JPS6313B2 - - Google Patents
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- JPS6313B2 JPS6313B2 JP56166699A JP16669981A JPS6313B2 JP S6313 B2 JPS6313 B2 JP S6313B2 JP 56166699 A JP56166699 A JP 56166699A JP 16669981 A JP16669981 A JP 16669981A JP S6313 B2 JPS6313 B2 JP S6313B2
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- greenhouse
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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
Landscapes
- Greenhouses (AREA)
Description
本発明は植物の生育の促進と暖房用熱源の省エ
ネルギ化を図りうる植物栽培用温室の温度制御方
法に関するものである。 周知のように植物は第１図に示す時間と温度の
関係図のように、光の強い昼間においては光合成
Ａを行つて炭水化物を合成し、光の弱い夜間にお
いては光合成物質を葉茎などを介して各器管に転
流Ｂして、呼吸作用その他の生理作用Ｃを営む。
ところでこの場合光合成物質の転流および呼吸作
用などは夜間の温度が高温である程促進されると
されているが、しかし高温になり過ぎると呼吸量
が過重となつて、徒らに消耗を多くして光合成物
の蓄積ができなくなる。また植物からの蒸散作用
は日射量が多く温度が高い程また湿度が低い程促
進されて吸水量が多くなり、これに伴い養分の吸
収量も多くなつて栄養生長が盛んになる。しかし
高温になりすぎると例えば葉に日焼けを起した
り、落花や奇形を生ずるおそれがあり、また高湿
になると病害を発生する。従つて温室を用いその
内部気温および湿度の調節を行つて、植物の生育
に最も適した環境を人工的に作り出して栽培する
ことが行れており、温度管理として例えば温室内
の気温を適当な一定値に調節する方法、或いは第
２図に示すように時間帯毎、例えば四つの時間帯
に分けて変温管理する方法などを用い、また湿度
管理として天窓などの開閉による方法などを用い
て、生育環境を作り出すことが行われている。 しかし近時における石油資源の枯渇化と供給不
安定、更には価額の高騰は温室の気温管理におけ
る省エネルギ化を要求しており、そのためにはエ
ネルギ消費量の80〜90％を占める、日没後におけ
る暖房源の省エネルギ化が最も大きな問題点とな
る。 本発明は日没後における温度制御の特殊の工夫
を施こすことにより、植物の生育を促進しながら
省エネルギ化できることを明らかにし、またこれ
により例えば日没後における温室内の気温を、植
物の生育度を従来と同一とする平均気温以下にま
で低下することによつて、従来と同一収量を少な
い暖房エネルギで得られることを明らかにして、
省エネルギの要請に応えたものである。次に図面
を用いて本発明を詳細に説明する。 前記したように蒸散作用は日中に活溌に行われ
るが、最近の研究によれば、温室内植物の葉面の
気孔は光に対して反応が鈍感であつて、夜間も或
る程度開孔し、相対湿度の低い条件下では夜間で
もかなりの蒸散があるとされており、この事実を
示す蒸発量の実測結果も明らかにされている。一
方温室内の相対湿度は一般に100％に近い状態に
あり、気温が低下することによつて過飽和状態と
なつて温室のガラスなどの被覆材への凝結が行わ
れ、気温上昇によつて再び相対湿度が100％に近
い状態となる。しかし本発明者の研究によれば、
気温上昇時気温は温室内において一様に増大する
のではなく、先づ栽培植物に近い位置に設けられ
ることが一般である暖房源例えば電熱線などの周
辺、即ち植物周辺の気温の方がガラスなどの被覆
材の周辺より速く上昇し、その結果栽培植物周辺
の相対湿度の低下をもたらすことを明らかにし
た。 本発明はこの温度上昇による栽培植物周辺の相
対湿度の低下、および前記の夜間における蒸散の
事実から、夜間においても温室内に大きな気温の
変動を作り出すことにより、昼間のみならず夜間
においても葉面からの蒸散をうながすことができ
る。そしてこれから〔土壤中（培地中）の 水 植物 空間 ガラス 土 (吸水) (蒸散) (凝結) （滴下） 壤〕の経路による水の循環を促進して、養分の吸
収量の増大を図ることができ、これにより植物の
生長を促進させうることを着想してなされたもの
である。 またこれと同時に、変動幅の大きい気温の制御
においては、第３図ａに示すように上限温度θ2と
下限温度θ1を固定しても、外気温によつて平均気
温θ0の変化を生じ、例えば外気温が低いときには
図中実線曲線によつて示すように、上限値θ2に気
温が達するまでに長い時間を要し、θ2から下限値
θ1に低下する時間は短かい。一方外気温が高いと
きには第３図ａ中の一点鎖線のように、上限値θ2
に達するまでの時間は短かく、下限値θ1まで低下
する時間は長くなる。その結果外気温が低いとき
には平均気温は上昇してθ0となり、逆に外気温が
高いときには低下してθ′0となる傾向を示す。従
つて一般に温室内暖房を必要とする12月から３月
にかけての季節においては、昼間晴天のときには
夜間の外気温は比較的低温に経過することが多
く、結果的に温室内の平均気温は高められて、昼
間多く生産された光合成物質の転流を促進する。
逆に光合成の少ない曇雨天のときには外気温が高
く、温室内の平均気温が低くなつて余分な呼吸作
用を抑制する作用を行つて、不必要な暖房エネル
ギの消費の抑制が自動的に図られることを着想
し、次の提案を行うものである。 即ち本発明においては第１に、夜間における温
室内気温の制御法として、従来一般に行われてい
る第３図ｂに示す温度制御のように、温室内の気
温をθ0にほゞ一定に制御することなく、第３図ａ
に示すように適当な平均気温θ0を目標として、低
温θ1から高温θ2の間において大きな変動幅、例え
ば平均気温をθ0＝10℃としたときθ1〜θ2を６℃と
するよう大きな変動幅をもつて気温を変化させる
温度制御方法を提案し、これにより省エネルギを
図りながら生長の促進を図ろうとするものであ
る。 また第２には上記したように温室内の気温の変
動幅を大とすると、外気温が特に低いときには過
渡的とは云え、温度上昇させるための余分な設備
容量が必要となる。これに対して従来行われてい
るような変動幅を殆どもたない温度制御において
は、外気温による上記のような問題は極めて少な
いことに着目し、一日或いは季節を通じた温度制
御において変動幅の大きい温度制御と小さい制御
との併用により、生長の促進を図りながら省エネ
ルギを図りうることを着想してなされた提案であ
る。例えば第４図に示すように内外（は外気
温）の気温差が比較的小さい暖房開始直後から数
時間、例えば21時から０時まで変動幅の大きい温
度制御とする。また外気温が特に低下し内外気
温差が大きく暖房負荷が暖房容量に近接する深夜
から日の出前、例えば０時から４時までの間のよ
うに外気温が著しく低下し変動幅の大きい温度制
御では、平均気温維持のために必要以上の暖房を
行うことになる区間においては、前記第３図ｂで
示した従来のオンオフ制御法と同様な制御、即ち
小さい変動幅による制御とするように、一日或
いは季節を通じて外気温の変化に対応して両者を
併用して温度制御し、省エネルギを図りながら生
長の促進を図ろうとする提案である。 第１表、第２表、第３表は果菜であるトマトに
ついて、1977年から1980年の４年間に亘つて行わ
れた栽培実験のうちの1977年の結果であつて、第
４表にもとづく耕種概要のもとに夜間の目標平均
気温を10℃とし、４棟の実験温室の内の２棟のも
のの温度変動幅を６℃（周期約30分）、また他の
２棟のものの変動幅を1.5℃（周期約４分）とし
て果実の収量その他について比較したものであ
る。その結果によれば気温の変動増大と小とで、
温室内の平均気温が9.36℃と9.34℃とよく一致し
た条件で実験が行われ、トマトの生育は第１表の
ように栽培当初より終了まで変動幅の大きい温室
のものがすぐれ、草丈、節数ともに増加した。ま
た第２表に示す実験終了時における分解調査結果
のように気温の変動幅の大
ネルギ化を図りうる植物栽培用温室の温度制御方
法に関するものである。 周知のように植物は第１図に示す時間と温度の
関係図のように、光の強い昼間においては光合成
Ａを行つて炭水化物を合成し、光の弱い夜間にお
いては光合成物質を葉茎などを介して各器管に転
流Ｂして、呼吸作用その他の生理作用Ｃを営む。
ところでこの場合光合成物質の転流および呼吸作
用などは夜間の温度が高温である程促進されると
されているが、しかし高温になり過ぎると呼吸量
が過重となつて、徒らに消耗を多くして光合成物
の蓄積ができなくなる。また植物からの蒸散作用
は日射量が多く温度が高い程また湿度が低い程促
進されて吸水量が多くなり、これに伴い養分の吸
収量も多くなつて栄養生長が盛んになる。しかし
高温になりすぎると例えば葉に日焼けを起した
り、落花や奇形を生ずるおそれがあり、また高湿
になると病害を発生する。従つて温室を用いその
内部気温および湿度の調節を行つて、植物の生育
に最も適した環境を人工的に作り出して栽培する
ことが行れており、温度管理として例えば温室内
の気温を適当な一定値に調節する方法、或いは第
２図に示すように時間帯毎、例えば四つの時間帯
に分けて変温管理する方法などを用い、また湿度
管理として天窓などの開閉による方法などを用い
て、生育環境を作り出すことが行われている。 しかし近時における石油資源の枯渇化と供給不
安定、更には価額の高騰は温室の気温管理におけ
る省エネルギ化を要求しており、そのためにはエ
ネルギ消費量の80〜90％を占める、日没後におけ
る暖房源の省エネルギ化が最も大きな問題点とな
る。 本発明は日没後における温度制御の特殊の工夫
を施こすことにより、植物の生育を促進しながら
省エネルギ化できることを明らかにし、またこれ
により例えば日没後における温室内の気温を、植
物の生育度を従来と同一とする平均気温以下にま
で低下することによつて、従来と同一収量を少な
い暖房エネルギで得られることを明らかにして、
省エネルギの要請に応えたものである。次に図面
を用いて本発明を詳細に説明する。 前記したように蒸散作用は日中に活溌に行われ
るが、最近の研究によれば、温室内植物の葉面の
気孔は光に対して反応が鈍感であつて、夜間も或
る程度開孔し、相対湿度の低い条件下では夜間で
もかなりの蒸散があるとされており、この事実を
示す蒸発量の実測結果も明らかにされている。一
方温室内の相対湿度は一般に100％に近い状態に
あり、気温が低下することによつて過飽和状態と
なつて温室のガラスなどの被覆材への凝結が行わ
れ、気温上昇によつて再び相対湿度が100％に近
い状態となる。しかし本発明者の研究によれば、
気温上昇時気温は温室内において一様に増大する
のではなく、先づ栽培植物に近い位置に設けられ
ることが一般である暖房源例えば電熱線などの周
辺、即ち植物周辺の気温の方がガラスなどの被覆
材の周辺より速く上昇し、その結果栽培植物周辺
の相対湿度の低下をもたらすことを明らかにし
た。 本発明はこの温度上昇による栽培植物周辺の相
対湿度の低下、および前記の夜間における蒸散の
事実から、夜間においても温室内に大きな気温の
変動を作り出すことにより、昼間のみならず夜間
においても葉面からの蒸散をうながすことができ
る。そしてこれから〔土壤中（培地中）の 水 植物 空間 ガラス 土 (吸水) (蒸散) (凝結) （滴下） 壤〕の経路による水の循環を促進して、養分の吸
収量の増大を図ることができ、これにより植物の
生長を促進させうることを着想してなされたもの
である。 またこれと同時に、変動幅の大きい気温の制御
においては、第３図ａに示すように上限温度θ2と
下限温度θ1を固定しても、外気温によつて平均気
温θ0の変化を生じ、例えば外気温が低いときには
図中実線曲線によつて示すように、上限値θ2に気
温が達するまでに長い時間を要し、θ2から下限値
θ1に低下する時間は短かい。一方外気温が高いと
きには第３図ａ中の一点鎖線のように、上限値θ2
に達するまでの時間は短かく、下限値θ1まで低下
する時間は長くなる。その結果外気温が低いとき
には平均気温は上昇してθ0となり、逆に外気温が
高いときには低下してθ′0となる傾向を示す。従
つて一般に温室内暖房を必要とする12月から３月
にかけての季節においては、昼間晴天のときには
夜間の外気温は比較的低温に経過することが多
く、結果的に温室内の平均気温は高められて、昼
間多く生産された光合成物質の転流を促進する。
逆に光合成の少ない曇雨天のときには外気温が高
く、温室内の平均気温が低くなつて余分な呼吸作
用を抑制する作用を行つて、不必要な暖房エネル
ギの消費の抑制が自動的に図られることを着想
し、次の提案を行うものである。 即ち本発明においては第１に、夜間における温
室内気温の制御法として、従来一般に行われてい
る第３図ｂに示す温度制御のように、温室内の気
温をθ0にほゞ一定に制御することなく、第３図ａ
に示すように適当な平均気温θ0を目標として、低
温θ1から高温θ2の間において大きな変動幅、例え
ば平均気温をθ0＝10℃としたときθ1〜θ2を６℃と
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温度制御方法を提案し、これにより省エネルギを
図りながら生長の促進を図ろうとするものであ
る。 また第２には上記したように温室内の気温の変
動幅を大とすると、外気温が特に低いときには過
渡的とは云え、温度上昇させるための余分な設備
容量が必要となる。これに対して従来行われてい
るような変動幅を殆どもたない温度制御において
は、外気温による上記のような問題は極めて少な
いことに着目し、一日或いは季節を通じた温度制
御において変動幅の大きい温度制御と小さい制御
との併用により、生長の促進を図りながら省エネ
ルギを図りうることを着想してなされた提案であ
る。例えば第４図に示すように内外（は外気
温）の気温差が比較的小さい暖房開始直後から数
時間、例えば21時から０時まで変動幅の大きい温
度制御とする。また外気温が特に低下し内外気
温差が大きく暖房負荷が暖房容量に近接する深夜
から日の出前、例えば０時から４時までの間のよ
うに外気温が著しく低下し変動幅の大きい温度制
御では、平均気温維持のために必要以上の暖房を
行うことになる区間においては、前記第３図ｂで
示した従来のオンオフ制御法と同様な制御、即ち
小さい変動幅による制御とするように、一日或
いは季節を通じて外気温の変化に対応して両者を
併用して温度制御し、省エネルギを図りながら生
長の促進を図ろうとする提案である。 第１表、第２表、第３表は果菜であるトマトに
ついて、1977年から1980年の４年間に亘つて行わ
れた栽培実験のうちの1977年の結果であつて、第
４表にもとづく耕種概要のもとに夜間の目標平均
気温を10℃とし、４棟の実験温室の内の２棟のも
のの温度変動幅を６℃（周期約30分）、また他の
２棟のものの変動幅を1.5℃（周期約４分）とし
て果実の収量その他について比較したものであ
る。その結果によれば気温の変動増大と小とで、
温室内の平均気温が9.36℃と9.34℃とよく一致し
た条件で実験が行われ、トマトの生育は第１表の
ように栽培当初より終了まで変動幅の大きい温室
のものがすぐれ、草丈、節数ともに増加した。ま
た第２表に示す実験終了時における分解調査結果
のように気温の変動幅の大
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
きいものは主茎長、葉長、各器官重共に大きく、
未熟果、幼果を含めた果実収量でも約25％多かつ
た。一方各果房の開花始日、第１果房の収穫開始
日に差異は認められなかつた。また更に第３表か
ら明らかなように、トマトの吸水量は変動幅の大
きいものの方が小さいものより約13％多く、前記
の結果が裏付けられた。なお第１表と第２表中の
＊L.S.D.は最小有意差（Least Significant
Difference）のことであつて、実験目的とする処
理の結果が有意であるか否かを検定する方法の一
つである。 また、第１表、第２表の添字ａ、ｂは例えば第
９頁第１表の場合、草丈について変動幅が“大”
の処理と“小”の処理につて経時的に有意差の検
定を行つた結果を示すためのものである。例えば
処理後20日の変動幅“大”の草丈が103.4cm、小
では96.7cmであつて有意差があり、また処理後40
日でも有意差がある。そこで、前記にａ、後者に
ｂを添字して有意差のあることを示したものであ
る。しかし処理後61日では有意差がなくなつたた
め、ａ、ａと同じ添字をつけて有意差がなくなつ
たことを示しており、このａ、ｂの使用は慣習で
ある。 また第５表、第６表、第７表、第５図、第６図
は、1980年における実験結果であつて、夜間の旬
平均気温は変動幅大のもので6.0〜8.3℃、変動幅
小で7.3〜9.3℃となり、変動幅大のものが1.0〜
1.5℃低く経過した。また変動幅大のものの暖房
のための消費電力量は、第５図に示すように変動
幅小のものに対して約28％少なくなつた。 またトマトの生育経過は第５表に示すように、
変動幅大のものの夜間気温が長期間低かつたにも
かかわらず、何れの品種とも草丈、節数、各果房
開花日について変動幅小と変らない。また第１果
房収穫開始期の群落最大繁茂時における分解調査
未熟果、幼果を含めた果実収量でも約25％多かつ
た。一方各果房の開花始日、第１果房の収穫開始
日に差異は認められなかつた。また更に第３表か
ら明らかなように、トマトの吸水量は変動幅の大
きいものの方が小さいものより約13％多く、前記
の結果が裏付けられた。なお第１表と第２表中の
＊L.S.D.は最小有意差（Least Significant
Difference）のことであつて、実験目的とする処
理の結果が有意であるか否かを検定する方法の一
つである。 また、第１表、第２表の添字ａ、ｂは例えば第
９頁第１表の場合、草丈について変動幅が“大”
の処理と“小”の処理につて経時的に有意差の検
定を行つた結果を示すためのものである。例えば
処理後20日の変動幅“大”の草丈が103.4cm、小
では96.7cmであつて有意差があり、また処理後40
日でも有意差がある。そこで、前記にａ、後者に
ｂを添字して有意差のあることを示したものであ
る。しかし処理後61日では有意差がなくなつたた
め、ａ、ａと同じ添字をつけて有意差がなくなつ
たことを示しており、このａ、ｂの使用は慣習で
ある。 また第５表、第６表、第７表、第５図、第６図
は、1980年における実験結果であつて、夜間の旬
平均気温は変動幅大のもので6.0〜8.3℃、変動幅
小で7.3〜9.3℃となり、変動幅大のものが1.0〜
1.5℃低く経過した。また変動幅大のものの暖房
のための消費電力量は、第５図に示すように変動
幅小のものに対して約28％少なくなつた。 またトマトの生育経過は第５表に示すように、
変動幅大のものの夜間気温が長期間低かつたにも
かかわらず、何れの品種とも草丈、節数、各果房
開花日について変動幅小と変らない。また第１果
房収穫開始期の群落最大繁茂時における分解調査
【表】
【表】
【表】
【表】
結果でも、第６表のように主茎長、葉長、茎径、
各器官重に差を認められなかつた。しかし葉面積
については両区即ち変動幅大と小とにおいて差が
見られ、葉身重は両区で同様であつたが、変動幅
の大きいものの方が葉面積と葉面積示数（LAI）
（なおLAI＝葉の総面積／栽培面積によつて与え
られ、LAIが大きい程繁茂していることを示す。）
は小さく、葉の厚みの指標とされる葉面積葉重比
（SLA）（なおSLA＝葉の総面積／葉の総重量に
よつて与えられ、SLAが大きい程葉が薄いこと
を示し軟弱に育つていることを示す）が小（葉が
厚い）かつた。また果実収量は第６図に示すよう
に、変動幅の小さいものの方が、果房の収穫開始
が５日前後早いが、収穫果数、果重に差はなく総
収量では品種の間に差は認められなかつた。また
吸水量も前記のように、変動幅の大いものの株当
り葉面積と、暖房のための電力消費量が少ないに
もかかわらず、第７表に示すように変動幅の大き
いものと小さいものとでほゞ同様の結果を得た。 以上1977年、1980年について本発明提案の実証
試験結果について述べ、1978年、1979年について
は説明を省略したが、４箇年の結果をまとめる
と、変動幅大と小の夜間平均気温が等しい場合に
は、草丈、節数、葉長、茎葉重、果実重のすべて
において変動幅大のものがすぐれた。また変動幅
大のものの平均気温が変動幅小のものの平均気温
を不廻る場合でも、生育、果実収量には殆ど差が
認められなかつた。またトマトの伸長期（定植か
ら約１ケ月間）が低温期となる作型においては、
平均気温の低下の影響が強く現われ、変動幅の大
きいものの草丈、葉長等の伸長が劣る。また収穫
開始が数日遅れること、葉身の厚みが増すなど、
平均気温の低下による影響が認められたが、収量
についての総合的な結果として温室内の平均気温
が同一の場合、本発明のように変動幅の大きい温
度制御法によるものの方がトマトの生育増進が行
われ、また生育程度を同等とするように変動幅の
大きいものの平均気温を低下することによつて、
消費電力量の低減を図りながら従来と同一の収量
をあげうることが実証された。 なお第７図、第８図、第９図、第１０図は、気
温変動に伴い転流、蒸散作用などのような影響を
与えているか、どうかについて調べるために行つ
た各器官の温度変化、茎径の変化、呼吸速度への
影響、温室内面の水分の凝結量の気温変動による
影響などの調査結果を参考として示したものであ
る。その結果から例えば第７図に示すように、葉
温は気温の変動に良く応答し、また葉温と果実温
および茎温との関係では気温の変動幅の大きい場
合、暖房器の動作毎にその関係が逆転し、光合成
物質の葉部から茎部、果実さらに根部への転流作
用に良く影響していることが認められる。また一
般に根部からの吸水量と葉部からの蒸散量との間
に変化を生ずると茎径の変化となつて現れ、特に
深夜においては吸水量の変化が少ないことから、
短時間における茎径の変化は蒸散量の変化を示し
ているものと云える。第８図ａ，ｂは同一固体に
対する温室内気温の変動幅の大なる場合（第８図
ａ）と、小なる場合（第８図ｂ）茎径の変化を測
定した結果である。第８図ｂから明らかなように
気温変動幅小の場合には、日射量の低下と共に温
室内気温、絶対湿度とも低下する過程において茎
径は徐々に膨らみ、暖房の開始によつて一時縮
む。更に時間の経過と共に再び膨らみ始め日の出
までゆるやかに膨潤する。一方気温変動幅の大な
る場合（第８図ａ）においては、この夜間におけ
る一般的傾向は同様であるが、気温および絶対湿
度の変化に伴い茎径は変動幅の小なるものに対し
て0.1％近い明らかな変化が認められ、夜間の気
温変動幅が茎径の変化、即ち蒸散量に大きく影響
していることを示している。また温室内面の凝結
量は第９図ａに示すように気温の変化に応答し、
しかも第９図ｂに示すように変動幅大のものは、
小のものに対して32〜42％多くなる。このことは
蒸散量が気温変動幅によつて異なると共に、潜熱
による熱伝達量が異なることを示している。また
呼吸についても第１０図のように気温の変動によ
く応答することが示された。しかし呼吸速度測定
のための炭酸ガス濃度差の経時変化（生理的変
化）が大きいため、気温変動幅の呼吸速度に及ぼ
す影響を明らかにすることはできなかつた。しか
し呼吸速度の温度係数は２前後と云われており、
また上記のように呼吸速度が比較的速い気温変化
によく応答することから、平均気温が同様のレベ
ルであつても、気温変動幅を大きくすることによ
つて、一定期間内の平均呼吸量は多くなると推定
され、以上の結果の変動幅を大とする本発明温度
制御法による生育の促進効果を裏付るものと云え
る。 また変動幅の大きい温度制御と変動幅の小さい
温度制御との併用実験によれば、変動幅の大きい
温度制御では暖房設備容量が不足して所要の平均
気温を維持できなくなつたとき、変動幅の小さい
温度制御に切換えることにより、大きな容量の暖
房設備を用いることなく本発明を実施できること
が判明した。なおこの場合暖戻設備容量が小さ過
ぎると、外気温の低下範囲が広がるにつれて変動
幅の大きい温度制御範囲は狭くなり、生育の促進
効果は薄くなるので、これとの関係において暖房
設備容量を適切に選定することが必要である。 以上本発明による温度制御方法ならびにその実
証試験結果について説明したが、次に本発明の実
施に好適する実用的な温度制御装置を第１１図に
よつて説明する。 第１１図において１は上限気温設定部で、その
出力には所望の上限気温θ2を与える直流出力e2を
送出する。２は下限気温設定部で、その出力には
下限気温θ1を与えるレベルの直流出力e1を送出す
る。３，４は比較器、５は温室内の気温検出部
で、比較器３は上限気温設定部１の出力e2と、検
出温室気温θ3に比例する検出部５の出力e3とから
比較差出力e2−e3＝e4を送出し、また比較器４は
下限気温設定部２の出力e1と検出部５の出力e3と
の比較差出力e1−e3＝e5を送出する。６は上限気
温調節部、７は下限気温調節部、８はオンオフ制
御器例えばオンオフ状態の自己保持機能を有する
電磁開閉器、９は暖房器例えば電熱線、１０はそ
の交流電源、１１は温室である。そして上限気温
調節部６は比較器３の出力が負、即ち温室１１内
の気温が前記第４図に示す上限気温設定値θ2より
上昇すると、電磁開閉器８にOFF信号e6を送出し
て暖房器９をOFFとする。また下限気温調節部
７は比較器４の出力が正、即ち温室内の気温が下
限気温設定値θ1より下降すると、電磁開閉器８に
ON信号e7を送出して暖房器９をONとして所謂
３位置制御を行い、これにより温室１１内の気温
を、温室の空間容積と電熱器９の設備容量によつ
て定まる周期により上限設定値θ2と下限設定値θ1
との間において変化する変動幅の大きい制御を
行う。１２は３位置制御と２位置制御の切換器、
１３は切換用タイムスイツチ、１４は継電器で、
例えば第４図の時刻t1において変動幅の大きい制
御から小さい制御に切換えるに当つて、切換
器１２はタイムスイツチ１３に設定された時間t1
において、下限気温調節部７の出力を選択して継
電器１４に加える。そして下限設定気温θ1に比べ
て、温室１１内の検出気温θ3が低くなつたとき送
出される負極性信号により継電器１４を動作させ
て、その第一の接点回路のONにより電磁開閉器
８にON信号を送出する。また温室内の気温θ3と
下限設定気温が等しいか、それ以下となつて下限
気温調節部７の出力が零となると、継電器１４を
不動作としてその第２の接点回路のONにより電
磁開閉器８にOFF信号を送出する。そしてON、
OFF制御所謂２位値制御を行い、第４図に示し
た気温の変動幅の小さい制御を行う。 このようにすれば例えばその日の気象条件から
予想される切換必要時刻をタイムスイツチ１３に
設定することによつて、自動的に変動幅の大きい
温度制御と小さい温度制御の切換制御を行わせる
ことができる。また以上では切換時刻を人為的に
設定するようにしたが、例えば第１１図中に点線
によつて示すように、外気温の検出部１５、温室
内外の気温差設定部１６および調節部１７を設け
る。そして外気温検出部１５により検出された外
気温θ8に比例する出力電圧e8と、温室内気温θ3の
検出部５により検出された電圧e3との差をとる。
そして更にe8，e3の差と、温室内外の気温差設定
部１６に設定された、所定の気温差θ9に比例する
出力電圧e9との差を求めて、内外気温差が所定値
以上となつたとき制御切換器１２に切換信号e10
を送つて、変動幅の小さい温度制御に移行させる
ようにしてもよい。このようにすれば１日或いは
四季を問わず、外気温に応じて全自動的に変動幅
の大きい制御と小さい制御の切換制御を行うこと
ができる。また以上ではオンオフ制御器として電
磁開閉器を用いたが、半導体スイツチング素子な
ど他のオン、オフスイツチ素子を用いることがで
きる。 以上の説明から明らかなように、本発明は温室
栽培植物の生育の促進収量の増大と暖房エネルギ
の省エネルギ化が図られるもので、実用上極めて
有用である。
各器官重に差を認められなかつた。しかし葉面積
については両区即ち変動幅大と小とにおいて差が
見られ、葉身重は両区で同様であつたが、変動幅
の大きいものの方が葉面積と葉面積示数（LAI）
（なおLAI＝葉の総面積／栽培面積によつて与え
られ、LAIが大きい程繁茂していることを示す。）
は小さく、葉の厚みの指標とされる葉面積葉重比
（SLA）（なおSLA＝葉の総面積／葉の総重量に
よつて与えられ、SLAが大きい程葉が薄いこと
を示し軟弱に育つていることを示す）が小（葉が
厚い）かつた。また果実収量は第６図に示すよう
に、変動幅の小さいものの方が、果房の収穫開始
が５日前後早いが、収穫果数、果重に差はなく総
収量では品種の間に差は認められなかつた。また
吸水量も前記のように、変動幅の大いものの株当
り葉面積と、暖房のための電力消費量が少ないに
もかかわらず、第７表に示すように変動幅の大き
いものと小さいものとでほゞ同様の結果を得た。 以上1977年、1980年について本発明提案の実証
試験結果について述べ、1978年、1979年について
は説明を省略したが、４箇年の結果をまとめる
と、変動幅大と小の夜間平均気温が等しい場合に
は、草丈、節数、葉長、茎葉重、果実重のすべて
において変動幅大のものがすぐれた。また変動幅
大のものの平均気温が変動幅小のものの平均気温
を不廻る場合でも、生育、果実収量には殆ど差が
認められなかつた。またトマトの伸長期（定植か
ら約１ケ月間）が低温期となる作型においては、
平均気温の低下の影響が強く現われ、変動幅の大
きいものの草丈、葉長等の伸長が劣る。また収穫
開始が数日遅れること、葉身の厚みが増すなど、
平均気温の低下による影響が認められたが、収量
についての総合的な結果として温室内の平均気温
が同一の場合、本発明のように変動幅の大きい温
度制御法によるものの方がトマトの生育増進が行
われ、また生育程度を同等とするように変動幅の
大きいものの平均気温を低下することによつて、
消費電力量の低減を図りながら従来と同一の収量
をあげうることが実証された。 なお第７図、第８図、第９図、第１０図は、気
温変動に伴い転流、蒸散作用などのような影響を
与えているか、どうかについて調べるために行つ
た各器官の温度変化、茎径の変化、呼吸速度への
影響、温室内面の水分の凝結量の気温変動による
影響などの調査結果を参考として示したものであ
る。その結果から例えば第７図に示すように、葉
温は気温の変動に良く応答し、また葉温と果実温
および茎温との関係では気温の変動幅の大きい場
合、暖房器の動作毎にその関係が逆転し、光合成
物質の葉部から茎部、果実さらに根部への転流作
用に良く影響していることが認められる。また一
般に根部からの吸水量と葉部からの蒸散量との間
に変化を生ずると茎径の変化となつて現れ、特に
深夜においては吸水量の変化が少ないことから、
短時間における茎径の変化は蒸散量の変化を示し
ているものと云える。第８図ａ，ｂは同一固体に
対する温室内気温の変動幅の大なる場合（第８図
ａ）と、小なる場合（第８図ｂ）茎径の変化を測
定した結果である。第８図ｂから明らかなように
気温変動幅小の場合には、日射量の低下と共に温
室内気温、絶対湿度とも低下する過程において茎
径は徐々に膨らみ、暖房の開始によつて一時縮
む。更に時間の経過と共に再び膨らみ始め日の出
までゆるやかに膨潤する。一方気温変動幅の大な
る場合（第８図ａ）においては、この夜間におけ
る一般的傾向は同様であるが、気温および絶対湿
度の変化に伴い茎径は変動幅の小なるものに対し
て0.1％近い明らかな変化が認められ、夜間の気
温変動幅が茎径の変化、即ち蒸散量に大きく影響
していることを示している。また温室内面の凝結
量は第９図ａに示すように気温の変化に応答し、
しかも第９図ｂに示すように変動幅大のものは、
小のものに対して32〜42％多くなる。このことは
蒸散量が気温変動幅によつて異なると共に、潜熱
による熱伝達量が異なることを示している。また
呼吸についても第１０図のように気温の変動によ
く応答することが示された。しかし呼吸速度測定
のための炭酸ガス濃度差の経時変化（生理的変
化）が大きいため、気温変動幅の呼吸速度に及ぼ
す影響を明らかにすることはできなかつた。しか
し呼吸速度の温度係数は２前後と云われており、
また上記のように呼吸速度が比較的速い気温変化
によく応答することから、平均気温が同様のレベ
ルであつても、気温変動幅を大きくすることによ
つて、一定期間内の平均呼吸量は多くなると推定
され、以上の結果の変動幅を大とする本発明温度
制御法による生育の促進効果を裏付るものと云え
る。 また変動幅の大きい温度制御と変動幅の小さい
温度制御との併用実験によれば、変動幅の大きい
温度制御では暖房設備容量が不足して所要の平均
気温を維持できなくなつたとき、変動幅の小さい
温度制御に切換えることにより、大きな容量の暖
房設備を用いることなく本発明を実施できること
が判明した。なおこの場合暖戻設備容量が小さ過
ぎると、外気温の低下範囲が広がるにつれて変動
幅の大きい温度制御範囲は狭くなり、生育の促進
効果は薄くなるので、これとの関係において暖房
設備容量を適切に選定することが必要である。 以上本発明による温度制御方法ならびにその実
証試験結果について説明したが、次に本発明の実
施に好適する実用的な温度制御装置を第１１図に
よつて説明する。 第１１図において１は上限気温設定部で、その
出力には所望の上限気温θ2を与える直流出力e2を
送出する。２は下限気温設定部で、その出力には
下限気温θ1を与えるレベルの直流出力e1を送出す
る。３，４は比較器、５は温室内の気温検出部
で、比較器３は上限気温設定部１の出力e2と、検
出温室気温θ3に比例する検出部５の出力e3とから
比較差出力e2−e3＝e4を送出し、また比較器４は
下限気温設定部２の出力e1と検出部５の出力e3と
の比較差出力e1−e3＝e5を送出する。６は上限気
温調節部、７は下限気温調節部、８はオンオフ制
御器例えばオンオフ状態の自己保持機能を有する
電磁開閉器、９は暖房器例えば電熱線、１０はそ
の交流電源、１１は温室である。そして上限気温
調節部６は比較器３の出力が負、即ち温室１１内
の気温が前記第４図に示す上限気温設定値θ2より
上昇すると、電磁開閉器８にOFF信号e6を送出し
て暖房器９をOFFとする。また下限気温調節部
７は比較器４の出力が正、即ち温室内の気温が下
限気温設定値θ1より下降すると、電磁開閉器８に
ON信号e7を送出して暖房器９をONとして所謂
３位置制御を行い、これにより温室１１内の気温
を、温室の空間容積と電熱器９の設備容量によつ
て定まる周期により上限設定値θ2と下限設定値θ1
との間において変化する変動幅の大きい制御を
行う。１２は３位置制御と２位置制御の切換器、
１３は切換用タイムスイツチ、１４は継電器で、
例えば第４図の時刻t1において変動幅の大きい制
御から小さい制御に切換えるに当つて、切換
器１２はタイムスイツチ１３に設定された時間t1
において、下限気温調節部７の出力を選択して継
電器１４に加える。そして下限設定気温θ1に比べ
て、温室１１内の検出気温θ3が低くなつたとき送
出される負極性信号により継電器１４を動作させ
て、その第一の接点回路のONにより電磁開閉器
８にON信号を送出する。また温室内の気温θ3と
下限設定気温が等しいか、それ以下となつて下限
気温調節部７の出力が零となると、継電器１４を
不動作としてその第２の接点回路のONにより電
磁開閉器８にOFF信号を送出する。そしてON、
OFF制御所謂２位値制御を行い、第４図に示し
た気温の変動幅の小さい制御を行う。 このようにすれば例えばその日の気象条件から
予想される切換必要時刻をタイムスイツチ１３に
設定することによつて、自動的に変動幅の大きい
温度制御と小さい温度制御の切換制御を行わせる
ことができる。また以上では切換時刻を人為的に
設定するようにしたが、例えば第１１図中に点線
によつて示すように、外気温の検出部１５、温室
内外の気温差設定部１６および調節部１７を設け
る。そして外気温検出部１５により検出された外
気温θ8に比例する出力電圧e8と、温室内気温θ3の
検出部５により検出された電圧e3との差をとる。
そして更にe8，e3の差と、温室内外の気温差設定
部１６に設定された、所定の気温差θ9に比例する
出力電圧e9との差を求めて、内外気温差が所定値
以上となつたとき制御切換器１２に切換信号e10
を送つて、変動幅の小さい温度制御に移行させる
ようにしてもよい。このようにすれば１日或いは
四季を問わず、外気温に応じて全自動的に変動幅
の大きい制御と小さい制御の切換制御を行うこと
ができる。また以上ではオンオフ制御器として電
磁開閉器を用いたが、半導体スイツチング素子な
ど他のオン、オフスイツチ素子を用いることがで
きる。 以上の説明から明らかなように、本発明は温室
栽培植物の生育の促進収量の増大と暖房エネルギ
の省エネルギ化が図られるもので、実用上極めて
有用である。
第１図は植物の生理作用の説明図、第２図は従
来の温室の温度管理方法の説明図、第３図ａ，ｂ
は本発明による温度制御方法および従来の温度制
御の説明図、第４図は本発明による省エネルギ温
度制御方法の説明図、第５図、第６図は栽倍実験
結果の一例図、第７図、第８図、第９図および第
１０図は気温変動にもとづく各器管への影響を示
す実験結果図、第１１図は本発明に使用される温
度制御装置の一実施例を示すブロツク系統図であ
る。 １……上限気温設定部、２……下限気温設定
部、３，４……比較器、５……温室内気温検出
部、６……上限気温調節部、７……下限気温調節
部、８……オンオフ制御部、９……暖房器、１１
……温室、１２……制御切換器、１３……タイム
スイツチ、１４……継電器、１５……外気温の検
出部、１６……温室内外の気温差設定部、１７…
…調節部。
来の温室の温度管理方法の説明図、第３図ａ，ｂ
は本発明による温度制御方法および従来の温度制
御の説明図、第４図は本発明による省エネルギ温
度制御方法の説明図、第５図、第６図は栽倍実験
結果の一例図、第７図、第８図、第９図および第
１０図は気温変動にもとづく各器管への影響を示
す実験結果図、第１１図は本発明に使用される温
度制御装置の一実施例を示すブロツク系統図であ
る。 １……上限気温設定部、２……下限気温設定
部、３，４……比較器、５……温室内気温検出
部、６……上限気温調節部、７……下限気温調節
部、８……オンオフ制御部、９……暖房器、１１
……温室、１２……制御切換器、１３……タイム
スイツチ、１４……継電器、１５……外気温の検
出部、１６……温室内外の気温差設定部、１７…
…調節部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 夜間における温室内気温を、所要平均気温に
維持しながら６℃前後の大きな気温変動を与える
ように制御して生育の促進を図ることを特徴とす
る植物栽培用温室の温度制御方法。 ２ 夜間における温室内気温を所要平均気温を維
持するように６℃前後の変動幅の大きい気温制御
と1.5℃前後の変動幅の小さい気温制御を外気温
に応じて選択的に行い、省エネルギを図りながら
生育の促進を図りうるようにすることを特徴とす
る植物栽培用温室の温度制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56166699A JPS5867129A (ja) | 1981-10-19 | 1981-10-19 | 植物栽培用温室の温度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56166699A JPS5867129A (ja) | 1981-10-19 | 1981-10-19 | 植物栽培用温室の温度制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5867129A JPS5867129A (ja) | 1983-04-21 |
| JPS6313B2 true JPS6313B2 (ja) | 1988-01-05 |
Family
ID=15836102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56166699A Granted JPS5867129A (ja) | 1981-10-19 | 1981-10-19 | 植物栽培用温室の温度制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5867129A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02100808U (ja) * | 1989-01-28 | 1990-08-10 | ||
| KR20200000474U (ko) | 2018-08-21 | 2020-03-03 | 경수 예 | 식기세척기의 세제투입장치 |
| KR20220135606A (ko) | 2021-03-31 | 2022-10-07 | 김규혁 | 앵커볼트 |
-
1981
- 1981-10-19 JP JP56166699A patent/JPS5867129A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02100808U (ja) * | 1989-01-28 | 1990-08-10 | ||
| KR20200000474U (ko) | 2018-08-21 | 2020-03-03 | 경수 예 | 식기세척기의 세제투입장치 |
| KR20220135606A (ko) | 2021-03-31 | 2022-10-07 | 김규혁 | 앵커볼트 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5867129A (ja) | 1983-04-21 |
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