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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025018719
(43)【公開日】2025-02-06
(54)【発明の名称】植物育成装置および植物育成方法
(51)【国際特許分類】
A01G 31/00 20180101AFI20250130BHJP
A01G 7/00 20060101ALI20250130BHJP
【ＦＩ】
A01G31/00 601A
A01G31/00 612
A01G7/00 601A
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023122695
(22)【出願日】2023-07-27
(71)【出願人】
【識別番号】000102212
【氏名又は名称】ウシオ電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100109380
【弁理士】
【氏名又は名称】小西 恵
(74)【代理人】
【識別番号】100109036
【弁理士】
【氏名又は名称】永岡 重幸
(72)【発明者】
【氏名】大和田 樹志
(72)【発明者】
【氏名】阿部 亮二
(72)【発明者】
【氏名】松田 僚三
(72)【発明者】
【氏名】田中 浩太
(72)【発明者】
【氏名】大原 明
【テーマコード（参考）】
2B022
2B314
【Ｆターム（参考）】
2B022DA01
2B314MA17
2B314MA38
2B314PA02
2B314PB02
2B314PD59
(57)【要約】
【課題】収量を減らすことなく、コストを削減する。
【解決手段】人工光により植物を育成する植物育成装置は、植物を育成する育成空間と、育成空間に人工光を照射する少なくとも１つの光源パネルと、植物に与えられる肥料を含む養液である液体肥料を収容し植物の少なくとも根が配置される栽培槽と、植物の吸肥量に対応する量を繰り返して測定する測定装置と、測定装置で測定された量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、植物の育成環境を植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御する環境制御装置とを備える。
【選択図】図１
【解決手段】人工光により植物を育成する植物育成装置は、植物を育成する育成空間と、育成空間に人工光を照射する少なくとも１つの光源パネルと、植物に与えられる肥料を含む養液である液体肥料を収容し植物の少なくとも根が配置される栽培槽と、植物の吸肥量に対応する量を繰り返して測定する測定装置と、測定装置で測定された量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、植物の育成環境を植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御する環境制御装置とを備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
人工光により植物を育成する植物育成装置であって、
前記植物を育成する育成空間と、
前記育成空間に人工光を照射する少なくとも１つの光源パネルと、
前記植物に与えられる肥料を含む養液である液体肥料を収容し、前記植物の少なくとも根が配置される栽培槽と、
前記植物の吸肥量に対応する量を繰り返して測定する測定装置と、
前記測定装置で測定された前記量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御する環境制御装置とを備える
ことを特徴とする植物育成装置。
前記植物を育成する育成空間と、
前記育成空間に人工光を照射する少なくとも１つの光源パネルと、
前記植物に与えられる肥料を含む養液である液体肥料を収容し、前記植物の少なくとも根が配置される栽培槽と、
前記植物の吸肥量に対応する量を繰り返して測定する測定装置と、
前記測定装置で測定された前記量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御する環境制御装置とを備える
ことを特徴とする植物育成装置。
【請求項2】
前記測定装置は、前記栽培槽に供給される前記液体肥料の量を繰り返して測定する液量センサと、少なくとも前記液量センサの測定結果から前記量を繰り返して計算する計算部を有し、
前記環境制御装置は、前記量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の植物育成装置。
前記環境制御装置は、前記量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の植物育成装置。
【請求項3】
前記測定装置は、前記植物または前記植物と同期間に同環境で育成された前記植物と同品種の植物個体内を流れる液体の肥料濃度に対応する電気的特性を繰り返して測定するセンサを有し、
前記環境制御装置は、前記肥料濃度の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の植物育成装置。
前記環境制御装置は、前記肥料濃度の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の植物育成装置。
【請求項4】
前記測定装置は、前記植物または前記植物と同期間に同環境で育成された前記植物と同品種の植物個体から採取されたサンプル中に残存する肥料の量に対応する電気的特性を繰り返して測定し、
前記環境制御装置は、前記肥料の量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の植物育成装置。
前記環境制御装置は、前記肥料の量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の植物育成装置。
【請求項5】
人工光により植物を育成する植物育成装置であって、
前記植物を育成する育成空間と、
前記育成空間に人工光を照射する少なくとも１つの光源パネルと、
前記植物の少なくとも根が配置される栽培槽と、
前記植物の組織中の液体の糖の濃度に対応する電気的特性を非破壊的に繰り返して測定する測定装置と、
前記糖の濃度の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御する環境制御装置とを備える
ことを特徴とする植物育成装置。
前記植物を育成する育成空間と、
前記育成空間に人工光を照射する少なくとも１つの光源パネルと、
前記植物の少なくとも根が配置される栽培槽と、
前記植物の組織中の液体の糖の濃度に対応する電気的特性を非破壊的に繰り返して測定する測定装置と、
前記糖の濃度の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御する環境制御装置とを備える
ことを特徴とする植物育成装置。
【請求項6】
人工光により植物を育成する植物育成装置であって、
前記植物を育成する育成空間と、
前記育成空間に人工光を照射する少なくとも１つの光源パネルと、
前記植物の少なくとも根が配置される栽培槽と、
前記植物または前記植物と同期間に同環境で育成された前記植物と同品種の植物個体から採取されたサンプル中に残存する肥料の量に対応する電気的特性を繰り返して測定する測定装置と、
前記肥料の量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御する環境制御装置とを備える
ことを特徴とする植物育成装置。
前記植物を育成する育成空間と、
前記育成空間に人工光を照射する少なくとも１つの光源パネルと、
前記植物の少なくとも根が配置される栽培槽と、
前記植物または前記植物と同期間に同環境で育成された前記植物と同品種の植物個体から採取されたサンプル中に残存する肥料の量に対応する電気的特性を繰り返して測定する測定装置と、
前記肥料の量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御する環境制御装置とを備える
ことを特徴とする植物育成装置。
【請求項7】
前記環境制御装置は、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御することとして、前記人工光の発光量の低下、前記人工光の照射時間の短縮、および前記人工光の青色波長領域の削減の少なくともいずれかを行う
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の植物育成装置。
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の植物育成装置。
【請求項8】
前記環境制御装置は、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御することとして、前記育成空間内の温度を低下させる
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の植物育成装置。
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の植物育成装置。
【請求項9】
前記環境制御装置は、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御することとして、前記育成空間内の空気中の二酸化炭素濃度を低下させる
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の植物育成装置。
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の植物育成装置。
【請求項10】
前記環境制御装置は、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御することとして、追肥量を低下させる
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の植物育成装置。
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の植物育成装置。
【請求項11】
前記少なくとも１つの光源パネルが複数の前記植物に側方から人工光を照射する
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の植物育成装置。
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の植物育成装置。
【請求項12】
人工光により植物を育成する植物育成方法であって、
前記植物を育成する育成空間に人工光を照射することと、
前記植物の少なくとも根が配置される栽培槽に、前記植物に与えられる肥料を含む養液を供給することと、
前記植物の吸肥量に対応する量を繰り返して測定することと、
測定された前記量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御することとを備える
ことを特徴とする植物育成方法。
前記植物を育成する育成空間に人工光を照射することと、
前記植物の少なくとも根が配置される栽培槽に、前記植物に与えられる肥料を含む養液を供給することと、
前記植物の吸肥量に対応する量を繰り返して測定することと、
測定された前記量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御することとを備える
ことを特徴とする植物育成方法。
【請求項13】
人工光により植物を育成する植物育成方法であって、
前記植物を育成する育成空間に人工光を照射することと、
前記植物の少なくとも根が配置される栽培槽に、前記植物に与えられる肥料を供給することと、
前記植物の組織中の液体の糖の濃度に対応する電気的特性を非破壊的に繰り返して測定することと、
前記糖の濃度の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御することとを備える
ことを特徴とする植物育成方法。
前記植物を育成する育成空間に人工光を照射することと、
前記植物の少なくとも根が配置される栽培槽に、前記植物に与えられる肥料を供給することと、
前記植物の組織中の液体の糖の濃度に対応する電気的特性を非破壊的に繰り返して測定することと、
前記糖の濃度の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御することとを備える
ことを特徴とする植物育成方法。
【請求項14】
人工光により植物を育成する植物育成方法であって、
前記植物を育成する育成空間に人工光を照射することと、
前記植物の少なくとも根が配置される栽培槽に、前記植物に与えられる肥料を供給することと、
前記植物または前記植物と同期間に同環境で育成された前記植物と同品種の植物個体から採取されたサンプル中に残存する肥料の量に対応する電気的特性を繰り返して測定することと、
前記肥料の量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御することとを備える
ことを特徴とする植物育成方法。
前記植物を育成する育成空間に人工光を照射することと、
前記植物の少なくとも根が配置される栽培槽に、前記植物に与えられる肥料を供給することと、
前記植物または前記植物と同期間に同環境で育成された前記植物と同品種の植物個体から採取されたサンプル中に残存する肥料の量に対応する電気的特性を繰り返して測定することと、
前記肥料の量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御することとを備える
ことを特徴とする植物育成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、人工光により植物を育成する植物育成装置および植物育成方法に関する。
【背景技術】
【0002】
農作物の増産および安定収穫を実現するための方策として、植物工場が検討されてきている。植物工場においては、人工光源から農作物に照射される光合成のための光の強度や、植物育成空間における温度、湿度、二酸化炭素（ＣＯ２）濃度、風速といった環境条件、植物成長のための肥料成分といった各パラメータを制御することが可能である。そのため、農作物の周年生産を行うことができ、農作物の生産性を飛躍的に高めることが可能である。
【0003】
特許文献１は、太陽光を用いずにＬＥＤ（light emitting diode）光源などからの人工光を照射して植物を栽培する閉鎖型植物工場を開示する。この閉鎖型植物工場では、植物体の側面から光を近接照射することで、トマトやキュウリなどの垂直方向に伸長して草丈の高くなる野菜でも栽培することができるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第５３３０１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
一般的に、屋外の植物は一年の自然環境の変化に対応して成長する。例えば、豆類は日長の変化に応じて、開花し、莢がつく。莢がつく頃には光合成量も減少する。農作物の光合成について、水、光、ＣＯ２、および肥料は重要な因子である。
【0006】
従来の人工光栽培では、作物の収量を最大化するために、光合成に重要な因子である水、光、ＣＯ２、および肥料を過剰に供給することが多いと、出願人は考える。
【0007】
そこで、本発明は、収量を減らすことなく、コストを削減することができる植物育成装置および植物育成方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明のある態様では、人工光により植物を育成する植物育成装置を提供する。この植物育成装置は、前記植物を育成する育成空間と、前記育成空間に人工光を照射する少なくとも１つの光源パネルと、前記植物に与えられる肥料を含む養液である液体肥料を収容し、前記植物の少なくとも根が配置される栽培槽と、前記植物の吸肥量に対応する量を繰り返して測定する測定装置と、前記測定装置で測定された前記量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御する環境制御装置とを備える。
【0009】
本発明の他の態様では、人工光により植物を育成する植物育成装置を提供する。この植物育成装置は、前記植物を育成する育成空間と、前記育成空間に人工光を照射する少なくとも１つの光源パネルと、前記植物の少なくとも根が配置される栽培槽と、前記植物の組織中の液体の糖の濃度に対応する電気的特性を非破壊的に繰り返して測定する測定装置と、前記糖の濃度の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御する環境制御装置とを備える。
【0010】
本発明の他の態様では、人工光により植物を育成する植物育成装置を提供する。この植物育成装置は、前記植物を育成する育成空間と、前記育成空間に人工光を照射する少なくとも１つの光源パネルと、前記植物の少なくとも根が配置される栽培槽と、前記植物または前記植物と同期間に同環境で育成された前記植物と同品種の植物個体から採取されたサンプル中に残存する肥料の量に対応する電気的特性を繰り返して測定する測定装置と、前記肥料の量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御する環境制御装置とを備える。
【0011】
本発明のある態様では、人工光により植物を育成する植物育成方法を提供する。この植物育成方法は、前記植物を育成する育成空間に人工光を照射することと、前記植物の少なくとも根が配置される栽培槽に、前記植物に与えられる肥料を含む養液を供給することと、前記植物の吸肥量に対応する量を繰り返して測定することと、測定された前記量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御することとを備える。
【0012】
本発明の他の態様では、人工光により植物を育成する植物育成方法を提供する。この植物育成方法は、前記植物を育成する育成空間に人工光を照射することと、前記植物の少なくとも根が配置される栽培槽に、前記植物に与えられる肥料を供給することと、前記植物の組織中の液体の糖の濃度に対応する電気的特性を非破壊的に繰り返して測定することと、前記糖の濃度の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御することとを備える。
【0013】
本発明の他の態様では、人工光により植物を育成する植物育成方法を提供する。この植物育成方法は、前記植物を育成する育成空間に人工光を照射することと、前記植物の少なくとも根が配置される栽培槽に、前記植物に与えられる肥料を供給することと、前記植物または前記植物と同期間に同環境で育成された前記植物と同品種の植物個体から採取されたサンプル中に残存する肥料の量に対応する電気的特性を繰り返して測定することと、前記肥料の量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御することとを備える。
【発明の効果】
【0014】
本発明の態様によれば、植物の子実肥大期および／または成熟期に植物の育成環境を植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御することができる。子実肥大期および／または成熟期に光合成を抑圧しても、植物の種子または地下茎の収量は減らず、コストを削減することができる。したがって、人工光栽培において、収量を減らすことなく、コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の第１実施形態に係る植物育成装置の概略構成例を示す模式図である。
【図3】栽培ユニットの光源パネルの正面図である。
【図5】本発明の実施形態の変形例に係る光源パネルの縦断面図である。
【図6】大豆の累積吸肥量の変化を示すグラフである。
【図7】大豆の累積吸肥量の変化を示すグラフである。
【図8】本発明の第２実施形態に係る植物育成装置の概略構成例を示す模式図である。
【図9】本発明の第３実施形態に係る植物育成装置の概略構成例を示す模式図である。
【図10】本発明の第４実施形態に係る植物育成装置の概略構成例を示す模式図である。
【図11】本発明の第５実施形態に係る植物育成装置の概略構成例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る様々な実施形態を説明する。図面の縮尺は必ずしも正確ではなく、一部の特徴は誇張または省略されることもある。
【0017】
実施形態に係る植物育成装置は、植物工場内に配置される。
図１に示すように、第１実施形態に係る植物育成装置１は、植物を育成するための多数の栽培ユニット２が配置されている。育成される植物は、例えば豆類のような農作物であるが、光合成を行う他の植物であってもよい。
実施形態に係る植物育成装置１が配置される植物工場には、空調システム２０が設けられている。空調システム２０は、植物が育成される領域の環境を、植物の育成に適した温度、湿度、二酸化炭素（ＣＯ２）濃度に調整する。
図１に示すように、第１実施形態に係る植物育成装置１は、植物を育成するための多数の栽培ユニット２が配置されている。育成される植物は、例えば豆類のような農作物であるが、光合成を行う他の植物であってもよい。
実施形態に係る植物育成装置１が配置される植物工場には、空調システム２０が設けられている。空調システム２０は、植物が育成される領域の環境を、植物の育成に適した温度、湿度、二酸化炭素（ＣＯ２）濃度に調整する。
【0018】
図１および図２に示すように、第１実施形態に係る植物育成装置１の栽培ユニット２は、上部１０と、上部１０の下方に配置された栽培槽１２と、栽培槽１２の上端に取り付けられた支持パネル１４を有する。上部１０は、植物２００の茎および葉が成長する（すなわち植物を育成する）育成空間３０を有する。
【0019】
栽培槽１２には、植物２００の少なくとも根（主根、側根を含む）が配置され、ここで根が成長する。植物２００の茎の下部も栽培槽１２に配置されている。支持パネル１４は植物２００を支持する。
【0020】
栽培槽１２は、植物２００の根に与えられる肥料を含む養液（液体肥料すなわち液肥）１６を収容する容器である。栽培槽１２には養液供給システム１８が接続されており、養液供給システム１８は栽培槽１２へ養液１６を供給する。
【0021】
栽培ユニット２の上部１０は、育成空間３０に人工光Ｌｉを照射する少なくとも１つの光源パネル３２を有する。光源パネル３２は植物２００に側方から人工光Ｌｉを照射する。この実施形態では、上部１０は、２つの光源パネル３２を備え、これらの光源パネル３２は鉛直に配向され、互いに平行に配置されている。このように、２つの光源パネル３２が対向しており、育成空間３０が２つの光源パネル３２の間に介在し、２つの光源パネル３２が植物２００に両側方から人工光Ｌｉを照射する。
【0022】
図２に示すように、光源パネル３２は、植物２００の成長高さの上限よりも大きい高さＸを有し、互いに間隔をおいて植えられた複数の植物２００にほぼ均等かつ十分に人工光Ｌｉを当てることが可能な幅Ｙを有する。
２つの光源パネル３２の間の間隔Ｚは、植物２００の各葉にほぼ均等かつ十分に人工光Ｌｉを当てることが可能なように大きく設定されている。また、間隔Ｚは、光源パネル３２からの放熱により植物２００に損傷を与えないように大きく設定されている。但し、間隔Ｚは、幅Ｙをｎ＋１で除算した商よりも小さい（ｎは育成空間３０内の植物２００の数である）。したがって、間隔Ｚは、１つの植物２００に対応する光源パネル３２の発光領域の幅Ｗよりも小さい。発光領域とは、後述するＬＥＤチップが実装された領域である。
２つの光源パネル３２の間の間隔Ｚは、植物２００の各葉にほぼ均等かつ十分に人工光Ｌｉを当てることが可能なように大きく設定されている。また、間隔Ｚは、光源パネル３２からの放熱により植物２００に損傷を与えないように大きく設定されている。但し、間隔Ｚは、幅Ｙをｎ＋１で除算した商よりも小さい（ｎは育成空間３０内の植物２００の数である）。したがって、間隔Ｚは、１つの植物２００に対応する光源パネル３２の発光領域の幅Ｗよりも小さい。発光領域とは、後述するＬＥＤチップが実装された領域である。
【0023】
光源パネル３２の光源は、例えば、複数の蛍光灯、複数の冷陰極蛍光ランプ、複数のＯＬＥＤ（organic light-emitting diode）素子であってもよい。しかし、実施形態においては、発熱量が少ない複数のＬＥＤ（light-emitting diode）チップが使用される。
図３および図４に示すように、光源パネル３２は、支持体である平坦な基板３３と、基板３３上に並べられた複数のＬＥＤチップ３４を有する。これらのＬＥＤチップ３４は、同じタイプである。したがって、同じ電流と電圧が与えられると、これらのＬＥＤチップ３４は同じ光量子束密度の人工光Ｌｉを放出する。ＬＥＤチップ３４は、規則的に（具体的にはマトリックス状に）、縦横に等間隔をおいて配置されている。
ＬＥＤチップ３４は、光源パネル３２のうち、高さＸ１、幅Ｙ１の発光領域に実装されている。
図３および図４に示すように、光源パネル３２は、支持体である平坦な基板３３と、基板３３上に並べられた複数のＬＥＤチップ３４を有する。これらのＬＥＤチップ３４は、同じタイプである。したがって、同じ電流と電圧が与えられると、これらのＬＥＤチップ３４は同じ光量子束密度の人工光Ｌｉを放出する。ＬＥＤチップ３４は、規則的に（具体的にはマトリックス状に）、縦横に等間隔をおいて配置されている。
ＬＥＤチップ３４は、光源パネル３２のうち、高さＸ１、幅Ｙ１の発光領域に実装されている。
【0024】
基板３３には、これらのＬＥＤチップ３４を点灯するための配線（図示せず）が設けられている。光源パネル３２の外部には、これらのＬＥＤチップ３４の発光を同時に制御する発光制御装置４４（図１参照）が設けられている。
【0025】
基板３３の発光領域には、複数の通気孔３５が形成されている。通気孔３５は貫通孔である。これらの通気孔３５を通じて、空調システム２０で管理された空気が育成空間３０に供給され、光源パネル３２からの放熱によって植物２００が過熱されることが防止されている（なお、空調システム２０で管理された空気は育成空間３０に直接供給されてもよい）。通気孔３５は互いに同じサイズを有し、規則的に（具体的にはマトリックス状に）、縦横に等間隔をおいて配置されている。但し、通気孔３５は、互いに異なるサイズを有していてもよいし、不規則的に配置されていてもよい。
光源パネル３２を冷却するため、通気孔３５に加えてあるいは通気孔３５に代えて、他の方策を用いてもよい。例えば、基板３３のＬＥＤチップ３４と反対側の面に放熱部材、水冷管または空冷管を接触させてもよい。
光源パネル３２を冷却するため、通気孔３５に加えてあるいは通気孔３５に代えて、他の方策を用いてもよい。例えば、基板３３のＬＥＤチップ３４と反対側の面に放熱部材、水冷管または空冷管を接触させてもよい。
【0026】
育成空間３０内での人工光Ｌｉの利用効率を高めるため、基板３３のＬＥＤチップ３４側の面は、光の反射率が高いことが好ましい。基板３３は、光を反射する部材（例えば、表面が平滑な金属）から形成されていることが好ましい。基板３３のＬＥＤチップ３４側の面を光反射塗料でコートしてもよい。
【0027】
【0028】
植物２００ひいては育成空間３０に対する光源パネル３２の位置は限定されず、例えば、光源パネル３２を育成空間３０の上方に配置して、光源パネル３２が上方から人工光Ｌｉを育成空間３０に放出するようにしてもよい。
【0029】
しかし、育成空間３０で照度をなるべく均一にするには、葉の茂り方を考慮すべきである。育成空間３０の上方から人工光Ｌｉが放出される場合には、植物２００が多くの葉を持つ生育段階では、上の葉によって人工光Ｌｉが遮られ、育成空間３０の下部では照度が低くなり、光合成効率が劣る。また、植物２００が密生する場合には、植物の個体によって成長がばらつく。
【0030】
そこで、この実施形態では、光源パネル３２が植物２００に側方から人工光Ｌｉを照射するように、育成空間３０の側方に光源パネル３２が配置されている。したがって、植物２００の生育段階、特に葉の茂り方にかかわらず、育成空間３０の上部と下部で照度をなるべく均一にすることができる。また、植物２００が密生する場合でも、植物の個体に均等に人工光Ｌｉを供給できるので、個体による成長のばらつきを抑制することができる。
【0031】
光源パネル３２の数は１つでもよい。しかし、植物２００の両側において照度をなるべく均一にするため、この実施形態では、図１および図２に示すように、２つの光源パネル３２が対向しており、育成空間３０が２つの光源パネル３２の間に介在し、２つの光源パネル３２が植物２００に両側方から人工光Ｌｉを照射するようになっている。このように、２つの光源パネル３２を設けることが好ましく、この場合、植物２００の両側において照度をなるべく均一にし、光合成効率を向上させることができる。
【0032】
２つの光源パネル３２に加えて、これらの光源パネル３２の長手方向（幅Ｙの方向）の両端にさらに２つの光源パネル３２を設けてもよい。すなわち、４つの光源パネル３２を育成空間３０の周囲に設けて、４つの光源パネル３２が育成空間３０に人工光Ｌｉを放出するようにしてもよい。しかし、この場合、育成空間３０の長手方向（幅Ｙの方向）の端部付近に配置された植物２００が、育成空間３０の長手方向中央に配置された植物２００よりも多くの人工光Ｌｉを受けることになる。この場合、ＬＥＤチップ３４の１個あたりから発せられる人工光Ｌｉの量が多いと、育成空間３０の長手方向端部付近に配置された植物２００の葉が光合成飽和光強度より高い強度の光を受け、光エネルギーが無駄になるおそれがある。また、植物の個体によって成長がばらつく。したがって、この実施形態のように、２つの光源パネル３２のみを設けることが好ましい。
【0033】
実施形態においては、光源パネル３２の基板３３は平板であるが、図５に示すように、基板３３は波板であってもよい。図５は図４と同様に見た光源パネル３２の縦断面図である。波板からは、平板よりもＬＥＤチップ３４で発生する熱をより多く放出することができる。
【0034】
栽培ユニット２内の植物２００を冷却するため、養液供給システム１８または栽培槽１２を冷却装置で冷却してもよい。
【0035】
図１に示すように、植物育成装置１は、吸肥量測定装置４０と環境制御装置４２をさらに有する。
吸肥量測定装置４０は、栽培ユニット２内の植物２００の吸肥量を、単位期間おきに（例えば毎日）繰り返して測定する。この実施形態では、吸肥量測定装置４０は、センサ４０ａと液量センサ４０ｂと吸肥量計算部４０ｃを有する。
吸肥量測定装置４０は、栽培ユニット２内の植物２００の吸肥量を、単位期間おきに（例えば毎日）繰り返して測定する。この実施形態では、吸肥量測定装置４０は、センサ４０ａと液量センサ４０ｂと吸肥量計算部４０ｃを有する。
【0036】
センサ４０ａは、栽培槽１２内の養液１６の肥料濃度を繰り返して（例えば毎日）測定する。肥料濃度として、センサ４０ａは植物２００のエネルギー成分であるアデノシン三リン酸を形成するリン酸濃度を測定してもよいし、植物２００のタンパク質を形成する窒素の濃度を測定してもよい。あるいは、センサ４０ａは、リン酸の濃度を測定するセンサと、窒素の濃度を測定するセンサの組み合わせであってもよい。
あるいは、センサ４０ａは、栽培槽１２内の養液１６の電気伝導率を測定してもよい。後述する吸肥量計算部４０ｃは、電気伝導率から、例えば換算式を用いて、栽培槽１２内の養液１６の肥料濃度を計算することができる。
あるいは、センサ４０ａは、栽培槽１２内の養液１６の電気伝導率を測定してもよい。後述する吸肥量計算部４０ｃは、電気伝導率から、例えば換算式を用いて、栽培槽１２内の養液１６の肥料濃度を計算することができる。
【0037】
液量センサ４０ｂは、養液供給システム１８から栽培槽１２に供給される養液１６の量を、単位期間おきに（例えば毎日）繰り返して測定する。液量センサ４０ｂは、例えば流量計であってよい。あるいは、液量センサ４０ｂは、栽培槽１２内の養液１６の液面の高さを測定する液面計であってもよく、この場合、養液１６の減少量を養液供給システム１８に報告し、養液供給システム１８が養液１６の液面の高さを一定に維持するのであってもよい。
【0038】
吸肥量計算部４０ｃは、コンピュータプロセッサである。吸肥量計算部４０ｃは、センサ４０ａの測定結果と液量センサ４０ｂの測定結果から、播種から現在までの植物の累積吸肥量（植物２００が吸収した肥料成分の量）を単位期間おきに（例えば毎日）繰り返して計算する。あるいは、吸肥量計算部４０ｃは、センサ４０ａの測定結果と液量センサ４０ｂの測定結果から、単位期間（例えば１日）あたりの植物２００の吸肥量を単位期間おきに（例えば毎日）計算してもよい。
吸肥量計算部４０ｃは、植物２００が吸収したリン酸の量を計算してもよいし、植物２００が吸収した窒素量を計算してもよいし、両方を計算してもよい。
吸肥量計算部４０ｃは、植物２００が吸収したリン酸の量を計算してもよいし、植物２００が吸収した窒素量を計算してもよいし、両方を計算してもよい。
【0039】
肥料濃度が一定の場合、累積吸肥量は、センサ４０ａの測定結果から得られた養液１６の肥料濃度に、液量センサ４０ｂの測定結果から得られた植物２００の累積吸収液体量を乗算することにより、計算される。肥料濃度が一定の場合、単位期間あたりの吸肥量は、センサ４０ａの測定結果から得られた養液１６の肥料濃度に、液量センサ４０ｂの測定結果から得られた単位期間あたりの植物２００の吸収液体量を乗算することにより、計算される。
【0040】
肥料濃度が変化する場合、累積吸肥量Ａは下式によって計算される。
Ａ＝（Ｃ２＊Ｌ２）－（Ｃ１＊Ｌ１）
ここで、Ｃ１は最初の養液１６の肥料濃度であり、Ｌ１は最初の養液１６の量である。Ｃ２は最後の養液１６の肥料濃度であり、Ｌ２は最後の養液１６の量である。
肥料濃度が変化する場合、単位期間あたりの吸肥量も上式に準じて計算される。
Ａ＝（Ｃ２＊Ｌ２）－（Ｃ１＊Ｌ１）
ここで、Ｃ１は最初の養液１６の肥料濃度であり、Ｌ１は最初の養液１６の量である。Ｃ２は最後の養液１６の肥料濃度であり、Ｌ２は最後の養液１６の量である。
肥料濃度が変化する場合、単位期間あたりの吸肥量も上式に準じて計算される。
【0041】
栽培槽１２内の肥料の濃度が常に既知であれば、センサ４０ａはなくてもよく、吸肥量計算部４０ｃは液量センサ４０ｂの測定結果から累積吸肥量または単位期間あたりの吸肥量を計算することができる。
【0042】
吸肥量測定装置４０で測定された吸肥量は、環境制御装置４２に通知される。環境制御装置４２は、コンピュータプロセッサである。環境制御装置４２は、測定された吸肥量の変化に基づいて、空調システム２０、発光制御装置４４および養液供給システム１８の少なくともいずれかを制御する。
【0043】
図６および図７のグラフを参照し、吸肥量の変化に基づく環境制御の方針を説明する。
図６に示す曲線は、いずれも大豆（品種：初だるま）を植物工場で栽培した場合の累積吸肥量の変化を示す。縦軸は、４株あたりまたは１株あたりの累積吸肥量の換算値である。
曲線ａは、育成空間３０内の５株の大豆に対して１つの光源パネル３２で側方から人工光Ｌｉを当てた栽培ユニット２で育成した場合の吸肥量の変化を示す。
曲線ｂは、育成空間３０内の２株の大豆に対して１つの光源パネル３２で上方から人工光Ｌｉを当てた栽培ユニット２で育成した場合の吸肥量の変化を示す。曲線ｂの場合、吸肥量が曲線ａの場合より少ない。これは、上記の通り、上方から人工光Ｌｉを当てた場合、上の葉によって人工光Ｌｉが遮られ、下の葉の光合成効率が劣るためである。
図６に示す曲線は、いずれも大豆（品種：初だるま）を植物工場で栽培した場合の累積吸肥量の変化を示す。縦軸は、４株あたりまたは１株あたりの累積吸肥量の換算値である。
曲線ａは、育成空間３０内の５株の大豆に対して１つの光源パネル３２で側方から人工光Ｌｉを当てた栽培ユニット２で育成した場合の吸肥量の変化を示す。
曲線ｂは、育成空間３０内の２株の大豆に対して１つの光源パネル３２で上方から人工光Ｌｉを当てた栽培ユニット２で育成した場合の吸肥量の変化を示す。曲線ｂの場合、吸肥量が曲線ａの場合より少ない。これは、上記の通り、上方から人工光Ｌｉを当てた場合、上の葉によって人工光Ｌｉが遮られ、下の葉の光合成効率が劣るためである。
【0044】
光合成を行う植物の成熟までの生育段階は、栄養成長前期、栄養成長中期、開花・莢数決定期、子実肥大期、成熟期に分類することができる。
栄養成長前期には、植物は盛んに光合成を行うとともに吸肥し、枝葉が繁茂する。大豆の場合、栄養成長中期は、花芽分化の期間であり、開花・莢数決定期には、花芽を生成し莢ができる。屋外環境では、大豆の開花・莢数決定期は、条件によって異なるが、一般に播種からおよそ７０日までである。また、栄養成長中期および開花・莢数決定期は、栄養成長と生殖成長が同時に進行する期間でもある。 子実肥大期には、光合成で生成された光合成産物（糖）が、種子または地下茎に転流されるので、種子または地下茎が肥大する。大豆の子実肥大期は、条件によって異なるが、一般に播種後７０日から１１０日の期間である。成熟期には、種子または地下茎が完熟する。大豆の場合には成熟期に種子が乾燥する。屋外環境では、大豆の成熟期は、条件によって異なるが、一般に播種後１１０日から１５０日の期間である。
栄養成長前期には、植物は盛んに光合成を行うとともに吸肥し、枝葉が繁茂する。大豆の場合、栄養成長中期は、花芽分化の期間であり、開花・莢数決定期には、花芽を生成し莢ができる。屋外環境では、大豆の開花・莢数決定期は、条件によって異なるが、一般に播種からおよそ７０日までである。また、栄養成長中期および開花・莢数決定期は、栄養成長と生殖成長が同時に進行する期間でもある。 子実肥大期には、光合成で生成された光合成産物（糖）が、種子または地下茎に転流されるので、種子または地下茎が肥大する。大豆の子実肥大期は、条件によって異なるが、一般に播種後７０日から１１０日の期間である。成熟期には、種子または地下茎が完熟する。大豆の場合には成熟期に種子が乾燥する。屋外環境では、大豆の成熟期は、条件によって異なるが、一般に播種後１１０日から１５０日の期間である。
【0045】
植物工場での栽培環境では、通常、屋外環境よりも植物の発育が早い。図６において、曲線ａの場合、播種から４４日目で累積吸肥量の増加が鈍化し、播種から５０日目で累積吸肥量の増加がさらに鈍化した。すなわち、播種から４４日目で１日あたりの吸肥量が減少し、播種から５０日目で１日あたりの吸肥量が減少した。曲線ａの場合、播種から５０日目で大豆が成熟期に入った。大豆に上方から人工光Ｌｉを当てた場合に相当する吸肥量が少ない曲線ｂの場合、光合成が抑制されたため、曲線ａより早く同様の吸肥量の変化が観察された。
【0046】
図７に示す曲線は、いずれも大豆（品種：サチユタカ）を植物工場で栽培した場合の累積吸肥量の変化を示す。縦軸は、４株あたりまたは１株あたりの累積吸肥量の換算値である。
曲線ｃは、継続的に一定の温度で大豆を育成した場合の吸肥量の変化を示す。曲線ｄは、１２時間ごとに温度を切り替えて、昼夜を模擬して大豆を育成した場合の吸肥量の変化を示す。いずれの場合も大豆に上方から人工光Ｌｉを当てた。
曲線ｃは、継続的に一定の温度で大豆を育成した場合の吸肥量の変化を示す。曲線ｄは、１２時間ごとに温度を切り替えて、昼夜を模擬して大豆を育成した場合の吸肥量の変化を示す。いずれの場合も大豆に上方から人工光Ｌｉを当てた。
【0047】
曲線ｃの場合、播種から５０日目で累積吸肥量の増加が鈍化し、播種から７０日目で累積吸肥量の増加がさらに鈍化した。曲線ｃの場合、播種から７０日目で成熟期に入った。曲線ｄの場合、播種から４８日目で累積吸肥量の増加が鈍化し、播種から７３日目で累積吸肥量の増加がさらに鈍化した。曲線ｄの場合、播種から７３日目で成熟期に入った。
【0048】
したがって、育成環境に応じて子実肥大期に入る時点は異なるが、大豆は子実肥大期には栄養成長前期、栄養成長中期、開花・莢数決定期よりも吸肥量（換言すれば必要とされる肥料の量）が顕著に少ない。吸肥量の変化（累積吸肥量の増加の鈍化すなわち単位期間あたりの吸肥量の減少）を監視することにより、大豆が子実肥大期に入ったことを認識することができる。他の光合成を行う植物についても同じことが当てはまると考えられる。
子実肥大期には、植物の光合成速度は鈍化するため、光合成の因子である光、ＣＯ２、および肥料の必要量は減少する。したがって、上記の環境制御装置４２（図１参照）は、吸肥量の変化が植物の子実肥大期に対応する場合、空調システム２０、発光制御装置４４および養液供給システム１８の少なくともいずれかを制御し、植物２００の育成環境を植物２００の光合成を抑圧する環境に変化させる。子実肥大期に光合成を抑圧しても、植物の種子または地下茎の収量は減らず、コストを削減することができる。
子実肥大期には、植物の光合成速度は鈍化するため、光合成の因子である光、ＣＯ２、および肥料の必要量は減少する。したがって、上記の環境制御装置４２（図１参照）は、吸肥量の変化が植物の子実肥大期に対応する場合、空調システム２０、発光制御装置４４および養液供給システム１８の少なくともいずれかを制御し、植物２００の育成環境を植物２００の光合成を抑圧する環境に変化させる。子実肥大期に光合成を抑圧しても、植物の種子または地下茎の収量は減らず、コストを削減することができる。
【0049】
環境制御装置４２がこのように育成環境を光合成を抑圧する環境に変化させる契機（植物が子実肥大期に入ったと判断する契機）は、累積吸肥量の単位期間（例えば１日）での増分の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合である（すなわち、単位期間あたりの吸肥量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合である）。ここで「減少率」は減少率の絶対値であり、「閾値」は正の値である。「閾値」は、植物の子実肥大期に対応しており、植物の種類および品種ならびに育成環境によって異なり、植物の育成経験に基づいて決定される。「設定期間」とは、始期があらかじめ定められているのではなく、時間長さを意味する。「設定期間」は、測定誤差を考慮すると、単位期間（例えば１日）よりも長く設定されている。
また、植物の吸肥量は、月の満ち欠けすなわち月が地球に及ぼす引力に応じて変化することが知られている。したがって、環境制御装置４２は、月相に応じて、閾値と設定期間の少なくとも一方を補正することが好ましい。
また、植物の吸肥量は、月の満ち欠けすなわち月が地球に及ぼす引力に応じて変化することが知られている。したがって、環境制御装置４２は、月相に応じて、閾値と設定期間の少なくとも一方を補正することが好ましい。
【0050】
単位期間あたりの吸肥量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、環境制御装置４２は、発光制御装置４４を制御して、人工光Ｌｉの発光量の低下、人工光Ｌｉの照射時間の短縮、および人工光Ｌｉの青色波長領域の削減の少なくともいずれかを行ってよい。すなわち、植物２００の育成環境を植物２００の光合成を抑圧する環境に変化させることは、人工光Ｌｉの発光量の低下、人工光Ｌｉの照射時間の短縮、および人工光Ｌｉの青色波長領域の削減の少なくともいずれかであってよい。人工光Ｌｉの発光量の低下は、各発光源（例えばＬＥＤチップ３４）に供給する電力を低下により実施してもよいし、点灯する発光源の数の減少により実施してもよい。
この場合、環境制御装置４２は、発光制御装置４４に指令信号を与え、発光制御装置４４はその指令信号に従って光源パネル３２を制御する。発光量の低下により、コストを削減することができる。また、照射時間の短縮により、コストを削減することができる。
この場合、環境制御装置４２は、発光制御装置４４に指令信号を与え、発光制御装置４４はその指令信号に従って光源パネル３２を制御する。発光量の低下により、コストを削減することができる。また、照射時間の短縮により、コストを削減することができる。
【0051】
さらに、人工光Ｌｉの青色波長領域の削減により、コストを削減することができる。光合成に寄与する光の波長範囲は４００～７００ｎｍである。光子１個のエネルギー量は、短波長の光ほど大きい。つまり、同じ光子数の場合、短波長の光はエネルギー量が高く、長波長の光はエネルギー量が低い。しかし、光合成量は、光のエネルギー量ではなく、植物に当たった光子数と相関がある。したがって、同じ光子数の場合、長波長の光の方が短波長の光よりも光合成に関するエネルギー効率が高い。そして、エネルギー量が高い短波長の光を発生させるのに要する消費電力は、長波長の光を発生させるのに要する消費電力より大きい。したがって、人工光Ｌｉの青色波長領域の削減によって、消費電力を削減することができる。
【0052】
また、植物の光受容体には、フィトクロム、クリプトクロム、フォトトロピンの３種が知られている。フィトクロムは主に赤色光および遠赤色光に応答して光合成を行い、クリプトクロムとフォトトロピンは主に青色光に応答して光合成を行う。人工光Ｌｉの青色波長領域の削減により、クリプトクロムとフォトトロピンによる光合成が抑圧され、植物の育成環境を植物の光合成を抑圧する環境に変化させることができる。
人工光Ｌｉの青色波長領域を削減するため、発光制御装置４４は、使用される光源パネル３２を他の光源パネルに交換してもよい。あるいは、光源パネル３２が異なる発光波長領域を有するＬＥＤチップ３４を有する場合、発光制御装置４４は、青色波長領域で発光するＬＥＤチップ３４の発光を停止し、長波長領域（例えば赤色波長領域）で発光するＬＥＤチップ３４を発光継続または新たに発光開始してもよい。あるいは、光源パネル３２が異なる発光波長領域を有するＯＬＥＤ素子を有する場合、発光制御装置４４は、青色波長領域で発光するＯＬＥＤ素子の発光を停止し、長波長領域で発光するＯＬＥＤ素子を発光継続または新たに発光開始してもよい。但し、青色波長領域で発光するすべての発光源の発光を完全に停止する必要は必ずしもなく、それらの発光源に供給する電力を低下させてもよいし、点灯する発光源の数を減少させてもよい。
人工光Ｌｉの青色波長領域を削減するため、発光制御装置４４は、使用される光源パネル３２を他の光源パネルに交換してもよい。あるいは、光源パネル３２が異なる発光波長領域を有するＬＥＤチップ３４を有する場合、発光制御装置４４は、青色波長領域で発光するＬＥＤチップ３４の発光を停止し、長波長領域（例えば赤色波長領域）で発光するＬＥＤチップ３４を発光継続または新たに発光開始してもよい。あるいは、光源パネル３２が異なる発光波長領域を有するＯＬＥＤ素子を有する場合、発光制御装置４４は、青色波長領域で発光するＯＬＥＤ素子の発光を停止し、長波長領域で発光するＯＬＥＤ素子を発光継続または新たに発光開始してもよい。但し、青色波長領域で発光するすべての発光源の発光を完全に停止する必要は必ずしもなく、それらの発光源に供給する電力を低下させてもよいし、点灯する発光源の数を減少させてもよい。
【0053】
単位期間あたりの吸肥量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、環境制御装置４２は、発光制御装置４４の上記の制御に代えて、あるいはこれに加えて、空調システム２０を制御して、育成空間３０内の温度を低下させてもよい。すなわち、植物２００の育成環境を植物２００の光合成を抑圧する環境に変化させることは、育成空間３０内の温度を低下させることであってよい。
この場合、環境制御装置４２は、空調システム２０に指令信号を与え、空調システム２０はその指令信号に従って温度を低下させる。温度の低下により、コストを削減することができる。
この場合、環境制御装置４２は、空調システム２０に指令信号を与え、空調システム２０はその指令信号に従って温度を低下させる。温度の低下により、コストを削減することができる。
【0054】
単位期間あたりの吸肥量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、環境制御装置４２は、発光制御装置４４および／または温度の制御に代えて、あるいはこれに加えて、空調システム２０を制御して、育成空間３０内の空気中のＣＯ２の濃度を低下させてもよい。すなわち、植物２００の育成環境を植物２００の光合成を抑圧する環境に変化させることは、育成空間３０内の空気中のＣＯ２の濃度を低下させることであってよい。
この場合、環境制御装置４２は、空調システム２０に指令信号を与え、空調システム２０はその指令信号に従って空気中のＣＯ２の濃度を低下させる。ＣＯ２の濃度の低下により、コストを削減することができる。
この場合、環境制御装置４２は、空調システム２０に指令信号を与え、空調システム２０はその指令信号に従って空気中のＣＯ２の濃度を低下させる。ＣＯ２の濃度の低下により、コストを削減することができる。
【0055】
単位期間あたりの吸肥量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、環境制御装置４２は、発光制御装置４４および／または空調システム２０の制御に代えて、あるいはこれに加えて、養液供給システム１８を制御して、追肥量を低下させてもよい。すなわち、植物２００の育成環境を植物２００の光合成を抑圧する環境に変化させることは、追肥量を低下させることであってよい。
この場合、環境制御装置４２は、養液供給システム１８に指令信号を与え、養液供給システム１８はその指令信号に従って追肥量を低下させる。養液供給システム１８は、例えば、養液１６中の肥料の濃度を低下させる。追肥量の低下により、コストを削減することができる。
この場合、環境制御装置４２は、養液供給システム１８に指令信号を与え、養液供給システム１８はその指令信号に従って追肥量を低下させる。養液供給システム１８は、例えば、養液１６中の肥料の濃度を低下させる。追肥量の低下により、コストを削減することができる。
【0056】
第１実施形態では、単位期間あたりの吸肥量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合を契機に、環境制御装置４２が育成環境を光合成を抑圧する環境に変化させる。しかし、単位期間内に養液供給システム１８から栽培槽１２に供給される養液１６の量と養液１６の電気伝導率の積を、吸肥量測定装置４０が単位期間おきに（例えば毎日）繰り返して計算し、当該積の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合を契機に、環境制御装置４２が育成環境を光合成を抑圧する環境に変化させてもよい。
【0057】
次に、図８を参照しながら、本発明の第２実施形態に係る植物育成装置１Ａを説明する。植物育成装置１Ａは、吸肥量測定装置４０に代えて、植物内肥料濃度測定装置５０を有する。植物内肥料濃度測定装置５０は、実際に育成されている植物２００の内部の液体の肥料濃度を測定する。
この実施形態では、植物内肥料濃度測定装置５０は、センサ５０ａと植物内肥料濃度計算部５０ｂを有する。
この実施形態では、植物内肥料濃度測定装置５０は、センサ５０ａと植物内肥料濃度計算部５０ｂを有する。
【0058】
センサ５０ａは、図示しない支持ブラケットに取り付けられており、栽培ユニット２内の植物２００に近接して配置されている。センサ５０ａは、植物２００内を流れる液体の肥料濃度に対応する電気的特性を単位期間おきに（例えば毎日）繰り返して測定する。
例えば、センサ５０ａは、植物の茎に刺されるプローブ針（図示せず）を有し、茎に刺されたプローブ針を用いて、植物の維管束内を流れる液体の電気的特性（例えば、電気伝導率またはインピーダンス）を測定してよい。プローブ針を刺す植物の個体を時々変更してもよい。電気的特性は植物の維管束内を流れる液体の肥料濃度に対応する。植物の茎にプローブ針を刺すことは、植物にとって侵襲的（破壊的）であり、植物の生育に悪影響を及ぼし、場合によっては植物を枯らすかもしれない。したがって、環境制御装置４２が育成環境を変化させて光合成を抑圧する対象となる植物の個体は、プローブ針が刺される個体とは異なることもありうる。つまり、光合成を抑圧する対象となる植物とは異なるが、それと同期間に同環境で育成された同品種の植物内を流れる液体の電気的特性を、センサ５０ａは測定してもよい。
あるいは、センサ５０ａは、有機電気化学トランジスタを有していてもよく、有機電気化学トランジスタを用いて、植物の維管束内を流れる液体の電気的特性（例えば、電気伝導率、静電容量またはインピーダンス）を非破壊的（非侵襲的）に測定してもよい。この場合、電気的特性は、植物の維管束組織中の液体の糖（セルロースおよびスクロース）の濃度に対応し、吸肥量にも対応する。植物にとって非破壊的（非侵襲的）なこの方策を用いることにより、植物の生育に悪影響を及ぼさない。したがって、なんらかの理由で測定対象の植物の個体が枯れない限り、環境制御装置４２が育成環境を変化させて光合成を抑圧する対象となる植物の個体は、測定対象の個体と同じである。
例えば、センサ５０ａは、植物の茎に刺されるプローブ針（図示せず）を有し、茎に刺されたプローブ針を用いて、植物の維管束内を流れる液体の電気的特性（例えば、電気伝導率またはインピーダンス）を測定してよい。プローブ針を刺す植物の個体を時々変更してもよい。電気的特性は植物の維管束内を流れる液体の肥料濃度に対応する。植物の茎にプローブ針を刺すことは、植物にとって侵襲的（破壊的）であり、植物の生育に悪影響を及ぼし、場合によっては植物を枯らすかもしれない。したがって、環境制御装置４２が育成環境を変化させて光合成を抑圧する対象となる植物の個体は、プローブ針が刺される個体とは異なることもありうる。つまり、光合成を抑圧する対象となる植物とは異なるが、それと同期間に同環境で育成された同品種の植物内を流れる液体の電気的特性を、センサ５０ａは測定してもよい。
あるいは、センサ５０ａは、有機電気化学トランジスタを有していてもよく、有機電気化学トランジスタを用いて、植物の維管束内を流れる液体の電気的特性（例えば、電気伝導率、静電容量またはインピーダンス）を非破壊的（非侵襲的）に測定してもよい。この場合、電気的特性は、植物の維管束組織中の液体の糖（セルロースおよびスクロース）の濃度に対応し、吸肥量にも対応する。植物にとって非破壊的（非侵襲的）なこの方策を用いることにより、植物の生育に悪影響を及ぼさない。したがって、なんらかの理由で測定対象の植物の個体が枯れない限り、環境制御装置４２が育成環境を変化させて光合成を抑圧する対象となる植物の個体は、測定対象の個体と同じである。
【0059】
植物内肥料濃度計算部５０ｂは、コンピュータプロセッサである。植物内肥料濃度計算部５０ｂは、センサ５０ａで測定された液体の電気的特性から液体の肥料濃度を単位期間おきに（例えば毎日）繰り返して計算する。
【0060】
植物内肥料濃度計算部５０ｂで計算された肥料濃度は、環境制御装置４２に通知される。環境制御装置４２は、測定された肥料濃度の変化に基づいて、肥料濃度の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、空調システム２０、発光制御装置４４および養液供給システム１８の少なくともいずれかを制御する。
「減少率」は減少率の絶対値であり、「閾値」は正の値である。「閾値」は、植物の子実肥大期に対応しており、植物の種類および品種ならびに育成環境によって異なり、植物の育成経験に基づいて決定される。「設定期間」とは、始期があらかじめ定められているのではなく、時間長さを意味する。「設定期間」は、測定誤差を考慮すると、単位期間（例えば１日）よりも長く設定されている。
環境制御装置４２は、月相に応じて、閾値と設定期間の少なくとも一方を補正することが好ましい。
「減少率」は減少率の絶対値であり、「閾値」は正の値である。「閾値」は、植物の子実肥大期に対応しており、植物の種類および品種ならびに育成環境によって異なり、植物の育成経験に基づいて決定される。「設定期間」とは、始期があらかじめ定められているのではなく、時間長さを意味する。「設定期間」は、測定誤差を考慮すると、単位期間（例えば１日）よりも長く設定されている。
環境制御装置４２は、月相に応じて、閾値と設定期間の少なくとも一方を補正することが好ましい。
【0061】
第１実施形態と同様に、環境制御装置４２は、発光制御装置４４を制御して、人工光Ｌｉの発光量の低下、人工光Ｌｉの照射時間の短縮、および人工光Ｌｉの青色波長領域の削減の少なくともいずれかを行ってよい。環境制御装置４２は、発光制御装置４４の上記の制御に代えて、あるいはこれに加えて、空調システム２０を制御して、育成空間３０内の温度と空気中のＣＯ２の濃度の少なくとも一方を低下させてもよい。環境制御装置４２は、発光制御装置４４および／または空調システム２０の制御に代えて、あるいはこれに加えて、養液供給システム１８を制御して、追肥量を低下させてもよい。
この実施形態によれば、実際に植物内を流れる液体の肥料濃度の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、植物の育成環境を植物の光合成を抑圧する環境に変化させることができる。
この実施形態によれば、実際に植物内を流れる液体の肥料濃度の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、植物の育成環境を植物の光合成を抑圧する環境に変化させることができる。
【0062】
次に、図９を参照しながら、本発明の第３実施形態に係る植物育成装置１Ｂを説明する。植物育成装置１Ｂは、吸肥量測定装置４０および植物内肥料濃度測定装置５０に代えて、残存肥料量測定装置６０を有する。残存肥料量測定装置６０は、栽培ユニット２で育成されている植物２００から採取されたサンプル６１中に残存する肥料の量を測定する。
この実施形態では、残存肥料量測定装置６０は、センサ６０ａと残存肥料量計算部６０ｂを有する。
この実施形態では、残存肥料量測定装置６０は、センサ６０ａと残存肥料量計算部６０ｂを有する。
【0063】
センサ６０ａは、サンプル６１中に残存する肥料の量に対応する電気的特性（例えば、電気伝導率またはインピーダンス）を単位期間おきに（例えば毎日）繰り返して測定する。サンプル６１中は、栽培ユニット２で育成されている植物２００の葉と茎の少なくとも一方を有する。サンプル６１中に残存する肥料の量は、吸肥量に対応する。植物からサンプル６１を採取することは、植物にとって侵襲的（破壊的）であり、植物の生育に悪影響を及ぼし、場合によっては植物を枯らすかもしれない。したがって、環境制御装置４２が育成環境を変化させて光合成を抑圧する対象となる植物の個体は、サンプル６１が採取される個体とは異なることもありうる。つまり、光合成を抑圧する対象となる植物とは異なるが、それと同期間に同環境で育成された同品種の植物から採取されたサンプル６１中の電気的特性を、センサ６０ａは測定してもよい。
【0064】
残存肥料量計算部６０ｂはコンピュータプロセッサである。残存肥料量計算部６０ｂは、センサ６０ａで測定されたサンプル６１の電気的特性からサンプル６１中に残存する肥料の量を単位期間おきに（例えば毎日）繰り返して計算する。
【0065】
残存肥料量計算部６０ｂで計算された肥料の量は、環境制御装置４２に通知される。環境制御装置４２は、測定された肥料の量の変化に基づいて、肥料の量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、空調システム２０、発光制御装置４４および養液供給システム１８の少なくともいずれかを制御する。
「減少率」は減少率の絶対値であり、「閾値」は正の値である。「閾値」は、植物の子実肥大期に対応しており、植物の種類および品種ならびに育成環境によって異なり、植物の育成経験に基づいて決定される。「設定期間」とは、始期があらかじめ定められているのではなく、時間長さを意味する。「設定期間」は、測定誤差を考慮すると、単位期間（例えば１日）よりも長く設定されている。
環境制御装置４２は、月相に応じて、閾値と設定期間の少なくとも一方を補正することが好ましい。
「減少率」は減少率の絶対値であり、「閾値」は正の値である。「閾値」は、植物の子実肥大期に対応しており、植物の種類および品種ならびに育成環境によって異なり、植物の育成経験に基づいて決定される。「設定期間」とは、始期があらかじめ定められているのではなく、時間長さを意味する。「設定期間」は、測定誤差を考慮すると、単位期間（例えば１日）よりも長く設定されている。
環境制御装置４２は、月相に応じて、閾値と設定期間の少なくとも一方を補正することが好ましい。
【0066】
第１実施形態と同様に、環境制御装置４２は、発光制御装置４４を制御して、人工光Ｌｉの発光量の低下、人工光Ｌｉの照射時間の短縮、および人工光Ｌｉの青色波長領域の削減の少なくともいずれかを行ってよい。環境制御装置４２は、発光制御装置４４の上記の制御に代えて、あるいはこれに加えて、空調システム２０を制御して、育成空間３０内の温度と空気中のＣＯ２の濃度の少なくとも一方を低下させてもよい。環境制御装置４２は、発光制御装置４４および／または空調システム２０の制御に代えて、あるいはこれに加えて、養液供給システム１８を制御して、追肥量を低下させてもよい。
この実施形態によれば、植物から採取されたサンプル中の肥料の量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、植物の育成環境を植物の光合成を抑圧する環境に変化させることができる。
この実施形態によれば、植物から採取されたサンプル中の肥料の量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、植物の育成環境を植物の光合成を抑圧する環境に変化させることができる。
【0067】
次に、図１０を参照しながら、本発明の第４実施形態に係る植物育成装置１Ｃを説明する。植物育成装置１Ｃは、第２実施形態（図８）の植物育成装置１Ａと類似するが、栽培ユニット２と養液供給システム１８に代えて、栽培ユニット２Ａと肥料供給システム７８を有する。栽培ユニット２Ａは、栽培ユニット２と同じ上部１０と支持パネル１４を有し、養液１６を収容する栽培槽１２の代わりに、培土７６を収容する栽培槽７２を有する。
肥料供給システム７８は栽培槽７２内の培土７６に肥料を供給する。肥料供給システム７８が供給する肥料は液体肥料でもよいし、粉末肥料でもよいし、粒状肥料でもよい。
さらに植物育成装置１Ｃは水供給システム７９を有する。水供給システム７９は、栽培槽７２内の培土７６に定期的に水を供給する。
肥料供給システム７８は栽培槽７２内の培土７６に肥料を供給する。肥料供給システム７８が供給する肥料は液体肥料でもよいし、粉末肥料でもよいし、粒状肥料でもよい。
さらに植物育成装置１Ｃは水供給システム７９を有する。水供給システム７９は、栽培槽７２内の培土７６に定期的に水を供給する。
【0068】
植物育成装置１Ｃは、植物内糖度測定装置７０を有する。植物内糖度測定装置７０は、実際に育成されている植物２００の内部の液体の糖の濃度を測定する。
この実施形態では、植物内糖度測定装置７０は、センサ７０ａと植物内糖度計算部７０ｂを有する。
この実施形態では、植物内糖度測定装置７０は、センサ７０ａと植物内糖度計算部７０ｂを有する。
【0069】
センサ７０ａは、図示しない支持ブラケットに取り付けられており、栽培ユニット２内の植物２００に近接して配置されている。センサ７０ａは、植物２００の維管束組織中の液体の糖（セルロースおよびスクロース）の濃度に対応する電気的特性を非破壊的に繰り返して測定する。センサ７０ａは、第２実施形態のセンサ５０ａの例のうち有機電気化学トランジスタを有する例と同じでよい。具体的には、センサ７０ａは有機電気化学トランジスタを用いて、植物の維管束内を流れる液体の電気的特性（例えば、電気伝導率、静電容量またはインピーダンス）を非破壊的（非侵襲的）に測定する。この場合、電気的特性は、植物の維管束組織中の液体の糖（セルロースおよびスクロース）の濃度に対応し、吸肥量にも対応する。植物にとって非破壊的（非侵襲的）なこの方策を用いることにより、植物の生育に悪影響を及ぼさない。したがって、なんらかの理由で測定対象の植物の個体が枯れない限り、環境制御装置４２が育成環境を変化させて光合成を抑圧する対象となる植物の個体は、測定対象の個体と同じである。
【0070】
植物内糖度計算部７０ｂは、コンピュータプロセッサである。植物内糖度計算部７０ｂは、センサ７０ａで測定された液体の電気的特性から液体の糖の濃度を単位期間おきに（例えば毎日）繰り返して計算する。
【0071】
植物内糖度計算部７０ｂで計算された糖の濃度は、環境制御装置４２に通知される。環境制御装置４２は、測定された糖の濃度の変化に基づいて、糖の濃度の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、空調システム２０、発光制御装置４４、肥料供給システム７８および水供給システム７９の少なくともいずれかを制御する。
「減少率」は減少率の絶対値であり、「閾値」は正の値である。「閾値」は、植物の子実肥大期に対応しており、植物の種類および品種ならびに育成環境によって異なり、植物の育成経験に基づいて決定される。「設定期間」とは、始期があらかじめ定められているのではなく、時間長さを意味する。「設定期間」は、測定誤差を考慮すると、単位期間（例えば１日）よりも長く設定されている。
環境制御装置４２は、月相に応じて、閾値と設定期間の少なくとも一方を補正することが好ましい。
「減少率」は減少率の絶対値であり、「閾値」は正の値である。「閾値」は、植物の子実肥大期に対応しており、植物の種類および品種ならびに育成環境によって異なり、植物の育成経験に基づいて決定される。「設定期間」とは、始期があらかじめ定められているのではなく、時間長さを意味する。「設定期間」は、測定誤差を考慮すると、単位期間（例えば１日）よりも長く設定されている。
環境制御装置４２は、月相に応じて、閾値と設定期間の少なくとも一方を補正することが好ましい。
【0072】
第１実施形態と同様に、環境制御装置４２は、発光制御装置４４を制御して、人工光Ｌｉの発光量の低下、人工光Ｌｉの照射時間の短縮、および人工光Ｌｉの青色波長領域の削減の少なくともいずれかを行ってよい。環境制御装置４２は、発光制御装置４４の上記の制御に代えて、あるいはこれに加えて、空調システム２０を制御して、育成空間３０内の温度と空気中のＣＯ２の濃度の少なくとも一方を低下させてもよい。環境制御装置４２は、発光制御装置４４および／または空調システム２０の制御に代えて、あるいはこれに加えて、肥料供給システム７８を制御して、追肥量を低下させてもよい。
環境制御装置４２は、発光制御装置４４、空調システム２０および／または肥料供給システム７８の制御に代えて、あるいはこれに加えて、水供給システム７９を制御して、培土７６への水の供給量を低下させてもよい。
この実施形態によれば、実際に植物内を流れる液体の糖の濃度の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、植物の育成環境を植物の光合成を抑圧する環境に変化させることができる。センサ７０ａは、植物にとって非破壊的（非侵襲的）であるので、植物の生育に悪影響を及ぼさない。
環境制御装置４２は、発光制御装置４４、空調システム２０および／または肥料供給システム７８の制御に代えて、あるいはこれに加えて、水供給システム７９を制御して、培土７６への水の供給量を低下させてもよい。
この実施形態によれば、実際に植物内を流れる液体の糖の濃度の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、植物の育成環境を植物の光合成を抑圧する環境に変化させることができる。センサ７０ａは、植物にとって非破壊的（非侵襲的）であるので、植物の生育に悪影響を及ぼさない。
【0073】
次に、図１１を参照しながら、本発明の第５実施形態に係る植物育成装置１Ｄを説明する。植物育成装置１Ｄは、第３実施形態（図９）の植物育成装置１Ｂと類似するが、栽培ユニット２と養液供給システム１８に代えて、栽培ユニット２Ａと肥料供給システム７８を有する。栽培ユニット２Ａは、栽培ユニット２と同じ上部１０と支持パネル１４を有し、養液１６を収容する栽培槽１２の代わりに、培土７６を収容する栽培槽７２を有する。
肥料供給システム７８は栽培槽７２内の培土７６に肥料を供給する。肥料供給システム７８が供給する肥料は液体肥料でもよいし、粉末肥料でもよいし、粒状肥料でもよい。
さらに植物育成装置１Ｄは水供給システム７９を有する。水供給システム７９は、栽培槽７２内の培土７６に定期的に水を供給する。
肥料供給システム７８は栽培槽７２内の培土７６に肥料を供給する。肥料供給システム７８が供給する肥料は液体肥料でもよいし、粉末肥料でもよいし、粒状肥料でもよい。
さらに植物育成装置１Ｄは水供給システム７９を有する。水供給システム７９は、栽培槽７２内の培土７６に定期的に水を供給する。
【0074】
第３実施形態（図９）の植物育成装置１Ｂと同様に、植物育成装置１Ｄは残存肥料量測定装置６０を有する。残存肥料量測定装置６０は、栽培ユニット２で育成されている植物２００から採取されたサンプル６１中に残存する肥料の量を測定する。
残存肥料量測定装置６０の残存肥料量計算部６０ｂで計算された肥料の量は、環境制御装置４２に通知される。第３実施形態と同様に、環境制御装置４２は、測定された肥料の量の変化に基づいて、肥料の量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、空調システム２０、発光制御装置４４、肥料供給システム７８および水供給システム７９の少なくともいずれかを制御する。
第１実施形態と同様に、環境制御装置４２は、発光制御装置４４を制御して、人工光Ｌｉの発光量の低下、人工光Ｌｉの照射時間の短縮、および人工光Ｌｉの青色波長領域の削減の少なくともいずれかを行ってよい。環境制御装置４２は、発光制御装置４４の上記の制御に代えて、あるいはこれに加えて、空調システム２０を制御して、育成空間３０内の温度と空気中のＣＯ２の濃度の少なくとも一方を低下させてもよい。環境制御装置４２は、発光制御装置４４および／または空調システム２０の制御に代えて、あるいはこれに加えて、肥料供給システム７８を制御して、追肥量を低下させてもよい。
環境制御装置４２は、発光制御装置４４、空調システム２０および／または肥料供給システム７８の制御に代えて、あるいはこれに加えて、水供給システム７９を制御して、培土７６への水の供給量を低下させてもよい。
この実施形態によれば、植物から採取されたサンプル中の肥料の量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、植物の育成環境を植物の光合成を抑圧する環境に変化させることができる。
残存肥料量測定装置６０の残存肥料量計算部６０ｂで計算された肥料の量は、環境制御装置４２に通知される。第３実施形態と同様に、環境制御装置４２は、測定された肥料の量の変化に基づいて、肥料の量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、空調システム２０、発光制御装置４４、肥料供給システム７８および水供給システム７９の少なくともいずれかを制御する。
第１実施形態と同様に、環境制御装置４２は、発光制御装置４４を制御して、人工光Ｌｉの発光量の低下、人工光Ｌｉの照射時間の短縮、および人工光Ｌｉの青色波長領域の削減の少なくともいずれかを行ってよい。環境制御装置４２は、発光制御装置４４の上記の制御に代えて、あるいはこれに加えて、空調システム２０を制御して、育成空間３０内の温度と空気中のＣＯ２の濃度の少なくとも一方を低下させてもよい。環境制御装置４２は、発光制御装置４４および／または空調システム２０の制御に代えて、あるいはこれに加えて、肥料供給システム７８を制御して、追肥量を低下させてもよい。
環境制御装置４２は、発光制御装置４４、空調システム２０および／または肥料供給システム７８の制御に代えて、あるいはこれに加えて、水供給システム７９を制御して、培土７６への水の供給量を低下させてもよい。
この実施形態によれば、植物から採取されたサンプル中の肥料の量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、植物の育成環境を植物の光合成を抑圧する環境に変化させることができる。
【0075】
以上、本発明の好ましい実施形態を参照しながら本発明を図示して説明したが、当業者にとって特許請求の範囲に記載された発明の範囲から逸脱することなく、形式および詳細の変更が可能であることが理解されるであろう。このような変更、改変および修正は本発明の範囲に包含されるはずである。
【0076】
例えば、上記実施形態では、測定された量の低下率が植物の子実肥大期に対応する場合、環境制御装置４２が植物の育成環境を光合成を抑圧する環境に制御する。しかし、測定された量の低下率が植物の成熟期に対応する場合、環境制御装置４２が植物の育成環境を光合成を抑圧する環境に制御してもよい。成熟期に光合成を抑圧しても、植物の種子または地下茎の収量は減らず、コストを削減することができる。
【0077】
吸肥量計算部４０ｃ、植物内肥料濃度計算部５０ｂ、残存肥料量計算部６０ｂ、植物内糖度計算部７０ｂおよび環境制御装置４２は、コンピュータプロセッサに限定されない。これらのすべてまたは一部は、プロセッサの代わりに、ハードウェアで実行してもよいし、例えばFPGA（Field Programmable Gate Array），DSP（Digital Signal Processor）等のプログラマブルロジックデバイスで実行してもよい。
上記実施形態は、矛盾しない限り、組み合わせてもよい。
上記実施形態は、矛盾しない限り、組み合わせてもよい。
【0078】
本発明の態様は、下記の番号付けされた条項にも記載される。
条項１． 人工光により植物を育成する植物育成装置であって、
前記植物を育成する育成空間と、
前記育成空間に人工光を照射する少なくとも１つの光源パネルと、
前記植物に与えられる肥料を含む養液である液体肥料を収容し、前記植物の少なくとも根が配置される栽培槽と、
前記植物の吸肥量に対応する量を繰り返して測定する測定装置と、
前記測定装置で測定された前記量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御する環境制御装置とを備える
ことを特徴とする植物育成装置。
条項１． 人工光により植物を育成する植物育成装置であって、
前記植物を育成する育成空間と、
前記育成空間に人工光を照射する少なくとも１つの光源パネルと、
前記植物に与えられる肥料を含む養液である液体肥料を収容し、前記植物の少なくとも根が配置される栽培槽と、
前記植物の吸肥量に対応する量を繰り返して測定する測定装置と、
前記測定装置で測定された前記量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御する環境制御装置とを備える
ことを特徴とする植物育成装置。
【0079】
条項２． 前記測定装置は、前記栽培槽に供給される前記液体肥料の量を繰り返して測定する液量センサと、少なくとも前記液量センサの測定結果から前記量を繰り返して計算する計算部を有し、
前記環境制御装置は、前記量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御する
ことを特徴とする条項１に記載の植物育成装置。
この場合、液体肥料の量の変化から吸肥量または吸肥量に対応する量を計算し、量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、植物の育成環境を植物の光合成を抑圧する環境に変化させることができる。
前記環境制御装置は、前記量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御する
ことを特徴とする条項１に記載の植物育成装置。
この場合、液体肥料の量の変化から吸肥量または吸肥量に対応する量を計算し、量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、植物の育成環境を植物の光合成を抑圧する環境に変化させることができる。
【0080】
条項３． 前記測定装置は、前記植物または前記植物と同期間に同環境で育成された前記植物と同品種の植物個体内を流れる液体の肥料濃度に対応する電気的特性を繰り返して測定するセンサを有し、
前記環境制御装置は、前記肥料濃度の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御する
ことを特徴とする条項１に記載の植物育成装置。
この場合、実際に植物内を流れる液体の肥料濃度の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、植物の育成環境を植物の光合成を抑圧する環境に変化させることができる。
前記環境制御装置は、前記肥料濃度の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御する
ことを特徴とする条項１に記載の植物育成装置。
この場合、実際に植物内を流れる液体の肥料濃度の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、植物の育成環境を植物の光合成を抑圧する環境に変化させることができる。
【0081】
条項４． 前記測定装置は、前記植物または前記植物と同期間に同環境で育成された前記植物と同品種の植物個体から採取されたサンプル中に残存する肥料の量に対応する電気的特性を繰り返して測定し、
前記環境制御装置は、前記肥料の量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御する
ことを特徴とする条項１に記載の植物育成装置。
この場合、植物から採取されたサンプル中の肥料の量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、植物の育成環境を植物の光合成を抑圧する環境に変化させることができる。
前記環境制御装置は、前記肥料の量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御する
ことを特徴とする条項１に記載の植物育成装置。
この場合、植物から採取されたサンプル中の肥料の量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、植物の育成環境を植物の光合成を抑圧する環境に変化させることができる。
【0082】
条項５． 人工光により植物を育成する植物育成装置であって、
前記植物を育成する育成空間と、
前記育成空間に人工光を照射する少なくとも１つの光源パネルと、
前記植物の少なくとも根が配置される栽培槽と、
前記植物の組織中の液体の糖の濃度に対応する電気的特性を非破壊的に繰り返して測定する測定装置と、
前記糖の濃度の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御する環境制御装置とを備える
ことを特徴とする植物育成装置。
この場合、実際に植物内を流れる液体の糖の濃度の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、植物の育成環境を植物の光合成を抑圧する環境に変化させることができる。
前記植物を育成する育成空間と、
前記育成空間に人工光を照射する少なくとも１つの光源パネルと、
前記植物の少なくとも根が配置される栽培槽と、
前記植物の組織中の液体の糖の濃度に対応する電気的特性を非破壊的に繰り返して測定する測定装置と、
前記糖の濃度の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御する環境制御装置とを備える
ことを特徴とする植物育成装置。
この場合、実際に植物内を流れる液体の糖の濃度の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、植物の育成環境を植物の光合成を抑圧する環境に変化させることができる。
【0083】
条項６． 人工光により植物を育成する植物育成装置であって、
前記植物を育成する育成空間と、
前記育成空間に人工光を照射する少なくとも１つの光源パネルと、
前記植物の少なくとも根が配置される栽培槽と、
前記植物または前記植物と同期間に同環境で育成された前記植物と同品種の植物個体から採取されたサンプル中に残存する肥料の量に対応する電気的特性を繰り返して測定する測定装置と、
前記肥料の量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御する環境制御装置とを備える
ことを特徴とする植物育成装置。
この場合、植物から採取されたサンプル中の肥料の量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、植物の育成環境を植物の光合成を抑圧する環境に変化させることができる。
前記植物を育成する育成空間と、
前記育成空間に人工光を照射する少なくとも１つの光源パネルと、
前記植物の少なくとも根が配置される栽培槽と、
前記植物または前記植物と同期間に同環境で育成された前記植物と同品種の植物個体から採取されたサンプル中に残存する肥料の量に対応する電気的特性を繰り返して測定する測定装置と、
前記肥料の量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御する環境制御装置とを備える
ことを特徴とする植物育成装置。
この場合、植物から採取されたサンプル中の肥料の量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、植物の育成環境を植物の光合成を抑圧する環境に変化させることができる。
【0084】
条項７． 前記環境制御装置は、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御することとして、前記人工光の発光量の低下、前記人工光の照射時間の短縮、および前記人工光の青色波長領域の削減の少なくともいずれかを行う
ことを特徴とする条項１から６のいずれか１項に記載の植物育成装置。
発光量の低下により、コストを削減することができる。また、照射時間の短縮により、コストを削減することができる。
ことを特徴とする条項１から６のいずれか１項に記載の植物育成装置。
発光量の低下により、コストを削減することができる。また、照射時間の短縮により、コストを削減することができる。
【0085】
条項８． 前記環境制御装置は、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御することとして、前記育成空間内の温度を低下させる
ことを特徴とする条項１から７のいずれか１項に記載の植物育成装置。
この場合、温度の低下により、コストを削減することができる。
ことを特徴とする条項１から７のいずれか１項に記載の植物育成装置。
この場合、温度の低下により、コストを削減することができる。
【0086】
条項９． 前記環境制御装置は、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御することとして、前記育成空間内の空気中の二酸化炭素濃度を低下させる
ことを特徴とする条項１から８のいずれか１項に記載の植物育成装置。
この場合、二酸化炭素濃度の低下により、コストを削減することができる。
ことを特徴とする条項１から８のいずれか１項に記載の植物育成装置。
この場合、二酸化炭素濃度の低下により、コストを削減することができる。
【0087】
条項１０． 前記環境制御装置は、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御することとして、追肥量を低下させる
ことを特徴とする条項１から９のいずれか１項に記載の植物育成装置。
この場合、追肥量の低下により、コストを削減することができる。
ことを特徴とする条項１から９のいずれか１項に記載の植物育成装置。
この場合、追肥量の低下により、コストを削減することができる。
【0088】
条項１１． 前記少なくとも１つの光源パネルが複数の前記植物に側方から人工光を照射する
ことを特徴とする条項１から１０のいずれか１項に記載の植物育成装置。
この場合、植物の個体に均等に人工光を供給できるので、個体による成長のばらつきを抑制することができる。
ことを特徴とする条項１から１０のいずれか１項に記載の植物育成装置。
この場合、植物の個体に均等に人工光を供給できるので、個体による成長のばらつきを抑制することができる。
【0089】
条項１２． 人工光により植物を育成する植物育成方法であって、
前記植物を育成する育成空間に人工光を照射することと、
前記植物の少なくとも根が配置される栽培槽に、前記植物に与えられる肥料を含む養液を供給することと、
前記植物の吸肥量に対応する量を繰り返して測定することと、
測定された前記量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御することとを備える
ことを特徴とする植物育成方法。
前記植物を育成する育成空間に人工光を照射することと、
前記植物の少なくとも根が配置される栽培槽に、前記植物に与えられる肥料を含む養液を供給することと、
前記植物の吸肥量に対応する量を繰り返して測定することと、
測定された前記量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御することとを備える
ことを特徴とする植物育成方法。
【0090】
条項１３． 人工光により植物を育成する植物育成方法であって、
前記植物を育成する育成空間に人工光を照射することと、
前記植物の少なくとも根が配置される栽培槽に、前記植物に与えられる肥料を供給することと、
前記植物の組織中の液体の糖の濃度に対応する電気的特性を非破壊的に繰り返して測定することと、
前記糖の濃度の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御することとを備える
ことを特徴とする植物育成方法。
前記植物を育成する育成空間に人工光を照射することと、
前記植物の少なくとも根が配置される栽培槽に、前記植物に与えられる肥料を供給することと、
前記植物の組織中の液体の糖の濃度に対応する電気的特性を非破壊的に繰り返して測定することと、
前記糖の濃度の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御することとを備える
ことを特徴とする植物育成方法。
【0091】
条項１４． 人工光により植物を育成する植物育成方法であって、
前記植物を育成する育成空間に人工光を照射することと、
前記植物の少なくとも根が配置される栽培槽に、前記植物に与えられる肥料を供給することと、
前記植物または前記植物と同期間に同環境で育成された前記植物と同品種の植物個体から採取されたサンプル中に残存する肥料の量に対応する電気的特性を繰り返して測定することと、
前記肥料の量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御することとを備える
ことを特徴とする植物育成方法。
前記植物を育成する育成空間に人工光を照射することと、
前記植物の少なくとも根が配置される栽培槽に、前記植物に与えられる肥料を供給することと、
前記植物または前記植物と同期間に同環境で育成された前記植物と同品種の植物個体から採取されたサンプル中に残存する肥料の量に対応する電気的特性を繰り返して測定することと、
前記肥料の量の設定期間内の減少率が閾値より大きい場合、前記植物の育成環境を前記植物の光合成を抑圧する環境に変化するよう制御することとを備える
ことを特徴とする植物育成方法。
【符号の説明】
【0092】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ…植物育成装置、２，２Ａ…栽培ユニット、１２…栽培槽、１６…養液、１８…養液供給システム、２０…空調システム、２００…植物、３０…育成空間、３２…光源パネル、４０…吸肥量測定装置、４２…環境制御装置、４０ａ…センサ、４０ｂ…液量センサ、４０ｃ…吸肥量計算部、４４…発光制御装置、５０…植物内肥料濃度測定装置、５０ａ…センサ、５０ｂ…植物内肥料濃度計算部、６０…残存肥料量測定装置、６０ａ…センサ、６０ｂ…残存肥料量計算部、６１…サンプル、７２…栽培槽、７６…培土、７８…肥料供給システム、７９…水供給システム、７０…植物内糖度測定装置、７０ａ…センサ、７０ｂ…植物内糖度計算部、Ｌｉ…人工光
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】