JP2021029173A - 植物栽培装置及び植物製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を減らすことができる植物栽培装置を開発する。【解決手段】複数の栽培トレイ４０と、複数の明期空間形成部５１と、一又は複数の暗期空間形成部５３と、植物の産業的育成に必要な量の光を発生させる能力を備えた育成用光源６１と、搬送手段３００を有する。明期空間形成部５１及び暗期空間形成部５３は、複数の栽培トレイ４０を収容可能であり、全ての暗期空間形成部５３の栽培トレイ収容可能量の合計が、全ての明期空間形成部５１の栽培トレイ収容可能量の合計よりも少なく、明期空間形成部５１には前記育成用光源６１あり、暗期空間形成部５３は育成用光源６１が無いか或いは前記育成用光源に比べて前記育成用光源が簡略化されている。【選択図】図１

Description

本発明は、農作物等の植物を連続的に栽培する植物栽培装置に関するものである。

農作物を屋内で栽培する植物栽培装置が知られている。植物栽培装置は、作物工場と通称される栽培形態に使用されるものである。即ち植物栽培装置は、人工照明を使用して作物に適度の日照を与えると共に、建屋内や室内を生育に適した温度や湿度に保って作物を育成する装置である。
植物栽培装置によると、日照や温度、水分、肥料濃度等が適度に制御された環境で作物を作ることができるので、露地栽培に比べて収穫に要する期間が短い。
また植物栽培装置の多くは水耕栽培によって作物を育成するものであり、露地栽培に比べて清潔である。さらに室内で作物を栽培するので害虫が付かず、無農薬で作物を栽培することができる。そのため植物栽培装置は、レタス等の皮を剥いたりせずに食する野菜を栽培するのに好適である。

特開平２−６０５２９号公報 特開２００１−７８５７７号公報

植物栽培装置は、季節や設置された地域の環境に係わらず、作物等を生産することができる。
しかしながら従来技術の植物栽培装置は、部品点数が多く、製造コストが嵩むという問題があった。

この問題を解決するべく本発明者らは、従来技術の問題点を検証した。以下、説明する。
植物栽培装置では前記した様に人工照明によって日照が確保される。ここで従来技術においては、コンベヤ装置の上部に一様に照明が設けられていた。
植物を育成するには、光合成を行わしめるために葉に光を照射するだけでなく、光合成によって葉に生成された生成物を転流させるために暗期を設ける必要がある。即ち植物を育成するには、一定時間に渡って連続的に葉に光を照射し、続く一定時間の間は光の照射を停止する必要がある。
そのため従来技術においては、人工照明を一定時間に渡って一斉点灯して明期の環境を作り、続く一定時間は人工照明を一斉に消灯して暗期を作っていた。
この様に、従来技術の植物栽培装置は、人工照明の稼働率が低いものであった。そこで本発明者らは人工照明の稼働率を上げることによって蛍光灯や発光ダイオード等の発光素子の数を減らすことができるのではないかと考えた。

本発明は、従来技術の上記した問題点に注目し、部品点数を減らすことができる植物栽培装置を開発することを課題とするものである。

上記した課題を解決するための態様は、複数の栽培トレイと、複数の明期空間形成部と、一又は複数の暗期空間形成部と、植物の産業的育成に必要な量の光を発生させる能力を備えた育成用光源と、搬送手段を有し、前記明期空間形成部及び前記暗期空間形成部は、複数の栽培トレイを収容可能であり、前記明期空間形成部には前記育成用光源があり、前記暗期空間形成部には前記育成用光源が無いか或いは前記育成用光源に比べて前記育成用光源が簡略化されており、一定の明期時間の間、前記明期空間形成部に留め置かれていた栽培トレイを前記搬送手段によって前記暗期空間形成部に移動させ、一定の暗期時間の間、前記暗期空間形成部に留め置かれていた栽培トレイを前記搬送手段によって前記明期空間形成部に移動させることを特徴とする植物栽培装置である。

本態様の植物栽培装置は、明期空間形成部と暗期空間形成部があり、暗期空間形成部には育成用光源が無いか簡略化されている。そのため本態様の植物栽培装置は、必要な発光素子の総数が少ない。そのため本態様の植物栽培装置は、部品点数が少ない。

上記した各態様において、前記栽培トレイは培養液を貯留する貯留槽部を備え、前記明期空間形成部は、前記栽培トレイに給水する給水手段があり、前記暗期空間形成部には、給水手段が無いか、或いは前記明期空間形成部に比べて給水手段が簡略化されていることが望ましい。

本態様の植物栽培装置は、水耕栽培を行うものであり、栽培トレイは、培養液を貯留する貯留槽部を有している。
ここで、植物は、明期においては盛んに光合成がおこなれ、根から水分吸収する。これに対して暗期は、光合成によって葉に生成された生成物を転流させる期間であるから、吸水量は少ない。
そこで本態様の植物栽培装置では、暗期空間形成部に給水手段を設けないか、或いは明期空間形成部に比べて給水手段を簡略化した。
本態様によると、植物栽培装置の構造が簡素化され、製造コストの低減を図ることができる。

上記した各態様において、前記栽培トレイは培養液を貯留する貯留槽部を備え、一定の明期時間の間、前記明期空間形成部に留め置かれていた栽培トレイは、前記明期空間形成部から排出されて前記暗期空間形成部に導入され、前記明期空間形成部の端部及び／又は前記明期空間形成部から前記暗期空間形成部に至る間に、栽培トレイ内の培養液を排水する排水手段があり、前記暗期空間形成部の端部及び／又は端部近傍に、前記栽培トレイに給水する給水手段があることが望ましい。

本態様の植物栽培装置は、水耕栽培を行うものであり、栽培トレイは、培養液を貯留する貯留槽部を有している。
本態様の植物栽培装置では、明期空間形成部の終端及び／又は前記明期空間形成部から前記暗期空間形成部に至る間に、栽培トレイ内の培養液を排水する排水手段がある。そのため、栽培トレイから培養液を抜いた状態で、栽培トレイを搬送することができる。また本態様の植物栽培装置では、暗期空間形成部の始端近傍に、栽培トレイに給水する給水手段がある。そのため、栽培トレイに培養液を入れた状態で、暗期空間形成部に栽培トレイを収容することができる。

上記した各態様において、前記栽培トレイは培養液を貯留する貯留槽部を備え、一定の暗期時間の間、前記暗期空間形成部に留め置かれていた栽培トレイは、前記暗期空間形成部から排出されて前記明期空間形成部に導入され、前記暗期空間形成部の端部及び／又は前記暗期空間形成部から前記明期空間形成部に至る間に、栽培トレイ内の培養液を排水する排水手段があり、前記明期空間形成部の端部及び／又は前記暗期空間形成部から前記明期空間形成部に至る間に、前記栽培トレイに給水する給水手段があることが望ましい。

本態様の植物栽培装置は、水耕栽培を行うものであり、栽培トレイは、培養液を貯留する貯留槽部を有している。
本態様の植物栽培装置では、暗期空間形成部の端部及び／又は暗期空間形成部から明期空間形成部に至る間に栽培トレイ内の培養液を排水する排水手段がある。そのため、栽培トレイから培養液を抜いた状態で、栽培トレイを搬送することができる。また本態様の植物栽培装置では、明期空間形成部の端部及び／又は暗期空間形成部から明期空間形成部に至る間に、栽培トレイに給水する給水手段がある。そのため、栽培トレイに培養液を入れた状態で、明期空間形成部に栽培トレイを収容することができる。

上記した各態様において、前記明期空間形成部には二酸化炭素濃度制御手段があり、前記暗期空間形成部には二酸化炭素濃度制御手段が無いか或いは前記育成用光源に比べて二酸化炭素濃度制御手段源が簡略化されていることが望ましい。

本態様によると、植物が二酸化炭素を必要とする時期に植物周辺の二酸化炭素濃度を上昇させることができる。また暗期は植物の二酸化炭素の消費量が少ないので二酸化炭素濃度制御手段が無いか或いは前記育成用光源に比べて二酸化炭素濃度制御手段源が簡略化されている。

上記した各態様において、全ての暗期空間形成部の栽培トレイ収容可能量の合計が、全ての明期空間形成部の栽培トレイ収容可能量の合計よりも少ないことが望ましい。そのため、部品点数が少なく、かつ装置全体を小型化することができる。

本態様の植物栽培装置は、全ての暗期空間形成部の栽培トレイ収容可能量の合計が、全ての明期空間形成部の栽培トレイ収容可能量の合計よりも少ない。そのため、部品点数が少なく、かつ装置全体を小型化することができる。
以下、この理由を説明する。
前記した様に、植物を育成するには、光合成を行わしめるために葉に光を照射するだけでなく、光合成によって葉に生成された生成物を転流させるために暗期を設ける必要がある。即ち、植物を栽培するためには、植物に光を照射する「明期」と、暗がりの「暗期」を交互に作る必要がある。
ここで、必要な暗期の時間は、明期に必要な時間よりも短い。例えば、明期時間が１４時間とすると、暗期時間は、１０時間で足る。そこで本発明の植物栽培装置では、「暗期」を作る暗期空間形成部の栽培トレイ収容可能量を、「明期」を作る明期空間形成部の栽培トレイ収容可能量よりも少なくし、装置全体が占める専有面積を小さくすることに成功した。

上記した態様において、前記暗期空間形成部を複数有し、前記暗期空間形成部の総数が、前記明期空間形成部の総数よりも少ないことが望ましい。

上記した各態様において、複数の前記明期空間形成部が高さ方向に複数段に設置されており、前記暗期空間形成部を複数有し、当該暗期空間形成部についても、高さ方向に複数段に設置されていることが望ましい。

本態様によると、装置全体が占める床面積をより小さくすることができる。

上記した各態様において、複数の栽培トレイによって一群のトレイ群が形成され、前記トレイ群が複数あり、いくつかのトレイ群が、それぞれ個別の明期空間形成部に収容され、他のいくつかのトレイ群が暗期空間形成部に収容され、トレイ群ごとに、明期時間の開始時期及び／又は暗期時間の開始時期をずらして各トレイ群を移動させることが望ましい。

本態様によると、栽培トレイを移動させる際の待ち時間を短くすることができ、植物栽培装置の稼働率を上げることができる。

上記した各態様において、少なくともいずれかの栽培トレイに、記録手段又は識別手段が設けられていることが望ましい。

本態様によると、例えば栽培トレイに植え付けられている植物の情報や、栽培状況を把握することができる。

上記した各態様の植物栽培装置を使用して、植物を製造することが望ましい。

本発明の植物栽培装置は、従来技術に比べて部品点数を減らすことができるという効果がある。

本発明の実施形態に係る植物栽培装置の斜視図である。 図１の植物栽培装置の明期空間形成部を模式的に示す説明図であり、栽培トレイが収容されていない状態の内部を透過して示す。 図１の植物栽培装置を模式的に示す説明図であり、栽培トレイが収容された状態の内部を透過して示す。 図１の栽培設備の内部を示す正面図であり、栽培トレイが収容されていない状態を示す。 図１の栽培設備の内部を示す正面図であり、栽培トレイが収容されている状態を示す。 図１の植物栽培装置の暗期空間形成部を模式的に示す説明図であり、栽培トレイが収容されていない状態の内部を透過して示す。 図１の植物栽培装置で使用する栽培トレイの分解斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は、排水手段の動作を示す説明図である。 図１の植物栽培装置における栽培トレイの入れ替え工程を示す説明図である。 植物栽培装置の図９に続く工程を示す説明図である。 植物栽培装置の図１０に続く工程を示す説明図である。 植物栽培装置の図１１に続く工程を示す説明図である。 植物栽培装置の図１２に続く工程を示す説明図である。 植物栽培装置の図１３に続く工程を示す説明図である。 植物栽培装置の図１４に続く工程を示す説明図である。 植物栽培装置の図１５に続く工程を示す説明図である。 植物栽培装置の図１６に続く工程を示す説明図である。 本発明の他の実施形態に係る植物栽培装置の斜視図である。 本発明の更に他の実施形態に係る植物栽培装置の斜視図である。 本発明の更に他の実施形態に係る植物栽培装置の明期空間形成部を模式的に示す説明図であり、栽培トレイが収容されていない状態の内部を透過して示す。

以下さらに本発明の実施形態について説明する。
本発明の実施形態の植物栽培装置５０は、明期装置１００と、暗期装置２００を有している。また明期装置１００と暗期装置２００を繋ぐ搬送手段３００を有している。
本実施形態では、明期装置１００は、図１の様に、２列７段の明期側棚部材５２を有し、その前後にリフト装置１０１、１０２が配置されている。さらに地上には外部コンベヤ装置１０３が設置され、両端のリフト装置１０１、１０２を連結している。

明期側棚部材５２の各棚７には、明期空間形成部５１が設置されている。本実施形態では、明期側棚部材５２によって明期空間形成部５１が複数列であって複数段に積み重ねられている。
明期空間形成部５１は、図２、図３、図４示されるように、複数のセル部材７０を連結させて形成された外郭部材７１を有している。外郭部材７１の内部は、水平方向に延びる筒状の栽培空間５７となっている。

明期空間形成部５１は、栽培空間５７に植物の苗が植えられた状態の栽培トレイ４０を搬入し、その内部で植物を生育するものである。
栽培空間５７の内面には図４の様に照明基板６１と、図２、図４に示す様な栽培空間５７内の空気を攪拌する空気攪拌手段６２、６３と、栽培トレイ４０を移動可能に載置する走行路１５を有している。また本実施形態の植物栽培装置５０では、栽培空間５７の内部に、栽培トレイ４０に培養液を供給し、栽培トレイ４０から排出される培養液を外部の所定位置まで流出させる養液制御手段１７が設けられている。

照明基板６１は、薄い樹脂製の基板に発光素子としてＬＥＤが多数取り付けられたものであり、内部の植物に人工照明を照射するものである。照明基板６１は、植物の産業的育成に必要な量の光を発生させる能力を備えた育成用光源である。

走行路１５は、二条のローラコンベヤ２１が間隔を空けて並列に配置されたものである。
ローラコンベヤ２１は、明期空間形成部５１の長手方向に延びるフレーム部材２２と、このフレーム部材２２に取り付けられる複数のコロ部材２３を有している。各コロ部材２３は動力を持たず、空転するものである。

本実施形態では、空気攪拌手段として、上部側空気攪拌手段６２と下部側空気攪拌手段６３を有している。
上部側空気攪拌手段６２は、栽培空間５７の上部に設けられ、栽培空間５７の長手方向に延びる２本の送風管２５によって構成されている。当該送風管２５には、一定間隔をあけて複数の送風口２６が設けられている。送風管２５は図示しない送風機に接続されており、図４、図５の様に送風口２６から栽培空間５７の中央側に向かって送風され、栽培空間５７内の空気が攪拌される。

下部側空気攪拌手段６３は、図２に示されるように、外郭部材の底部材２７に設けられた軸流ファン又は遠心ファンである。

養液制御手段１７は、培養液供給手段３１と樋３２によって構成されている。
即ち明期空間形成部５１の栽培空間５７内には、栽培トレイ４０に培養液を供給する培養液供給手段３１が設けられている。
培養液供給手段３１は、主管３５と、主管３５から分岐された多数の枝管３６を有する給水手段である。
本実施形態では、外部に図示しない養液タンクがあり、図示しないポンプによって培養液が主管３５に圧送され、枝管３６から栽培トレイ４０に供給される。
栽培トレイ４０からオーバーフローした培養液は、樋３２で回収され、養液タンクに回収される。この様に栽培空間５７には、栽培トレイ４０に培養液を供給する給水手段と栽培トレイ４０からオーバーフローした培養液を排水する排水手段を備えている。

明期装置１００は、明期側棚部材５２の列に対応して、その前後にリフト装置１０１、１０２が配置されている。リフト装置１０１は、挿入側のリフト装置１０１であり、リフト装置１０２は、排出側のリフト装置１０２である。
挿入側のリフト装置１０１は、昇降台１０６を有し、当該昇降台１０６に、図示しない押圧装置が設けられている。
一方、排出側のリフト装置１０２には、図８の様な傾斜装置１０５が設置されている。傾斜装置１０５は、栽培トレイ４０を傾斜して内部の培養液を排水する排水手段である。

外部コンベヤ装置１０３は、ローラコンベヤ装置であり、動力によって栽培トレイ４０を搬送することができるものである。

また明期装置１００には、二酸化炭素濃度制御手段８０が装備されている。二酸化炭素濃度制御手段８０は、図示しない二酸化炭素ボンベ、減圧弁等を有し、明期側棚部材５２内に二酸化炭素を供給することができるものである。

次に、暗期装置２００について説明する。暗期装置２００は、図１の様に、２列５段の暗期側棚部材６８を有し、その前後にリフト装置２０１、２０２が配置されたものである。さらに地上には外部コンベヤ装置２０３が設置され、両端のリフト装置２０１、２０２を連結している。

暗期側棚部材６８の各棚には、暗期空間形成部５３が設置されている。本実施形態では、暗期側棚部材６８によって暗期空間形成部５３が複数列であって複数段に積み重ねられている。ただし、暗期側棚部材６８は、２列５段であり、収容可能な栽培トレイ４０の数は、明期側棚部材５２よりも少ない。
暗期空間形成部５３は、単なる空間であり、セル部材７０や、外郭部材７１は無い。
暗期空間形成部５３の内部には、走行路１５が設置されている。走行路１５の構造は、前記した明期空間形成部５１に設置されたものと同一である。
暗期空間形成部５３には、明期空間形成部５１内に設置されていた、以下の部材はない。
（１）ケース５
（２）照明基板６１
（３）空気攪拌手段６２、６３
（４）養液制御手段１７
暗期空間形成部５３の始端部には、給水手段５５が設けられている。また暗期空間形成部５３は、内部の様子を確認するための照明を備えている（図示せず）。

暗期装置２００にも、暗期側棚部材６８の列に対応して、その前後にリフト装置２０１、２０２が配置されている。リフト装置２０１は、挿入側のリフト装置２０１であり、リフト装置２０２は、排出側のリフト装置２０２である。
挿入側のリフト装置２０１は、昇降台２０５を有し、当該昇降台２０５に、図示しない押圧装置が設けられている。
一方、排出側のリフト装置２０２には、傾斜装置（図示せず）が設置されている。
暗期装置２００には、二酸化炭素濃度制御手段は無い。

暗期装置２００側の外部コンベヤ装置２０３も、ローラコンベヤ装置であり、動力によって栽培トレイ４０を搬送することができるものである。
本実施形態では、前記した明期装置１００側の外部コンベヤ装置１０３と、暗期装置２００側の外部コンベヤ装置２０３が一部で繋がっており、全体として、一連の搬送手段３１０を構成している。
本実施形態の植物栽培装置５０では、搬送手段３１０によって、明期装置１００と、暗期装置２００の間で、栽培トレイ４０を行き来させることができる。

栽培トレイ４０は、図７の様に、内部に培養液を貯留する養液貯留槽４１を有し、培養液を一時的に貯留可能な部材である。また、栽培トレイ４０は、養液貯留槽４１を覆うように取り付けられる植物保持具２８を有しており、生育させる複数の植物を行列状に配した状態で保持可能となっている。
植物保持具２８は、比重の軽い素材で作られた板である。
植物保持具２８は、開口４２に植物が保持された状態で、養液貯留槽４１に設置される。

また栽培トレイ４０には、バーコードやＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）等の情報記録部材６７が設けられている。本実施形態では、情報記録部材６７として、ＲＦＩＤのチップが取り付けられている。情報記録部材６７には、栽培トレイ４０に植えられた植物や、いままでの栽培履歴が記録されている。

次に、本実施形態の植物栽培装置５０の基本的な動作について説明する。
本実施形態の植物栽培装置５０では、前記した明期装置１００の明期空間形成部５１内に栽培トレイ４０を設置し、照明基板６１、空気攪拌手段６２、６３及び養液制御手段１７を駆動する。

本実施形態では、苗が植え付けられた状態の栽培トレイ４０を、挿入側のリフト装置１０１に搭載して、所望の高さに上昇し、図示しない押圧装置で栽培トレイ４０を明期空間形成部５１内に押し入れる。
続いて、２つ目の栽培トレイ４０をリフト装置１０１に搭載し、先ほどと同じ高さに上昇し、押圧装置で先ほどと同じ明期空間形成部５１内に押し入れる。既に明期空間形成部５１内に挿入されていた栽培トレイ４０は、２つ目の栽培トレイ４０に押されて奥に進む。この動作を繰り返し、明期空間形成部５１内を栽培トレイ４０で満たす。

明期空間形成部５１内においては、照明基板６１が発する光が栽培トレイ４０の苗に照射される。照明基板６１は、植物の産業的育成に必要な量の光を発生させる能力を備えた育成用光源であり、葉で光合成が行われる。
また空気攪拌手段６２、６３によって、明期空間形成部５１内が、植物の生育に適した温度や湿度の環境が整えられる。さらには、二酸化炭素濃度制御手段８０によって明期空間形成部５１内の二酸化炭素濃度も調節される。

栽培トレイ４０は、一定の時間（明期時間）の間、明期空間形成部５１内に留め置かれる。一定の明期時間の間、明期空間形成部５１内に留め置かれた栽培トレイ４０は、明期空間形成部５１から排出され、搬送手段３００を経由して、暗期装置２００の暗期空間形成部５３に移動される。
なお、明期空間形成部５１からの栽培トレイ４０の排出は、新たな栽培トレイ４０を明期空間形成部５１に押し込むことにより、押し出す。
暗期空間形成部５３に栽培トレイ４０を挿入する方法は、明期空間形成部５１０に栽培トレイ４０を挿入する方法と同じである。

なお、本実施形態では、栽培トレイ４０を明期空間形成部５１から排出した直後に、図８の様に傾斜装置（排水手段）１０５によって栽培トレイ４０を傾け、栽培トレイ４０内の培養液を排出する。
また暗期空間形成部５３に、栽培トレイ４０を挿入する際に、給水手段５５で栽培トレイ４０に給水する。

栽培トレイ４０は、一定の時間（暗期時間）の間、暗期空間形成部５３内に留め置かれる。暗期空間形成部５３に一定時間、留め置かれた栽培トレイ４０は、再び明期空間形成部５１に戻される。
なお、本実施形態では、栽培トレイ４０を暗期空間形成部５３から排出した直後にも、傾斜装置によって栽培トレイ４０を傾け、栽培トレイ４０内の培養液を排出する。
この工程を繰り返し、明期空間形成部５１内で光合成を行わせ、暗期空間形成部５３内に一定時間、留め置いて、光合成によって葉に生成された生成物を転流させる。

次に、明期空間形成部５１と、暗期空間形成部５３の間で、栽培トレイ４０を入れ替える場合の指針について、図９乃至図１７を参照しつつ説明する。
以下の例は、必要明記時間を１４時間に設定し、暗期時間を１０時間に設定している。
各図において、図中の番号１乃至１２は、栽培トレイ４０のグループを示す。例えば附番１が付された四角は、第一群に属する栽培トレイ４０であり、附番２が付された栽培トレイ４０は、第二群に属する栽培トレイ４０である。

図９の様に、明期装置１００は、明期空間形成部５１を７段有しており、暗期装置２００は、暗期空間形成部５３を５段有している。
明期空間形成部５１が収容可能な栽培トレイ４０の数と、暗期空間形成部５３が収容可能な栽培トレイ４０の数は同数である。
したがって明期装置１００が備える明期空間形成部５１が収容可能な栽培トレイ４０の総数は、暗期装置２００が備える暗期空間形成部５３が収容可能な栽培トレイ４０の総数よりも多い。

最初に図１０に示すように、第１群に属する栽培トレイ４０を明期装置１００の１階の明期空間形成部５１−１に入れる。
２時間経過後に、図１１の様に、第２群に属する栽培トレイ４０を明期装置１００の２階の明期空間形成部５１−２に入れる。この工程を繰り返し、図１２の様に、残る階の明期空間形成部５１に、第３群から第７群までの栽培トレイ４０を入れる。各階への栽培トレイ４０の挿入は、２時間おきに行う。
そのため、第７群の栽培トレイ４０を入れ終わった際には、最初に挿入した第１群の栽培トレイ４０は、明期空間形成部５１−１に挿入されてから１４時間が経過しており、予定の明期時間（１４時間）を経過している。

本実施形態では、図１３の様に、明期時間たる１４時間が経過した第１群の栽培トレイ４０を暗期装置２００の１階の暗期空間形成部５３−１に移動させ、第８群の栽培トレイ４０を明期空間形成部５１−１に挿入する。

さらに２時間が経過すると、図１４の様に、２階の明期空間形成部５１−２に入れられていた第２群の栽培トレイ４０が、挿入後１４時間を経過することとなるので、当該第２群の栽培トレイ４０を暗期装置２００の２階の暗期空間形成部５３−２に移動させ、第９群の栽培トレイ４０を明期空間形成部５１−２に挿入する。
こうして、２時間経過するごとに、第３群から第５群の栽培トレイ４０を順次、明期空間形成部５１から暗期空間形成部５３に移動し、代わって第１０群から第１２群の栽培トレイ４０を明期空間形成部５１に入れる（図１５）。

さらに２時間が経過すると、第６群の栽培トレイ４０が、明期空間形成部５１−６に挿入後、１４時間経過することとなる。一方、暗期装置２００側に注目すると、最初に暗期空間形成部５３−１に移動された第１群の栽培トレイ４０は、暗期空間形成部５３−１に配置されてから、暗期時間たる１０時間を経過している。
本実施形態では、図１６に示す様に、明期装置１００の第６群の栽培トレイ４０を暗期装置２００の１階の暗期空間形成部５３−１に移動し、暗期装置２００の第１群の栽培トレイ４０を明期装置１００の６階の明期空間形成部５１−６に移動させる。即ち、明期時間たる１４時間が経過した第６群の栽培トレイ４０と、暗期時間たる１０時間が経過した第１群の栽培トレイ４０を入れ替える。
さらに２時間が経過すると、第７群の栽培トレイ４０が、明期空間形成部５１−７に挿入後、１４時間経過し、第２群の栽培トレイ４０が、暗期空間形成部５３−２に配置されてから、暗期時間たる１０時間を経過するので、明期時間たる１４時間が経過した第７群の栽培トレイ４０を暗期装置２００の１階の暗期空間形成部５３−２に移動し、暗期装置２００の第２群の栽培トレイ４０を明期装置１００の６階の明期空間形成部５１−７に移動させる。

このローテーションを繰り返し、明期時間たる１４時間が経過した栽培トレイ群と、暗期時間たる１０時間が経過した栽培トレイ群を入れ替えてゆく。
その結果、各明期空間形成部５１及び、各暗期空間形成部５３が空き状態となることが少なく、効率よく植物を育成してゆくことができる。

以上説明した実施形態では、暗期空間形成部５３は、照明基板６１を全く持たないが、明期空間形成部５１よりも少ない数の照明基板６１を有していてもよい。
また空気攪拌手段６２、６３や、養液制御手段１７等が暗期空間形成部５３内にあってもよい。また暗期空間形成部５３側に簡便な二酸化炭素濃度制御手段があってもよい。

以上説明した実施形態では、明期空間形成部５１内に養液制御手段１７が設けられている。上記した実施形態の養液制御手段１７は、培養液供給手段(給水手段)３１と樋３２によって構成されている。養液制御手段１７は、ノズルとして機能する枝管３６を多数有し、明期空間形成部５１内の各栽培トレイ４０に培養液を給水することができる。
しかしながら本発明はこの構成に限定されず、特定の給水箇所を設けて当該給水箇所で栽培トレイ４０に培養液を供給し、栽培トレイ４０に培養液を満たした状態で、明期空間形成部５１の栽培空間５７に栽培トレイ４０を搬入してもよい。

図１８に示す植物栽培装置９０では、明期装置１００の挿入側のリフト装置１０１の下に、給水栓（給水手段）８１があり、空状態で運ばれて来た栽培トレイ４０に培養液が供給される。そして培養液が満たされた状態の栽培トレイ４０は、リフト装置１０１で所定の高さに上昇され、所定の明期空間形成部５１に収容される。

暗期装置２００にも同様の位置に給水栓（給水手段）８２があり、空状態で運ばれて来た栽培トレイ４０に培養液が供給される。そして培養液が満たされた状態の栽培トレイ４０は、リフト装置２０１で所定の高さに上昇され、所定の暗期空間形成部５３に収容される。

上記した実施形態では、明期装置１００側と、暗期装置２００側にそれぞれ給水栓８１，８２を設けたが、図１９に示す植物栽培装置９２の様に、明期装置１００と暗期装置２００の間に給水栓８３を設置し、明期装置１００と、暗期装置２００の間を行き来する際に、栽培トレイ４０に給水を行ってもよい。

また、図２０に示す様に、明期空間形成部９１の端部に給水栓(給水手段)８５を設け、明期空間形成部５１に栽培トレイ４０が挿入された直後に栽培トレイ４０に給水を行ってもよい。

給水栓８１，８２，８３の位置は、上記した実施形態に限定されるものではないが、空状態の栽培トレイ４０に給水して、明期空間形成部５１に導入する場合に使用する給水栓は、なるべく明期空間形成部５１の入り口近傍に設けることが望ましい。例えば明期空間形成部５１の始端部や、リフト装置１０１の各階と明期空間形成部５１との間、リフト装置１０１の一階部分等のいずれかに設けることが望ましい。暗期装置２００から明期装置１００に至る間のいずれかであってもよい。
要するに、明期空間形成部５１の端部及び／又は暗期空間形成部５３から明期空間形成部５１に至る間に、栽培トレイ４０に給水する給水手段があればよい。

空状態の栽培トレイ４０に給水して、暗期空間形成部５３に導入する場合に使用する給水栓についても同様であり、なるべく暗期空間形成部５３の入り口近傍に設けることが望ましい。例えば暗期空間形成部５３の始端部や、リフト装置２０１の各階と暗期空間形成部５３との間、リフト装置２０１の一階部分等に設けることが望ましい。明期装置１００から暗期装置２００に至る間のいずれかであってもよい。
要するに、暗期空間形成部５３の端部及び／又は明期空間形成部５１から暗期空間形成部５３に至る間に、栽培トレイ４０に給水する給水手段があればよい。

また栽培トレイ４０内の培養液を排水する動作は、なるべく明期空間形成部５１又は暗期空間形成部５３から栽培トレイ４０が排出された直後に行われることが望ましい。
そのため明期空間形成部５１から排出された栽培トレイ４０内の培養液を排水するための排水手段は、なるべく明期空間形成部５１の出口近傍に設けることが望ましい。例えば明期空間形成部５１の終端や、リフト装置１０２の各階と明期空間形成部５１との間、リフト装置１０２内、リフト装置１０１の一階部分等に設けることが望ましい。明期装置１００から暗期装置２００に至る間のいずれかであってもよい。
要するに、明期空間形成部５１の端部及び／又は明期空間形成部５１から暗期空間形成部５３に至る間に、栽培トレイ４０内の培養液を排水する排水手段があればよい。

暗期空間形成部５３から排出された栽培トレイ４０内の培養液を排水するための排水手段についても同様であり、なるべく暗期空間形成部５３の出口近傍に設けることが望ましい。例えば暗期空間形成部５３の終端や、リフト装置２０２の各階と暗期空間形成部５３との間、リフト装置２０２内、リフト装置２０１の一階部分に設けることが望ましい。暗期装置２００から明期装置１００に至る間のいずれかであってもよい。
要するに、暗期空間形成部５３の端部及び／又は暗期空間形成部５３から明期空間形成部５１に至る間に、栽培トレイ４０内の培養液を排水する排水手段があればよい。

図１に示すレイアウトは、本発明の一例に過ぎず、明期装置１００と、暗期装置２００の配列は任意である。また上記した実施形態では、明期空間形成部５１を明期装置１００内に集め、暗期空間形成部５３を暗期装置２００内に集めたが、明期空間形成部５１等を分散配置してもよい。
例えばトンネル等の地下空間においては、本線の一部に安全地帯や避難領域があり、床面積が部分的に広くなっている場合がある。例えば、トンネルの本線部分に明期空間形成部５１を設置し、避難領域等に暗期空間形成部５３を設置してもよい。

明期時間及び暗期時間は任意である。ただし暗期時間を、明期時間よりも短く設定することが望ましい。
上記した実施形態では、栽培トレイ群は、明期空間形成部５１と暗期空間形成部５３の間を２時間おきに入れ替えられたが、入れ替え間隔は、明期空間形成部５１と暗期空間形成部５３の数によって変更されるべきである。
排水手段は、栽培トレイ４０を傾斜させるものに限定されるものではなく、例えば栓を抜く様な構造のものであってもよい。

１７ 養液制御手段
３１ 培養液供給手段(給水手段)
４０ 栽培トレイ
４１ 養液貯留槽
５０、９０，９１ 植物栽培装置
５１、９２ 明期空間形成部
５２ 明期側棚部材
５５ 給水手段
５３ 暗期空間形成部
６１ 照明基板（育成用光源）
６７ 情報記録部材
８１，８２．８３ 給水栓(給水手段)
１００ 明期装置
１０５ 傾斜装置（排水手段）
２００ 暗期装置
３００ 搬送手段

Claims (11)

1. 複数の栽培トレイと、複数の明期空間形成部と、一又は複数の暗期空間形成部と、植物の産業的育成に必要な量の光を発生させる能力を備えた育成用光源と、搬送手段を有し、
   前記明期空間形成部及び前記暗期空間形成部は、複数の栽培トレイを収容可能であり、
   前記明期空間形成部には前記育成用光源があり、前記暗期空間形成部には前記育成用光源が無いか或いは前記育成用光源に比べて前記育成用光源が簡略化されており、
   一定の明期時間の間、前記明期空間形成部に留め置かれていた栽培トレイを前記搬送手段によって前記暗期空間形成部に移動させ、
   一定の暗期時間の間、前記暗期空間形成部に留め置かれていた栽培トレイを前記搬送手段によって前記明期空間形成部に移動させることを特徴とする植物栽培装置。
2. 前記栽培トレイは培養液を貯留する貯留槽部を備え、前記明期空間形成部は、前記栽培トレイに給水する給水手段があり、
   前記暗期空間形成部には、給水手段が無いか、或いは前記明期空間形成部に比べて給水手段が簡略化されていることを特徴とする請求項１に記載の植物栽培装置。
3. 前記栽培トレイは培養液を貯留する貯留槽部を備え、一定の明期時間の間、前記明期空間形成部に留め置かれていた栽培トレイは、前記明期空間形成部から排出されて前記暗期空間形成部に導入され、
   前記明期空間形成部の端部及び／又は前記明期空間形成部から前記暗期空間形成部に至る間に、栽培トレイ内の培養液を排水する排水手段があり、前記暗期空間形成部の端部及び／又は前記明期空間形成部から前記暗期空間形成部に至る間に、前記栽培トレイに給水する給水手段があることを特徴とする請求項１又は２に記載の植物栽培装置。
4. 前記栽培トレイは培養液を貯留する貯留槽部を備え、一定の暗期時間の間、前記暗期空間形成部に留め置かれていた栽培トレイは、前記暗期空間形成部から排出されて前記明期空間形成部に導入され、
   前記暗期空間形成部の端部及び／又は前記暗期空間形成部から前記明期空間形成部に至る間に、栽培トレイ内の培養液を排水する排水手段があり、前記明期空間形成部の端部及び／又は前記暗期空間形成部から前記明期空間形成部に至る間に、前記栽培トレイに給水する給水手段があることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の植物栽培装置。
5. 前記明期空間形成部には二酸化炭素濃度制御手段があり、前記暗期空間形成部には二酸化炭素濃度制御手段が無いか或いは前記育成用光源に比べて二酸化炭素濃度制御手段源が簡略化されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の植物栽培装置。
6. 全ての暗期空間形成部の栽培トレイ収容可能量の合計が、全ての明期空間形成部の栽培トレイ収容可能量の合計よりも少ないことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の植物栽培装置。
7. 前記暗期空間形成部を複数有し、前記暗期空間形成部の総数が、前記明期空間形成部の総数よりも少ないことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の植物栽培装置。
8. 複数の前記明期空間形成部が高さ方向に複数段に設置されており、前記暗期空間形成部を複数有し、当該暗期空間形成部についても、高さ方向に複数段に設置されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の植物栽培装置。
9. 複数の栽培トレイによって一群のトレイ群が形成され、前記トレイ群が複数あり、
   いくつかのトレイ群が、それぞれ個別の明期空間形成部に収容され、他のいくつかのトレイ群が暗期空間形成部に収容され、
   トレイ群ごとに、明期時間の開始時期及び／又は暗期時間の開始時期をずらして各トレイ群を移動させることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の植物栽培装置。
10. 少なくともいずれかの栽培トレイに、記録手段又は識別手段が設けられていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の植物栽培装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれかに記載の植物栽培装置を使用することを特徴とする植物製造方法。

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