JPH0548090B2 - - Google Patents
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- JPH0548090B2 JPH0548090B2 JP60193858A JP19385885A JPH0548090B2 JP H0548090 B2 JPH0548090 B2 JP H0548090B2 JP 60193858 A JP60193858 A JP 60193858A JP 19385885 A JP19385885 A JP 19385885A JP H0548090 B2 JPH0548090 B2 JP H0548090B2
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- Japan
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- cultivation
- plant
- plants
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- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 49
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
- Y02A40/25—Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Cultivation Of Plants (AREA)
- Greenhouses (AREA)
- Hydroponics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、植物栽培装置、特に、植物の生育
環境を制御して、植物を栽培する植物栽培装置に
関するものである。
環境を制御して、植物を栽培する植物栽培装置に
関するものである。
現在、我々が栽培しているほとんどの植物は野
生植物の改良により作られた栽培植物と呼ばれる
人工植物である。この栽培植物は、我々の必要と
する部位、例えば、葉や根などに対しては、極め
て高い生産力と高い品質を持つているが、それを
高収量で栽培するためには、農薬、肥料、労働力
の投入を必要とする。
生植物の改良により作られた栽培植物と呼ばれる
人工植物である。この栽培植物は、我々の必要と
する部位、例えば、葉や根などに対しては、極め
て高い生産力と高い品質を持つているが、それを
高収量で栽培するためには、農薬、肥料、労働力
の投入を必要とする。
一方、このような栽培植物も植物であることに
は変わりはなく、植物の基本的通性として、その
栽培は天候などの自然条件に大きく左右される。
は変わりはなく、植物の基本的通性として、その
栽培は天候などの自然条件に大きく左右される。
このために、農産物の生産は、悪い労働条件の
もとで不安定な生産を余儀なくされており、多く
の問題をかかえることになつてしまつた。
もとで不安定な生産を余儀なくされており、多く
の問題をかかえることになつてしまつた。
このような背景のもとで、新しい農業の必要が
高まつているが、その一つとして、すべての植物
生育環境を植物の好適条件に人工的に制御する、
いわゆる完全人工制御形植物工場が注目されてい
る。これは、これまでの自然依存から脱却した植
物生産システムであるところに、大きな意義を持
つものである。
高まつているが、その一つとして、すべての植物
生育環境を植物の好適条件に人工的に制御する、
いわゆる完全人工制御形植物工場が注目されてい
る。これは、これまでの自然依存から脱却した植
物生産システムであるところに、大きな意義を持
つものである。
この完全人工制御形植物工場は、すべての植物
生育環境条件を人工的に制御するものである。す
なわち、気温、湿度、風速、炭酸ガス濃度やその
他の水耕栽培条件が制御されるが、特に特筆すべ
きは太陽光を使うことなく、人工光源を使つて光
条件をも人工的に作り出すところにある。
生育環境条件を人工的に制御するものである。す
なわち、気温、湿度、風速、炭酸ガス濃度やその
他の水耕栽培条件が制御されるが、特に特筆すべ
きは太陽光を使うことなく、人工光源を使つて光
条件をも人工的に作り出すところにある。
このために、栽培室内に、所定の照度を得るた
めの人工光源が、栽培室内の上部の天井やあるい
は側方の壁面等に配置されており、例えば、サラ
ダナなどの葉物の栽培では、苗から製品に至るま
での栽培期間中、一定発光量のもとで連続して照
射される。
めの人工光源が、栽培室内の上部の天井やあるい
は側方の壁面等に配置されており、例えば、サラ
ダナなどの葉物の栽培では、苗から製品に至るま
での栽培期間中、一定発光量のもとで連続して照
射される。
例えば、サラダナの場合には、18〜20Klxの照
度のもとで栽培すると、他の環境条件が好適であ
れば、７〜８日でその重量が10倍になる高速栽培
が可能である。
度のもとで栽培すると、他の環境条件が好適であ
れば、７〜８日でその重量が10倍になる高速栽培
が可能である。
このように、光条件をも含めた環境条件が好適
に制御されておれば、植物は高速でかつ再現性よ
く生長するが、従来の植物栽培における問題は経
済性であり、なかでも、植物に照射する人工光線
の光源電力のコストが全生産コストの40％前後を
占めるのが現状であり、生産コスト的にこの光源
電力コストが重荷であるという問題点を有してい
る。
に制御されておれば、植物は高速でかつ再現性よ
く生長するが、従来の植物栽培における問題は経
済性であり、なかでも、植物に照射する人工光線
の光源電力のコストが全生産コストの40％前後を
占めるのが現状であり、生産コスト的にこの光源
電力コストが重荷であるという問題点を有してい
る。
この発明は、上記のような問題点を解決するた
めになされたもので、照射電力消費量を低減させ
た植物栽培装置を得ることを目的とするものであ
る。
めになされたもので、照射電力消費量を低減させ
た植物栽培装置を得ることを目的とするものであ
る。
この発明の発明者らは、上記課題を解決するた
めに、一定条件下で植物の生育特性を調べた。す
なわち、栽培室内面を可視光の反射率の高い材料
で覆い、栽培室空間容積を最底限にした状態で植
物の生育特性を調べた。
めに、一定条件下で植物の生育特性を調べた。す
なわち、栽培室内面を可視光の反射率の高い材料
で覆い、栽培室空間容積を最底限にした状態で植
物の生育特性を調べた。
その結果、次の３事項が判明した。
第１は、環境条件が好適に保持されていれば、
植物の生長速度例えば生重量増加速度は、植物の
生体重をＷとすると、 dW／dt＝kW 第２は、生長速度定数ｋは、一定発光量の光源
を使用し、一定の植付け間隔で植物を栽培する
と、生長に応じて低下することがわかつた。言い
換えれば、生長速度定数ｋは栽培ベツド面積に対
する植物体の被占有面積に依存するということで
ある。
植物の生長速度例えば生重量増加速度は、植物の
生体重をＷとすると、 dW／dt＝kW 第２は、生長速度定数ｋは、一定発光量の光源
を使用し、一定の植付け間隔で植物を栽培する
と、生長に応じて低下することがわかつた。言い
換えれば、生長速度定数ｋは栽培ベツド面積に対
する植物体の被占有面積に依存するということで
ある。
第３は、この被占有面積率が一定限度以下にな
ると、それに対する生長速度定数ｋの依存生がな
くなることである。
ると、それに対する生長速度定数ｋの依存生がな
くなることである。
一方、人工光源を用いて植物を栽培する場合、
光の有効利用のために、栽培ベツドは植物体に充
分に光が照射される条件で最低の面積にする必要
がある。しかし、植物は生長に応じて被占有面積
が変わるために、全栽培期間に通じて適当な間隔
を保つことは困難であり、どうしても光のロスは
避けられない。
光の有効利用のために、栽培ベツドは植物体に充
分に光が照射される条件で最低の面積にする必要
がある。しかし、植物は生長に応じて被占有面積
が変わるために、全栽培期間に通じて適当な間隔
を保つことは困難であり、どうしても光のロスは
避けられない。
また、光源と植物体とを比較的狭い空間内に入
れて栽培すると、壁面などの光反射効果により、
植物体に光が方向的に均一に照射されることにな
り、植物の生育に好結果を与える。このために空
間的照度分布が重要になる。
れて栽培すると、壁面などの光反射効果により、
植物体に光が方向的に均一に照射されることにな
り、植物の生育に好結果を与える。このために空
間的照度分布が重要になる。
この発明は上記の知見と前に述べた問題点とに
かんがみてなされたものである。
かんがみてなされたものである。
すなわち、この発明に係る植物栽培装置は、外
部からの光が遮断された栽培室において、栽培室
内の空間的照度分布を照度センサーにより計測
し、その計測値が栽培されている植物の生長に最
適な所定値になるように、発光強度調整可能な光
源の発光強度を上記照度センサーにより計測した
計測値により照度計測値処理装置を介して制御す
るものである。
部からの光が遮断された栽培室において、栽培室
内の空間的照度分布を照度センサーにより計測
し、その計測値が栽培されている植物の生長に最
適な所定値になるように、発光強度調整可能な光
源の発光強度を上記照度センサーにより計測した
計測値により照度計測値処理装置を介して制御す
るものである。
この発明の植物栽培装置は、上記のように構成
されているので、栽培すべき植物の苗を栽培ベツ
ドに植設し、各環境条件を整えて栽培を開始す
る。
されているので、栽培すべき植物の苗を栽培ベツ
ドに植設し、各環境条件を整えて栽培を開始す
る。
環境条件は時間の経過とともに変化するが、こ
れも補充制御される。
れも補充制御される。
一方、栽培室内の空間的照度分布は照度センサ
ーにより計測され、この計測値と先に設定されて
いる設定値とを照度計測値処理装置において対比
しそれによつて光源の発光強度を調節し、栽培室
内の空間的照度分布を設定値に合わせ、最適の空
間的照度分布とする。
ーにより計測され、この計測値と先に設定されて
いる設定値とを照度計測値処理装置において対比
しそれによつて光源の発光強度を調節し、栽培室
内の空間的照度分布を設定値に合わせ、最適の空
間的照度分布とする。
以下、この発明をその一実施例を示す模式図に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
第１図において、符号１は栽培室を覆い外部か
ら強い光が入らないように密閉している覆がいで
あり、断熱材で構成して内面に白色板がはられた
ものである。２は栽培室の栽培ベツド上部空間、
３は栽培室下部に設けられて水耕液を備えている
水耕槽、４は発光強度調整可能な光源、５は栽培
する植物体であつて水耕槽３上の栽培ベツド６に
植設されている。７は照度センサーであつて、栽
培室内の空間的照度分布を計測するために必要位
置に複数個設けられている。また、８は照度セン
サー７による計測値を別途に設定している設定値
と比較して光源の電源を制御する調光回路付設の
照度計測値処理装置、９は光源４の電源である。
ら強い光が入らないように密閉している覆がいで
あり、断熱材で構成して内面に白色板がはられた
ものである。２は栽培室の栽培ベツド上部空間、
３は栽培室下部に設けられて水耕液を備えている
水耕槽、４は発光強度調整可能な光源、５は栽培
する植物体であつて水耕槽３上の栽培ベツド６に
植設されている。７は照度センサーであつて、栽
培室内の空間的照度分布を計測するために必要位
置に複数個設けられている。また、８は照度セン
サー７による計測値を別途に設定している設定値
と比較して光源の電源を制御する調光回路付設の
照度計測値処理装置、９は光源４の電源である。
第２図は栽培ベツド６の上面を示したものであ
る。
る。
図において、植物体５は栽培ベツド６の固定穴
に挿入されており、その間隔は収穫時の植物体の
平面における径より若干大きく形成されている。
に挿入されており、その間隔は収穫時の植物体の
平面における径より若干大きく形成されている。
この実施例は上記のように構成されているが、
栽培ベツド６に３〜10gの栽培すべき植物体５の
苗を定置するところから栽培が始まる。
栽培ベツド６に３〜10gの栽培すべき植物体５の
苗を定置するところから栽培が始まる。
そして、栽培室内は、植物体５の種類に応じ
て、照度、気温、湿度、炭酸ガス濃度および風速
等が、また、水耕槽３内の水耕液は、水耕液組成
や水温等が経済性を考慮して設定され、また、制
御される。
て、照度、気温、湿度、炭酸ガス濃度および風速
等が、また、水耕槽３内の水耕液は、水耕液組成
や水温等が経済性を考慮して設定され、また、制
御される。
このようにして制御された環境条件で植物体５
は高速度で生長を続けるが、一定光量のもとでは
生長に応じて栽培室内の植物体５の葉の総量が増
加するために、等価的には照射光の栽培ベツド６
面からの光反射状態が変化して下がり、従つて、
室内の照度が低下する。また、栽培室内は白色板
で覆われているために、この低下は敏感になる。
は高速度で生長を続けるが、一定光量のもとでは
生長に応じて栽培室内の植物体５の葉の総量が増
加するために、等価的には照射光の栽培ベツド６
面からの光反射状態が変化して下がり、従つて、
室内の照度が低下する。また、栽培室内は白色板
で覆われているために、この低下は敏感になる。
このように、定植時の照度は必要とする最低照
度に設定されるわけであるが、上記したように、
生長に応じて照度が低下してしまい、生長の障害
になる。従つて、栽培中は栽培室内の照度が例え
ば太陽電池式の照度センサー７で常時計測され、
その出力が照度計測値処理装置８に入力される。
ここでは、あらかじめ設定されている照度設定値
と上記計測値とが対比され、後者が前者より低け
れば信号が出るようになつている。照度センサー
７は栽培室内に少なくとも２台設置されており、
１台は床面、他の１台は壁面からの照度が計測さ
れるようになつている。照度計測値処理装置８の
出力は光源の電源９に入力され、この電源９は調
光回路についた光源用電源であつて、照度計測値
処理装置８からの信号により自動的に調光され
る。
度に設定されるわけであるが、上記したように、
生長に応じて照度が低下してしまい、生長の障害
になる。従つて、栽培中は栽培室内の照度が例え
ば太陽電池式の照度センサー７で常時計測され、
その出力が照度計測値処理装置８に入力される。
ここでは、あらかじめ設定されている照度設定値
と上記計測値とが対比され、後者が前者より低け
れば信号が出るようになつている。照度センサー
７は栽培室内に少なくとも２台設置されており、
１台は床面、他の１台は壁面からの照度が計測さ
れるようになつている。照度計測値処理装置８の
出力は光源の電源９に入力され、この電源９は調
光回路についた光源用電源であつて、照度計測値
処理装置８からの信号により自動的に調光され
る。
照度の制御手段としては、上記の調光手段によ
ると細かい制御が可能であるが、簡便にするため
には、光源４の点灯本数を変えることによつても
よい。
ると細かい制御が可能であるが、簡便にするため
には、光源４の点灯本数を変えることによつても
よい。
いづれの手段をとるにしても、苗の定値時およ
び栽培初期では植物体５の間隔が広いため、この
状態で最低最適照度を設定すると後期で照度不足
になり、また逆に後期で最低最適照度になるよう
に設定すると初期で過大になることが防止でき
る。
び栽培初期では植物体５の間隔が広いため、この
状態で最低最適照度を設定すると後期で照度不足
になり、また逆に後期で最低最適照度になるよう
に設定すると初期で過大になることが防止でき
る。
なお、制御する照度の設定値は、植物の種類、
葉の形状等によつてそれぞれ変わるので、対象作
物毎にあらかじめ決定される。
葉の形状等によつてそれぞれ変わるので、対象作
物毎にあらかじめ決定される。
この発明は、上記のように栽培室内に外部から
強い光が入らないように構成されているとともに
調光可能な光源、照度センサーおよび照度計測値
処理装置によつて、栽培空間の照度を制御するよ
うに構成しているので、栽培初期などの植物体間
隔が粗な状態においては、適切な照度となるよう
に光源を制御することによつて、過大な照度によ
る過大な電力消費を避けることができ、植物体が
成長した場合にはそれに適した照度に制御して植
物の成長を促進して経済的に植物を栽培すること
ができ、従つて、照射電力消費を低減し得るとと
もに生長速度予測による安定かつ計画的な生産も
できる植物栽培装置が得られる効果を有してい
る。
強い光が入らないように構成されているとともに
調光可能な光源、照度センサーおよび照度計測値
処理装置によつて、栽培空間の照度を制御するよ
うに構成しているので、栽培初期などの植物体間
隔が粗な状態においては、適切な照度となるよう
に光源を制御することによつて、過大な照度によ
る過大な電力消費を避けることができ、植物体が
成長した場合にはそれに適した照度に制御して植
物の成長を促進して経済的に植物を栽培すること
ができ、従つて、照射電力消費を低減し得るとと
もに生長速度予測による安定かつ計画的な生産も
できる植物栽培装置が得られる効果を有してい
る。
第１図はこの発明の一実施例を示す模式図、第
２図は栽培ベツドの上面図である。 １……覆がい、２……栽培ベツド上部空間、３
……水耕槽、４……光源、５……植物体、６……
栽培ベツド、７……照度センサー、８……照度計
測値処理装置、９……電源。
２図は栽培ベツドの上面図である。 １……覆がい、２……栽培ベツド上部空間、３
……水耕槽、４……光源、５……植物体、６……
栽培ベツド、７……照度センサー、８……照度計
測値処理装置、９……電源。
Claims (1)
- １ 室内環境が制御されているとともに外部から
強い光が入らないように密閉されている栽培室
と、この栽培室内の下部に設置され植物が植設さ
れる栽培ベツドと、上記栽培室内に設けられた発
光強度調整可能な光源と、上記栽培室内に設けら
れて指標位置および指標方向の照度を計測する複
数個の照度センサーと、これらの照度センサーに
よつて計測された計測値により上記光源の発光量
を制御する照度計測値処理装置とを備えているこ
とを特徴とする植物栽培装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60193858A JPS6255025A (ja) | 1985-09-04 | 1985-09-04 | 植物栽培装置 |
| DE19863602035 DE3602035A1 (de) | 1985-01-31 | 1986-01-24 | Anlage zum anbauen und zuechten von pflanzen |
| AT0018286A AT398510B (de) | 1985-01-31 | 1986-01-27 | Anlage zum züchten von pflanzen |
| CA000500732A CA1285389C (en) | 1985-01-31 | 1986-01-30 | Plant cultivating apparatus |
| US08/077,610 US5323567A (en) | 1985-01-31 | 1993-06-17 | Plant cultivating apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60193858A JPS6255025A (ja) | 1985-09-04 | 1985-09-04 | 植物栽培装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6255025A JPS6255025A (ja) | 1987-03-10 |
| JPH0548090B2 true JPH0548090B2 (ja) | 1993-07-20 |
Family
ID=16314922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60193858A Granted JPS6255025A (ja) | 1985-01-31 | 1985-09-04 | 植物栽培装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6255025A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2503823Y2 (ja) * | 1990-12-12 | 1996-07-03 | マミヤ・オーピー株式会社 | 両軸受リ―ル |
| JP2529874Y2 (ja) * | 1991-09-13 | 1997-03-19 | ダイワ精工株式会社 | 魚釣用リールの変速装置 |
| JP3570312B2 (ja) * | 1998-10-21 | 2004-09-29 | 松下電工株式会社 | 植物苗貯蔵方法および装置 |
| JP3596362B2 (ja) * | 1999-07-23 | 2004-12-02 | 松下電工株式会社 | 植物苗保存棚 |
| US20150113875A1 (en) * | 2011-12-13 | 2015-04-30 | Matthew Liotta | Apparatus and Method for Optimizing Delivery of Nutrients in a Hydroponics System |
| JP6807169B2 (ja) * | 2016-06-01 | 2021-01-06 | 東京特殊電線株式会社 | 植物栽培装置及び植物栽培方法 |
| CN111163627A (zh) * | 2017-07-31 | 2020-05-15 | 昕诺飞控股有限公司 | 恒定光强度的调光方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59205915A (ja) * | 1983-05-10 | 1984-11-21 | 日立プラント建設株式会社 | 植物用環境試験装置 |
-
1985
- 1985-09-04 JP JP60193858A patent/JPS6255025A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59205915A (ja) * | 1983-05-10 | 1984-11-21 | 日立プラント建設株式会社 | 植物用環境試験装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6255025A (ja) | 1987-03-10 |
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