(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物の育成を促進する植物育成促進装置であって、
燃料を燃焼させて、二酸化炭素および窒素酸化物を含む混合ガスを生成する燃焼部と、
前記燃焼部への燃料の供給量を制御する供給量制御部と、
前記栽培地の雰囲気中の窒素酸化物の濃度が、所定の窒素酸化物目標値に維持されるように、該燃焼部の空気比を制御する空気比制御部と、
前記燃焼部によって生成された前記混合ガスを植物の栽培地に供給する供給手段と、
を備え、
前記空気比制御部は、前記栽培地の雰囲気中の窒素酸化物の濃度を、播種後から所定期間が経過するまでは第１窒素酸化物目標値に維持し、該所定期間の経過後は、該第１窒素酸化物目標値未満の第２窒素酸化物目標値に維持することを特徴とする植物育成促進装置。
【請求項２】
前記供給量制御部は、前記栽培地の雰囲気中の二酸化炭素の濃度が、所定の二酸化炭素目標値に維持されるように、前記燃料の供給量を制御することを特徴とする請求項１に記載の植物育成促進装置。
【請求項３】
作業者による操作入力に応じて、複数の運転モードから１の運転モードを選択する運転モード選択部を備え、
前記複数の運転モードには、少なくとも、
前記二酸化炭素目標値が第１二酸化炭素目標値に設定され、前記窒素酸化物目標値が第１窒素酸化物目標値に設定される運転モードと、
前記二酸化炭素目標値が前記第１二酸化炭素目標値未満の第２二酸化炭素目標値に設定され、前記窒素酸化物目標値が前記第１窒素酸化物目標値に設定される運転モードと、
が含まれることを特徴とする請求項２に記載の植物育成促進装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物の育成を促進する植物育成促進装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、野菜、果物等の農作物、花卉、観葉植物等の園芸用植物等の植物を温室内で栽培する際に、温室内に二酸化炭素を供給して植物の光合成を促進している。温室に供給する二酸化炭素として、燃焼によって生じた排気ガスが広く利用されており、例えば、特許文献１には、火力発電設備で生じた排気ガスから、植物の育成を阻害すると考えられていた窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去して温室に供給する構成が記載されている。
【０００３】
このように、従来、窒素酸化物は、植物の育成を阻害すると考えられていたが、近年の研究により、植物の栽培雰囲気を１０ｐｐｂ〜２００ｐｐｂの窒素酸化物の雰囲気とすることにより、植物の育成を促進できることが分かってきた（例えば、非特許文献１、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４４８９５３６号公報
【特許文献２】特開２０１２−２３５７４８号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Plant Signaling & Behavior 9, e28563; March; 2014
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献２に記載されているように、所定の濃度範囲の窒素酸化物の雰囲気は、植物の育成を促進できるため、窒素酸化物を利用して、さらに効率よく植物を育成する技術の開発が希求されている。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑み、効率よく植物を育成することができる植物育成促進装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の植物育成促進装置は、植物の育成を促進する植物育成促進装置であって、燃料を燃焼させて、二酸化炭素および窒素酸化物を含む混合ガスを生成する燃焼部と、前記燃焼部への燃料の供給量を制御する供給量制御部と、前記栽培地の雰囲気中の窒素酸化物の濃度が、所定の窒素酸化物目標値に維持されるように、該燃焼部の空気比を制御する空気比制御部と、前記燃焼部によって生成された前記混合ガスを植物の栽培地に供給する供給手段と、を備え、前記空気比制御部は、前記栽培地の雰囲気中の窒素酸化物の濃度を、播種後から所定期間が経過するまでは第１窒素酸化物目標値に維持し、該所定期間の経過後は、該第１窒素酸化物目標値未満の第２窒素酸化物目標値に維持することを特徴とする。
【００１０】
また、前記供給量制御部は、前記栽培地の雰囲気中の二酸化炭素の濃度が、所定の二酸化炭素目標値に維持されるように、前記燃料の供給量を制御するとしてもよい。
【００１１】
また、作業者による操作入力に応じて、複数の運転モードから１の運転モードを選択する運転モード選択部を備え、前記複数の運転モードには、少なくとも、前記二酸化炭素目標値が第１二酸化炭素目標値に設定され、前記窒素酸化物目標値が第１窒素酸化物目標値に設定される運転モードと、前記二酸化炭素目標値が前記第１二酸化炭素目標値未満の第２二酸化炭素目標値に設定され、前記窒素酸化物目標値が前記第１窒素酸化物目標値に設定される運転モードと、が含まれることを特徴とするとしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、効率よく植物を育成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】植物育成促進装置を説明する図である。
【図２】植物栽培方法の処理の流れを説明するフローチャートである。
【図３】第１運転モード処理の流れを説明するフローチャートである。
【図４】第２運転モード処理の流れを説明するフローチャートである。
【図５】第３運転モード処理の流れを説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１５】
（植物育成促進装置１００）
図１は、植物育成促進装置１００を説明する図である。図１に示すように、本実施形態にかかる植物育成促進装置１００は、燃焼ユニット１１０と、供給手段１２０と、第１濃度計測ユニット１３０と、第２濃度計測ユニット１４０と、中央制御部１５０とを含んで構成され、二酸化炭素（ＣＯ２）と窒素酸化物（ＮＯｘ）とを含む混合ガスを生成して、植物１２の栽培地である温室１０に供給する。図１中、信号の流れを破線の矢印で示す。なお、ここでは、窒素酸化物として二酸化窒素（ＮＯ２）を例に挙げて説明する。
【００１６】
燃焼ユニット１１０は、燃焼部１１２と、燃料供給部１１４と、空気供給部１１６とを含んで構成される。
【００１７】
燃焼部１１２は、例えば、バーナで構成され、燃料供給部１１４によって供給された燃料を、空気供給部１１６によって供給された空気で燃焼させて、混合ガスを生成する。
【００１８】
燃料供給部１１４は、例えば、ポンプで構成され、不図示の燃料供給源から燃焼部１１２へ燃料を供給する。なお、燃料供給部１１４と燃焼部１１２との間には、流量調整弁１１４ａが設けられている。
【００１９】
空気供給部１１６は、例えば、ブロワで構成され、燃焼部１１２へ空気を供給する。なお、空気供給部１１６と燃焼部１１２との間には、流量調整弁１１６ａが設けられている。
【００２０】
供給手段１２０は、例えば、ファンで構成され、燃焼ユニット１１０によって生成された混合ガスを温室１０内に送風する。
【００２１】
第１濃度計測ユニット１３０は、温室１０内に配される１または複数の計測プローブ１３２と、計測プローブ１３２から入力された信号に基づいて、温室１０内の雰囲気中（栽培地の雰囲気中）の窒素酸化物の濃度を計測する第１濃度計測部１３４とを含んで構成される。本実施形態において、第１濃度計測ユニット１３０は、窒素酸化物としてＮＯ２の濃度を計測する。第１濃度計測ユニット１３０による窒素酸化物の計測は、既存の技術であるため、ここでは、詳細な説明を省略する。
【００２２】
第２濃度計測ユニット１４０は、温室１０内に配される１または複数の計測プローブ１４２と、計測プローブ１４２から入力された信号に基づいて、温室１０内の雰囲気中（栽培地の雰囲気中）のＣＯ２の濃度を計測する第２濃度計測部１４４とを含んで構成される。第２濃度計測ユニット１４０によるＣＯ２の計測は、既存の技術であるため、ここでは、詳細な説明を省略する。
【００２３】
中央制御部１５０は、ＣＰＵ（中央処理装置）を含む半導体集積回路で構成され、ＲＯＭからＣＰＵ自体を動作させるためのプログラムやパラメータ等を読み出し、ワークエリアとしてのＲＡＭや他の電子回路と協働して、植物育成促進装置１００全体を管理および制御する。本実施形態において、中央制御部１５０は、運転モード選択部１５２、供給量制御部１５４と、空気比制御部１５６として機能する。
【００２４】
運転モード選択部１５２は、作業者による操作入力に応じて、３つの運転モードから１の運転モードを選択する。供給量制御部１５４は、運転モード選択部１５２によって選択された運転モードに設定された条件にしたがって、燃焼部１１２への燃料の供給量を制御する。空気比制御部１５６は、運転モード選択部１５２によって選択された運転モードに設定された条件にしたがって、燃焼部１１２によるＮＯ２の生成量を増加または減少させるように、燃焼部１１２の空気比（空燃比）を制御する。具体的には後述するが、供給量制御部１５４は、燃焼部１１２への燃料の供給量を増加させることによって燃焼で発生するＣＯ２量を増加させ、温室１０内のＣＯ２の濃度を増加させる。また、供給量制御部１５４が燃焼部１１２への燃料の供給量を所定値に維持した状態で、空気比制御部１５６が燃焼部１１２へ供給する空気の量を制御して温室１０内のＮＯ２濃度を制御する。例えば、空気比を増加させてＮＯ２の濃度を増加させたり、空気比を低下させてＮＯ２の濃度を低下させたりする。ここで、燃料の供給量は、例えば、単位時間あたりの燃料の標準体積であり、空気比は、燃焼用の空気量／理論空気量（燃料を完全に燃焼させるために必要な最低の空気量）である。以下、３つの運転モードそれぞれについて説明する。
【００２５】
（第１運転モード）
第１運転モードは、温室１０内のＣＯ２の濃度を第１二酸化炭素目標値とする運転モードである。なお、第１二酸化炭素目標値は、植物１２の種類に応じて決定される、当該植物１２の育成を大気環境より優位に促進する値であり、例えば、４００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍの範囲内の予め定められた値である。
【００２６】
具体的に説明すると、運転モード選択部１５２によって、第１運転モードが選択されると、供給量制御部１５４は、まず、第２濃度計測ユニット１４０によって計測されたＣＯ２の濃度が、第１二酸化炭素目標値（例えば、１０００ｐｐｍ）となるように、流量調整弁１１４ａの開度を調整して、燃焼部１１２に供給される燃料の供給量を制御する。
【００２７】
空気比制御部１５６は、供給量制御部１５４によって決定された燃料の供給量に基づいて、ＮＯ２が可能な限り生成されないような空気比（第１濃度計測ユニット１３０によって計測されたＮＯ２の濃度が後述する第１窒素酸化物目標値未満の所定の第２窒素酸化物目標値となる空気比、例えば、理論空気量）となるように、流量調整弁１１６ａの開度を調整する。
【００２８】
これにより、温室１０内を植物１２の育成を促進するＣＯ２雰囲気に維持することができ、効率よく植物１２を育成することが可能となる。
【００２９】
（第２運転モード）
第２運転モードは、温室１０内のＣＯ２の濃度を、第１二酸化炭素目標値未満の第２二酸化炭素目標値とするとともに、ＮＯ２の濃度を第１窒素酸化物目標値とする運転モードである。なお、第１窒素酸化物目標値は、植物１２の種類に応じて決定される、当該植物１２の育成を促進する値であり、例えば、５ｐｐｂ〜１０００ｐｐｂの範囲内の予め定められた値である。
【００３０】
具体的に説明すると、運転モード選択部１５２によって、第２運転モードが選択されると、供給量制御部１５４は、まず、第２濃度計測ユニット１４０によって計測されたＣＯ２の濃度が、第２二酸化炭素目標値（例えば、６００ｐｐｍ）となるように、流量調整弁１１４ａの開度を調整して、燃焼部１１２に供給される燃料の供給量を制御する。
【００３１】
空気比制御部１５６は、第１濃度計測ユニット１３０によって計測されたＮＯ２の濃度が第１窒素酸化物目標値（例えば、５０ｐｐｂ）となるように、流量調整弁１１６ａの開度を調整して、燃焼部１１２の空気比を制御する。具体的に説明すると、空気比制御部１５６は、供給量制御部１５４によって決定された燃料の供給量と、目的とする空気比（第１濃度計測ユニット１３０の計測値が第１窒素酸化物目標値となる空気比）とに基づいて、流量調整弁１１６ａの開度を調整し、燃焼部１１２の空気比を制御する。
【００３２】
このように、第２運転モードでは、温室１０の雰囲気中のＣＯ２の濃度が、第１二酸化炭素目標値未満の第２二酸化炭素目標値に維持されるように、燃料の供給量が制御され、温室１０の雰囲気中のＮＯ２の濃度が、第１窒素酸化物目標値に維持されるように、空気比が制御される。したがって、植物１２の育成を促進する二酸化炭素濃度の下限値を第２二酸化炭素目標値に設定すれば、植物１２の育成を促進するために必要な最低限のＣＯ２が確保できる燃料を燃焼させつつ、ＮＯ２の濃度を第１窒素酸化物目標値に維持することが可能となる。
【００３３】
これにより、第１運転モードと比較して、消費する燃料を低減しつつ、温室１０内を植物１２の育成を促進する雰囲気に維持することが可能となる。したがって、低コストで植物１２の育成を促進することが可能となり、効率よく植物１２を育成することができる。
【００３４】
（第３運転モード）
第３運転モードは、温室１０内のＣＯ２の濃度を第１二酸化炭素目標値とするとともに、ＮＯ２の濃度を第１窒素酸化物目標値とする運転モードである。
【００３５】
具体的に説明すると、運転モード選択部１５２によって、第３運転モードが選択されると、供給量制御部１５４は、まず、第２濃度計測ユニット１４０によって計測されたＣＯ２の濃度が第１二酸化炭素目標値となるように、流量調整弁１１４ａの開度を調整して、燃焼部１１２に供給される燃料の供給量を制御する。
【００３６】
空気比制御部１５６は、第１濃度計測ユニット１３０によって計測されたＮＯ２の濃度が第１窒素酸化物目標値となるように、流量調整弁１１６ａの開度を調整して、燃焼部１１２の空気比を制御する。
【００３７】
このように、第３運転モードでは、温室１０の雰囲気中のＣＯ２の濃度が、第１二酸化炭素目標値に維持されるように、燃料の供給量が制御され、温室１０の雰囲気中のＮＯ２の濃度が、第１窒素酸化物目標値に維持されるように、空気比が制御される。
【００３８】
これにより、温室１０内を、植物１２の育成をさらに促進する雰囲気に維持することができ、効率よく植物１２を育成することが可能となる。なお、第３運転モードでは、第２運転モードと比較して、単位時間あたりの燃料消費量は増加するものの、植物１２の育成を促進する効果を向上させることができる。したがって、第２運転モードで育成した場合と同等に植物１２が育成するまでの期間（例えば、植物１２の収量が実質的に等しくなる期間）を短縮することが可能となる。このように、ＣＯ２およびＮＯ２を供給する期間を短縮することができるため、第１運転モードと比較して、消費する燃料を低減しつつ、温室１０内を植物１２の育成を促進する雰囲気に維持することが可能となる。
【００３９】
このように、運転モード選択部１５２が少なくとも第２運転モードまたは第３運転モードを選択可能であることにより、燃料の消費量を低減することができる。具体的に説明すると、窒素酸化物による植物１２の育成促進効果は、播種後から所定期間が経過するまでの植物１２の生育の初期段階で特に発揮される。したがって、植物１２の育成の初期段階において、第２運転モードを選択することにより、第１運転モード（従来の二酸化炭素施肥）と同じ栽培期間、かつ、同等の植物１２の育成（同じ収量）を、燃料の消費量を低減して行うことができる。また、植物１２の育成の初期段階において、第３運転モードを選択することにより、第１運転モード（従来の二酸化炭素施肥）と同じ栽培期間、かつ同量の燃料の消費量で、植物１２の育成を促進（増収）することが可能となる。また、第３運転モードを選択することにより、第１運転モード（従来の二酸化炭素施肥）と同量の燃料の消費量で植物１２の育成を行っても、従来と同等に植物１２を育成させる栽培期間を短縮することが可能となる。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態にかかる植物育成促進装置１００によれば、温室１０内を植物１２の育成を促進する雰囲気に維持することができ、効率よく植物１２を育成することが可能となる。
【００４１】
（植物栽培方法）
続いて、植物育成促進装置１００を用いた植物栽培方法について説明する。図２は、植物栽培方法の流れを説明するためのフローチャートである。植物育成促進装置１００では、第１濃度計測ユニット１３０が常時ＮＯ２の濃度を監視するとともに、第２濃度計測ユニット１４０が常時ＣＯ２の濃度を監視しており、図２のフローチャートに示す処理は、所定時間間隔の割込処理として実行される。
【００４２】
（ステップＳ２１０）
中央制御部１５０は、運転モードが第１運転モードであるか否かを判定する。その結果、第１運転モードであると判定した場合にはステップＳ２２０に処理を移し、第１運転モードではないと判定した場合にはステップＳ２３０に処理を移す。
【００４３】
（ステップＳ２２０）
中央制御部１５０は、第１運転モード処理を遂行して、当該植物栽培方法にかかる処理を終了する。この第１運転モード処理については、後に詳述する。
【００４４】
（ステップＳ２３０）
中央制御部１５０は、運転モードが第２運転モードであるか否かを判定する。その結果、第２運転モードであると判定した場合にはステップＳ２４０に処理を移し、第２運転モードではないと判定した場合にはステップＳ２５０に処理を移す。
【００４５】
（ステップＳ２４０）
中央制御部１５０は、第２運転モード処理を遂行して、当該植物栽培方法にかかる処理を終了する。この第２運転モード処理については、後に詳述する。
【００４６】
（ステップＳ２５０）
中央制御部１５０は、第３運転モード処理を遂行して、当該植物栽培方法にかかる処理を終了する。この第３運転モード処理については、後に詳述する。
【００４７】
図３は、第１運転モード処理（ステップＳ２２０）の流れを説明するフローチャートである。
【００４８】
（ステップＳ２２０−１）
供給量制御部１５４は、第２濃度計測ユニット１４０が計測したＣＯ２の濃度（計測値Ｄ）が第１二酸化炭素目標値Ｄ１未満であるか否かを判定する。その結果、計測値Ｄが第１二酸化炭素目標値Ｄ１未満であると判定した場合には、ステップＳ２２０−３に処理を移し、計測値Ｄが第１二酸化炭素目標値Ｄ１未満ではないと判定した場合には、ステップＳ２２０−５に処理を移す。
【００４９】
（ステップＳ２２０−３）
供給量制御部１５４は、流量調整弁１１４ａの開度を大きくして、ステップＳ２２０−９に処理を移す。
【００５０】
（ステップＳ２２０−５）
供給量制御部１５４は、計測値Ｄが第１二酸化炭素目標値Ｄ１を上回っているか否かを判定する。その結果、計測値Ｄが第１二酸化炭素目標値Ｄ１を上回っていると判定した場合には、ステップＳ２２０−７に処理を移し、計測値Ｄが第１二酸化炭素目標値Ｄ１を上回っていないと判定した場合には、ステップＳ２２０−９に処理を移す。
【００５１】
（ステップＳ２２０−７）
供給量制御部１５４は、流量調整弁１１４ａの開度を小さくして、ステップＳ２２０−９に処理を移す。
【００５２】
（ステップＳ２２０−９）
空気比制御部１５６は、上記ステップＳ２２０−３またはステップＳ２２０−７において決定された流量調整弁１１４ａの開度に応じた燃料の供給量に基づいて、ＮＯ２が可能な限り生成されないような空気比となるように流量調整弁１１６ａの開度を調整する空気比制御処理を遂行して、当該第１運転モード処理を終了する。ここで、ＮＯ２が可能な限り生成されないような空気比は、例えば、実質的にストイキ燃焼を実現する空気比であったり、また、燃焼温度が十分に下がる程度にリーンな空気比である。
【００５３】
こうして、温室１０内が植物１２の育成を促進するＣＯ２雰囲気となるように、混合ガスが温室１０内に供給されることとなる。
【００５４】
図４は、第２運転モード処理（ステップＳ２４０）の流れを説明するフローチャートである。
【００５５】
（ステップＳ２４０−１）
供給量制御部１５４は、計測値Ｄが、第２二酸化炭素目標値Ｄ２未満であるか否かを判定する。その結果、計測値Ｄが第２二酸化炭素目標値Ｄ２未満であると判定した場合には、ステップＳ２４０−３に処理を移し、計測値Ｄが第２二酸化炭素目標値Ｄ２未満ではないと判定した場合には、ステップＳ２４０−５に処理を移す。
【００５６】
（ステップＳ２４０−３）
供給量制御部１５４は、流量調整弁１１４ａの開度を大きくして、ステップＳ２４０−９に処理を移す。
【００５７】
（ステップＳ２４０−５）
供給量制御部１５４は、計測値Ｄが第２二酸化炭素目標値Ｄ２を上回っているか否かを判定する。その結果、計測値Ｄが第２二酸化炭素目標値Ｄ２を上回っていると判定した場合には、ステップＳ２４０−７に処理を移し、計測値Ｄが第２二酸化炭素目標値Ｄ２を上回っていないと判定した場合には、ステップＳ２４０−９に処理を移す。
【００５８】
（ステップＳ２４０−７）
供給量制御部１５４は、流量調整弁１１４ａの開度を小さくして、ステップＳ２４０−９に処理を移す。
【００５９】
（ステップＳ２４０−９）
空気比制御部１５６は、第１濃度計測ユニット１３０が計測したＮＯ２の濃度（計測値Ｃ）が第１窒素酸化物目標値Ｃ１未満であるか否かを判定する。その結果、計測値Ｃが第１窒素酸化物目標値Ｃ１未満であると判定した場合には、ステップＳ２４０−１１に処理を移し、計測値Ｃが第１窒素酸化物目標値Ｃ１未満ではないと判定した場合には、ステップＳ２４０−１３に処理を移す。
【００６０】
（ステップＳ２４０−１１）
空気比制御部１５６は、流量調整弁１１６ａの開度を大きくして、当該第２運転モード処理を終了する。
【００６１】
（ステップＳ２４０−１３）
空気比制御部１５６は、計測値Ｃが第１窒素酸化物目標値Ｃ１を上回っているか否かを判定する。その結果、計測値Ｃが第１窒素酸化物目標値Ｃ１を上回っていると判定した場合には、ステップＳ２４０−１５に処理を移し、計測値Ｃが第１窒素酸化物目標値Ｃ１を上回っていないと判定した場合には、当該第２運転モード処理を終了する。
【００６２】
（ステップＳ２４０−１５）
空気比制御部１５６は、流量調整弁１１６ａの開度を小さくして、当該第２運転モード処理を終了する。
【００６３】
こうして、温室１０内が植物１２の育成を促進する雰囲気となるように、混合ガスが温室１０内に供給されることとなる。
【００６４】
図５は、第３運転モード処理（ステップＳ２５０）の流れを説明するフローチャートである。
【００６５】
（ステップＳ２５０−１）
供給量制御部１５４は、計測値Ｄが第１二酸化炭素目標値Ｄ１未満であるか否かを判定する。その結果、計測値Ｄが第１二酸化炭素目標値Ｄ１未満であると判定した場合には、ステップＳ２５０−３に処理を移し、計測値Ｄが第１二酸化炭素目標値Ｄ１未満ではないと判定した場合には、ステップＳ２５０−５に処理を移す。
【００６６】
（ステップＳ２５０−３）
供給量制御部１５４は、流量調整弁１１４ａの開度を大きくして、ステップＳ２５０−９に処理を移す。
【００６７】
（ステップＳ２５０−５）
供給量制御部１５４は、計測値Ｄが第１二酸化炭素目標値Ｄ１を上回っているか否かを判定する。その結果、計測値Ｄが第１二酸化炭素目標値Ｄ１を上回っていると判定した場合には、ステップＳ２５０−７に処理を移し、計測値Ｄが第１二酸化炭素目標値Ｄ１を上回っていないと判定した場合には、ステップＳ２５０−９に処理を移す。
【００６８】
（ステップＳ２５０−７）
供給量制御部１５４は、流量調整弁１１４ａの開度を小さくして、ステップＳ２５０−９に処理を移す。
【００６９】
（ステップＳ２５０−９）
空気比制御部１５６は、第１濃度計測ユニット１３０が計測したＮＯ２の濃度（計測値Ｃ）が第１窒素酸化物目標値Ｃ１未満であるか否かを判定する。その結果、計測値Ｃが第１窒素酸化物目標値Ｃ１未満であると判定した場合には、ステップＳ２５０−１１に処理を移し、計測値Ｃが第１窒素酸化物目標値Ｃ１未満ではないと判定した場合には、ステップＳ２５０−１３に処理を移す。
【００７０】
（ステップＳ２５０−１１）
空気比制御部１５６は、流量調整弁１１６ａの開度を大きくして、当該第３運転モード処理を終了する。
【００７１】
（ステップＳ２５０−１３）
空気比制御部１５６は、計測値Ｃが第１窒素酸化物目標値Ｃ１を上回っているか否かを判定する。その結果、計測値Ｃが第１窒素酸化物目標値Ｃ１を上回っていると判定した場合には、ステップＳ２５０−１５に処理を移し、計測値Ｃが第１窒素酸化物目標値Ｃ１を上回っていないと判定した場合には、当該第３運転モード処理を終了する。
【００７２】
（ステップＳ２５０−１５）
空気比制御部１５６は、流量調整弁１１６ａの開度を小さくして、当該第３運転モード処理を終了する。
【００７３】
こうして、温室１０内が植物１２の育成を促進する雰囲気となるように、混合ガスが温室１０内に供給されることとなる。
【００７４】
（実施例）
レタス（品種名：アノマ、トジョンマット、レッドファイヤー）、ホウレンソウ（品種名：おかめ、次郎丸草）、ハツカダイコン（品種名：コメット）、ヒロシマナ、トマト（品種名：マイクロトム）、キュウリ（品種名：はやみどり）の９種類の植物を、第１運転モードおよび第２運転モードでそれぞれ育成し、収穫後の乾燥重量を比較した。なお、第１運転モードでは、二酸化炭素目標値を１０００ｐｐｍとし、ＮＯ２は大気環境（３ｐｐｂ）と同様として栽培を行った。また、第２運転モードでは、二酸化炭素目標範囲の下限値を６００ｐｐｍとし、窒素酸化物目標値を５０ｐｐｂとして栽培を行った。
【００７５】
その結果、上記９種類の植物いずれにおいても、第１運転モードと第２運転モードとで栽培した結果得られたバイオマス（収穫物）の乾燥重量に有意な差が認められなかった。
【００７６】
以上のことから、レタス等のキク目（Asterales）、キク科（Asteraceae）、アキノノゲシ属（Lactica）の植物、ホウレンソウ等のナデシコ目（Caryophyllales）、ヒユ科（Amaranthaceae）、アカザ亜科（Chenopodioideae）、ホウレンソウ属（Spinacia）の植物、ハツカダイコン等のアブラナ目（Brassicales）、アブラナ科（Brassicaceae）、ダイコン属（Raphanus）の植物、ヒロシマナ等のアブラナ目（Brassicales）、アブラナ科（Brassicaceae）の植物、トマト等のナス目（Solanales）、ナス科（Solanaceae）、ナス属（Solanum）の植物、キュウリ等のウリ目（Cucurbitales）、ウリ科（Cucurbitaceae）、キュウリ属（Cucumis）の植物において、二酸化炭素の濃度を下限値に維持しても窒素酸化物の濃度を最適化することで、二酸化炭素の濃度を最適化した場合と同様の収量が得られることが確認された。
【００７７】
これにより、消費する燃料を低減しつつ、効率よく植物を育成することができることが分かった。
【００７８】
また、上記結果より、温室１０内の雰囲気の二酸化炭素の濃度および窒素酸化物の濃度を双方とも最適化することで、さらに効率よく植物１２を育成できることが推測される。
【００７９】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００８０】
例えば、上記実施形態において、燃焼部１１２が生成する窒素酸化物としてＮＯ２を例に挙げて説明したが、燃焼部１１２が生成する窒素酸化物の種類に限定はない。例えば、一酸化窒素（ＮＯ）、一酸化二窒素（Ｎ２Ｏ）、三酸化二窒素（Ｎ２Ｏ３）、四酸化二窒素（Ｎ２Ｏ４）、五酸化二窒素（Ｎ２Ｏ５）等のＮＯ２以外の他の１種類の窒素酸化物であってもよいし、複数種類の窒素酸化物の混合物であってもよい。
【００８１】
また、上記実施形態では、ＮＯ２を生成する燃焼部１１２を例に挙げて説明したため、第１濃度計測ユニット１３０がＮＯ２の濃度を計測する構成を例に挙げて説明した。しかし、第１濃度計測ユニット１３０は、燃焼部１１２が生成した窒素酸化物の濃度を測定すればよい。
【００８２】
また、上記実施形態において、第１〜第３運転モードのいずれかの運転モードに設定される植物育成促進装置１００を例に挙げて説明した。しかし、運転モードの数に限定はなく、植物育成促進装置は、少なくとも、第２運転モードおよび第３運転モードの双方または一方に設定できればよい。
【００８３】
また、上記実施形態において、温室１０内に植物育成促進装置１００が設けられる構成を例に挙げて説明した。しかし、植物育成促進装置１００は、混合ガスを温室１０内に供給できれば、温室１０外に設けられるとしてもよい。
【００８４】
また、上記実施形態では、１の運転モードにおいて、供給量制御部１５４が流量調整弁１１４ａの開度を調整する際の閾値となる二酸化炭素目標値が１つである場合を例に挙げて説明した。しかし、目標値に幅を持たせ（目標上限値と目標下限値とを設け）、第２濃度計測ユニット１４０が計測した二酸化炭素の濃度が目標下限値以上目標上限値未満の範囲内に維持されるように、流量調整弁１１４ａの開度を調整してもよい。例えば、二酸化炭素の濃度が目標下限値未満になったら流量調整弁１１４ａの開度を大きくし、目標上限値以上になったら開度を小さくするとよい。
【００８５】
また、上記実施形態では、１の運転モードにおいて、空気比制御部１５６が流量調整弁１１６ａの開度を調整する際の閾値となる窒素酸化物目標値が１つである場合を例に挙げて説明した。しかし、目標値に幅を持たせ（目標上限値と目標下限値とを設け）、第１濃度計測ユニット１３０が計測した窒素酸化物の濃度が目標下限値以上目標上限値未満の範囲内に維持されるように、流量調整弁１１６ａの開度を調整してもよい。例えば、窒素酸化物の濃度が目標下限値未満になったら流量調整弁１１６ａの開度を大きくし、目標上限値以上になったら開度を小さくするとよい。
【００８６】
また、上記実施形態の第１運転モードでは、第２濃度計測ユニット１４０が計測したＣＯ２の濃度が十分である場合（第１二酸化炭素目標値を満たしている場合）であっても、燃焼部１１２による燃焼を停止しない構成を例に挙げて説明した。しかし、第２濃度計測ユニット１４０が計測したＣＯ２の濃度が、第１二酸化炭素目標値を満たしている場合、燃焼部１１２による燃焼を停止するとしてもよい。
【００８７】
また、上記実施形態の第２、第３運転モードでは、第２濃度計測ユニット１４０が計測したＣＯ２の濃度が十分であり（第１二酸化炭素目標値もしくは第２二酸化炭素目標値を満たしている場合）、かつ、第１濃度計測ユニット１３０が計測したＮＯ２の濃度が十分である場合（第１窒素酸化物目標値を満たしている場合）であっても、燃焼部１１２による燃焼を停止しない構成を例に挙げて説明した。しかし、第２濃度計測ユニット１４０が計測したＣＯ２の濃度が、第１二酸化炭素目標値もしくは第２二酸化炭素目標値を満たし、かつ、第１濃度計測ユニット１３０が計測したＮＯ２の濃度が第１窒素酸化物目標値を満たしている場合、燃焼部１１２による燃焼を停止するとしてもよい。
【００８８】
また、上記実施形態では、供給量制御部１５４が、温室１０の雰囲気中のＣＯ２の濃度が、所定の二酸化炭素目標値に維持されるように、燃料の供給量を制御する構成を例に挙げて説明した。しかし、供給量制御部は、燃料の供給量を制御することができれば、温室１０の雰囲気中のＣＯ２の濃度を、所定の二酸化炭素目標値に維持せずともよい。
【００８９】
なお、本明細書の植物栽培方法の各工程は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいはサブルーチンによる処理を含んでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は、植物の育成を促進する植物育成促進装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１００  植物育成促進装置
１１２  燃焼部
１２０  供給手段
１５４  供給量制御部
１５６  空気比制御部
【図１】
0006560950.tif 000002
【図２】
0006560950.tif 000003
【図３】
0006560950.tif 000004
【図４】
0006560950.tif 000005
【図５】
0006560950.tif 000006