本發(fā)明涉及不使用土壤而將植物的根(地下部)浸在水中來栽培植物的所謂水耕栽培方法及水耕栽培裝置。

背景技術(shù)：

以往，進(jìn)行了用于不使用土壤而栽培植物的水耕栽培的研究。在水耕栽培中，也與土耕栽培同樣，植物一邊在根中積蓄通過光合作用而由葉生成的碳水化合物一邊成長。因而，在水耕栽培中，也與土耕栽培同樣，為了促進(jìn)植物的成長，需要使葉中的光合作用的量增加。

通常，光合作用的量與植物的二氧化碳消耗量(以下稱作“CO₂消耗量”)實(shí)質(zhì)上成比例。因而，為了促進(jìn)植物的成長，希望在能使植物的CO₂消耗量增加的栽培條件下栽培植物。例如，在以下的專利文獻(xiàn)1及2中公開了與此關(guān)聯(lián)的技術(shù)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：特開昭59－154925號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：實(shí)開昭62－148049號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

在以往的水耕栽培中，雖然能夠維持使CO₂消耗量增加的栽培條件，但不能很細(xì)致地管理植物的水耕栽培的栽培條件值、例如植物周邊的氣體環(huán)境的溫度。因而，要求在盡可能維持使植物的CO₂消耗量增加的栽培條件的同時(shí)、很細(xì)致地管理植物的水耕栽培的栽培條件值。

本發(fā)明是鑒于上述問題而做出的。其目的是提供一種在盡可能維持使植物的CO₂消耗量增加的栽培條件的同時(shí)、能夠很細(xì)致地管理植物的水耕栽培的栽培條件值的水耕栽培方法及水耕栽培裝置。

用于解決課題的手段

本發(fā)明的第1技術(shù)方案的水耕栽培裝置，是1個(gè)或2個(gè)以上的植物的水耕栽培方法，其特征在于，具備：變更步驟，將對(duì)上述1個(gè)或2個(gè)以上的植物的CO₂消耗量的增加及減少有作用的栽培條件值變更規(guī)定值；測(cè)定步驟，測(cè)定上述1個(gè)或2個(gè)以上的植物的每單位時(shí)間的CO₂消耗量；以及判別步驟，將通過上述變更步驟的前后的上述測(cè)定步驟得到的上述CO₂消耗量彼此進(jìn)行比較，由此判別起因于上述變更步驟而上述CO₂消耗量是增加了還是減少了；在上述判別步驟中，在判定為上述CO₂消耗量增加了的情況下，使用在上述判別步驟之前的上述變更步驟中使用的上述規(guī)定值，執(zhí)行上述判別步驟之后的上述變更步驟；在上述判別步驟中，在判定為上述CO₂消耗量減少了的情況下，使用與在上述判別步驟之前的上述變更步驟中使用的上述規(guī)定值正負(fù)符號(hào)相反的規(guī)定值，執(zhí)行上述判別步驟之后的上述變更步驟；在上述變更步驟中，在使用上述規(guī)定值而被變更后的上述栽培條件值是預(yù)先決定的上限值以上的情況下，將上述栽培條件值替換為上述上限值；在上述變更步驟中，在使用上述規(guī)定值而被變更后的上述栽培條件值是預(yù)先決定的下限值以下的情況下，將上述栽培條件值替換為上述下限值。

本發(fā)明的第2技術(shù)方案的水耕栽培方法，是1個(gè)或2個(gè)以上的植物的水耕栽培方法，其特征在于，具備：變更步驟，將對(duì)上述1個(gè)或2個(gè)以上的植物的CO₂消耗量的增加及減少有作用的栽培條件值變更規(guī)定值；測(cè)定步驟，測(cè)定上述1個(gè)或2個(gè)以上的植物的每單位時(shí)間的CO₂消耗量；以及判別步驟，將通過上述變更步驟的前后的上述測(cè)定步驟得到的上述CO₂消耗量彼此進(jìn)行比較，由此判別起因于上述變更步驟而上述CO₂消耗量是增加了還是減少了；在上述判別步驟中，在判定為上述CO₂消耗量增加了的情況下，使用在上述判別步驟之前的上述變更步驟中使用的上述規(guī)定值，執(zhí)行上述判別步驟之后的上述變更步驟；在上述判別步驟中，在判定為上述CO₂消耗量減少了的情況下，使用與在上述判別步驟之前的上述變更步驟中使用的上述規(guī)定值正負(fù)符號(hào)相反的規(guī)定值，執(zhí)行上述判別步驟之后的上述變更步驟；在上述判別步驟中，還判別是否起因于上述變更步驟而上述CO₂消耗量發(fā)生了變化；在上述判別步驟中，在判定為上述CO₂消耗量沒有變化的情況下，使用上述規(guī)定值以及與上述規(guī)定值正負(fù)符號(hào)相反的規(guī)定值中的、將上述1個(gè)或2個(gè)以上的植物的栽培所需要的電力消耗量降低的一方的值，執(zhí)行上述判別步驟之后的上述變更步驟。

本發(fā)明的第1技術(shù)方案的水耕栽培裝置，是用于1個(gè)或2個(gè)以上的植物的水耕栽培裝置，其特征在于，具備：變更部，將對(duì)上述1個(gè)或2個(gè)以上的植物的CO₂消耗量的增加及減少有作用的栽培條件值變更規(guī)定值；測(cè)定部，測(cè)定上述1個(gè)或2個(gè)以上的植物的每單位時(shí)間的CO₂消耗量；以及判別部，將在上述變更部的變更的前后通過上述測(cè)定部的測(cè)定而得到的上述CO₂消耗量彼此進(jìn)行比較，由此判別起因于上述變更部的變更而上述CO₂消耗量是增加了還是減少了；在上述判別部中，在判定為上述CO₂消耗量增加了的情況下，使用在上述判別部進(jìn)行判定前在上述變更部的變更中使用的上述規(guī)定值，執(zhí)行在上述判別部進(jìn)行判定后由上述變更部進(jìn)行的變更；在上述判別部中，在判定為上述CO₂消耗量減少了的情況下，使用與在上述判別部進(jìn)行判定前在上述變更部的變更中使用的上述規(guī)定值正負(fù)符號(hào)相反的規(guī)定值，執(zhí)行在上述判別部進(jìn)行判定后由上述變更部進(jìn)行的變更；在上述變更部中，在使用上述規(guī)定值而被變更后的上述栽培條件值是預(yù)先決定的上限值以上的情況下，將上述栽培條件值替換為上述上限值；在上述變更部中，在使用上述規(guī)定值而被變更后的上述栽培條件值是預(yù)先決定的下限值以下的情況下，將上述栽培條件值替換為上述下限值。

本發(fā)明的第2技術(shù)方案的水耕栽培裝置，是用于1個(gè)或2個(gè)以上的植物的水耕栽培裝置，其特征在于，具備：變更部，將對(duì)上述個(gè)1或2個(gè)以上的植物的CO₂消耗量的增加及減少有作用的栽培條件值變更規(guī)定值；測(cè)定部，測(cè)定上述1個(gè)或2個(gè)以上的植物的每單位時(shí)間的CO₂消耗量；以及判別部，將在上述變更部的變更的前后通過上述測(cè)定部的測(cè)定而得到的上述CO₂消耗量彼此進(jìn)行比較，由此判別起因于上述變更部的變更而上述CO₂消耗量是增加了還是減少了；在上述判別部中，在判定為上述CO₂消耗量增加了的情況下，使用在上述判別部進(jìn)行判定前在上述變更部的變更中使用的上述規(guī)定值，執(zhí)行在上述判別部進(jìn)行判定后由上述變更部進(jìn)行的變更；在上述判別部中，在判定為上述CO₂消耗量減少了的情況下，使用與在上述判別部進(jìn)行判定前在上述變更部的變更中使用的上述規(guī)定值正負(fù)符號(hào)相反的規(guī)定值，執(zhí)行在上述判別部進(jìn)行判定后由上述變更部進(jìn)行的變更；在上述判別部中，還判別是否起因于上述變更部的變更而上述CO₂消耗量發(fā)生了變化；在上述判別部中，在判定為上述CO₂消耗量沒有變化的情況下，使用上述規(guī)定值以及與上述規(guī)定值正負(fù)符號(hào)相反的規(guī)定值中的、將上述1個(gè)或2個(gè)以上的植物的栽培所需要的電力消耗量降低的一方的值，執(zhí)行在上述判別部進(jìn)行判定后由上述變更部進(jìn)行的變更。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠在盡可能維持使植物的CO₂消耗量增加的栽培條件的同時(shí)、很細(xì)致地管理植物的水耕栽培的栽培條件值。

附圖說明

圖1是用來說明本發(fā)明的實(shí)施方式的水耕栽培裝置的一例的截面示意圖。

圖2是用來說明本發(fā)明的實(shí)施方式的水耕栽培裝置的其他例的截面示意圖。

圖3是用來說明在本實(shí)施方式的水耕栽培方法中使用的CO₂消耗量的測(cè)定方式的曲線圖。

圖4是用來說明通過本發(fā)明的實(shí)施方式的水耕栽培裝置的控制部執(zhí)行的處理的一例的流程圖。

圖5是用來說明通過本發(fā)明的實(shí)施方式的水耕栽培裝置的控制部執(zhí)行的處理的其他例的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖詳細(xì)地說明實(shí)施方式的水耕栽培方法及水耕栽培裝置。

(栽培的植物)

如圖1所示，在本實(shí)施方式的水耕栽培方法中，栽培植物3。植物3具備具有葉1及莖2的地上部6、和具有根4及地下莖5的地下部7。植物3例如是地下部7肥大的作為根菜類的亞洲參(高麗參或朝鮮參)。但是，亞洲參是栽培的植物的一例，在本實(shí)施方式的水耕栽培中，栽培怎樣的植物都可以。

(實(shí)施方式的水耕栽培裝置的一例的構(gòu)造)

如圖1所示，本實(shí)施方式的水耕栽培裝置200的一例中，具備6面體構(gòu)造的集裝箱那樣的箱體100。由此，植物3在被箱體100從外部空間隔斷的空間內(nèi)成長。因此，箱體100內(nèi)的氣體環(huán)境被從外部的氣體環(huán)境隔斷。但是，通過空氣調(diào)節(jié)機(jī)等，能夠有意地向箱體100內(nèi)導(dǎo)入外部的空氣，或?qū)⑾潴w100內(nèi)的空氣向外部排出。因而，根據(jù)水耕栽培裝置200，管理植物3的周邊環(huán)境是容易的。此外，外部的光不進(jìn)入到箱體100內(nèi)。栽培植物3的作業(yè)員通過將設(shè)在箱體100的側(cè)面上的門開閉，能夠從設(shè)在箱體100上的開口部出去到外部，或從該開口部進(jìn)入到箱體100內(nèi)。

水耕栽培裝置200在箱體100內(nèi)具備栽培槽20。當(dāng)栽培有植物3時(shí)，栽培槽20在其內(nèi)部儲(chǔ)存有營養(yǎng)液9。營養(yǎng)液9被泵P等灌溉設(shè)備經(jīng)由供給管21向栽培槽20供給。營養(yǎng)液9由從栽培槽20的底面向上方延伸的排水管22向外部排出。因而，栽培槽20內(nèi)的營養(yǎng)液9的高度比從栽培槽20的底面到排水管22的上端的高度低或與其相同。植物3的根4的前端浸在營養(yǎng)液9中。

栽培槽20具備安裝在距營養(yǎng)液9的上表面為規(guī)定高度的位置上的支承部件25。支承部件25支承向植物3噴灑營養(yǎng)液9的噴嘴26。營養(yǎng)液9被從泵P經(jīng)由配管(未圖示)向噴嘴26供給。進(jìn)而，營養(yǎng)液9被從噴嘴26朝向植物3噴灑。噴灑出的營養(yǎng)液9朝向栽培槽20內(nèi)儲(chǔ)存的營養(yǎng)液9落下。

栽培槽20具備安裝在其上端開口附近的地表面部23。地表面部23具有將植物3插入的貫通孔23a。在貫通孔23a與植物3之間，嵌入著培養(yǎng)基24。培養(yǎng)基24由海綿等具有柔軟性且能夠含有水分的材料構(gòu)成。由此，植物3以將培養(yǎng)基24夾在貫通孔23a與植物3之間的狀態(tài)被地表面部23支承。

(實(shí)施方式的水耕栽培裝置的控制系統(tǒng))

本實(shí)施方式的水耕栽培裝置200具備分別檢測(cè)多個(gè)栽培條件值X的檢測(cè)部。多個(gè)檢測(cè)部例如是氣體環(huán)境溫度傳感器60等，它們的詳細(xì)情況在后面敘述。栽培條件值X例如分別是植物3的栽培中的氣體環(huán)境溫度、氣體環(huán)境濕度、氣體環(huán)境二氧化碳濃度(以下，稱作“氣體環(huán)境CO₂濃度”)、灌溉時(shí)間、灌溉間隔、照射光量、明期時(shí)間、暗期時(shí)間、水溫、導(dǎo)電度(以下稱作“EC(Electric Conductivity)值”)及pH值。栽培條件值X是與植物3的栽培有關(guān)的植物3的周邊環(huán)境的物性值。關(guān)于栽培條件值X，只要是對(duì)植物3的CO₂消耗量的增加或減少有作用的物性值，則使用上述物性值以外的任何物性值作為栽培條件值X都可以。

本實(shí)施方式的水耕栽培裝置200具備測(cè)定CO₂消耗量的作為測(cè)定部的CO₂濃度傳感器80。本實(shí)施方式的水耕栽培裝置200具備控制部50?？刂撇?0基于由氣體環(huán)境溫度傳感器60等檢測(cè)部檢測(cè)出的栽培條件值X以及由CO₂濃度傳感器80測(cè)定出的表示CO₂消耗量的信息，控制將栽培條件值X變更的設(shè)備。

CO₂濃度傳感器80在圖1中設(shè)置在將植物3的葉1內(nèi)包而設(shè)置的、實(shí)質(zhì)上不具有通氣性的袋19中。因此，CO₂濃度傳感器80檢測(cè)袋19內(nèi)的植物3的葉1周邊的有限空間的CO₂濃度。因而，只要袋19的體積被決定為特定值，則通過測(cè)定CO₂濃度的每單位時(shí)間的變化量，就能夠測(cè)定植物3的每單位時(shí)間的CO₂消耗量AC。根據(jù)該圖1所示的水耕栽培裝置200，測(cè)定箱體100內(nèi)的特定的1個(gè)植物3的CO₂消耗量作為CO₂消耗量AC的代表值。

在圖1中，示出了檢測(cè)一片葉1的周邊空間的CO₂濃度的大小的袋19，但也可以使用將1個(gè)植物3的多片葉1周邊的氣體環(huán)境內(nèi)包的袋19。當(dāng)袋19內(nèi)的CO₂被植物3耗盡，則植物3不能成長。因此，也可以通過將袋19定期地從植物3拆下，使袋19內(nèi)的CO₂濃度定期地恢復(fù)。此外，為了定期地使袋19內(nèi)的二氧化碳濃度(以下稱作“CO₂濃度”)恢復(fù)，也可以在袋19中插入管，經(jīng)由管向袋19內(nèi)供給二氧化碳(以下稱作“CO₂”)。

在本實(shí)施方式中，設(shè)CO₂消耗量AC為用規(guī)定時(shí)間內(nèi)消耗的CO₂消耗量除以規(guī)定時(shí)間而得到的值、即每單位時(shí)間的CO₂消耗量。即，CO₂消耗量AC是規(guī)定時(shí)間內(nèi)的CO₂消耗量的平均值。但是，關(guān)于CO₂消耗量AC，只要能夠?qū)⒅参?的CO₂消耗量彼此、即光合作用的量彼此進(jìn)行比較，則也可以不是平均值。在本實(shí)施方式中，由于CO₂消耗量AC是規(guī)定時(shí)間內(nèi)的CO₂消耗量的平均值，所以能夠抑制由CO₂濃度的瞬時(shí)性較大變動(dòng)引起的CO₂消耗量的測(cè)定值的較大變動(dòng)。

在地表面部23安裝著氣體環(huán)境溫度傳感器60及濕度傳感器70。氣體環(huán)境溫度傳感器60及濕度傳感器70分別測(cè)定箱體100內(nèi)的植物3的周邊空間的氣體環(huán)境的溫度及濕度。此外，在地表面部23上，設(shè)置有測(cè)定植物3的周邊的照度的照度傳感器65。

在栽培槽20的底面上，設(shè)置有測(cè)定營養(yǎng)液9的EC值的EC傳感器95及測(cè)定營養(yǎng)液9的pH值的pH傳感器98。此外，在栽培槽20的內(nèi)側(cè)面上，安裝著測(cè)定水溫即營養(yǎng)液9的溫度的營養(yǎng)液溫度傳感器90。

綜上所述，本實(shí)施方式的水耕栽培裝置200具備氣體環(huán)境溫度傳感器60、照度傳感器65及濕度傳感器70。本實(shí)施方式的水耕栽培裝置200具備CO₂濃度傳感器80、營養(yǎng)液溫度傳感器90、EC傳感器95及pH傳感器98。由氣體環(huán)境溫度傳感器60、照度傳感器65及濕度傳感器70分別檢測(cè)出的信息被發(fā)送到后述的控制部50。由CO₂濃度傳感器80、營養(yǎng)液溫度傳感器90、EC傳感器95及pH傳感器98分別檢測(cè)出的信息被發(fā)送到后述的控制部50。

本實(shí)施方式的水耕栽培裝置200具備分別能夠?qū)⑸鲜龅脑耘鄺l件值X的某1個(gè)變更的多個(gè)設(shè)備。這些設(shè)備是照明設(shè)備30、EC值變更材料投入設(shè)備35、空調(diào)機(jī)40、pH值變更材料投入設(shè)備45、泵P及鍋爐B等?？刂撇?0接受從上述多個(gè)傳感器分別送來的栽培條件值X的信息，分別控制照明設(shè)備30、EC值變更材料投入設(shè)備35、空調(diào)機(jī)40、pH值變更材料投入設(shè)備45、泵P及鍋爐B。

照明設(shè)備30具有設(shè)置在植物3的上方的LED(Light Emitting Diode)或熒光燈等光源。照明設(shè)備30的輸出由控制部50控制，以將向植物3照射的光的照射時(shí)間及照度分別變更。空調(diào)機(jī)40設(shè)定在箱體10內(nèi)的空間。空調(diào)機(jī)40用來變更箱體100內(nèi)的植物3周邊的氣體環(huán)境的溫度及濕度。為此，空調(diào)機(jī)40具備由控制部50控制的溫風(fēng)機(jī)、冷風(fēng)機(jī)、加濕機(jī)及除濕機(jī)。

泵P將罐(未圖示)內(nèi)的營養(yǎng)液9向栽培槽20內(nèi)供給。在本實(shí)施方式中，泵P設(shè)在箱體100的外側(cè)，但泵P也可以設(shè)在箱體100的內(nèi)側(cè)。泵P由控制部50控制，以使得基于控制部50內(nèi)的定時(shí)器的計(jì)時(shí)值，變更栽培槽20內(nèi)的營養(yǎng)液9的灌溉時(shí)間及灌溉間隔。鍋爐B由控制部50控制，從而將從罐(未圖示)向泵P送入的營養(yǎng)液9加熱，變更栽培槽20內(nèi)的營養(yǎng)液9的溫度。

EC值變更材料投入設(shè)備35由控制部50控制，由此調(diào)節(jié)將變更營養(yǎng)液9的EC值的導(dǎo)電性材料向營養(yǎng)液9投入的量。pH值變更材料投入設(shè)備45由控制部50控制，由此調(diào)節(jié)將變更營養(yǎng)液9的pH值的酸性材料或堿性材料向營養(yǎng)液9投入的量。EC值變更材料投入設(shè)備35及pH值變更材料投入設(shè)備45都安裝于使泵P與供給管21連通的、圖1中虛線所示的配管。

(實(shí)施方式的水耕栽培裝置的其他例的構(gòu)造)

如圖2所示，在本實(shí)施方式的水耕栽培裝置200的其他例中，地表面部23也可以構(gòu)成為能夠栽培多個(gè)植物3。在其他例中，地表面部23具有多個(gè)貫通孔23a。在多個(gè)貫通孔23a與多個(gè)植物3之間的各自的間隙中填充著培養(yǎng)基24。培養(yǎng)基24如上述那樣，由海綿那樣的具有柔軟性和保水性的材料構(gòu)成。

(實(shí)施方式的水耕栽培裝置的其他例的控制系統(tǒng))

圖2所示的其他例的水耕栽培裝置200，在CO₂濃度傳感器80設(shè)在地表面部23上以便測(cè)定箱體100內(nèi)的整體的氣體環(huán)境的CO₂消耗量AC這一點(diǎn)上，與圖1所示的一例的水耕栽培裝置200不同。因而，根據(jù)圖2所示的其他例的水耕栽培裝置200，測(cè)定箱體100內(nèi)的多個(gè)植物3的全部的CO₂消耗量。箱體100由于將其內(nèi)部空間和其外部空間隔斷，所以CO₂濃度不因箱體100的外部空氣的影響而較大地變化。因此，在圖2所示的其他例的水耕栽培裝置200中，能夠以某種程度的較高精度來測(cè)定箱體100內(nèi)的多個(gè)植物3的整體的平均值的CO₂消耗量AC。此外，在此情況下，只要預(yù)先掌握箱體100內(nèi)的空間的體積，就能夠根據(jù)該體積的值及測(cè)定出的CO₂濃度的變化量計(jì)算CO₂消耗量AC。

在測(cè)定多個(gè)植物3的CO₂消耗量的情況下，也可以如圖1所示的一例的水耕栽培裝置200那樣，檢測(cè)將多個(gè)植物3各自的葉1內(nèi)包的袋19內(nèi)的葉1的周邊的氣體環(huán)境的CO₂消耗量。在此情況下，也計(jì)算多個(gè)植物3的CO₂消耗量的平均值作為CO₂消耗量AC。

(實(shí)施方式的水耕栽培裝置的一例及其他例的CO₂消耗量的測(cè)定)

如圖3所示，在本實(shí)施方式的一例及其他例的水耕栽培裝置的任一個(gè)中，都將由CO₂濃度傳感器80檢測(cè)出的CO₂濃度的數(shù)據(jù)按時(shí)序地向控制部50發(fā)送。根據(jù)圖3可知，CO₂濃度在規(guī)定時(shí)間PT中變化了變化量ΔC。因而，控制部50通過每當(dāng)經(jīng)過規(guī)定時(shí)間PT就用CO₂濃度的變化量ΔC除以規(guī)定時(shí)間PT，從而計(jì)算CO₂消耗量AC。由此，防止因頻繁發(fā)生氣體環(huán)境中的CO₂濃度的瞬時(shí)性變化而引起的、后述的控制部50的控制形態(tài)的瞬時(shí)性變更的頻繁反復(fù)。

也可以代替由CO₂濃度傳感器80計(jì)測(cè)植物3周邊的氣體環(huán)境的CO₂濃度在規(guī)定時(shí)間PT內(nèi)的變化量ΔC，而由紅外線氣體分析計(jì)來計(jì)測(cè)植物3的葉1表面附近的CO₂濃度在規(guī)定時(shí)間PT內(nèi)的變化量ΔC。通過紅外線氣體分析計(jì)，測(cè)定植物3的葉1的一部分的CO₂消耗量AC。這樣，測(cè)定植物3的葉1的一部分的CO₂消耗量AC的步驟也包含在本實(shí)施方式的測(cè)定植物3的每單位時(shí)間的CO₂消耗量的步驟中。這是因?yàn)?，如果能夠?qū)⒅参?的葉1的一部分的CO₂消耗量AC彼此進(jìn)行對(duì)比，則能夠?qū)Ρ戎参?的光合作用的量的增減。

紅外線氣體分析計(jì)是在例如植物3的葉1被置于設(shè)置計(jì)測(cè)用的試料的單元盒內(nèi)的狀態(tài)下、能夠向該葉1照射紅外線的裝置。紅外線氣體分析計(jì)計(jì)測(cè)被植物3的葉1吸收了的紅外線量?；谠撚?jì)測(cè)結(jié)果，計(jì)測(cè)植物3的CO₂濃度的變化量ΔC。這是因?yàn)?，葉1周邊的氣體環(huán)境的CO₂濃度在規(guī)定時(shí)間PT內(nèi)的變化量ΔC對(duì)應(yīng)于由葉1進(jìn)行的光合作用的量而變化，此外，對(duì)應(yīng)于由葉1進(jìn)行的光合作用的量，葉1的紅外線吸收量變化。即，紅外線氣體分析計(jì)是能夠根據(jù)葉1的紅外線吸收量間接地確定CO₂濃度在規(guī)定時(shí)間PT內(nèi)的變化量ΔC的裝置。

通過紅外性氣體分析計(jì)，也與CO₂濃度傳感器80同樣，能夠非破壞性地測(cè)定植物3的CO₂消耗量AC。作為搭載有該紅外線氣體分析計(jì)的植物光合作用綜合解析系統(tǒng)，例如有由制品名LI－6400XT(LI－COR公司制)確定的裝置。在此情況下，也可以將由紅外線氣體分析計(jì)計(jì)測(cè)出的CO₂濃度在規(guī)定時(shí)間PT中的變化量ΔC的數(shù)據(jù)向控制部50發(fā)送，由控制部50計(jì)算CO₂消耗量AC。另一方面，也可以由作業(yè)員掌握由紅外線氣體分析計(jì)計(jì)測(cè)出的CO₂濃度在規(guī)定時(shí)間PT內(nèi)的變化量ΔC，通過作業(yè)員的設(shè)備操作來變更栽培條件值X。

(CO₂消耗量增加處理)

接著，使用圖4，說明在上述的一例及其他例的水耕栽培裝置200的控制部50中執(zhí)行的CO₂消耗量增加處理的一例。此外，使用圖5，說明CO₂消耗量增加處理的其他例。在圖4中，控制部50執(zhí)行步驟S11及S11A的處理，而在圖5中，控制部50執(zhí)行S11B的處理。僅這一點(diǎn)在圖4所示的一例的CO₂消耗量增加處理和圖5所示的其他例的CO₂消耗量增加處理中不同。

如圖4所示，在步驟S1中，控制部50使用從CO₂濃度傳感器80發(fā)送來的CO₂濃度的數(shù)據(jù)計(jì)算CO₂消耗量的平均值。由此，得到第1CO₂消耗量AC的測(cè)定結(jié)果。接著，在步驟S2中，控制部50設(shè)定用來變更栽培條件值X的規(guī)定值PV的初始值。初始值是正值ΔX及負(fù)值－ΔX的某個(gè)。栽培條件值X的初始值在后面詳細(xì)地說明。

如圖4所示，在步驟S3中，控制部50使用規(guī)定值PV的初始值(ΔX或－ΔX)，將上述的多個(gè)栽培條件值X中的某1個(gè)變更。栽培條件值X被變更為X+ΔX，或被變更為X－ΔX。栽培條件值X如上述那樣，是氣體環(huán)境溫度、氣體環(huán)境濕度、氣體環(huán)境CO₂濃度、灌溉時(shí)間、灌溉間隔、照射光量、明期時(shí)間、暗期時(shí)間、水溫、EC值及pH值的某1個(gè)。通過該栽培條件值X的變更，植物3在與變更前的環(huán)境不同的變更后的環(huán)境下栽培。因而，通常，植物3的CO₂消耗量AC變化。

作為栽培條件值X，以箱體100內(nèi)部空間的氣體環(huán)境溫度為例而說明上述的步驟S3所示的栽培條件值X的變更步驟的具體方法。例如，在假設(shè)某個(gè)植物3的氣體環(huán)境溫度的初始值是20℃的情況下，植物3在氣體環(huán)境溫度為20℃的栽培條件下被栽培規(guī)定時(shí)間PT。測(cè)定規(guī)定時(shí)間PT內(nèi)的植物3的CO₂消耗量AC。該規(guī)定時(shí)間PT是能按植物3的每個(gè)種類而被變更的值，例如可以是1小時(shí)、1天或1周等任何值。

首先，在栽培條件值X是初始值的狀態(tài)下，測(cè)定規(guī)定時(shí)間PT內(nèi)的植物3的CO₂消耗量AC。接著，將栽培條件值X變更規(guī)定值PV。規(guī)定值PV例如是能按植物3的每個(gè)種類而被變更的值，例如可以是±0.1℃、±0.5℃或±1℃等任何值。然后，測(cè)定變更后的栽培條件值X＝變更前的栽培條件值X+規(guī)定值PV的環(huán)境下的規(guī)定時(shí)間PT內(nèi)的植物3的CO₂消耗量AC。

結(jié)果，在栽培條件值X變更后的CO₂消耗量AC比栽培條件值X變更前的CO₂消耗量AC大的情況下，在變更后的栽培條件值X的環(huán)境下栽培植物3。在此情況下，如果設(shè)為規(guī)定值PV＝+1℃，則作為新的栽培條件值X的氣體環(huán)境溫度例如為21℃。另一方面，在栽培條件值X變更后的CO₂消耗量AC比栽培條件值X變更前的CO₂消耗量AC小的情況下，使用具有與上述規(guī)定值PV相同的絕對(duì)值但正負(fù)符號(hào)相反的規(guī)定值PV(＝－1℃)將栽培條件值X變更。結(jié)果，作為新的栽培條件值X的氣體環(huán)境溫度例如為19℃。

接著，在步驟S4中，控制部50判別變更后的栽培條件值X是否是預(yù)先決定的上限值UL以上。在步驟S4中，如果變更后的栽培條件值X是預(yù)先決定的上限值UL以上，則在步驟S5中，控制部50將變更后的栽培條件值X替換為上限值UL。在步驟S5的處理后，執(zhí)行步驟S8的處理。

在步驟S4中，如果變更后的栽培條件值X比預(yù)先決定的上限值UL小，則在步驟S6中，控制部50判別變更后的栽培條件值X是否是下限值LL以下。在步驟S6中，如果變更后的栽培條件值X是預(yù)先決定的下限值LL以下，則在步驟S7中，控制部50將變更后的栽培條件值X替換為下限值LL。在步驟S7的處理后，執(zhí)行步驟S8的處理。

根據(jù)圖4所示的步驟S4～步驟S7的處理，栽培條件值X不會(huì)比上限值UL大，此外，不會(huì)比下限值LL小。上限值UL及下限值LL分別是適合于植物3的栽培的栽培條件值X的范圍內(nèi)的值的最大值及最小值。因此，防止栽培條件值X成為不適合于植物3的栽培的過大值或過小值。例如，防止植物3周邊的氣體環(huán)境溫度成為不適合于植物3的栽培的過度高溫或過度低溫。

根據(jù)用來將栽培條件值X變更的設(shè)備的性能，有栽培條件值X必然成為從該上限值UL到下限值LL的范圍內(nèi)的值的情況。在此情況下，上述的步驟S4～S7的處理不是控制部50中應(yīng)執(zhí)行的必須的處理。即，步驟S4～S7的處理是能夠根據(jù)需要而向本實(shí)施方式的水耕栽培裝置200的一例的控制部50附加的處理。因而，在圖5所示的實(shí)施方式的水耕栽培裝置200的其他例中，虛線包圍的步驟S4～步驟S7的處理也可以從CO₂消耗量增加處理中去除。

如圖4所示，接著，在步驟S8中，控制部50使用從CO₂濃度傳感器80發(fā)送來的CO₂濃度的數(shù)據(jù)計(jì)算CO₂消耗量。由此，測(cè)定第2CO₂消耗量AC。具體而言，在步驟S9中，控制部50判別其內(nèi)置的定時(shí)器所計(jì)時(shí)的時(shí)間是否經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間PT。該規(guī)定時(shí)間PT是從剛剛之前的栽培條件值X的變更起經(jīng)過的時(shí)間。

在步驟S9中，在判定為沒有經(jīng)過規(guī)定時(shí)間PT的情況下，在步驟S8中，繼續(xù)第2CO₂消耗量AC的測(cè)定。即，重復(fù)由CO₂濃度傳感器80進(jìn)行的CO₂濃度的數(shù)據(jù)的取得。

在步驟S9中，在判定為經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間PT的情況下，在步驟S10中，控制部50用規(guī)定時(shí)間PT內(nèi)的CO₂濃度的變化量ΔC除以規(guī)定時(shí)間PT，計(jì)算多個(gè)CO₂濃度的數(shù)據(jù)的平均值。由此，計(jì)算每單位時(shí)間的CO₂消耗量作為第2CO₂消耗量AC。

如圖4所示，在步驟S11中，控制部50判別第2CO₂消耗量AC是否是第1CO₂消耗量AC以上。在步驟S11中，如果第2CO₂消耗量AC比第1CO₂消耗量AC小，則在步驟S12中，控制部50將規(guī)定值PV的正負(fù)符號(hào)替換。即，控制部50視為由于栽培條件X的變更而CO₂消耗量AC減少，將栽培條件值X的增加和栽培條件值X的減少進(jìn)行替換。在步驟S12的處理后，控制部50執(zhí)行步驟S13的處理。

另一方面，在步驟S11中，有控制部50判定為第2CO₂消耗量AC是第1CO₂消耗量AC以上的情況。在此情況下，在步驟S11A中，判別第1CO₂消耗量AC和第2CO₂消耗量AC是否相同。即，控制部50判別是否沒有由栽培條件值X的變更引起的CO₂消耗量AC的變化。

在步驟S11A中，在判定為第1CO₂消耗量AC與第2CO₂消耗量AC相同的情況下，控制部50在步驟S2的處理中再次執(zhí)行將規(guī)定值PV設(shè)定為初始值的處理。另一方面，在步驟S11A中，在判定為第1CO₂消耗量AC與第2CO₂消耗量AC不相同的情況下，控制部50不執(zhí)行步驟S12的處理而執(zhí)行步驟S13的處理。即，控制部50視為由于栽培條件X的變更而CO₂消耗量AC增加，執(zhí)行用來繼續(xù)使栽培條件值X增加或減少的控制的處理。

然后，在步驟S13中，將第2CO₂消耗量AC替換為第1CO₂消耗量AC，并將第2CO₂消耗量AC復(fù)位。在下次的步驟S8中新測(cè)定出的CO₂消耗量AC成為第2CO₂消耗量AC。

在步驟S14中，控制部50判別植物3的栽培是否已結(jié)束。植物3的栽培是否已結(jié)束根據(jù)作業(yè)員是否將用來使水耕栽培裝置200驅(qū)動(dòng)的開關(guān)設(shè)定成OFF來判別。在步驟S14中，控制部50如果判定為植物3的栽培已結(jié)束，則CO₂消耗量增加處理結(jié)束。在步驟S14中，控制部50如果判定為植物3的栽培沒有結(jié)束，則控制部50再次執(zhí)行步驟S3的處理。

(第1CO₂消耗量AC與第2CO₂消耗量AC相同的情況)

上述的第1CO₂消耗量AC與第2CO₂消耗量AC相同的情況可以不僅僅是第1CO₂消耗量AC和第2CO₂消耗量AC為完全一致的數(shù)值的情況。在上述的第1CO₂消耗量AC與第2CO₂消耗量AC相同的情況中，也可以包括第1CO₂消耗量AC與第2CO₂消耗量AC的差異為某種程度的范圍內(nèi)的情況。由此，在由栽培條件值X的變更引起的CO₂消耗量AC的增加或減少的程度較低的情況下，能夠進(jìn)行后述的用于降低由水耕栽培裝置消耗的電力的處理。

(栽培條件值的初始值)

上述的規(guī)定值PV的初始值的正負(fù)符號(hào)被預(yù)先決定，以使得通過變更栽培條件值X，水耕栽培裝置200為了栽培植物3而消耗的電力量降低。

在栽培條件值X是氣體環(huán)境溫度的情況下，如果降低空調(diào)機(jī)40的制冷制熱機(jī)的輸出，則水耕栽培裝置200消耗的電力降低。因此，在此情況下，初始值根據(jù)用來使空調(diào)機(jī)40的輸出降低的控制方式而被決定為正值ΔX及負(fù)值－ΔX的某個(gè)。例如，在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)中，如果使氣體環(huán)境溫度上升而降低空調(diào)機(jī)40的輸出，則空調(diào)機(jī)40的制冷機(jī)的消耗電力降低。因而，在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)中，用來變更氣體環(huán)境溫度的規(guī)定值PV的初始值是正值ΔX。例如，在制熱運(yùn)轉(zhuǎn)中，如果使氣體環(huán)境溫度降低而降低空調(diào)機(jī)40的輸出，則空調(diào)機(jī)40的制熱機(jī)的消耗電力降低。在制熱運(yùn)轉(zhuǎn)中，用來變更氣體環(huán)境溫度的規(guī)定值PV的初始值可以是負(fù)值－ΔX。即，用來變更氣體環(huán)境溫度的規(guī)定值PV的初始值的正負(fù)可以在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)和制熱運(yùn)轉(zhuǎn)中相反。

在栽培條件值X是氣體環(huán)境濕度的情況下，如果降低空調(diào)機(jī)40的運(yùn)轉(zhuǎn)中的加濕機(jī)或除濕機(jī)的輸出，則水耕栽培裝置200消耗的電力降低。因此，在此情況下，初始值根據(jù)用來使空調(diào)機(jī)40的運(yùn)轉(zhuǎn)中的加濕機(jī)或除濕機(jī)的輸出降低的控制方式而被決定為正值ΔX及負(fù)值－ΔX的某個(gè)。例如，在加濕運(yùn)轉(zhuǎn)中，如果使氣體環(huán)境濕度下降而降低空調(diào)機(jī)40的加濕機(jī)的輸出，則空調(diào)機(jī)40的加濕機(jī)的消耗電力降低。因而，在加濕運(yùn)轉(zhuǎn)中，用來變更氣體環(huán)境濕度的規(guī)定值PV的初始值是負(fù)值－ΔX。例如，在除濕運(yùn)轉(zhuǎn)中，如果使氣體環(huán)境濕度上升而降低空調(diào)機(jī)40的除濕機(jī)的輸出，則空調(diào)機(jī)40的除濕機(jī)的消耗電力被降低。因而，在除濕運(yùn)轉(zhuǎn)中，用來變更氣體環(huán)境濕度的規(guī)定值PV的初始值是正值ΔX。即，規(guī)定值PV的初始值的正負(fù)在加濕運(yùn)轉(zhuǎn)和除濕運(yùn)轉(zhuǎn)中可以相反。

在栽培條件值X是灌溉時(shí)間的情況下，如果整體的泵P的驅(qū)動(dòng)時(shí)間變短，則水耕栽培裝置200消耗的電力降低。因此，用來變更灌溉時(shí)間的規(guī)定值PV的初始值被決定為負(fù)值－ΔX。

在栽培條件值X是灌溉間隔的情況下，如果整體的泵P的驅(qū)動(dòng)期間彼此之間的間隔、即泵P的暫時(shí)停止時(shí)間變長，則水耕栽培裝置200消耗的電力降低。因此，用來變更灌溉間隔的規(guī)定值PV的初始值被決定為正值ΔX。

在栽培條件值X是水溫、即營養(yǎng)液9的溫度的情況下，如果使水溫即營養(yǎng)液9的溫度下降而降低鍋爐B的輸出，則水耕栽培裝置200消耗的電力降低。因此，用來變更營養(yǎng)液9的溫度(水溫)的規(guī)定值PV的初始值被決定為負(fù)值－ΔX。但是，在設(shè)有用來使?fàn)I養(yǎng)液9的溫度下降的冷凍機(jī)的情況下，為了降低冷凍機(jī)的輸出，需要以使?fàn)I養(yǎng)液9的溫度上升的方式將冷凍機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。因而，在此情況下，用來變更水溫的規(guī)定值PV的初始值被決定為正值ΔX。

在栽培條件值X是由照明設(shè)備30向植物3照射的光的量、即照射光量的情況下，如果照明設(shè)備30的點(diǎn)亮?xí)r間變短，則水耕栽培裝置200消耗的電力降低。因此，用來變更照射光量的規(guī)定值PV的初始值被決定為負(fù)值－ΔX。

在栽培條件值X是由照明設(shè)備30向植物3照射光的期間、即明期時(shí)間的情況下，如果明期時(shí)間變短，則水耕栽培裝置200的消耗電力降低。因此，用來變更明期時(shí)間的規(guī)定值PV的初始值被決定為負(fù)值－ΔX。

在栽培條件值X是沒有由照明設(shè)備30向植物3照射光的期間、即暗期時(shí)間的情況下，如果暗期時(shí)間變長，則水耕栽培裝置200的消耗電力降低。因此，用來變更暗期時(shí)間的規(guī)定值PV的初始值被決定為正值ΔX。

有栽培條件值X是氣體環(huán)境CO₂濃度、EC值及pH值的某1個(gè)的情況。在該情況的任一種中，為了降低由水耕栽培裝置200消耗的電力，都需要降低能夠變更某1個(gè)栽培條件值X的設(shè)備的輸出。因而，規(guī)定值PV的初始值被決定為正值ΔX或負(fù)值－ΔX，以使能變更栽培條件值X的設(shè)備的輸出降低。但是，在如果變更栽培條件值X則必定消耗電力增加的情況下，不能變更栽培條件值X。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)消耗電力的降低的栽培條件值X僅是特定的物性值。

(其他例的CO₂消耗量增加處理)

使用圖4說明的步驟S11及S11A的處理也可以替換為圖5所示的步驟11B。即，也可以不進(jìn)行圖4所示的步驟S11A。具體而言，也可以不進(jìn)行判別第2CO₂消耗量AC是否與第1CO₂消耗量AC相同的處理。在此情況下，如圖5所示，在步驟S11B中，控制部50判別第2CO₂消耗量AC是否比第1CO₂消耗量AC大。

在圖5所示的S11B中，在第2CO₂消耗量AC比第1CO₂消耗量AC大的情況下，控制部50在步驟S13中將第2CO₂消耗量替換為第1CO₂消耗量，將第2CO₂消耗量復(fù)位。另一方面，在S11B中，在第2CO₂消耗量AC比第1CO₂消耗量AC小或第2CO₂消耗量AC與第1CO₂消耗量AC相同的情況下，控制部50在步驟S12中將規(guī)定值PV的正負(fù)符號(hào)替換。

但是，在圖5所示的步驟S11B中，控制部50也可以判別第2CO₂消耗量AC是否是第1CO₂消耗量AC以上。在此情況下，在圖5所示的S11B中，有第2CO₂消耗量AC與第1CO₂消耗量AC相同的情況。在此情況下，控制部50不執(zhí)行將規(guī)定值PV的正負(fù)變更的步驟S12，在步驟S13中，將第2CO₂消耗量替換為第1CO₂消耗量，將第2CO₂消耗量復(fù)位。

通過上述圖5所示的步驟11B的處理，也能夠判別由于將栽培條件值X變更了規(guī)定值PV(＝ΔX或－ΔX)而CO₂消耗量AC增加了還是減少了。

(控制部以外執(zhí)行的水耕栽培方法)

在上述的本實(shí)施方式的水耕栽培方法中，變更步驟S3、測(cè)定步驟S8～S10及判別步驟S11、S11A或S11B都由上述水耕栽培裝置200的控制部50進(jìn)行。但是，上述的變更步驟S3、測(cè)定步驟S8～S10及判別步驟S11、S11A或S11B都可以不是由控制部50而是由作業(yè)員進(jìn)行。本實(shí)施方式的水耕栽培方法也可以不將步驟S1～S14的全部步驟用機(jī)械裝置執(zhí)行。本實(shí)施方式的水耕栽培方法可以將一部分的步驟由作業(yè)員執(zhí)行。

(實(shí)施方式的水耕栽培的優(yōu)點(diǎn))

根據(jù)以上的本實(shí)施方式的水耕栽培裝置200，能夠自動(dòng)地選擇能夠?qū)O₂消耗量AC最優(yōu)化的栽培條件值X來栽培植物3。結(jié)果，根據(jù)本實(shí)施方式的水耕栽培裝置200，能夠在植物3的整個(gè)成長時(shí)期中維持能夠使植物3、特別是其根(地下部7)的栽培效率提高的栽培條件值。

通常，促進(jìn)植物3的地下部、例如根(地下部7)的成長的栽培條件值X對(duì)應(yīng)于植物3的成長階段而變化。為了應(yīng)對(duì)該變化，本實(shí)施方式的水耕栽培裝置200，每當(dāng)經(jīng)過規(guī)定期間PT，就重復(fù)將栽培條件值X重新設(shè)定為對(duì)于植物3的成長更好的值。由此，根據(jù)本實(shí)施方式的水耕栽培裝置200，能夠在整個(gè)栽培期間中將植物3的栽培條件值X持續(xù)地維持為更適當(dāng)?shù)闹怠?/p>

(本實(shí)施方式的水耕栽培方法及水耕栽培裝置的目的)

上述專利文獻(xiàn)1及2都沒有公開在使CO₂消耗量增加的同時(shí)、怎樣將栽培條件值維持為其上限值與下限值之間的范圍內(nèi)的值。因此，在某種情況下，根據(jù)專利文獻(xiàn)1及2所公開的技術(shù)，植物的栽培條件值例如溫度有可能被變更為對(duì)于植物的成長不適合的程度的值。即，無法很細(xì)致地管理植物的水耕栽培。

此外，在其他情況下，例如，根據(jù)上述專利文獻(xiàn)1及2所公開的技術(shù)，植物的栽培條件值有可能被變更為從節(jié)能化的觀點(diǎn)來看不適當(dāng)?shù)闹怠＜?，有可能僅重視使CO₂消耗量增加而栽培植物的水耕栽培裝置的消耗電力不必要地變大。在此情況下，也無法很細(xì)致地管理植物的水耕栽培的栽培條件值。

(本實(shí)施方式的水耕栽培方法及裝置的特征以及由此得到的效果)

為了達(dá)到上述目的，提出了本實(shí)施方式的水耕栽培方法及水耕栽培裝置。以下，對(duì)本實(shí)施方式的水耕栽培方法及水耕栽培裝置的特征以及通過該特征得到的效果進(jìn)行說明。

(本實(shí)施方式的水耕栽培方法的前提)

本實(shí)施方式的水耕栽培方法如圖4及圖5所示，具備以下的步驟。

本實(shí)施方式的水耕栽培方法是1個(gè)或2個(gè)以上的植物3的水耕栽培方法。實(shí)施方式的水耕栽培方法具備將對(duì)于1個(gè)或2個(gè)以上的植物3的CO₂消耗量的增加及減少有作用的栽培條件值X變更規(guī)定值PV(＝ΔX或－ΔX)的變更步驟S3。本實(shí)施方式的水耕栽培方法具備測(cè)定1個(gè)或2個(gè)以上的植物3的每單位時(shí)間的CO₂消耗量AC的測(cè)定步驟S8～S10。

在本實(shí)施方式的水耕栽培方法中，將通過變更步驟S3的前后的測(cè)定步驟S8～S10得到的CO₂消耗量AC彼此比較。由此，在判別步驟S11、S11A或S11B中，判別起因于變更步驟S3而CO₂消耗量AC是增加了還是減少了。

在判別步驟S11、S11A或S11B中，有判定為CO₂消耗量AC增加的情況。在此情況下，使用在判別步驟S11、S11A或S11B之前的變更步驟S3中使用的規(guī)定值PV(＝ΔX或－ΔX)，執(zhí)行判別步驟S11、S11A或S11B之后的變更步驟S3。

此外，在判別步驟S11、S11A或S11B中，有判定為CO₂消耗量AC減少的情況。在此情況下，使用與在判別步驟S11、S11A或S11B之前的變更步驟S3中使用的規(guī)定值PV(＝ΔX或－ΔX)正負(fù)符號(hào)相反的規(guī)定值PV(＝－ΔX或ΔX)。由此，執(zhí)行判別步驟S11、S11A或S11B之后的變更步驟S3。

栽培條件值X可以是氣體環(huán)境溫度、氣體環(huán)境濕度、氣體環(huán)境CO₂濃度、灌溉時(shí)間、灌溉間隔、照射光量、明期時(shí)間、暗期時(shí)間、水溫、EC值及pH值中的某1個(gè)。在變更步驟S3中，可以將上述的栽培條件值X中的某1個(gè)變更。

根據(jù)具備以上的前提條件的方法，能夠盡可能維持使植物3的CO₂消耗量AC增加的栽培條件而將植物3進(jìn)行水耕栽培。以下，說明實(shí)施方式的水耕栽培方法的特征。

(1)在實(shí)施方式的水耕栽培方法中，如圖4及圖5所示，有在變更步驟S3中使用規(guī)定值ΔX變更后的值是預(yù)先決定的上限值UL以上的情況。在此情況下，將栽培條件值X置換為上限值UL。另一方面，有在變更步驟S3中使用規(guī)定值－ΔX變更后的值是預(yù)先決定的下限值LL以下的情況。在此情況下，將栽培條件值X替換為下限值LL。

根據(jù)上述方法，即使將栽培條件值X變更以使植物3的CO₂消耗量AC增加，栽培條件值X也不會(huì)成為上限值UL到下限值LL的范圍以外的值。即，栽培條件值X被維持為對(duì)植物3的栽培適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)的值。因而，能夠在盡可能維持使植物3的CO₂消耗量AC增加的栽培條件的同時(shí)、在適當(dāng)?shù)脑耘鄺l件值X的周邊環(huán)境下將植物3進(jìn)行水耕栽培。

另外，上述的“將栽培條件值替換為上限值”以及“變更后的值將栽培條件值替換為下限值”的用語分別表示，“作為栽培條件值而使用上限值”以及“作為栽培條件值而使用下限值”。此外，所謂上述的與規(guī)定值正負(fù)符號(hào)相反的規(guī)定值，相互的絕對(duì)值既可以相同也可以不同。

(2)在實(shí)施方式的水耕栽培方法中，如圖4所示，在判別步驟S11、S11A中，還判別是否起因于變更步驟S3而CO₂消耗量AC發(fā)生了變化。此時(shí)，有判定為即使將栽培條件值X變更了規(guī)定值ΔX或－ΔX、CO₂消耗量AC也沒有變化的情況。在此情況下，使用規(guī)定值PV(＝ΔX或－ΔX)以及與該規(guī)定值PV(＝ΔX或－ΔX)正負(fù)符號(hào)相反的規(guī)定值PV(＝－ΔX或ΔX)中的一方的值(步驟S12)。即，使用一方的值，執(zhí)行判別步驟S8～S10之后的變更步驟S3。上述一方的值是起因于變更步驟S3而在1個(gè)或2個(gè)以上的植物3的栽培中需要的電力消耗量W降低的值。

在上述方法中，在即使將栽培條件值X變更、植物3的CO₂消耗量AC也沒有變化的情況下，不知道是使栽培條件值X增加好還是減少好。在此情況下，將栽培條件值X使用能夠使植物3的消耗電力減少的規(guī)定值進(jìn)行變更。因此，根據(jù)上述方法，能夠在盡可能維持使植物3的CO₂消耗量AC增加的栽培條件的同時(shí)、實(shí)現(xiàn)電力消耗量W的降低。但是，栽培條件值X選擇通過其增加或減少而能夠使消耗電力量W降低的值。

上述的規(guī)定值的初始值可以是上述一方的值。由此，在水耕栽培的開始必定試圖電力消耗量W的降低，所以節(jié)電效果提高。

如圖5所示，在判別步驟S11B中，也可以不判別是否由于將栽培條件值X變更了規(guī)定值PV(＝ΔX或－ΔX)而CO₂消耗量AC發(fā)生了變化。由此，水耕栽培裝置200的控制簡略化。在此情況下，也有即使將栽培條件值X變更規(guī)定值PV(＝ΔX或－ΔX)、CO₂消耗量AC也沒有變化的情況。在此情況下，在下次的變更步驟S3中，可以使用規(guī)定值ΔX及與規(guī)定值PV(＝ΔX或－ΔX)正負(fù)符號(hào)相反的規(guī)定值PV(＝－ΔX或ΔX)的任一個(gè)來變更栽培條件值X。

如圖5所示，為了使控制簡略化，在判別步驟S11B中，可以不判別是否由于將栽培條件值X變更了規(guī)定值PV(＝ΔX或－ΔX)而CO₂消耗量AC發(fā)生了變化。在此情況下，有即使將栽培條件值X變更規(guī)定值PV(＝ΔX或－ΔX)、CO₂消耗量AC也沒有變化的情況。在此情況下，在下次的變更步驟S3中，可以使用規(guī)定值PV(＝ΔX或－ΔX)及與規(guī)定值PV(＝ΔX或－ΔX)正負(fù)符號(hào)相反的規(guī)定值PV(＝－ΔX或ΔX)的任一個(gè)來變更栽培條件值X。

(3)在實(shí)施方式的水耕栽培方法中，1個(gè)或2個(gè)以上的植物3可以在將1個(gè)或2個(gè)以上的植物3整體以密閉的方式包圍的箱體100內(nèi)的空間中栽培。在此情況下，在測(cè)定步驟S8～S10中，可以基于箱體100內(nèi)的空間中的CO₂濃度在規(guī)定時(shí)間PT中的變化量ΔC來計(jì)算CO₂消耗量AC。

根據(jù)上述方法，與在沒有被密閉的空間中測(cè)定CO₂消耗量AC的情況相比，容易正確地測(cè)定CO₂消耗量AC。

(4)在測(cè)定步驟S8～S10中，可以基于1個(gè)或2個(gè)以上的植物3的1個(gè)或2個(gè)以上的葉1的周圍的密閉空間中的CO₂濃度在規(guī)定時(shí)間PT中的變化量ΔC來計(jì)算CO₂消耗量AC。

根據(jù)上述方法，與在沒有被密閉的更大的空間中測(cè)定CO₂消耗量AC的情況相比，容易正確地測(cè)定CO₂消耗量AC。

葉1的周圍的密閉空間可以是不包含莖2而僅將葉1包含在袋19等部件內(nèi)的空間。此外，葉1的周圍的密閉空間也可以是將葉1和莖2包含在袋19等部件內(nèi)的空間。該部件優(yōu)選具有柔軟性，但并不限于具有柔軟性的部件。

(本實(shí)施方式的水耕栽培裝置的前提)

本實(shí)施方式的水耕栽培裝置如圖4及圖5所示，具備以下的結(jié)構(gòu)。

本實(shí)施方式的水耕栽培裝置200是1個(gè)或2個(gè)以上的植物3的水耕栽培裝置。本實(shí)施方式的水耕栽培裝置200具備將栽培條件值X變更規(guī)定值PV(＝ΔX或－ΔX)的變更部(步驟S3)。本實(shí)施方式的水耕栽培裝置200具備測(cè)定1個(gè)或2個(gè)以上的植物3的每單位時(shí)間的CO₂消耗量AC的測(cè)定部(步驟S8～S10)。

在本實(shí)施方式的水耕栽培裝置200中，在變更部(步驟S3)的變更前后由測(cè)定部(步驟S8～S10)進(jìn)行測(cè)定得到的CO₂消耗量AC彼此被進(jìn)行比較。由此，在判別部(步驟S11、S11A或S11B)中，判別起因于變更部的變更而CO₂消耗量AC是增加了還是減少了。

在判別部中判定為CO₂消耗量AC增加了的情況下，使用在判別部的判定之前在變更部的變更中使用的規(guī)定值PV(＝ΔX或－ΔX)，執(zhí)行判別部的判定后的變更部的變更。此外，有在判別部中判定為CO₂消耗量AC減少了的情況。在此情況下，使用與在判別部的判定前在變更部的變更中使用的規(guī)定值PV(＝ΔX或－ΔX)正負(fù)符號(hào)相反的規(guī)定值PV(＝－ΔX或ΔX)。由此，執(zhí)行判別部的判定后的變更部的變更。

栽培條件值X可以是氣體環(huán)境溫度、氣體環(huán)境濕度、氣體環(huán)境CO₂濃度、灌溉時(shí)間、灌溉間隔、照射光量、明期時(shí)間、暗期時(shí)間、水溫、EC值及pH值中的任1個(gè)。在變更部中，可以將上述栽培條件值X中的任1個(gè)變更。

根據(jù)具備以上的前提條件的水耕栽培裝置，能夠在盡可能維持使植物3的CO₂消耗量AC增加的栽培條件的同時(shí)將植物3進(jìn)行水耕栽培。

(1)在本實(shí)施方式的水耕栽培裝置200中，有在變更部中使用規(guī)定值PV(＝ΔX或－ΔX)變更后的栽培條件值X是預(yù)先決定的上限值UL以上的情況。在此情況下，將栽培條件值X替換為上限值UL。另一方面，有在變更部中使用規(guī)定值PV(＝ΔX或－ΔX)變更后的栽培條件值X是預(yù)先決定的下限值LL以下的情況。在此情況下，將栽培條件值X替換為下限值LL。

根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠在盡可能維持使植物3的CO₂消耗量AC增加的栽培條件的同時(shí)、在適當(dāng)?shù)脑耘鄺l件值X的周邊環(huán)境下將植物3水耕栽培。

(2)在實(shí)施方式的水耕栽培裝置200中，在判別部(步驟S11、S11A)中，還判別是否由于將栽培條件值X變更了規(guī)定值PV(＝ΔX或－ΔX)而CO₂消耗量AC發(fā)生了變化。此時(shí)，有判定為即使將栽培條件值X變更規(guī)定值PV、CO₂消耗量AC也沒有變化的情況。在此情況下，使用規(guī)定值PV(＝ΔX或－ΔX)及與該規(guī)定值PV(＝ΔX或－ΔX)正負(fù)符號(hào)相反的規(guī)定值PV(＝－ΔX或ΔX)中的一方的值。使用該一方的值，執(zhí)行判別部的判別后的變更部的變更。上述一方的值是起因于變更部的變更、在1個(gè)或2個(gè)以上的植物3的栽培中需要的電力消耗量W降低的值。

根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠在盡可能維持使植物3的CO₂消耗量AC增加的栽培條件的同時(shí)實(shí)現(xiàn)電力消耗量W的降低。但是，栽培條件值X選擇通過其增加或減少而消耗電力量W能夠降低的值。

另外，上述實(shí)施方式是本發(fā)明的一例。因此，本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，在該實(shí)施方式以外，只要是不脫離有關(guān)本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍，就當(dāng)然能夠根據(jù)設(shè)計(jì)等進(jìn)行各種各樣的變更。

本申請(qǐng)主張基于2014年6月30日提出的日本申請(qǐng)的特愿2014－134274號(hào)的優(yōu)先權(quán)，這里援引其全部記載內(nèi)容。

標(biāo)號(hào)說明

3 植物

10 箱體

19 袋

30 照明設(shè)備

35 EC值變更材料投入設(shè)備

40 空調(diào)機(jī)

45 pH值變更材料投入設(shè)備

50 控制部

60 氣體環(huán)境溫度傳感器

65 照度傳感器

70 濕度傳感器

80 CO₂濃度傳感器

90 營養(yǎng)液溫度傳感器

95 EC傳感器

98 pH傳感器

200 水耕栽培裝置

P 泵

B 鍋爐

權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)

1.(修改后)一種水耕栽培方法，是1個(gè)或2個(gè)以上的植物的水耕栽培方法，其特征在于，

具備：

變更步驟，將對(duì)上述1個(gè)或2個(gè)以上的植物的CO₂消耗量的增加及減少有作用的栽培條件值變更規(guī)定值；

測(cè)定步驟，測(cè)定上述1個(gè)或2個(gè)以上的植物的每單位時(shí)間的CO₂消耗量；以及

判別步驟，將通過上述變更步驟的前后的上述測(cè)定步驟得到的上述CO₂消耗量彼此進(jìn)行比較，由此判別起因于上述變更步驟而上述CO₂消耗量是增加了還是減少了；

在上述判別步驟中判定為上述CO₂消耗量增加了的情況下，使用在上述判別步驟之前的上述變更步驟中使用的上述規(guī)定值，執(zhí)行上述判別步驟之后的上述變更步驟；

在上述判別步驟中判定為上述CO₂消耗量減少了的情況下，使用與在上述判別步驟之前的上述變更步驟中使用的上述規(guī)定值正負(fù)符號(hào)相反的規(guī)定值，執(zhí)行上述判別步驟之后的上述變更步驟；

在上述判別步驟中，還判別是否起因于上述變更步驟而上述CO₂消耗量發(fā)生了變化；

在上述判別步驟中判定為上述CO₂消耗量沒有變化的情況下，使用上述規(guī)定值以及與上述規(guī)定值正負(fù)符號(hào)相反的規(guī)定值中的、將上述1個(gè)或2個(gè)以上的植物的栽培所需要的電力消耗量降低的一方的值，執(zhí)行上述判別步驟之后的上述變更步驟。

2.(修改后)如權(quán)利要求1所述的水耕栽培方法，其特征在于，

上述1個(gè)或2個(gè)以上的植物栽培在將上述1個(gè)或2個(gè)以上的植物的整體密閉地包圍的箱體內(nèi)的空間中；

在上述測(cè)定步驟中，基于上述箱體內(nèi)的空間中的CO₂濃度在規(guī)定時(shí)間中的變化量，計(jì)算上述CO₂消耗量。

3.(修改后)如權(quán)利要求1所述的水耕栽培方法，其特征在于，

在上述測(cè)定步驟中，基于上述1個(gè)或2個(gè)以上的植物的1個(gè)或2個(gè)以上的葉的周圍的密閉空間中的CO₂濃度在規(guī)定時(shí)間中的變化量，計(jì)算上述CO₂消耗量。

4.(修改后)一種水耕栽培裝置，是用于1個(gè)或2個(gè)以上的植物的水耕栽培裝置，其特征在于，

具備：

變更部，將對(duì)上述1個(gè)或2個(gè)以上的植物的CO₂消耗量的增加及減少有作用的栽培條件值變更規(guī)定值；

測(cè)定部，測(cè)定上述1個(gè)或2個(gè)以上的植物的每單位時(shí)間的CO₂消耗量；以及

判別部，將在上述變更部的變更的前后通過上述測(cè)定部的測(cè)定而得到的上述CO₂消耗量彼此進(jìn)行比較，由此判別起因于上述變更部的變更而上述CO₂消耗量是增加了還是減少了；

在上述判別部中判定為上述CO₂消耗量增加了的情況下，使用在上述判別部進(jìn)行判定前在上述變更部的變更中使用的上述規(guī)定值，執(zhí)行在上述判別部進(jìn)行判定后由上述變更部進(jìn)行的變更；

在上述判別部中判定為上述CO₂消耗量減少了的情況下，使用與在上述判別部進(jìn)行判定前在上述變更部的變更中使用的上述規(guī)定值正負(fù)符號(hào)相反的規(guī)定值，執(zhí)行在上述判別部進(jìn)行判定后由上述變更部進(jìn)行的變更；

在上述判別部中，還判別是否起因于上述變更部的變更而上述CO₂消耗量發(fā)生了變化；

在上述判別部中判定為上述CO₂消耗量沒有變化的情況下，使用上述規(guī)定值以及與上述規(guī)定值正負(fù)符號(hào)相反的規(guī)定值中的、將上述1個(gè)或2個(gè)以上的植物的栽培所需要的電力消耗量降低的一方的值，執(zhí)行在上述判別部進(jìn)行判別后由上述變更部進(jìn)行的變更。

5.(刪除)

6.(刪除)