CN110892440A - 信息处理装置、信息处理方法和程序 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种使利用培养介质进行的植物栽培变得容易的信息处理装置、信息处理方法和程序。信息处理装置(10)应用于对培养介质供给营养液来使植物生长，其包括：输入植物的生长目标的第一输入部(12a)；输入关于种植了植物的时期的时间信息的第二输入部(12b)；输入关于种植植物后的规定时期的时间信息的第三输入部(12c)；计算从第二输入部(12b)输入的时期至第三输入部(12c)输入的规定时期为止的累计对象期间的第一计算部(14)；基于与累计对象期间关联的信息，推算第三输入部(12c)输入的规定时期的生长阶段的第二计算部(14b)；和基于第二计算部(14b)推算出的生长阶段和第一输入部(12a)输入的植物的生长目标，确定要供给的营养液的浓度和量以及营养液的供给时期的第三计算部(14c)。
Description
技术领域
本发明涉及进行植物的栽培辅助的信息处理装置、信息处理方法和程序。
背景技术
以往提案了向培养介质中供给营养液，对植物进行栽培的技术(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-033151号公报。
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明的目的在于提供一种使利用培养介质进行的植物栽培变得容易的信息处理装置、信息处理方法和程序。
用于解决问题的技术手段
1.信息处理装置
(1)第一信息处理装置
本发明的第一信息处理装置是对培养介质供给包含水和肥料的营养液来使植物生长时所应用的信息处理装置，其包括：输入植物的生长目标的第一输入部；输入关于种植了植物的时期的时间信息的第二输入部；输入关于种植植物后的规定时期的时间信息的第三输入部；第一计算部，其计算从由所述第二输入部输入的时期至由所述第三输入部输入的规定时期为止的累计对象期间；第二计算部，其基于关于所述累计对象期间的信息和所述累计对象期间的规定的累计值中的至少一者，推算由所述第三输入部输入的规定时期的生长阶段；和第三计算部，其基于由所述第二计算部推算出的生长阶段和由所述第一输入部输入的植物的生长目标，确定要供给的营养液的浓度和量以及营养液的供给时期。
依照本发明，栽培者不用直接观察植物的状况就能够容易地推算生长阶段，并且能够使得与该生长阶段相应的营养液管理变得容易。
(2)第二信息处理装置
本发明的第二信息处理装置是对培养介质供给包含水和肥料的营养液来使植物生长时所应用的信息处理装置，其包括：输入植物的生长目标的第一输入部；第二计算部，其基于关于从植物的栽种时期至规定时期为止的累计对象期间的信息和所述累计对象期间的规定的累计值中的至少一者，推算该规定时期的生长阶段；和营养液计算部，其基于由所述第二计算部推算出的生长阶段和由所述第一输入部输入的植物的生长目标，确定要供给的营养液的浓度和量以及营养液的供给时期。
依照本发明，栽培者不用直接观察植物的状况就能够容易地推算生长阶段，并且能够使得与该生长阶段相应的营养液管理变得容易。
本发明的第一和第二信息处理装置还能够采用如下所述的方式。
本发明中可以包括：输入所述植物的环境温度的第四输入部；和计算所述累计对象期间的环境温度的累计值的第四计算部，所述第二计算部以考虑了由所述第四计算部计算出的环境温度的累计值的方式来推算生长阶段。
本发明中可以包括：输入供给了的营养液的消耗量的第五输入部；和计算所述累计对象期间的营养液的消耗量的累计值的第五计算部，所述第二计算部以考虑了由所述第五计算部计算出的营养液的消耗量的累计值的方式来推算生长阶段。
本发明中可以包括：输入日照量的第六输入部；和计算所述累计对象期间的日照量的累计值的第六计算部，所述第二计算部以考虑了由所述第六计算部计算出的日照量的累计值的方式来推算生长阶段。
本发明中可以包括用于变更所述植物的生长目标的输入信息变更部。
2.信息处理方法
本发明的信息处理方法是对培养介质供给包含水和肥料的营养液来使植物生长时所应用的信息处理方法，其包括：第一输入部输入植物的生长目标的步骤；生长阶段推算部基于关于从植物的栽种时期至规定时期为止的所述累计对象期间的信息和所述累计对象期间的规定的累计值中的至少一者，推算该规定时期的生长阶段的步骤；和营养液计算部基于由所述生长阶段推算部推算出的生长阶段和由所述第一输入部输入的植物的生长目标，确定要供给的营养液的浓度和量以及营养液的供给时期的步骤。
依照本发明，栽培者不用直接观察植物的状况就能够容易地推算生长阶段，并且能够使得与该生长阶段相应的营养液管理变得容易。
3.程序
本发明的程序用于使计算机执行对培养介质供给包含水和肥料的营养液来使植物生长时所应用的信息处理方法，其包括：第一输入部输入植物的生长目标的步骤；生长阶段推算部基于关于从植物的栽种时期至规定时期为止的所述累计对象期间的信息和所述累计对象期间的规定的累计值中的至少一者，推算该规定时期的生长阶段的步骤；和营养液计算部基于由所述生长阶段推算部推算出的生长阶段和由所述第一输入部输入的植物的生长目标，确定要供给的营养液的浓度和量以及营养液的供给时期的步骤。
依照本发明，栽培者不用直接观察植物的状况就能够容易地推算生长阶段，并且能够使得与该生长阶段相应的营养液管理变得容易。
附图说明
图1是表示实施方式的信息处理装置与使用者终端的关系的图。
图2是表示实施方式的信息处理装置的构成例的图。
图3是表示实施方式的信息处理装置的构成例的图。
图4是表示实施方式的信息处理装置的处理流程的图。
图5是实施方式的信息处理装置的信息处理的概念图。
具体实施方式
下面，对本发明的优选实施方式进行详细的说明。
1.信息处理装置
作为信息处理装置10的一例，对可经图1所示的国际互联网等信息通信网30与使用者终端20通信地连接的信息处理装置10进行说明。
信息处理装置10在对培养介质供给包含水和肥料的营养液来使植物生长时被应用。信息处理装置10，如图2所示的那样包括输入部12、计算部14和输出部16。培养介质例如能够为无机培养介质，并且能够为固体培养介质或非固体培养介质(例如液状)。培养介质通过为多孔素材，能够延长灌水的间隔。营养液是包含水和肥料的液体。营养液能够采用公知的营养液。
无机培养介质能够包括珊瑚砂砾、贝壳(例如牡蛎贝壳)，优选是由珊瑚砂砾构成的培养介质。通过采用由珊瑚砂砾构成的培养介质，利用抗菌作用能够减少根系的病害，由于该抗菌作用，不需要培养液的杀菌设备或能够使培养液的杀菌设备简单，进而，能够尽可能地抑制更换或废弃。珊瑚砂砾的粒径例如能够为1～10mm，优选为3～5mm。
输入部12包括第一输入部12a、第二输入部12b、第三输入部12c、第四输入部12d、第五输入部12e、第六输入部12f和第七输入部12g。
第一输入部12a用于输入植物的培育信息。生长目标例如是植物的品质、数量、栽培计划和收获计划中的至少任一者。如果植物是西红柿，则植物的内容例如是大小、含糖量等。
第二输入部12b用于输入关于种植了植物的时期的时间信息。时间信息例如能够列举输入时刻、输入日的日期等。
第三输入部12c用于输入关于种植植物后的规定时期的时间信息，用于输入当前时刻的时间信息，或关于将来的规定时期的时间信息。时间信息例如能够列举输入时刻、输入日的日期等。
第四输入部12d用于输入植物的环境温度。植物的环境温度可以是培育该植物的场所的温度、该场所的区域一带的温度或平均温度。
第五输入部12e用于输入供给了的营养液的消耗量。供给了的营养液的消耗量，例如能够是栽培的植物吸収了的营养液的量、预想将来吸収的量。在实际上测量营养液的吸収量时，在包含肥料的营养液贮存在容器罐内的情况下，也可以根据贮存的肥料减少了的量推算所吸収了的营养液量。
第六输入部12f用于输入日照量。日照量可以是栽培的植物的一带的日照量、该地域一带的刊登或推算的日照量。
第七输入部12g用于变更植物的生长目标。
计算部14包括第一计算部14a、第二计算部(生长阶段推算部)14b、第三计算部14c、第四计算部14d、第五计算部14e和第六计算部14f。
第一计算部14a根据由第二输入部12b输入的时期计算直至由第三输入部12c输入的规定时期为止的累计对象期间。
第二计算部(生长阶段推算部)14b，基于关于从植物的栽种时期至规定时期为止的累计对象期间的信息(时间的长度、天数等)、和累计对象期间的规定的累计值中的至少一者，推算由第三输入部12c输入了的规定时期的生长阶段。生长阶段例如是包含全培育过程中被区分的各阶段的概念，以西红柿为例，例如能够列举花萼的阶段。
第三计算部14c基于由第二计算部14b推算出的生长阶段和由第一输入部12a输入了的植物的生长目标，确定要供给的营养液的浓度和量以及营养液的供给时期。
第四计算部14d对累计对象期间的环境温度的累计值进行计算。
第五计算部14e对累计对象期间的营养液的消耗量的累计值进行计算。
第六计算部14f对累计对象期间的日照量的累计值进行计算。
输入信息变更部14g用于变更输入的信息，例如用于变更输入植物的生长目标。
指示部14h，在通过供给装置供给营养液的培养介质的情况下，对供给装置指示供给第三计算部14c计算出的规定的营养液。
信息处理装置10包括：输入植物的生长目标的第一输入部12a；基于从植物的栽种时期至规定时期为止的累计对象期间，推算该规定时期的生长阶段的计算部14a；和基于由计算部14a推算出的生长阶段和由第一输入部12a输入的植物的生长目标，确定要供给的营养液的浓度和量以及营养液的供给时期的第三计算部。
送信部16a经信息通信网30对使用者终端20发送基于信息处理的数据。
存储部18能够预先存储由第一～第七输入部12a～12g输入了的数据，或存储计算部14的各种功能部的信息处理结果(关于累计对象期间的信息，以及关于该累计对象期间的信息、累计温度、累计的营养液的消耗量和累计的日照量等)。存储部18能够由ROM、硬盘等公知的存储装置实现。存储部18中能够存储二氧化碳浓度、湿度、将来、当前或过去的天气、风速和气温、以及关于栽种时期的信息、生长目标、培育期间与营养液的量、浓度等的对应数据等。
计算部12能够由CPU等计算装置实现。
使信息处理装置10执行信息处理的程序，能够存储在信息处理装置10所具有的存储装置(例如ROM、硬盘)等中。各种信息处理能够由CPU等计算装置执行。数据库12能够存储在硬盘等存储装置中。
使用者终端20例如能够由具有输入输出功能的计算机、移动电话等便携式终端构成。
信息处理装置10能够应用可通信的计算机等自动计算机、移动电话等便携式终端。
在上述的实施方式中，说明了信息处理装置10与国际互联网等信息通信网30连接，与使用者终端20之间进行信息的发送接收的例子。但是，并不限定于此，也可以如图3所示的那样，在信息处理装置10自身设置显示器等显示部16b，仅用信息处理装置10完成信息处理。在此情况下，也可以在该信息处理装置10设置显示单元，显示各种信息。
信息处理装置10能够由计算机等公知的电子计算机实现。
2.信息处理流程
下面，参照图4，对实施方式的信息处理装置10的处理流程进行说明。
由第一输入部12a输入种植了植物的时期(S1)。
接着，通过第二输入部12b，输入要求的植物的生长目标(S2)。作为被输入的生长目标，例如是被要求的植物的品质(含糖量等)、数量、大小、收获时期中的任一者。
接着，通过第三输入部12c，输入关于规定时期的时间信息(S3)。接着，通过第二计算部14b，计算从由第二输入部12b输入了的时期至由第三输入部12c输入了的规定时期为止的累计对象期间(S4)。
接着，通过第四输入部12d，根据关于累计对象期间的信息，推算该规定时期的植物的生长阶段(S5)。
具体而言，例如有如下所述的4个推算方式。
作为第一方法，通过第二计算部14b，根据累计对象期间的时间的长度推算植物的生长阶段。更优选在考虑了日历的情况下推算植物的生长阶段。
作为第二方法，通过第二计算部14b，计算累计对象期间的累计温度，推算植物的生长阶段。该累计温度的计算，基于该期间的温度信息进行。关于该温度信息，在存储部所存储的数据库中存储有温度信息的情况下，可以从该数据库获取该温度信息，但是并不限定于此，在通过通信网络连接的服务器等外部终端中存储了该信息的情况下，也可以从该外部终端获取该温度信息。
作为第三方法，通过第二计算部14b，对累计对象期间的日照量的累计值进行计算，推算植物的生长阶段。该累计日照量的计算，基于该期间的日照量信息进行。关于该日照量信息的获取，在存储部所存储的数据库中存储有日照量信息的情况下，可以从该数据库获取日照量信息，但是并不限定于此，在通过通信网络连接的服务器等外部终端中存储有该信息的情况下，也可以从该外部终端获取日照量信息。
作为第四方法，通过第二计算部14b，对累计对象期间的营养液消耗量的累计值进行计算，推算植物的生长阶段。关于该营养液消耗量的信息的获取，在存储部所存储的数据库中存储有营养液消耗量的信息的情况下可以从该数据库获取营养液消耗量的信息，但是并不限定于此，在通过通信网络连接的服务器等外部终端中存储有该信息的情况下，也可以从该外部终端获取营养液消耗量的信息。
除了可以利用第一～第四方法中的任一方法预测植物的成长阶段之外，还可以将第一～第四方法中的至少2个方法组合来推算植物的生长阶段。
接着，通过第三计算部14c，基于推算出的植物的生长阶段和输入了的生长目标，对营养液的量、浓度和营养液的供给时期进行计算(S6)。基于植物的生长阶段，在考虑了生长目标的情况下对营养液的量、浓度和营养液的供给时期进行计算。例如，将生长目标与培育期间与营养液的量、浓度等的对应数据存储于存储部18中，基于该对应数据，能够对与该培育期间相应的营养液的量和浓度进行计算。更具体而言，基于规定时期的植物的生长阶段和植物的品质、大小、收获时期等被求取的生长目标，确定营养液的量、浓度和营养液的供给时期。
如果输入了的规定时期为当前时刻的时间信息，则能够推算当前时刻的植物的生长阶段。这样，能够对当前时刻应当供给的营养液的量、浓度进行计算。
如果输入了的规定时期是将来的时期的时间信息，则能够推算该将来的时期的植物的生长阶段。在推算该将来的时期的生长阶段时使用预测温度、预测日照量、预测得到的营养液消耗量的数据中的至少一者的情况下，既可以将该数据存储于存储部，也可以存储在通过通信终端连接的外部终端中。
也可以根据需要，在考虑了农场的状况、栽培面积等的情况下确定营养液的量、浓度和供给时期。生长目标的输入也可以在步骤5与步骤S6之间进行。
3.营养液的例子
对于通过本实施方式的信息处理装置而被应用于信息处理的营养液的例子进行说明。营养液能够包含水、硝酸盐氮和氨氮中的至少一者、磷酸、氧化钾和氧化钙。作为硝酸盐氮的具体例子，例如能够列举硝酸根离子。作为氨氮的具体例子，例如能够列举铵离子。
在令硝酸盐氮和氨氮的总和为100重量分时，能够令磷酸的含有量为48～70重量分。
在令硝酸盐氮和氨氮的总和为100重量分时，能够令氧化钾的含有量为160～180重量分。
在令硝酸盐氮和氨氮的总和为100重量分时，氧化钙的含有量为30～85重量分，优选为50～85重量分，更优选为60～85重量分。
氧化钙的含有量与磷酸的含有量之比(氧化钙的含有量/磷酸的含有量)优选为1.2～1.6。
营养液中的硝酸盐氮和氨氮的总和的浓度，例如为80～550mg/L，优选为200～440mg/L，更优选为250～380ml/L。
硝酸盐氮与氨氮的含有量之比(硝酸盐氮的含有量/氨氮的含有量)优选为5～10，更优选为7～10。当硝酸盐氮与氨氮的含有量之比处于该范围时，尤其是在培养介质为碱培养介质的情况下，植物能够更适当地吸收其他营养液的微量成分。
氧化钾的含有量与氧化钙的含有量之比(氧化钾的含有量/氧化钙的含有量)优选为2.0～2.6。
优选营养液不包含氧化硫。营养液能够包含选自MgO、MnO、B2O3、Fe、Cu、Zn和Mo中的至少一种。
4.作用效果
依照本实施方式，例如能够获得如下所述的作用效果。
栽培者不用确认植物的状况，就能够推算植物的状况，进行与该植物的状况相应的营养液管理。因为能够按照生长目标确定营养液的浓度、量和供给时期，所以能够进行辅助，实现符合该生长目标的营养液管理。
还能够容易地指定营养液管理的将来计划。能够实现植物的栽培的均质化、均等化，并使农场内的培养介质环境均衡化和稳定化。能够进行栽培植物的品质的均质化、收获时期的控制和出货时期的控制等。
在栽培者根据植物的状况进行营养液管理时，怎样掌握植物整体的状况，取决于该种植者的知识和技能，在栽培大量植物的情况下，难以从生长有一些参差不齐的植物群中选择哪个植物为对象来判断状况。但是，依照本实施方式，能够容易地推算植物的状况。
通过组合营养液管理和温度管理，还能够进行植物的生长的控制。
5.变形例
图5表示基于上述的实施方式的信息处理进行的营养液管理的过程，其中令该过程为一个循环，但是也可以为多个循环。在进行了栽种时期的输入之后(I1)，基于规定时期或测量得到的信息的输入信息(I2)，对累计对象期间的规定的累计值进行计算(C1)，根据该规定的累计值推算生长阶段(C2)。根据推算出的生长阶段和输入的生长目标(I3)，进行营养液浓度、营养液的量、营养液的供给时期的计算(C3)。在进行营养液供给之后，各输入信息和测量信息被输入，对累计对象期间的规定的累计值进行计算(C2)。也可以实施多次这些规定时期或测量得到的信息的输入(I2)、累计值的计算(C1)、生长阶段的推算(C2)、关于营养液的信息的计算(C3)和营养液供给的工序的循环。
作为能够应用的植物的例子，除了西红柿等蔬菜之外，还能够应用于草莓等水果。
6.实验例
在由珊瑚砂砾构成的培养介质中种植西红柿，使用表1的营养液(实施例的营养液)进行了西红柿的栽培。对表1的营养液添加水，将调节了浓度的营养液供给至培养介质。通过LED人工照明进行了栽培。
[表1]
在该实验例的西红柿的栽培中在m个果房中，能够收获平均值为含糖量7.5(Brix％含糖量)以上的西红柿，能够确认到收获量和价格都增加了。表2表示各果房的含糖量、收获量、收获量的平均值。
[表2]
[栽培比较试验]
使用实施例的营养液和比较例的营养液进行了栽培比较试验。表3表示比较例的营养液的组成。
[表3]
该栽培比较试验，一直进行至第三花萼的收获结束。关于EC浓度变化，使用了实施例的营养液的栽培区和使用了比较例的营养液的栽培区都如表4那样变化。
[表4]
| EC浓度(mS/cm) | |
| 种植阶段 | 1.0 |
| 第一花萼开花 | 1.2 |
| 第二花萼开花 | 1.4 |
| 第三花萼开花～栽培结束 | 1.6 |
关于试验株数，使用了实施例的营养液的栽培区和使用了比较例的营养液的栽培区都是10株。关于试验作物，使用了实施例的营养液的栽培区和使用了比较例的营养液的栽培区都是小西红柿。
通过栽培比较试验，能够确认到如下所述的结果。在使用了实施例的营养液的栽培区中，认为直至试验栽培结束为止都没有发生生理学上的障碍，实现了稳定的栽培收获。
另一方面，在使用了比较例的营养液的栽培区中，10株全部确认到缺铁、缺锰的发生。其中有3株因缺铁之症状的进行，新叶发生了白化，使得停止了生长。使用了比较例的营养液的栽培区的收获量降低至使用了实施例的营养液的栽培区的收获量的1/3。
本实施方式能够在本发明的范围内进行各种变形。
工业上的可利用性
本发明能够用作关于植物育成的辅助***和辅助方法。
附图标记的说明
10 信息处理装置
12 输入部
12a 第一输入部
12b 第二输入部
12c 第三输入部
12d 第四输入部
12e 第五输入部
12f 第六输入部
12g 第七的输入部
14 计算部
14a 第一计算部
14b 第二计算部
14c 第三计算部
14d 第四计算部
14e 第五计算部
14f 第六计算部
14g 修正部
14h 指示部
16 输出部
16a 发送部
16b 显示部
18 存储部
20 使用者终端
30 信息通信网。
Claims (8)
1.一种对培养介质供给包含水和肥料的营养液来使植物生长时所应用的信息处理装置，其特征在于，包括：
输入植物的生长目标的第一输入部；
输入关于种植了植物的时期的时间信息的第二输入部；
输入关于种植植物后的规定时期的时间信息的第三输入部；
第一计算部，其计算从由所述第二输入部输入的时期至由所述第三输入部输入的规定时期为止的累计对象期间；
第二计算部，其基于关于所述累计对象期间的信息和所述累计对象期间的规定的累计值中的至少一者，推算由所述第三输入部输入的规定时期的生长阶段；和
第三计算部，其基于由所述第二计算部推算出的生长阶段和由所述第一输入部输入的植物的生长目标，确定要供给的营养液的浓度和量以及营养液的供给时期。
2.一种对培养介质供给包含水和肥料的营养液来使植物生长时所应用的信息处理装置，其特征在于，包括：
输入植物的生长目标的第一输入部；
第二计算部，其基于关于从植物的栽种时期至规定时期为止的累计对象期间的信息和所述累计对象期间的规定的累计值中的至少一者，推算该规定时期的生长阶段；和
营养液计算部，其基于由所述第二计算部推算出的生长阶段和由所述第一输入部输入的植物的生长目标，确定要供给的营养液的浓度和量以及营养液的供给时期。
3.如权利要求1或2所述的信息处理装置，其特征在于，包括：
输入所述植物的环境温度的第四输入部；和
计算所述累计对象期间的环境温度的累计值的第四计算部，
所述第二计算部以考虑了由所述第四计算部计算出的环境温度的累计值的方式来推算生长阶段。
4.如权利要求1或2所述的信息处理装置，其特征在于，包括：
输入供给了的营养液的消耗量的第五输入部；和
计算所述累计对象期间的营养液的消耗量的累计值的第五计算部，
所述第二计算部以考虑了由所述第五计算部计算出的营养液的消耗量的累计值的方式来推算生长阶段。
5.如权利要求1或2所述的信息处理装置，其特征在于，包括：
输入日照量的第六输入部；和
计算所述累计对象期间的日照量的累计值的第六计算部，
所述第二计算部以考虑了由所述第六计算部计算出的日照量的累计值的方式来推算生长阶段。
6.如权利要求1或2所述的信息处理装置，其特征在于：
包括用于变更所述植物的生长目标的输入信息变更部。
7.一种对培养介质供给包含水和肥料的营养液来使植物生长时所应用的信息处理方法，其特征在于，包括：
第一输入部输入植物的生长目标的步骤；
生长阶段推算部基于关于从植物的栽种时期至规定时期为止的所述累计对象期间的信息和所述累计对象期间的规定的累计值中的至少一者，推算该规定时期的生长阶段的步骤；和
营养液计算部基于由所述生长阶段推算部推算出的生长阶段和由所述第一输入部输入的植物的生长目标，确定要供给的营养液的浓度和量以及营养液的供给时期的步骤。
8.一种程序，其用于使计算机执行对培养介质供给包含水和肥料的营养液来使植物生长时所应用的信息处理方法，其特征在于，包括：
第一输入部输入植物的生长目标的步骤；
生长阶段推算部基于关于从植物的栽种时期至规定时期为止的所述累计对象期间的信息和所述累计对象期间的规定的累计值中的至少一者，推算该规定时期的生长阶段的步骤；和
营养液计算部基于由所述生长阶段推算部推算出的生长阶段和由所述第一输入部输入的植物的生长目标，确定要供给的营养液的浓度和量以及营养液的供给时期的步骤。
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