(57)【要約】【課題】養液に不足している肥料成分を供給する際に、不足の肥料成分のイオンとともに供給される対イオンを好適に選択する。【解決手段】植物Ｘの育成に必要な肥料成分を含む養液が供給される植物育成槽１０と、養液に含まれるイオン濃度を測定するイオン濃度測定部Ｓ２と、イオン濃度測定部Ｓ２の測定結果に基づき、養液に不足している不足肥料成分を判断する判断部５３とを具備し、判断部５３が、不足肥料成分のイオンとともに養液に供給される対イオンの種類を、植物Ｘの品種、植物Ｘの成長時期、植物Ｘに備えさせる機能、植物Ｘの健康状態、又は対イオンの人体に対する害の程度のうち少なくとも１つをパラメータとして決定するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物の育成に必要な肥料成分を含む養液中のイオン濃度を測定するイオン濃度測定部と、
前記イオン濃度測定部の測定結果に基づき、前記養液に不足している不足肥料成分を判断する判断部と、
前記不足肥料成分のイオン及び対イオンを含む補給用養液を前記養液に補給するための補給指令信号を出力する補給指令部とを具備し、
前記対イオンの種類が、前記植物の品種、前記植物の成長時期、前記植物に備えさせる機能、前記植物の健康状態、又は前記対イオンの人体に対する害の程度のうち少なくとも１つをパラメータとして決定されている植物育成システム。
【請求項２】
前記対イオンが、前記養液のｐＨ、電気伝導度、透過率、ＴＯＣ若しくはＣＯＤ、前記植物に含まれる有機酸若しくはクロロフィルムの量、前記植物の葉の温度、前記植物の色若しくは大きさ、前記植物から放出されるガス成分、カビ又は菌の検出の有無、溶存酸素量のうち少なくとも１つをさらにパラメータとして決定されている請求項１記載の植物育成システム。
【請求項３】
植物の育成に必要な肥料成分を含む養液が供給される植物育成槽と、
前記養液に含まれるイオン濃度を測定するイオン濃度測定部と、
前記イオン濃度測定部の測定結果に基づき、前記養液に不足している不足肥料成分を判断する判断部とを具備し、
前記判断部が、前記不足肥料成分のイオンとともに前記養液に供給される対イオンの種類を、前記植物の品種、前記植物の成長時期、前記植物に備えさせる機能、前記植物の健康状態、又は前記対イオンの人体に対する害の程度のうち少なくとも１つをパラメータとして決定する植物育成システム。
【請求項４】
前記判断部が、前記養液のｐＨ、電気伝導度、透過率、ＴＯＣ若しくはＣＯＤ、前記植物に含まれる有機酸若しくはクロロフィルムの量、前記植物の葉の温度、前記植物の色若しくは大きさ、前記植物から放出されるガス成分、前記植物からカビ又は菌の検出の有無、溶存酸素量のうち少なくとも１つをパラメータとして前記対イオンの種類を決定する請求項３記載の植物育成システム。
【請求項５】
前記養液の成分、濃度若しくは液温、前記植物が育成される気温若しくは湿度、前記植物に照射する光の照度若しくは波長、前記植物に供給する二酸化炭素の濃度若しくは供給量、又は前記植物に供給する風量のうち少なくとも１つを制御する制御部をさらに具備する請求項３又は４記載の植物育成システム。
【請求項６】
前記判断部により用いられる１又は複数のパラメータの値と、前記制御部により制御される制御対象の目標値とを関連付けて記憶する記憶部をさらに具備する請求項５記載の植物育成システム。
【請求項７】
植物の育成に必要な肥料成分を含む養液中のイオン濃度を測定するイオン濃度測定ステップと、
前記イオン濃度測定ステップの測定結果に基づき、前記養液に不足している不足肥料成分を判断する不足肥料成分判断ステップと、
前記不足肥料成分のイオンとともに前記養液に供給される対イオンの種類を、前記植物の品種、前記植物の成長時期、前記植物に備えさせる機能、前記植物の健康状態、又は前記対イオンの人体に対する害の程度のうち少なくとも１つをパラメータとして決定する対イオン決定ステップとを具備する植物育成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、完全人工環境又は半人工環境内で植物を育成する植物育成システム及び植物育成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水耕栽培による植物育成システムにおいて、一般的に用いられてきた電気伝導度（ＥＣ）による養液調整方法とは、全肥料成分のトータル濃度を管理するものであるため、例えば、植物の吸収に伴う特定肥料成分のみの濃度低下に対して好適に対応することができない。
【０００３】
そこで、近時では、養液中のイオン濃度を測定して不足分の肥料成分のみを補給する調整方法が考えられている。例えば、特許文献１には、不足している肥料成分を補給する際に、その肥料成分イオンと同時に補給される対イオンによる養液中のイオンバランスの崩れをも考慮した肥料成分調整方法が開示されている。
【０００４】
しかしながら、上述した肥料成分調整方法は、イオンバランスを考慮して補給された対イオンが、植物や人体にどのような影響を及ぼすかまでは検討されておらず、対イオンの種類によっては育成している植物にとって不適切であったり、人体にとって悪影響を及ぼしたりする可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１０３８５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決すべくなされたものであって、養液に不足している肥料成分を供給する際に、植物や人体などにとって好適な種類の対イオンを含む養液を供給できるようにすることをその主たる課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち本発明に係る植物育成システムは、植物の育成に必要な肥料成分を含む養液中のイオン濃度を測定するイオン濃度測定部と、前記イオン濃度測定部の測定結果に基づき、前記養液に不足している不足肥料成分を判断する判断部と、前記不足肥料成分のイオン及び対イオンを含む補給用養液を前記養液に補給するための補給指令信号を出力する補給指令部とを具備し、前記対イオンの種類が、前記植物の品種、前記植物の成長時期、前記植物に備えさせる機能、前記植物の健康状態、又は前記対イオンの人体に対する害の程度のうち少なくとも１つをパラメータとして決定されていることを特徴とするものである。
【０００８】
このように構成された植物育成システムであれば、補給用養液に含まれる対イオンの種類が、植物の品種、植物の成長時期、植物に備えさせる機能、植物の健康状態、又は人体に及ぼす影響の少なくとも１つを考慮して決定されているので、植物や人体などにとって好適な種類の対イオンが含まれる養液を補給することができる。
上述したパラーメタを考慮する必要がある理由は、例えば塩害に弱い品種の植物にとっては塩化物イオンが不適切であり、植物の成長時期によってはアンモニウムイオン等によるアンモニア障害につながる恐れがあり、植物に備えさせる機能によってはナトリウムイオンやカリウムイオンのバランスを調整する必要があり、植物の健康状態によっては窒素イオン、リン、カリウム等を与える量を調整する必要があり、人体にとって硝酸イオン等が有害となり得るからである。
【０００９】
また、本発明に係る植物育成システムは、植物の育成に必要な肥料成分を含む養液が供給される植物育成槽と、前記養液に含まれるイオン濃度を測定するイオン濃度測定部と、前記イオン濃度測定部の測定結果に基づき、前記養液に不足している肥料成分を判断する判断部とを具備し、前記判断部が、不足している肥料成分のイオンとともに前記養液に供給される対イオンの種類を、前記植物の品種、前記植物の成長時期、前記植物に備えさせる機能、又は前記対イオンの人体に対する害の程度のうち少なくとも１つをパラメータとして決定することを特徴とするものである。
【００１０】
このように構成された植物育成システムであれば、上記と同様の作用効果を得ることができる。
【００１１】
より具体的な実施態様としては、前記養液のｐＨ、電気伝導度、透過率、ＴＯＣ若しくはＣＯＤ、前記植物に含まれる有機酸若しくはクロロフィルムの量、前記植物の葉の温度、前記植物の色若しくは大きさ、前記植物から放出されるガス成分、カビ又は菌の検出の有無、溶存酸素量のうち少なくとも１つをパラメータとして前記対イオンの種類が決定されることが好ましい。
【００１２】
植物の育成に適した育成環境を形成するためには、前記養液の成分、濃度若しくは液温、前記植物が育成される気温若しくは湿度、前記植物に照射する光の照度若しくは波長、前記植物に供給する二酸化炭素の濃度若しくは供給量、又は前記植物に供給する風量のうち少なくとも１つを制御する制御部をさらに具備することが好ましい。
【００１３】
植物の育成に適した育成環境を再現できるようにするためには、前記判断部により用いられる１又は複数のパラメータの値と、前記制御部により制御される制御対象の目標値とを関連付けて記憶する記憶部をさらに具備することが好ましい。
【００１４】
また、本発明に係る植物育成方法は、植物の育成に必要な肥料成分を含む養液中のイオン濃度を測定するイオン濃度測定ステップと、前記イオン濃度測定ステップの測定結果に基づき、前記養液に不足している不足肥料成分を判断する不足肥料成分判断ステップと、前記不足肥料成分のイオンとともに前記養液に供給される対イオンの種類を、前記植物の品種、前記植物の成長時期、前記植物に備えさせる機能、前記植物の健康状態、又は前記対イオンの人体に対する害の程度のうち少なくとも１つをパラメータとして決定する対イオン決定ステップとを具備することを特徴とする。
このような植物育成方法であれば、上述した植物育成システムと同様の作用効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
このように構成した本発明によれば、養液に不足している肥料成分を供給する際に、植物や人体などにとって好適な種類の対イオンを含む養液を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態の植物育成システムを模式的に示す図。
【図２】同実施形態の制御装置の機能を示す機能ブロック図。
【図３】その他の実施形態の植物育成システムを模式的に示す図。
【図４】その他の実施形態のセンサ集約装置を模式的に示す図。
【図５】その他の実施形態における制御装置の機能を示す機能ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明に係る植物育成システムの一実施形態について説明する。
【００１８】
本実施形態の植物育成システム１００は、例えば、図１に示すように、植物Ｘを育成室Ｒ内の完全人工環境で水耕栽培するためのものであり、植物Ｘが育成される植物育成槽１０と、植物Ｘに光を照射する光照射装置２０と、育成室Ｒ内を空調する空調装置３０と、植物育成槽１０に養液を供給する養液供給装置４０と、これらの各種装置を制御する制御装置５０とを具備している。
【００１９】
植物育成槽１０は、植物Ｘを収容するとともに、植物Ｘの育成に必要な肥料成分を含む養液が流れるように構成されている。ここでは、複数の前記植物育成槽１０が上下方向に多段に配置されており、各植物育成槽１０の一端開口（図示しない）から供給した養液を他端開口（図示しない）から導出するとともに、導出した養液を再度前記一端開口に戻して養液が植物育成槽１０内を循環するようにしている。
なお、前記肥料成分は、例えばＫ、Ｐ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｎ、Ｆｅ、Ｂ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｓｉ、Ｃｌ、Ａｌ、Ｎａであるが、その他の種々の成分を肥料成分として適宜養液に含ませても構わない。
【００２０】
前記植物育成槽１０には植物Ｘの育成環境を測定するための種々のセンサＳ１（以下、育成環境センサともいう）が設けられている。育成環境として測定されるパラメータ（以下、育成環境パラメータともいう）の具体例は、育成室Ｒ内の気温や湿度、植物Ｘに照射される光の光質（例えば照度や波長）、植物Ｘに供給される二酸化炭素の濃度や供給量、植物Ｘに供給される風量や風向、植物Ｘの葉の温度（葉温）などである。また、育成環境センサＳ１としては、例えば温度センサ、湿度センサ、光検出器、ＣＯ２ガス濃度計、風速計、菜温計などが挙げられる。葉温を測定する育成環境センサＳ１としては、例えば赤外光を用いた放射温度計であっても良い。これならば、熱電対など葉に接触させるセンサと比較して、植物Ｘの葉に葉温を測定するためのセンサを取り付ける手間を不要にすることができ、さらに葉にストレスを与える事がない。また、熱電対を取り付けると、熱電対自体が熱容量を持つので、正確な葉温を測るためには放射温度計のほうが好ましい。
なお、上述した各種育成環境センサＳ１は、育成環境を精度良く測定すべく植物Ｘの近傍に設けておくことが好ましいが、必ずしも植物育成槽１０に設けてある必要はなく、例えば育成室Ｒの壁や天井などに設けても良い。
【００２１】
光照射装置２０は、例えば所定波長及び／又は所定照度の光を植物Ｘに照射するものであり、ここでは、ＬＥＤ光源を有し、植物Ｘの上方に設けられている。
なお、光照射装置２０は、蛍光灯やナトリウムランプを有しているものであっても良い。
【００２２】
空調装置３０は、育成室Ｒ内の空気が送り込まれる空調機３１と、前記空調機３１により温度や湿度が調整された空気を複数の送風口から育成室Ｒ内に送り込む送風ダクト３２とを具備するものである。
本実施形態では、育成室Ｒ外（屋外）に二酸化炭素を収容するボンベ６０が設置されており、このボンベ６０と前記送風ダクト３２とを接続する二酸化炭素供給配管６１を介して、所定量の二酸化炭素を送風ダクト３２から育成室Ｒ内に供給できるようにしている。
この二酸化炭素供給配管６１には、例えば電磁弁などの開閉弁Ｖ１が設けられている。
【００２３】
養液供給装置４０は、植物育成槽１０に養液を供給しながら循環させるものであり、養液を貯蓄する養液貯蓄タンク４１と、養液貯蓄タンク４１及び植物育成槽１０の一端開口（図示しない）を接続する導入管４２と、植物育成槽１０の他端開口（図示しない）及び養液貯蓄タンク４１を接続する導出管４３と、前記導入管４２を介して植物育成槽１０に所定量の養液を圧送する圧送ポンプＰとを具備している。
【００２４】
ここで、植物育成槽１０を循環する養液は、例えば蒸散等により全体量が低減したり、植物Ｘの吸収により例えば特定の肥料成分が減少したりする。
このことから、本実施形態の植物育成システム１００は、適宜新たな養液（以下、補給用養液ともいう）を養液貯蓄タンク４１に補充すべく、図１に示すように、養液補給機構７０をさらに具備している。
【００２５】
前記養液補給機構７０は、一端開口から補給用養液が導入されるとともに、この補給用養液を養液貯蓄タンク４１内に位置する他端開口から導出する補給用配管７１と、この補給用配管７１に設けられた例えば電磁弁などの開閉弁Ｖ２と、この補給用配管７１に設けられた図示しないポンプとを有している。
【００２６】
前記補給用配管７１を介して補給される補給用養液は、予め複数種類のものが用意されており、具体的には、複数種類の肥料成分が所定の割合で予め混ぜ合わされた基準養液や、単一種類の肥料成分が含まれる単一成分養液などである。
これらの補給用養液は、１又は複数種類の肥料成分のイオン（以下、肥料成分イオンともいう）と、この肥料成分イオンと対になる対イオンとが塩を形成した状態で溶存したものである。ここでは、複数種類の補給用養液として、互いに同一種類の肥料成分イオン（例えば、Ｋ＋など）を含んでおり、この肥料成分イオンとともに含まれる対イオンが互いに異なる種類のものが用意されている。
なお、前記各補給用養液は、補給用養液タンクＴに収容されており、前記補給用配管７１には各補給用養液タンクそれぞれに対応して電磁弁などの開閉弁ＶＴが設けられている。
【００２７】
本実施形態では、養液中に不足している不足肥料成分を検出すべく、上述した養液貯蓄タンク４１に、養液に含まれる肥料成分イオンの濃度を測定するイオン濃度測定部たるイオン濃度センサＳ２が設けられている。
より詳細には、前記養液貯蓄タンク４１に複数のイオン濃度センサＳ２が設けられており、これらによって養液に含まれるカリウムイオン、リン酸イオン、ナトリウムイオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、硝酸イオン、アンモニウムイオン、鉄イオン、ホウ酸イオン、マンガンイオン、銅イオン、亜鉛イオン、モリブデンイオン、ケイ酸イオン、塩化物イオン、アルミニウムイオン、ナトリウムイオンなどの複数種類の肥料成分イオンの濃度を測定できるようにしている。
なお、前記イオン濃度センサＳ２は、連続測定タイプのものが好ましい。連続的なモニターであれば、植物の育成をより詳細に求められる。
【００２８】
上述したように構成された養液供給装置４０には、上述した肥料成分のイオン濃度の他、養液に関するパラメータ（以下、養液パラメータともいう）を測定するための種々の養液センサＳ３が設けられている。養液パラメータの具体例は、前記肥料成分のイオン濃度を含み、その他にｐＨ、電気伝導度、透過率、ＴＯＣ、ＣＯＤ、有機酸（例えばギ酸、酢酸、アルデヒドなど）の含有量、液温などである。また、養液センサＳ３としては、例えば前記イオン濃度センサＳ２を含み、その他にｐＨ計、電気伝導度計、透過率計測器、ＴＯＣ計、ＣＯＤ計、有機酸検出器、温度センサなどが挙げられる。
上述した各種センサは、ここでは前記導出管４３又は養液貯蓄タンク４１に設けられているが、その設置場所は導入管４２などに適宜変更しても良い。
【００２９】
ここで、本実施形態の植物育成システム１００は、養液貯蓄タンク４１内の養液濃度を調整すべく、図１に示すように、養液貯蓄タンク４１に水を供給する水供給機構８０と、養液貯蓄タンク４１内の養液を排出する排出機構９０とをさらに具備する。
【００３０】
前記水供給機構８０は、例えば水道水、地下水、雨水、もしくはそれらを原水として適切な処理（脱塩処理、殺菌処理、濾過処理等）を施したもの（以下、これらを単に水ともいう）を前記養液貯蓄タンク４１に供給するものである。
具体的にこのものは、水が流れる水用配管８１と、前記水用配管８１に設けられて前記水を処理する処理装置８２と、前記水用配管８１に設けられた例えば電磁弁などの開閉弁Ｖ３とを有する。
かかる構成により、養液貯蓄タンク４１に適宜水を供給することで、例えば植物Ｘの品種、植物Ｘの成長時期、植物Ｘに備えさせる機能、植物Ｘの健康状態などに応じて、植物Ｘに供給する養液を所望の濃度に薄めることができる。
なお、前記処理装置８２は必ずしも設けてある必要はない。
【００３１】
前記排出機構９０は、養液貯蓄タンク４１内の養液を外部に排出する排出用配管９１と、前記排出用配管９１に着脱可能に設けられて所定のイオンを選択的に透過させる例えばイオン交換樹脂等のイオン吸着剤やイオン選択透過膜９２と、前記排出用配管９１に設けられた例えば電磁弁などの開閉弁Ｖ４とを有する。
かかる構成により、イオン選択透過膜９２を介して養液を排出することにより、養液貯蓄タンク４１内に１又は複数種類のイオンを残すことができ、例えば植物Ｘの品種、植物Ｘの成長時期、植物Ｘに備えさせる機能、植物Ｘの健康状態などに応じて、植物Ｘに供給する養液を特定のイオン濃度が高いものにすることができる。
なお、植物Ｘに供給する養液に含まれるイオンの種類をより適切に選択すべく、図１に示すように、イオン選択透過膜４４を導入管４２に設けても良い。
【００３２】
制御装置５０は、上述した各種装置等に制御信号を送信して、植物Ｘの育成に適した育成環境を形成するために必要な種々の制御対象を制御するものである。
具体的にこの制御装置５０は、ＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェース、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ等を備え、前記メモリの所定領域に格納されたプログラムに従ってＣＰＵや周辺機器が協働することにより、図２に示すように、記憶部５１、データ取得部５２、判断部５３、及び制御部５４としての機能を発揮する。
以下、各部について図２を参照しながら説明する。
【００３３】
記憶部５１は、前記メモリの所定領域に形成されており、前記育成環境パラメータの値及び前記養液パラメータの値と、各制御対象の目標値とを関連付けて記憶しているものである。
より具体的には、例えば各パラメータの値と各制御対象の目標値をルックアップテーブルで記憶している態様や、各パラメータの値を変数として各制御対象の目標値を算出する算出式を記憶している態様などが挙げられる。
【００３４】
データ取得部５２は、各種センサＳ１〜Ｓ３から測定値を取得するものであり、ここでは、育成環境センサＳ１及び養液センサＳ３（イオン濃度センサＳ２を含む）から育成環境パラメータの値及び養液パラメータの値を取得する。
【００３５】
判断部５３は、前記データ取得部５２から育成環境パラメータの値及び養液パラメータの値を受け取るとともに、前記記憶部５１を参照して各制御対象の目標値を判断するものである。
なお、記憶部５１に記憶されているルックアップテーブルに取得したパラメータの値がない場合は、記憶部５１に記憶されている各パラメータの値を補間して制御対象の目標値を求めれば良い。
【００３６】
制御部５４は、前記判断部５３により判断された制御対象の目標値を取得するとともに、当該目標値に基づいて各種装置などに制御信号を送信する。
具体的にこの制御部５４は、光照射装置２０、空調装置３０、二酸化炭素供給配管６１の開閉弁Ｖ１、養液供給装置４０の圧送ポンプＰ、養液補給機構７０の開閉弁Ｖ２や図示しないポンプ、水供給機構８０の開閉弁Ｖ３、排出機構の開閉弁Ｖ４などに制御信号を送信して、植物Ｘに照射される光の光質（波長や照度）、植物Ｘに供給される空気の気温、湿度若しくは風量、植物Ｘに供給される二酸化炭素の濃度若しくは供給量、養液の成分、濃度若しくは液温などを目標値に制御する。
【００３７】
ここで、本実施形態の判断部５３は、イオン濃度センサＳ２により測定された測定値を取得するとともに、当該測定値に基づいて、養液に不足している不足肥料成分を判断する。
【００３８】
そして、この判断部５３は、前記不足肥料成分のイオンとともに前記養液に供給される対イオンの種類を、植物Ｘの品種、植物Ｘの成長時期、植物Ｘに備えさせる機能、植物Ｘの健康状態、又は前記対イオンの人体に対する害の程度のうち少なくとも１つをパラメータとして決定するように構成されている。
【００３９】
より具体的にすると、まず前記判断部５３が、例えば入出力インターフェースにより予め入力された植物Ｘの品種、植物Ｘの成長時期、植物Ｘに備えさせる機能、及び植物Ｘの健康状態を示すデータと、前記記憶部５１に予め記憶されている各対イオンの人体に対する害の程度を示すデータとを取得する。
次いで、これらのデータを適宜用いて、不足肥料成分イオンと対になり得る複数種類の対イオンの中から、最適な対イオンの種類を判断し、この種類を示す対イオン種信号を制御部５４に出力する。
なお、判断部５３の実施態様としては、必ずしも最適な対イオンの種類を判断する必要はなく、例えば複数の好適な対イオンの種類を判断する、或いは、１又は複数の不適切な対イオンの種類を判断し、これらの種類を例えば図示しない入出力インターフェースに表示してユーザに報知するようにしても構わない。この場合、ユーザが判断部５３の判断結果に基づいて最適な補給用養液を選択して補給できるようにしても良いし、ユーザが選択した補給用養液が自動的に補給されるようにしても良い。
【００４０】
前記制御部５４は、前記養液補給機構７０に補給養液を補給させるための補給指令信号を出力する補給指令部としての機能を備えている。より具体的にこの制御部５４は、前記判断部５３から対イオン種信号を取得し、前記養液補給機構７０の開閉弁Ｖ２、ＶＴや図示しないポンプに制御信号を送信して、不足肥料成分イオンと前記判断部５３により判断された対イオンとを含む補給用養液を、前記補給用配管７１から前記養液貯蓄タンク４１に補給する。
ここでは、前記制御部５４は、所定の供給量又は前記判断部５３により判断された最適供給量に応じて、開閉弁Ｖ２及び／又は開閉弁ＶＴの開度を制御するように構成されている。
【００４１】
なお、本実施形態の判断部５３は、植物Ｘの品種、植物Ｘの成長時期、植物Ｘに備えさせる機能、植物Ｘの健康状態、又は前記対イオンの人体に対する害の程度のうち少なくとも１つをパラメータとして、供給する養液の最適濃度を算出する。そして、前記制御部５４は、前記判断部５３から最適濃度を示す最適濃度信号を取得するとともに、当該最適濃度信号に基づいて、水供給機構８０の開閉弁Ｖ３及び／又は排出機構９０の開閉弁Ｖ４の開度を制御する。
【００４２】
このように構成された本実施形態に係る植物育成システム１００によれば、不足の肥料成分イオンとともに養液に供給される対イオンの種類を、植物Ｘの品種、植物Ｘの成長時期、植物Ｘに備えさせる機能、植物Ｘの健康状態、又は人体に及ぼす影響の少なくとも１つを考慮して決定しているので、養液に供給される対イオンの種類を従来よりも好適に選択することができる。
これにより、例えば植物Ｘが塩害に弱い品種の場合には、塩化物イオンが養液に含まれないようにすることができる。
また、植物Ｘの成長時期、植物Ｘに備えさせる機能、或いは、対イオンの人体に対する影響を考慮して、不適切な種類の対イオンが養液に含まれないようにすることができる。
【００４３】
さらに、イオン濃度センサＳ２の測定値に基づいて不足している肥料成分を補給するようにしているので、養液成分のバランスをも維持することができ、養液貯蓄タンク４１内の養液を取り替える頻度を少なくして、養液をより長く循環させることができる。
【００４４】
そのうえ、制御装置５０が、各種センサＳ１〜Ｓ３の測定値を取得するとともに、これらの測定値に基づいて植物Ｘの成長時期やそのときの植物Ｘにとって不足している不足肥料成分などを判断し、この不足肥料成分とともに最適な対イオンを養液貯蓄タンク４１に補給するようにしているので、自動的に植物Ｘにとって最適な養液を供給することができる。
【００４５】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【００４６】
例えば、図３及び図４に示すように、種々の育成環境センサＳ１や種々の養液センサ（図示しない）を備えたセンサ集約装置２００を用いても良い。
具体的にこの実施形態における植物育成システム１００は、植物育成槽（図示しない）に収容されるパレットＺと、前記パレットＺに取り付けられる前記センサ集約装置２００と、このセンサ集約装置２００と例えば無線通信可能な制御装置（図示しない）とを具備している。
なお、前記植物育成槽及び前記制御装置は、前記実施形態と同様の構成及び機能を有するものであり、ここでは詳細な説明は省略する。
【００４７】
前記パレットＺは、その厚み方向に貫通するように円形の植物保持孔Ｚａが複数形成されたものであり、この植物保持孔Ｚａに植物がその茎と根の間を保持されて起立するように構成されている。
【００４８】
前記センサ集約装置２００は、図３に示すように、円筒状の胴部２０１と、胴部２０１の上部に設けられた傘状の頭部２０２とを有し、前記胴部２０１がパレットＺの植物保持孔Ｚａに挿入されて取り付けられ、取り付けられた状態で頭部２０２が植物の近傍に位置するとともに胴部２０１の下側が養液に浸漬するように構成されている。
【００４９】
前記頭部２０２には、図４に示すように、前記実施形態で例示した種々の育成環境センサＳ１が取り付けられており、その他に外観カメラＣや太陽光発電に用いられるソーラパネルＳＰが設けれている。
【００５０】
前記胴部２０１は防水構造であり、その下側には、図４に示すように、新たな養液を植物育成槽内に補給するための複数の供給ポート２００ａや、前記実施形態で例示した種々の養液センサ（図示しない）が取り付けられる養液センサ取付部２００ｂが形成されている。
【００５１】
このセンサ集約装置２００は、各種センサにより例えば所定の時間間隔で測定が行なわれ、その測定結果を、例えば無線などによって所定の時間間隔或いは要求時に前記制御装置へ転送するように構成されている。
【００５２】
このように構成された植物育成システム１００によれば、センサ集約装置２００が種々のセンサＳ１、Ｓ３を集約して備えているので、多数のセンサを育成室の様々な箇所に取り付けることなく、前記センサ集約装置２００をパレットＺに取り付けるだけで、植物の育成に快適な育成環境を簡単に形成及び管理することができる。
【００５３】
また、頭部２０２にソーラパネルＳＰを設けているので、太陽発電により得られる電力を用いて種々のセンサＳ１、Ｓ３を動かすことができ、バッテリーを不要にする、又は、バッテリーの消耗を軽減することができる。
【００５４】
さらに、種々の養液センサＳ３を胴部２０１の下側に集約して設けることができるので、１度に複数の養液センサＳ３を校正することが可能である。
【００５５】
育成環境パラメータとしては、前記実施形態に例示したものの他、植物に含まれるクロロフィルム量、植物の色若しくは大きさ、植物から放出されるガス成分、又は植物や植物育成槽などから検出される菌又はカビなどを用いても良い。
特に、菌又はカビの検出の有無を育成環境パラメータとすることにより、出荷時の植物に菌又はカビが付着することを防ぐことができ、洗わずに食べれる植物を栽培することができる。
【００５６】
また、前記実施形態では、植物育成槽に植物の育成環境を測定するための種々の育成環境センサが取り付けられていたが、植物育成槽に養液パラメータを測定するための種々の養液センサが取り付けられていても構わない。
【００５７】
さらに、前記実施形態の判断部は、入出力インターフェースにより予め入力された植物の品種、植物の成長時期、植物に備えさせる機能、及び植物の健康状態を示すデータを取得するものであったが、種々のセンサの測定値に基づいて植物の品種、植物の成長時期、植物に備えさせる機能、又は植物の健康状態を判断するものであっても構わない。
かかる判断部の具体的な実施態様としては、育成環境センサ、養液センサ、又は植物の色若しくは大きさを測定するための外観カメラなどからの測定値を取得し、これらの測定値を適宜用いて、植物の品種、植物の成長時期、植物に備えさせる機能、又は植物の健康状態を推定する構成が挙げられる。
より具体的には、例えばイオン濃度センサからの測定値に基いて、植物が吸収している肥料成分を判断し、この判断結果から植物の品種、植物の成長時期、植物の健康状態などを推定できるように構成されたものが挙げられる。
【００５８】
そのうえ、判断部は、養液センサの測定値に基づいて、養液供給装置の不具合を検出するとともに、例えばアラームなどにより不具合をユーザに報知できるように構成されていても良い。
かかる判断部の具体的な実施態様としては、例えば養液貯蓄タンクに設けられた養液センサたる電気伝導度計と、導入管又は導出管に設けられた養液センサたる電気伝導度計との測定値を比較して、例えば養液の漏れや詰まり等を検出することができるものが挙げられる。
【００５９】
そのうえ、前記実施形態における記憶部や判断部は、イオン濃度センサに備えさせても良い。
つまり、イオン濃度センサが、測定値に基づいて不足肥料成分を判断するものであっても良い。さらに、このイオン濃度センサが、不足肥料成分のイオンとともに養液に供給される対イオンの種類を、植物の品種、植物の成長時期、植物に備えさせる機能、植物の健康状態、又は対イオンの人体に対する害の程度のうち少なくとも１つをパラメータとして決定するように構成されていても良い。
【００６０】
加えて、前記実施形態の制御装置は、不足肥料成分を判断するとともに、対イオンの種類を決定するものであったが、図５に示すように、判断部５３が不足肥料成分を判断した場合に、前記不足肥料成分及び対イオンを含む補給用養液を補給するための補給指令信号を出力する補給指令部５５を有しているものであっても良い。
補給指令部５５が例えばディスプレイ等のインターフェース機器に補給指令信号を出力すれば、ユーザは補給すべき不足肥料成分を知ることができる。このとき、予めユーザが、不足肥料成分のイオンとともに養液に供給される対イオンの種類を、植物の品種、植物の成長時期、植物に備えさせる機能、植物の健康状態、又は対イオンの人体に対する害の程度のうち少なくとも１つをパラメータとして決定しておくことにより、不適切な種類の対イオンが養液に含まれないようにすることができる。
【００６１】
さらに加えて、イオン濃度センサの測定値に基づいて、ユーザが養液に不足している不足肥料成分を判断し、この不足肥料成分のイオンとともに養液に供給される対イオンの種類を、植物の品種、植物の成長時期、植物に備えさせる機能、植物の健康状態、又は対イオンの人体に対する害の程度のうち少なくとも１つをパラメータとして決定しても良い。
【００６２】
また、前記実施形態では、予め用意されている複数種類の補給用養液が、肥料成分イオンとともに含まれる対イオンが互いに異なる種類のものであったが、肥料成分イオンとともに含まれる対イオンを予め決定しておき、肥料成分ごとに１種類の補給用養液を用意しておいても構わない。
【００６３】
前記実施形態のイオン濃度センサは、連続測定タイプのものであったが、バッチ測定タイプのものであっても良い。
【００６４】
前記実施形態の植物育成システムは、完全人工環境で植物を育成するものであったが、例えば育成室をガラス室として太陽光を取り入れ、半人工環境内で植物を育成するものであっても良い。
【００６５】
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６６】
１００・・・植物育成システム
Ｘ    ・・・植物
１０  ・・・植物育成槽
４０  ・・・養液供給装置
４１  ・・・養液貯蓄タンク
５０  ・・・制御装置
５１  ・・・記憶部
５２  ・・・データ取得部
５３  ・・・判断部
５４  ・・・制御部
Ｓ２  ・・・イオン濃度センサ
【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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