(57)【要約】【課題】従来の養液供給制御装置においては、栽培施設の外の日射量検出器の日射量検出に基づいて養液の供給量を制御するものであるので、遮光カ−テンの遮光度に拘らず養液が供給され、実際に植物が受ける日射量と養液の供給量とが対応せず、栽培する植物に生理障害が生じるおそれがある。【解決手段】栽培施設の養液供給制御装置において、カーテン開閉モータにより遮光カ−テンの開閉度を変更して調節可能で、積算日射量が給液開始値に達すると所定量の養液を供給するという所定の制御パタ−ンに基づいて自動的に植物へ養液を供給すると共に、遮光カ−テンの開閉度に基づいて養液供給の制御パタ−ンを補正して制御している。【選択図】　　　図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮光カ−テンの開閉度を変更して調節可能な栽培施設において、所定の制御パタ−ンに基づいて自動的に植物へ養液を供給すると共に、遮光カ−テンの開閉度に基づいて補正して制御することを特徴とする栽培施設の養液供給制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、遮光カ−テンを備える栽培施設の養液供給制御装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、所定時間おきに水等の養液を所定量供給するという所定の制御パタ−ンに基づいて、自動的に植物へ養液を供給する栽培施設の養液供給制御装置がある。
【０００３】
また、例えば特開平７−６７４８５号公報に示されるように、日射量を検出して積算日射量が所定値に達する毎に水等の養液を所定量供給するという所定の制御パタ−ンに基づいて、自動的に植物へ養液を供給する栽培施設の養液供給制御装置がある。この養液供給制御装置により、積算日射量に比例した量の養液を供給することができるので、必要に応じて経済的に養液を供給することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術の前者の養液供給制御装置においては、経過時間に基づいて養液の供給量を制御するものであり、日射量に基づいて養液の供給量を制御するものではないので、曇り又は雨天等、天候が悪くて日射量の少ないときにも所定量の養液が供給されて養液の供給が過多となり、栽培する植物に生理障害が生じるおそれがある。
【０００５】
また、上記従来技術の後者の養液供給制御装置においては、日射量に基づいて養液の供給量を制御するものであるので、天候に応じて養液の供給量を制御することができる。ところが、日射量を検出する日射量検出器が必要となり、一般的に日射量検出器は検出精度を向上させるために栽培施設の外の日光を受けやすいところに配置されるため、必要に応じて開閉度すなわち遮光度を変更して調節可能な遮光カ−テンを備える栽培施設の場合、遮光カ−テンの遮光度に拘らず養液が供給されるので、実際に植物が受ける日射量と養液の供給量とが対応せず、栽培する植物に生理障害が生じるおそれがある。尚、栽培施設内で日射量を検出する構成としたときは、遮光カ−テンを開閉させると栽培施設内における日射量のばらつきが生じやすく、日射量検出器により遮光カ−テンの開閉状態を適確に判断するのは困難であり、実際に植物が受ける日射量を精度良く検出することが困難である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記課題を解決するべく次の技術的手段を講じた。
すなわち、遮光カ−テンの開閉度を変更して調節可能な栽培施設において、所定の制御パタ−ンに基づいて自動的に植物へ養液を供給すると共に、遮光カ−テンの開閉度に基づいて補正して制御することを特徴とする栽培施設の養液供給制御装置とした。
【０００７】
従って、この栽培施設の養液供給制御装置は、所定の制御パタ−ンに基づいて自動的に植物へ養液を供給する。そして、遮光カ−テンの開閉度が変更されて調節されると、遮光カ−テンの開閉度に基づいて養液の供給制御が補正され、養液の供給量の適正化を図ることができる。
【０００８】
【発明の効果】
よって、この栽培施設の養液供給制御装置によると、遮光カ−テンの開閉度に基づいて養液の供給制御が補正されるので、養液の供給量の適正化を図ることができ、養液の供給の不適正により栽培する植物に生理障害が生じるのを防止して、植物を良好に栽培することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図１及び図２は、温室１を示したものであり、この温室１は、東西南北の四方の側壁２及び天井３を透明のガラスで構成し、ガラス張りになっている。前記温室の南北方向の中央には作業者、作業台車あるいは防除機等が通過することができる通路４を設けており、この通路４は、路面がコンクリ−トで構成されたコンクリ−ト通路で、温室の東端から西端まで東西方向に長く構成されている。通路４の南北に、栽培ベッド５を配置した栽培区域を構成している。通路４の両端部には、温室１への出入り口６が構成されている。
【００１０】
温室１内の上部の空間には、温室の南北方向に長く延びる支持具７が地面に並行に東西方向に複数本配置されている。一対の支持管８が支持具７の下に平行に配置され、複数の吊具９で支持具７に吊り下げられている。左右の耳部１０ａがそれぞれの支持管８に掛けられて容器１０が地面から浮くように吊られている。容器１０には、台形に曲げた受板１１が底に入りロックウールで作った栽培ベッド５がその上に載っている。尚、１本の支持具７に対して通路４を挟んで南北に２個の栽培ベッド５が配置され、該栽培ベッド５は、南北の栽培区域においてそれぞれ南北方向に長く延びて東西方向に複数並列に配置された構成となっている。苗を移植したキューブ１２が栽培ベッド５に左右２列に並んで載るようになっている。
【００１１】
キューブ１２から伸長する苗の茎ｋは、上方から吊り下げられた誘引紐１３によって上方へ誘引される。誘引紐１３は、誘引紐ホルダ１４に糸巻状に巻き込まれており、該ホルダ１４から引き出されるようになっている。誘引紐ホルダ１４の上部には誘引フック１４ａを設けており、この誘引フック１４ａを温室１内の上部に栽培ベッド５のキューブ１２の列に沿って南北方向に延びる誘引ワイヤ１５にひっかけて誘引紐ホルダ１４を吊る構成となっている。尚、誘引ワイヤ１５は、栽培ベッド５のキューブ１２の列の数に合わせて東西方向に複数並列に配置された構成となっている。図４に示すように、クリップ１６により誘引紐１３に作物の茎ｋを固定して栽培すると、茎ｋは誘引紐１３をつたって上方へ伸長していく。そして、誘引ワイヤ１５（誘引紐ホルダ１４）の高さまで茎ｋが伸長すると、適宜、誘引紐ホルダ１４から誘引紐１３を繰り出しながら誘引紐ホルダ１４を誘引ワイヤ１５に沿って南北方向の一方側へ栽培ベッド５に沿ってずらし、茎ｋが上方へ伸長するスペ−スをとって栽培する。尚、必要に応じて、適宜作物の茎ｋをクリップ１６により誘引紐に固定していく。
【００１２】
誘引ワイヤ１５は、東西方向に延びる温室１内の複数のラチス１７の上側で該ラチス１７に支持される。従って、誘引紐ホルダ１４の重みにより、誘引ワイヤ１５は、ラチス１７の間で下へ撓んだ状態となる。すると、誘引ワイヤ１５の誘引フック１４ａが誘引ワイヤ１５に沿って該誘引ワイヤ１５の低位側へ移動しやすくなり、図６（ａ）に示すように各苗株の誘引紐ホルダ１４が一箇所に集まるように移動し、誘引ワイヤ１５の適正な位置に誘引紐ホルダ１４を保持できなくなるおそれがある。ところが、前記誘引フック１４ａの誘引ワイヤ１５への係止部には滑りにくい素材であるビニール材１４ｂを接着剤で貼り付けており、誘引フック１４ａと誘引ワイヤ１５との接触抵抗を大きくし、誘引フック１４ａが誘引ワイヤ１５上で滑って移動するのを防止している。従って、各苗株の誘引紐ホルダ１４を誘引ワイヤ１５上で等間隔で適正な位置に配置でき、各苗株の茎部が互いに近づいて密集するようなことを防止でき、各苗株が互いに成育を阻害せずに十分な太陽光を得ることができ、作物を良好に成育することができる。尚、誘引フック１４ａの誘引ワイヤ１５への係止部を、ゴム材にして滑りにくい素材としてもよい。また、誘引ワイヤ１５を滑りにくい素材としてもよい。
【００１３】
図４に示すように、誘引紐ホルダ１４を誘引ワイヤ１５に沿って移動させながら作物を栽培するので、茎ｋが長くなると茎ｋの下部がキューブ１２より下に垂れ下がるおそれがある。そこで、栽培ベッド５の側方に所定間隔おきに茎受け具１８を設け、該茎受け具１８上に茎ｋを載せて茎ｋの下部が栽培ベッド５に沿って横方向に向くようにしている。この茎受け具１８は、中央部１８ａが低位となるように平板を折り曲げて構成され、容器１０内にはめ込んだ後、上側に栽培ベッド５を載置して装着される。茎受け具１８の茎受け部分１８ｂは、両端部に構成され栽培ベッド５の左右両側にそれぞれのキューブ１２の列に対応して設けられている。尚、茎受け具１８の茎受け部分１８ｂの外端には立ち上がり部１８ｃを設け、この立ち上がり部１８ｃにより茎受け具１８に載せた茎ｋが外方へ脱落しないようにしている。茎受け具１８は、図７に示すように、平板で構成されているので、前後方向（栽培ベッド５の方向）への回動が規制され、栽培ベッド５に対して茎受け部分１８ｂを適正な位置に維持できる。従来の茎受け具１８は、図８に示すように、棒材で構成されているので、前後方向（栽培ベッド５の方向）へ無闇に回動するおそれがあり、栽培ベッド５に対する茎受け部分１８ｂの位置が変化して適正に茎ｋを受けることができないおそれがある。
【００１４】
容器１０の下部で栽培ベッド５の下方の左右幅方向中央には、栽培ベッド５に養液を供給するための給液パイプ１９を栽培ベッド５に沿って南北方向に延設している。給液パイプ１９の上方で栽培ベッド５の下方の位置には、栽培ベッド５からの排液（余剰の養液）を受けて回収する排液ガ−タ−２０を給液パイプ１９と同様に南北方向に延設している。尚、容器１０、栽培ベッド５及び排液ガ−タ−２０はその長手方向（南北方向）に若干傾斜しており、排液ガ−タ−２０で受けた排液が該ガ−タ−２０の一端へ回収されるようになっている。給液パイプ１９からそれぞれのキューブ１２へ養液を供給するそれぞれのドリップホ−ス２１を設け、キューブ１２に移植した苗に養液を供給して作物を栽培するようになっている。
【００１５】
従って、給液パイプ１９を栽培ベッド５及び排液ガ−タ−２０の下方に配置しているので、栽培ベッド５あるいは排液ガ−タ−２０により影になって給液パイプ１９へ太陽光が照射しないので、栽培ベッド５へ供給する養液が高温になるのを防止できる。特に、夏季に養液が異常な高温となるのを防止でき、栽培床となる栽培ベッド５が異常な高温になって栽培に悪影響を及ぼすことを防止できる。また、給液パイプ１９が栽培ベッド５の側方に配置されていないので、温室１内の栽培面積を小さくできると共に、給液パイプ１９が作業者あるいは作業車等による栽培ベッド５の側方からの作業や栽培作物の成育等の邪魔にならない。従来は、吊り下げ式の栽培ベッドの上部側方や栽培ベッドを載せる容器の上側側部の耳部に給液パイプを設けていたので、太陽光が照射により給液パイプの温度が上昇しやすく、栽培ベッドへ供給する養液が高温になることがあった。尚、栽培ベッドの上部側方に給液パイプを設けた場合は、給液パイプが栽培ベッドの側方からの作業の邪魔になったり成育する栽培作物と干渉してその成育を阻害したりするおそれがある。
【００１６】
図９に示すように、養液を貯留するＡタンク２２並びにＢタンク２３及び酸タンク２４からポンプユニット２５を介して給液パイプ１９へ養液が供給される構成となっている。尚、肥料成分の異なる養液をＡタンク２２とＢタンク２３とに貯留し、Ａタンク２２及びＢタンク２３からの肥料成分の異なる養液の混合割合をポンプユニット２５で調整し、所望の肥料成分の養液を得るようになっている。そして、ポンプユニット２５から各栽培ベッド５の給液パイプ１９へ養液が分流される構成であり、作物を栽培しない容器１０あるいは栽培ベッド５がある場合に各給液パイプ１９への給液を停止できる給液停止バルブ２６をそれぞれ設け、該給液停止バルブ２６により無駄に養液を供給することを防止できる。これらの構成を備えて、養液供給装置が構成される。
【００１７】
また、各排液ガ−タ−２０で回収された排液が合流して排液回収タンク２７ヘ貯留され、該排液回収タンク２７から殺菌前タンク２８を介して殺菌装置２９へ供給され、該殺菌装置２９により排液を殺菌する。殺菌装置２９で殺菌された排液は、二次原水タンク３０へ送られて原水に混合されて肥料濃度が調整され、ポンプユニット２５へ供給して養液として再利用できる構成となっている。尚、原水を貯留する一次原水タンク３１から前記二次原水タンク３０へ原水を供給する構成となっている。これにより、二次原水タンク３０で殺菌された排液と原水とを混合しながら肥料濃度が調整できるので、所望の肥料濃度に精度良く調整することができ、従来の排液再利用装置のように肥料濃度が高い養液（排液）をポンプユニット２５を介して給液パイプ１９ひいては栽培ベッド５へ供給してしまうことを防止でき、栽培する苗や作物に肥料焼けが生じるようなことを防止できる。尚、従来の排液再利用装置は、原水を貯留する一次原水タンク及び殺菌装置で殺菌された排液を貯留する殺菌後タンクから直接原水及び排液がポンプユニットへ供給される構成であったので、栽培過程や栽培状況等によって排液の肥料濃度がまちまちであるため、原水と排液との混合割合を調整してポンプユニットへ供給しようとしても排液の肥料濃度の変化が激しくて対応しきれず、再利用する養液の肥料濃度を所望の肥料濃度に精度良く調整することが困難であった。
【００１８】
ポンプユニット２５において、二次原水タンク３０から栽培ベッド５へ養液を供給するポンプ３２を並列に２個設けている。通常は、前記２個のポンプ３２のうち、一方を使用して養液を供給する。そして、使用しているポンプ３２が故障したとき、該ポンプ３２を停止してその吸入口及び吐出口のバルブ３３を閉じ、他方のポンプ３２の吸入口及び吐出口のバルブ３３を開いて該他方のポンプ３２を駆動し、養液供給を継続することができる。これにより、前記ポンプ３２の故障で栽培する植物（作物）が枯れてしまうようなことがなく、良好な栽培を維持することができる。故障しているポンプ３２の吸入口及び吐出口のバルブ３３を閉じているので、他方のポンプ３２により養液供給を継続しながら、故障しているポンプ３２を修理したり良品のポンプと交換したりすることができる。従来は、単一のポンプにより養液を供給するようになっていたので、そのポンプが故障すると養液供給が行えなくなり、植物（作物）の栽培に悪影響を与えるおそれがある。
【００１９】
温室１の天井３部には、南北方向に複数の遮光カーテン３４を所定間隔おきに設けている。この遮光カーテン３４は、スプリング（図示せず）により該遮光カーテン３４の南側に配置した巻取軸３５に巻き取られて開くようになっている。温室１内の北端にはカーテン開閉モータ３６を設けており、該モータ３６の駆動によりカーテン開閉ワイヤ３７を介して複数の遮光カーテン３４を同時に巻取軸３５から引き出す構成となっている。尚、この複数の遮光カーテン３４により、温室１の天井部の全面を遮光することができる。カーテン開閉モータ３６部には、該モータ３６の回転位置により遮光カーテン３４の開閉度（開閉量）を検出する遮光カーテン開閉センサ３８を設けている。温室１内の側壁２部には、ある程度の光を遮るため開閉しない非開閉式カーテン３９を装備している。
【００２０】
温室１外の南側には、日射量センサ４０を設けている。この日射量センサ４０により検出される日射量に基づいて、遮光カーテン開閉センサ３８の検出により遮光カーテン３４が所望の開閉度となるよう、カーテン開閉モータ３６を駆動制御して遮光カーテン３４の開閉度を変更して制御し、日射量が大きいときは遮光カーテン３４を大きく閉じて遮光率を上げるようになっている。
【００２１】
図１２に基づいて養液の供給制御について説明すると、日射量センサ４０の検出により積算日射量を逐次演算し（ステップ１）、積算日射量が給液開始値に達するとポンプユニット２５へ給液信号を出力して所定量の養液を供給するようになっている（ステップ２）。尚、ポンプユニット２５へ給液信号が出力されると、積算日射量をクリアして０に戻す。また、前記給液開始値は、遮光カーテン開閉センサ３８値より遮光カーテン３４が完全に開いた状態（遮光率０）のときは予め設定した所定値となり（ステップ３）、遮光カーテン３４が幾分でも閉じている状態のときは遮光カーテン開閉センサ３８値に基づいて遮光カーテン３４の開閉度に応じて前記予め設定した所定値から加算して補正し（ステップ４）、遮光カーテン３４を閉じ量が大きいほど給液開始値を大きくして養液を供給回数が少なくなるようにしている。
【００２２】
以上により、この栽培施設の養液供給制御装置は、カーテン開閉モータ３６により遮光カ−テン３４の開閉度を変更して調節可能で、積算日射量が給液開始値に達すると所定量の養液を供給するという所定の制御パタ−ンに基づいて自動的に植物へ養液を供給すると共に、遮光カ−テン３４の開閉度に基づいて養液供給の制御パタ−ンを補正して制御している。
【００２３】
従って、この栽培施設の養液供給制御装置は、所定の制御パタ−ンに基づいて自動的に植物へ養液を供給する。そして、遮光カ−テン３４の開閉度が変更されて調節されると、遮光カ−テン３４の開閉度に基づいて養液の供給制御が補正され、養液の供給量の適正化を図ることができる。よって、養液の供給の不適正により栽培する植物に生理障害が生じるのを防止して、植物を良好に栽培することができる。特に、トマトの栽培において、日射量の大きい４月〜６月に生理障害が生じるのを防止でき、良質の作物を栽培することができる。
【００２４】
尚、養液供給の制御パタ−ンを、所定時間に養液を供給するようにし、積算日射量に基づいて養液の供給量を制御するパタ−ンとしてもよい。このときは、遮光カ−テン３４の開閉度に基づいて養液の供給量が補正される構成となる。
尚、この養液供給制御においては、夜間には給液しないように１日のうちの給液可能時間帯を設定し、該給液可能時間帯にのみ養液を供給するようになっている。そして、給液可能時間帯を過ぎたとき（夕方等）、酸タンク２４に貯留した酸を所定時間（５秒間）供給し、ドリップホ−ス２１内を洗浄するようになっている。従来、夜間にドリップホ−ス２１内に養液が貯留されたままになるのでドリップホ−ス２１内に液肥が固結しやすく、ドリップホ−ス２１に目詰まりが生じて翌日の養液供給を円滑に行えないことがあるが、ドリップホ−ス２１内に酸を流して洗浄することにより、この不具合を解消できる。尚、前記酸は、重量濃度１％程度の硝酸等、植物の成育を阻害しない程度のものである。また、ドリップホ−ス２１内に酸を流して洗浄した後に原水を流し、栽培ベッド５に酸が残らないようにして酸により植物の成育を阻害しないようにしてもよい。
【００２５】
ところで、温室１には、冬期等の栽培のために暖房用の温水配管を備える暖房装置４１を設けている。この暖房装置４１は、ボイラー４２からの温水を温室内の東端を介して南端及び北端へ供給する供給配管４３と、該供給配管４３に接続して各栽培ベッド５間で温水を往復させる支配管４４と、該支配管４４から温室１内の南端又は北端を介して東端に合流させて温水をボイラー４２へ戻す戻り配管４５とを設けている。また、温室１内の東端の供給配管４３から分岐して通路４上で温水を往復させる通路上配管４６を２本設け、この通路上配管４６からの戻り温水が前記戻り配管４５に合流する。この通路上配管４６に供給配管４３からの温水が直接供給されるので、コンクリ−ト通路４上も効率良く暖房することができ、温室内全体の温度むらを少なくして栽培を良好に行える。尚、通路上配管４６を地面から２〜４ｍの高さに設けており、通路での移動に支障にならないようにしている。
【図面の簡単な説明】
【図１】温室を西側から見た側面図
【図２】温室を南側から見た側面図
【図３】栽培ベッドを示す断面図
【図４】誘引紐を使用して栽培する方法を判りやすく示す図
【図５】誘引紐ホルダを示す図
【図６】誘引ワイヤと誘引紐ホルダとの関係を示す図
【図７】茎受け具を示す図
【図８】従来の茎受け具を示す図
【図９】養液供給経路を示す図
【図１０】遮光カーテン及び非開閉式カーテンを判りやすく示す温室の平面図
【図１１】遮光カーテンを示す図
【図１２】養液供給制御のフローチャート
【図１３】暖房装置を判りやすく示す温室の平面図
【図１４】通路上配管を示す図
【符号の説明】
１…温室、２５…ポンプユニット、３４…遮光カ−テン、３６…カーテン開閉モータ、３８…遮光カーテン開閉センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004057150.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2004057150.tif 000012
【図１１】
2004057150.tif 000013
【図１２】
2004057150.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年9月4日(2002.9.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2004057150.tif 000017
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2004057150.tif 000018
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2004057150.tif 000019
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2004057150.tif 000020
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2004057150.tif 000021
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2004057150.tif 000022
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
2004057150.tif 000023
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
2004057150.tif 000024
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
2004057150.tif 000025
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１２】
2004057150.tif 000026
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１３】
2004057150.tif 000027
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１４】
2004057150.tif 000028