二酸化炭素ガスボンベ１１ａから二酸化炭素を室内空間１２に導入する頻度が少なくなり、ひいては二酸化炭素ガスボンベ１１ａにかかるコストを削減することができる。

（１－６）植物栽培容器１６が配置されている植物栽培棚１３ａの各段において、植物栽培棚１３ａの奥行方向の両開口を閉塞するように一対の反射板８０が配置されているため、植物栽培棚１３ａの外側に光が洩れてしまうことを抑制できる。したがって、植物１５に照射される光の強さである光強度を増加させることができ、植物１５の光合成が促進され、植物１５の生育が促進される。

（１－７）一対の反射板８０がめくり上げた開放状態で固定することができる薄板であるため、植物１５の生育状態を簡易的に確認できる。
＜第２の実施形態＞
以下、混成栽培システムを具体化した第２の実施形態を図４及び図５にしたがって説明する。なお、第１の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、詳細な説明は割愛する。

図４に示すように、複数の栽培棚１３は、全て同じ構成を有し、全て４段構成である。なお、図４では、説明の都合上、紙面手前の栽培棚１３に対して詳細に説明し、その他の栽培棚１３については二点鎖線で示してそれらの栽培棚１３に関する詳細な説明を省略する。

栽培棚１３は、複数の菌床１７のみが配置されるキノコ栽培段１７ａと、複数の植物栽培容器１６のみが配置される複数の植物栽培段１６ａとを有している。キノコ栽培段１７ａは、栽培棚１３の最も下段である最下段に位置している。植物栽培段１６ａは、栽培棚１３の最下段を除く各段である。照明装置１８は、植物栽培段１６ａの各段に設けられている。

混成栽培装置１０は、送風機１２ｃと、キノコ栽培段１７ａに向けて延びる吸気管５１と、栽培棚１３の上下方向に延びる排気管５２と、排気管５２から分岐している第１分岐管５３、第２分岐管５４、及び第３分岐管５５とを備えている。

送風機１２ｃは、栽培棚１３の外部に位置し、室内空間１２の下方に配置されている。吸気管５１は、キノコ栽培段１７ａにおける栽培棚１３の左右方向の一方の側方に位置している。吸気管５１のキノコ栽培段１７ａとは反対側の端部は、送風機１２ｃに接続されている。排気管５２は、送風機１２ｃに接続されている。排気管５２には、吸気管５１を介して送風機１２ｃが吸引した室内空間１２の空気が流れる。第１分岐管５３は、キノコ栽培段１７ａに隣接する植物栽培段１６ａに向けて延びている。第２分岐管５４は、複数の植物栽培段１６ａの中央に配置されている植物栽培段１６ａに向けて延びている。第３分岐管５５は、栽培棚１３の最上段の植物栽培段１６ａに向けて延びている。第１分岐管５３、第２分岐管５４、及び第３分岐管５５は、各植物栽培段１６ａにおける栽培棚１３の左右方向の一方の側方に位置している。このように構成されることにより、送風機１２ｃにより吸気管５１を介して吸引した菌床１７から発生した二酸化炭素を含む空気は、排気管５２を通じて第１分岐管５３、第２分岐管５４、及び第３分岐管５５に供給される。そして、各分岐管５３，５４，５５を通じて排気された二酸化炭素を含む空気は、各植物栽培段１６ａに供給される。すなわち、送風機１２ｃ、吸気管５１、排気管５２、第１分岐管５３、第２分岐管５４、及び第３分岐管５５によって室内空間１２の空気を植物１５に向けて噴き付ける噴出機構６０が構成されている。なお、送風機１２ｃは、室内空間１２の空気を流動させている。そのため、本実施形態において、空調装置１２ａ及び送風機１２ｃによって室内空間１２の温度を調整するとともに室内空間１２の空気を流動させる空調設備が構成されている。

制御装置３０には、複数の植物栽培段１６ａにおいて、植物栽培容器１６に光が照射される点灯状態と、植物栽培容器１６に光が照射されない消灯状態とが同時に存在するように照明装置１８の点灯と消灯との切り換えを繰り返すプログラムが予め記憶されている。制御装置３０には、タイマー３０ａの計測時間が８時間経過したタイミングで、消灯していた照明装置１８を点灯させるプログラムが予め記憶されている。そして、制御装置３０には、タイマー３０ａの計測時間が８時間経過したタイミングで、照明装置１８が点灯状態であった複数の植物栽培段１６ａのうちの一つの植物栽培段１６ａの照明装置１８を消灯するプログラムが予め記憶されている。

第２の実施形態の作用を説明する。
制御装置３０は、複数の植物栽培段１６ａにおいて、植物栽培容器１６に光が照射される点灯状態と、植物栽培容器１６に光が照射されない消灯状態とが同時に存在するように照明装置１８の点灯と消灯との切り換えを繰り返す。なお、以下、点灯状態及び消灯状態について説明するが、図５（ａ）、図５（ｂ）、及び図５（ｃ）に示される網掛け部分が消灯状態であることを示しており、網掛け部分がない部分が点灯状態を示している。また、以下の説明では、３つの植物栽培段１６ａのうち、キノコ栽培段１７ａに隣接している植物栽培段１６ａを第１植物栽培段１６ａａとする。また、栽培棚１３の最上段の植物栽培段１６ａを第２植物栽培段１６ａｂとする。さらに、第１植物栽培段１６ａａと第２植物栽培段１６ａｂとに挟み込まれている植物栽培段１６ａを第３植物栽培段１６ａｃとする。

図５（ａ）に示すように、制御装置３０は、第１植物栽培段１６ａａに設けられた照明装置１８を消灯させ、第２植物栽培段１６ａｂ及び第３植物栽培段１６ａｃに設けられた照明装置１８を点灯させたタイミングでタイマー３０ａをオンにし、時間を計測する。そして、制御装置３０は、タイマー３０ａの計測時間が８時間経過したタイミングで、第１植物栽培段１６ａａに設けられた照明装置１８を点灯させるとともに、第３植物栽培段１６ａｃに設けられた照明装置１８を消灯させる。このとき、第２植物栽培段１６ａｂは点灯状態が継続している。

図５（ｂ）に示すように、制御装置３０は、第３植物栽培段１６ａｃに設けられた照明装置１８を消灯させ、第１植物栽培段１６ａａに設けられた照明装置１８を点灯させたタイミングで、タイマー３０ａをオフにし、タイマー３０ａのカウントをリセットする。そして、制御装置３０は、タイマー３０ａを再びオンにし、時間を計測する。そして、制御装置３０は、タイマー３０ａの計測時間が８時間経過したタイミングで、第３植物栽培段１６ａｃに設けられた照明装置１８を点灯させるとともに、第２植物栽培段１６ａｂに設けられた照明装置１８を消灯する。このとき、第１植物栽培段１６ａａは点灯状態が継続している。

図５（ｃ）に示すように、制御装置３０は、第２植物栽培段１６ａｂに設けられた照明装置１８を消灯させ、第３植物栽培段１６ａｃに設けられた照明装置１８を点灯させたタイミングで、タイマー３０ａをオフにし、タイマー３０ａのカウントをリセットする。そして、制御装置３０は、タイマー３０ａを再びオンにし、時間を計測する。そして、制御装置３０は、タイマー３０ａの計測時間が８時間経過したタイミングで、第２植物栽培段１６ａｂに設けられた照明装置１８を点灯させるとともに、第１植物栽培段１６ａａに設けられた照明装置１８を消灯する。このとき、第３植物栽培段１６ａｃは点灯状態が継続している。

このように、制御装置３０は、図５（ａ）の状態、図５（ｂ）の状態、及び図５（ｃ）の状態が繰り返されるように、複数の植物栽培段１６ａにおいて、植物栽培容器１６に光が照射される点灯状態と、植物栽培容器１６に光が照射されない消灯状態とが同時に存在するように各照明装置１８の点灯と消灯との切り換えを行う。

図５（ａ）、図５（ｂ）、及び図５（ｃ）に示すように、制御装置３０は、３つの植物栽培段１６ａそれぞれの消灯状態となるタイミングを８時間ずつずらしている。すなわち、制御装置３０は、１サイクルを２４時間として、３つの植物栽培段１６ａそれぞれが１サイクル中のうち１６時間が点灯状態となり、８時間が消灯時間となるように照明装置１８の点灯と消灯とを繰り返し切り換えている。そのため、制御装置３０は、複数の植物栽培段１６ａのうち２つの植物栽培段１６ａの全域に光が照射されるように照明装置１８が点灯することにより点灯状態となる第１段６１と、複数の植物栽培段１６ａのうち１つの植物栽培段１６ａの全域に光が照射されないように照明装置１８が消灯することにより消灯状態となる第２段６２とが同時に存在し、且つ複数の植物栽培段１６ａそれぞれにおいて１サイクル中の点灯状態の期間が消灯時間の期間よりも長くなるように照明装置１８の点灯と消灯との切り換えを繰り返している。

本実施形態の作用及び効果は、第１の実施形態と同様となるとともに以下の効果も得られる。
（２－１）キノコ栽培段１７ａに配置される菌床１７から発生した二酸化炭素を含む空気が吸気管５１、送風機１２ｃ、排気管５２、及び各分岐管５３，５４，５５により各植物栽培段１６ａに供給される。そのため、各植物栽培段１６ａにおける植物１５の光合成を促進させることができる。よって、室内空間１２における二酸化炭素の消費を促され、キノコ栽培及び植物栽培において、換気の頻度をより少なくすることができる。

（２－２）栽培棚１３が１台でもキノコ栽培と植物栽培とが可能で、各植物栽培段１６ａの順次消灯により植物１５の二酸化炭素ガスの連続的な消費も可能で、小規模な混成栽培システムを実現できる。

＜第３の実施形態＞
以下、混成栽培システムを具体化した第３の実施形態を図６及び図７にしたがって説明する。なお、本実施形態は、第２の実施形態と基本的に同じ構成を有しており、第２の実施形態との相違点は、送風機から各植物栽培段に向けて二酸化炭素を含む空気を供給する経路が異なる点である。そのため、第２の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、詳細な説明は割愛する。

図６に示すように、混成栽培装置１０において、送風機１２ｃに接続される排気管５２は、栽培棚１３の上下方向に延びている。そして、排気管５２における栽培棚１３の上下方向の上方に位置する端部は、栽培棚１３の最上段を構成する栽培棚１３の上壁に沿って延びている。

混成栽培装置１０は、栽培棚１３の各植物栽培段１６ａにそれぞれ設けられるノズル本体７１を備えている。ノズル本体７１は、栽培棚１３の各植物栽培段１６ａの各段において、その長手方向が栽培棚１３の左右方向に一致しており、且つ栽培棚１３の左右方向において、各植物栽培段１６ａの各植物栽培容器１６に対応して複数並設されている。よって、複数のノズル本体７１は、栽培棚１３の各植物栽培段１６ａにそれぞれ配置されることにより上下方向に所定の間隔をおいて配置されている。本実施形態では、１つの植物栽培容器１６に対して１つのノズル本体７１が配置されている。

混成栽培装置１０は、送風機１２ｃから送り出されたキノコ栽培段１７ａの空気を各ノズル本体７１に分配する複数の配管７２を備えている。各配管７２は、排気管５２の栽培棚１３の最上段に沿った部分に接続されている。各配管７２は、栽培棚１３の上下方向に延びる一対の供給配管７３を備えている。一対の供給配管７３の一方は、上下方向に所定の間隔をおいて配置されている複数のノズル本体７１の長手方向の一方の端部に接続されるとともに、一対の供給配管７３の他方は、上下方向に所定の間隔をおいて配置されている複数のノズル本体７１の長手方向の他方の端部に接続されている。そして、各ノズル本体７１内には、送風機１２ｃから送り出されたキノコ栽培段１７ａの空気が配管７２の一対の供給配管７３を介して、長手方向の両端部から供給される。

図７に示すように、ノズル本体７１は、円筒状をなしている。ノズル本体７１は、シート状の粘着シート７１ａと、濾材７１ｃとを有している。粘着シート７１ａは、ＰＥＴ樹脂からなる帯状のシートを用いて形成される。粘着シート７１ａは、濾材７１ｃを覆っている。粘着シート７１ａは、粘着性を有し、濾材７１ｃを覆ったときに濾材７１ｃに接着されている。粘着シート７１ａは、濾材７１ｃを覆った状態で円筒状をなしている。粘着シート７１ａは、植物１５に向けて空気を噴き出す噴出口７１ｂを複数有している。粘着シート７１ａには、粘着シート７１ａの周方向で４５度の間隔をおいて噴出口７１ｂが並んで配置されている。各噴出口７１ｂは、円孔状であるとともに、粘着シート７１ａの長手方向において、所定の間隔をおいて複数並設されている。よって、ノズル本体７１は、ノズル本体７１の周方向及び長手方向において植物１５に向けて空気を噴き出す噴出口７１ｂを所定の間隔をおいて複数有している。

濾材７１ｃは、材料として、例えば熱可塑性樹脂であるポリプロピレンからなる帯状の不織布を用いて形成されている。濾材７１ｃの目の大きさは、空気に含まれる埃、塵、カビの胞子等の異物が通過できない大きさであるとともに、空気が通過できる大きさになっている。そのため、濾材７１ｃは、各噴出口７１ｂから噴き出される空気に含まれる異物を捕捉する機能を有している。ノズル本体７１は、濾材７１ｃとなる不織布シートを円筒状に巻いて加熱し、硬化させものの外周を粘着シート７１ａで覆うことにより構成される。

ノズル本体７１は、栽培棚１３の奥行方向の一端部に配置されている。ノズル本体７１は、植物１５に対して斜め上方であり、且つ照明装置１８よりも側方に配置されている。各噴出口７１ｂは、栽培棚１３の奥行方向の他端に向いている。具体的には、粘着シート７１ａの周方向に４５度の間隔をおいた位置にそれぞれ形成された二つの噴出口７１ｂのうちの一方は、栽培棚１３の奥行方向に沿う方向に向いている。また、粘着シート７１ａの周方向に４５度の間隔をおいた位置にそれぞれ形成された二つの噴出口７１ｂのうちの他方は、栽培棚１３の奥行方向に対して斜め下方に向いている。

このように構成されることにより、送風機１２ｃにより吸気管５１を介して吸引した菌床１７から発生した二酸化炭素を含む空気は、排気管５２を通じて各配管７２に供給される。そして、各配管７２を構成する一対の供給配管７３を通じてノズル本体７１に供給された二酸化炭素を含む空気は、各植物栽培段１６ａに供給される。すなわち、送風機１２ｃ、吸気管５１、排気管５２、各配管７２、及びノズル本体７１によって室内空間１２の空気を植物１５に向けて噴き付ける噴出機構７０が構成されている。よって、噴出機構７０は、室内空間１２の空気に含まれる異物を捕捉する濾材７１ｃを有している。

また、混成栽培装置１０は、第１の実施形態と同様に一対の反射板８０を備えている。栽培棚１３の奥行方向の一方に配置されている反射板８０は、ノズル本体７１を覆うように設けられている。

本実施形態の作用及び効果は、第２の実施形態と同様となるとともに以下の効果も得られる。
（３－１）ノズル本体７１は、噴出口７１ｂから噴き出される室内空間１２の空気に含まれる異物を捕捉する濾材７１ｃを有している。そのため、送風機１２ｃから配管７２を介して栽培棚１３の各植物栽培段１６ａにそれぞれ設けられた各ノズル本体７１の噴出口７１ｂから栽培棚１３の各植物栽培段１６ａに配置された植物栽培容器１６の植物１５に向けて室内空間１２の空気が噴き出す。このとき、空気が濾材７１ｃを通過する際に、空気に含まれる埃、塵、カビの胞子等の異物が濾材７１ｃにより捕捉され、除去される。よって、植物栽培容器１６に異物が混入することを抑制できる。

（３－２）また、送風機１２ｃから送り出される空気には、キノコ栽培段１７ａから発生するキノコの胞子が含まれる虞があるが、ノズル本体７１の濾材７１ｃにより捕捉することができる。その為、室内空間１２に各植物栽培段１６ａにキノコの胞子が飛散することを抑制できる。

（３－３）空気は、植物１５の上部を流れ、葉が密集した部分には、空気が流れ難くなる。その点、一対の反射板８０を設けることにより、ノズル本体７１から噴き出された空気は栽培棚１３の外側に噴き抜けることが抑制され、空気が拡散することにより植物１５の葉が揺れ、少ない空気でも葉の表面に滞留した空気層を拡散させることができる。よって、植物１５の蒸散を活発化させ、植物１５の成長を促すことができる。

＜第４の実施形態＞
以下、混成栽培システムを具体化した第４の実施形態を図８にしたがって説明する。第４の実施形態を説明するにあたり、第２の実施形態に記載される構成の一部を一例として使用する。そのため、第２の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、詳細な説明は割愛する。なお、以下、点灯状態及び消灯状態について説明するが、図８（ａ）、図８（ｂ）、及び図８（ｃ）に示される網掛け部分が消灯状態であることを示しており、網掛け部分がない部分が点灯状態を示している。

図８（ａ）、図８（ｂ）、及び図８（ｃ）に示すように、栽培棚１３の各植物栽培段１６ａには、３つの照明装置１８が設けられている。３つの照明装置１８は、栽培棚１３の左右方向に並設されている。各植物栽培段１６ａを栽培棚１３の奥行方向から見て、栽培棚１３の左右方向において各植物栽培段１６ａが３つの領域に区画される。具体的には、各植物栽培段１６ａの栽培棚１３の左右方向の一方に位置する領域を第１領域１６ａｄとする。また、各植物栽培段１６ａの栽培棚１３の左右方向の他方に位置する領域を第２領域１６ａｅとする。さらに、各植物栽培段１６ａの栽培棚１３の左右方向の中央に位置し、第１領域１６ａｄと第２領域１６ａｅとに挟み込まれている領域を第３領域１６ａｆとする。なお、各領域１６ａｄ，１６ａｅ，１６ａｆは、３つの照明装置１８それぞれに対応した領域である。

図８（ａ）に示すように、制御装置３０は、各第１領域１６ａｄに設けられている全ての照明装置１８を消灯させ、各第２領域１６ａｅ及び各第３領域１６ａｆに設けられている全ての照明装置１８を点灯させたタイミングでタイマー３０ａをオンにし、時間を計測する。そして、制御装置３０は、タイマー３０ａの計測時間が８時間経過したタイミングで、各第１領域１６ａｄに設けられた全ての照明装置１８を点灯させるとともに、各第３領域１６ａｆに設けられた全ての照明装置１８を消灯させる。このとき、各第２領域１６ａｅは点灯状態が継続している。

図８（ｂ）に示すように、制御装置３０は、各第３領域１６ａｆに設けられた全ての照明装置１８を消灯させ、各第１領域１６ａｄに設けられた全ての照明装置１８を点灯させたタイミングで、タイマー３０ａをオフにし、タイマー３０ａのカウントをリセットする。そして、制御装置３０は、タイマー３０ａを再びオンにし、時間を計測する。そして、制御装置３０は、タイマー３０ａの計測時間が８時間経過したタイミングで、各第３領域１６ａｆに設けられた全ての照明装置１８を点灯させるとともに、各第２領域１６ａｅに設けられた全ての照明装置１８を消灯する。このとき、各第１領域１６ａｄは点灯状態が継続している。

図８（ｃ）に示すように、制御装置３０は、各第２領域１６ａｅに設けられた全ての照明装置１８を消灯させ、各第３領域１６ａｆに設けられた全ての照明装置１８を点灯させたタイミングで、タイマー３０ａをオフにし、タイマー３０ａのカウントをリセットする。そして、制御装置３０は、タイマー３０ａを再びオンにし、時間を計測する。そして、制御装置３０は、タイマー３０ａの計測時間が８時間経過したタイミングで、各第２領域１６ａｅに設けられた全ての照明装置１８を点灯させるとともに、各第１領域１６ａｄに設けられた全ての照明装置１８を消灯する。このとき、各第３領域１６ａｆは点灯状態が継続している。

このように、制御装置３０は、図８（ａ）の状態、図８（ｂ）の状態、及び図８（ｃ）の状態が繰り返されるように、各領域１６ａｄ，１６ａｅ，１６ａｆそれぞれにおいて、植物栽培容器１６に光が照射される点灯状態と、植物栽培容器１６に光が照射されない消灯状態とが同時に存在するように各照明装置１８の点灯と消灯との切り換えを行う。

図８（ａ）、図８（ｂ）、及び図８（ｃ）に示すように、制御装置３０は、各領域１６ａｄ，１６ａｅ，１６ａｆそれぞれの消灯状態となるタイミングを８時間ずつずらしている。すなわち、制御装置３０は、１サイクルを２４時間として、各領域１６ａｄ，１６ａｅ，１６ａｆそれぞれが１サイクル中のうち１６時間が点灯状態となり、８時間が消灯時間となるように照明装置１８の点灯と消灯とを繰り返し切り換えている。そのため、制御装置３０は、栽培棚１３において、植物栽培容器１６に光が照射される点灯状態と、植物栽培容器１６に光が照射されない消灯状態とが同時に存在している。

本実施形態の作用及び効果は第１の実施形態と同様となる。
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記各実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・ 噴出機構６０，７０は、第１の実施形態に適用してもよい。
・ 噴出機構７０は、濾材７１ｃを有していたが、例えば、噴出機構６０にも同様に濾材７１ｃと同じ材質で構成された濾材を適用してもよい。この場合、濾材は、例えば排気管５２の内部、各分岐管５３，５４，５５における各植物栽培段１６ａに面する空気の出口に設けてもよいし、吸気管５１の空気の入口に設けてもよい。すなわち、噴出機構７０から植物１５に噴き付けられる空気に含まれる異物を捕捉することができればよい。

・ 上記各実施形態及び上記の変更例において、濾材は、噴出機構６０，７０に限らず、例えば空調装置１２ａの空気の出入口や換気装置１２ｄのダクトに設けられるように変更してもよい。このように変更すると、植物１５だけでなく菌床１７に対する異物の付着も抑制できるため、菌床１７の培養を好適に促進させることができる。

・ 各実施形態において、混成栽培システム１は、栽培棚１３において、植物栽培容器１６に光が照射される点灯状態と、植物栽培容器１６に光が照射されない消灯状態とが同時に存在するように制御装置３０によって照明装置１８の点灯と消灯との切り換えが繰り返れる構成であれば、栽培棚１３における点灯箇所、消灯箇所はどのように変更してもよい。

・ 各実施形態において、菌床１７からは二酸化炭素が発生する。特にキノコの培養段階における約１００日間における二酸化炭素の発生量が多いことが知られているが、培養が完了に近づくと二酸化炭素の発生量が少なくなる。そこで、室内空間１２において菌床１７から発生する二酸化炭素の量を安定させるために、例えば複数の菌床１７を、培養期間が１カ月おきのものを用意して、１００日に近くなったものから順次新しい菌床１７に交換していくことが好ましい。

・ 各実施形態において、栽培棚１３の段数、又は栽培棚１３の個数は適宜変更してもよい。
・ 各実施形態において、栽培棚１３における左右方向の両側方が、例えば、照明装置１８からの光を植物１５に向けて反射させる反射板８０によって閉塞されていてもよい。

・ 各実施形態及び上記変更例において、反射板８０に代替して、柔らかい布を用いた反射布を採用してもよい。
・ 反射布は、１枚の布で栽培棚の最上段から下段まで同時に全ての開口を閉寒するように配置してもよい。反射布を最上段の上部に巻物の様に巻き取り、全ての開口を開放状態を保ってもよい。

・ 反射布、または反射板８０は、栽培棚１３の内部の照明装置１８の光を植物１５の方向に反射し、外部から栽培棚１３内部の植物１５を透過するマジックミラーを採用してもよい。

・ 送風機１２ｃの配置は特に限定されるものではなく、例えば室内空間１２の上方に配置されていてもよい。
・ 各実施形態において、キノコは椎茸に限らず他の菌類であってもよい。同様に、植物１５は、レタスに限らず他の野菜、果物であってもよい。

・ 各実施形態において、二酸化炭素濃度センサ２１、温度センサ２２、及び湿度センサ２３により検出部が構成されていたが、光量子センサ、風速センサ、飽差センサ、ＥＣセンサ、ｐＨセンサ、液滴センサ、振動センサ、カメラ、赤外線センサ、紫外線センサ、照度センサ、荷重センサ等を検出部に含めてもよい。すなわち、室内空間１２の栽培環境情報を検出できるセンサであれば採用してもよい。

・ 二酸化炭素濃度センサ２１は、二酸化炭素濃度計に変更してもよい。温度センサ２２は、温度計に変更してもよい。湿度センサ２３は、湿度計に変更してもよい。
・ 各実施形態において、制御装置３０は、ＡＩの機能を有しているとよい。この場合、例えば、制御装置３０は、認識部と、判断部と、出力制御部と、記憶部とを有している。認識部は、検出部に含まれる各種センサやカメラ等で検出される栽培対象である植物１５の生育状況や栽培対象である菌床１７の培養状況などの画像データを含む栽培環境情報に基づいて植物１５及び菌床１７を認識する機能を有している。画像データは、植物１５の大きさや葉数、葉面積、菌床１７の表面に形成されるカビの色、大きさ、及び形状などを確認している。判断部は、認識部による栽培対象を認識した結果に基づいて植物１５の生育結果や菌床１７の培養結果を判断する。判断部は、検出部により検出された二酸化炭素濃度、温度、湿度、及び画像データを含む栽培環境情報と、植物１５の生育結果や菌床１７の培養結果とをラベルとして、機械学習アルゴリズムや機械学習モデルを用いて栽培環境情報と栽培対象とに関連付いた栽培環境モデルを生成している。

また、上記の制御装置３０の判断部は、検出部から出力された二酸化炭素濃度、温度、湿度、及び画像データを含んだ栽培環境情報と、植物１５の生育結果や菌床１７の培養結果とから導かれる菌床１７の培養状況の変化、植物１５の生育状態の変化、室内空間１２の外部環境の変化をラベルとして、機械学習アルゴリズムや機械学習モデルを用いて室内空間１２の最適な栽培環境を判断するための最適環境制御モデルを生成してもよい。出力制御部は、判断部により生成された栽培環境モデル又は最適環境制御モデルに基づいて栽培対象にかかる出力を制御する。すなわち、出力制御部は、栽培環境モデル又は最適環境制御モデルに基づいて室内空間１２の二酸化炭素濃度、温度、及び湿度を含む栽培環境を調整するために栽培環境調整装置を制御する。

よって、制御装置３０を上記のように構成することにより、判断部が栽培対象である植物１５及び菌床１７の生育結果及び培養結果や検出部により検出される栽培環境情報を入力とする機械学習を用いて栽培環境モデル又は最適環境制御モデルを生成でき、より最適な植物１５の栽培環境及び菌床１７の培養環境を提供できる。

なお、上記の機械学習モデルは、栽培環境モデル及び最適環境制御モデルの機械学習に利用可能なモデルのいずれであってもよい。例えば、ＳＶＭ（Support Vector Machine）、ＨＭＭ（Hidden Markov Model）、カルマンフィルタ等のフィルタ、ランダムフォレスト、近傍法、ディープラーニング等のニューラルネットワークまたはベイジアンネットワークなどを用いてもよい。

・ また、認識部により栽培対象を認識する場合、赤外線センサも合わせて用いてもよい。例えば、赤外線センサは、赤外線カメラであり、植物１５の葉面の温度や蒸散のデータ、及び菌床１７の表面温度や水分のデータを検出する。上記変更例において、制御装置３０では、カメラにより検出される植物１５及び菌床１７の画像データと、赤外線センサにより検出される表面温度や蒸散、水分のデータと、栽培対象の栽培結果とを学習して、現状の画像データ、表面温度や蒸散、水分、植物１５の生育状態及び菌床１７の培養状態から今後の植物１５及び菌床１７の生育状態を予測することにより栽培環境モデル又は最適環境制御モデルを生成してもよい。

・上記変更例において、複数の栽培棚１３毎に栽培環境モデル又は最適環境制御モデルを適用してもよい。また、各栽培棚１３毎に複数の栽培環境モデル又は複数の最適環境制御モデルを生成し、使用されるモデルの優先順位をつけるとよい。

・上記変更例において、栽培環境モデルと最適環境制御モデルとを適宜切り換えてもよい。具体的には、気象状態が晴れであれば栽培環境モデルを使用し、それ以外の気象であれば最適環境制御モデルを使用するようにしてもよい。また、気象状態が晴れであれば最適環境制御モデルを使用し、それ以外の気象であれば栽培環境モデルを使用するようにしてもよい。

・上記変更例において、各栽培棚１３に配置される栽培対象の種類に応じて異なる栽培環境モデル又は異なる最適環境制御モデルを使用してもよい。例えば、栽培棚１３において、菌床１７が配置される栽培棚１３に対しては最適環境制御モデルとしての第１最適環境制御モデルを生成し、植物１５が配置される栽培棚１３に対しては最適環境制御モデルとしての第２最適環境制御モデルを生成してもよい。そして、第１最適環境制御モデルと第２最適環境モデルとを適宜切り換えるようにしてもよい。また、第１最適環境制御モデルと第２最適環境モデルとを適宜切り換えは、例えば二酸化炭素濃度の高低、温度の高低、湿度の高低等によって実施してもよい。

・上記変更例において、制御装置３０の判断部は、栽培環境モデル及び最適環境制御モデルだけに限らず、３種類以上のモデルを生成してもよい。

１…混成栽培システム、１１ｃ…二酸化炭素供給装置、１２…室内空間、１２ａ…空調装置、１２ｂ…加湿器、１２ｃ…送風機、１２ｄ…換気装置、１３…栽培棚、１３ａ…植物栽培棚、１３ｂ…キノコ栽培棚、１５…植物、１６…植物栽培容器、１６ａ…植物栽培段、１７…菌床、１７ａ…キノコ栽培段、１８…照明装置、３０…制御装置、４１…第１棚、４２…第２棚、６１…第１段、６２…第２段、６０，７０…噴出機構、７１ｃ…濾材。

Claims (6)

1. キノコ栽培及び植物栽培を同じ室内空間で実施する混成栽培システムであって、
   前記室内空間に設置される多段式の栽培棚と、
   植物を収容するとともに前記栽培棚に配置される植物栽培容器と、
   培養段階のキノコを収容するとともに前記栽培棚に配置される菌床と、
   前記植物栽培容器が配置される前記栽培棚の段に設けられ、前記植物に対して光を照射する照明装置と、
   前記室内空間の温度を調整するとともに前記室内空間の空気を流動させる空調設備、前記室内空間の湿度を調整する加湿器、前記室内空間と室外との間で空気を給排する換気装置、及び二酸化炭素ガスを供給する二酸化炭素供給装置を含み、前記室内空間の栽培環境を調整する栽培環境調整装置と、
   前記室内空間の二酸化炭素濃度、温度、湿度、及び、前記キノコ栽培及び前記植物栽培に影響を及ぼす屋外の情報を含む栽培環境情報を検出する検出部と、
   前記栽培環境情報に基づき前記栽培環境調整装置を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、
   前記栽培棚において、前記植物栽培容器に光が照射される点灯状態と、前記植物栽培容器に光が照射されない消灯状態とが同時に存在するように前記照明装置の点灯と消灯との切り換えを繰り返し、
   前記検出部は、前記栽培環境情報として、前記植物の生育状態を示す第１画像データと前記菌床の培養状態を示す第２画像データとを検出し、
   前記制御装置は、
   前記第１画像データから前記植物の大きさ、葉数、及び葉面積を認識するとともに、前記第２画像データから前記菌床の表面に形成されるカビの色、カビの大きさ、及びカビの形状を認識する認識部と、
   前記認識部が認識した結果に基づいて前記植物の生育結果及び前記菌床の培養結果を判断する判断部と、
   前記検出部により検出された前記栽培環境情報と、前記判断部が判断した結果とから導かれる前記菌床の培養状態の変化、前記植物の生育状態の変化、及び前記室内空間の外部環境の変化をラベルとして、前記判断部により生成された最適環境制御モデルに基づいて前記栽培環境調整装置を制御する出力制御部と、を有することを特徴とする混成栽培システム。
2. キノコ栽培及び植物栽培を同じ室内空間で実施する混成栽培システムであって、
   前記室内空間に設置される多段式の栽培棚と、
   植物を収容するとともに前記栽培棚に配置される植物栽培容器と、
   培養段階のキノコを収容するとともに前記栽培棚に配置される菌床と、
   前記植物栽培容器が配置される前記栽培棚の段に設けられ、前記植物に対して光を照射する照明装置と、
   前記室内空間の温度を調整するとともに前記室内空間の空気を流動させる空調設備、前記室内空間の湿度を調整する加湿器、前記室内空間と室外との間で空気を給排する換気装置、及び二酸化炭素ガスを供給する二酸化炭素供給装置を含み、前記室内空間の栽培環境を調整する栽培環境調整装置と、
   前記室内空間の二酸化炭素濃度、温度、湿度、及び、前記キノコ栽培及び前記植物栽培に影響を及ぼす屋外の情報を含む栽培環境情報を検出する検出部と、
   前記栽培環境情報に基づき前記栽培環境調整装置を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、
   前記栽培棚において、前記植物栽培容器に光が照射される点灯状態と、前記植物栽培容器に光が照射されない消灯状態とが同時に存在するように前記照明装置の点灯と消灯との切り換えを繰り返し、
   前記検出部は、前記栽培環境情報を検出するカメラとして、前記植物の生育状態を示す第１画像データと前記菌床の培養状態を示す第２画像データとを検出するカメラと、前記植物の葉面の温度及び蒸散のデータと前記菌床の表面温度及び水分のデータとを検出する赤外線カメラとを有し、
   前記制御装置は、前記第１画像データに基づいて判断される前記植物の栽培結果と、前記第２画像データに基づいて判断される前記菌床の栽培結果と、前記赤外線カメラにより検出されるデータと、前記検出部により検出される前記栽培環境情報とを学習して、今後の前記植物の生育状態及び前記菌床の培養状態を予測することにより栽培環境モデル又は最適環境制御モデルを生成し、前記栽培棚毎に前記栽培環境モデル又は前記最適環境制御モデルを適用することを特徴とする混成栽培システム。
3. 前記制御装置は、
   前記栽培棚において、前記植物栽培容器が配置されている前記栽培棚の段の全域に光が照射される前記点灯状態と、前記植物栽培容器が配置されている前記栽培棚の段の全域に光が照射されていない前記消灯状態とが同時に存在するように前記照明装置の点灯と消灯との切り換えを繰り返すことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の混成栽培システム。
4. 前記室内空間には、前記栽培棚が複数設けられ、
   前記複数の栽培棚は、
   前記菌床のみが各段に配置されるキノコ栽培棚と、
   前記植物栽培容器のみが各段に配置される複数の植物栽培棚と、を含み、
   前記照明装置は、前記植物栽培棚の各段に設けられ、
   前記制御装置は、
   前記複数の植物栽培棚において、各段の前記照明装置が全て点灯することにより前記点灯状態となっている第１棚と、各段の前記照明装置が全て消灯することにより前記消灯状態となっている第２棚とが同時に存在するように前記照明装置の点灯と消灯との切り換えを繰り返すことを特徴とする請求項３に記載の混成栽培システム。
5. 前記栽培棚は、
   前記菌床のみが配置されるキノコ栽培段と、
   前記植物栽培容器のみが配置される複数の植物栽培段と、を含み、
   前記照明装置は、前記植物栽培段の各段に設けられ、
   前記制御装置は、
   複数の前記植物栽培段において、前記点灯状態となっている第１段と、前記消灯状態となっている第２段とが同時に存在するように前記照明装置の点灯と消灯との切り換えを繰り返すことを特徴とする請求項３に記載の混成栽培システム。
6. 前記室内空間の空気を、前記植物に対して噴き付ける噴出機構を備え、
   前記噴出機構は、前記室内空間の空気に含まれる異物を捕捉する濾材を有していることを特徴とする請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の混成栽培システム。

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