JPH01262733A - 植物生長計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、植物の重量生長を特定の制御環境条件下に
おいて計測するための植物生長計測装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

植物の生長は、光強度、温度および炭酸ガス濃度などの
環境要素に強く依存する。そこで施設栽培では、主要な
環境要素を植物の生育にとって好適な条件に制御するこ
とにより生長を促進させ、土地生産性の向上を図ってい
る。最近、さらに高度な環境制御を行うことによって植
物の持つ物質生産能力を最大限に発揮させ、土地生産性
を飛躍的に向上させようとする試みがなされている。い
わゆる植物工場である。

このような背景から、制御環境条件下において、植物生
長と環境要素との相関関係を定量的に調べる研究が盛ん
におこなわれており、植物の生長針側が不可欠となって
きた。

周知のように植物は、水、養分および炭酸ガスの無機物
から光エネルギーを加えて光合成することにより有機物
質を生産し、これらを各器官に分配しながら拡大生長す
る。従って、植物生長の代表的な指標として、光合成速
度（炭酸ガス固定速度）および生体重量増加速度を正確
に測定することが重要である。

第４図は、例えば生物環境調節学会誌、　ｖｏ１２１（
２）、Ｐ２７〜３５．１９８３年６月３０日発行、およ
び同誌、　ｖｏ１２４　（３−４）　、　Ｐ　１２３〜
１２６．１９８６年１２月３１日発行に掲載された従来
の生長計測装置の構成を示したものである。

次に動作について説明する。まず光強度、温度、伏酸ガ
ス濃度などの環境要素が制御された環境調節装置（図示
せず）内において、植物体１０１を定植したパネル１０
４が水耕液槽１０５の上部に固定された荷重変換器２０
１上に支持される６そして前記植物体１０１は水耕液槽
１０５内の水耕液１０６を吸収して水耕栽培される。こ
の際、荷重変換器２０１には直流電源２０５から数ボル
トの直流電圧が常時並列に印加され、パネル１０４と植
物体１０］−を含めた荷重に対する電圧出力が該荷重変
換器２０１から並列に取出されてレコーダ２０６に連続
的に記録出力される。

植物体１０１の生体重量の測定は、水ポンプ２０３を停
止し、水耕液ＷＪ１０５の水耕液１０６をタンク２０２
に戻した状態でおこなわれ、生体重量は、レコーダ２０
６に表示された荷重変換器２０１の出力をあらかじめ重
量が明確にされている模擬植物体で検量した検量線から
重量に換算したのちパネル１０４の重量を差引いて求め
られる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の植物生長計測装置は、以上のように構成されてい
るので、植物体１０１の生体重量のみを連続的に計測し
ようとするものであり、他の代表的な生長指標である光
合成速度（炭酸ガス固定速度）を計測する手段がなされ
ていなかったため植物体１０１の細部管理が行い難く植
物体１０１を損傷することがある等の問題があった。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、植物体１０１の炭酸ガス固定速度、および
生体重量とを同一の装置で連続的に計測することができ
る植物生長計測装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る植物生長計？１ＩＩＩ装置は外部光を採
光可能な環境調節装置内にあって容器内に空気を循環す
るファンを設けた生育容器と、植物体を定植したパネル
を支持する荷重変換器を水耕液槽の上部に設け、ファン
で該水耕液槽の周囲に空気を循環させて、前記水耕液槽
に水耕液を外部から水ポンプによって送給するようにし
、前記水耕液槽の水耕液の水位を調節すると共に、前記
水ポンプが停止したときに水位調節パイプを介して水耕
液をタンクに戻すようにし、前記環境調節装置の送気フ
ァンによって生育容ｇや内に導びき、前記送気および排
気の炭酸ガス濃度差を炭酸ガス濃度分析計によって計測
し、かつこの炭酸ガス濃度分析計の計測電気出力をレコ
ーダによって記録し、前記荷重変換器に電圧を印加する
直流電源および前記荷重変換器の出力をレコーダによっ
て記録出力し、前記ファンおよび水ポンプの起動および
停止の間隔を制御装置によって制御するようにしたもの
である。

〔作用〕

この発明における植物体の生育容器は該植物体を該生育
容器内のパネルに一旦セットすると、水耕液制御のため
の水ポンプのｆｌｉ！Ｉ御やファンの制御が制御装置に
よって行われ植物体の生長過程の炭酸ガス固定速度およ
び生体重量を自動的、かつ連続的に計ａ１１する。

〔実施例〕

以下に、この発明の一実施例を図について説明する。図
中第４図と同一の部分は同一の符号をもって図示した第
１図および第２図において、３０１は生長計測装置、；
３０２は前記生長計測装置３０１内の空気を循環するフ
ァン、３０３は循環空気の通路、３０４は送気ファン、
；３０５は光透過材料（例えば透明アクリル）からなる
生育容器、３０６は環境調節装置１０９の栽培室１１３
の空気を導入する空気入口、３０７は空気排出口、３０
８は生育容器３０５を生長計測装置３０１から取りはず
すためのハンドル、３０９は生育容器３０５を取りはず
す際に荷重負荷を小さくするための車。

３１０は車３０９のレール、３１１は空気の漏洩を防ぐ
ためのシール、３１２はシール３１１の垂直シール性を
高めるために荷重するロータリキャッチ、３１−３は水
平シール性を高めるための押え、３１４はのぞき窓、３
１５は環境調節装置１０９の扉、３１６は下部に穴があ
けられた水位調節パイプ、３１７はファン３０２および
水ポンプ２０３の起動および停止の間隔を制御する制御
装置（例えばシーケンサ）である。

また、第２図および第３図において、矢印Ａは生育容器
３０５内の循環空気の流れ方向を示したものである。

次に第１図および第２図を用いてこの発明に係る植物生
長計測装置の動作について説明する。

第２図において、まず、光強度、温度、湿度および炭酸
ガス濃度などの環境条件が調節された環境調節装置１０
９内の栽培室１１３に設置Ｈｑされた生長計測装置３０
１に植物体１０１がセットされる。

第１図に示した押え３１３をはずしてハンドル３０８を
扉３１５側に引張ると、ロータリキャッチ３１２がはず
れて生育容器３０５に設けられた車３０９がレール３１
０に沿って転がり、生育容器３０５は生長計測袋ｇｉ３
０１から容易に取りはずされる。このようにして生育容
器３０５を取りはずしたのち、植物体１０１を定植した
パネル１０４が水耕液槽１０５の上部に固定した３台な
いし４台の荷重変換器２０１によって支持されるように
セットされる。一方、水耕液槽１０５には。

あらかじめタンク２０２の水耕液１０６が水ポンプ２０
３によって送給され、水位調節パイプ３１６により前記
水耕液１０６の水位が一定に保たれる。水位調節パイプ
３１６からオーバフローした水耕液１０６はタンク２０
２に戻され、再び水ポンプ２０３により水耕液槽１０５
に送給される。

植物体１０１は、水耕液槽１０５において、水耕液１０
６により水耕栽培される。

次に、取りはずした生育容器３０５がレール３１０に沿
って押し込まれ、ロータリキャッチ３１２および押え３
１３によりシール３１１に密着され、生長計測装置；３
０１は気密状態が保たれる。その後、送気ファン；３０
４が稼動され、環境調節装置１０９の栽培室１１３の空
気が生長針ａｔｌＩ装置：３０１の空気入ロア３０６か
ら常時一定流量で送気され、空気排出口３０７から排出
される。同時に、生育容器３０５に設けられたファン３
０２が稼１リノされ、生長計１１１１１装置３０１内の
空気は、循環空気の通路３０；３を通って矢印Ａの流れ
方向に循環される。

以上のように、パネル１０４に定植された植物体１０１
は、環境調節装置１０９の栽培室１１３の空気が生長計
測装置３０１に送気され、同時に生長計測装置３０１内
の空気が矢印Ａの方向に循環された状態で、水耕液槽１
０５において水！Ｉ［栽培される。

この際、植物体１０１は、一般に炭酸ガス固定量の数十
倍以上の水分を蒸散するので、環境調節装置１０９の栽
培室１１３の湿度を出来るだけ低く調節し、また送気フ
ァン３０４の送気量を、炭酸ガス濃度の正確な分析が可
能な範囲で、出来るだけ多く調節することが望ましい。

例えば、生長計測装置３０１内の湿度を６０〜９０％の
範囲に設定する場合、栽培室１１３の湿度および送気フ
ァン３０４の送気量はそれぞれ４０〜５０％程度および
毎分数十リットル程度に調節される。

なお、生長計８ｊり装置３０１内の温度および湿度は熱
電対（図示せず）により測定され、これらが設定値とな
るように環境調節装置１０９の栽培室１１３の空気の温
度および湿度が調節される。

次に、生長計測装置３０１における炭酸ガス固定速度お
よび生体重量の計測動作について説明する。

炭酸ガス固定速度の測定は、送気ファン３０４により生
長計測装＠３０１に導入する空気入口３０６および空気
排出口３０７の炭酸ガス濃度差を炭酸ガス濃度分析計１
０８で計測し、その電気出力をレコーダ１１４に記録出
力することにより、自動的かつ連続的におこなわれる。

炭酸ガス固定速度は、上記計測された炭酸ガス濃度差と
送気ファン３０４の送気量から算出される。

一方、生体重量の測定においては、ファン３０２の風圧
により重量測定に誤差が生じるので、ファン３０２を停
止しておこなうのが好ましい。植物体１０１の生体重量
の測定は、ファン３０２および水ポンプ２０３が停止さ
れ、水耕液槽１０５の水耕液１０６が水位調節パイプ３
１６の下部に設けた穴からタンク２０２に戻されたのち
、植物体１０１を定植したパネル１０４の重量を荷重変
換器２０１により計測することによりおこなわれる６す
なわち、直流電源２０５から数ボルトの直流電圧が水耕
液槽１０５の上部に設置された３台または４台の荷重変
換器２０１に夫々並列に印加され、植物体１０１および
パネル１０４の荷重に対する並列電圧出力がレコーダ２
０６に連続的に表示される。植物体１０１の生体重量は
、あらかじめ重量がわかった模擬植物体で検量した検量
線からレコーダ出力を重量に換算したのち、パネル１０
４の重量を差引いて求められる。この際、植物体１０１
の生体重量を測定する前に、水耕液槽１０５に水耕液１
０６が満たされた状態で荷重変換器２０１の出力を計測
すると、水耕液１０６に浸漬された根の重量を除いた植
物体１０１・の地上部生体重量が測定される。このよう
に、植物体］−０１の地上部生体重量および上記の全体
生体重量とを測定することにより、根および葉部といっ
た個別の器官の生長を計測することができる。

なお、ファン３０２および水ポンプ２０３の起動および
停止の間隔は、制御装［３１７により制御される。

尚、上記実施例では、生長８−■ＩＩＩ装置３０１は。

人工光源１１０が設けられた環境調節装置１０９内に設
置されたが、太陽光による環境調節装置内に設置される
ようにしてもよい。

また、上記実施例では、荷重変換器２０１および炭酸ガ
ス濃度分析計１０８の電気出力をレコーダ２０６および
１１４に記録出力するようにしたが、パソコンなどのコ
ンピュータにより重量を表示するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように１本発明によれば、生長計測装置に植物体
を最初にセットすると、その後、炭酸ガス固定速度や生
体重量を自動的かつ、連続的に測定することができるよ
うに構成したので、該生長計測装置の操作が容易である
とともに計測時に植物体を損傷することもなくなるので
植物の生長計測が自動的に高効率で行える効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）はこの発明の一実施例による生長計４１１
装置の正面図および第１図（Ｂ）は同側面図。 第２図はこの発明の一実施例による生長計測装置の構成
図、第３図はこの発明の実施例による生長計測装置の測
定結果のタイムチャート、第４図は従来の生長計測装置
の構成図である。 図において、１０１は植物体、１０４はパネル、１０５
は水耕液槽、１０６は水耕液、１０８は炭酸ガス濃度分
析計、１０９は環境調節装置、２０１は荷重変換器、２
０２はタンク、１１４，２０６はレコーダ、２０３は水
ポンプ、３０２はファン、３０４は送気ファン、３０５
は生育容器、３１６は水位調節パイプである。 なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。 特許出願人　　三菱電機株式会社 （ノｕ　　ＩＪ　　Ｌノ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光強度、温度、湿度および炭酸ガス濃度などの環境要素
   を制御可能に構成した環境調節装置内で植物体の生長を
   計測し管理する植物生長計測装置において、前記環境調
   節装置内にあって外部光を容器内に採光し内部の空気を
   循環するファンを設けた生育容器と、前記生育容器内に
   設けられ前記植物体を定植するパネルと、前記パネルを
   支持する荷重変換器を設けた水耕液槽と、前記水槽液槽
   の周囲に空気を循環する循環空気の通路を形成し空気流
   を生じさせるファンと、前記水耕液槽にタンクから水耕
   液を送給する水ポンプと、前記水耕液槽の中耕液の水位
   を調節すると共に、前記水ポンプが停止したとき水耕液
   を前記タンクに戻す水位調節パイプと、前記環境調節装
   置の空気を生長計測装置に導く送気ファンと、前記送気
   空気および排気空気の炭酸ガス濃度差を計測する炭酸ガ
   ス濃度分析計および該炭酸ガス濃度分析計の電気出力を
   記録出力するレコーダと、前記荷重変換器に電圧を印加
   する直流電流および荷重変換器の電気出力を記録出力す
   るレコーダと、前記ファンおよび水ポンプの起動および
   停止の間隔を制御する制御装置とを備えたことを特徴と
   する植物生長計測装置。