(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
植付株について日射光を受けるための日射導入部（１）と、同植付株について受光量を増減調節可能な光量調節機構とを備えるハウス栽培システムにおいて、
前記光量調節機構は、日射導入部（１）に遮光カーテン（２）を付設し、日照による過大な光量レベルの日射光を基準光量（Ｃ２）に抑えるように光量調節し、
前記光量調節機構は、環境気温（Ｔ１）と植付株の葉の温度（Ｔ２）との差が、両者の温度差に基づく植付株の生育ストレスを抑制するために設定した限界温度差（Ｔｄ）を越えた場合に限り、過大な光量レベルの日射光を抑えるように光量調節することを特徴とするハウス栽培システム。
【請求項２】
前記光量調節機構を補光ランプ（３）により構成し、昼間の時間帯を日射ストレスの回避が可能な範囲内で最大レベルの受光量とし、夜間の時間帯の最小受光量をゼロとする範囲で連続的に変化する日周パターンに設定した基準光量（Ｃ２）に従い、日照に応じてその光量不足を補うように補光調節することを特徴とする請求項１記載のハウス栽培システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植付株について日射光を受けるための日射導入部と、同栽培株について受光量を増減調節可能な光量調節機構とを備えるハウス栽培システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１のハウス栽培システムの光量調節装置は、栽培植物に必要な特定波長域に合わせた放射スペクトルで補光することによって光合成を促進し、その結果、最小限のコストで栽培植物の生育を速めることにより、栽培設備効率を高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２０９６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記光量調節装置は、光合成を促進して栽培植物の生育を速めることから、その結果、栽培株の老化が速められ、特に、トマトを始めとする１期当たり６ヶ月以上の周年栽培の場合は、株の寿命短縮により総収穫量を伸ばすことができないという問題が生ずる。
【０００５】
本発明の目的は、植付株の老化を小さく抑えて、長期にわたる収穫によって最大限の収穫量を確保することができる簡易な構成のハウス栽培システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、植付株について日射光を受けるための日射導入部と、同植付株について受光量を増減調節可能な光量調節機構とを備えるハウス栽培システムにおいて、前記光量調節機構は、日射導入部に遮光カーテンを付設し、日照による過大な光量レベルの日射光を基準光量に抑えるように光量調節し、前記光量調節機構は、環境気温と植付株の葉の温度との差が、両者の温度差に基づく植付株の生育ストレスを抑制するために設定した限界温度差を越えた場合に限り、過大な光量レベルの日射光を抑えるように光量調節することを特徴とする。
【０００７】
上記ハウス栽培システムは、一日の日照変化について生育ストレスとなる過大な光量レベルの日射光が抑えられて基準光量による生育環境が確保される。また、限界温度差を越えた場合に限り、過大な光量レベルの日射光を抑えることにより、大きな生理障害を防止しつつ、最大限の日射光が得られる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１の構成において、前記光量調節機構を補光ランプにより構成し、昼間の時間帯を日射ストレスの回避が可能な範囲内で最大レベルの受光量とし、夜間の時間帯の最小受光量をゼロとする範囲で連続的に変化する日周パターンに設定した基準光量に従い、日照に応じてその光量不足を補うように補光調節することを特徴とする。
上記ハウス栽培システムは、日射ストレスを回避しうる最大限の日射強度を設定した日周パターンによる基準光量に沿って日照の光量不足を光量調節機構が補うことにより、全栽培期間について十分な受光量による一定パターンの昼夜リズムによる生育環境が確保される。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明のハウス栽培システムは、一日の日照変化について生育ストレスとなる過大な光量レベルの日射光が抑えられて基準光量による生育環境が確保されることから、周年栽培の植付株に適用することにより、過大な光量レベルの日照によるストレスが回避されて植付株の老化が最小限に抑えられるので、長期にわたる収穫による収量増加を確保することができる。また、所定の限界温度差を越えた場合に限り、過大な光量レベルの日射光を抑えることにより、大きな生理障害を防止しつつ、最大限の日射光による最大限の収穫成果が可能となる。
【００１０】
請求項２の発明のハウス栽培システムは、請求項１の効果に加え、日射ストレスを回避しうる最大限の日射強度を設定した日周パターンによる基準光量に沿って日照の光量不足を補う光量調節機構により、全栽培期間について一定の昼夜リズムによる十分な受光量による生育環境が確保されることから、周年栽培の植付株に適用することにより、簡易な照明ランプ等による補光機構によって各種のストレスによる植付株の老化が小さく抑えられるので、長期にわたる収穫によって最大限の収穫量を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ハウス栽培システムを適用した温室の内部構成図
【図２】温室の側面図
【図３】ハウス栽培システムの構成図
【図４】基準光量の日周パターン
【図５】別のシステム構成の温室の内部構成図
【図６】接木ロボット装置の要部平面図
【図７】搬送部の正面図（ａ）、平面図（ｂ）および側面図（ｃ）
【図８】制御システム構成図
【図９】搬送部の動作の初期位置（ａ）、前進位置（ｂ）および姿勢修正位置（ｃ）
【図１０】一連の動作制御のフローチャート
【図１１】遮光カーテンの構成図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
上記技術思想に基づいて具体的に構成された実施の形態について以下に図面を参照しつつ説明する。
図１は、ハウス栽培システムを適用した温室の内部構成図である。
日射光を受けるための日射導入部を形成した温室１には、その日射光を遮断する遮光カーテン２と、日射光を補う補光ランプ３とを並列状に設け、その下方に直交するように、配光用の作業通路を空けて植付株Ｐを植付けるための栽培ベッド４…を複数列に配置し、その植付株Ｐが受ける受光量を検出する日射計５を作業通路の上方で植付株と作業者に干渉しない位置に設ける。
【００１３】
遮光カーテン２については、図２の温室の側面図および図１１の構成説明図に示すように、温室１の天井部の南北方向に所定間隔おきに設け、不図示のスプリングにより遮光膜１２の南側に配置した巻取軸１１に巻き取られて開くようになっている。温室１内の北端には不図示のカーテン開閉モータを設けており、該モータの駆動によりカーテン開閉ワイヤ１２ａを介して複数の遮光膜１２を同時に巻取軸１１から引き出すように構成し、その開閉度（開閉量）を検出するセンサの信号を受ける制御部６により全開から全閉まで無段階に日射光を遮光調節可能に構成する。
【００１４】
ハウス栽培システムは、図３のシステム構成図に示すように、日射計５の検出値に基づき、温室１の日射による受光量Ｃ１が別途設定による基準光量Ｃ２になるように、遮光カーテン２と補光ランプ３を制御部６によって調整可能に構成する。
【００１５】
トマトの例について説明すると、基準光量Ｃ２は、図４の日周パターンに示すように、昼間の時間帯を日射ストレスの回避が可能な最大レベルＬ１の受光量とし、夜間の時間帯を受光量ゼロとする日周パターンに設定する。これは、受光量が過大になると、植物体からの蒸散が進みすぎてストレスを与えることから、植物活性時間帯を昼間の１０時〜１７時の時間帯とし、この間について上限を設定する。
【００１６】
この基準光量の日周パターンに沿うように、日射光量の変動に応じてその光量不足を補うように補光調節することにより、全栽培期間について一定の昼夜リズムによる十分な受光量による生育環境が確保されることから、周年栽培の植付株に適用することにより、簡易な照明ランプ等による補光機構によって各種のストレスによる植付株の老化が小さく抑えられるので、短期栽培（年に１５〜２０期）に適用される２４時間連続照明の場合の早期収穫による早期老化を回避して、長期にわたる収穫による収量増加を確保することができる。
【００１７】
また、補光調節に加え、一日の日照変化について過大な光量レベルの日射光を抑えることにより、日射ストレスが抑えられて基準光量の日周パターンによる生育環境が確保されることから、周年栽培の植付株に適用することにより、植付株の老化が最小限に抑えられるので、長期にわたる収穫による収量増加を確保することができる。
【００１８】
そのほか、受光量の急激な増加もストレスとなることから朝の増加率を小さく抑え、逆に、受光量の急激な低下は植物体への影響が少ないので、可能な範囲で減少率を大きく設定することにより、日中の活性時間帯と夜間の休養時間帯を効率よく配分することができる。
【００１９】
このように設定した基準光量Ｃ２は、季節や天候の変化によることなく、植付株の生涯の全期間を通して、繰り返すことにより、最大収量を伸ばすことができる。なお、養液供給調節手段によるストレス制御を合わせて行うことにより、糖度等の特性調節が可能となる。
【００２０】
次に、日射光調節の規制について他の制御方法を説明する。
図５の温室内部構成図に示すように、環境温度Ｔ１である温室内部温度を測定する室温計２１と、植付株Ｐの植物体温度である葉または果実の温度Ｔ２を測定する植物体温度計２２を設け、日射光が上限値Ｌ１を越えている場合において、室温Ｔ１と葉温Ｔ２との温度差が所定の限界値Ｔｄ（例えば、１０℃）を越えた時に限り、遮光カーテン２により受光量を抑えることにより、温度差ストレスの継続による生理障害の発生を減らしつつ、最大限の日射光を受けて収量増加を図ることができる。
【００２１】
（接木ロボット）
次に、接木ロボット装置について説明する。
接木ロボット３１は、その要部平面図（保護カバーを外した図）を図６に示すように、機体の前部中央に台木と穂木とを接着固定する接合部３６を配置し、左半側を台木苗供給部、右半側を穂木苗供給部、奥側をクリップ供給部とし、手前側に不図示の接木苗搬出部を配置して構成する。
【００２２】
左右の苗供給部は、それぞれ、接合部３６の左右の側方に台木苗又は穂木苗を準備するための左右の苗受部４７，５１と、それぞれから苗を接合部３６に位置決め搬送する左右の搬送部４８，５２と、その搬送途中で苗を切断する左右の切断部４９，５３とから構成される。また、奥側のクリップ供給部は、台木苗と穂木苗を接続固定するクリップを振動移送する案内路であるクリップガイドレール３９およびその後方でクリップを振動により整列送出するクリップボウル３７とから構成される。
【００２３】
上記構成の接木ロボット３１により、左右の苗受部４７，５１に人手等により供給された台木苗または穂木苗は、それぞれ左右の搬送部４８，５２の旋回アームに把持されて接合部３６に位置決め搬送され、その途中で切断部４９，５３により切断された切断面が接合部３６で合わされるとクリップガイドレール３９からクリップが供給されて接続固定される。
【００２４】
左右の搬送部４８，５２は、図７の正面図（ａ）、平面図（ｂ）、側面図（ｃ）に示すように、把持ハンド６１を先端に突出してその開閉アクチュエータ６２と合わせて進退可能に後方から進退駆動シリンダ６３によって支持し、また、把持ハンド６１の下方に近接して屈曲ロッド状の傾斜修正ガイド６４を進退可能に構成するとともに、そのガイド駆動シリンダ６５を進退駆動シリンダ６３の側方に配置して構成され、進退駆動シリンダ６３をロータリーアクチュエータ６６によって縦軸回動可能に支持する。
【００２５】
接木ロボット装置の制御構成は、図８のシステム構成図に示すように、各苗受部４７，５１の苗供給センサ７１で苗の供給を検出し、各切断部４９，５３の切断センサ７２で苗の切断を検出し、各搬送部４８，５２のリミットスイッチ７３で進出位置を検出し、クリップ供給部のセンサ７４でクリップの押し出しを検出し、これらの信号によって、ロータリーアクチュエータ６６、進退駆動シリンダ６３、開閉アクチュエータ６２、ガイド駆動シリンダ６５を制御可能に構成する。
【００２６】
接合部３６における各搬送部４８，５２の動作は、図９の初期位置（ａ）、前進位置（ｂ）、姿勢修正位置（ｃ）に示すように、進退駆動シリンダ６３が進出動作すると、接木の茎を保持した把持ハンド６１と傾斜修正ガイド６４が共に前進し、次いで傾斜修正ガイド６４が前進して把持ハンド６１が保持している接木の茎を押すことによって傾斜が修正され、台木と穂木が精度良く位置決めされる。
【００２７】
接木ロボット装置の各搬送部４８，５２の一連の動作制御は、図１０のフローチャートに示すように、各苗受部４７，５１の苗供給センサ７１の検出判定の制御処理ステップ１（以下において「Ｓ１」の如く略記する。）の苗検出により、各苗受部４７，５１に臨む把持ハンド６１の伸長（Ｓ２）と閉動作（Ｓ３）による苗の把持、９０度回動とともに把持ハンドの短縮（Ｓ４）によって切断部４９，５３に臨み、それぞれの切断動作（Ｓ５）とその検出（Ｓ６）によって把持ハンド６１の９０度回動（Ｓ７）および伸長（Ｓ８）を行う。
【００２８】
この時、所定位置に達したことを位置センサ７３が検出（Ｓ９）すると、傾斜修正ガイド６４の伸長動作（Ｓ１０）によって苗姿勢を整えた上で接合部３６におけるクリップ押出動作（Ｓ１１）によって台木苗と穂木苗とが接続固定され、このクリップ押出の完了検出（Ｓ１２）により、把持ハンド６１の開動作（Ｓ１３）、傾斜修正ガイド６４の短縮動作（Ｓ１４）、苗供給位置まで把持ハンド６１の回動（Ｓ１５）によって初期位置に復帰する。
【符号の説明】
【００２９】
１  温室（日射導入部）
２  遮光カーテン（光量調節機構）
３  補光ランプ（光量調節機構）
４  栽培ベッド
５  日射計
６  制御部
１１  巻取軸
１２  カーテン
２１  室温計
２２  植物体温度計
Ｃ１  日射光量
Ｃ２  基準光量
Ｌ１  最大レベル（上限値）
Ｐ  植付株
Ｔ１  環境温度（室温）
Ｔ２  植物体温度（葉温）
Ｔｄ  限界温度差
【図１】
0005434377.tif 000002
【図２】
0005434377.tif 000003
【図３】
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【図４】
0005434377.tif 000005
【図５】
0005434377.tif 000006
【図６】
0005434377.tif 000007
【図７】
0005434377.tif 000008
【図８】
0005434377.tif 000009
【図９】
0005434377.tif 000010
【図１０】
0005434377.tif 000011
【図１１】
0005434377.tif 000012