(57)【要約】【課題】植物栽培空間の各植物の近傍に二酸化炭素を光合成が促進されるように満遍なく供給可能な二酸化炭素供給システムを提供する。【解決手段】二酸化炭素供給システム（10）には、二酸化炭素が水中に加圧溶解された二酸化炭素溶解水を減圧することによって二酸化炭素の微細気泡が含まれた微細気泡含有水を生成する微細気泡発生装置（20）と、該微細気泡発生装置（20）に接続されて上記微細気泡含有水を栽培空間（S）の植物の配列方向に流動させると共に、流動する上記微細気泡含有水の上方の空間と栽培空間（S）の各植物の近傍とが連通するように構成された水路（30）とが設けられている。【選択図】図１
2014161241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の方向に植物が配列されて栽培される栽培空間（S）の各植物の近傍に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給システムであって、
二酸化炭素が水中に加圧溶解された二酸化炭素溶解水を減圧することによって二酸化炭素の微細気泡が含まれた微細気泡含有水を生成する微細気泡発生装置（20）と、
上記微細気泡発生装置（20）に接続されて上記微細気泡含有水を上記栽培空間（S）の植物の配列方向に流動させると共に、流動する上記微細気泡含有水の上方の空間と上記栽培空間（S）の各植物の近傍とが連通するように構成された水路（30）とを備えている
ことを特徴とする二酸化炭素供給システム。
【請求項２】
請求項１において、
上記水路（30）は、上記微細気泡含有水が流れる水路本体部（31）と、該水路本体部の上部を覆う一方、上記栽培空間の植物の配列方向に並ぶ多数の孔（33,…,33）が形成されたカバー部（32）とを有している
ことを特徴とする二酸化炭素供給システム。
【請求項３】
請求項１又は２において、
上記栽培空間（S）の幅方向の両端部にそれぞれ設けられ、該栽培空間（S）の長手方向に延びて該栽培空間（S）の側面を閉塞する一対の衝立部材（50,50）を備えている
ことを特徴とする二酸化炭素供給システム。
【請求項４】
請求項３において、
上記一対の衝立部材（50,50）は、透明材料で構成されている
ことを特徴とする二酸化炭素供給システム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１つにおいて、
上記水路（30）は、上記栽培空間（S）に２つ設けられ、互いの内部を流れる上記微細気泡含有水の流動方向が対向している
ことを特徴とする二酸化炭素供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の方向に植物が配列されて栽培される栽培空間の各植物の近傍に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ビニルハウス等の植物栽培施設において、所定の方向に配列された植物の近傍に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給システムが用いられている（例えば、下記特許文献１を参照）。この二酸化炭素供給システムでは、所定の時間帯又は植物近傍の二酸化炭素濃度が低下した際に、既存の灌水パイプを利用して植物の近傍に二酸化炭素を供給することとしている。具体的には、灌水パイプは、植物の配列方向に延び、長手方向に供給孔が間隔を空けて多数形成され、水を供給する給水路と二酸化炭素を供給する供給路とが切り換えて接続されるように構成されている。灌水パイプの接続先を給水路に切り換えると、各植物の近傍に水が供給され、灌水パイプの接続先を供給路に切り換えると、各植物の近傍に二酸化炭素が供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１２／１３３０２６号
【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、上述のような灌水パイプを用いて二酸化炭素を供給する場合、供給する二酸化炭素の風量が少ないと、二酸化炭素が灌水パイプの上流側において供給孔からほとんど流出してしまい、灌水パイプの下流側の植物に二酸化炭素を供給することができない。一方、灌水パイプに供給する二酸化炭素の風量を増大させると、供給孔から流出する二酸化炭素の風速が上昇し、二酸化炭素が植物の近傍に留まらないため、結果として各植物の光合成が促進されるように二酸化炭素を供給することができなかった。つまり、上記二酸化炭素供給システムでは、各植物の光合成が促進されるように各植物の近傍に満遍なく二酸化炭素を供給することができなかった。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、所定の方向に植物が配列されて栽培される栽培空間の各植物の近傍に光合成が促進されるように満遍なく二酸化炭素を供給可能な二酸化炭素供給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】
第１の発明は、所定の方向に植物が配列されて栽培される栽培空間（S）の各植物の近傍に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給システムであって、二酸化炭素が水中に加圧溶解された二酸化炭素溶解水を減圧することによって二酸化炭素の微細気泡が含まれた微細気泡含有水を生成する微細気泡発生装置（20）と、上記微細気泡発生装置（20）に接続されて上記微細気泡含有水を上記栽培空間（S）の植物の配列方向に流動させると共に、流動する上記微細気泡含有水の上方の空間と上記栽培空間（S）の各植物の近傍とが連通するように構成された水路（30）とを備えている。
【０００７】
第１の発明では、微細気泡発生装置（20）において二酸化炭素の微細気泡が含まれた微細気泡含有水が生成され、該微細気泡含有水は水路（30）に供給されて、該水路（30）内を栽培空間（S）の植物の配列方向に流動する。微細気泡含有水に含まれる二酸化炭素の微細気泡は、水路（30）内を流動する間に徐々に水面に浮上する。水路（30）は、流動する微細気泡含有水の上方の空間と栽培空間（S）の各植物の近傍とが連通するように構成されている。そのため、水路（30）内において微細気泡含有水の水面まで浮上した二酸化炭素は、水路（30）の微細気泡含有水の上方の空間を介して栽培空間（S）の各植物の近傍に至る。つまり、微細気泡含有水が水路（30）内を流動する間に二酸化炭素の微細気泡が徐々に水面まで浮上することにより、水路（30）から二酸化炭素が徐々に栽培空間（S）へ流出して各植物の近傍に供給される。このようにして、栽培空間（S）の各植物の近傍には、満遍なく且つ徐々に二酸化炭素が供給される。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、上記水路（30）は、上記微細気泡含有水が流れる水路本体部（31）と、該水路本体部の上部を覆う一方、上記栽培空間の植物の配列方向に並ぶ多数の孔（33,…,33）が形成されたカバー部（32）とを有している。
【０００９】
第２の発明では、微細気泡含有水が水路本体部（31）を流動する間に二酸化炭素の微細気泡が徐々に水面まで浮上し、一旦、水路（30）の微細気泡含有水の上方の空間に溜まった後に、カバー部（32）の多数の孔から徐々に栽培空間（S）へ流出して各植物の近傍に供給される。また、カバー部（32）が設けられているため、栽培空間（S）の植物が水路（30）内の微細気泡含有水に浸からない。
【００１０】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、上記栽培空間（S）の幅方向の両端部にそれぞれ設けられ、該栽培空間（S）の長手方向に延びて該栽培空間（S）の側面を閉塞する一対の衝立部材（50,50）を備えている。
【００１１】
第３の発明では、栽培空間（S）の側面が、一対の衝立部材（50,50）によって閉塞されている。そのため、栽培空間（S）の各植物の近傍に供給された二酸化炭素が栽培空間（S）の側方へ拡散しない。
【００１２】
第４の発明は、第３の発明において、上記一対の衝立部材（50,50）は、透明材料で構成されている。
【００１３】
第４の発明では、一対の衝立部材（50,50）が透明材料で構成されているため、植物の光合成に必要となる光が衝立部材（50）によって遮られない。
【００１４】
第５の発明は、第１乃至第４のいずれか１つの発明において、上記水路（30）は、上記栽培空間（S）に２つ設けられ、互いの内部を流れる上記微細気泡含有水の流動方向が対向している。
【００１５】
第５の発明は、栽培空間（S）に水路（30）が２つ設けられ、互いの内部を流れる微細気泡含有水の流動方向が対向するように構成されている。そのため、各水路（30）の上流側と下流側とで水面に浮上する微細気泡の量に差が生じても、このように２つの水路（30）を微細気泡含有水の流動方向が対向するように配置することにより、栽培空間（S）に流出する二酸化炭素の量が長手方向の一端から他端に亘って均一化される。
【発明の効果】
【００１６】
第１の発明によれば、栽培空間（S）に水路（30）を設け、微細気泡含有水を植物の配列方向に流動させると共に、流動する微細気泡含有水に含まれた二酸化炭素の微細気泡が徐々に水面まで浮上して、水路（30）から栽培空間（S）の各植物の近傍に流出するように水路（30）を構成した。そのため、栽培空間（S）の各植物の近傍には、満遍なく且つ徐々に二酸化炭素を供給することができる。このように、栽培空間（S）の各植物の近傍にゆっくりと二酸化炭素を供給することにより、空気より比重の大きい二酸化炭素は植物の近傍に長時間に亘って留まることとなる。そのため、各植物の近傍に供給される二酸化炭素の供給量が少量であっても、二酸化炭素が長時間に亘って留まるように供給することにより、光合成を促進することができる。つまり、上記構成によれば、栽培空間（S）の各植物の光合成が促進されるように各植物の近傍に二酸化炭素を満遍なく供給可能な二酸化炭素供給システムを提供することができる。
【００１７】
また、第２の発明によれば、微細気泡含有水を栽培空間（S）の植物の配列方向に流動させると共に、流動する微細気泡含有水の上方の空間と栽培空間（S）の各植物の近傍とを連通させる水路（30）を容易に構成することができる。また、微細気泡含有水の水面まで浮上した二酸化炭素を、一旦、微細気泡含有水の上方の空間に溜めてから多数の孔（33,…,33）を介して栽培空間（S）へ流出させることにより、各植物の近傍に供給される二酸化炭素の量を均一化することができる。また、カバー部（32）を設けることにより、栽培空間（S）の植物が水路（30）内の微細気泡含有水への浸漬を回避することができる。これにより、植物が水に浸かることによる病気の発生や受粉の阻害を防止することができる。
【００１８】
また、第３の発明によれば、栽培空間（S）の幅方向の両端部に一対の衝立部材（50,50）を設けることにより、栽培空間（S）の各植物の近傍に供給された二酸化炭素の側方への拡散を防止することができる。よって、二酸化炭素を長時間に亘って植物の近傍に留めておくことができる。従って、少ない二酸化炭素供給量で、効率よく植物の光合成を促進することができる。
【００１９】
また、第４の発明によれば、一対の衝立部材（50,50）を透明材料で構成することにより、衝立部材（50）を設けることによって植物に照射される光量の低下を回避することができる。
【００２０】
また、第５の発明によれば、栽培空間（S）に水路（30）を２つ設け、該２つの水路（30）を互いの内部を流れる微細気泡含有水の流動方向が対向するように構成した。そのため、各水路（30）の上流側と下流側とで微細気泡含有水の水面に浮上する微細気泡の量に差が生じても、このように２つの水路（30）を微細気泡含有水の流動方向が対向するように配置することにより、栽培空間（S）に流出する二酸化炭素の量を長手方向の一端から他端に亘って均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、実施形態１に係る二酸化炭素供給システムの概略構成を示す断面図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る二酸化炭素供給システムの横断面図である。
【図３】図３は、実施形態１に係る二酸化炭素供給システムの水路の斜視図である。
【図４】図４は、実施形態２に係る二酸化炭素供給システムの横断面図である。
【図５】図５は、実施形態３に係る二酸化炭素供給システムの水路の斜視図である。
【図６】図６は、実施形態４に係る二酸化炭素供給システムの水路の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２３】
《発明の実施形態１》
以下、本発明の実施形態１について説明する。本発明の実施形態１は、所定の方向に植物が配列されて栽培される栽培空間の各植物の近傍に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給システムに関するものである。
【００２４】
本実施形態では、図１及び図２に示すように、二酸化炭素供給システム（10）は、農業ハウス等に設置された栽培ユニット（1）に設けられている。栽培ユニット（1）は、植物を栽培するための複数（本実施形態では４つ）の栽培容器（2）と、該複数の栽培容器（2）を支持する高設ベンチ（3）とを有している。本実施形態では、栽培容器（2）の培地の直上の空間が所定の方向に植物が配列されて栽培される栽培空間（S）を構成している。二酸化炭素供給システム（10）は、二酸化炭素の微細気泡が含まれた微細気泡含有水を生成する微細気泡発生装置（20）と、該微細気泡発生装置（20）において生成された二酸化炭素溶解水を栽培空間（S）の植物の配列方向に流動させる水路（30）と、コントローラ（40）とを備えている。
【００２５】
〈微細気泡発生装置〉
微細気泡発生装置（20）は、水路（30）に接続される水槽（21）と、水路（30）から排出された水を水槽（21）に返送する返送路（22）とを備えている。水槽（21）は、栽培ユニット（1）の長手方向の一端側に設置され、水路（30）と同程度の高さ位置に設けられている。返送路（22）には、上流側から下流側へ順に、気体導入部（23）、加圧ポンプ（24）、気体溶解器（25）、吐出ノズル（26）が接続されている。また、返送路（22）には、流量調節バルブ（22a）と流量計（22b）とが設けられている。流量調節バルブ（22a）は、開度が調節可能に構成され、開度に応じて水槽（21）と水路（30）と返送路（22）とによって構成される循環路を流れる微細気泡含有水の流量を調節するように構成されている。一方、流量計（22b）は、循環路を流れる微細気泡含有水の流量を検出し、検出値をコントローラ（40）に出力するように構成されている。
【００２６】
気体導入部（23）は、二酸化炭素ボンベ等の二酸化炭素供給源（図示省略）が接続された吸入管（23a）と、返送路（22）の一部を構成する流水路が内部に形成された混合部（23b）とを有している。吸入管（23a）は、混合部（23b）の流水路に吸い込んだ二酸化炭素を混入するように混合部（23b）に接続されている。また、吸入管（23a）には、混合部（23b）へ導入される二酸化炭素の流量を調整するための吸気量調整弁（23c）と、二酸化炭素の吸入管（23a）への逆流を防止する逆止弁（23d）とが設けられている。
【００２７】
加圧ポンプ（24）は、返送路（22）の気体導入部（23）の下流側に接続されている。加圧ポンプ（24）は、水槽（21）と水路（30）と返送路（22）とによって構成される循環路内で微細気泡含有水を循環させるための加圧手段である。加圧ポンプ（24）は、気体導入部（23）において二酸化炭素が導入された二酸化炭素混合水を加圧し、加圧されて一部の二酸化炭素が水中に溶解した二酸化炭素混合水を加圧状態のまま気体溶解器（25）へ圧送する。
【００２８】
気体溶解器（25）は、密閉容器からなるタンク（25a）と、該タンク（25a）の上部に設けられた排気弁（25b）とを有している。図示を省略するが、密閉されたタンク（25a）内には加圧された二酸化炭素混合水をタンク（25a）内の液層に向かって満遍なく噴射する噴射ノズルが設けられている。この噴射ノズルから二酸化炭素混合水が噴射されることにより、該水中の二酸化炭素の気泡が細粒化されると共にタンク（25a）内の二酸化炭素混合水が攪拌されることによって二酸化炭素の水中への溶解が促進される。水中に溶解せずに二酸化炭素混合水から分離された余剰の二酸化炭素は、排気弁（25b）から外部へ排出される。図示を省略するが、本実施形態では、排気弁（25b）から排出された二酸化炭素は、気体導入部（23）の吸入管（23a）に接続された二酸化炭素供給源（図示省略）に返送されるように構成されている。
【００２９】
吐出ノズル（26）は、返送路（22）の気体溶解器（25）の下流側に接続され、水槽（21）内に設けられている。吐出ノズル（26）は、図示しない減圧機構を備え、気体溶解器（25）において二酸化炭素が溶解された二酸化炭素溶解水を減圧して水槽（21）内に吐出する。二酸化炭素溶解水が吐出ノズル（26）において減圧されると、水中に溶解していた二酸化炭素が微細気泡となって現れる。そのため、水槽（21）には、二酸化炭素の微細気泡が含まれた微細気泡含有水が吐出される。
【００３０】
〈水路〉
図１乃至図３に示すように、水路（30）は、断面が矩形の管状部材によって構成されている。また、図１に示すように、水路（30）は、栽培ユニット（1）の一列に並ぶ４つの栽培容器（2）の培地上に載置され、栽培ユニット（1）の長手方向の一端から他端に亘って延びている。つまり、水路（30）は、栽培ユニット（1）の長さ（５０ｍ〜１００ｍ程度の長さ）より長く形成されている。水路（30）は、一端が微細気泡発生装置（20）の水槽（21）に接続され、他端には返送路（22）の一部を構成する排水管（34）が接続されている。水路（30）は、栽培ユニット（1）の長手方向の一端側に設置された水槽（21）の側面の上部に接続されている。一方、排水管（34）は、水路（30）の下層部に接続されている。
【００３１】
図２及び図３に示すように、水路（30）の２つの側面には、それぞれ上部に多数の孔（33,…,33）が形成されている。各側面に形成された多数の孔（33,…,33）は、水路（30）の長手方向に間隔を空けて配列されている。本実施形態では、多数の孔（33,…,33）は、等間隔に設けられている。具体的には、多数の孔（33,…,33）は、栽培空間（S）の植物の配列間隔よりも狭い間隔で配列されている。本実施形態では、多数の孔（33,…,33）は、水路（30）の各側面の上部に形成されている。
【００３２】
また、水路（30）は、水槽（21）内から導入される微細気泡含有水の水面が多数の孔（33,…,33）よりも下方の位置となるように水槽（21）の側面上部に接続されている。つまり、水路（30）では、想定される微細気泡含有水の上限水位Ｌよりも下方の下側部分（31）が、水槽（21）に吐出された微細気泡含有水を流通させる水路本体部となり、上限水位Ｌより上方の上側部分（32）が、水路本体部の上部を覆うカバー部となる。そして、上述の多数の孔（33,…,33）は、カバー部に形成されている。また、本実施形態では、水路本体部とカバー部とは一体に形成されている。
【００３３】
なお、水路（30）における微細気泡含有水の水位は、水路（30）の長さ、微細気泡の浮上速度、微細気泡含有水の流速に応じて、水路（30）の下流端まで微細気泡含有水中に微細気泡が残存するように設定される。具体的には、例えば、微細気泡径が１０μｍの場合、微細気泡の浮上速度が３ｍｍ／分となり、水路（30）の長さを５０ｍ、該水路（30）の一端から他端まで５分で流れる流速である場合、水位は１５ｍｍ以上となるように設定される。これにより、水路（30）における微細気泡含有水の水位を１５ｍｍ以上にすると、微細気泡含有水中の最下層に含有された微細気泡が水面まで浮上するのに５分以上かかるため、水路（30）の下流端まで微細気泡含有水中に微細気泡が残存することとなる。
【００３４】
このような構成により、水路（30）内の断面が矩形の流路を流れる微細気泡含有水中において水面まで浮上した二酸化炭素の微細気泡は、上側部分（32）と微細気泡含有水の水面との間の上方空間に溜まり、該上方空間の両側に形成された各孔（33）から栽培空間（S）へ徐々に流出することとなる。本実施形態では、水路（30）が、流路断面が矩形となるように形成されている。そのため、微細気泡含有水の深さが水路（30）の幅方向に亘って等しくなり、上方空間に至る二酸化炭素の量が流路幅方向において略等しくなる。これにより、水路（30）の２つの側面にそれぞれ形成されて互いに対向する孔（33）から栽培空間（S）に流出する二酸化炭素の量が略等しくなる。
【００３５】
〈制御機器〉
栽培空間（S）には、二酸化炭素の濃度を検出する濃度センサ（41）と、栽培空間（S）の光合成光量子束密度を検出する光合成光量子センサ（42）と、温度センサ（43）と、湿度センサ（44）とが設けられている。各センサ（41〜44）は、それぞれ検出した濃度、光量、温度及び湿度をコントローラ（40）に出力するように構成されている。
【００３６】
コントローラ（40）は、流量計（22b）や各センサ（41〜44）の検出値が入力されて微細気泡発生装置（20）の運転を制御するように構成されている。また、コントローラ（40）は、微細気泡発生装置（20）の運転中に、濃度センサ（41）によって検出された栽培空間（S）における二酸化炭素の濃度が、予め設定された目標濃度となるように、二酸化炭素溶解水における二酸化炭素の溶解量を調整するように構成されている。具体的には、本実施形態では、コントローラ（40）は、吸気量調整弁（23c）の開度を変更して混合部（23b）へ導入される二酸化炭素の流量を調整することによって二酸化炭素溶解水における二酸化炭素の溶解量を調整する。
【００３７】
また、コントローラ（40）は、光合成光量子センサ（42）、温度センサ（43）及び湿度センサ（44）によって検出された栽培空間（S）における光量、温度及び湿度に基づいて栽培空間（S）における二酸化炭素の目標濃度を最適な濃度に変更するように構成されている。具体的には、コントローラ（40）には、栽培空間（S）における光量、温度及び湿度に対する栽培空間（S）の最適な二酸化炭素濃度を示す目標濃度マップが予め記憶されている。コントローラ（40）は、上述の目標濃度マップを参照して栽培空間（S）における光量、温度及び湿度に基づく栽培空間（S）の最適な二酸化炭素濃度を抽出し、栽培空間（S）における二酸化炭素の目標濃度を抽出した濃度に変更するように構成されている。
【００３８】
さらに、コントローラ（40）は、光合成光量子センサ（42）によって検出された光量が零である場合、例えば、夜間等に、微細気泡発生装置（20）の運転を停止するように構成されている。
【００３９】
−運転動作−
コントローラ（40）は、加圧ポンプ（24）を起動させて微細気泡発生装置（20）を運転させる。これにより、水槽（21）と水路（30）と返送路（22）とによって構成される循環路において水が循環する。本実施形態では、加圧ポンプ（24）は、コントローラ（40）により、循環路を流れる水の流量が、例えば１０〜１５リットル／分になるように調節される。この状態では、気体溶解器（25）のタンク（25a）内が０．３ＭＰａ程度に加圧される。また、運転中は、循環路に設けられた流量調節バルブ（22a）の開度が、流量計（22b）によって計測された循環路の流量に基づいて調節される。
【００４０】
水路（30）から返送路（22）へ流入した水は、気体導入部（23）に流入する。気体導入部（23）では、吸入管（23a）から吸い込まれた二酸化炭素が気泡として水に混入される。気泡を含む水は、気体導入部（23）から流出し、加圧ポンプ（24）において加圧された後、気体溶解器（25）のタンク（25a）内に圧送される。
【００４１】
気体溶解器（25）のタンク（25a）内では、水に対する二酸化炭素の溶解が促進される一方、水に溶解せずに気泡として混入していた二酸化炭素が、二酸化炭素溶解水から分離され、タンク（25a）内の上部に一時的に貯留される。タンク（25a）内の上部に一時的に貯留された二酸化炭素は、排気弁（25b）から排出され、図示しない二酸化炭素供給源に返送される。一方、タンク（25a）内の二酸化炭素溶解水は、タンク（25a）から流出して吐出ノズル（26）に流入する。
【００４２】
吐出ノズル（26）に流入した二酸化炭素溶解水は、吐出ノズル（26）内の減圧機構を通過する際に減圧され、水中に溶解した二酸化炭素が析出し、二酸化炭素の微細気泡を含有する微細気泡含有水となる。該微細気泡含有水は、水槽（21）内へ勢いよく噴射される。水槽（21）内に噴射された微細気泡含有水は、該水槽（21）の側面の上部に接続された水路（30）に流入する。
【００４３】
水路（30）内に流入した微細気泡含有水は、水路本体部を構成する下側部分（31）を流動する。微細気泡含有水に含まれる二酸化炭素の微細気泡は、水路（30）の下側部分（31）を流動する間に徐々に水面に浮上する。ここで、水路（30）は、上側部分（32）に多数の孔（33,…,33）が形成され、流動する微細気泡含有水の上方空間と栽培空間（S）の各植物の近傍とが連通するように構成されている。そのため、水路（30）内において微細気泡含有水の水面まで浮上した二酸化炭素は、水路（30）の微細気泡含有水の上方空間に一時的に溜まり、多数の孔（33,…,33）を介して栽培空間（S）の各植物の近傍に至る。つまり、微細気泡含有水が水路（30）内を流動する間に二酸化炭素の微細気泡が徐々に水面まで浮上することにより、水路（30）から二酸化炭素が徐々に栽培空間（S）へ流出して各植物の近傍に供給される。このようにして、栽培空間（S）の各植物の近傍には、満遍なく且つ徐々に二酸化炭素が供給される。
【００４４】
また、コントローラ（40）は、微細気泡発生装置（20）の上記運転中に、濃度センサ（41）によって検出された栽培空間（S）における二酸化炭素の濃度が予め設定された目標濃度となるように、吸気量調整弁（23c）の開度を変更する。これにより、気体導入部（23）の混合部（23b）へ導入される二酸化炭素の流量が調整され、その後に加圧ポンプ（24）によって加圧されて生成される二酸化炭素溶解水における二酸化炭素の溶解量が増減する。
【００４５】
さらに、コントローラ（40）は、入力された光合成光量子センサ（42）、温度センサ（43）及び湿度センサ（44）の検出値に基づいて、予め記憶された上述の目標濃度マップから、栽培空間（S）における光量、温度及び湿度に基づく栽培空間（S）の最適な二酸化炭素濃度を抽出し、栽培空間（S）における二酸化炭素の目標濃度を抽出した濃度に変更する。
【００４６】
以上のようなコントローラ（40）による制御により、栽培空間（S）における二酸化炭素の濃度が、植物の光合成が促進されるような所望の濃度に調節される。また、栽培空間（S）における光量、温度及び湿度に応じて二酸化炭素の目標濃度を変更することにより、例えば、光量が高い等の植物の光合成能力が高い条件の場合に、二酸化炭素の目標濃度を高い値に変更して植物の光合成を促進する一方、植物の光合成能力が低い条件の場合には、二酸化炭素の目標濃度を低い値に変更することにより、必要以上のエネルギ消費が抑えられる。また、二酸化炭素供給源から必要以上に二酸化炭素が供給されなくなるため、無駄な二酸化炭素の消費が抑えられる。
【００４７】
また、コントローラ（40）は、光合成光量子センサ（42）によって検出された光量が零である場合、例えば、夜間等に、微細気泡発生装置（20）の運転を停止する。これにより、植物が光合成を行うことができない条件下における無駄なエネルギ消費が抑えられる。また、二酸化炭素供給源の二酸化炭素の無駄な消費も抑えられる。
【００４８】
−実施形態１の効果−
上記実施形態１によれば、栽培空間（S）に水路（30）を設け、微細気泡含有水を植物の配列方向に流動させると共に、流動する微細気泡含有水に含まれた二酸化炭素の微細気泡が徐々に水面まで浮上して、水路（30）から栽培空間（S）の各植物の近傍に流出するように水路（30）を構成した。そのため、栽培空間（S）の各植物の近傍には、満遍なく且つ徐々に二酸化炭素を供給することができる。このように、栽培空間（S）の各植物の近傍にゆっくりと二酸化炭素を供給することにより、空気より比重の大きい二酸化炭素は植物の近傍に長時間に亘って留まることとなる。そのため、各植物の近傍に供給される二酸化炭素の供給量が少量であっても、二酸化炭素が長時間に亘って留まるように供給することにより、光合成を促進することができる。つまり、上記構成によれば、栽培空間（S）の各植物の光合成が促進されるように各植物の近傍に二酸化炭素を満遍なく供給可能な二酸化炭素供給システムを提供することができる。
【００４９】
また、上記実施形態１によれば、上記水路（30）を、微細気泡含有水が流れる水路本体部となる下側部分（31）と、該下側部分（31）の上部を覆う一方、栽培空間（S）の植物の配列方向に並ぶ多数の孔（33,…,33）が形成されたカバー部となる上側部分（32）とを有する管状部材によって構成することとした。そのため、微細気泡含有水を栽培空間（S）の植物の配列方向に流動させると共に、流動する微細気泡含有水の上方の空間と栽培空間（S）の各植物の近傍とを連通させる水路（30）を容易に構成することができる。また、微細気泡含有水の水面まで浮上した二酸化炭素を、一旦、微細気泡含有水の上方の空間に溜めてから多数の孔（33,…,33）を介して栽培空間（S）へ流出させることにより、各植物の近傍に供給される二酸化炭素の量を均一化することができる。また、カバー部（32）を設けることにより、栽培空間（S）の植物が水路（30）内の微細気泡含有水への浸漬を回避することができる。これにより、植物が水に浸かることによる病気の発生や受粉の阻害を防止することができる。
【００５０】
また、上記実施形態１によれば、コントローラ（40）によって、微細気泡発生装置（20）の運転中に、濃度センサ（41）によって検出された栽培空間（S）における二酸化炭素の濃度に応じて微細気泡発生装置（20）において生成される二酸化炭素溶解水における二酸化炭素の溶解量が増減するように、吸気量調整弁（23c）の開度を変更することとしている。具体的には、栽培空間（S）における二酸化炭素の濃度が低い場合には、栽培空間（S）への二酸化炭素の流出量が増大し、栽培空間（S）における二酸化炭素の濃度が高い場合には、栽培空間（S）への二酸化炭素の流出量が低減される。このようなコントローラ（40）の制御により、栽培空間（S）における二酸化炭素の濃度を、植物の光合成が促進されるような所望の濃度に調節することができる。
【００５１】
また、上記実施形態１によれば、コントローラ（40）が、光合成光量子センサ（42）、温度センサ（43）及び湿度センサ（44）によって検出された栽培空間（S）における光量、温度及び湿度に応じて二酸化炭素の目標濃度を変更するようにを構成されている。このような構成により、例えば、光量が高い等の植物の光合成能力が高い条件の場合に、二酸化炭素の目標濃度を高い値に変更して植物の光合成を促進する一方、植物の光合成能力が低い条件の場合には、二酸化炭素の目標濃度を低い値に変更することにより、必要以上のエネルギ消費を抑えることができる。また、二酸化炭素供給源から必要以上に二酸化炭素が供給されなくなるため、無駄な二酸化炭素の消費を抑制することができる。
【００５２】
また、上記実施形態１によれば、コントローラ（40）が、光合成光量子センサ（42）によって検出された光量が零である場合（例えば、夜間等の場合）に、微細気泡発生装置（20）の運転を停止するように構成されている。これにより、植物が光合成を行うことができない条件下における無駄なエネルギ消費を抑えることができる。また、二酸化炭素供給源の二酸化炭素の無駄な消費も抑えることができる。
【００５３】
ところで、微細気泡含有水から二酸化炭素を分離しないまま栽培空間（S）に噴霧すると、１つの搬送手段によって栽培空間（S）の植物に二酸化炭素と水とを供給することができる。しかしながら、このような場合、所定の給水時間でない或いは栽培空間（S）が多湿である等の給水の必要がない場合に、二酸化炭素を供給することができないという問題がある。また、噴霧されたミスト状の微細気泡含有水によって気化熱が奪われ、植物近傍の気温が低下してしまうため、気温が低い場合に植物の生育を阻害する虞がある。
【００５４】
これに対し、上記実施形態１によれば、二酸化炭素の微細気泡を含む微細気泡含有水から水面まで浮上した二酸化炭素のみが水路（30）から栽培空間（S）に流出するように構成されている。そのため、給水の必要に拘わらず、二酸化炭素を必要に応じて栽培空間（S）に供給することができる。また、上記実施形態１によれば、植物近傍の気温の低下を招くことなく栽培空間（S）に二酸化炭素を供給することができる。
【００５５】
《発明の実施形態２》
実施形態２は、図４に示すように、実施形態１の二酸化炭素供給システム（10）に、栽培空間（S）の側面を閉塞する一対の衝立部材（50）を加えたものである。各衝立部材（50）は、プラスチック等の透明材料で構成された板状体であり、栽培空間（S）の幅方向の両端部において、それぞれ栽培空間（S）の長手方向の一端から他端に亘って延びるように設けられている。
【００５６】
このような一対の衝立部材（50）を設けることにより、栽培空間（S）の各植物の近傍に供給された二酸化炭素の側方への拡散を防止することができる。よって、二酸化炭素を長時間に亘って植物の近傍に留めておくことができる。従って、少ない二酸化炭素供給量で、効率よく植物の光合成を促進することができる。
【００５７】
また、一対の衝立部材（50）を透明材料で構成することにより、衝立部材（50）を設けることによって植物に照射される光量の低下を回避することができる。
【００５８】
《発明の実施形態３》
実施形態３は、実施形態１の二酸化炭素供給システム（10）において、水路（30）の構成を変更したものである。図５に示すように、実施形態３では、水路（30）は、断面が円形の円管部材によって構成されている。また、実施形態１と同様に、水路（30）の上部に多数の孔（33,…,33）が形成され、多数の孔（33,…,33）は長手方向に間隔を空けて配列されると共に、幅方向において対応する位置に１つずつ設けられている。その他の構成は実施形態１と同様である。
【００５９】
このような構成によっても実施形態１と同様の効果を奏することができる。
【００６０】
《発明の実施形態４》
実施形態４は、実施形態１の二酸化炭素供給システム（10）において、栽培空間（S）に水路（30）を２つ設け、該２つの水路（30）を互いの内部を流れる微細気泡含有水の流動方向が対向するように構成することとしたものである。
【００６１】
このような構成によれば、各水路（30）上流側と下流側とで微細気泡含有水の水面に浮上する微細気泡の量に差が生じても、このように２つの水路（30）を微細気泡含有水の流動方向が対向するように配置することにより、栽培空間（S）に流出する二酸化炭素の量を長手方向の一端から他端に亘って均一化することができる。
【００６２】
《その他の実施形態》
上記各実施形態では、水路（30）の水路本体部とカバー部とが一体に形成されていたが、水路本体部とカバー部とは別体に形成されていてもよい。また、水路本体部とカバー部とを別体に形成した場合において、カバー部をメッシュ部材によって構成することとしてもよい。さらに、水路（30）を水路本体部のみによって構成し、カバー部を設けないものであってもよい。
【００６３】
上記実施形態２では、栽培空間（S）の側面を閉塞する閉塞部材として、栽培空間（S）の幅方向の両端部のそれぞれにおいて長手方向に延びる一対の衝立部材（50）を設けていたが、これに加え、栽培空間（S）の長手方向の両端部のそれぞれにおいて幅方向に延びる一対の衝立部材を設けることとしてもよい。このように栽培空間（S）の周囲を４つの衝立部材によって閉塞することにより、二酸化炭素の栽培空間（S）からの漏れをより抑制することができる。
【００６４】
また、上記各実施形態では、コントローラ（40）は、吸気量調整弁（23c）の開度を変更して混合部（23b）へ導入される二酸化炭素の流量を調整することによって二酸化炭素溶解水における二酸化炭素の溶解量を調整するように構成されていたが、二酸化炭素の溶解量の調整はこれに限られない。例えば、微細気泡発生装置（20）の発動及び停止を切り換えることにより、二酸化炭素の溶解量の調整を行ってもよい。具体的には、例えば、栽培空間（S）における二酸化炭素の目標濃度が、所定の範囲に設定され、濃度センサ（41）によって検出された栽培空間（S）における二酸化炭素の濃度が上記目標濃度の範囲の上限値を上回った場合には微細気泡発生装置（20）の運転を停止し、運転停止中に、栽培空間（S）における二酸化炭素の濃度が上記目標濃度の範囲の下限値を下回った場合に、微細気泡発生装置（20）の運転を再開することとしてもよい。
【００６５】
また、上記各実施形態では、コントローラ（40）は、二酸化炭素溶解水における二酸化炭素の溶解量を調整することによって、栽培空間（S）における二酸化炭素の濃度の調節を行っていたが、濃度の調節はこれに限られない。例えば、流量調節バルブ（22a）の開度を調節して水槽（21）と水路（30）と返送路（22）とによって構成される循環路を流れる微細気泡含有水の流量を調節することによって栽培空間（S）における二酸化炭素の濃度の調節を行うこととしてもよい。
【００６６】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
以上説明したように、本発明は、所定の方向に植物が配列されて栽培される栽培空間の各植物の近傍に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給システムについて有用である。
【符号の説明】
【００６８】
１０      二酸化炭素供給システム
２０      微細気泡発生装置
３０      水路 
３１      下側部分（水路本体部）
３２      上側部分（カバー部）
３３      孔
５０      衝立部材
Ｓ      栽培空間
【図１】
2014161241.tif 000003
【図２】
2014161241.tif 000004
【図３】
2014161241.tif 000005
【図４】
2014161241.tif 000006
【図５】
2014161241.tif 000007
【図６】
2014161241.tif 000008