(57)【要約】  標準気圧より高圧である気圧を保持して、栽培室内の換気を行う。植物栽培装置（１０）は、植物（２０）の栽培をするための密閉された栽培室（１）を備えており、栽培室（１）は、内部に空気を流入させるための吸気口（１ａ）と、外部へ空気を排気するための排気口（１ｂ）とを備え、吸気口（１ａ）と接続されており、栽培室（１）内に空気を送るコンプレッサー（２）と、コンプレッサー（２）から栽培室（１）へ送られる空気の流量を調整するためのレギュレーター（３）と、栽培室（１）の排気口（１ｂ）から排気される空気の流量を調整するための三方弁（９）と、栽培室（１）内の気圧が標準気圧より大きくなるように、レギュレーター（３）及び三方弁（９）を流れる気体の流量を制御する気圧調整部（１３ｂ）及び弁制御部（１３ｃ・１３ｄ）とを備えている。
2013035816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物の栽培をするための密閉された栽培室を備えている植物栽培装置であって、
上記栽培室は、内部に気体を流入させるための流入口と、外部へ気体を排気するための排気口とを備え、
上記流入口と接続されており、上記栽培室内に気体を送る送風装置と、
上記送風装置から上記栽培室へ送られる気体の流量を調整するための第１の流量調整器と、
上記栽培室の排気口から排気される気体の流量を調整するための第２の流量調整器と、
上記栽培室内の気圧が標準気圧より大きくなるように、上記第１及び第２の流量調整器を流れる気体の流量を制御する流量制御部とを備えていることを特徴とする植物栽培装置。
【請求項２】
上記栽培室の排気口から排気された気体を、上記第２の流量調整器を介して内部に流入させ、当該気体の成分を測定する測定装置を備えていることを特徴とする請求項１に記載の植物栽培装置。
【請求項３】
上記送風装置からの気体を上記流入口から上記栽培室内に流入させるための流路と、上記送風装置からの気体を上記測定装置に流入させるための流路とを有する第１の配管と、
上記栽培室の排気口から排気される気体を大気中に排気するための排気用の流路と、上記栽培室の排気口から排気される気体を、上記測定装置に流入させるための測定用の流路とを有する第２の配管とを備えていることを特徴とする請求項２に記載の植物栽培装置。
【請求項４】
上記測定用の流路に配されており、上記栽培室の排気口から上記測定装置へ送られる気体の流量を調整するための第３の流量調整器と、
上記第３の流量調整器を流れる気体の流量を制御するための第３の流量調整器制御部とを備えていることを特徴とする請求項３に記載の植物栽培装置。
【請求項５】
上記送風装置からの気体を上記測定装置に流入させるための流路に配されており、上記送風装置から上記測定装置へ送られる気体の流量を調整するための第４の流量調整器と、
上記第４の流量調整器を流れる気体の流量を制御する第４の流量調整器制御部とを備えていることを特徴とする請求項３又は４に記載の植物栽培装置。
【請求項６】
上記栽培室の側壁は、透光性を有する材料からなることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の植物栽培装置。
【請求項７】
植物の栽培をするための密閉された栽培室の植物栽培方法であって、
上記栽培室の流入口から栽培室内へ気体を送るステップと、
上記栽培室の排気口から、当該栽培室内の気体を排気するステップと、
上記栽培室内の気圧が標準気圧より大きくなるように、上記栽培室内へ送られる気体の流量と、上記栽培室から排気される気体の流量とを制御するステップとを有することを特徴とする植物栽培方法。
【請求項８】
上記栽培室の排気口から、気体の成分を測定する測定装置へ送られる気体の流量を制御するステップを有することを特徴とする請求項７に記載の植物栽培方法。
【請求項９】
上記栽培室内に送られた気体と同成分の気体が、上記測定装置へ送られる流量を制御するステップを有することを特徴とする請求項８に記載の植物栽培方法。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれか１項に記載の植物栽培方法を実現するための植物栽培プログラムであって、コンピュータを上記の各ステップとして動作させるための植物栽培プログラム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の植物栽培プログラムを記録している、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は植物を栽培するための植物栽培装置などに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、植物工場等、密閉された環境で植物の栽培がなされている。さらに、近年では、効率よく植物を栽培するための方法が検討されている。特に、非特許文献１に記載されているように、高圧環境下で植物を栽培すると、常圧環境下で植物を栽培する場合と比べて、成長速度が促進されることが報告されている。【０００３】
また、非特許文献２には、植物を栽培するための栽培装置として、さまざまな気圧環境下で植物の栽培実験を行うことができるインテリジェント栽培装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本国公開特許公報「特開２００１‐９２５３４号公報（２００１年４月６日公開）」
【特許文献２】日本国公開特許公報「特願２０１０‐１２８９５８号（２０１０年６月４日出願）」
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】須田慶人，武石裕行，中塚記章，林潤，町村尚，岡澤敦司，原田和生，平田收正，藤山和仁，小林昭雄，赤松史光，高圧環境が植物の生育に及ぼす影響，第６回バイオマス科学会議発表論文集，２０１１．０１．１２，ｐｐ．１７０‐１７１
【非特許文献２】林潤，武石裕行，中塚記章，須田慶人，町村尚，岡澤敦司，原田和生，平田收正，藤山和仁，小林昭雄，赤松史光，極限環境を生み出すインテリジェント栽培装置の開発，第６回バイオマス科学会議発表論文集，２０１１．０１．１２，ｐｐ．１７６‐１７７
【非特許文献３】秋田重誠，作物の光合成，光呼吸の種間差，農業技術研究所報告Ｄ（１９８０），５９‐６６
【非特許文献４】国井大蔵，岩波講座  基礎工学１７  移動速度論，岩波書店，18-2
【非特許文献５】谷  晃，大気環境の健康影響と植物影響，大気環境学会誌  ４５号１巻（2010），１３‐２０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、密閉された栽培室で植物を栽培すると、植物から発生されたガスが栽培室内に溜まることになる。このため、長期間、栽培室で植物を栽培する場合、植物を健康に栽培するために、栽培室内の空気を換気する必要がある。【０００７】
しかし、非特許文献１や非特許文献２は、比較的短期間の植物栽培を前提としており、加圧状態を保持したまま、安定して栽培室内を換気することができない。【０００８】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、標準気圧より高圧である気圧を保持して、栽培室内の換気を行うことである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の植物栽培装置は、植物の栽培をするための密閉された栽培室を備えている植物栽培装置であって、上記栽培室は、内部に気体を流入させるための流入口と、外部へ気体を排気するための排気口とを備え、上記流入口と接続されており、上記栽培室内に気体を送る送風装置と、上記送風装置から上記栽培室へ送られる気体の流量を調整するための第１の流量調整器と、上記栽培室の排気口から排気される気体の流量を調整するための第２の流量調整器と、上記栽培室内の気圧が標準気圧より大きくなるように、上記第１及び第２の流量調整器を流れる気体の流量を制御する流量制御部とを備えていることを特徴とする。【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明の植物栽培方法は、植物の栽培をするための密閉された栽培室の植物栽培方法であって、上記栽培室の流入口から栽培室内へ気体を送るステップと、上記栽培室の排気口から、当該栽培室内の気体を排気するステップと、上記栽培室内の気圧が標準気圧より大きくなるように、上記栽培室内へ送られる気体の流量と、上記栽培室から排気される気体の流量とを制御するステップとを有することを特徴とする。【００１１】
上記構成によると、上記送風装置は、上記栽培室の上記流入口に接続されているので、送風装置から栽培室に気体を送ることができる。これにより、栽培室内を標準気圧より高圧の環境とすることができる。【００１２】
さらに、上記送風装置から上記栽培室へ送られる気体の流量を調整するための第１の流量調整器と、上記栽培室の排気口から排気される気体の流量を調整するための第２の流量調整器とのそれぞれを流れる気体の流量を制御する流量制御部を備えている。この流量制御部により上記栽培室内の気圧が標準気圧より大きくなるように、第１及び第２の流量調整器を流れる気体の流量の制御を行うことができる。これにより、安定して栽培室内を標準気圧より高圧に保持し、かつ、栽培室内を換気することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の植物栽培装置は、植物の栽培をするための密閉された栽培室を備えている植物栽培装置であり、上記栽培室は、内部に気体を流入させるための流入口と、外部へ気体を排気するための排気口とを備え、上記流入口と接続されており、上記栽培室内に気体を送る送風装置と、上記送風装置から上記栽培室へ送られる気体の流量を調整するための第１の流量調整器と、上記栽培室の排気口から排気される気体の流量を調整するための第２の流量調整器と、上記栽培室内の気圧が標準気圧より大きくなるように、上記第１及び第２の流量調整器を流れる気体の流量を制御する流量制御部とを備えている。【００１４】
本発明の植物栽培方法は、植物の栽培をするための密閉された栽培室の植物栽培方法であり、上記栽培室の流入口から栽培室内へ気体を送るステップと、上記栽培室の排気口から、当該栽培室内の気体を排気するステップと、上記栽培室内の気圧が標準気圧より大きくなるように、上記栽培室内へ送られる気体の流量と、上記栽培室から排気される気体の流量とを制御するステップとを有する。【００１５】
これにより、標準気圧より高圧である気圧を保持して、栽培室内の換気を行うという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる植物栽培装置の構成を表す図である。
【図２】本発明の植物栽培装置のレギュレーターの概略構成を表す図である。
【図３】本発明の植物栽培装置の三方弁の概略構成を表す図である。
【図４】第１の実施の形態にかかる植物栽培装置の変形例の植物栽培装置の構成を表す図である。
【図５】栽培室を高圧環境下に設定する際の植物栽培装置の操作手順を表すフローチャートである。
【図６】栽培室を高圧に保持したまま換気する場合の植物栽培装置の操作手順を表すフローチャートである。
【図７】栽培室を高圧に保持したまま赤外線ガスアナライザーを使用する場合の植物栽培装置の操作手順を表すフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施の形態にかかる植物栽培装置の構成を表す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態にかかる植物栽培装置の栽培室の外観を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態にかかる植物栽培装置の栽培室の構成を表す図である。
【図１１】ペルチェ冷却装置の構成を表す図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態にかかる植物栽培装置の構成を表す図である。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）は、第３の実施の形態にかかる植物栽培装置の栽培室の外観を示す図であり、（ａ）は栽培室の外観を表す側面図であり、（ｂ）は栽培室の外観を表す斜視図であり、（ｃ）は栽培室の外観を表し、上部を拡大した図である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態にかかる植物栽培装置の栽培室の構成を表す図である。
【図１５】ペルチェ冷却装置の構成を表す図である。
【図１６】実験１の実験条件を示す図である。
【図１７】６０時間の明期中における栽培室内の二酸化炭素量の変化を示す。
【図１８】実験２の実験時間条件を示す図である。
【図１９】実験２の実験条件のうち圧力および光条件以外の実験条件を示す図である。
【図２０】実験２の実験結果を示す図である。
【図２１】実験３の実験条件を表す図である。
【図２２】は実験３の実験結果を示す図である。
【図２３】常圧における二酸化炭素濃度と光合成活性の関係を示す図である。
【図２４】葉が気体中の二酸化炭素を取り込む仕組みを示す図である。
【図２５】実験開始から７２時間経過した時のシロイヌナズナの葉の状態を示す図である。
【図２６】０．１ＭＰａの環境で生育したシロイヌナズナ１株を示す図である。
【図２７】０．５ＭＰａで生育したシロイヌナズナ１株を示す図である。
【図２８】実験に用いたアカマツを示す図である。
【図２９】実施例２の実験条件を示す図である。
【図３０】０．１ＭＰａの環境で１週間アカマツを生育した時のアカマツの各部位における発熱量を示す図である。
【図３１】０．１ＭＰａの環境で２週間アカマツを生育した時のアカマツの各部位における発熱量を示す図である。
【図３２】０．５ＭＰａの環境で１週間アカマツを生育した時のアカマツの各部位における発熱量を示す図である。
【図３３】０．５ＭＰａの環境で２週間アカマツを生育した時のアカマツの各部位における発熱量を示す図である。
【図３４】アカマツの各部位の熱量の減少量を示す図である。
【図３５】先願の実験結果を示す図である。
【図３６】先願の植物栽培装置の構成を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（先の出願について）
本願の発明者等は、本願に先立って、標準気圧（１気圧＝１ａｔｍ）より高い気圧（以下、高圧と称する）を維持した環境下で植物を栽培すると、標準気圧前後の環境下で植物を栽培する場合と比べて植物の成長を促進させることができるという知見を得ている（特許文献２）。
【００１８】
まず、これについて説明する。
【００１９】
通常の大気圧環境下で植物を栽培したときの成長速度と、２気圧の環境下で植物を栽培したときの成長速度との違いを検証するための実験を行った。
【００２０】
密閉空間の内部気圧を１気圧に保持した条件（条件Ａと称する）と、密閉空間の内部気圧を２気圧に保持し、密閉空間の内部気圧以外は条件Ａと同じとした条件（条件Ｂと称する）とをつくり、それぞれの密閉空間内で、シロイヌナズナを２日間育成させた。他の条件は、温度１３−１８℃、照度８０μｍｏｌ／ｍ２・ｓ（明期：１６時間、暗期：８時間）とした。また、培地としてロックウールを用い、シロイヌナズナの発芽後１４日程度の幼苗をロックウールに定植させ、洗面器に入れ、市販のハイポネックス（株式会社ハイポネックスジャパン製）水溶液で浸した。
【００２１】
図３５は、実験結果を示している。図３５のうち、向って左側が条件Ａで栽培したシロイヌナズナの様子を表し、向って右側が条件Ｂで栽培したシロイヌナズナの様子を表している。
【００２２】
条件Ａ（図中左側）と比較して条件Ｂ（図中右側）の方が植物の成長が促進されることがわかった。具体的には、条件Ａにおいて平均葉径が１．２５ｃｍであったのに対して、条件Ｂにおいては１．３７ｃｍとなっており、条件Ｂの方が、約１０％成長が促進されることが判明した。
【００２３】
つまり、標準大気圧の環境下で植物を栽培するより、高圧環境下で植物を栽培する方が、植物の成長速度を約１０％程度向上させることが確認された。
【００２４】
このため、高圧環境下で植物を栽培するための植物栽培装置を発明した（同特許文献２）。
【００２５】
この植物栽培装置について、図３６を用いて説明する。
【００２６】
図３６は、特許文献２に記載された植物栽培装置の構成を表す図である。
【００２７】
植物栽培装置２０１には、閉鎖系の栽培室２１０と、栽培室２１０内を高圧環境にするためのオイルフリーコンプレッサー２２０とが設けられている。
【００２８】
オイルフリーコンプレッサー２２０は、配管２２１を介して栽培室２１０の側壁２１６（壁）に形成された排吸気口２１１に接続されている。これにより、栽培室２１０内に圧縮空気を送り込むことができる。
【００２９】
栽培室２１０は、内部に人が入って作業できるだけの十分な大きさおよび広さを有している。栽培室２１０には、耐圧性の照明２１２、温湿度センサ２１３、養液供給装置２１４、および、温湿度制御装置２１５などが備えられている。養液供給装置２１４で植物２４０が栽培されている。また、栽培室２１０の側壁２１６には、排吸気口２１１とは別に、栽培室２１０の内外へ資材の搬入および搬出などを行うための搬入口２３０が設けられている。搬入口２３０は、栽培室２１０の内外へ資材の搬入および搬出などを行う場合以外は密閉されている。
【００３０】
栽培室２１０には、密閉機構を有する搬入口２３０、および、オイルフリーコンプレッサー２２０に接続される排吸気口２１１以外に、外部との通気可能な開口部は設けられていない。すなわち、栽培室２１０は、搬入口２３０および排吸気口２１１を除いて完全に密閉された空間となっている。
【００３１】
そして、栽培室２１０は、オイルフリーコンプレッサー２２０から圧縮空気が送られることで、１気圧より高い環境とされる。
【００３２】
このように植物栽培装置２０１によると、栽培室２１０内を１気圧より高い高圧に保持することができ、これにより高圧環境下で植物２４０を栽培することができる。
【００３３】
しかし、植物栽培装置２０１は、栽培室２１０に設けられた、加圧空気の入出口は排吸気口２１１の一つしかなく、加圧状態を保持したまま、例えば２気圧に栽培室２１０内部の大気を昇圧したとき、２気圧のままで栽培室２１０の内部の大気の置換を行うことができない。
【００３４】
この密閉された空間である栽培室２１０で長期間、植物を栽培した場合、光合成によってＣＯ２は栽培している植物に吸収され、栽培室２１０内部のＣＯ２の濃度は下がる。
【００３５】
ここで、植物の光合成の効率は他の条件が同一の場合、ＣＯ２濃度に比例する。
【００３６】
つまり、密閉空間で長期間植物を栽培する場合、始めの方は、栽培室２１０内を高圧に保持することによって、内部で栽培されている植物の光合成の効率が上がり、光合成が促進される。しかし、長期間、栽培室２１０を密閉したままでは、内部のＣＯ２濃度が下がり、高圧に保持したことによる光合成効率の上昇と相殺されてしまい、結果、植物の成長速度の向上効果を得ることができなくなる。
【００３７】
植物栽培装置２０１は、栽培室２１０内を高圧環境を保持したまま換気を行う機構は設けられていないので、栽培室２１０内の換気が必要になった場合には、オイルフリーコンプレッサー２２０による加圧を停止した後に、搬入口２３０を開放することによって、栽培室２１０内の換気を行う必要があった。
【００３８】
また、長期間、安定して植物を栽培するには、植物が栽培され、密閉されている栽培室２１０の内部の気体の組成を管理する必要がある。この栽培室２１０の内部の気体の組成を測定するには、例えばスアナライザー等の分析機を用いる必要がある。
【００３９】
しかし、このような分析機は、これらの分析機は常圧下での使用を前提としているため通常の分析機は耐圧性を有さず、高圧環境下で使用した場合、破損するか、または正確な分析結果を得ることができない。
【００４０】
このように、植物栽培装置２０１は、加圧環境下にある栽培室２１０内部の大気を成分比を変えることなく、一旦常圧へともどすための機構が設けられていないので、高圧状態が保持されている栽培室２１０内の気体の組成をリルタイムで分析することができず、正確な分析を行うことができなかった。
【００４１】
本願の発明者等は、このような課題の少なくとも何れかを解決するために、本願の発明するに至った。以下、本願の発明の実施の形態について説明する。
【００４２】
〔実施の形態１〕
図１〜図７を用いて本発明の第１の実施の形態について説明する。
【００４３】
（植物栽培装置１０の構成）
図１は本発明の第１の実施の形態にかかる植物栽培装置１０の構成を表す図である。
【００４４】
植物栽培装置１０は、コンプレッサー（送風装置）２と、栽培室１と、ＭＦＣ（マスフローコントローラー）５・７と、赤外線ガスアナライザー（測定装置）６と、レギュレーター（第１の流量調整器）３と、レギュレーター（第４の流量調整器）４と、レギュレーター（第３の流量調整器）８と、配管（第１の配管）１１と、配管（第２の配管）１２と、制御部１３と、気圧センサー１４とを備えている。
【００４５】
栽培室１は、内部で植物２０を栽培するためのものであり密閉されている。栽培室１は、内部で植物２０を栽培できる程度の大きさであればよく、必ずしも内部に人が入って作業できる程度の大きさでなくてもよい。なお、栽培室１は内部に人が入れる程度の大きさであってもよい。
【００４６】
栽培室１は、内部に気体を流入させるための吸気口（流入口）１ａと、外部へ空気を排気するための排気口１ｂとを備えている。吸気口１ａは配管１１と接続されており、排気口１ｂは配管１２と接続されている。
【００４７】
栽培室１には、吸気口１ａ及び排気口１ｂ以外は外部との通気可能な開口部は設けられていない。すなわち、栽培室１は、吸気口１ａ及び排気口１ｂを除いて完全に密閉された空間である。
【００４８】
さらに、栽培室１は、耐圧性を有しており、内部の空間を標準気圧（＝１気圧（ａｔｍ））よりも高い気圧にすることができる。一例として、栽培室１は、内部の空間を１０気圧とすることができる程度に耐圧性を有すると共に密閉性を有している。
【００４９】
コンプレッサー２は、圧縮空気を栽培室１に送風することで、栽培室１内を加圧するための加圧装置である。一例として、コンプレッサー２としてオイルフリーコンプレッサーを用いることができる。
【００５０】
コンプレッサー２は、二股に分岐する配管１１によって、レギュレーター３を介して栽培室１の吸気口１ａと接続されていると共に、レギュレーター４及びＭＦＣ５を介して赤外線ガスアナライザー６とも接続されている。
【００５１】
なお、植物栽培装置１０の各部材うち、コンプレッサー２からの圧縮空気が送風されてくる側を上流側、当該圧縮空気が送風されていく側を下流側と称する。
【００５２】
配管１１は、配管１２に対して上流側に配されている配管である。配管１１は、コンプレッサー２からの空気を栽培室１に出力するとともに、コンプレッサー２から出力される空気を赤外線ガスアナライザー６等の分析機（測定装置）へ出力するための配管である。
【００５３】
配管１１のうち上流側の端部はコンプレッサー２と接続されており、上流側の端部から下流側の端部にかけて途中で二股に分岐し、当該分岐した一方の配管１１はレギュレーター３を介して栽培室１と接続されており、上記分岐した他方の配管１１はレギュレーター４及びＭＦＣ５を介して赤外線ガスアナライザー６と接続されている。
【００５４】
配管１１のうち、コンプレッサー２と接続されている端部から二股に分岐する分岐点までを配管１１ａと称し、上記分岐点から栽培室１の吸気口１ａに接続されている端部までを配管１１ｂと称し、上記分岐点から赤外線ガスアナライザー６と接続されている端部までを配管１１ｃと称する。
【００５５】
配管１１ｂの途中にはレギュレーター３が配されている。また、配管１１ｃの途中には、上流側から順にレギュレーター４とＭＦＣ５とが配されている。
【００５６】
配管（流路）１１ａ・１１ｂは、コンプレッサー２からの空気を吸気８項１ａから栽培室１内に流入させるための流路である。また、配管（流路）１１ａ・１１ｃは、コンプレッサー２からの空気を赤外線ガスアナライザー６に流入させるための流路である。
【００５７】
配管１２は、配管１１に対して下流側に配されている配管である。配管１２は、栽培室１から出力される空気を大気中に放出すると共に、栽培室１から出力される空気を赤外線ガスアナライザー６等の分析機へ出力するための配管である。
【００５８】
配管１２は、上流側の端部が栽培室１の排気口１ｂと接続されており、下流側の端部にかけて途中で三方弁９と接続されることで二股に分岐し、三方弁９から分岐した一方の配管１２は三方弁９と接続されている逆側の端部（すなわち下流側の端部）が大気に開放された開放端となっており、三方弁９から分岐した他方の配管１２はレギュレーター８及びＭＦＣ７を介して赤外線ガスアナライザー６と接続されている。
【００５９】
配管１２のうち、栽培室１の排気口１ｂと接続されている端部から三方弁９と接続されている端部までを配管１２ａと称し、三方弁９と接続されている端部から開放端となっている端部までを配管１２ｂと称し、三方弁９と接続されている端部から赤外線ガスアナライザー６と接続されている端部までを配管１２ｃと称する。
【００６０】
配管（流路）１２ａ・１２ｂは、栽培室１の排気口１ｂから排気される空気を大気中に排気するための排気用の流路である。また、配管１２ａ・１２ｃは栽培室１の排気口１ｂから排気される空気を、赤外線ガスアナライザー６に流入させるための測定用の流路である。
【００６１】
配管１２ｃの途中には、上流側から順にレギュレーター８とＭＦＣ７とが配されている。
【００６２】
レギュレーター３・４・８は、上流から出力されてくる気流の流量を調整して、下流に流すための流量調整機構として機能するものである。
【００６３】
レギュレーター３・４・８は、制御部１３からの制御指示信号に基づいて、それぞれ自身内を流れる気体の流量を調整したり、気体の流れを止めたりする電動弁である。
【００６４】
レギュレーター３は配管１１ｂ中に配されており、コンプレッサー２から栽培室１に流入する気体の流量を調整するためのものである。レギュレーター４は配管１１ｃ中に配されており、コンプレッサー２からＭＦＣ５を介して赤外線ガスアナライザー６に流入する気体の流量を調整するためのものである。レギュレーター８は配管１２ｃ中に配されており、ＭＦＣ７を介して赤外線ガスアナライザー６に流入する気体の流量を調整するためのものである。レギュレーター３・４・８は同様の構成である。
【００６５】
図２は、レギュレーター３・４・８の概略構成を表す図である。図２に示すように、レギュレーター３は、レギュレーター本体３ａと、流量計３ｃとを備えている。さらに、レギュレーター本体３ａ内に、制御部１３からの制御指示信号に基づいて開閉の制御がなされる弁（不図示）が配されている。同様に、レギュレーター４は、レギュレーター本体４ａと、流量計４ｃとを備え、さらに、レギュレーター本体４ａ内に、制御部１３からの制御指示信号に基づいて開閉の制御がなされる弁（不図示）が配されている。同様に、レギュレーター８は、レギュレーター本体８ａと、流量計８ｃとを備え、さらに、レギュレーター本体８ａ内に、制御部１３からの制御指示信号に基づいて開閉の制御がなされる弁（不図示）が配されている。
【００６６】
レギュレーター３・４・８としては、一例として、スウェージロック社製のＫＰＲ１ＥＪＦ４１２Ａ２００００等を用いることができる。
【００６７】
図３は、三方弁９の構成を表す図である。三方弁９は、制御部１３からの制御指示信号に基づいて、配管１２ａと、配管１２ｂ又は配管１２ｃとの流路の接続状態を切替える電動弁である。三方弁９は、内部に、制御部１３からの制御指示信号に基づいて、配管１２ａと、配管１２ｂと、配管１２ｃとのそれぞれ間の流路の接続の状態を切替える弁を備えている（不図示）。
【００６８】
三方弁９は、配管１２ａと、配管１２ｂと、管１２ｃとを接続している。制御部１３からの指示に基づいて内部の弁の位置の調整がなされることで、三方弁９は、配管１２ａから三方弁９に流入する気体の、配管１２ｂ及び配管１２ｃへの流出を止めたり、配管１２ａから三方弁９に流入する気体を、配管１２ｂ又は配管１２ｃの何れか一方へ流出させたりすることができる。
【００６９】
三方弁９は、制御部１３から、大気開放する旨の指示信号を取得すると、栽培室１の排気口１ｂと接続されている配管１２ａと、下流側の端部が開放端となっている配管１２ｂとの流路を接続する。この際、三方弁９は、配管１２ａと配管１２ｂとは接続しない。これにより、栽培室１内の空気は大気に排気され、栽培室１内を換気することができる。
【００７０】
また、三方弁９は、制御部１３から、組成計測する旨の指示信号を取得すると、配管１２ａと配管１２ｂとを部分的に接続すると共に、配管１２ａを、配管１２ｃとも部分的に接続する。
【００７１】
三方弁９としては、一例として、スウェージロック社製のＳＳ‐４３ＧＸＳ４等を用いることができる。
【００７２】
図１に示すように、ＭＦＣ５・７は、上流側から流入してきた気体の流量を調整し、下流側に配されている赤外線ガスアナライザー６等の分析機へ当該気体を流入させるものである。
【００７３】
ＭＦＣ５は、配管１１ｃ中であって、レギュレーター４の下流側であり、かつ赤外線ガスアナライザー６の上流側に配されている。これにより、ＭＦＣ５は、レギュレーター４を介して配管１１ｃ内を流れてきた気体の流量を、下流側に配された赤外線ガスアナライザー６に適した流量となるように調整し、当該流量を調整した気体を、赤外線ガスアナライザー６に流入させる。
【００７４】
ＭＦＣ７は、配管１２ｃ中であって、レギュレーター８の下流側であり、かつ赤外線ガスアナライザー６の上流側に配されている。これにより、ＭＦＣ７は、レギュレーター８を介して配管１２ｃ内を流れてきた気体の流量を、下流側に配された赤外線ガスアナライザー６に適した流量となるように調整し、当該流量を調整した気体を、赤外線ガスアナライザー６に流入させる。
【００７５】
ＭＦＣ５と、ＭＦＣ７とは、同じものを用いてもよいし、または、下流側の赤外線ガスアナライザー６等の分析機に応じて、異なるものを用いてもよい。ＭＦＣ５・７は、一例として、コフロック社製のＭＯＤＥＬ  ８５００  ＳＥＲＩＥＳ等を用いることができる。
【００７６】
赤外線ガスアナライザー６は、気体の成分を分析するための分析機である。赤外線ガスアナライザー６は、特別に耐圧加工がなされているものではなく、一般的に用いられているような、大気圧の環境下で使用されることを前提としている分析機である。
【００７７】
赤外線ガスアナライザー６は２つの気体流入口６ａ・６ｂを有している。
【００７８】
気体流入口６ａは、上流側から下流側へかけて順に並ぶレギュレーター４及びＭＦＣ５を介して、コンプレッサー２と、配管１１ａ・１１ｃによって接続されている。気体流入口６ｂは、上流側から下流側へかけて順に並ぶ三方弁９、レギュレーター８及びＭＦＣ７を介して、栽培室１の排気口１ｂと、配管１２ａ・１２ｃによって接続されている。
【００７９】
赤外線ガスアナライザー６は、ＭＦＣ５を介して配管１１ｃから流入する気体と、ＭＦＣ７を介して配管１２ｃから流入する気体との差分を得ることで、気体組成を判別する。
【００８０】
具体的には、栽培室１内の気体の組成を分析するために、赤外線ガスアナライザー６は、コンプレッサー２から配管１１ａ・１１ｂを通って栽培室１に流入した気体と同組成である気体を、コンプレッサー２から配管１１ａ・１１ｃを介して気体流入口６ａより得る。さらに、赤外線ガスアナライザー６は、栽培室１から流出した気体を、配管１２ａ・１２ｃを介して気体流入口６ｂより得る。そして、赤外線ガスアナライザー６は、気体流入口６ａから得た、栽培室１に流入した気体と同組成の気体の組成と、気体流入口６ｂから得た、栽培室１から排出された気体の組成との差分の組成を計測することで、分析結果を得る。
【００８１】
ここで、同組成の気体とは、組成比率の観点から同じである気体ということを意味する。すなわち、圧力が変わっても、その流路上に、植物の呼吸や光合成がなければ同様の組成の気体であるものと解する。
【００８２】
コンプレッサー２から押出された気体は、レギュレーター３、４、ＭＦＣ５の周辺（すなわち配管１１内）では同組成の気体であり、栽培室１を経た時点で、植物の呼吸や光合成などによって組成が変わる。そして、栽培室１から排出された気体の組成はレギュレーター８、三方弁９、ＭＦＣ７の周辺（すなわち配管１２内）では同じであると解する。
【００８３】
気圧センサー１４は、栽培室１内の気圧を測定するセンサーである。気圧センサー１４は、栽培室１内に配されており、制御部１３と接続されている。気圧センサー１４は、栽培室１内の気圧を測定し、当該測定した値を、栽培室１内の気圧を示す情報として、制御部１３が備える気圧値取得部１３ａ（後述する）に出力する。
【００８４】
制御部１３は、気圧センサー１４からの出力に基づいて、レギュレーター３・４・８及び三方弁９の開閉の制御を行うものである。
【００８５】
制御部１３は、気圧値取得部１３ａと、気圧調整部（流量制御部）１３ｂと、弁制御部（流量制御部）１３ｃ・１３ｄと、弁制御部（第３の流量調整器制御部）１３eと、弁制御部（第４の流量調整器制御部）１３ｆとを備えている。
【００８６】
気圧値取得部１３ａは、栽培室１内に配された気圧センサー１４から、栽培室１内の気圧を示す情報を取得するものである。気圧値取得部１３ａは、気圧センサー１４から取得した栽培室１内の気圧を示す情報を気圧調整部１３ｂに出力する。
【００８７】
気圧調整部１３ｂは、栽培室１内の気圧値に基づいて、各レギュレーター３・４・８及び三方弁９のそれぞれの弁を制御させるものである。
【００８８】
気圧調整部１３ｂは、弁制御部１３ｃにレギュレーター３の開閉状態を制御させるための開閉調整信号を出力し、弁制御部１３ｅにレギュレーター８の開閉状態を制御させるための開閉調整信号を出力し、弁制御部１３ｆにレギュレーター４の開閉状態を制御させるための開閉調整信号を出力する。また、気圧調整部１３ｂは、弁制御部１３ｄに、三方弁９を閉する旨の指示信号又は大気開放する旨の指示信号又は組成計測する旨の指示信号を出力する。
【００８９】
弁制御部１３ｃは、気圧調整部１３ｂからの指示に基づいて、レギュレーター３の開閉状態を制御するものである。弁制御部１３ｃは、気圧調整部１３ｂから取得する開閉調整信号に基づいて、レギュレーター３の弁の開閉状態を制御する。
【００９０】
弁制御部１３ｄは、気圧調整部１３ｂからの指示に基づいて、三方弁９の流路の接続状態を制御するものである。弁制御部１３ｄは、気圧調整部１３ｂから取得する流路調整信号に基づいて、三方弁９の流路の接続状態を制御する。
【００９１】
弁制御部１３ｅは、気圧調整部１３ｂからの指示に基づいて、レギュレーター４の開閉を制御するものである。弁制御部１３ｅは、気圧調整部１３ｂから取得する開閉調整信号に基づいて、レギュレーター４の弁の開閉状態を制御する。
【００９２】
弁制御部１３ｆは、気圧調整部１３ｂからの指示に基づいて、レギュレーター８の開閉を制御するものである。弁制御部１３ｆは、気圧調整部１３ｂから取得する開閉調整信号に基づいて、レギュレーター８の弁の開閉状態を制御する。
【００９３】
制御部１３の気圧調整部１３ｂは、栽培室１を換気する際は、レギュレーター３の開く量と、三方弁９の開く量（すなわち、配管１２ａと配管１２ｂとを接続する量）とを、それぞれ、弁制御部１３ｃと、弁制御部１３ｄとにより調整させる。これにより、植物栽培装置１０は、栽培室１内の気圧を、標準大気圧より高い所望のｎ気圧で保持し、かつ、栽培室１内の換気を行う。
【００９４】
このように植物栽培装置１０は、内部に空気を流入させるための吸気口１ａと、外部へ気体を排気するための排気口１ｂとを備えている栽培室１を備えている。さらに、植物栽培装置１０は、吸気口１ａと接続されており、栽培室１内に空気を送るコンプレッサー２と、コンプレッサー２から栽培室１へ送られる空気の流量を調整するためのレギュレーター３と、栽培室１の排気口１ｂから排気される空気の流量を調整するための三方弁９と、栽培室１内の気圧が標準気圧より大きくなるように、レギュレーター３及び三方弁９それぞれを流れる空気の流量を制御する気圧調整部１３ｂ及び弁制御部１３ｃ・１３ｄとを備えている。
【００９５】
これによると、コンプレッサー２は、栽培室１の吸気口１ａに接続されているので、コンプレッサー２から栽培室１に空気を送ることができる。これにより、栽培室１内を標準気圧より高圧の環境とすることができる。
【００９６】
さらに、コンプレッサー２から栽培室１へ送られる空気の流量を調整するためのレギュレーター３と、栽培室１の排気口１ｂから排気される空気の流量を調整するための三方弁９とのそれぞれを流れる気体の流量を制御する気圧調整部１３ｂ及び弁制御部１３ｃ・１３ｄを備えている。この気圧調整部１３ｂ及び弁制御部１３ｃ・１３ｄにより、栽培室１内の気圧が標準気圧より大きくなるように、レギュレーター３及び三方弁９を流れる空気の流量の制御を行うことができる。これにより、安定して栽培室１内を標準気圧より高圧に保持し、かつ、栽培室１内を換気することができる。
【００９７】
また、植物栽培装置１０は、栽培室１の排気口１ｂから排気された気体を、三方弁９を介して内部に流入させ、その空気の成分を測定する赤外線アナライザー６を備えている。このため、栽培室１内の気体の成分をリアルタイムで測定することができるので、リアルタイムで植物２０の栽培環境を管理することができる。
【００９８】
さらに、植物栽培装置１０は、コンプレッサー２からの空気を吸気口１ａから栽培室１内に流入させるための配管１１ａ・１１ｂと、コンプレッサー２からの空気を赤外線アナライザー６に流入させるための配管１１ａ・１１ｃとを有する配管１１と、栽培室１の排気口１ｂから排気される空気を大気中に排気するための配管１２ａ・１２ｂと、栽培室１の排気口１ｂから排気される空気を、赤外線アナライザー６に流入させるための配管１２ａ・１２ｃとを有する配管１２とを備えている。
【００９９】
このように、植物栽培装置１０は、コンプレッサー２からの空気を吸気口１ａから栽培室１内に流入させるための配管１１ａ・１１ｂと、コンプレッサー２からの空気を赤外線アナライザー６に流入させるための配管１１ａ・１１ｃとを有する配管１１を有するので、コンプレッサー２からの空気を栽培室１に流入させると共に、同成分の空気をコンプレッサー２にも流入させることができる。
【０１００】
さらに、植物栽培装置１０は、栽培室１の排気口１ｂから排気される空気を大気中に排気するための配管１２ａ・１２ｂと、栽培室１の排気口１ｂから排気される空気を、赤外線アナライザー６に流入させるための配管１２ａ・１２ｃとを有する配管１２とを備えている。
【０１０１】
このため、栽培室１からの排気を赤外線アナライザー６にも流入させることができ、栽培室１内の気体の組成を、赤外線アナライザー６により正確に測定することができる。
【０１０２】
加えて、植物栽培装置１０は、配管１２ａ・１２ｃに配されており、栽培室１の排気口１ｂから赤外線アナライザー６へ送られる空気の流量を調整するためのレギュレーター８と、レギュレーター８を流れる空気の流量を制御するための弁制御部１３ｅとを備えている。
【０１０３】
このように、植物栽培装置１０は、レギュレーター８と、弁制御部１３ｅとを備えているので、赤外線アナライザー６へに流入する気体の量を制御することができる。これにより、栽培室１を高圧に保持したまま、通常、標準気圧の環境下で使用される赤外線アナライザー６を用いて、栽培室１内の気体の組成をリアルタイムに測定することができる。
【０１０４】
さらに、植物栽培装置１０は、コンプレッサー２からの空気を赤外線アナライザー６に流入させるための配管１１ａ・１１ｃに配されており、コンプレッサー２から赤外線アナライザー６へ送られる空気の流量を調整するためのレギュレーター４と、レギュレーター４を流れる空気の流量を制御する弁制御部１３ｆとを備えている。
【０１０５】
このように、植物栽培装置１０は、レギュレーター４と、弁制御部１３ｆとを備えているので、赤外線アナライザー６に流入する空気の量を制御することができる。これにより、栽培室１を高圧に保持したまま、栽培室１に流入させた空気と同組成の空気を、赤外線アナライザー６に流入させることができる。このため、通常、標準気圧の環境下で使用される赤外線アナライザー６を用いて、栽培室１内の空気の組成をリアルタイムに正確に測定することができる。
【０１０６】
また、制御部１３の各ブロック、特に、気圧調整部１３ｂ、弁制御部１３ｃ・１３ｄ・１３e・１３ｆは、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにコンピュータを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【０１０７】
すなわち、気圧調整部１３ｂ、弁制御部１３ｃ・１３ｄ・１３e・１３ｆは、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（central processing unit）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである気圧調整部１３ｂ、弁制御部１３ｃ・１３ｄ・１３e・１３ｆの制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、気圧調整部１３ｂ、弁制御部１３ｃ・１３ｄ・１３e・１３ｆに供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
【０１０８】
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。
【０１０９】
また、気圧調整部１３ｂ、弁制御部１３ｃ・１３ｄ・１３e・１３ｆを通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
【０１１０】
（変形例）
また、図４に示すように、植物栽培装置１０から制御部１３を省略し、各レギュレーター３・４・８及び三方弁９を、ユーザが制御するものを用いる構成としてもよい。
【０１１１】
図４は、植物栽培装置１０の変形例の植物栽培装置１０ａの構成を示す図である。
【０１１２】
図４に示すように、植物栽培装置１０ａは、植物栽培装置１０の構成から、制御部１３を省略した構成である。
【０１１３】
植物栽培装置１０ａでは、レギュレーター３・４・８として、ユーザが手動で、それぞれに配されているバルブを捻ることで流れる気体の流量を調整するレギュレーターを用いることができる。植物栽培装置１０ａのレギュレーター３・４・８としては、一例として、スウェージロック社製のＫＰＲ１ＧＪＦ４１２Ａ２００００や、ＫＰＲ１ＥＪＦ４１２Ａ２００００等を用いることができる。
【０１１４】
また、植物栽培装置１０ａでは、三方弁９として、ユーザが手動でバルブを捻ることで、下流側の配管１２ｂ・１２ｃへの気体の流出を止めたり、配管１２ｂ・１２ｃのうち、気体を流出させる配管を選択したりする三方弁を用いることができる。
【０１１５】
植物栽培装置１０ａでは、三方弁９としては、一例として、スウェージロック社製のＳＳ‐４３ＧＸＳ４‐ＳＧ等を用いることができる。
【０１１６】
（栽培室１を密閉状態とする方法）
次に、植物栽培装置１０の操作手順について、順に説明する。各レギュレーター３・４・８及び三方弁９は、制御部１３によって、それぞれのバルブの開閉の調整がなされることで、各レギュレーター３・４・８及び三方弁９は、流れる気体の流量や流れる方向を制御する。また、さらに、制御部１３によって、コンプレッサー２、ＭＦＣ５・７、赤外線ガスアナライザー６それぞれの駆動制御がなされるようにしてもよい。
【０１１７】
なお、植物栽培装置１０ａを用いる場合は、各レギュレーター３・４・８及び三方弁９は、ユーザによって、それぞれのバルブの開閉の調整がなされることで、各レギュレーター３・４・８及び三方弁９は、流れる気体の流量や流れる方向を制御する。
【０１１８】
まず、図１、５を用いて、栽培室１を標準大気圧より高い高気圧環境下とする場合の、植物栽培装置１０の操作方法について説明する。
【０１１９】
図５は、栽培室１を高圧環境下に設定する際の植物栽培装置１０の操作手順を表すフローチャートである。
【０１２０】
まず、植物栽培装置１０は、植物栽培装置１０が備えている各レギュレーター３・４・８及び三方弁９の全ては、気体の流れを止めるように閉とされる（ステップＳ１１）。すなわち、気圧調整部１３ｂは、各弁制御部１３ｃ・１３ｅ・１３ｆのそれぞれに対して、各レギュレーター３・４・８を閉する旨の開閉調整信号を出力すると共に、弁制御部１３ｄへも三方弁９の流路を閉する旨の流路調整信号を出力する。
【０１２１】
これにより、弁制御部１３ｃはレギュレーター３を閉させ、弁制御部１３ｄは三方弁９を閉させ、弁制御部１３ｅはレギュレーター８を閉させ、弁制御部１３ｆはレギュレーター４を閉させる。なお、ＭＦＣ５・７、及び赤外線ガスアナライザー６の状態は問わない。
【０１２２】
次に、ユーザに駆動用スイッチが押下される等により、コンプレッサー２が起動する（ステップＳ１２）。
【０１２３】
そして、気圧調整部１３ｂは、弁制御部１３ｃに、レギュレーター３を開する旨の開閉調整信号を出力する。弁制御部１３ｃは気圧調整部１３ｂからレギュレーター３を開する旨の開閉調整信号を取得すると、レギュレーター３を開する。これにより、レギュレーター３は、所定の流量の空気が流れるように開放される（すなわち開状態となる）（ステップＳ１３）。
【０１２４】
これにより、コンプレッサー２は、二つに分岐する配管１１ｃ及び配管１１ｂのうち、栽培室１と接続されている配管１１ｂへ圧縮空気を出力し、開状態であるレギュレーター３を通って、吸気口１ａから、栽培室１内に圧縮空気を供給する。この結果、コンプレッサー２は、栽培室１内を、標準大気圧より高圧となるように昇圧する（ステップＳ１４）。
【０１２５】
そして、栽培室１内の気圧が上昇し、気圧調整部１３ｂは、気圧値取得部１３ａを介して、気圧センサー１４から、所望の気圧であるｎ気圧である旨の気圧値を示す情報を取得すると、気圧調整部１３ｂは、栽培室１内が所望の気圧であるｎ気圧となったと判定する（ステップＳ１５のＹＥＳ）。
【０１２６】
次に、気圧調整部１３ｂは、弁制御部１３ｃに、レギュレーター３を閉する旨の開閉調整信号を出力する。弁制御部１３ｃは気圧調整部１３ｂからレギュレーター３を閉する旨の開閉調整信号を取得すると、レギュレーター３を閉する。これにより、レギュレーター３は閉じられる（ステップＳ１６）。これにより、栽培室１内は、標準大気圧より高圧であるｎ気圧に保持される。
【０１２７】
（栽培室１内を、高圧に保持したまま換気する場合）
次に、図１、図６を用いて栽培室１内を、高圧に保持したまま換気する場合の植物栽培装置１０の操作手順について説明する。
【０１２８】
図６は、高圧に保持したまま換気する場合の植物栽培装置１０の操作手順を表すフローチャートである。
【０１２９】
初期状態として、栽培室１は、標準大気圧よりも高圧であるｎ気圧に保持されているものとする。また、各レギュレーター３・４・８は閉じられており、三方弁９は配管１２ａと配管１２ｃとを接続し、配管１２ａは配管１２ｂと接続されていないものとする。
【０１３０】
まず、気圧調整部１３ｂは、弁制御部１３ｄに、大気開放する旨の指示信号を出力する。弁制御部１３ｄは、気圧調整部１３ｂから大気開放する旨の指示信号を取得すると、弁制御部１３ｄは、下流側の配管１２ａ・１２ｂ・１２ｃのうち、栽培室１と接続されている配管１２ａと、開放端を有する配管１２ｂとの流路を接続するように制御する。これにより三方弁９は、配管１２ａと、配管１２ｂとの流路を接続し（ステップＳ２１）、かつ、下流に赤外線ガスアナライザー６が接続されている配管１２ｃへの流路を閉じる。
【０１３１】
この結果、栽培室１の排気口１ｂは大気開放されることになり、栽培室１内の空気は排気口１ｂから配管１２ａ、三方弁９及び配管１２ｂを通って、大気中に排気される。このように、まず、下流側の配管１２が大気開放される。
【０１３２】
次に、ユーザに駆動用スイッチが押下される等により、コンプレッサー２が起動する（ステップＳ２２）。
【０１３３】
そして、コンプレッサー２と、栽培室１との間のレギュレーター３が開放されることで、コンプレッサー２は、空気を、配管１１ａ・１１ｂを通して吸気口１ａから栽培室１内に送る（ステップＳ２３）。これにより、コンプレッサー２は、栽培室１内を昇圧する。このとき、レギュレーター４は閉じられているので、コンプレッサー２は、ＭＦＣ５や赤外線ガスアナライザー６へは空気を送らない。
【０１３４】
また、三方弁９は配管１２ａと配管１２ｂとを接続しているので、栽培室１内に流入した空気は、栽培室１の排気口１ｂから、配管１２ａ、三方弁９及び配管１２ｂを通って、大気中に排気される。これにより、栽培室１内が換気される。
【０１３５】
次に、気圧調整部１３ｂは、気圧値取得部１３ａを介して気圧センサー１４から取得する栽培室１内に気圧値が、標準大気圧より高い所望のｎ気圧で保持されるように、弁制御部１３ｃ及び弁制御部１３ｄのそれぞれに、レギュレーター３の開く量と、三方弁９の開く量（配管１２ａと配管１２ｂとを接続する量）とを調整させる（制御する）。このように、レギュレーター３の開く量と、三方弁９の開く量（配管１２ａと配管１２ｂとを接続する量）とが調整されることで、栽培室１内の気圧は、標準大気圧より高い所望のｎ気圧で保持され、かつ、栽培室１内の換気がなされる（ステップＳ２４）。
【０１３６】
このとき、レギュレーター３を開く量を多くすると栽培室１へ流入する空気の量が増加し、栽培室１を昇圧することができる。一方、三方弁９の開く量を多くすると栽培室１から大気中に放出される空気の量が増加し、栽培室１内の気圧が下がると共に、栽培室１内を速やかに換気することができる。
【０１３７】
栽培室１に流入する空気の量と、栽培室１から流出する空気の量とが同じとなるように、レギュレーター３の開状態と、三方弁９の開状態（すなわち配管１２ａと配管１２ｂの接続状態）とを調整することで、栽培室１内の気圧を、標準大気圧より高圧となるように保持すると共に、栽培室１内を換気することができる。
【０１３８】
そして、栽培室１内を十分換気し（ステップＳ２５）、栽培室１内が十分換気されたと気圧調整部１３ｂによって判定されると（ステップＳ２５のＹＥＳ）、気圧調整部１３ｂは弁制御部１３ｄに三方弁９を閉する旨の指示信号を出力する。すると、三方弁９は、弁制御部１３ｄによって閉じられ、栽培室１内の空気の大気中への排出を停止する（ステップＳ２６）。
【０１３９】
次に、気圧調整部１３ｂは、弁制御部１３ｃに、コンプレッサー２と、栽培室１との間のレギュレーター３を閉する旨の指示信号を出力する。これにより、コンプレッサー２と、栽培室１との間のレギュレーター３が閉じられる。この結果、コンプレッサー２は、栽培室１内の加圧を停止する（ステップＳ２７）。
【０１４０】
このように、植物栽培装置１０は、栽培室１内を標準大気圧より高い気圧に保持したまま、栽培室１内の換気をすることができる。
【０１４１】
（栽培室１内を、高圧に保持したまま赤外線ガスアナライザーを使用する方法）
次に、図１、図７を用いて栽培室１内を高圧に保持したまま、赤外線ガスアナライザー６を使用する場合の操作手順について説明する。
【０１４２】
図７は、高圧に保持したまま赤外線ガスアナライザー６を使用する場合の植物栽培装置１０の操作手順を表すフローチャートである。
【０１４３】
初期状態として、栽培室１は、標準大気圧よりも高圧であるｎ気圧に保持されているものとする。また、各レギュレーター３・４・８は閉じられており、三方弁９は配管１２ａと配管１２ｃとを接続し、配管１２ａは配管１２ｂと接続されていないものとする。
【０１４４】
ユーザに駆動用スイッチが押下される等により、コンプレッサー２が起動する（ステップＳ３１）。
【０１４５】
そして、コンプレッサー２と、栽培室１との間のレギュレーター３が開放されることで、コンプレッサー２は、空気を、配管１１ａ・１１ｂを通して吸気口１ａから栽培室１内に送る。（ステップＳ３２）。これにより、コンプレッサー２は、栽培室１内を昇圧する。このとき、レギュレーター４は閉じられているので、コンプレッサー２は、ＭＦＣ５や赤外線ガスアナライザー６へは空気を送らない。
【０１４６】
次に、気圧調整部１３ｂは、弁制御部１３ｄに、組成計測する旨の指示信号を出力する。
【０１４７】
弁制御部１３ｄは、気圧調整部１３ｂから組成計測する旨の指示信号を取得すると、三方弁９を、配管１２ａと、配管１２ｂとを部分的に接続ように制御する。これにより、三方弁９は、配管１２ａと配管１２ｂとを部分的に接続し、栽培室１内の空気を部分的に大気中に排気する。
【０１４８】
ここで、気圧調整部１３ｂは、気圧調整部１３ｂは、気圧値取得部１３ａを介して気圧センサー１４から取得する栽培室１内に気圧値が、標準大気圧より高い所望のｎ気圧で保持されるように、弁制御部１３ｃ及び弁制御部１３ｄのそれぞれに、レギュレーター３の開く量と、三方弁９の開く量（配管１２ａと配管１２ｂとを接続する量）とを調整させる。
【０１４９】
このように、レギュレーター３の開く量と、三方弁９の開く量（配管１２ａと配管１２ｂとを接続する量）とが調整されることで、栽培室１内の気圧は、標準大気圧より高い所望のｎ気圧で保持され、かつ、栽培室１内の換気がなされる（ステップＳ３３）。
【０１５０】
次に、気圧調整部１３ｂは、弁制御部１３ｆに、レギュレーター４を開する旨の指示信号を出力する。当該指示信号を所得した弁制御部１３ｆは、レギュレーター４を開するように制御する。これにより、コンプレッサー２とＭＦＣ５との間のレギュレーター４が開放される。この結果、コンプレッサー２は、排気した空気を栽培室１へ流入させると共に、ＭＦＣ５へも流入させる（ステップＳ３４）。このとき、レギュレーター４の開く量は、ＭＦＣ５内が常圧（略標準大気圧）となるように弁制御部１３ｆによって調整される。
【０１５１】
次に、気圧調整部１３ｂは、弁制御部１３ｅに、レギュレーター８を開する旨の指示信号を出力する。当該指示信号を取得した弁制御部１３ｅは、レギュレーター８を開するように制御する。これにより、三方弁９と、ＭＦＣ７との間のレギュレーター８が開放される。この結果、栽培室１から排気された空気を、三方弁９により、配管１２ａ及び配管１２ａと部分的に接続された配管１２ｂを通じて大気中に放出させると共に、配管１２ａと部分的に接続された配管１２ｃを通じて、ＭＦＣ７にも流入させる（ステップＳ３５）。
【０１５２】
そして、三方弁９の開く量（配管１２ａと配管１２ｂとを接続する量）及びレギュレーター８の開く量が、それぞれ弁制御部１３ｄ・１３ｅのそれぞれにより調整がされることで、換気流量及び栽培室１の内部気圧が所望のｎ気圧となるように調整される（ステップＳ３６）。
【０１５３】
次に、ＭＦＣ５・７の調整がなされることで、赤外線ガスアナライザー６の計測に必要な流量の空気が、赤外線ガスアナライザー６に流入される（ステップＳ３６）。
【０１５４】
すなわち、ＭＦＣ５からは、コンプレッサー２が栽培室１に流入させた空気と同組成の空気が赤外線ガスアナライザー６に入力される。そして、ＭＦＣ７からは、栽培室１から流出した空気が赤外線ガスアナライザー６に入力される。
【０１５５】
次に、赤外線ガスアナライザー６は、ＭＦＣ５を介して気体流入口６ａから流入した空気の組成と、ＭＦＣ７を介して気体流入口６ｂから流入した空気の組成とから、栽培室１内の空気の組成の変動を示すデータを計測する（ステップＳ３８）。
【０１５６】
このように、植物栽培装置１０は、栽培室１を標準大気圧より高い気圧に保持しつつ、換気を行うことができると共に、同時に、通常、大気圧環境下で使用される赤外線ガスアナライザー６等の分析機で栽培室１の空気の組成の変動を示すデータを取得することができる。
【０１５７】
このため、リアルタイムで栽培室１内の空気の組成が分かるので、正確に、栽培室１内を、栽培している植物２０に適した環境に維持することができる。
【０１５８】
〔実施の形態２〕
次に、図８〜図１１を用いて、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、説明の便宜上、前記実施の形態１にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【０１５９】
図８は、第２の実施の形態に係る植物栽培装置３０の構成を表す図である。
【０１６０】
図８に示すように、植物栽培装置３０は、植物栽培装置１０の栽培室１に替えて、栽培室３１を備えている点で相違する。植物栽培装置３０の他の構成は、植物栽培装置１０と同様である。
【０１６１】
図８に示すように、栽培室３１は、吸気口３１ａと、排気口３１ｂとを備えている。吸気口３１ａには配管１１ｂが接続されており、排気口３１ｂには配管１２ａが接続されている。
【０１６２】
図９は、栽培室３１の外観を示す図である。図１０は、栽培室３１の構成を表す図である。
【０１６３】
図９、１０に示すように、栽培室３１は、チャンバー３２と、光源３３と、水溜め用容器３４と、ペルチェ冷却装置４０とを備えている。
【０１６４】
光源３３は、チャンバー３２の天板と対向するように、チャンバー３２の上方に配されている。光源３３は、チャンバー３２の天板を照明することで、チャンバー３２の天板に配された採光用の窓３５（後述する）を介してチャンバー３２内を照明する。光源３３として、一例としてメタルハライドランプを用いることができる。
【０１６５】
光源３３からの光量は、光源３３と、チャンバー３２内の植物との距離を変更することで、一例として、７５．０μｍｏｌ／ｍ２・ｓから３４５．３μｍｏｌ／ｍ２・ｓ程度まで調整が可能である。
【０１６６】
チャンバー３２は、インテリジェント化されたチャンバー（Intelligent Chamber; IC）である。チャンバー３２は、密閉された内部で、図１０には図示しない植物２０を栽培するためのチャンバーである。
【０１６７】
一例として、チャンバー３２は最大２ＭＰａ程度までの耐圧性を有している。
【０１６８】
チャンバー３２は、配管１１ｂと接続するための吸気口３１ａと、配管１２ａと接続するための排気口３１ｂと、サンプリング孔３１ｃと、給排水孔３１ｄと、採光用の窓３５と、観察用の窓３６と、ウォータージャケット３７と、を備えている。
【０１６９】
チャンバー３２は、一例として、内径３００ｍｍ、高さ６００ｍｍ程度の円柱形であり、二重管構造となっている。
【０１７０】
また、図示しないが、チャンバー３２には、コンプレッサー２から送られてくる圧縮空気を内部に流入する吸気口３１ａ以外にも、窒素ベースであり、酸素濃度２０％、二酸化炭素濃度３８０ｐｐｍの標準ガスを、内部に流入させるための吸気口を備えていてもよい。
【０１７１】
これにより、実験内容に合わせて、２つの供給ガス（圧縮空気及び標準ガス）のうち一方を使用することができる。さらに、バルブを設けることで、供給ガスの切り替えをバルブの制御によって行うことができる。
【０１７２】
サンプリング孔３１ｃは、チャンバー３２内に測定機を挿入するための孔である。
【０１７３】
高圧力ストレスが植物の光合成活性、含有成分、蒸散の変化量に及ぼす影響を解明する上で注意しなければならいなのが、チャンバー３２内の大気の状態および培地に含まれる栄養分を均一にすることである。そこで、チャンバー３２内の空気の温度を計測するために、３箇所のサンプリング孔３１ｃにＴ型熱電対等を設置してもよい。
【０１７４】
給排水孔３１ｄはウォータージャケット３７内への水の給排水用の孔である。一例として、チャンバー３２の上部に一箇所、チャンバー３２の下部に一箇所の合計二つの給排水孔３１ｄが設けられている。
【０１７５】
採光用の窓３５は、チャンバー３２の上部に配された天板に配されている。窓３５は、光源３３と対向する位置に配されている。
【０１７６】
窓３５としては、一例として、直径１００ｍｍ、厚み２０ｍｍの光学ガラスを用いることができる。これにより、チャンバー３２内の植物のために十分な光量を確保することができる。
【０１７７】
そして、採光用の窓３５に、水を溜めた、水溜め用容器３４を載置している。この水溜め用容器３４は、光源３３の光を透過する材質からなる。これにより、光源３３からの放射伝熱が、チャンバー３２内に伝わることを防止し、チャンバー３２内を一定温度に保つことができる。なお、水溜め用容器３４は、必ずしも必要ではなく、必要に応じて窓３５上に配するようにすればよい。
【０１７８】
植物の観測用の窓３６は、チャンバー３２の側壁に設けられている。本実施の形態では二個の窓３６が縦方向（鉛直方向）に並んで配されている。一例として、窓３６は、チャンバー３２の底部３８から１８０ｍｍの高さの位置及び４２０ｍｍの高さの位置に配されている。
【０１７９】
また、一例として窓３６は、直径１００ｍｍ、厚み２０ｍｍの光学ガラスを用いることができる。
【０１８０】
ウォータージャケット３７は、チャンバー３２の外壁が二重構造となっており、その二重構造内の中空部分に、給水された任意の温度の水が循環されることで構成されている。給排水孔３１ｄからウォータージャケット３７内に水が給水され、その水がウォータージャケット３７内を循環することで、チャンバー３２は冷却される。これによりチャンバー３２内の温度は一定に保たれている。
【０１８１】
ここで、汎用のエアコン（エアーコンディショナー）は高圧環境下での利用は前提として構成されていないので、常圧環境下での利用に限定される。このため、栽培室３１内の温度を一定にするため、汎用のエアコンを栽培室３１内に入れることはできない。
【０１８２】
一方、栽培室３１にウォータージャケット３７を配することで、栽培室３１内の気体交換に関わらず、栽培室３１内の温度を一定にすることができる。
【０１８３】
ペルチェ冷却装置４０は、チャンバー３２の下方の側面に配されている。ペルチェ冷却装置４０は、チャンバー３２内の湿度制御を行うためのものである。
【０１８４】
図１１は、ペルチェ冷却装置４０の構成を表す図である。ペルチェ冷却装置４０は、接続器４１と、ペルチェ素子４２と、銅製フィン４３と、ファン４４とを備えている。
【０１８５】
銅製フィン４３の一方の側面にペルチェ素子４２が配されており、ペルチェ素子４２を覆って、銅製フィン４３の一方の側面に接続器４１が配されている。また、銅製フィン４３の上記一方の側面と対向する逆側の端部である他方の端部にはファン４４が配されている。ペルチェ冷却装置４０は接続器４１がチャンバー３２の外側側面と接触して配されている。
【０１８６】
ここで、植物は、光合成、呼吸、及び蒸散を行うため、チャンバー３２内の湿度は常に変化する。しかし、植物をチャンバー３２内で安定して栽培するにはチャンバー３２内の湿度を、最適な値に保つように制御する必要がある。
【０１８７】
そこで、栽培室３１では、チャンバー３２の側面にペルチェ冷却装置４０を配することで、ペルチェ冷却装置４０が接触しているチャンバー３２の側面を局所的に冷却することができる。これにより、局所的に冷却されたチャンバー３２の側面近傍の空気が冷却されることで、当該空気の水蒸気が凝縮される。これにより、チャンバー３２内の湿度制御を行うことができる。
【０１８８】
凝縮した水はチャンバー３２の底面に設置したドレンバルブ３９によりチャンバー３２外に排出される。
【０１８９】
また、栽培室３１内の湿度を一定に保つため、さらに、サンプリング孔３１ｃから栽培室３１内に霧を散布する装置を配してもよい。
【０１９０】
また、高圧環境用に校正された露点計をサンプリング孔３１ｃに設け、当該露点計により、チャンバー３２内の湿度を計測してもよい。当該露点計のように圧力による校正システムを組み込むことで、高圧環境においても連続的に相対湿度を測定することができる。
【０１９１】
〔実施の形態３〕
次に、図１２から図１５を用いて、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、説明の便宜上、前記実施の形態１、２にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【０１９２】
図１２は、第３の実施の形態に係る植物栽培装置５０の構成を表す図である。
【０１９３】
図１２に示すように、植物栽培装置５０は、植物栽培装置１０の栽培室１に替えて、栽培室５１を備えている点で相違する。植物栽培装置５０の他の構成は、植物栽培装置１０と同様である。
【０１９４】
図１２に示すように、栽培室５１は、吸気口５１ａには配管１１ｂが接続されており、排気口５１ｂには配管１２ａが接続されている。
【０１９５】
図１３の（ａ）〜（ｃ）は、栽培室５１の外観を示す図であり、図１３の（ａ）は栽培室５１の外観を表す側面図であり、（ｂ）は栽培室５１の外観を表す斜視図であり、（ｃ）は栽培室５１の外観を表し、上部を拡大した図である。
【０１９６】
図１４は、栽培室５１の構成を表す図である。
【０１９７】
図１３の（ａ）〜（ｃ）、及び図１４に示すように、栽培室５１は、チャンバー５２と、脚５４と、ペルチェ冷却装置４０とを備えている。
【０１９８】
チャンバー５２は、円柱形の側部５２ａと、側部５２ａの上側を覆う上部５２ｂと、側部５２ａの下側を覆う下部５２ｃとを備えている。チャンバー５２は、側部５２ａと、上部５２ｂと、下部５２ｃとが密着して配されていることで、内部が密閉されて構成されている。
【０１９９】
脚５４は、下部５２ｃに配されており、チャンバー５２を支持している。そして、上部５２ｂには、チャンバー５２内の気圧測定用の測定器５３（気圧センサー）が配されている。また、上部５２ｂには、配管１１ｂに接続するための吸気口５１ａと、配管１２ａと接続するための排気口５１ｂとが配されている。
【０２００】
側部５２ａ及び上部５２ｂは透光性を有する材質からなる。側部５２ａ及び上部５２ｂは、一例としてアクリル等の透明な樹脂材料により構成されている。また、下部５２ｃは、一例としてアルミなどから構成されている。
【０２０１】
チャンバー５２の大きさは、特に限定されるものではないが、例えば、実施形態２のチャンバー３２より小さい直径が１７０ｍｍ、高さが５００ｍｍ程度の中型チャンバー、または、直径が１３０ｍｍ、高さが３３０ｍｍ程度の小型チャンバーである。
【０２０２】
このように、チャンバー５２を、チャンバー３２と異なる大きさで構成することで、異なる環境で植物の栽培実験を行うことができ、多くの、植物栽培実験の再現性の確認のための実験を行うことができる。
【０２０３】
チャンバー５２は、最大で、約０．６ＭＰａまで昇圧することができるように構成されている。チャンバー３２程高圧な環境を実現することはできない。しかし、チャンバー５２によると、下部５２ｃ以外の、側部５２ａや上部５２ｂをアクリル等の透光性を有する材料から構成されているので、内部の植物２０の形態変化を多方向から観察することが可能である。
【０２０４】
なお、光源として、天井等に設置した蛍光灯を用いてもよいし、栽培室３１で用いたメタルハライドランプ等からなる光源３３を用いてもよい。
【０２０５】
また、栽培室３１と同様に、熱電対による内部の温度測定、およびチャンバー５２内の気体の採集、制御用に、例えば、上部５２ｂと下部５２ｃとにそれぞれ３つずつ程度、サンプリング孔を設けてもよい。
【０２０６】
ペルチェ冷却装置４０は、下部５２ｃの外側面に配されている。これにより、チャンバー５２内の湿度を制御することができる。
【０２０７】
また、下部５２ｃのうちチャンバー５２内に配されている面（下部５２ｃの外側面と逆側の面）は、一方から他方にかけて傾斜して配されている。これにより、ペルチェ冷却装置４０により凝縮した水を上記他方に集めることができる。そして、上記他方の近傍に配された開閉バルブ５５を開することで、集めた水をチャンバー５２の外に排出することができる。
【０２０８】
なお、図１３の（ａ）に示すように、チャンバー５２内の植物２０の下方に、チャンバー５２内部の空気を対流させるために、着脱可能な小型ファンを配してもよい。
【０２０９】
〔実施例１〕
次に、上述した植物栽培装置１０・３０・５０や、栽培室３１・５１を用いて、高圧力ストレスが植物の光合成活性に与える影響について検証するための実験を行った。
【０２１０】
（前処理）
以下の実験ではモデル植物であるシロイヌナズナ（野生型シロイヌナズナ）を用いた。シロイヌナズナは個体差を抑制できることに加え、１００ μｍｏｌ／ｍ２ｓ程度の弱光下でも光合成を行うことができ、室内で行う光合成活性計測のための実験には適しているためである。
【０２１１】
以下の実験では植物培養用培地にムラシゲ・スクーグ培地用混合塩類（日本製薬株式会社製）を通常の２倍希釈したものを用いた。実験に際して、植物培養用培地にシロイヌナズナを播種した後、１〜２週間人工気象器において生育したシロイヌナズナを実験に用いた。栽培室３１及び栽培室５１内には、内部気体を対流させる目的で小型ファンを設置した。
【０２１２】
栽培室３１及び栽培室５１内の気体成分の計測には、ガスクロマトグラフィを用いた。
【０２１３】
ガスクロマトグラフィを用いた計測では、１回の計測につき複数回サンプリングを行い、複数回計測した値の平均値を計測値とし、誤差は標準偏差で表す。サンプリングに使用したサンプリングバックは容積が５００ｍＬであり、サンプリングする直前に窒素ガスで１回置換し、ポンプでサンプリングバック内のガスを吸い出してから使用した。
【０２１４】
また、実験を開始する前に、栽培室３１・５１のチャンバーの容量の３倍程の窒素ベース、酸素濃度２０％、二酸化炭素濃度３８０ｐｐｍの標準ガスを流して、栽培室３１・５１内の気体を置換した。
【０２１５】
なお、雑菌による呼吸が光合成活性計測の結果に及ぼす影響を減らすために、実験前に栽培室３１・５１を７０％エタノールを用いて内部の殺菌を行った。
【０２１６】
シロイヌナズナには、栄養剤としてハイポネックス（HYPONEX JAPAN社製）を１０００倍希釈した養液を１株あたり４ｍｌ投与した．
（実験時間についての検証実験）
まず、二酸化炭素量に対する影響を明らかにするために十分な実験時間を決定するために、連続６０時間明期における実験を行った（実験１と称する）。
【０２１７】
実験１は図１６に示す条件で行った。図１６は実験１の実験条件を示す図である。
【０２１８】
実験１では、小型チャンバーとしての栽培室５１を３台用いた。そして、栽培する植物２０として、野生型シロイヌナズナ（以下、単にシロイヌナズナと称する）を用いた。
【０２１９】
また、培地としては、７０％エタノールで殺菌したステンレスのパンチ板を用いた。一般的に培地としてロックウールが用いられる。しかし、本実験１に先立って行った実験によると、植物を入れず、ロックウールのみを栽培室５１に入れた場合でも、栽培室５１内の二酸化炭素が上昇することが分かり、ロックウールは本実験の培地として不適切であることが明らかとなったためである。
【０２２０】
この原因は、ロックウールの製造過程で、ロックウールに雑菌が混入し、この雑菌が栽培室５１内で呼吸したためであると考えられる。
【０２２１】
栽培室５１内に植物２０としてのシロイヌナズナを１０株ずつ移植した培地を設置した。３個の栽培室５１の圧力をそれぞれ０．１３ＭＰａ、０．３ＭＰａ、０．５ ＭＰａに設定した。またサンプリングは、実験開始直後、実験開始から４８時間後および６０時間後の３回行った。
【０２２２】
図１７は、６０時間の明期中における栽培室５１内の二酸化炭素量の変化を示す。横軸が実験開始からの経過時間、縦軸が小型チャンバ内の二酸化炭素変化量である。
【０２２３】
図１７より，すべての圧力条件において、栽培室５１内の二酸化炭素量が減少していることが分かる。これは、光合成によって二酸化炭素が植物に固定化されたことに起因する。
【０２２４】
また、圧力が０．１３ＭＰａの条件では、他の圧力条件における傾向と異なり、栽培室５１中の気体に含まれる二酸化炭素量は、実験開始から４８時間後までに実験開始時の０．２倍ほどに減少し、４８時間後から６０時間後の区間においては大きく変化していないことが分かる。
【０２２５】
本実験１では、二酸化炭素量に対する影響を観察するのに十分な時間を明らかにする目的から、６０時間チャンバー５２内の気体の入れ替えを行っていない。常圧の環境では、４８時間後までに光合成に用いることができる二酸化炭素をすべて固定化してしまったために、４８時間後から６０時間後の二酸化炭素の変化量が僅かではあるが減少したものと考えられる。
【０２２６】
一般に、気体中の二酸化炭素濃度が１０％以上変動すると、植物の呼吸に影響が出ることが知られている。ここで、本実験結果から、実験開始時に封入した二酸化炭素量が９割を下回らない時間を算出することで植物の呼吸に影響が出ない範囲で高圧力ストレスを評価することが出来ると考えられる。
【０２２７】
図１７より、密閉した栽培室５１においては、６時間以内に計測を終えることで呼吸に対する二酸化炭素量の影響を抑えることができる。以後の実験は、すべてこの範囲において計測を行った。
【０２２８】
（異なるシロイヌナズナを用いた光合成活性実験）
次に、高圧力ストレスがシロイヌナズナの光合成活性に及ぼす影響を明らかにするための実験を行った（実験２と称する）。実験２では、３台の小型チャンバである栽培室５１に、異なるシロイヌナズナを１０株ずつ移植した培地を設置した。
【０２２９】
実験２は図１８及び図１９に示す条件で行った。
【０２３０】
図１８は、実験２の実験時間条件を示す図である。図１９は、実験２の実験条件のうち圧力および光条件以外の実験条件を示す図である。
【０２３１】
実験２では、０．１３ＭＰａ、０．３ＭＰａ、０．５ＭＰａの３種類の圧力条件下において、それぞれ３時間明期、４時間明期および６時間明期の光条件で行った。実験開始時と実験終了時の２時刻における二酸化炭素量を計測することで光合成活性に及ぼす圧力の影響を観察した。
【０２３２】
また、圧力および光条件以外の項目は一定とした。
【０２３３】
各栽培室５１内の二酸化炭素量の計測は、各実験条件において２回繰り返した。すべての条件において２回の二酸化炭素量に差はなく、栽培室５１内の二酸化炭素は均一であると判断した。
【０２３４】
実験２の実験結果は図２０に示すようになった。図２０は実験２の実験結果を示す図である。
【０２３５】
図２０において、横軸は実験開始からの経過時間、縦軸は実験開始時の栽培室５１内の二酸化炭素量に対する二酸化炭素の減少量である。
【０２３６】
なお、図２０の縦軸の値は、実験開始時の二酸化炭素量が植物体によって異なるため、各実験条件の初期値で正規化を行った。また，チャンバ内の気体の入れ替えを行っていないため、植物の光合成により二酸化炭素量は減少する。したがって、図２０に示されている二酸化炭素の変化量は二酸化炭素の減少量と同義である。
【０２３７】
図２０より、実験開始から時間が経過に伴い、二酸化炭素量の変化量が増加していることが分かる。これは，シロイヌナズナが光合成を行う時間が長くなるため、栽培室５１内の二酸化炭素量の減少量が増加したためである。
【０２３８】
一方で、高圧力ストレスが光合成活性に及ぼす影響は見られない。
【０２３９】
これは、各栽培室５１で異なるシロイヌナズナを用いて実験を行っているため、各栽培室５１におけるシロイヌナズナの葉の表面積の合計は異なり、光合成活性能に差があるためであると考えられる。
【０２４０】
本実験２では、各条件で異なるシロイヌナズナを用いて、二酸化炭素の減少量を計測した。そのため、初期状態および葉の状況が異なることから、光条件に対する傾向を明らかにすることは可能であるが、高圧力ストレスがシロイヌナズナに及ぼす影響を検証することができなかった。そこで、次の実験では、初期条件を一定とするために、同一のシロイヌナズナを用いて高圧力ストレスが光合成活性に及ぼす影響を検証した。
【０２４１】
（同一のシロイヌナズナを用いた二酸化炭素計測実験）
次に、植物の個体差の影響を極力除去するために、同一のシロイヌナズナを用いて二酸化炭吸収量の高圧力ストレスに対する影響を観察した（実験３と称する）。
【０２４２】
実験３は図２１に示す条件で行った。図２１は実験３の実験条件を表す図である。
【０２４３】
実験３では、小型チャンバである栽培室５１にシロイヌナズナを１０株ずつ移植した培地を設置し、１台の栽培室５１において０．１３ＭＰａの環境でシロイヌナズナを明期３時間生育した後、栽培室５１内の二酸化炭素の変化量の計測を行った。この値をコントロールとした、その後、同一のシロイヌナズナ用いてチャンバ内の圧力を０．３ＭＰａ（Ｃａｓｅ Ａと称する）あるいは０．５ＭＰａ（Ｃａｓｅ Ｂと称する）に上昇させて同様に明期３時間生育を行い、栽培室５１内の二酸化炭素の変化量を計測した。
【０２４４】
実験は５回繰り返して行い、二酸化炭素の変化量の評価は平均値を用いて行った。
【０２４５】
実験３の実験結果は図２２に示すようになった。図２２は実験３の実験結果を示す図である。
【０２４６】
図２２には、Ｃａｓｅ Ａ、Ｃａｓｅ Ｂの条件における栽培室５１内の二酸化炭素の減少量を示した。図２２において、縦軸は栽培室５１内の二酸化炭素の減少量である。
【０２４７】
図２２より、０．３ＭＰａの条件では、コントロール（０．１３ＭＰａ）と比較して、二酸化炭素吸収量が１．７倍に増加していることが分かる。また、０．５ＭＰａの条件では、二酸化炭素吸収量が５．１倍に増加していることが分かる。
【０２４８】
以上より、より高圧な環境でシロイヌナズナを生育すると、光合成活性が促進されることが推察される。
【０２４９】
ここで、光合成活性が促進される物理的要因として、二酸化炭素分圧と、二酸化炭素の拡散速度による影響が報告されている（非特許文献３、４）。
【０２５０】
図２３に常圧における二酸化炭素濃度と光合成活性の関係を示す。図２３より、二酸化炭素濃度が上昇するほど光合成活性は促進されているが、光合成活性はおよそ３倍以上ではあまり促進されていないことが分かる。
【０２５１】
今回、実験３で行った高圧力ストレスを与えてシロイヌナズナを生育したときの、栽培室５１内の二酸化炭素の変化量を計測した結果では、コントロール（０．１３ＭＰａ）における計測結果と比べて栽培室５１内の二酸化炭素の減少量が３倍以上になっており、高濃度二酸化炭素中でシロイヌナズナを生育するよりも、高圧環境でシロイヌナズナを生育した方が、光合成活性が促進される可能性がある。
【０２５２】
図２４に葉が気体中の二酸化炭素を取り込む仕組みを示す。葉は、葉表面の気孔から気体中の二酸化炭素を取り込む。取り込まれた二酸化炭素は葉肉中に溶解し、二酸化炭素受容体で葉に取り込まれる。
【０２５３】
ここで、光合成活性は、葉面境界層における二酸化炭素の拡散速度、葉肉における二酸化炭素の拡散速度により左右される（非特許文献５）。そして、葉面境界層における二酸化炭素の拡散速度および、葉肉における二酸化炭素の拡散速度は拡散係数を用いて評価することができる。
【０２５４】
式１に、高圧環境における気体の拡散係数を求める式を示す。
【０２５５】
【数１】
2013035816.tif 000003
【０２５６】
ただし、ＤＡＢＯ＝０．１３８、Ｔ０＝２７３（Ｋ）、Ｐ０＝０．１（ＭＰａ）、ｍ＝２．０である。
【０２５７】
式１より、気体中の二酸化炭素の拡散係数は圧力に反比例することが分かる。また、式２に液体の拡散係数を求める式を示す。
【０２５８】
【数２】
2013035816.tif 000004
【０２５９】
但し、μＢは葉肉の粘性係数である。
【０２６０】
式２より、葉肉における二酸化炭素の拡散係数は圧力に反比例することが分かる。
【０２６１】
以上より、従来の知見をもとに高圧環境で植物を生育したときに高圧力ストレスが光合成活性に及ぼす影響を考えると、気体中の二酸化炭素の拡散および、葉肉中の二酸化炭素の拡散が抑制されるため、光合成活性は抑制されることとなり、実験結果と一致しない。
【０２６２】
以上より、従来の知見では高圧力ストレスをシロイヌナズナに与えた時に光合成が促進されることは説明することができない。今後、より詳細な解明が求められる。
【０２６３】
以上、実験１〜３より、高圧力ストレスを与えることで、光合成が促進されることが分かった。また、より高圧な環境でシロイヌナズナを生育するほど、光合成活性が促進されることが分かった。
【０２６４】
（高圧力ストレスが葉に及ぼす影響）
次に、シロイヌナズナに長期間高圧力ストレスを与えたときに、高圧力ストレスがシロイヌナズナの蒸散に及ぼす影響について検証するための実験（実験４と称する）を行った。
【０２６５】
実験４では、シロイヌナズナを１６株移植したステンレス製パンチ板の培地を、ＩＣである栽培室３１内に設置した。その後、栽培室３１内の圧力を０．１ＭＰａ、０．５ＭＰａに設定した。チャンバ内の気体は実験期間中、置換を行っていない。実験期間中シロイヌナズナの葉の形態変化を観察し、シロイヌナズナの葉に変化が現れたとき、実験を終了した。
【０２６６】
図２５に実験開始から７２時間経過した時のシロイヌナズナの葉の状態を示す。
【０２６７】
図２５において、左側が０．１ＭＰａの環境で生育したシロイヌナズナであり、右側が０．５ＭＰａの環境で生育したシロイヌナズナである。
【０２６８】
図２５より、０．１ＭＰａの環境でシロイヌナズナを生育すると、葉に異常は見られないが、０．５ＭＰａの環境で生育すると多くのシロイヌナズナにおいて葉が白化していることが分かる。
【０２６９】
また、図２６は、０．１ＭＰａの環境で生育したシロイヌナズナ１株を示す図である。図２６より、０．１ＭＰａの環境で生育したシロイヌナズナには根・葉に異常がないことが分かる。
【０２７０】
図２７は０．５ＭＰａで生育したシロイヌナズナ１株を示す図である。図２７より、０．５ＭＰａの環境で生育したシロイヌナズナは根に異常は見られず、葉が白化していることが分かる。
【０２７１】
これは、高圧力ストレスにより、細胞内の浸透圧が増加したために葉緑素が破壊されたためであると考えられる。
【０２７２】
以上より、シロイヌナズナに高圧力ストレスを与えた状態で長期間生育すると、高圧力ストレスより蒸散が抑制され、それに伴い細胞内の浸透圧が増加したため、葉が白化したことが分かる。
【０２７３】
以上のように、栽培室３１や栽培室５１を用いることで、実験開始時および実験終了時にチャンバ内の二酸化炭素量を計測することができ、これにより、シロイヌナズナが光合成によって吸収した二酸化炭素量の差を計測することができた。
【０２７４】
その結果、シロイヌナズナの明期における呼吸量を考慮して計測を行った結果、高圧な環境における二酸化炭素量が圧力に比例して増加するために、光合成活性が促進されることが明らかとなった。
【０２７５】
（実施例２）
次に、高圧力ストレスが植物の発熱量に及ぼす影響を明らかにすることを目的とし、植物が持つ単位質量あたりの発熱量を計測することで、高圧力ストレスが植物の各部位の含有成分に及ぼす影響について検証した。
【０２７６】
本実験では、植物２０として、アカマツ（Red pine）を用いた。
【０２７７】
図２８に、実験に用いたアカマツを示す。アカマツはα-ピネンをはじめとするテルペン類を含有する。テルペン類は、植物が環境ストレスを受けた時の二次代謝物であり、環境ストレスを与えることでテルペン類は増加することが報告されている。
【０２７８】
テルペン類は燃料として用いることができる成分であり、アカマツの含有成分のうちテルペン類の含有量が発熱量に最も影響を及ぼす。アカマツはテルペン類を多く含み、薪として利用されている。このため，本実験ではアカマツを実験対象の植物とした。
【０２７９】
使用したアカマツは発芽後、路地で約３年生育した個体であり、高さは３０ｃｍ〜５０ｃｍである。アカマツには、栽培室３１に投入する直前に、栄養剤としてハイポネックス（HYPONEX JAPAN社製）を１０００倍希釈した養液を２００ｍＬ投与した。
【０２８０】
また、雑菌がアカマツに与えるストレスをなくすために、栽培室３１内部を７０％エタノール水溶液で殺菌した。栽培室３１内の気体は窒素ベース、酸素濃度２０％、二酸化炭素濃度３８０ｐｐｍの標準ガスを用いて、アカマツ投入前に１００ ｍＬ／ｓで１５分間置換を行った。
【０２８１】
この前処理によって、アカマツ投入時の気相の状態を均一に保った。
【０２８２】
生育期間中は、３日に１度１００ｍＬ／ｓで１５分間置換することで、気相成分の変化により光合成が抑制されるのを防いだ。
【０２８３】
また、実験で使用したアカマツは路地で３年間生育しており、生育してきた環境に近づける目的で、明期・暗期を１２時間毎に切り替えた。明期、暗期の制御は、栽培室３１上に設置した、メタルハライドランプである光源３３照射の有無によって行った。
【０２８４】
アカマツの体を構成している細胞は体の各部位によって異なるため、高圧力ストレスを与えた時の各部位の応答も異なることが考えられる。そのため、本実験では，アカマツをいくつかの部位に分けて、高圧力ストレスがアカマツの各部位に及ぼす影響を検証した。
【０２８５】
２つの栽培室３１内の圧力をそれぞれ０．１ＭＰａ、０．５ＭＰａに設定して比較実験を以下に示す手順で行った。
【０２８６】
上記のように前処理を行った栽培室３１においてアカマツを生育した。０．１ＭＰａ、０．５ＭＰａの各栽培室３１には、それぞれ２本のアカマツを入れ、１週間生育した後に、各１本を取り出し、アカマツの各部位に含まれる熱量を計測した。
【０２８７】
次に２週間生育したアカマツに対しても同様に熱量の計測を行った。
【０２８８】
図２９に、実施例２の実験条件を示す。
【０２８９】
発熱量の測定は、葉・枝・幹・実・根の部位に対して行った。熱量計測には、燃研式ボンベ型熱量計を用いた。また，アカマツに含まれる水分による計測誤差を排除するために、電子レンジによる２分間の加熱および乾燥機を用いて８０°Ｃで２０分間乾燥させた。
【０２９０】
サンプル容器には微小な未燃分が付着していることがあるが、測定物の質量に対して１００分の１以下の質量であるため誤差とした。
【０２９１】
図３０に、０．１ＭＰａの環境で１週間アカマツを生育した時のアカマツの各部位における発熱量を示す。
【０２９２】
図３０より、幹部を除いて、３回計測した発熱量に大きな差がないことが分かる。また、単位質量あたりの発熱量は葉が最も高いことが分かる。
【０２９３】
図３１に０．１ＭＰａの環境で２週間アカマツを生育した時のアカマツの各部位における発熱量を示す。
【０２９４】
図３１より、いずれの部位においても３回計測した発熱量に大きな差がないことが分かる。また、単位質量あたりの発熱量は葉が最も高いことが分かる。
【０２９５】
図３２に０．５ＭＰａの環境で１週間アカマツを生育した時のアカマツの各部位における発熱量を示す。
【０２９６】
図３２より、葉部を除いた各部位において、３回計測した発熱量に大きな差がないことが分かる。葉部において発熱量に差が生じたのは、高圧力ストレスにより、葉の一部が白化したことが原因であると考えられる。
【０２９７】
また、単位質量あたりの発熱量は葉が最も高いことが分かる。
【０２９８】
図３３に０．５ＭＰａの環境で２週間アカマツを生育した時のアカマツの各部位における発熱量を示す。
【０２９９】
図３３に示すように、いずれの部位においても３回計測した発熱量に大きな差がないことが分かる。また、単位質量あたりの発熱量は葉が最も高いことが分かる。
【０３００】
なお、図３０〜図３３における未記入箇所は、サンプル数に限りがあるために計測できなかった点である。
【０３０１】
以上より、アカマツにおいて各部位ごとで３回計測した結果に大きな差はなく、各部位の一部分から部位全体の熱量を予測することが可能であることが分かる。
【０３０２】
また、アカマツを葉・枝・実・幹・根の各部位ごとに分けて各部位の熱量を計測したことは適切であったことが分かる。さらに，単位質量あたりの発熱量はどの条件においても葉が最も高いことが分かる。
【０３０３】
本実施例２では、アカマツの個体によって総発熱量が異なるため単位質量あたりの熱量の変化に着目して評価した。また、図２９と図３１とで各部位を比較すると、アカマツの各部位の単位質量あたりの発熱量はおよそ等しいことが分かる。
【０３０４】
このことより、本実施例２では、実験開始から１週間の時点で４本のアカマツの各部位において、単位質量あたりの発熱量に差がないとする。
【０３０５】
ここで、図２９と図３０とを比較すると、１週間栽培室３１で生育したアカマツに比べて、２週間栽培室３１で生育したアカマツは、根部を除いた各部位で単位質量あたりの発熱量が減少している。
【０３０６】
これは、アカマツの生命活動に体内に蓄えられていた熱量が用いられたためであると考えられる。
【０３０７】
図３１と図３２とにより、０．５ＭＰａで生育したアカマツにおいても、１週間栽培室３１で生育したアカマツに比べて、２週間栽培室３１で生育したアカマツは、どの部位においても単位質量あたりの発熱量が減少しているが、図２９と図３０との比較と同様の理由からであると考えられる。
【０３０８】
本実施例２では、０．１ＭＰａおよび０．５ＭＰａにおける１週間の時の単位質量あたりの各部位の発熱量の変化量を観察した。なお、各部位を比較するため各部位の発熱量で正規化を行った。
【０３０９】
図３４にアカマツの各部位の熱量の減少量を示す。
【０３１０】
図３４において、横軸は計測部位、縦軸は各部位における、１週間の時の発熱量に対する減少量である。
【０３１１】
図３４より、０．５ＭＰａの環境でアカマツを生育すると、０．１ＭＰａで生育したアカマツに比べて、枝では減少量が小さく、根では減少量が大きいことが分かる。
【０３１２】
ここで、本実施例２では単位質量あたりにアカマツが生命活動で消費する熱量は各部位で等しいとする。
【０３１３】
このことから、単位質量あたりの減少量が小さいほどアルコールやテルペン類といった含有成分の生成能力が発現したと考えられる。
【０３１４】
よって、０．１ＭＰａの環境では、根部においてアルコールやテルペン類といった含有成分の生成能力が発現していたのが、０．５ＭＰａの環境でアカマツを生育すると，枝部においてアルコールやテルペン類といった含有成分の生成能力が発現したことが分かる。
【０３１５】
以上より、０．１ＭＰａの環境でアカマツを生育すると、根部におけるテルペン類やアルコール類の含有成分の生成能力が発現するのに対して、０．５ＭＰａの環境でアカマツを生育すると、アカマツの枝部におけるテルペン類やアルコール類の含有成分の生成能力が発現することが分かる。
【０３１６】
さらに、０．５ＭＰａの条件においては栽培室３１内の気体からα-ピネンなどの揮発成分特有の刺激臭が発せられていた。
【０３１７】
これは、０．５ＭＰａの環境で生育した場合、高圧力ストレスの影響で、枝部においてα-ピネンなどのテルペン類やアルコール類といった含有成分の生成能力が発現するが、テルペン類やアルコール類は揮発成分であるため、その一部が、大気中に放出されたためであると考えられる。
【０３１８】
本実施例２では、アカマツ全体に高圧力ストレスを与えたが、アカマツの根部以外には高圧力ストレスを与え、根部は０．１ＭＰａに保つ等、生育環境を制御することで根部および、枝部におけるテルペン類やアルコール類といった含有成分の生成能力を同時に発現することができる可能性が示唆された。
【０３１９】
これらの高圧力ストレスに対する植物の応答に関しては、遺伝子発現の有無をＤＮＡマイクロアレイ法等を用いて解析を行うなどさらなる解析が必要である。
【０３２０】
以上のように、実施例２では、高圧力ストレスが植物の発熱量に及ぼす影響を明らかにすることを目的とし、植物が持つ単位質量あたりの発熱量を計測することで、高圧力ストレスが植物の各部位の含有成分に及ぼす影響について検証した。
【０３２１】
その結果、０．１ ＭＰａの環境でアカマツを生育すると、根部においてテルペン類やアルコール類といった含有成分の生成能力が発現するが、０．５ ＭＰａの環境でアカマツを生育すると、枝部においてテルペン類やアルコール類といった含有成分の生成能力が発現することが分かった。
【０３２２】
また、アカマツの根部以外には高圧力ストレスを与え、根部は０．１ＭＰａに保つ等、生育環境を制御することで根部および、枝部におけるテルペン類やアルコール類といった含有成分の生成能力を同時に発現することができる可能性があることが分かった。
【０３２３】
テルペンは香料や医薬中間体、樹脂原料に用いられるため、土で栽培している場合、根部に蓄積するよりも、乾燥した枝部に蓄積した方が、抽出や利用に有利である可能性がある。
【０３２４】
このように実施例２の実験結果によると、特定の植物由来の生成物の当該植物における生成位置や生成量を、高圧力によって制御できる可能性が示唆された。
【０３２５】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０３２６】
以上のように、本発明の植物栽培装置は、植物の栽培をするための密閉された栽培室を備えている植物栽培装置であって、上記栽培室は、内部に気体を流入させるための流入口と、外部へ気体を排気するための排気口とを備え、上記流入口と接続されており、上記栽培室内に気体を送る送風装置と、上記送風装置から上記栽培室へ送られる気体の流量を調整するための第１の流量調整器と、上記栽培室の排気口から排気される気体の流量を調整するための第２の流量調整器と、上記栽培室内の気圧が標準気圧より大きくなるように、上記第１及び第２の流量調整器を流れる気体の流量を制御する流量制御部とを備えていることを特徴とする。
【０３２７】
上記の課題を解決するために、本発明の植物栽培方法は、植物の栽培をするための密閉された栽培室の植物栽培方法であって、上記栽培室の流入口から栽培室内へ気体を送るステップと、上記栽培室の排気口から、当該栽培室内の気体を排気するステップと、上記栽培室内の気圧が標準気圧より大きくなるように、上記栽培室内へ送られる気体の流量と、上記栽培室から排気される気体の流量とを制御するステップとを有することを特徴とする。
【０３２８】
上記構成によると、上記送風装置は、上記栽培室の上記流入口に接続されているので、送風装置から栽培室に気体を送ることができる。これにより、栽培室内を標準気圧より高圧の環境とすることができる。
【０３２９】
さらに、上記送風装置から上記栽培室へ送られる気体の流量を調整するための第１の流量調整器と、上記栽培室の排気口から排気される気体の流量を調整するための第２の流量調整器とのそれぞれを流れる気体の流量を制御する流量制御部を備えている。この流量制御部により上記栽培室内の気圧が標準気圧より大きくなるように、第１及び第２の流量調整器を流れる気体の流量の制御を行うことができる。これにより、安定して栽培室内を標準気圧より高圧に保持し、かつ、栽培室内を換気することができる。
【０３３０】
また、上記栽培室の排気口から排気された気体を、上記第２の流量調整器を介して内部に流入させ、当該気体の成分を測定する測定装置を備えていることが好ましい。上記構成によると、栽培室内の気体の成分をリアルタイムで測定することができるので、リアルタイムで植物の栽培環境を管理することができる。
【０３３１】
また、上記送風装置からの気体を上記流入口から上記栽培室内に流入させるための流路と、上記送風装置からの気体を上記測定装置に流入させるための流路とを有する第１の配管と、上記栽培室の排気口から排気される気体を大気中に排気するための排気用の流路と、上記栽培室の排気口から排気される気体を、上記測定装置に流入させるための測定用の流路とを有する第２の配管とを備えていることが好ましい。
【０３３２】
上記構成によると、上記送風装置からの気体を上記流入口から上記栽培室内に流入させるための流路と、上記送風装置からの気体を上記測定装置に流入させるための流路とを有する第１の配管を有するので、上記送風装置からの気体を栽培室に流入させると共に、同成分の気体を上記測定装置にも流入させることができる。
【０３３３】
そして、上記栽培室の排気口から排気される気体を大気中に排気するための排気用の流路と、上記栽培室の排気口から排気される気体を、上記測定装置に流入させるための測定用の流路とを有する第２の配管とを備えているので、栽培室からの排気を上記測定装置にも流入させることができる。このため、上記栽培室内の気体の組成を、上記測定装置により正確に測定することができる。
【０３３４】
また、上記測定用の流路に配されており、上記栽培室の排気口から上記測定装置へ送られる気体の流量を調整するための第３の流量調整器と、上記第３の流量調整器を流れる気体の流量を制御するための第３の流量調整器制御部とを備えていることが好ましい。
【０３３５】
また、上記栽培室の排気口から、気体の成分を測定する測定装置へ送られる気体の流量を制御するステップを有することが好ましい。
【０３３６】
上記構成によると、上記第３の流量調整器と、上記第３の流量調整器を流れる気体の流量を制御するための第３の流暢調整器制御部とを備えているので、上記測定装置に流入する気体の量を、制御することができる。これにより、栽培室を高圧に保持したまま、通常、標準気圧の環境下で使用される測定装置を用いて、栽培室内の気体の組成をリアルタイムに測定することができる。
【０３３７】
また、上記送風装置からの気体を上記測定装置に流入させるための流路に配されており、上記送風装置から上記測定装置へ送られる気体の流量を調整するための第４の流量調整器と、上記第４の流量調整器を流れる気体の流量を制御する第４の流量調整器制御部とを備えていることが好ましい。
【０３３８】
また、上記栽培室内に送られた気体と同成分の気体が、上記測定装置へ送られる流量を制御するステップを有することが好ましい。
【０３３９】
上記構成によると、上記第４の流量調整器と、上記第４の流量調整器を流れる気体の流量を制御する第４の流量調整器制御部とを備えているので、上記測定装置に流入する気体の量を制御することができる。これにより、栽培室を高圧に保持したまま、栽培室に流入させた気体と同組成の気体を、測定装置に流入させることができる。このため、通常、標準気圧の環境下で使用される測定装置を用いて、栽培室内の気体の組成をリアルタイムに正確に測定することができる。
【０３４０】
また、上記栽培室の側壁は、透光性を有する材料からなることが好ましい。これにより、栽培室内の植物の形態変化を多方向から観察することが可能である。
【０３４１】
なお、上記は、コンピュータによって実現してもよい。この場合、コンピュータを上記各ステップとして動作させることにより上記をコンピュータにおいて実現する植物栽培プログラム、およびその植物栽培プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。
【産業上の利用可能性】
【０３４２】
本発明は、植物を栽培する植物工場等に利用することができる。
【符号の説明】
【０３４３】
１・３１・５１  栽培室
１ａ・３１ａ・５１ａ  吸気口（流入口）
１ｂ・３１ｂ・５１ｂ  排気口
２  コンプレッサー（送風装置）
３  レギュレーター（第１の流量調整器）
４  レギュレーター（第４の流量調整器）
８  レギュレーター（第３の流量調整器）
５・７  ＭＦＣ
６  赤外線ガスアナライザー（測定装置）
９  三方弁（第２の流量調整器）
１０・１０ａ・３０・５０  植物栽培装置
１１  配管（第１の配管）
１２  配管（第２の配管）
１１ａ・１１ｂ  配管（流路）
１１ａ・１１ｃ  配管（流路）
１２ａ・１２ｂ  配管（流路）
１２ａ・１２ｃ  配管（流路）
１３  制御部
１３ａ  気圧値取得部
１３ｂ  気圧調整部（流量制御部）
１３ｃ・１３ｄ  弁制御部（流量制御部）
１３ｅ  弁制御部（第３の流量調整器制御部）
１３ｆ  弁制御部（第４の流量調整器制御部）
２０  植物
３１  栽培室
３１ｃ  サンプリング孔
３２・５２  チャンバー
３３  光源
３７  ウォータージャケット
４０  ペルチェ冷却装置
【図１】
2013035816.tif 000005
【図２】
2013035816.tif 000006
【図３】
2013035816.tif 000007
【図４】
2013035816.tif 000008
【図５】
2013035816.tif 000009
【図６】
2013035816.tif 000010
【図７】
2013035816.tif 000011
【図８】
2013035816.tif 000012
【図１０】
2013035816.tif 000013
【図１１】
2013035816.tif 000014
【図１２】
2013035816.tif 000015
【図１４】
2013035816.tif 000016
【図１５】
2013035816.tif 000017
【図１６】
2013035816.tif 000018
【図１７】
2013035816.tif 000019
【図１８】
2013035816.tif 000020
【図１９】
2013035816.tif 000021
【図２０】
2013035816.tif 000022
【図２１】
2013035816.tif 000023
【図２２】
2013035816.tif 000024
【図２３】
2013035816.tif 000025
【図２４】
2013035816.tif 000026
【図２９】
2013035816.tif 000027
【図３０】
2013035816.tif 000028
【図３１】
2013035816.tif 000029
【図３２】
2013035816.tif 000030
【図３３】
2013035816.tif 000031
【図３４】
2013035816.tif 000032
【図３６】
2013035816.tif 000033
【図９】
2013035816.tif 000034
【図１３】
2013035816.tif 000035
【図２５】
2013035816.tif 000036
【図２６】
2013035816.tif 000037
【図２７】
2013035816.tif 000038
【図２８】
2013035816.tif 000039
【図３５】
2013035816.tif 000040
【国際調査報告】
2013035816.tif 000041
2013035816.tif 000042
2013035816.tif 000043
2013035816.tif 000044