(57)【要約】【課題】微生物等による土壌の分解によって生じる二酸化炭素の発生を促進させることで、植物を栽培するハウス内の二酸化炭素濃度を上昇させることができる、植物育成システムおよび植物育成方法を提供する。【解決手段】植物を栽培するハウス内において植物を育成する植物育成システムであって、土壌を１２℃以上の温度で５時間以上維持する。また、土壌を２０℃以上の温度で４時間以上維持する。さらに、土壌を１８℃以上の温度で７時間３０分以上維持する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物を栽培するハウス内において植物を育成する植物育成システムであって、土壌を１２℃以上の温度で５時間以上維持する、植物育成システム。
【請求項２】
植物を栽培するハウス内において植物を育成する植物育成システムであって、土壌を２０℃以上の温度で４時間以上維持する、植物育成システム。
【請求項３】
植物を栽培するハウス内において植物を育成する植物育成システムであって、土壌を１８℃以上の温度で７時間３０分以上維持する、植物育成システム。
【請求項４】
前記土壌の温度は深さ約１５ｃｍの位置における温度である、請求項１から請求項３のいずれかに記載の植物育成システム。
【請求項５】
前記土壌が泥炭を含む土壌である、請求項１から請求項４のいずれかに記載の植物育成システム。
【請求項６】
植物を栽培するハウス内において植物を育成する植物育成方法であって、土壌を１２℃以上の温度で５時間以上維持する、植物育成方法。
【請求項７】
植物を栽培するハウス内において植物を育成する植物育成方法であって、土壌を２０℃以上の温度で４時間以上維持する、植物育成方法。
【請求項８】
植物を栽培するハウス内において植物を育成する植物育成方法であって、土壌を１８℃以上の温度で７時間３０分以上維持する、植物育成方法。
【請求項９】
前記土壌の温度は深さ約１５ｃｍの位置における温度である、請求項６から請求項８のいずれかに記載の植物育成方法。
【請求項１０】
前記土壌が泥炭を含む土壌である、請求項６から請求項９のいずれかに記載の植物育成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物を栽培するハウス内の二酸化炭素濃度を上昇させて前記植物の成長を促進させることのできる植物育成システムおよび植物育成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
植物は、空気中の二酸化炭素を取り込み光合成を行うことにより成長のためのエネルギーを得ている。このため、植物は、二酸化炭素濃度の高い環境下で育成されることにより大きく、より早く成長することができるとされている（非特許文献１〜３）。そこで、従来、植物を栽培するハウス内の二酸化炭素濃度を上昇させて、植物の成長を促進させる発明が提案されている。
【０００３】
例えば、特開２０１５−２７４１号公報には、土壌を冷却するガス式の冷却装置から出る燃焼ガスを、土壌から離して設けたガス管から野菜の葉に供給できるように配管してなる栽培装置が提案されている（特許文献１）。この特許文献１によれば、土壌冷却用の冷却装置が出す燃焼ガスの二酸化炭素を有効利用して葉野菜の光合成に活用することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２７４１号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】農林水産省農林水産技術会議、“農林水産研究開発レポートＮＯ．１４、進化する施設栽培−大規模施設から植物工場まで”、第１１頁、［online］、２００５年１１月２４日、農林水産省農林水産技術会議事務局、［平成２７年２月１５日検索］、インターネット＜URL：https://www.s.affrc.go.jp/docs/report/pdf/no14.pdf＞
【非特許文献２】仲  照史、“二酸化炭素(CO2)の話”、［online］、２０１０年１２月１９日、奈良県農業総合センター、［平成２７年２月１５日検索］、インターネット＜URL：http://www.pref.nara.jp/22515.htm＞
【非特許文献３】“農業の新技術ＮＯ．１０７、環境制御によるバラ栽培のＣＯ２施用技術”、［online］、２０１５年、愛知県農業総合試験場、［平成２７年２月１５日検索］、インターネット＜URL：http://www.pref.aichi.jp/nososi/seika/singijutu/singijiyutu107.pdf＞
【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、特許文献１に記載された発明においては、土壌の冷却を要する夏期にしか使用することができないという問題がある。また、燃焼ガスは、すすやダイオキシン等の健康被害をもたらす有害物質を含有しているおそれがあり、その有害物質が野菜に付着するという問題もある。このため、濾過装置や洗浄装置を別途要するため余分なコストや手間がかかってしまう。
【０００７】
本発明は、以上のような問題点を解決するためになされたものであって、微生物等による土壌の分解によって生じる二酸化炭素の発生を促進させることで、植物を栽培するハウス内の二酸化炭素濃度を上昇させることができる、植物育成システムおよび植物育成方法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】
本発明に係る植物育成システムおよび植物育成方法は、土壌に生息する微生物等の活性を高めて植物を栽培するハウス内の二酸化炭素濃度を上昇させるという課題を解決するため、植物を栽培するハウス内において土壌を１２℃以上の温度で５時間以上維持する。
【０００９】
また、本発明に係る植物育成システムおよび植物育成方法は、ハウス内の二酸化炭素濃度を短時間でより高く上昇させるため、植物を栽培するハウス内において土壌を２０℃以上の温度で４時間以上維持する。
【００１０】
さらに、本発明に係る植物育成システムおよび植物育成方法は、ハウス内の二酸化炭素濃度をより高く充分に上昇させるため、植物を栽培するハウス内において土壌を１８℃以上の温度で７時間３０分以上維持する。
【００１１】
また、本発明の一態様として、前記土壌の温度は深さ約１５ｃｍの位置における温度であることが好ましい。
【００１２】
さらに、本発明の一態様として、前記土壌が泥炭を含む土壌であってもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、微生物等による土壌の分解によって生じる二酸化炭素の発生を促進させることで、植物を栽培するハウス内の二酸化炭素濃度を上昇させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る植物育成システムの一実施形態を示す図である。
【図２】本実施形態の植物育成方法の手順を示すフローチャートである。
【図３】本実施例１において、土壌加温ありの場合の二酸化炭素濃度と、土壌加温なしの場合の二酸化炭素濃度とを示すグラフである。
【図４】本実施例１において、土壌加温ありの場合であって土壌深さ１５ｃｍにおける土壌温度の時間平均値を示すグラフである。
【図５】本実施例１において、土壌加温なしの場合であって土壌深さ１５ｃｍにおける土壌温度の時間平均値を示すグラフである。
【図６】本実施例１において、土壌加温なしの場合であって深さ約１５ｃｍにおける１１℃以上、１２℃以上、１３℃以上および１５℃以上の温度で何時間以上維持されていたかを示すグラフである。
【図７】本実施例１において、土壌加温ありの場合であって深さ約１５ｃｍにおける１５℃以上、１６℃以上、１７℃以上、１８℃以上、１９℃以上および２０℃以上の温度で何時間以上維持されていたかを示すグラフである。
【図８】本実施例１において、土壌加温なしの場合であって深さ約１５ｃｍにおける１５℃以上、１６℃以上、１７℃以上、１８℃以上、１９℃以上および２０℃以上の温度で何時間以上維持されていたかを示すグラフである。
【図９】本実施例１において、土壌加温なしの場合であって土壌深さ６０ｃｍにおける土壌温度の時間平均値を示すグラフである。
【図１０】本実施例１において、土壌加温なしの場合であって土壌深さ５ｃｍにおける土壌温度の時間平均値を示すグラフである。
【図１１】本実施例１において、（ａ）土壌加温ありの場合、（ｂ）土壌加温なしの場合について４月１３日におけるビニールハウス内のアスパラガスの様子を撮影したデジタル写真画像である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る植物育成システムおよび植物育成方法の一実施形態について図面を用いて説明する。
【００１６】
本発明の植物育成システム１は、植物を栽培するハウス２内における土壌を所定の温度で所定時間以上維持することのできるシステムである。本実施形態では、主として、図１に示すように、前記土壌に埋設される通水管３と、この通水管３内に温水を循環させる温水循環器４と、前記土壌の温度を計測する温度計５と、この温度計５の計測結果に応じて前記温水循環器４を稼働させる循環器制御手段６とを有する。以下、本実施形態の植物育成システム１における各構成について説明する。
【００１７】
植物を栽培するハウス２は、植物栽培用の建物であり、一般的なビニールハウスによって構成されている。この植物を栽培するハウス２は、植物遺体を含む土壌の上に設置されており、本実施形態では、泥炭地に設置されている。ここで、植物遺体とは、種子、果実、葉、芽、枝、幹等の植物由来の遺体のことである。また、泥炭とは、植物遺体が十分に分解されずに堆積して形成された土壌のことであり、泥炭地とは当該泥炭が含まれる土地のことである。
【００１８】
通水管３は、土壌内において温水を循環させるための管であり、ポリプロピレン等の耐腐食性に強い素材によって形成されている。この通水管３は、図１に示すように、土壌をムラ無く加温するため、土壌を掘り起こして所定の深さに略等間隔で埋設されている。本実施形態では、複数本の通水管３が地面から約６０ｃｍの深さに、水平方向に対して約７５ｃｍの間隔で配置されている。なお、通水管３が埋設される深さおよび間隔は、特に限定されるものではなく、植物の根等に直接触れて植物の成長を妨げないような適度な距離を保つ位置であれば適宜選択してよい。
【００１９】
温水循環器４は、通水管３に温水を循環させるためのものであり、主に、温水を加熱する加熱部４１と、温水を循環させる循環部４２とを有する。
【００２０】
加熱部４１は、温水を加熱する電気ヒーターや灯油ボイラー等からなる。加熱部４１は、温水を所定の温度を維持するように制御しており、本実施形態では、約６０℃を維持するように制御されている。なお、温水の温度は、特に限定されるものではなく、土壌を加温する能力を確保しつつ、高温過ぎることで植物が枯れてしまわないような適度な温度から適宜選択してよい。
【００２１】
循環部４２は、温水を送るポンプである。この循環部４２は、通水管３と連通しており、加熱部４１によって加熱された温水を通水管３に循環させるようになっている。なお、循環部４２に用いられるポンプは、特に限定されるものではなく、例えば渦巻き型ポンプや体積型ポンプ等から適宜選択してよい。
【００２２】
温度計５は、土壌の温度を計測するものであり、本実施形態では、土壌の表面から約１５ｃｍの深さに設置されている。また、土壌の温度は、通水管３からの距離が遠くなるほど温度が低くなる。このため、本実施形態における温度計５は、図１に示すように、最も温度が低いと考えられる通水管３からの距離が最も遠い通水管３同士の中間位置に配置されている。これにより、土壌が、少なくとも温度計５により計測された温度以上の温度を有するようにしている。
【００２３】
循環器制御手段６は、土壌で生息する微生物等の活性を高めるために土壌温度を管理して必要に応じて温水循環器４を稼働させるものであり、温度計５の温度を管理する温度管理部６１と、時間を管理する時間管理部６２と、温水循環器４を駆動制御する駆動制御部６３とを有している。本実施形態における循環器制御手段６は、マイコンやパーソナルコンピュータ等の電子制御装置により構成されている。
【００２４】
温度管理部６１は、温度計５により計測された温度を管理するものであり、計測された温度が所定の温度以上であるか否かの判別を行う。
【００２５】
時間管理部６２は、時間を管理するものであり、温度管理部６１によって管理された所定の温度以上である場合に当該温度が所定の時間以上維持されているか否かの判別を行う。
【００２６】
駆動制御部６３は、温水循環器４を駆動制御するためのものであり、温度管理部６１において温度計５により計測された温度が所定の温度未満の場合および当該温度が所定の温度以上であっても時間管理部６２において当該温度が維持されている時間が所定の時間未満の場合に、前記温水循環器４を駆動させるようになっている。
【００２７】
つぎに、本実施形態の植物育成方法について、植物育成システム１における各構成の作用とともに説明する。
【００２８】
本実施形態の植物育成方法では、土壌の温度を所定の温度以上の温度で所定時間以上維持する。以下、植物育成方法について、図２に示すフローチャートに基づき説明する。
【００２９】
まず、深さ約１５ｃｍの位置における土壌の温度が所定温度以上であるか否かを判別する。本実施形態では、循環器制御手段６の温度管理部６１が温度計５により計測された温度情報を取得し、当該温度が所定の温度以上であるか否かを判別する（Ｓ１）。
【００３０】
このとき、温度管理部６１により温度が所定の温度未満であると判別された場合（Ｓ１：ＮＯ）には、駆動制御部６３が温水循環器４を駆動させる（Ｓ２）。そして、温水循環器４では、加熱部４１により通水管３内の温水を加熱させるとともに、循環部４２により当該温水を通水管３に循環させる。
【００３１】
土壌内では、温水の熱が通水管３を介して放熱されて温度が上昇する。このとき、土壌に生息する微生物等は土壌の温度上昇とともに活性が高まり、土壌に含まれる植物遺体の分解を促進する。また、本実施形態では、通水管３を埋設する際に土壌の掘り起こしているため、土壌内に植物遺体の分解に必要な酸素が十分供給されており、深い位置であっても温度上昇とともに分解が行われる。これらにより微生物等から放出される二酸化炭素の放出量が増加し、当該二酸化炭素が植物を栽培するハウス２内の二酸化炭素濃度が上昇する。
【００３２】
つぎに、温度管理部６１により温度計５の計測温度が所定の温度以上であると判別された場合（Ｓ１：ＹＥＳ）には、ハウス２内の二酸化炭素濃度が植物の成長促進に寄与する程度の濃度となるまで高めるために、所定温度が所定時間以上維持されているか否かを管理する。本実施形態では、循環器制御手段６の時間管理部６２によって所定温度以上に維持されている時間が所定時間以上であるか否かが判別される（Ｓ３）。
【００３３】
このとき、所定温度以上に維持されている時間が所定時間未満であると判別された場合（Ｓ３：ＮＯ）には、駆動制御部６３が温水循環器４を継続して駆動させる（Ｓ２）。これにより、土壌は微生物等の活性が高いまま維持される。よって、微生物等により放出される二酸化炭素により、ハウス２内の二酸化炭素濃度は徐々に上昇する。
【００３４】
一方、所定温度以上に維持されている時間が所定時間以上であると判別された場合（Ｓ３：ＹＥＳ）には、ハウス２内の二酸化炭素濃度は所望する濃度以上になったと判断して、駆動制御部６３が温水循環器４を停止させる（Ｓ４）。
【００３５】
また、二酸化炭素濃度が上昇したハウス２内では、昼間の日光が得られる時間帯において、植物が高濃度の二酸化炭素を吸収しつつ光合成を行うことができる。よって、植物の成長が促進され、大きく、早く成長することができる。
【００３６】
以上のような本実施形態の植物育成システム１および植物育成方法によれば、以下の効果を得ることができる。
１．土壌を所定の温度以上に加温することができるとともに、その温度を所定時間以上維持することができる。
２．土壌を暖めることで微生物等の活性が高まり、植物遺体の分解が促進されて、多くの二酸化炭素を放出することができる。
３．二酸化炭素を放出させるための土壌の温度および時間を管理することにより、ハウス２内の二酸化炭素濃度を植物の成長促進に寄与する程度の濃度まで上昇させることができる。
４．放出される二酸化炭素は、植物遺体を分解処理することにより生じたものであるため、すす等の有害物質を含まないクリーンな二酸化炭素を供給することができる。
５．土壌が植物遺体の分解処理によって肥よくになるため、植物の成長をより促進させることができる。
【実施例１】
【００３７】
実施例１では、本発明に係る植物育成システムを設置した植物を栽培するハウスと、当該システムを設置していないハウスとにおいて、土壌の温度およびハウス内の二酸化炭素濃度の計測を行った。まず、本実施例１における各種条件について説明する。
【００３８】
本実施例１では、同型のビニールハウスを２棟並べて設置した。各ビニールハウスは、一般的なビニールハウスであり、間口が約７．２ｍ、長さが約５０ｍ、容積が約１１３０ｍ３である。
【００３９】
各ビニールハウスを設置した場所の土壌は、ヨシやスゲ等の植物遺体を含む低位泥炭地の土壌である。また、当該土壌には植物としてアスパラガスが植えられている。
【００４０】
通水管は、土壌深さ６０ｃｍの位置に、水平方向に約７５ｃｍ間隔で埋設された。温度計は、通水管と通水管の中間地点であって、土壌深さが約５ｃｍ、約１５ｃｍおよび約６０ｃｍの３箇所に設置された。また、二酸化炭素濃度の計測器をビニールハウス内に設置した。
【００４１】
実験は、３月２１日から４月９日の２０日間行った。植物育成システムを設置したビニールハウスでは、当該期間中、約１５ｃｍの深さに設置した温度計の温度が１５℃以上になるように、温水を通水管に循環させるオン／オフ制御を行った。
【００４２】
以下、本実施例１により得られた土壌温度および二酸化炭素濃度の計測結果について説明する。
【００４３】
『土壌を加温したことによるハウス内の二酸化炭素濃度の影響』
土壌の加温ありの場合と、土壌の加温なしの場合における二酸化炭素濃度について比較を行った。図３は、各測定日に対するビニールハウス内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。実線グラフが土壌加温ありの場合の二酸化炭素濃度であり、破線グラフが土壌加温なしの場合の二酸化炭素濃度である。なお、二酸化炭素濃度は、ビニールハウスの扉や窓の開閉をほぼ行わない時間帯である０時から５時までの時間帯の平均値である。
【００４４】
図３に示すように、ビニールハウス内の二酸化炭素濃度は、実験を行ったほぼ全期間において加温ありの場合の方が高い値を示した。特に、実験開始直後の３月２１日から３月２８日までは加温ありの場合と加温なしの場合との二酸化炭素濃度の差は大きかった。具体的には、加温なしの場合、３月２１日から３月２８日の期間における二酸化炭素濃度の平均値は約６２０ｐｐｍであった。一方、加温ありの場合、３月２１日から３月２８日の期間（同期間）における二酸化炭素濃度の平均値は約１１１０ｐｐｍであり、加温なしの場合に比べて約２倍の二酸化炭素濃度であった。
【００４５】
以上より、土壌を加温することによりビニールハウス内の二酸化炭素濃度が飛躍的に上昇することが分かった。
【００４６】
なお、ビニールハウス外の二酸化炭素濃度は約４００ｐｐｍであった。これに比べて、加温なしの場合であっても、３月２７日以降は比較的高い二酸化炭素濃度を示した。この理由として、当該期間においては、土壌の上にハウスを設置したことにより、日中の太陽光により暖められた室内の温度が徐々に土壌を暖め、一定の温度以上に到達したことにより微生物活性が高まり二酸化炭素濃度が上昇したものと考えられる。
【００４７】
そこで、以下、二酸化炭素濃度と、その日の土壌温度および当該温度が維持された時間について詳細に検討を行った。
【００４８】
『二酸化炭素濃度が１０００ｐｐｍ以上となるための条件』
従来、植物工場等で二酸化炭素を強制供給する場合の二酸化炭素濃度は、一定以上の濃度になると光合成速度の促進に対して効果が小さくなることから、７００ｐｐｍから１５００ｐｐｍの範囲で制御されている（非特許文献１）。この基準に基づくと、図３に示すように、加温ありの場合、全期間においてビニールハウス内の二酸化炭素濃度が約１０００ｐｐｍ以上を維持することができた。
【００４９】
また、加温ありの場合の土壌の温度は、上述のとおり、土壌の深さ約１５ｃｍにおける温度が１５℃以上になるように制御されている。実際には、図４に示すように、実験開始直後の３月２１日および３月２２日では１２℃〜１４℃程度と若干温度が低かったが、ほぼ全期間において１５℃以上が維持されていた。よって、土壌は、深さ約１５ｃｍにおける温度が少なくとも１２℃以上に維持されていればビニールハウス内の二酸化炭素濃度を１０００ｐｐｍ程度にすることができるといえる。
【００５０】
一方、加温なしの場合は、図５に示すように、土壌の深さ約１５ｃｍにおける温度が、実験開始日の３月２１日から３月３１日までの期間、徐々に温度が上昇していた。しかし、この３月２１日から３月３１日までの期間において、ビニールハウス内の二酸化炭素濃度は、図３の破線に示すように、３月２１日から３月２６日までは温度上昇と相関しておらず、ほぼ一定の約６００ｐｐｍであった。一方、３月２７日〜３月２８日以降、二酸化炭素濃度は急上昇した。
【００５１】
また、図５に示すように、４月４日は、平均温度が１２℃程度に低下していたが、図３に示すように、この日の二酸化炭素濃度は約１０００ｐｐｍを維持していた。
【００５２】
そこで、３月２７日、３月２８日および４月４日における土壌の温度について詳細に検討した。図６は、土壌の深さ約１５ｃｍにおいて、１９時から翌５時までの１０時間の間、所定の温度が何時間以上維持されていたかを示すグラフである。例えば、実験開始直後の３月２１日における土壌深さ約１５ｃｍの温度は、１１℃以上の時間帯が０時間であることから、土壌温度は１１℃未満であることを示している。
【００５３】
図６に示すように、３月２７日では１１℃以上の時間が約６時間あった。また、１２℃以上の時間は約３時間３０分あった。図３に示すように、３月２７日の二酸化炭素濃度は、前日までの約６００ｐｐｍから約７５０ｐｐｍまで急上昇していた。つまり、土壌温度が１１℃〜１２℃以上となることで二酸化炭素濃度は急上昇することが示された。
【００５４】
また、図６に示すように、３月２８日では、１２℃以上の時間が１０時間であり、土壌温度を計測している全時間において１２℃以上を維持していた。そして、図３に示すように、３月２８日の二酸化炭素濃度は、さらに約８８０ｐｐｍまで上昇していた。つまり、土壌温度が１２℃以上である状態を持続させることで、二酸化炭素濃度はさらに上昇させることができることが示された。
【００５５】
さらに、図６に示すように、４月４日では、１１℃以上の時間が１０時間と全時間において維持されていた。また、１２℃以上の時間が約５時間あった。一方、１３℃以上の時間は０時間であった。つまり、４月４日の土壌温度は、１１℃以上１３℃未満であり、少なくとも１２℃以上の時間が約５時間維持されていた。そして、図３に示すように、４月４日における二酸化炭素濃度は、約１０００ｐｐｍであった。よって、土壌温度を１２℃以上で、少なくとも５時間以上維持することにより、二酸化炭素濃度は、約１０００ｐｐｍに高めることができる。
【００５６】
以上より、土壌温度が１２℃以上になると、ビニールハウス内の二酸化炭素濃度が急激に増加することが示された。また、土壌を１２℃以上の温度で５時間以上維持することにより、ビニールハウス内の二酸化炭素濃度を約１０００ｐｐｍまで上昇させることが示された。
【００５７】
『二酸化炭素濃度が１５００ｐｐｍ以上となるための第１条件』
次に、二酸化炭素濃度が１５００ｐｐｍ以上となった場合について検討した。二酸化炭素濃度が１５００ｐｐｍ以上となったのは、図３に示すように、加温ありの場合の３月２９日と３月３１日、加温なしの場合の３月３１日である。そこで、各日の土壌温度について検討した。
【００５８】
加温ありの場合には、図７に示すように、３月２９日および３月３１日ともに土壌温度が１８℃以上を１０時間以上維持している。しかし、土壌温度が１９℃以上になると１０時間未満でも二酸化炭素濃度が１５００ｐｐｍ以上となっている。
【００５９】
また、加温なしの場合には、図８に示すようように、３月３１日において、土壌温度が１８℃以上を約７時間３０分以上維持している。つまり、土壌を１８℃以上の温度で７時間３０分以上維持していれば、ビニールハウス内の二酸化炭素濃度が１５００ｐｐｍ以上となっている。
【００６０】
以上より、土壌温度が１８℃以上である場合、少なくとも７時間３０分以上維持されていれば、ビニールハウス内の二酸化炭素濃度を１５００ｐｐｍまで上昇させることができることがわかった。
【００６１】
『二酸化炭素濃度が１５００ｐｐｍ以上となるための第２条件』
また、加温ありの場合には、図７に示すように、３月２９日においては土壌温度が２０℃以上を５時間以上維持している。また、３月３１日においていは土壌温度が２０℃以上を４時間３０分以上維持している。つまり、土壌温度が２０℃以上になるように加温し、当該温度を少なくとも５時間以上維持することで、ビニールハウス内の二酸化炭素濃度が１５００ｐｐｍ以上となることがわかった。
【００６２】
同様に、加温なしの場合には、図８に示すようように、３月３１日において、土壌温度が２０℃以上の温度で約４時間以上維持されている。
【００６３】
以上より、土壌温度が２０℃以上である場合、少なくとも４時間以上維持されていれば、ビニールハウス内の二酸化炭素濃度を１５００ｐｐｍまで上昇させることができることがわかった。
【００６４】
『土壌温度の深さに対する影響について』
図９は、加温なしの場合における土壌の深さ約６０ｃｍにおける土壌温度の平均値である。当該図９に示すように、約６０ｃｍの土壌温度は、日を追う毎に徐々に温度が上昇していくが、最高でも１０℃弱までしか上昇しなかった。また、図９の温度上昇と図３の破線で示す二酸化炭素濃度の変動とを比較しても相関はみられず、深さ６０ｃｍの土壌温度は二酸化炭素濃度への影響は無いか、あったとしても極めて小さいと考えられる。
【００６５】
また、図１０は、加温なしの場合における土壌の深さ約５ｃｍにおける土壌温度の平均値である。当該図１０に示すように、実験開始直後の３月２１日から４月３日にかけては、土壌温度は最高でも７℃程度しかなかった。一方、４月４日から４月９日にかけては、土壌温度は１２℃以上に上昇していた。図１０の温度と図３の破線で示す二酸化炭素濃度の変動とを比較すると、少なくとも４月４日から４月９日にかけては、ビニールハウス内の二酸化炭素濃度は約１０００ｐｐｍとなっていることから、一定の影響はあったものと考えられる。しかし、二酸化炭素濃度が最も高かった３月３１日の深さ５ｃｍにおける土壌温度は約５℃しかなく、当該深さでの土壌温度と二酸化炭素濃度との相関はあまり高くなかった。なお、二酸化炭素濃度と土壌温度との相関が比較的低かった理由としては、深さ約５ｃｍは地表面が近いため、地上の温度が強く影響したことが考えられる。
【００６６】
一方、図５に示すように、３月２７日以降、土壌の深さ約１５ｃｍにおける土壌温度は、約１２℃以上となっている。また、３月２７日以降、図３の破線によって示すように、ビニールハウス内の二酸化炭素濃度も約１０００ｐｐｍ以上となっている。また、図５に示すように、土壌温度は３月３１日が最も高く、図３の破線に示すように二酸化炭素濃度も当該３月３１日が最も高かった。さらに、図５に示す土壌温度の変動と、図３の破線とに示す二酸化炭素濃度の変動とを比較しても、二酸化炭素濃度が１０００ｐｐｍ程度まで上昇している３月２７日以降では、両者の変動は巨視的には類似しており、比較的相関性が高いことがわかった。
【００６７】
以上より、ビニールハウス内の二酸化炭素濃度は、土壌温度が１２℃以上となると、深さ約１５ｃｍの位置における温度と相関性が高くなることがわかった。
【００６８】
『土壌加温による植物成長への影響について』
図１１は、４月１３における（ａ）加温ありの場合のビニールハウス内と、（ｂ）加温なしの場合のビニールハウス内の様子を撮影したデジタル写真画像である。図１１に示すように、加温有りの場合のアスパラガスは、加温なしの場合のアスパラガスに比べて大きく成長しており、葉も多く密に繁っていることが明らかにわかる。
【００６９】
以上より、土壌を加温してビニールハウス内の二酸化炭素濃度を上昇させることに伴って、植物の成長が促進されることが示された。
【００７０】
なお、本発明に係る植物育成システムおよび植物育成方法は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。例えば、本実施形態では、通水管を循環する温水熱を利用して土壌を加温しているが、これに限定されるものではなく、電熱線を土壌に埋設してもよいし、温水ではなく温風を循環させて土壌を温めるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１  植物育成システム
２  植物を栽培するハウス
３  通水管
４  温水循環器
５  温度計
６  循環器制御手段
４１  加熱部
４２  循環部
６１  温度管理部
６２  時間管理部
６３  駆動制御部
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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