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水耕栽培方法及水耕栽培裝置.pdf

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栽培 方法 裝置
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摘要
申請專利號:

CN201580034850.6

申請日:

20150327

公開號:

CN106659131A

公開日:

20170510

當前法律狀態:

有效性:

審查中

法律詳情:
IPC分類號: A01G31/00,A01G7/00 主分類號: A01G31/00,A01G7/00
申請人: 松下知識產權經營株式會社
發明人: 矢野宏,酒井歩美,加藤沙耶,鄭雨炫
地址: 日本大阪府
優先權: 2014-134274
專利代理機構: 永新專利商標代理有限公司 代理人: 徐殿軍
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201580034850.6

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

在變更步驟(S3)中使用規定值(PV)變更后的栽培條件值(X)是預先決定的上限值(UL)以上的情況下,將栽培條件值(X)替換為上限值(UL)。另一方面,在變更步驟(S3)中使用規定值(PV)變更后的栽培條件值(X)是預先決定的下限值(LL)以下的情況下,將栽培條件值(X)替換為下限值(LL)。

權利要求書

1.一種水耕栽培方法,是1個或2個以上的植物的水耕栽培方法,其特征在于,具備:變更步驟,將對上述1個或2個以上的植物的CO消耗量的增加及減少有作用的栽培條件值變更規定值;測定步驟,測定上述1個或2個以上的植物的每單位時間的CO消耗量;以及判別步驟,將通過上述變更步驟的前后的上述測定步驟得到的上述CO消耗量彼此進行比較,由此判別起因于上述變更步驟而上述CO消耗量是增加了還是減少了;在上述判別步驟中判定為上述CO消耗量增加了的情況下,使用在上述判別步驟之前的上述變更步驟中使用的上述規定值,執行上述判別步驟之后的上述變更步驟;在上述判別步驟中判定為上述CO消耗量減少了的情況下,使用與在上述判別步驟之前的上述變更步驟中使用的上述規定值正負符號相反的規定值,執行上述判別步驟之后的上述變更步驟;在上述變更步驟中,在使用上述規定值而被變更后的上述栽培條件值是預先決定的上限值以上的情況下,將上述栽培條件值替換為上述上限值;在上述變更步驟中,在使用上述規定值而被變更后的上述栽培條件值是預先決定的下限值以下的情況下,將上述栽培條件值替換為上述下限值。2.一種水耕栽培方法,是1個或2個以上的植物的水耕栽培方法,其特征在于,具備:變更步驟,將對上述1個或2個以上的植物的CO消耗量的增加及減少有作用的栽培條件值變更規定值;測定步驟,測定上述1個或2個以上的植物的每單位時間的CO消耗量;以及判別步驟,將通過上述變更步驟的前后的上述測定步驟得到的上述CO消耗量彼此進行比較,由此判別起因于上述變更步驟而上述CO消耗量是增加了還是減少了;在上述判別步驟中判定為上述CO消耗量增加了的情況下,使用在上述判別步驟之前的上述變更步驟中使用的上述規定值,執行上述判別步驟之后的上述變更步驟;在上述判別步驟中判定為上述CO消耗量減少了的情況下,使用與在上述判別步驟之前的上述變更步驟中使用的上述規定值正負符號相反的規定值,執行上述判別步驟之后的上述變更步驟;在上述判別步驟中,還判別是否起因于上述變更步驟而上述CO消耗量發生了變化;在上述判別步驟中判定為上述CO消耗量沒有變化的情況下,使用上述規定值以及與上述規定值正負符號相反的規定值中的、將上述1個或2個以上的植物的栽培所需要的電力消耗量降低的一方的值,執行上述判別步驟之后的上述變更步驟。3.如權利要求1或2所述的水耕栽培方法,其特征在于,上述1個或2個以上的植物栽培在將上述1個或2個以上的植物的整體密閉地包圍的箱體內的空間中;在上述測定步驟中,基于上述箱體內的空間中的CO濃度在規定時間中的變化量,計算上述CO消耗量。4.如權利要求1~3中任一項所述的水耕栽培方法,其特征在于,在上述測定步驟中,基于上述1個或2個以上的植物的1個或2個以上的葉的周圍的密閉空間中的CO濃度在規定時間中的變化量,計算上述CO消耗量。5.一種水耕栽培裝置,是用于1個或2個以上的植物的水耕栽培裝置,其特征在于,具備:變更部,將對上述1個或2個以上的植物的CO消耗量的增加及減少有作用的栽培條件值變更規定值;測定部,測定上述1個或2個以上的植物的每單位時間的CO消耗量;以及判別部,將在上述變更部的變更的前后通過上述測定部的測定而得到的上述CO消耗量彼此進行比較,由此判別起因于上述變更部的變更而上述CO消耗量是增加了還是減少了;在上述判別部中判定為上述CO消耗量增加了的情況下,使用在上述判別部進行判定前在上述變更部的變更中使用的上述規定值,執行在上述判別部進行判定后由上述變更部進行的變更;在上述判別部中判定為上述CO消耗量減少了的情況下,使用與在上述判別部進行判定前在上述變更部的變更中使用的上述規定值正負符號相反的規定值,執行在上述判別部進行判定后由上述變更部進行的變更;在上述變更部中,在使用上述規定值而被變更后的上述栽培條件值是預先決定的上限值以上的情況下,將上述栽培條件值替換為上述上限值;在上述變更部中,在使用上述規定值而被變更后的上述栽培條件值是預先決定的下限值以下的情況下,將上述栽培條件值替換為上述下限值。6.一種水耕栽培裝置,是用于1個或2個以上的植物的水耕栽培裝置,其特征在于,具備:變更部,將對上述個1或2個以上的植物的CO消耗量的增加及減少有作用的栽培條件值變更規定值;測定部,測定上述1個或2個以上的植物的每單位時間的CO消耗量;以及判別部,將在上述變更部的變更的前后通過上述測定部的測定而得到的上述CO消耗量彼此進行比較,由此判別起因于上述變更部的變更而上述CO消耗量是增加了還是減少了;在上述判別部中判定為上述CO消耗量增加了的情況下,使用在上述判別部進行判定前在上述變更部的變更中使用的上述規定值,執行在上述判別部進行判定后由上述變更部進行的變更;在上述判別部中判定為上述CO消耗量減少了的情況下,使用與在上述判別部進行判定前在上述變更部的變更中使用的上述規定值正負符號相反的規定值,執行在上述判別部進行判定后由上述變更部進行的變更;在上述判別部中,還判別是否起因于上述變更部的變更而上述CO消耗量發生了變化;在上述判別部中判定為上述CO消耗量沒有變化的情況下,使用上述規定值以及與上述規定值正負符號相反的規定值中的、將上述1個或2個以上的植物的栽培所需要的電力消耗量降低的一方的值,執行在上述判別部進行判別后由上述變更部進行的變更。

說明書

技術領域

本發明涉及不使用土壤而將植物的根(地下部)浸在水中來栽培植物的所謂水耕栽培方法及水耕栽培裝置。

背景技術

以往,進行了用于不使用土壤而栽培植物的水耕栽培的研究。在水耕栽培中,也與土耕栽培同樣,植物一邊在根中積蓄通過光合作用而由葉生成的碳水化合物一邊成長。因而,在水耕栽培中,也與土耕栽培同樣,為了促進植物的成長,需要使葉中的光合作用的量增加。

通常,光合作用的量與植物的二氧化碳消耗量(以下稱作“CO2消耗量”)實質上成比例。因而,為了促進植物的成長,希望在能使植物的CO2消耗量增加的栽培條件下栽培植物。例如,在以下的專利文獻1及2中公開了與此關聯的技術。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1:特開昭59-154925號公報

專利文獻2:實開昭62-148049號公報

發明內容

發明要解決的課題

在以往的水耕栽培中,雖然能夠維持使CO2消耗量增加的栽培條件,但不能很細致地管理植物的水耕栽培的栽培條件值、例如植物周邊的氣體環境的溫度。因而,要求在盡可能維持使植物的CO2消耗量增加的栽培條件的同時、很細致地管理植物的水耕栽培的栽培條件值。

本發明是鑒于上述問題而做出的。其目的是提供一種在盡可能維持使植物的CO2消耗量增加的栽培條件的同時、能夠很細致地管理植物的水耕栽培的栽培條件值的水耕栽培方法及水耕栽培裝置。

用于解決課題的手段

本發明的第1技術方案的水耕栽培裝置,是1個或2個以上的植物的水耕栽培方法,其特征在于,具備:變更步驟,將對上述1個或2個以上的植物的CO2消耗量的增加及減少有作用的栽培條件值變更規定值;測定步驟,測定上述1個或2個以上的植物的每單位時間的CO2消耗量;以及判別步驟,將通過上述變更步驟的前后的上述測定步驟得到的上述CO2消耗量彼此進行比較,由此判別起因于上述變更步驟而上述CO2消耗量是增加了還是減少了;在上述判別步驟中,在判定為上述CO2消耗量增加了的情況下,使用在上述判別步驟之前的上述變更步驟中使用的上述規定值,執行上述判別步驟之后的上述變更步驟;在上述判別步驟中,在判定為上述CO2消耗量減少了的情況下,使用與在上述判別步驟之前的上述變更步驟中使用的上述規定值正負符號相反的規定值,執行上述判別步驟之后的上述變更步驟;在上述變更步驟中,在使用上述規定值而被變更后的上述栽培條件值是預先決定的上限值以上的情況下,將上述栽培條件值替換為上述上限值;在上述變更步驟中,在使用上述規定值而被變更后的上述栽培條件值是預先決定的下限值以下的情況下,將上述栽培條件值替換為上述下限值。

本發明的第2技術方案的水耕栽培方法,是1個或2個以上的植物的水耕栽培方法,其特征在于,具備:變更步驟,將對上述1個或2個以上的植物的CO2消耗量的增加及減少有作用的栽培條件值變更規定值;測定步驟,測定上述1個或2個以上的植物的每單位時間的CO2消耗量;以及判別步驟,將通過上述變更步驟的前后的上述測定步驟得到的上述CO2消耗量彼此進行比較,由此判別起因于上述變更步驟而上述CO2消耗量是增加了還是減少了;在上述判別步驟中,在判定為上述CO2消耗量增加了的情況下,使用在上述判別步驟之前的上述變更步驟中使用的上述規定值,執行上述判別步驟之后的上述變更步驟;在上述判別步驟中,在判定為上述CO2消耗量減少了的情況下,使用與在上述判別步驟之前的上述變更步驟中使用的上述規定值正負符號相反的規定值,執行上述判別步驟之后的上述變更步驟;在上述判別步驟中,還判別是否起因于上述變更步驟而上述CO2消耗量發生了變化;在上述判別步驟中,在判定為上述CO2消耗量沒有變化的情況下,使用上述規定值以及與上述規定值正負符號相反的規定值中的、將上述1個或2個以上的植物的栽培所需要的電力消耗量降低的一方的值,執行上述判別步驟之后的上述變更步驟。

本發明的第1技術方案的水耕栽培裝置,是用于1個或2個以上的植物的水耕栽培裝置,其特征在于,具備:變更部,將對上述1個或2個以上的植物的CO2消耗量的增加及減少有作用的栽培條件值變更規定值;測定部,測定上述1個或2個以上的植物的每單位時間的CO2消耗量;以及判別部,將在上述變更部的變更的前后通過上述測定部的測定而得到的上述CO2消耗量彼此進行比較,由此判別起因于上述變更部的變更而上述CO2消耗量是增加了還是減少了;在上述判別部中,在判定為上述CO2消耗量增加了的情況下,使用在上述判別部進行判定前在上述變更部的變更中使用的上述規定值,執行在上述判別部進行判定后由上述變更部進行的變更;在上述判別部中,在判定為上述CO2消耗量減少了的情況下,使用與在上述判別部進行判定前在上述變更部的變更中使用的上述規定值正負符號相反的規定值,執行在上述判別部進行判定后由上述變更部進行的變更;在上述變更部中,在使用上述規定值而被變更后的上述栽培條件值是預先決定的上限值以上的情況下,將上述栽培條件值替換為上述上限值;在上述變更部中,在使用上述規定值而被變更后的上述栽培條件值是預先決定的下限值以下的情況下,將上述栽培條件值替換為上述下限值。

本發明的第2技術方案的水耕栽培裝置,是用于1個或2個以上的植物的水耕栽培裝置,其特征在于,具備:變更部,將對上述個1或2個以上的植物的CO2消耗量的增加及減少有作用的栽培條件值變更規定值;測定部,測定上述1個或2個以上的植物的每單位時間的CO2消耗量;以及判別部,將在上述變更部的變更的前后通過上述測定部的測定而得到的上述CO2消耗量彼此進行比較,由此判別起因于上述變更部的變更而上述CO2消耗量是增加了還是減少了;在上述判別部中,在判定為上述CO2消耗量增加了的情況下,使用在上述判別部進行判定前在上述變更部的變更中使用的上述規定值,執行在上述判別部進行判定后由上述變更部進行的變更;在上述判別部中,在判定為上述CO2消耗量減少了的情況下,使用與在上述判別部進行判定前在上述變更部的變更中使用的上述規定值正負符號相反的規定值,執行在上述判別部進行判定后由上述變更部進行的變更;在上述判別部中,還判別是否起因于上述變更部的變更而上述CO2消耗量發生了變化;在上述判別部中,在判定為上述CO2消耗量沒有變化的情況下,使用上述規定值以及與上述規定值正負符號相反的規定值中的、將上述1個或2個以上的植物的栽培所需要的電力消耗量降低的一方的值,執行在上述判別部進行判定后由上述變更部進行的變更。

發明效果

根據本發明,能夠在盡可能維持使植物的CO2消耗量增加的栽培條件的同時、很細致地管理植物的水耕栽培的栽培條件值。

附圖說明

圖1是用來說明本發明的實施方式的水耕栽培裝置的一例的截面示意圖。

圖2是用來說明本發明的實施方式的水耕栽培裝置的其他例的截面示意圖。

圖3是用來說明在本實施方式的水耕栽培方法中使用的CO2消耗量的測定方式的曲線圖。

圖4是用來說明通過本發明的實施方式的水耕栽培裝置的控制部執行的處理的一例的流程圖。

圖5是用來說明通過本發明的實施方式的水耕栽培裝置的控制部執行的處理的其他例的流程圖。

具體實施方式

以下,參照附圖詳細地說明實施方式的水耕栽培方法及水耕栽培裝置。

(栽培的植物)

如圖1所示,在本實施方式的水耕栽培方法中,栽培植物3。植物3具備具有葉1及莖2的地上部6、和具有根4及地下莖5的地下部7。植物3例如是地下部7肥大的作為根菜類的亞洲參(高麗參或朝鮮參)。但是,亞洲參是栽培的植物的一例,在本實施方式的水耕栽培中,栽培怎樣的植物都可以。

(實施方式的水耕栽培裝置的一例的構造)

如圖1所示,本實施方式的水耕栽培裝置200的一例中,具備6面體構造的集裝箱那樣的箱體100。由此,植物3在被箱體100從外部空間隔斷的空間內成長。因此,箱體100內的氣體環境被從外部的氣體環境隔斷。但是,通過空氣調節機等,能夠有意地向箱體100內導入外部的空氣,或將箱體100內的空氣向外部排出。因而,根據水耕栽培裝置200,管理植物3的周邊環境是容易的。此外,外部的光不進入到箱體100內。栽培植物3的作業員通過將設在箱體100的側面上的門開閉,能夠從設在箱體100上的開口部出去到外部,或從該開口部進入到箱體100內。

水耕栽培裝置200在箱體100內具備栽培槽20。當栽培有植物3時,栽培槽20在其內部儲存有營養液9。營養液9被泵P等灌溉設備經由供給管21向栽培槽20供給。營養液9由從栽培槽20的底面向上方延伸的排水管22向外部排出。因而,栽培槽20內的營養液9的高度比從栽培槽20的底面到排水管22的上端的高度低或與其相同。植物3的根4的前端浸在營養液9中。

栽培槽20具備安裝在距營養液9的上表面為規定高度的位置上的支承部件25。支承部件25支承向植物3噴灑營養液9的噴嘴26。營養液9被從泵P經由配管(未圖示)向噴嘴26供給。進而,營養液9被從噴嘴26朝向植物3噴灑。噴灑出的營養液9朝向栽培槽20內儲存的營養液9落下。

栽培槽20具備安裝在其上端開口附近的地表面部23。地表面部23具有將植物3插入的貫通孔23a。在貫通孔23a與植物3之間,嵌入著培養基24。培養基24由海綿等具有柔軟性且能夠含有水分的材料構成。由此,植物3以將培養基24夾在貫通孔23a與植物3之間的狀態被地表面部23支承。

(實施方式的水耕栽培裝置的控制系統)

本實施方式的水耕栽培裝置200具備分別檢測多個栽培條件值X的檢測部。多個檢測部例如是氣體環境溫度傳感器60等,它們的詳細情況在后面敘述。栽培條件值X例如分別是植物3的栽培中的氣體環境溫度、氣體環境濕度、氣體環境二氧化碳濃度(以下,稱作“氣體環境CO2濃度”)、灌溉時間、灌溉間隔、照射光量、明期時間、暗期時間、水溫、導電度(以下稱作“EC(Electric Conductivity)值”)及pH值。栽培條件值X是與植物3的栽培有關的植物3的周邊環境的物性值。關于栽培條件值X,只要是對植物3的CO2消耗量的增加或減少有作用的物性值,則使用上述物性值以外的任何物性值作為栽培條件值X都可以。

本實施方式的水耕栽培裝置200具備測定CO2消耗量的作為測定部的CO2濃度傳感器80。本實施方式的水耕栽培裝置200具備控制部50。控制部50基于由氣體環境溫度傳感器60等檢測部檢測出的栽培條件值X以及由CO2濃度傳感器80測定出的表示CO2消耗量的信息,控制將栽培條件值X變更的設備。

CO2濃度傳感器80在圖1中設置在將植物3的葉1內包而設置的、實質上不具有通氣性的袋19中。因此,CO2濃度傳感器80檢測袋19內的植物3的葉1周邊的有限空間的CO2濃度。因而,只要袋19的體積被決定為特定值,則通過測定CO2濃度的每單位時間的變化量,就能夠測定植物3的每單位時間的CO2消耗量AC。根據該圖1所示的水耕栽培裝置200,測定箱體100內的特定的1個植物3的CO2消耗量作為CO2消耗量AC的代表值。

在圖1中,示出了檢測一片葉1的周邊空間的CO2濃度的大小的袋19,但也可以使用將1個植物3的多片葉1周邊的氣體環境內包的袋19。當袋19內的CO2被植物3耗盡,則植物3不能成長。因此,也可以通過將袋19定期地從植物3拆下,使袋19內的CO2濃度定期地恢復。此外,為了定期地使袋19內的二氧化碳濃度(以下稱作“CO2濃度”)恢復,也可以在袋19中插入管,經由管向袋19內供給二氧化碳(以下稱作“CO2”)。

在本實施方式中,設CO2消耗量AC為用規定時間內消耗的CO2消耗量除以規定時間而得到的值、即每單位時間的CO2消耗量。即,CO2消耗量AC是規定時間內的CO2消耗量的平均值。但是,關于CO2消耗量AC,只要能夠將植物3的CO2消耗量彼此、即光合作用的量彼此進行比較,則也可以不是平均值。在本實施方式中,由于CO2消耗量AC是規定時間內的CO2消耗量的平均值,所以能夠抑制由CO2濃度的瞬時性較大變動引起的CO2消耗量的測定值的較大變動。

在地表面部23安裝著氣體環境溫度傳感器60及濕度傳感器70。氣體環境溫度傳感器60及濕度傳感器70分別測定箱體100內的植物3的周邊空間的氣體環境的溫度及濕度。此外,在地表面部23上,設置有測定植物3的周邊的照度的照度傳感器65。

在栽培槽20的底面上,設置有測定營養液9的EC值的EC傳感器95及測定營養液9的pH值的pH傳感器98。此外,在栽培槽20的內側面上,安裝著測定水溫即營養液9的溫度的營養液溫度傳感器90。

綜上所述,本實施方式的水耕栽培裝置200具備氣體環境溫度傳感器60、照度傳感器65及濕度傳感器70。本實施方式的水耕栽培裝置200具備CO2濃度傳感器80、營養液溫度傳感器90、EC傳感器95及pH傳感器98。由氣體環境溫度傳感器60、照度傳感器65及濕度傳感器70分別檢測出的信息被發送到后述的控制部50。由CO2濃度傳感器80、營養液溫度傳感器90、EC傳感器95及pH傳感器98分別檢測出的信息被發送到后述的控制部50。

本實施方式的水耕栽培裝置200具備分別能夠將上述的栽培條件值X的某1個變更的多個設備。這些設備是照明設備30、EC值變更材料投入設備35、空調機40、pH值變更材料投入設備45、泵P及鍋爐B等。控制部50接受從上述多個傳感器分別送來的栽培條件值X的信息,分別控制照明設備30、EC值變更材料投入設備35、空調機40、pH值變更材料投入設備45、泵P及鍋爐B。

照明設備30具有設置在植物3的上方的LED(Light Emitting Diode)或熒光燈等光源。照明設備30的輸出由控制部50控制,以將向植物3照射的光的照射時間及照度分別變更。空調機40設定在箱體10內的空間。空調機40用來變更箱體100內的植物3周邊的氣體環境的溫度及濕度。為此,空調機40具備由控制部50控制的溫風機、冷風機、加濕機及除濕機。

泵P將罐(未圖示)內的營養液9向栽培槽20內供給。在本實施方式中,泵P設在箱體100的外側,但泵P也可以設在箱體100的內側。泵P由控制部50控制,以使得基于控制部50內的定時器的計時值,變更栽培槽20內的營養液9的灌溉時間及灌溉間隔。鍋爐B由控制部50控制,從而將從罐(未圖示)向泵P送入的營養液9加熱,變更栽培槽20內的營養液9的溫度。

EC值變更材料投入設備35由控制部50控制,由此調節將變更營養液9的EC值的導電性材料向營養液9投入的量。pH值變更材料投入設備45由控制部50控制,由此調節將變更營養液9的pH值的酸性材料或堿性材料向營養液9投入的量。EC值變更材料投入設備35及pH值變更材料投入設備45都安裝于使泵P與供給管21連通的、圖1中虛線所示的配管。

(實施方式的水耕栽培裝置的其他例的構造)

如圖2所示,在本實施方式的水耕栽培裝置200的其他例中,地表面部23也可以構成為能夠栽培多個植物3。在其他例中,地表面部23具有多個貫通孔23a。在多個貫通孔23a與多個植物3之間的各自的間隙中填充著培養基24。培養基24如上述那樣,由海綿那樣的具有柔軟性和保水性的材料構成。

(實施方式的水耕栽培裝置的其他例的控制系統)

圖2所示的其他例的水耕栽培裝置200,在CO2濃度傳感器80設在地表面部23上以便測定箱體100內的整體的氣體環境的CO2消耗量AC這一點上,與圖1所示的一例的水耕栽培裝置200不同。因而,根據圖2所示的其他例的水耕栽培裝置200,測定箱體100內的多個植物3的全部的CO2消耗量。箱體100由于將其內部空間和其外部空間隔斷,所以CO2濃度不因箱體100的外部空氣的影響而較大地變化。因此,在圖2所示的其他例的水耕栽培裝置200中,能夠以某種程度的較高精度來測定箱體100內的多個植物3的整體的平均值的CO2消耗量AC。此外,在此情況下,只要預先掌握箱體100內的空間的體積,就能夠根據該體積的值及測定出的CO2濃度的變化量計算CO2消耗量AC。

在測定多個植物3的CO2消耗量的情況下,也可以如圖1所示的一例的水耕栽培裝置200那樣,檢測將多個植物3各自的葉1內包的袋19內的葉1的周邊的氣體環境的CO2消耗量。在此情況下,也計算多個植物3的CO2消耗量的平均值作為CO2消耗量AC。

(實施方式的水耕栽培裝置的一例及其他例的CO2消耗量的測定)

如圖3所示,在本實施方式的一例及其他例的水耕栽培裝置的任一個中,都將由CO2濃度傳感器80檢測出的CO2濃度的數據按時序地向控制部50發送。根據圖3可知,CO2濃度在規定時間PT中變化了變化量ΔC。因而,控制部50通過每當經過規定時間PT就用CO2濃度的變化量ΔC除以規定時間PT,從而計算CO2消耗量AC。由此,防止因頻繁發生氣體環境中的CO2濃度的瞬時性變化而引起的、后述的控制部50的控制形態的瞬時性變更的頻繁反復。

也可以代替由CO2濃度傳感器80計測植物3周邊的氣體環境的CO2濃度在規定時間PT內的變化量ΔC,而由紅外線氣體分析計來計測植物3的葉1表面附近的CO2濃度在規定時間PT內的變化量ΔC。通過紅外線氣體分析計,測定植物3的葉1的一部分的CO2消耗量AC。這樣,測定植物3的葉1的一部分的CO2消耗量AC的步驟也包含在本實施方式的測定植物3的每單位時間的CO2消耗量的步驟中。這是因為,如果能夠將植物3的葉1的一部分的CO2消耗量AC彼此進行對比,則能夠對比植物3的光合作用的量的增減。

紅外線氣體分析計是在例如植物3的葉1被置于設置計測用的試料的單元盒內的狀態下、能夠向該葉1照射紅外線的裝置。紅外線氣體分析計計測被植物3的葉1吸收了的紅外線量。基于該計測結果,計測植物3的CO2濃度的變化量ΔC。這是因為,葉1周邊的氣體環境的CO2濃度在規定時間PT內的變化量ΔC對應于由葉1進行的光合作用的量而變化,此外,對應于由葉1進行的光合作用的量,葉1的紅外線吸收量變化。即,紅外線氣體分析計是能夠根據葉1的紅外線吸收量間接地確定CO2濃度在規定時間PT內的變化量ΔC的裝置。

通過紅外性氣體分析計,也與CO2濃度傳感器80同樣,能夠非破壞性地測定植物3的CO2消耗量AC。作為搭載有該紅外線氣體分析計的植物光合作用綜合解析系統,例如有由制品名LI-6400XT(LI-COR公司制)確定的裝置。在此情況下,也可以將由紅外線氣體分析計計測出的CO2濃度在規定時間PT中的變化量ΔC的數據向控制部50發送,由控制部50計算CO2消耗量AC。另一方面,也可以由作業員掌握由紅外線氣體分析計計測出的CO2濃度在規定時間PT內的變化量ΔC,通過作業員的設備操作來變更栽培條件值X。

(CO2消耗量增加處理)

接著,使用圖4,說明在上述的一例及其他例的水耕栽培裝置200的控制部50中執行的CO2消耗量增加處理的一例。此外,使用圖5,說明CO2消耗量增加處理的其他例。在圖4中,控制部50執行步驟S11及S11A的處理,而在圖5中,控制部50執行S11B的處理。僅這一點在圖4所示的一例的CO2消耗量增加處理和圖5所示的其他例的CO2消耗量增加處理中不同。

如圖4所示,在步驟S1中,控制部50使用從CO2濃度傳感器80發送來的CO2濃度的數據計算CO2消耗量的平均值。由此,得到第1CO2消耗量AC的測定結果。接著,在步驟S2中,控制部50設定用來變更栽培條件值X的規定值PV的初始值。初始值是正值ΔX及負值-ΔX的某個。栽培條件值X的初始值在后面詳細地說明。

如圖4所示,在步驟S3中,控制部50使用規定值PV的初始值(ΔX或-ΔX),將上述的多個栽培條件值X中的某1個變更。栽培條件值X被變更為X+ΔX,或被變更為X-ΔX。栽培條件值X如上述那樣,是氣體環境溫度、氣體環境濕度、氣體環境CO2濃度、灌溉時間、灌溉間隔、照射光量、明期時間、暗期時間、水溫、EC值及pH值的某1個。通過該栽培條件值X的變更,植物3在與變更前的環境不同的變更后的環境下栽培。因而,通常,植物3的CO2消耗量AC變化。

作為栽培條件值X,以箱體100內部空間的氣體環境溫度為例而說明上述的步驟S3所示的栽培條件值X的變更步驟的具體方法。例如,在假設某個植物3的氣體環境溫度的初始值是20℃的情況下,植物3在氣體環境溫度為20℃的栽培條件下被栽培規定時間PT。測定規定時間PT內的植物3的CO2消耗量AC。該規定時間PT是能按植物3的每個種類而被變更的值,例如可以是1小時、1天或1周等任何值。

首先,在栽培條件值X是初始值的狀態下,測定規定時間PT內的植物3的CO2消耗量AC。接著,將栽培條件值X變更規定值PV。規定值PV例如是能按植物3的每個種類而被變更的值,例如可以是±0.1℃、±0.5℃或±1℃等任何值。然后,測定變更后的栽培條件值X=變更前的栽培條件值X+規定值PV的環境下的規定時間PT內的植物3的CO2消耗量AC。

結果,在栽培條件值X變更后的CO2消耗量AC比栽培條件值X變更前的CO2消耗量AC大的情況下,在變更后的栽培條件值X的環境下栽培植物3。在此情況下,如果設為規定值PV=+1℃,則作為新的栽培條件值X的氣體環境溫度例如為21℃。另一方面,在栽培條件值X變更后的CO2消耗量AC比栽培條件值X變更前的CO2消耗量AC小的情況下,使用具有與上述規定值PV相同的絕對值但正負符號相反的規定值PV(=-1℃)將栽培條件值X變更。結果,作為新的栽培條件值X的氣體環境溫度例如為19℃。

接著,在步驟S4中,控制部50判別變更后的栽培條件值X是否是預先決定的上限值UL以上。在步驟S4中,如果變更后的栽培條件值X是預先決定的上限值UL以上,則在步驟S5中,控制部50將變更后的栽培條件值X替換為上限值UL。在步驟S5的處理后,執行步驟S8的處理。

在步驟S4中,如果變更后的栽培條件值X比預先決定的上限值UL小,則在步驟S6中,控制部50判別變更后的栽培條件值X是否是下限值LL以下。在步驟S6中,如果變更后的栽培條件值X是預先決定的下限值LL以下,則在步驟S7中,控制部50將變更后的栽培條件值X替換為下限值LL。在步驟S7的處理后,執行步驟S8的處理。

根據圖4所示的步驟S4~步驟S7的處理,栽培條件值X不會比上限值UL大,此外,不會比下限值LL小。上限值UL及下限值LL分別是適合于植物3的栽培的栽培條件值X的范圍內的值的最大值及最小值。因此,防止栽培條件值X成為不適合于植物3的栽培的過大值或過小值。例如,防止植物3周邊的氣體環境溫度成為不適合于植物3的栽培的過度高溫或過度低溫。

根據用來將栽培條件值X變更的設備的性能,有栽培條件值X必然成為從該上限值UL到下限值LL的范圍內的值的情況。在此情況下,上述的步驟S4~S7的處理不是控制部50中應執行的必須的處理。即,步驟S4~S7的處理是能夠根據需要而向本實施方式的水耕栽培裝置200的一例的控制部50附加的處理。因而,在圖5所示的實施方式的水耕栽培裝置200的其他例中,虛線包圍的步驟S4~步驟S7的處理也可以從CO2消耗量增加處理中去除。

如圖4所示,接著,在步驟S8中,控制部50使用從CO2濃度傳感器80發送來的CO2濃度的數據計算CO2消耗量。由此,測定第2CO2消耗量AC。具體而言,在步驟S9中,控制部50判別其內置的定時器所計時的時間是否經過了規定時間PT。該規定時間PT是從剛剛之前的栽培條件值X的變更起經過的時間。

在步驟S9中,在判定為沒有經過規定時間PT的情況下,在步驟S8中,繼續第2CO2消耗量AC的測定。即,重復由CO2濃度傳感器80進行的CO2濃度的數據的取得。

在步驟S9中,在判定為經過了規定時間PT的情況下,在步驟S10中,控制部50用規定時間PT內的CO2濃度的變化量ΔC除以規定時間PT,計算多個CO2濃度的數據的平均值。由此,計算每單位時間的CO2消耗量作為第2CO2消耗量AC。

如圖4所示,在步驟S11中,控制部50判別第2CO2消耗量AC是否是第1CO2消耗量AC以上。在步驟S11中,如果第2CO2消耗量AC比第1CO2消耗量AC小,則在步驟S12中,控制部50將規定值PV的正負符號替換。即,控制部50視為由于栽培條件X的變更而CO2消耗量AC減少,將栽培條件值X的增加和栽培條件值X的減少進行替換。在步驟S12的處理后,控制部50執行步驟S13的處理。

另一方面,在步驟S11中,有控制部50判定為第2CO2消耗量AC是第1CO2消耗量AC以上的情況。在此情況下,在步驟S11A中,判別第1CO2消耗量AC和第2CO2消耗量AC是否相同。即,控制部50判別是否沒有由栽培條件值X的變更引起的CO2消耗量AC的變化。

在步驟S11A中,在判定為第1CO2消耗量AC與第2CO2消耗量AC相同的情況下,控制部50在步驟S2的處理中再次執行將規定值PV設定為初始值的處理。另一方面,在步驟S11A中,在判定為第1CO2消耗量AC與第2CO2消耗量AC不相同的情況下,控制部50不執行步驟S12的處理而執行步驟S13的處理。即,控制部50視為由于栽培條件X的變更而CO2消耗量AC增加,執行用來繼續使栽培條件值X增加或減少的控制的處理。

然后,在步驟S13中,將第2CO2消耗量AC替換為第1CO2消耗量AC,并將第2CO2消耗量AC復位。在下次的步驟S8中新測定出的CO2消耗量AC成為第2CO2消耗量AC。

在步驟S14中,控制部50判別植物3的栽培是否已結束。植物3的栽培是否已結束根據作業員是否將用來使水耕栽培裝置200驅動的開關設定成OFF來判別。在步驟S14中,控制部50如果判定為植物3的栽培已結束,則CO2消耗量增加處理結束。在步驟S14中,控制部50如果判定為植物3的栽培沒有結束,則控制部50再次執行步驟S3的處理。

(第1CO2消耗量AC與第2CO2消耗量AC相同的情況)

上述的第1CO2消耗量AC與第2CO2消耗量AC相同的情況可以不僅僅是第1CO2消耗量AC和第2CO2消耗量AC為完全一致的數值的情況。在上述的第1CO2消耗量AC與第2CO2消耗量AC相同的情況中,也可以包括第1CO2消耗量AC與第2CO2消耗量AC的差異為某種程度的范圍內的情況。由此,在由栽培條件值X的變更引起的CO2消耗量AC的增加或減少的程度較低的情況下,能夠進行后述的用于降低由水耕栽培裝置消耗的電力的處理。

(栽培條件值的初始值)

上述的規定值PV的初始值的正負符號被預先決定,以使得通過變更栽培條件值X,水耕栽培裝置200為了栽培植物3而消耗的電力量降低。

在栽培條件值X是氣體環境溫度的情況下,如果降低空調機40的制冷制熱機的輸出,則水耕栽培裝置200消耗的電力降低。因此,在此情況下,初始值根據用來使空調機40的輸出降低的控制方式而被決定為正值ΔX及負值-ΔX的某個。例如,在制冷運轉中,如果使氣體環境溫度上升而降低空調機40的輸出,則空調機40的制冷機的消耗電力降低。因而,在制冷運轉中,用來變更氣體環境溫度的規定值PV的初始值是正值ΔX。例如,在制熱運轉中,如果使氣體環境溫度降低而降低空調機40的輸出,則空調機40的制熱機的消耗電力降低。在制熱運轉中,用來變更氣體環境溫度的規定值PV的初始值可以是負值-ΔX。即,用來變更氣體環境溫度的規定值PV的初始值的正負可以在制冷運轉和制熱運轉中相反。

在栽培條件值X是氣體環境濕度的情況下,如果降低空調機40的運轉中的加濕機或除濕機的輸出,則水耕栽培裝置200消耗的電力降低。因此,在此情況下,初始值根據用來使空調機40的運轉中的加濕機或除濕機的輸出降低的控制方式而被決定為正值ΔX及負值-ΔX的某個。例如,在加濕運轉中,如果使氣體環境濕度下降而降低空調機40的加濕機的輸出,則空調機40的加濕機的消耗電力降低。因而,在加濕運轉中,用來變更氣體環境濕度的規定值PV的初始值是負值-ΔX。例如,在除濕運轉中,如果使氣體環境濕度上升而降低空調機40的除濕機的輸出,則空調機40的除濕機的消耗電力被降低。因而,在除濕運轉中,用來變更氣體環境濕度的規定值PV的初始值是正值ΔX。即,規定值PV的初始值的正負在加濕運轉和除濕運轉中可以相反。

在栽培條件值X是灌溉時間的情況下,如果整體的泵P的驅動時間變短,則水耕栽培裝置200消耗的電力降低。因此,用來變更灌溉時間的規定值PV的初始值被決定為負值-ΔX。

在栽培條件值X是灌溉間隔的情況下,如果整體的泵P的驅動期間彼此之間的間隔、即泵P的暫時停止時間變長,則水耕栽培裝置200消耗的電力降低。因此,用來變更灌溉間隔的規定值PV的初始值被決定為正值ΔX。

在栽培條件值X是水溫、即營養液9的溫度的情況下,如果使水溫即營養液9的溫度下降而降低鍋爐B的輸出,則水耕栽培裝置200消耗的電力降低。因此,用來變更營養液9的溫度(水溫)的規定值PV的初始值被決定為負值-ΔX。但是,在設有用來使營養液9的溫度下降的冷凍機的情況下,為了降低冷凍機的輸出,需要以使營養液9的溫度上升的方式將冷凍機運轉。因而,在此情況下,用來變更水溫的規定值PV的初始值被決定為正值ΔX。

在栽培條件值X是由照明設備30向植物3照射的光的量、即照射光量的情況下,如果照明設備30的點亮時間變短,則水耕栽培裝置200消耗的電力降低。因此,用來變更照射光量的規定值PV的初始值被決定為負值-ΔX。

在栽培條件值X是由照明設備30向植物3照射光的期間、即明期時間的情況下,如果明期時間變短,則水耕栽培裝置200的消耗電力降低。因此,用來變更明期時間的規定值PV的初始值被決定為負值-ΔX。

在栽培條件值X是沒有由照明設備30向植物3照射光的期間、即暗期時間的情況下,如果暗期時間變長,則水耕栽培裝置200的消耗電力降低。因此,用來變更暗期時間的規定值PV的初始值被決定為正值ΔX。

有栽培條件值X是氣體環境CO2濃度、EC值及pH值的某1個的情況。在該情況的任一種中,為了降低由水耕栽培裝置200消耗的電力,都需要降低能夠變更某1個栽培條件值X的設備的輸出。因而,規定值PV的初始值被決定為正值ΔX或負值-ΔX,以使能變更栽培條件值X的設備的輸出降低。但是,在如果變更栽培條件值X則必定消耗電力增加的情況下,不能變更栽培條件值X。因此,能夠實現消耗電力的降低的栽培條件值X僅是特定的物性值。

(其他例的CO2消耗量增加處理)

使用圖4說明的步驟S11及S11A的處理也可以替換為圖5所示的步驟11B。即,也可以不進行圖4所示的步驟S11A。具體而言,也可以不進行判別第2CO2消耗量AC是否與第1CO2消耗量AC相同的處理。在此情況下,如圖5所示,在步驟S11B中,控制部50判別第2CO2消耗量AC是否比第1CO2消耗量AC大。

在圖5所示的S11B中,在第2CO2消耗量AC比第1CO2消耗量AC大的情況下,控制部50在步驟S13中將第2CO2消耗量替換為第1CO2消耗量,將第2CO2消耗量復位。另一方面,在S11B中,在第2CO2消耗量AC比第1CO2消耗量AC小或第2CO2消耗量AC與第1CO2消耗量AC相同的情況下,控制部50在步驟S12中將規定值PV的正負符號替換。

但是,在圖5所示的步驟S11B中,控制部50也可以判別第2CO2消耗量AC是否是第1CO2消耗量AC以上。在此情況下,在圖5所示的S11B中,有第2CO2消耗量AC與第1CO2消耗量AC相同的情況。在此情況下,控制部50不執行將規定值PV的正負變更的步驟S12,在步驟S13中,將第2CO2消耗量替換為第1CO2消耗量,將第2CO2消耗量復位。

通過上述圖5所示的步驟11B的處理,也能夠判別由于將栽培條件值X變更了規定值PV(=ΔX或-ΔX)而CO2消耗量AC增加了還是減少了。

(控制部以外執行的水耕栽培方法)

在上述的本實施方式的水耕栽培方法中,變更步驟S3、測定步驟S8~S10及判別步驟S11、S11A或S11B都由上述水耕栽培裝置200的控制部50進行。但是,上述的變更步驟S3、測定步驟S8~S10及判別步驟S11、S11A或S11B都可以不是由控制部50而是由作業員進行。本實施方式的水耕栽培方法也可以不將步驟S1~S14的全部步驟用機械裝置執行。本實施方式的水耕栽培方法可以將一部分的步驟由作業員執行。

(實施方式的水耕栽培的優點)

根據以上的本實施方式的水耕栽培裝置200,能夠自動地選擇能夠將CO2消耗量AC最優化的栽培條件值X來栽培植物3。結果,根據本實施方式的水耕栽培裝置200,能夠在植物3的整個成長時期中維持能夠使植物3、特別是其根(地下部7)的栽培效率提高的栽培條件值。

通常,促進植物3的地下部、例如根(地下部7)的成長的栽培條件值X對應于植物3的成長階段而變化。為了應對該變化,本實施方式的水耕栽培裝置200,每當經過規定期間PT,就重復將栽培條件值X重新設定為對于植物3的成長更好的值。由此,根據本實施方式的水耕栽培裝置200,能夠在整個栽培期間中將植物3的栽培條件值X持續地維持為更適當的值。

(本實施方式的水耕栽培方法及水耕栽培裝置的目的)

上述專利文獻1及2都沒有公開在使CO2消耗量增加的同時、怎樣將栽培條件值維持為其上限值與下限值之間的范圍內的值。因此,在某種情況下,根據專利文獻1及2所公開的技術,植物的栽培條件值例如溫度有可能被變更為對于植物的成長不適合的程度的值。即,無法很細致地管理植物的水耕栽培。

此外,在其他情況下,例如,根據上述專利文獻1及2所公開的技術,植物的栽培條件值有可能被變更為從節能化的觀點來看不適當的值。即,有可能僅重視使CO2消耗量增加而栽培植物的水耕栽培裝置的消耗電力不必要地變大。在此情況下,也無法很細致地管理植物的水耕栽培的栽培條件值。

(本實施方式的水耕栽培方法及裝置的特征以及由此得到的效果)

為了達到上述目的,提出了本實施方式的水耕栽培方法及水耕栽培裝置。以下,對本實施方式的水耕栽培方法及水耕栽培裝置的特征以及通過該特征得到的效果進行說明。

(本實施方式的水耕栽培方法的前提)

本實施方式的水耕栽培方法如圖4及圖5所示,具備以下的步驟。

本實施方式的水耕栽培方法是1個或2個以上的植物3的水耕栽培方法。實施方式的水耕栽培方法具備將對于1個或2個以上的植物3的CO2消耗量的增加及減少有作用的栽培條件值X變更規定值PV(=ΔX或-ΔX)的變更步驟S3。本實施方式的水耕栽培方法具備測定1個或2個以上的植物3的每單位時間的CO2消耗量AC的測定步驟S8~S10。

在本實施方式的水耕栽培方法中,將通過變更步驟S3的前后的測定步驟S8~S10得到的CO2消耗量AC彼此比較。由此,在判別步驟S11、S11A或S11B中,判別起因于變更步驟S3而CO2消耗量AC是增加了還是減少了。

在判別步驟S11、S11A或S11B中,有判定為CO2消耗量AC增加的情況。在此情況下,使用在判別步驟S11、S11A或S11B之前的變更步驟S3中使用的規定值PV(=ΔX或-ΔX),執行判別步驟S11、S11A或S11B之后的變更步驟S3。

此外,在判別步驟S11、S11A或S11B中,有判定為CO2消耗量AC減少的情況。在此情況下,使用與在判別步驟S11、S11A或S11B之前的變更步驟S3中使用的規定值PV(=ΔX或-ΔX)正負符號相反的規定值PV(=-ΔX或ΔX)。由此,執行判別步驟S11、S11A或S11B之后的變更步驟S3。

栽培條件值X可以是氣體環境溫度、氣體環境濕度、氣體環境CO2濃度、灌溉時間、灌溉間隔、照射光量、明期時間、暗期時間、水溫、EC值及pH值中的某1個。在變更步驟S3中,可以將上述的栽培條件值X中的某1個變更。

根據具備以上的前提條件的方法,能夠盡可能維持使植物3的CO2消耗量AC增加的栽培條件而將植物3進行水耕栽培。以下,說明實施方式的水耕栽培方法的特征。

(1)在實施方式的水耕栽培方法中,如圖4及圖5所示,有在變更步驟S3中使用規定值ΔX變更后的值是預先決定的上限值UL以上的情況。在此情況下,將栽培條件值X置換為上限值UL。另一方面,有在變更步驟S3中使用規定值-ΔX變更后的值是預先決定的下限值LL以下的情況。在此情況下,將栽培條件值X替換為下限值LL。

根據上述方法,即使將栽培條件值X變更以使植物3的CO2消耗量AC增加,栽培條件值X也不會成為上限值UL到下限值LL的范圍以外的值。即,栽培條件值X被維持為對植物3的栽培適當的范圍內的值。因而,能夠在盡可能維持使植物3的CO2消耗量AC增加的栽培條件的同時、在適當的栽培條件值X的周邊環境下將植物3進行水耕栽培。

另外,上述的“將栽培條件值替換為上限值”以及“變更后的值將栽培條件值替換為下限值”的用語分別表示,“作為栽培條件值而使用上限值”以及“作為栽培條件值而使用下限值”。此外,所謂上述的與規定值正負符號相反的規定值,相互的絕對值既可以相同也可以不同。

(2)在實施方式的水耕栽培方法中,如圖4所示,在判別步驟S11、S11A中,還判別是否起因于變更步驟S3而CO2消耗量AC發生了變化。此時,有判定為即使將栽培條件值X變更了規定值ΔX或-ΔX、CO2消耗量AC也沒有變化的情況。在此情況下,使用規定值PV(=ΔX或-ΔX)以及與該規定值PV(=ΔX或-ΔX)正負符號相反的規定值PV(=-ΔX或ΔX)中的一方的值(步驟S12)。即,使用一方的值,執行判別步驟S8~S10之后的變更步驟S3。上述一方的值是起因于變更步驟S3而在1個或2個以上的植物3的栽培中需要的電力消耗量W降低的值。

在上述方法中,在即使將栽培條件值X變更、植物3的CO2消耗量AC也沒有變化的情況下,不知道是使栽培條件值X增加好還是減少好。在此情況下,將栽培條件值X使用能夠使植物3的消耗電力減少的規定值進行變更。因此,根據上述方法,能夠在盡可能維持使植物3的CO2消耗量AC增加的栽培條件的同時、實現電力消耗量W的降低。但是,栽培條件值X選擇通過其增加或減少而能夠使消耗電力量W降低的值。

上述的規定值的初始值可以是上述一方的值。由此,在水耕栽培的開始必定試圖電力消耗量W的降低,所以節電效果提高。

如圖5所示,在判別步驟S11B中,也可以不判別是否由于將栽培條件值X變更了規定值PV(=ΔX或-ΔX)而CO2消耗量AC發生了變化。由此,水耕栽培裝置200的控制簡略化。在此情況下,也有即使將栽培條件值X變更規定值PV(=ΔX或-ΔX)、CO2消耗量AC也沒有變化的情況。在此情況下,在下次的變更步驟S3中,可以使用規定值ΔX及與規定值PV(=ΔX或-ΔX)正負符號相反的規定值PV(=-ΔX或ΔX)的任一個來變更栽培條件值X。

如圖5所示,為了使控制簡略化,在判別步驟S11B中,可以不判別是否由于將栽培條件值X變更了規定值PV(=ΔX或-ΔX)而CO2消耗量AC發生了變化。在此情況下,有即使將栽培條件值X變更規定值PV(=ΔX或-ΔX)、CO2消耗量AC也沒有變化的情況。在此情況下,在下次的變更步驟S3中,可以使用規定值PV(=ΔX或-ΔX)及與規定值PV(=ΔX或-ΔX)正負符號相反的規定值PV(=-ΔX或ΔX)的任一個來變更栽培條件值X。

(3)在實施方式的水耕栽培方法中,1個或2個以上的植物3可以在將1個或2個以上的植物3整體以密閉的方式包圍的箱體100內的空間中栽培。在此情況下,在測定步驟S8~S10中,可以基于箱體100內的空間中的CO2濃度在規定時間PT中的變化量ΔC來計算CO2消耗量AC。

根據上述方法,與在沒有被密閉的空間中測定CO2消耗量AC的情況相比,容易正確地測定CO2消耗量AC。

(4)在測定步驟S8~S10中,可以基于1個或2個以上的植物3的1個或2個以上的葉1的周圍的密閉空間中的CO2濃度在規定時間PT中的變化量ΔC來計算CO2消耗量AC。

根據上述方法,與在沒有被密閉的更大的空間中測定CO2消耗量AC的情況相比,容易正確地測定CO2消耗量AC。

葉1的周圍的密閉空間可以是不包含莖2而僅將葉1包含在袋19等部件內的空間。此外,葉1的周圍的密閉空間也可以是將葉1和莖2包含在袋19等部件內的空間。該部件優選具有柔軟性,但并不限于具有柔軟性的部件。

(本實施方式的水耕栽培裝置的前提)

本實施方式的水耕栽培裝置如圖4及圖5所示,具備以下的結構。

本實施方式的水耕栽培裝置200是1個或2個以上的植物3的水耕栽培裝置。本實施方式的水耕栽培裝置200具備將栽培條件值X變更規定值PV(=ΔX或-ΔX)的變更部(步驟S3)。本實施方式的水耕栽培裝置200具備測定1個或2個以上的植物3的每單位時間的CO2消耗量AC的測定部(步驟S8~S10)。

在本實施方式的水耕栽培裝置200中,在變更部(步驟S3)的變更前后由測定部(步驟S8~S10)進行測定得到的CO2消耗量AC彼此被進行比較。由此,在判別部(步驟S11、S11A或S11B)中,判別起因于變更部的變更而CO2消耗量AC是增加了還是減少了。

在判別部中判定為CO2消耗量AC增加了的情況下,使用在判別部的判定之前在變更部的變更中使用的規定值PV(=ΔX或-ΔX),執行判別部的判定后的變更部的變更。此外,有在判別部中判定為CO2消耗量AC減少了的情況。在此情況下,使用與在判別部的判定前在變更部的變更中使用的規定值PV(=ΔX或-ΔX)正負符號相反的規定值PV(=-ΔX或ΔX)。由此,執行判別部的判定后的變更部的變更。

栽培條件值X可以是氣體環境溫度、氣體環境濕度、氣體環境CO2濃度、灌溉時間、灌溉間隔、照射光量、明期時間、暗期時間、水溫、EC值及pH值中的任1個。在變更部中,可以將上述栽培條件值X中的任1個變更。

根據具備以上的前提條件的水耕栽培裝置,能夠在盡可能維持使植物3的CO2消耗量AC增加的栽培條件的同時將植物3進行水耕栽培。

(1)在本實施方式的水耕栽培裝置200中,有在變更部中使用規定值PV(=ΔX或-ΔX)變更后的栽培條件值X是預先決定的上限值UL以上的情況。在此情況下,將栽培條件值X替換為上限值UL。另一方面,有在變更部中使用規定值PV(=ΔX或-ΔX)變更后的栽培條件值X是預先決定的下限值LL以下的情況。在此情況下,將栽培條件值X替換為下限值LL。

根據上述結構,能夠在盡可能維持使植物3的CO2消耗量AC增加的栽培條件的同時、在適當的栽培條件值X的周邊環境下將植物3水耕栽培。

(2)在實施方式的水耕栽培裝置200中,在判別部(步驟S11、S11A)中,還判別是否由于將栽培條件值X變更了規定值PV(=ΔX或-ΔX)而CO2消耗量AC發生了變化。此時,有判定為即使將栽培條件值X變更規定值PV、CO2消耗量AC也沒有變化的情況。在此情況下,使用規定值PV(=ΔX或-ΔX)及與該規定值PV(=ΔX或-ΔX)正負符號相反的規定值PV(=-ΔX或ΔX)中的一方的值。使用該一方的值,執行判別部的判別后的變更部的變更。上述一方的值是起因于變更部的變更、在1個或2個以上的植物3的栽培中需要的電力消耗量W降低的值。

根據上述結構,能夠在盡可能維持使植物3的CO2消耗量AC增加的栽培條件的同時實現電力消耗量W的降低。但是,栽培條件值X選擇通過其增加或減少而消耗電力量W能夠降低的值。

另外,上述實施方式是本發明的一例。因此,本發明并不限定于上述實施方式,在該實施方式以外,只要是不脫離有關本發明的技術思想的范圍,就當然能夠根據設計等進行各種各樣的變更。

本申請主張基于2014年6月30日提出的日本申請的特愿2014-134274號的優先權,這里援引其全部記載內容。

標號說明

3 植物

10 箱體

19 袋

30 照明設備

35 EC值變更材料投入設備

40 空調機

45 pH值變更材料投入設備

50 控制部

60 氣體環境溫度傳感器

65 照度傳感器

70 濕度傳感器

80 CO2濃度傳感器

90 營養液溫度傳感器

95 EC傳感器

98 pH傳感器

200 水耕栽培裝置

P 泵

B 鍋爐

權利要求書(按照條約第19條的修改)

1.(修改后)一種水耕栽培方法,是1個或2個以上的植物的水耕栽培方法,其特征在于,

具備:

變更步驟,將對上述1個或2個以上的植物的CO2消耗量的增加及減少有作用的栽培條件值變更規定值;

測定步驟,測定上述1個或2個以上的植物的每單位時間的CO2消耗量;以及

判別步驟,將通過上述變更步驟的前后的上述測定步驟得到的上述CO2消耗量彼此進行比較,由此判別起因于上述變更步驟而上述CO2消耗量是增加了還是減少了;

在上述判別步驟中判定為上述CO2消耗量增加了的情況下,使用在上述判別步驟之前的上述變更步驟中使用的上述規定值,執行上述判別步驟之后的上述變更步驟;

在上述判別步驟中判定為上述CO2消耗量減少了的情況下,使用與在上述判別步驟之前的上述變更步驟中使用的上述規定值正負符號相反的規定值,執行上述判別步驟之后的上述變更步驟;

在上述判別步驟中,還判別是否起因于上述變更步驟而上述CO2消耗量發生了變化;

在上述判別步驟中判定為上述CO2消耗量沒有變化的情況下,使用上述規定值以及與上述規定值正負符號相反的規定值中的、將上述1個或2個以上的植物的栽培所需要的電力消耗量降低的一方的值,執行上述判別步驟之后的上述變更步驟。

2.(修改后)如權利要求1所述的水耕栽培方法,其特征在于,

上述1個或2個以上的植物栽培在將上述1個或2個以上的植物的整體密閉地包圍的箱體內的空間中;

在上述測定步驟中,基于上述箱體內的空間中的CO2濃度在規定時間中的變化量,計算上述CO2消耗量。

3.(修改后)如權利要求1所述的水耕栽培方法,其特征在于,

在上述測定步驟中,基于上述1個或2個以上的植物的1個或2個以上的葉的周圍的密閉空間中的CO2濃度在規定時間中的變化量,計算上述CO2消耗量。

4.(修改后)一種水耕栽培裝置,是用于1個或2個以上的植物的水耕栽培裝置,其特征在于,

具備:

變更部,將對上述1個或2個以上的植物的CO2消耗量的增加及減少有作用的栽培條件值變更規定值;

測定部,測定上述1個或2個以上的植物的每單位時間的CO2消耗量;以及

判別部,將在上述變更部的變更的前后通過上述測定部的測定而得到的上述CO2消耗量彼此進行比較,由此判別起因于上述變更部的變更而上述CO2消耗量是增加了還是減少了;

在上述判別部中判定為上述CO2消耗量增加了的情況下,使用在上述判別部進行判定前在上述變更部的變更中使用的上述規定值,執行在上述判別部進行判定后由上述變更部進行的變更;

在上述判別部中判定為上述CO2消耗量減少了的情況下,使用與在上述判別部進行判定前在上述變更部的變更中使用的上述規定值正負符號相反的規定值,執行在上述判別部進行判定后由上述變更部進行的變更;

在上述判別部中,還判別是否起因于上述變更部的變更而上述CO2消耗量發生了變化;

在上述判別部中判定為上述CO2消耗量沒有變化的情況下,使用上述規定值以及與上述規定值正負符號相反的規定值中的、將上述1個或2個以上的植物的栽培所需要的電力消耗量降低的一方的值,執行在上述判別部進行判別后由上述變更部進行的變更。

5.(刪除)

6.(刪除)

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