JP7295565B2

JP7295565B2 - 生育環境制御プログラム、生育環境制御方法及び生育環境制御装置

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Publication number: JP7295565B2
Application number: JP2019163874A
Authority: JP
Inventors: 忠桐東出; 岳士斎藤
Original assignee: National Agriculture and Food Research Organization
Current assignee: National Agriculture and Food Research Organization
Priority date: 2018-09-21
Filing date: 2019-09-09
Publication date: 2023-06-21
Anticipated expiration: 2039-09-09
Also published as: JP2020048551A

Description

特許法第３０条第２項適用刊行物名：園芸学研究第１７巻別冊１発行日：平成３０年３月２４日公開者：斎藤岳士らタイトル：夜間冷房処理下のトマト果実濃度と果実成熟期間の日平均気温及び日積算日射量との関係

本発明は、生育環境制御プログラム、生育環境制御方法及び生育環境制御装置に関する。

従来、予測糖度と目標糖度とに基づいて適切な肥料濃度、養液の供給量、供給回数を出力することで、栽培者の技能に依存せずに栽培を自動化する技術が知られている（特許文献１等参照）。また、品質及び色味が最適な作物を収穫できるようにするため、積算水ストレスと積算温度を制御する技術が知られている（特許文献２等参照）。また、農作物の情報に基づいて農作業の適切なタイミングを判定し、通知する技術も知られている（特許文献３等参照）。

特開２００８－５４５７３号公報特開２０１８－３８３２２号公報特開２００６－２１２００２号公報

特許文献１等に記載されているように、トマト等の施設栽培作物において、品質（糖度）を一定に維持することは重要である。しかしながら、作物の糖度は様々な要因により変化するため、出荷する作物の糖度を一定に維持することは難しい。

本発明は、作物の糖度を目標糖度にすることが可能な生育環境制御プログラム、生育環境制御方法及び生育環境制御装置を提供することを目的とする。

本発明の生育環境制御プログラムは、温室内で栽培する作物の目標糖度と、前記温室内又は温室外の日射の情報と、の入力を受け付け、前記作物を目標糖度とするための基準日射情報と基準気温情報とを示す第１データと、日射の違いが作物の糖度にどの程度影響するのかを示す第２データと、を参照して、入力を受け付けた前記日射の情報と前記基準日射情報との違いが前記作物の糖度に与える影響を予測するとともに、前記第１データと、前記温室内の気温の違いが作物の糖度にどの程度影響するのかを示す第３データと、を参照して、予測した前記影響を相殺できる前記温室内の気温を前記基準気温情報に基づいて特定し、特定した前記気温を目標値として前記温室内の環境を制御する、処理をコンピュータに実行させるプログラムである。

本発明の生育環境制御プログラム、生育環境制御方法及び生育環境制御装置は、作物の糖度を目標糖度にすることができるという効果を奏する。

一実施形態に係る農業システムの構成を示す図である。図１の制御装置のハードウェア構成を示す図である。制御装置の機能ブロック図である。制御装置の処理を示すフローチャートである。糖度テーブルの一例を示す図である。図６（ａ）は、日積算日射と糖度の関係を示すグラフであり、図６（ｂ）は、日平均気温と糖度の関係を示すグラフである。日毎の日積算日射と気温設定目標の推移を示すグラフである。表示画面の一例を示す図である。図９（ａ）は、変形例に係るＣＯ₂濃度と糖度の関係を示すグラフであり、図９（ｂ）は、変形例に係る糖度テーブルを示す図である。実施例における、日積算日射Srと日平均気温Tmの変化を示すグラフである。図１１（ａ）は、実施例において各日に収穫されたトマトの糖度の実測値を点で示し、予測糖度を線で示すグラフであり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のデータを、横軸（ｘ軸）を予測糖度、縦軸（ｙ軸）を実測糖度とした座標系上にプロットした図である。

以下、農業システムの一実施形態について、図１～図８に基づいて詳細に説明する。図１には、一実施形態に係る農業システム１００の構成が概略的に示されている。本実施形態の農業システム１００は、トマトなどの作物を栽培する大規模施設（例えば温室）において、温室内の環境を調整するシステムである。

農業システム１００は、図１に示すように、生育環境制御装置としての制御装置１０と、屋外センサ１２と、温室１８内に設置された温室内センサ１４と、温室１８内の環境を調整する機器（制御対象機器と呼ぶ）１６と、を備える。制御装置１０、屋外センサ１２、温室内センサ１４、及び制御対象機器１６は、インターネットなどのネットワークを介して接続されており、各装置間において情報のやり取りが可能となっている。

制御装置１０は、温室１８内で作物（トマトとする）を栽培する作業者が利用可能な情報処理装置であり、屋外センサ１２や温室内センサ１４において取得される環境情報や、作業者が入力した情報に基づいて、制御対象機器１６を制御する。より具体的には、制御装置１０は、温室１８内で栽培しているトマトの糖度が目標糖度になるように、制御対象機器１６を制御する。なお、制御装置１０の構成や処理の詳細については後述する。

屋外センサ１２は、温室の外の気温を検出する温度センサや日射を検出する日射センサを含み、検出結果を制御装置１０に対して入力する。

温室内センサ１４は、温室１８内の気温を検出する温度センサ、温室１８内の日射を検出する日射センサ、温室１８内のＣＯ₂濃度を検出するＣＯ₂濃度センサを含み、検出結果を制御装置１０に対して入力する。

制御対象機器１６は、ヒートポンプ、換気窓、暖房機、ＣＯ₂施用機、遮光・保温カーテン等を含む。ヒートポンプは、温室１８内の温度を下げる機器であり、換気窓は、温室１８内に外気を取り入れる窓である。暖房機は、温室１８内の温度を上げる機器であり、ＣＯ₂施用機は、温室１８内のＣＯ₂濃度を調整する機器である。また、遮光・保温カーテンは、温室１８内の日射や温度を調整するカーテンである。制御対象機器１６は、制御装置１０の指示に応じた動作を実行することが可能であるものとし、制御対象機器１６の動作により温室１８内の環境が調整される。

ここで、制御装置１０の構成や処理について詳細に説明する。図２には、制御装置１０のハードウェア構成が概略的に示されている。図２に示すように、制御装置１０は、ＣＰＵ９０、ＲＯＭ９２、ＲＡＭ９４、記憶部（ここではＨＤＤ）９６、ネットワークインタフェース９７、表示部９３、入力部９５、及び可搬型記憶媒体用ドライブ９９等を備えている。表示部９３は、液晶ディスプレイ等を含み、入力部９５は、キーボードやマウス、タッチパネル等を含む。これら制御装置１０の構成各部は、バス９８に接続されている。制御装置１０では、ＲＯＭ９２あるいはＨＤＤ９６に格納されているプログラム（生育環境制御プログラムを含む）、或いは可搬型記憶媒体用ドライブ９９が可搬型記憶媒体９１から読み取ったプログラム（生育環境制御プログラムを含む）をＣＰＵ９０が実行することにより、図３に示す各部の機能が実現される。なお、図３の各部の機能は、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路により実現されてもよい。

図３には、制御装置１０の機能ブロック図が示されている。制御装置１０においては、ＣＰＵ９０がプログラムを実行することにより、図３に示すように、作物情報取得部３０、環境情報取得部３２、影響算出部３４、環境値算出部３６、制御部３８としての機能が実現されている。

作物情報取得部３０は、作業者が入力部９５を介して入力する情報を取得し、影響算出部３４に入力する。作業者が入力する情報には、トマトの品種、着果日の情報、目標糖度の情報などが含まれる。

環境情報取得部３２は、屋外センサ１２や温室内センサ１４の検出結果を取得し、影響算出部３４や制御部３８に送信する。

影響算出部３４は、温室内センサ１４の検出結果（本実施形態では日射の情報）に基づいて、トマトの生育環境がトマトの糖度に与える影響を算出する。ここで、影響算出部３４は、日射が糖度に与える影響を算出する際に、図６（ａ）に示すようなグラフを参照するものとする。なお、図６（ａ）のグラフは、日積算日射が変化した場合に、糖度にどの程度の影響を与えるか（糖度の変化量：Δ糖度）を品種ごとに示したグラフである。

環境値算出部３６は、目標糖度を維持するための環境値（目標値）を算出する。具体的には、環境値算出部３６は、日射による糖度への影響を相殺し、トマトの糖度を目標糖度にするような環境値（本実施形態では日平均気温）を算出する。環境値算出部３６は、算出した環境値を制御部３８に送信する。なお、環境値算出部３６は、トマトの糖度を目標糖度にするための環境値を算出する際に、図６（ｂ）に示すようなグラフを参照するものとする。なお、図６（ｂ）のグラフは、日平均気温が変化した場合に、糖度にどの程度の影響を与えるか（糖度の変化量：Δ糖度）を品種ごとに示したグラフである。

制御部３８は、温室１８内の環境値がトマトの糖度を目標糖度にするための環境値となるように制御対象機器１６の機器設定修正値（制御値）を決定し、決定した機器設定修正値を用いて制御対象機器１６を制御する。

（制御装置１０の処理について）
次に、制御装置１０の処理について、図４のフローチャートに沿って、その他図面を適宜参照しつつ詳細に説明する。

なお、本実施形態では、影響算出部３４は、図５に示すような糖度テーブルを保持しているものとする。糖度テーブルは、図５に示すように、過去の統計データ等から導き出された、日積算日射及び日平均気温と、糖度との関係を品種ごとに格納するテーブルである。例えば、糖度テーブルには、品種Ａのトマトが着果してから収穫されるまでの間に、日積算日射が１５ＭＪ／ｍ²に維持され、日平均気温（温室１８内の温度）が２０℃に維持された場合に、糖度が５．５になるという情報が格納されている。また、糖度テーブルには、品種Ａのトマトが着果してから収穫されるまでの間に日積算日射が１５ＭＪ／ｍ²に維持され、日平均気温が１８℃に維持された場合に、糖度が５．８になるという情報が格納されている。更に、糖度テーブルには、品種Ｂのトマトが着果してから収穫されるまでの間に、日積算日射が１５ＭＪ／ｍ²に維持され、日平均気温２１℃が維持された場合に、糖度が６．５になるという情報が格納されている。

図４の処理では、まず、ステップＳ１２において、作物情報取得部３０が、作物情報を取得する。具体的には、作物情報取得部３０は、作業者が図８の表示画面において入力した品種の情報（品種名）、着果日の情報、目標糖度の情報を取得する。作物情報取得部３０は、取得した情報を影響算出部３４に送信する。

次いで、ステップＳ１４では、環境情報取得部３２が、所定の時刻において、温室内センサ１４から温室１８内の気温の情報と、温室１８内の日射の情報を取得する。環境情報取得部３２は、取得した情報を影響算出部３４に送信する。また、環境情報取得部３２は、屋外センサ１２から温室１８外の気温及び日射の情報を取得し、制御部３８に送信する。

次いで、ステップＳ１６では、影響算出部３４が、ステップＳ１４で取得した温室１８内の日射の情報を用いて、日射による糖度への影響を算出する。例えば、作物情報取得部３０が取得した情報において、温室１８内で栽培されているトマトの品種が「品種Ａ」であり、目標糖度が「５．５」であったとする。この場合、影響算出部３４は、図５の糖度テーブルを参照することにより、日積算日射を１５ＭＪ／ｍ²に維持し、日平均気温を２０℃に維持できれば、トマトの糖度を目標糖度「５．５」とすることができるという情報を取得する。また、影響算出部３４は、ステップＳ１４で取得した日射の情報から、その日の日積算日射を推定する。日積算日射の推定方法としては、例えば、過去の同時期における、同時刻の日射と日積算日射との関係に基づいて、ステップＳ１４で取得した日射に対応する日積算日射を推定する方法を採用するなどしてもよい。なお、影響算出部３４は、当日の天気予報を考慮して日積算日射を推定することとしてもよい。

例えば、推定した日積算日射が２０ＭＪ／ｍ²であったとする。この場合、影響算出部３４は、図６（ａ）の品種Ａのグラフ（実線）に基づいて、日射をそのまま維持すると日積算日射が１５ＭＪ／ｍ²の場合（糖度「５．５」）よりも糖度（Δ糖度）が「０．６５」上昇する可能性があると判断する。影響算出部３４は、判断結果を環境値算出部３６に送信する。

次いで、ステップＳ１８では、環境値算出部３６が、トマトの糖度を目標糖度に合わせこむための環境値を算出する。例えば、環境値算出部３６が、上述したように、影響算出部３４からトマトの糖度（Δ糖度）が０．６５上昇する可能性がある旨の情報を取得したとする。この場合、環境値算出部３６は、図６（ｂ）のグラフに基づいて、目標糖度「５．５」に対応する日平均気温「２０℃」からどの程度日平均気温を上昇させれば、糖度（Δ糖度）を「０．６５」だけ低下させることができるかを判断する。この場合、環境値算出部３６は、図６（ｂ）の品種Ａのグラフ（実線）から、日平均気温を２０℃から２５℃に上昇させることで品種Ａの糖度（Δ糖度）を「０．６５」だけ低下させることができると判断する。環境値算出部３６は、日平均気温「２５℃」の情報を制御部３８に送信する。

次いで、ステップＳ２０では、制御部３８は、機器設定修正値（制御値）を決定し、制御対象機器１６を制御する。この場合、制御部３８は、温室内センサ１４が検出した温室１８内の気温や屋外センサ１２が検出した温室１８外の気温を考慮して、適切な機器設定修正値を決定する。例えば、温室１８内の温度を上げる場合において、外気温が温室１８内の気温よりも高ければ、冷房（ヒートポンプ）をＯＦＦにし、換気窓を開けるようにする。また、外気温が温室１８内の気温よりも低い場合には、暖房機を用いて温室１８内の気温を上げるようにすればよい。

ここで、具体的な機器設定修正値（制御値）を算出する際には、制御部３８は、過去の所定期間（第１の期間）における温室１８内の気温をセンサ１４により計測し、計測した気温に基づいて、未来の所定期間（第２の期間）における温室１８内の環境（気温）の推移を予測する。そして、制御部３８は、制御対象機器１６の性能に応じて目標の環境となるような機器設定修正値（制御値）を算出する。例えば、制御部３８は、制御対象機器１６を過去の第１の期間と同一の設定とした場合に、温室１８内の環境がどのように推移するかを予測したり、温室１８の作業者が制御対象機器１６の設定温度の変更を入力した場合に、当該変更後の設定温度にしたときの温室１８内の環境の推移を予測する。

以上により、図４の処理が終了する。なお、図４の処理は例えば１日１回所定時刻に実行されるものとする。ただし、目標糖度に変更がない場合には、ステップＳ１２を省略してもよい。

図７には、日積算日射の変化とそれに応じた気温設定目標の変化の例がグラフにて示されている。図７に示すように、制御部３８は、日積算日射が大きい場合に気温設定目標（℃）を高く設定する。このように、日積算日射に応じて気温設定目標を設定することにより、例えば日平均気温を一律に（例えば２４℃に）維持するような場合に比べ、冷房エネルギを削減することができる。

図８には、制御装置１０の表示部９３に表示される表示画面の一例が示されている。図８の表示画面においては、作物情報と環境情報と、グラフが表示されている。作物情報の表示領域には、品種名の入力欄や目標糖度の入力欄、着果日の入力欄が用意されている。また、環境情報の表示領域には、日積算日射の実測値や、影響算出部３４が算出した日積算日射に基づく糖度の変化量（Δ糖度）、環境値算出部３６が算出した目標気温、制御部３８が設定した夜ＨＰ（ヒートポンプ）設定温度、昼換気設定温度、夜換気設定温度が日ごとに表示される。なお、当日（図８では、７月１４日）の日積算日射と日積算日射に対応するΔ糖度は、予測値である。また、グラフとしては、図７と同様のグラフが表示される。なお、本実施形態では、制御部３８が制御対象機器１６を自動的に制御する場合について説明しているが、表示部９３に表示される図８の画面に基づいて、作業者が制御対象機器１６を操作して温室１８内の環境を調整するようにしてもよい。

（別例１）
ここで、上述した例（品種Ａの目標糖度を５．５とする例）とは別の例について説明する。例えば、作業者が品種Ａについて、目標糖度「５．８」を入力したとする。この場合、影響算出部３４は、図５の糖度テーブルを参照することにより、日積算日射を１５ＭＪ／ｍ²に維持し、日平均気温を１８℃に維持できれば、トマトの糖度を目標糖度「５．８」とすることができるという情報を取得する。このとき、影響算出部３４が推定した日積算日射が２０ＭＪ／ｍ²であったとすると、影響算出部３４は、図６（ａ）の品種Ａのグラフ（実線）に基づいて、日積算日射が１５ＭＪ／ｍ²の場合よりも糖度が０．６５上昇する可能性があると判断する。また、環境値算出部３６は、図６（ｂ）のグラフ（実線）に基づいて、目標糖度「５．８」に対応する日平均気温「１８℃」から５℃だけ日平均気温を上昇させれば（設定温度を２３℃に設定すれば）、糖度を０．６５だけ低下させることができると判断する。したがって、制御部３８は、気温設定目標を２３℃とし、制御対象機器１６を制御するようにする。これにより、トマトの糖度を目標糖度にすることができるとともに、日積算日射に関わらず気温設定目標を一定にする場合と比べて冷房エネルギを削減することができる。

（別例２）
また、例えば、作業者が品種Ｂについて、目標糖度「６．５」を入力したとする。この場合、影響算出部３４は、図５の糖度テーブルを参照することにより、日積算日射を１５ＭＪ／ｍ²に維持し、日平均気温を２１℃に維持できれば、トマトの糖度を目標糖度「６．５」とすることができるという情報を取得する。このとき、影響算出部３４が推定した日積算日射が２０ＭＪ／ｍ²であったとすると、影響算出部３４は、図６（ａ）の品種Ｂのグラフ（破線）に基づいて、日積算日射が１５ＭＪ／ｍ²の場合の糖度「６．５」よりも０．５上昇させる可能性があると判断する。また、環境値算出部３６は、図６（ｂ）のグラフ（破線）に基づいて、目標糖度「６．５」に対応する日平均気温「２１℃」から３℃だけ日平均気温を上昇させれば（設定温度を２４℃に設定すれば）、糖度を０．５だけ低下させることができると判断する。したがって、制御部３８は、気温設定目標を２４℃とし、制御対象機器１６を制御するようにする。これにより、トマトの糖度を目標糖度にすることができるとともに、日積算日射に関わらず気温設定目標を一定にする場合と比べて冷房エネルギを削減することができる。

これまでの説明から明らかなように、本実施形態では、作物情報取得部３０と環境情報取得部３２とにより、トマトの目標糖度と温室１８内の日射の情報との入力を受け付ける受付部としての機能が実現されている。また、影響算出部３４と、環境値算出部３６とにより、日平均日射がトマトの糖度に与える影響を予測するとともに、作物の糖度を目標糖度とする日平均気温を特定する特定部としての機能が実現されている。

以上詳細に説明したように、本実施形態によると、作物情報取得部３０が、作業者によって入力された温室１８内で栽培するトマトの目標糖度を取得し、環境情報取得部３２が、温室内センサ１４によって検出された温室１８内の日射を取得する。そして、影響算出部３４は、糖度と日積算日射との関係を示すグラフ（図６（ａ））を参照して、日積算日射が糖度に与える影響（Δ糖度）を算出する。また、環境値算出部３６は、糖度と温室内の日平均気温との関係を示すグラフ（図６（ｂ））を参照して、算出した影響を相殺し、トマトの糖度を目標糖度とするような日平均気温を算出する。更に、制御部３８は、特定した日平均気温となるように温室１８内の環境を制御する。このように、本実施形態では、日積算日射が想定している値より大きくなり、光合成による物質生産量が想定よりも大きくなるような場合に、日平均気温が高くなるように制御対象機器１６を制御する。これにより、トマトの糖度が目標糖度となるように温室１８内の環境を調整することができる。この場合、日積算日射が大きくなったときに日平均気温が高くなるように温室１８内の環境を調整するため、冷房エネルギを削減することが可能となる。

また、本実施形態では、温室１８内の気温と温室１８外の気温に応じて、温室１８内の環境を制御する方法を異ならせている。これにより、エネルギ効率の高い方法で温室１８内を適切な環境にすることが可能である。

なお、上記実施形態では、日積算日射の変化により生じる糖度の変化を相殺するように日平均気温を調整する場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、上記実施形態では、日平均気温の変化により生じる糖度の変化を相殺するように日積算日射又はＣＯ₂濃度を調整するようにしてもよい。

（日積算日射を調整する場合について）
日平均気温の変化により生じる糖度の変化を相殺するように日積算日射を調整する例について説明する。例えば、品種Ａの目標糖度が「５．５」と設定されたときに、その日の日平均気温の推定値が２５℃であったとする。この場合、その日の日平均気温の推定値（２５℃）は、図５の日平均気温（２０℃）よりも５℃高く、図６（ｂ）のグラフ（実線）から、トマトの糖度が０．６５下がる可能性があるとわかるので、この糖度の低下を相殺するように、環境値算出部３６は、適切な日積算日射を算出する。具体的には、環境値算出部３６は、図６（ａ）のグラフ（実線）に基づいて、Δ糖度が０．６５だけ上がるような、図５の一行目の日積算日射（１５ＭＪ／ｍ²）よりも５ＭＪ／ｍ²だけ高い日積算日射（２０ＭＪ／ｍ²）を適切な日積算日射として算出する。したがって、制御部３８は、遮光カーテンを開けたり、ＬＥＤ照明を点灯させるなどして補光することで、日積算日射が２０ＭＪ／ｍ²になるように環境を制御する。

（ＣＯ₂濃度を調整する場合について）
次に、日平均気温の変化により生じる糖度の変化を相殺するようにＣＯ₂濃度を調整する例について説明する。ここで、ＣＯ₂濃度とΔ糖度との間には、図９（ａ）に示すような関係があるものとする。また、糖度テーブルには、図９（ｂ）に示すように、日平均気温が２０℃、ＣＯ₂濃度が４００ｐｐｍのときに、品種Ａのトマトの糖度が５．５になったという情報が格納されていたとする。

そして、品種Ａの目標糖度が「５．５」と設定されたときに、その日の日平均気温の推定値が２５℃であったとする。この場合、その日の日平均気温の推定値（２５℃）は、図５の日平均気温（２０℃）よりも５℃高く、図６（ｂ）のグラフ（実線）から、トマトの糖度が０．６５下がる可能性があるとわかるので、この糖度の低下を相殺するように、環境値算出部３６は適切なＣＯ₂濃度を算出する。具体的には、図９（ａ）のグラフから、ＣＯ₂濃度が４００ｐｐｍのときよりも糖度を０．６５だけ上げるようなＣＯ₂濃度（６００ｐｐｍ）を適切なＣＯ₂濃度として算出する。したがって、制御部３８は、ＣＯ₂施用機を制御することで、ＣＯ₂濃度を６００ｐｐｍに設定する。

なお、上記実施形態では、影響算出部３４が、温室内センサ１４により検出された温室１８内の日射の情報を用いて、日射による糖度への影響を算出する（Ｓ１６）場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、温室１８内の日射と温室１８外の日射には比例関係があるため、影響算出部３４は、屋外センサ１２により検出された温室１８外の日射の情報を用いて、日射による糖度への影響を算出することとしてもよい。

（実施例）
以下、実施例について説明する。本実施例では、夏季高温期の糖度低下を回避するため、環境条件から糖度を予測し、糖度が一定範囲（５．０±０．５）に収まるように環境制御を行った。

本実施例で栽培したトマトの品種はＣＦ桃太郎ヨークであり、栽培方法として、ロックウール長段栽培を採用した。定植は、２０１７年４月１７日、収穫は、２０１７年６月１６日～９月２９日に実施した。環境設定としては、天窓開閉温度を２５℃、側窓開閉温度を２７℃とし、相対湿度（ＲＨ）７０％以下で細霧冷房を行った。また、気温制御として、ヒートポンプ（ＨＰ）により夜間（２０時～翌５時）の気温を調節した。

気温調節においては、過去の所定期間（第１の期間）における温室１８内の環境（気温、湿度、ＣＯ₂濃度等）を温室内センサ１４等により計測し、この計測した情報に基づいて、未来の所定期間（第２の期間）における温室１８内の環境（実施例では、気温））の推移を予測した。この場合、例えば、制御対象機器１６を過去の第１の期間と同一の設定とした場合に、温室１８内の環境がどのように推移するかを予測し、また、温室１８内の作業者が制御対象機器１６の設定温度の変更を入力した場合に、当該変更後の設定温度にしたときの温室１８内の環境の推移を予測した。より具体的には、過去の第１の期間（本実施例では、当日の昼間（５時～２０時）の気温）の温室１８内の環境の推移を基に、未来の第２の期間（当日２０時～翌日５時）の温室１８内の環境の推移を予測した。

そして、後に述べる目標糖度を達成するのに必要な気温を推定して、その推定結果に基づいて制御対象機器１６（本実施例では、ヒートポンプ）の制御情報を決定した。本実施例で用いたヒートポンプの能力係数により、ヒートポンプの設定は１６～２０℃の範囲で毎日変更することとした。

ここで、気温調整の際には、次式（１）～（３）に基づいて果実糖度の予測を行い、予測糖度が上述した一定範囲（目標糖度：５．０±０．５）を達成するのに必要な気温を推定した。
予測糖度＝f(Tm)＋g(Sr)＋Ibrx …（１）
f(Tm)＝ktm ×（Tm－Itm） …（２）
g(Sr)＝ksr ×（Sr－Isr） …（３）

なお、Tmは、収穫までの４週間の日平均気温（℃/ｄ）であり、Srは、収穫までの４週間の日平均日射（ＭＪ/ｄ）である。また、Ibrxは、基準糖度（５．０％）であり、ktmは、温度係数（＝－０．１４(％/℃)）であり、Ksrは、日射係数（＝０．１７（％/ＭＪ））である。また、Itmは、基準温度（＝２４.０（℃）であり、Isrは、基準日射（＝１２．０（ＭＪ/ｄ））である。

図１０は、上記制御を行った結果得られたSrとTmの変化を示すグラフである。本実施例では、Srに基づいてTmを図１０に示すように制御することで、図１１（ａ）において点（Obs.）で示すような糖度のトマトを各日において収穫することができた。なお、図１１（ａ）においては、実線が糖度の予測値（Pred.）を示している。図１１（ａ）に示すように、夏季高温期においても、目標糖度（５．０±０．５）を満足するトマトを概ね栽培することができた。

図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のデータを、横軸（ｘ軸）を予測糖度、縦軸（ｙ軸）を実測糖度とした座標系上にプロットしたものである。この図１１（ｂ）において各点を最小二乗法により直線近似したところ、ｙ＝０．９５３１×ｘの直線が得られ、かつ決定係数Ｒ²は０．５１８と高く、適合度が高いため、予測糖度が実測糖度と概ね一致することが分かった。

なお、上記の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。その場合、処理装置が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体（ただし、搬送波は除く）に記録しておくことができる。

プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）などの可搬型記憶媒体の形態で販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。

プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記憶媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記憶媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。また、コンピュータは、サーバコンピュータからプログラムが転送されるごとに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。

上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。

１０制御装置（生育環境制御装置）
３０作物情報取得部（受付部の一部）
３２環境情報取得部（受付部の一部）
３４影響算出部（特定部の一部）
３６環境値算出部（特定部の一部）
３８制御部

Claims

温室内で栽培する作物の目標糖度と、前記温室内又は温室外の日射の情報と、の入力を受け付け、
前記作物を目標糖度とするための基準日射情報と基準気温情報とを示す第１データと、日射の違いが作物の糖度にどの程度影響するのかを示す第２データと、を参照して、入力を受け付けた前記日射の情報と前記基準日射情報との違いが前記作物の糖度に与える影響を予測するとともに、前記第１データと、前記温室内の気温の違いが作物の糖度にどの程度影響するのかを示す第３データと、を参照して、予測した前記影響を相殺できる前記温室内の気温を前記基準気温情報に基づいて特定し、
特定した前記気温を目標値として前記温室内の環境を制御する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする生育環境制御プログラム。
前記温室内の気温と前記温室の外部の気温に応じて、前記温室内の環境を制御する方法が異なることを特徴とする、請求項１に記載の生育環境制御プログラム。
温室内で栽培する作物の目標糖度と、前記温室内の気温の情報と、の入力を受け付け、
前記作物を目標糖度とするための基準日射情報又は基準二酸化炭素濃度情報と基準気温情報とを示す第１データと、前記温室内の気温の違いが作物の糖度にどの程度影響するのかを示す第２データと、を参照して、入力を受け付けた前記気温の情報と前記基準気温情報との違いが前記作物の糖度に与える影響を予測するとともに、前記第１データと、二酸化炭素濃度の違いが作物の糖度にどの程度影響するのか又は日射の違いが作物の糖度にどの程度影響するのかを示す第３データと、を参照して、予測した前記影響を相殺できる前記温室内の二酸化炭素濃度又は日射を特定し、
特定した前記二酸化炭素濃度又は日射を目標値として前記温室内の環境を制御する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする生育環境制御プログラム。
温室内で栽培する作物の目標糖度と、前記温室内又は温室外の日射の情報と、の入力を受け付け、
前記作物を目標糖度とするための基準日射情報と基準気温情報とを示す第１データと、日射の違いが作物の糖度にどの程度影響するのかを示す第２データと、を参照して、入力を受け付けた前記日射の情報と前記基準日射情報との違いが前記作物の糖度に与える影響を予測するとともに、前記第１データと、前記温室内の気温の違いが作物の糖度にどの程度影響するのかを示す第３データと、を参照して、予測した前記影響を相殺できる前記温室内の気温を前記基準気温情報に基づいて特定し、
特定した前記気温を目標値として前記温室内の環境を制御する、
処理をコンピュータが実行することを特徴とする生育環境制御方法。
温室内で栽培する作物の目標糖度と、前記温室内の気温の情報と、の入力を受け付け、
前記作物を目標糖度とするための基準日射情報又は基準二酸化炭素濃度情報と基準気温情報とを示す第１データと、前記温室内の気温の違いが作物の糖度にどの程度影響するのかを示す第２データと、を参照して、入力を受け付けた前記気温の情報と前記基準気温情報との違いが前記作物の糖度に与える影響を予測するとともに、前記第１データと、二酸化炭素濃度の違いが作物の糖度にどの程度影響するのか又は日射の違いが作物の糖度にどの程度影響するのかを示す第３データと、を参照して、予測した前記影響を相殺できる前記温室内の二酸化炭素濃度又は日射を特定し、
特定した前記二酸化炭素濃度又は日射を目標値として前記温室内の環境を制御する、
処理をコンピュータが実行することを特徴とする生育環境制御方法。
温室内で栽培する作物の目標糖度と、前記温室内又は温室外の日射の情報と、の入力を受け付ける受付部と、
前記作物を目標糖度とするための基準日射情報と基準気温情報とを示す第１データと、日射の違いが作物の糖度にどの程度影響するのかを示す第２データと、を参照して、入力を受け付けた前記日射の情報と前記基準日射情報との違いが前記作物の糖度に与える影響を予測するとともに、前記第１データと、前記温室内の気温の違いが作物の糖度にどの程度影響するのかを示す第３データと、を参照して、予測した前記影響を相殺できる前記温室内の気温を前記基準気温情報に基づいて特定する特定部と、
特定した前記気温を目標値として前記温室内の環境を制御する制御部と、
を備える生育環境制御装置。
温室内で栽培する作物の目標糖度と、前記温室内の気温の情報と、の入力を受け付ける受付部と、
前記作物を目標糖度とするための基準日射情報又は基準二酸化炭素濃度情報と基準気温情報とを示す第１データと、前記温室内の気温の違いが作物の糖度にどの程度影響するのかを示す第２データと、を参照して、入力を受け付けた前記気温の情報と前記基準気温情報との違いが前記作物の糖度に与える影響を予測するとともに、前記第１データと、二酸化炭素濃度の違いが作物の糖度にどの程度影響するのか又は日射の違いが作物の糖度にどの程度影響するのかを示す第３データと、を参照して、予測した前記影響を相殺できる前記温室内の二酸化炭素濃度又は日射を特定する特定部と、
特定した前記二酸化炭素濃度又は日射を目標値として前記温室内の環境を制御する制御部と、
を備える生育環境制御装置。