JP6252959B2 - ハウス栽培制御装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、主としてイチゴやトマト等の果菜類、ホウレンソウやネギ等の葉菜類、菊、トルコギキョウ、カーネーション等の花卉類、ミカン、中晩柑、レモンを含む柑橘類やびわ等の常緑果樹、又は、ブドウやイチジク等の落葉果樹等のハウス栽培植物において、光強度を自動的に調節する制御装置及び方法に関するものである。

ハウス栽培の植物の生育には適温や適する光強度が必要になる。そのため、例えば、特許文献１に示すように夜間や寒冷期等のハウス内の温度が低下するときに稼働させるハウス内の暖房制御に関する技術が開示されている。

また、特許文献２には、降雨量により園芸ハウスの天窓を開閉制御したり、植物への養液供給を制御したり、園芸ハウスの室内温度と光強度を測定しその測定結果により遮光・保温カーテンの展張・縮小を制御したりする技術が開示されている。そして、遮光・保温カーテンの展張・縮小動作に関しては、数回の遮光・保温カーテンの展張・縮小動作に基づいて遮光・保温カーテン用駆動モータの数種のオン・オフデューティグラフを作成し、作成された駆動モータの起動から停止までのパターンにより遮光・保温カーテンの展張・縮小を行う技術が開示されている。

特許第５４６４４３０号公報 特開平３−９４６１９号公報

しかし、特許文献１に記載の技術は、ハウス内の暖房制御に関する技術であるが、ハウス被覆材のプラスチックフィルム又はガラスの外面に直接に冷気である外気が接し、かつ内面はハウス内の温められた空気に接しているので、寒冷期には放熱されやすく暖房効果が減じられ、設定されたハウス内の温度を維持させるためにその放熱効果による室温低下分の暖房コストが高くなるという問題があった。

また、特許文献２に記載の技術は、温度や光強度がいくらのときに遮光・保温カーテンを展張・縮小するかという記載がなく、農業従事者の判断で展張・縮小するため、日差しの強い夏季には果実を栽培しているハウスでは、果実の蒸散速度が速くなり、これにより果実としての品質不良の発生や収量の低下という問題があった。

また、特許文献２の技術は、ハウス環境制御装置が複雑で高価になるため普及が進まないという問題があった。

本発明はこうした問題に鑑み創案されたもので、強日射・高温期の夏季であっても寒冷期の冬季であっても一年中において、ハウス栽培の植物が常に適切な蒸散と光合成を行える環境を与えることができ、装置の構成がシンプルで、装置の製造コストが廉価であるハウス栽培制御装置及び方法を提供することを課題とする。

本発明におけるハウスとは、ガラス張り温室、プラスチックフィルム張り温室を意味する。プラスチックフィルムには、硬質フィルム（農業用ポリ塩化ビニルフィルム、ポリオレフィン系フィルム、農業用ポリエチレンフィルム、農業用エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂フィルム、農業用ポリオレフィン系特殊フィルム、生分解性プラスチック、天然高分子系、化学合成系、アルミ蒸着、アルミ混入）、軟質フィルム（ポリエステルフィルム、農業用フッ素樹脂フィルム）、硬質板（ガラス繊維雄強化アクリル板、アクリル板、ポリカーボネート板、ガラス繊維強化ポリエステル樹脂板、塩化ビニル）、不織布（ポリエチレン、ポリビニルアルコール、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタラート）、寒冷紗・ネット、割繊維（ポリビニルアルコール、ポリエチレンテレフタラート）が含まれる。

請求項１に記載のハウス栽培制御装置１は、ハウス栽培植物８の生育に影響を与える環境を制御するハウス栽培制御装置１であって、ハウス２０内への日射を遮る遮光資材２と、外気温による前記ハウス２０室内温の低下を抑制する保温資材２３と、前記遮光資材２及び前記保温資材２３の展張・縮小を操作する展張・縮小手段５、３０と、時刻を検知する時間検知手段３１と、前記保温資材２３の展張時間及び縮小時間を設定する時間設定手段９と、前記日射の光強度を測定する光強度検知手段３と、前記遮光資材２を展張又は縮小させる前記日射の光強度を設定する調光設定手段１０と、前記時間設定手段９からの時間設定情報に基づき前記保温資材２３を前記展張・縮小手段５、３０により展張・縮小させる時間制御、並びに、前記光強度検知手段３からの光強度検知情報及び前記調光設定手段１０からの光強度設定情報に基づき前記遮光資材２を前記展張・縮小手段５により展張・縮小させる調光制御をする制御手段４と、を備え、前記時間制御を前記調光制御より優先させる制御をすることを特徴とする。

請求項２に記載のハウス栽培制御装置１は、請求項１において、前記制御手段４が、前記時間設定手段９により、設定した保温資材展張時間で前記展張・縮小手段５、３０を駆動させて前記保温資材２３を展張し、設定した保温資材縮小時間で前記展張・縮小手段５、３０を駆動させて前記保温資材２３を縮小する時間制御手段５５と、前記ハウス栽培植物８の生育にとって、光合成速度が低下し始める範囲の光強度の範囲を下限閾値とし、蒸散速度が急激に増加し始める範囲の光強度の範囲を上限閾値として前記調光設定手段１０により設定し、前記時間制御手段５５の作動時間帯以外の時間帯で制御する、前記光強度検知手段３からの光強度が前記下限閾値以下の場合に前記展張・縮小手段５によって遮光資材２を縮小し、光強度が前記上限閾値以上の場合に前記展張・縮小手段５によって遮光資材２を展張し、光強度が前記下限閾値超と上限閾値未満との間の場合は前記下限閾値と上限閾値との間に到達する直近の前記遮光資材２の展張又は縮小状態を維持する調光制御手段５６と、を備えることを特徴とする。

請求項３に記載のハウス栽培制御装置１は、請求項１又は２において、前記光強度測定間隔を、ハウス栽培の植物８の植物体温度が光強度の変化に追従し安定状態に至る時間を最短とすることを特徴とする。

請求項４に記載のハウス栽培制御方法５０は、ハウス栽培植物８の生育に影響を与える環境を制御するハウス栽培制御方法５０であって、ハウス２０内への日射を遮る遮光資材２と、外気温による前記ハウス２０室内温の低下を抑制する保温資材２３と、前記遮光資材２及び前記保温資材２３の展張・縮小を操作する展張・縮小手段５、３０と、前記日射の光強度を測定する光強度検知手段３と、前記遮光資材２を展張又は縮小させる前記日射の光強度を設定する調光設定手段１０と、制御手段４と、を備え、外気温による前記ハウス２０室内温の低下を抑制する保温資材２３を展張・縮小する時間の設定、前記光強度検知手段３による日射の光強度を測定する周期を設定する測定周期の設定、前記光強度がハウス栽培植物８の生育にとって光合成速度が低下し始める範囲の光強度の範囲を下限閾値とし、蒸散速度が急激に増加し始める範囲の光強度の範囲を上限閾値として前記調光設定手段１０により設定する光強度の設定をする設定工程５１と、前記設定工程５１後に、前記保温資材２３の展張・縮小時間による前記保温資材２３を展張・縮小させる時間制御工程５２と、前記時間制御工程５２の実施時間帯以外の時間帯で実施する、光強度が前記下限閾値以下の場合に前記展張・縮小手段５によって遮光資材２を縮小し、光強度が前記上限閾値以上の場合に前記展張・縮小手段５によって前記遮光資材２を展張し、光強度が前記下限閾値超と上限閾値未満との間の場合は前記下限閾値と上限閾値との間に到達する直近の前記遮光資材２の展張又は縮小状態を維持する調光制御工程５３と、を備え、前記時間制御工程５２を前記調光制御工程５３より優先させる制御をすることを特徴とする。

請求項１に記載のハウス栽培制御装置１は、寒冷期において外気温がハウス栽培植物８の生育温度より下回る時間にハウス２０内の気温の低下を抑制でき、日差しが強い季節において前記ハウス栽培植物８の光合成を活性化させ蒸散速度が速まるのを抑制できるので、一年中にわたって前記ハウス栽培植物８の生育にとって適する温度や適する光強度等の生育環境を提供することができる。

請求項２に記載のハウス栽培制御装置１は、夜間等の外気温がハウス栽培植物８の生育に適する気温より低温になるときにガラス張り又はプラスチックフィルムのハウス被覆材２１の室内側に、植物を中央にして植物の上面側からと側面側の四方から囲むように保温資材２３を拡げて展張させることができるので、前記ハウス被覆材２１と前記保温資材２３との間に空気層を上面側と側面側に形成し、この空気層によって放熱を防止できるので、夜間等の冷気の外気によるハウス２０内の暖気の温度低下を抑制することができる。これにより、前記ハウス２０内の暖房コストを下げることができ省エネ効果を有する。

また、ハウス栽培植物８の光合成速度及び蒸散速度が許容される範囲で最も強い光強度を上限閾値とし、前記上限閾値以上を光強度検知手段３が測定したときに遮光資材２を展張状態にし、光合成速度が許容される範囲で最も弱い光強度を下限閾値とし、前記下限閾値以下を前記光強度検知手段３が測定したときに前記遮光資材２を縮小状態にすることによって、太陽の位置や雲の位置によって前記ハウス栽培植物８に照射する太陽光の光強度が頻繁に変化するときであっても、前記ハウス栽培植物８にとって光合成速度を低下させず、かつ蒸散速度を速めないという植物の生育にとって適する光強度を前記ハウス栽培植物８に提供することができる。

また、遮光資材２を展張状態にする上限閾値以上と、前記遮光資材２を縮小状態にする下限閾値以下との間の下限閾値超〜上限閾値未満の範囲の光強度を測定したときには、その両閾値間を不感帯として設定することにより、雲の位置等により光強度が瞬間的に頻繁に変わっても前記遮光資材２の展張・縮小手段５、３０を駆動させないようにすることよって、植物ハウス栽培制御装置１の劣化によるトラブルを防止し前記植物ハウス栽培制御装置１の長寿命化ができる。

例えば、イチゴの苗を栽培する場合において、本発明のハウス栽培制御装置１を使用することによって、常時無遮光Ｍ状態のハウス栽培に比較して展開葉数が増加し、葉色（ＳＰＡＤ値）が濃く、チップバーンが少なく、品種によっては徒長が抑えられる苗の生産ができ、常時遮光Ｓ状態のハウス栽培に比較して葉色が濃く、チップバーンが抑制でき、徒長による苗質の低下を防ぐ効果を奏する。

またハウス栽培制御装置１は、遮光資材２及び保温資材２３と、展張・縮小手段５、３０とを備える遮光・保温手段１５と、光強度検知手段３と、時間検知手段３１と、時間設定手段９及び調光設定手段１０を備える操作盤６と、制御手段４を設けて構成しているので、当該構成が簡易であり、ハウス栽培制御装置１の製造コストを廉価に抑えることができる。

請求項３に記載のハウス栽培制御装置１の測定周期は、植物体温が光強度の変化に追従して上昇又は低下することを踏まえて、その追従に要する時間を最短の間隔になるように設定した。この測定周期であれば植物体温が変化して生育低下等の悪影響が生じる前に対応できるため、さらに短い測定周期を必要としない。しかし、例えば測定周期が長くなって植物体温が上昇している状態が長く続いたら、必要以上の蒸散がすすみ、必要以上の生育低下を生じさせる。そこで、光強度の測定周期を最短の間隔に設定することによって、ハウス栽培植物８は、必要以上の蒸散を避けることができ、光合成が最大限に実施されるという効果を奏する。

請求項４に記載のハウス栽培制御方法５０は、請求項１〜３のいずれかに記載の効果と同じ効果を奏する。

ハウスに遮光資材及び保温資材を展張状態にしたときの概念斜視図である。 ハウスに遮光資材及び保温資材を縮小状態にしたときの概念斜視図である。 本発明のハウス栽培制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明のハウス栽培制御方法の概要フローを示す図である。 本発明のハウス栽培制御方法の詳細フローを示すフローチャートである。 時間経過ごとのハウス内光合成有効光量子束密度（ＰＰＦＤ（ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｐｈｏｔｏｎ ｆｌｕｘ ｄｅｎｓｉｔｙ））と植物体温との変化を示す図で、（ａ）がＰＰＦＤを示す図であり、（ｂ）がイチゴの植物体温の変化を示す図である。 イチゴの葉における光合成有効光量子束密度と光合成速度との関係を示す図である。 イチゴの葉における光合成有効光量子束密度（ＰＰＦＤ）と蒸散速度との関係を示す図である。 調光制御において設定する光合成有効光量子束密度（ＰＰＦＤ）の上限閾値、下限閾値及び不感帯の関係を示す図である。 光合成有効光量子束密度（ＰＰＦＤ）の変化に応じて遮光資材の縮小・展張の状態を説明する図で、（ａ）は上限閾値、下限閾値及び不感帯を設定した制御の場合の説明図であり、（ｂ）は一つの閾値のみ設定し不感帯を設定しない制御の場合を示す説明図である。 外気温が低下したときに保温資材を展張させたときの効果を説明する図で、（ａ）は保温資材を展張させたハウスの場合の説明図であり、（ｂ）は保温資材を設けないハウスの場合の説明図である。 ハウス栽培制御方法の時間・ＰＰＦＤ値設定、時間・調光制御及び遮光資材及び保温資材の状態の関係を説明する説明図である。 イチゴの苗の生育状況を示す写真図で、（ａ）は「紅ほっぺ」の生育状況を示す写真図で、（ｂ）は「さちのか」の生育状況を示す写真図である。 イチゴの花芽分化指数及び未展開葉数を示す図で、調光Ｔ、遮光Ｓ及び無遮光Ｍの場合における花芽分化指数を示す図である。 調光Ｔがハウス内の照度に及ぼす影響を示す図である。 遮光方法が８月１日収穫のネギの生育状況を示す写真である。 遮光方法が９月６日収穫のネギの生育状況を示す写真である。 ネギの葉の垂れ具合の計測方法を示す写真である。 遮光Ｓと無遮光Ｍの場合のサーモグラフィによる植物体温及び環境温度を示す写真で、（ａ）が無遮光Ｍの場合の図で、（ｂ）が遮光Ｓの場合の図である。

本発明であるハウス栽培制御装置１は、ハウス栽培植物８の生育に影響を与える環境を制御するハウス栽培制御装置１であって、ハウス２０内への日射を遮る遮光資材２と、外気温による前記ハウス２０室内温の低下を抑制する保温資材２３と、前記遮光資材２及び前記保温資材２３の展張・縮小を操作する展張・縮小手段５、３０と、時刻を検知する時間検知手段３１と、前記保温資材２３の展張時間及び縮小時間を設定する時間設定手段９と、前記日射の光強度を測定する光強度検知手段３と、前記遮光資材２を展張又は縮小させる前記日射の光強度を設定する調光設定手段１０と、前記時間設定手段９からの時間設定情報に基づき前記保温資材２３を前記展張・縮小手段５、３０により展張・縮小させる時間制御、並びに、前記光強度検知手段３からの光強度検知情報及び前記調光設定手段１０からの光強度設定情報に基づき前記遮光資材２を前記展張・縮小手段５により展張・縮小させる調光制御をする制御手段４と、を備えている。

本発明における保温資材２３は、プラスチックフィルムに準ずる素材もしくは紙や天然素材でもよく、保温の目的で使用されるものであればよい。保温資材２３の構造としては．シート状のもの、中空構造フィルム、又は、布団状のものなど特にこだわらない。なお、カーテンとして使用する場合は、開閉できる構造を有する。

本発明における遮光資材２は、プラスチックフィルムに準ずる素材もしくは紙や天然素材でもよく、あるいは、透過する光量、光質又はその両方を制御（例えば、紫外線カット及び吸収、熱線カット及び吸収、光質変換）したものでもよい。なお、カーテンとして使用する場合は、開閉できる構造を有する。

本発明における光強度とは、光束、照度、光、ＰＰＦＤ（光合成有効光量子密度）、ＰＦＤ（光量子密度）、放射束、あるいは、放射照度又は放射密度を含む。また、光強度は、光源が太陽光や人工光に限らず、その光の強さを示す。

そして、前記制御手段４が、前記時間設定手段９により設定した保温資材展張時間で前記展張・縮小手段５、３０を駆動させて前記保温資材２３を展張し、設定した保温資材縮小時間で前記展張・縮小手段５、３０を駆動させて前記保温資材２３を縮小する時間制御手段５５と、前記時間制御手段５５による時間制御の開始時間Ｓから終了時間Ｅまでの時間帯以外の時間帯に、前記ハウス栽培植物８の生育にとって、光合成速度が低下し始める範囲の光強度の範囲を下限閾値とし、蒸散速度の変化が急激に増加し始める範囲を上限閾値として前記調光設定手段１０により設定し、前記光強度検知手段３からの光強度が前記下限閾値以下の場合に前記展張・縮小手段５によって遮光資材２を縮小状態にし、光強度が前記上限閾値以上の場合に前記展張・縮小手段５によって前記遮光資材２を展張状態にし、光強度が前記下限閾値超と上限閾値未満との間の場合は前記下限閾値と上限閾値との間に到達する直近の前記遮光資材２の展張又は縮小状態を維持する調光制御手段５６と、を備える。

ハウス栽培制御装置１の構成は、図１〜図３に示すように、光強度検知手段３、時間検知手段３１、制御手段４、操作盤６、遮光・保温資材駆動モータ５ａ、レール５ｂ、遮光資材２、保温資材２３、保温資材駆動モータ３０ａ、レール３０ｂ、配線２２を備え、前記遮光資材２及び前記保温資材２３を展張させた状態を図１に示し、前記遮光資材２及び前記保温資材２３を縮小させた状態を図２に示す。前記時間検知手段３１は前記制御手段４内に内蔵されている。また、時間設定手段９及び調光設定手段１０は前記操作盤６に内蔵されている。光強度検知手段３からの光強度検知情報、調光設定手段１０で設定した光強度設定情報、時間設定手段９で設定した時間設定情報、及び、時間検知手段３１で検知した時刻情報が前記制御手段４に入力され、前記制御手段４は入力情報によって前記遮光・保温資材駆動モータ５ａ及び前記保温資材駆動モータ３０ａを駆動させ、これによって前記遮光資材２及び前記保温資材２３がそれぞれ展張・縮小する。これによりハウス２０内への日射を制限したり、ハウス室温の低下を抑制する。

前記遮光資材２は、前記ハウス２０内で生育させるイチゴ等のハウス栽培植物８の環境を、光合成に適し蒸散速度を抑制させる光強度の環境にするために太陽光を減光する働きを有し、前記保温資材２３は、生育に悪影響を与えない室温に省エネコストで実現させる環境にするために外気の冷気による放熱を防止しハウス内の室温の低下を抑制し保温効果を発揮する働きを有する。

前記遮光資材２及び前記保温資材２３は、柔軟性、遮光性及び保温性に優れた材料で構成し、前記ハウス２０のハウス被覆材２１側の空間と生育する前記ハウス栽培植物８側の空間とを分離可能な構造や前記ハウス２０の側面の放熱を防ぐ構造であればよく、図１や図２に示すように両側に分離されて巻き取ったり拡げたりする構造、片側に巻き取ったり拡げたりする構造、ジャバラのように拡がったり縮んだりする構造、又は、縮むことなく単に横方向にスライドさせる構造とすることもできる。また、前記遮光資材２と前記保温資材２３は、遮光用と保温用を兼ねた物でもよく、遮光用と保温用それぞれ専用に設けてもよい。

前記遮光資材２及び前記保温資材２３の展張・縮小を操作する前記展張・縮小手段５、３０は、前記遮光資材２及び前記保温資材２３を展張又は縮小させる駆動ができるものであればよく、図１又は図２に示すようにモータのような回転駆動の展張・縮小手段５、３０でも、シリンダーのようにスライド駆動の展張・縮小手段５、３０でもよい。いずれにしても前記制御手段４からの指示で前記遮光資材２及び前記保温資材２３の展張・縮小を可能とするものであればよい。

図１に示すように、前記制御手段４からの指示で前記駆動モータ５ａが駆動し前記遮光資材２を前記スライドレール５ｂにガイドさせて展張させて遮光状態になり、図２に示すように、前記制御手段４からの指示で前記駆動モータ５ａが駆動し前記遮光資材２を前記スライドレール５ｂにガイドさせて縮小させて無遮光状態になる。

また、図１に示すように前記制御手段４からの指示で前記駆動モータ５ａが駆動し前記保温資材２３を前記スライドレール５ｂにガイドさせて展張させ、及び、前記駆動モータ３０ａが駆動し前記保温資材２３を前記スライドレール３０ｂにガイドさせて展張させて保温状態になる。そして、図２に示すように前記制御手段４からの指示で前記駆動モータ５ａが駆動し前記保温資材２３を前記スライドレール５ｂにガイドさせて縮小させ、及び、前記駆動モータ３０ａが駆動し前記保温資材２３を前記スライドレール３０ｂにガイドさせて縮小させて保温状態でなくなる。

遮光の効果は、イチゴ品種の「紅ほっぺ」を対象に、遮光率４５％（商品名ら〜くらくスーパーホワイト）の遮光・保温資材２を使用し、ハウス内環境を遮光状態（弱光）から無遮光状態（強光）に変えてイチゴ苗の植物体温の変化を測定した。その結果を表１に示す。まず遮光状態で測定し、その後無遮光状態にして約１４分後に植物体温を測定した。表１において、ａ点、ｂ点、ｃ点は図１又は図２におけるイチゴの葉の位置を示す。

表１から、葉を主とする植物体温は、遮光時では３０．６〜３２．３℃であったのと比較して、無遮光時では３４．４〜３７．９℃と約４〜５℃高くなった。このことから、光強度が高いときは前記遮光資材２を展張させるという調光制御が植物体温の上昇の抑制に有効であることが示された。

前記時間設定手段９は、前記保温資材２３の展張時間及び縮小時間を設定する手段であり、図１や図２に示すように、手動操作により時間設定できる操作盤６に設けられている。外気温が植物の生育に適するハウス室内温より低くなると生育と収量等に悪影響がでるため、ハウス室内を暖房する。このときに、ハウス室内の暖まった暖気がハウス内を循環し、そこで外気の冷気に直接に接するガラス張り又はプラスチックフィルム張りハウスの前記被覆材２１全体から放熱される。これでは暖房効果が低下するし、暖房コストが高くなるという問題がある。

イチゴの生育には冬季であってもハウス内の気温を最低５℃以上の環境にする必要があることが知られている。そこで、平年の気象条件や翌日の天気予報などから翌日の一日の気温の推移を予測して、例えば最低気温になるのが午前５時頃と予測するとその前後の時間帯を保温が必要な時間帯として、保温資材２３の展張時間及び縮小時間を設定する。ここで、ハウス室内の気温を温度計で自動測定しそのデータをもとに保温資材２３を展張・縮小させる制御は装置の製造コストが高くなること、及び、気温の変化は予測通りに推移するためリアルタイム温度管理をしなくてもよいことから、可能な限り低コスト化を図るために手動設定する。

前記光強度検知手段３は日射の光強度を測定する手段である。前記光強度検知手段３は、受光面が太陽光の強度変化を検知できる部位に設置し、例えば図１や図２に示すように前記ハウス被覆材２１の屋根上に設置する。前記光強度検知手段３としては、例えばフォトダイオードで構成した光強度検知手段３等がある。他にＣＤＳセル、照度センサー又はフォトトランジスター等の光強度を測定可能な器具であればいずれでもよい。

前記光強度検知手段３の検知周期は、ハウス内環境を遮光状態（弱光）から無遮光状態（強光）に変えて光強度を急激に増加させ、その際のイチゴ苗の植物体温の変化を計測して求めた。イチゴ品種の「紅ほっぺ」の苗を対象に、植物体温の計測にはデジタルサーモグラフィー（サーモギアＧ１２０ＥＸ、日本アビオニクス製）を用いた。その結果として、図６（ａ）に経過時間ごとのハウス室内光強度の変化を示し、図６（ｂ）に同じ経過時間ごとの植物体温の変化を示した。これらから、ハウス室内光強度の急激な増加に伴い、イチゴ苗の植物体温度は僅かに遅れて上昇し安定状態に至ることが示された。このことから、光強度検知手段３の検知周期は、安定状態に至るまでに複数回検知する設定の必要はなく、前記光強度検知間隔は、ハウス栽培の植物の植物体温度が光強度の変化に追従し安定状態に至る時間を最短とする。

前記制御手段４は、例えばコントローラーであり、前記時間設定手段９からの時間設定情報、前記時間検知手段３１で検知した時刻情報、前記光強度検知手段３からの光強度検知情報及び前記調光設定手段１０からの光強度設定情報により、前記展張・縮小手段５、３０の展張・縮小を制御する。前記制御手段４は、時間制御手段５５と調光制御手段５６を備える。前記時間制御手段５５は、前記時間設定手段９により設定した保温資材展張時間で前記展張・縮小手段５、３０を駆動させて前記保温資材２３を展張状態にし、設定した保温資材縮小時間で前記展張・縮小手段５、３０を駆動させて前記保温資材２３を縮小状態にする。

前記時間制御手段５５により前記保温資材２３を展張させたときの保温効果は、図１１（ａ）に示すように、冷たい外気と、温められたハウス内暖気との間に、ガラス張り又はプラスチックフィルム張りハウスの前記被覆材２１と前記保温資材２３とに挟まれた空気層を、前記ハウス栽培植物８を上方向から及び横方向から囲むように形成することができ、この空気層によって放熱を防いでハウス室内温度の低下が抑制され保温効果が生ずる。一方、図１１（ｂ）に示すように、冷たい外気と、温められたハウス内暖気とが一枚のプラスチックフィルムやガラス張り等のハウスの被覆材２１の裏表で接する場合は、放熱が促進され、暖房効果が減じられ暖房コストが高くつく。

次に、前記調光制御手段５６は、前記時間制御手段５５で制御される時間帯以外の時間帯で制御する手段である。前記調光制御手段５６は、前記ハウス栽培植物８の生育にとって、光合成速度が低下し始める範囲の光強度の範囲を下限閾値とし、蒸散速度が急激に増加し始める範囲を上限閾値として前記調光設定手段１０により設定し、前記光強度検知手段３からの光強度が前記下限閾値以下の場合に前記展張・縮小手段５によって前記遮光資材２を縮小状態にし、光強度が前記上限閾値以上の場合に前記展張・縮小手段５によって前記遮光資材２を展張状態にし、光強度が前記下限閾値超と上限閾値未満との間を不感帯として設定し、前記不感帯では前記下限閾値と上限閾値との間に到達する直近の前記遮光資材２の展張又は縮小状態を維持する。

前記下限閾値の設定範囲は、イチゴの品種「レッドパール」を対象に、イチゴの葉の光合成能（光強度と光合成曲線）を、光合成・蒸散測定装置（ＬＩ−６４００、ＬＩＣＯＲ社製）を用いて測定して求めた。その結果を図７に示す。

図７に示すように、葉の光合成速度は、光の照射とともに増加し、ＰＰＦＤが約４００μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１までは急激な増加を示した。しかし、それ以上のＰＰＦＤでは、大きな増加は認められなかった。したがって、イチゴの葉における光合成は、約４００μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１でほぼ飽和に達することが示唆された。

また、イチゴの品種である「紅ほっぺ」や「さちのか」を試験した場合は、約７００μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１でほぼ飽和に達した。これらから、前記下限閾値の設定範囲は、植物体付近のＰＰＦＤが４００〜７００μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１の範囲で、下限閾値の設定は、ハウス栽培植物８の光合成に適した値を設定する。

次に、前記上限閾値の設定範囲は、蒸散速度が速まる光合成有効光量子束密度（ＰＰＦＤ）の範囲を設定する。図８に示すように、植物体付近のＰＰＦＤが８００〜１２００μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１になると蒸散速度が急激に上昇し、ＰＰＦＤ４００〜７００μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１時の約２倍に達する。このことから、上限閾値の設定範囲をＰＰＦＤ８００〜１２００μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１とし、上限閾値の設定は、ハウス栽培植物８の光合成に適し蒸散速度が急に速くならない範囲の値を設定する。0

前記不感帯は、図９に示すように、下限閾値超〜上限閾値未満の範囲をいう。この不感帯のときは、下限閾値と上限閾値との間に到達する直近の前記遮光資材２の展張又は縮小状態を維持する制御をする。

次に、同じ光合成有効光量子束密度（ＰＰＦＤ）の推移をしたときに、前記遮光資材２を展張・縮小させる下限閾値、上限閾値及び不感帯を設定して前記遮光資材２を展張・縮小させる制御をする場合と、前記遮光資材２を展張・縮小させる閾値を一つのみ設定して前記遮光資材２を展張・縮小させる制御をする場合との、前記遮光資材２の作動頻度を比較する。その結果を図１０に示す。下限閾値、上限閾値及び不感帯を設定して前記遮光資材２を展張・縮小させる制御をする場合は図１０（ａ）に示すように前記遮光資材２の展張・縮小は１回であるのに対して、閾値を一つのみ設定して前記遮光資材２を展張・縮小させる制御をする場合は図１０（ｂ）に示すように前記遮光資材２の展張・縮小は多数回となる。このことは、下限閾値、上限閾値及び不感帯を設定しない制御の場合は、前記遮光資材２の展張と縮小が頻繁に行われるので装置の劣化が進みやすくなり故障が発生しやすくなることが示唆されている。

次に、調光制御による遮光効果を晴天時と曇天時で検証した。前記遮光資材２は遮光率４５％（商品名ら〜くらくスーパーホワイト）を使用し、光強度測定は光強度記録計（おんどとり、ＴＲ−７４Ｕｉ、Ｔ＆Ｒ社製）を用いた。その結果を表２に示す。ここで、無遮光Ｍは前記遮光資材２が常時縮小状態の場合を示し、遮光Ｓは前記遮光資材２が常時展張状態の場合を示し、調光Ｔは光強度により自動的に前記遮光資材２が展張や縮小する制御をする場合を示す。

表２から、晴天時は、調光Ｔは日中では前記遮光資材２が展張された状態になり、遮光Ｓと同等の光強度であった。一方、曇天時は、調光Ｔは日中では前記遮光資材２が縮小された状態になり無遮光Ｍと同等の光強度であった。このことから、調光制御によって、ハウス内の光環境は強光時には前記遮光資材２を展張して光強度を抑制し、曇天時には前記遮光資材２を縮小させて可能な限り光量を確保できることが示唆された。

次に、本発明のハウス栽培制御装置１の作動概要を図１２において説明する。まず、時間制御の前記保温資材２３の展張・縮小させる時間を設定する。図１２では１８：００〜６：００までの１２時間に設定している。そして１８：００で前記保温資材２３を展張させ、６：００で前記保温資材２３を縮小させるように時間設定している。次に、調光制御の前記遮光資材２の展張・縮小させる光合成有効光量子束密度（ＰＰＦＤ）を設定する。ＰＰＦＤの下限閾値７００μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１と上限閾値８００μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１を設定している。

ハウス栽培制御装置１は、まず時間制御を優先させて、１８：００に前記保温資材２３を展張させ、６：００になると前記保温資材２３を縮小させる。前記保温資材２３を縮小させた状態になると調光制御を作動させることができる。調光制御では、光合成有効光量子束密度（ＰＰＦＤ）により前記遮光資材２を展張・縮小させる制御をする。図１２において、下限閾値イ点に到達しても前記遮光資材２は展張せず、不感帯を過ぎて上限閾値ロ点に到達したときに前記遮光資材２が展張する。そして、光合成有効光量子束密度（ＰＰＦＤ）が下がって上限閾値ハ点に到達しても前記遮光資材２は縮小せず、不感帯を過ぎて下限閾値ニ点に到達したときに前記遮光資材２が縮小する。

ハウス栽培制御装置１は、時間制御及び調光制御の制御手段４を備えているので、夏季、冬季、春秋季の一年中に亘って有効に活用できる。一年の季節ごとの活用方法を表３に示す。

表３から、本発明のハウス栽培制御装置１は、夏季には強い光強度に対して遮光Ｓができ、冬季は寒冷に対して保温ができ、春秋季は遮光Ｓと保温の調整ができるので、一年中に亘ってハウス栽培植物８の生育に適する光強度環境を提供でき、省エネ化された温度環境づくりを提供できるので、一年にわたって有効に活用できることが示唆されている。

次に、本発明のハウス栽培制御方法５０について説明する。前記ハウス栽培制御方法５０の概要は、ハウス２０内への日射を遮る遮光資材２と、外気温による前記ハウス２０室内温の低下を抑制する保温資材２３と、前記遮光資材２及び前記保温資材２３の展張・縮小を操作する展張・縮小手段５、３０と、前記日射の光強度を測定する光強度検知手段３と、前記遮光資材２を展張又は縮小させる前記日射の光強度を設定する調光設定手段１０と、制御手段４と、を備え、図４に示すように、時間制御をさせる時間帯の時間設定、保温資材２３の展張又は縮小の設定、調光制御をさせるための光合成有効光量子束密度（ＰＰＦＤ）の上限閾値及び下限閾値の設定、光強度検知間隔の設定をする設定工程５１と、その設定工程５１後に、まず時間設定手段９で設定した時間設定情報、及び、時間検知手段３１で検知した時刻情報に基づいて前記保温資材２３の展張・縮小を制御する時間制御工程５２と、前記時間制御工程５２により時間制御している時間帯以外の時間帯において、前記光強度検知手段３で検知した光合成有効光量子束密度（ＰＰＦＤ）と前記調光設定手段１０による設定に応じて前記遮光資材２を展張・縮小させる調光制御工程５３を備える。

ハウス栽培制御方法５０は、より詳しくはハウス栽培植物８の生育に影響を与える環境を制御するハウス栽培制御方法５０であって、外気温によるハウス室内温の低下を抑制する保温資材２３を展張・縮小する時間の設定、日射の光強度を測定する周期を設定する測定周期の設定、前記光強度がハウス栽培植物８にとって光合成速度が低下し始める範囲の光強度の範囲を下限閾値とし、蒸散速度が急激に増加し始める範囲の光強度の範囲を上限閾値として前記調光設定手段１０により設定する光強度の設定をする設定工程５１、前記条件設定後に、前記保温資材２３の展張・縮小時間による前記保温資材２３を展張・縮小させる時間制御工程５２、前記時間制御工程５２により時間制御している時間帯以外の時間帯のときに、光強度が前記下限閾値以下の場合に前記展張・縮小手段５によって遮光資材２を縮小状態にし、光強度が前記上限閾値以上の場合に前記展張・縮小手段５によって前記遮光資材２を展張状態にし、光強度が前記下限閾値超と上限閾値未満との間の場合は前記下限閾値と上限閾値との間に到達する直近の前記遮光資材２の展張又は縮小状態を維持する調光制御工程５３を、順次含む。

次に、ハウス栽培制御方法５０を図５のフローチャートに基づいて説明する。本発明のハウス栽培制御方法５０は自動制御又は手動制御も可能である。

まず、ハウス栽培制御装置１の電源を入れる（ステップＳ１）。自動制御の場合（ステップＳ２）を説明する。まず、時間制御を実施する（ステップＳ３）。

季節の気温の高さから保温資材２３の展張や縮小させる制御を優先して実施する時間帯の開始時間Ｓと終了時間Ｅを設定し操作盤６へ手動で入力し制御手段４に記憶させる（ステップＳ３０）。次に、時季の気候や日々の天気予報等から前記保温資材２３の展張の要否を検討し決定し操作盤６へ手動で展張又は縮小を入力し制御手段４に記憶させる（ステップＳ３１）。

次に、調光制御（ステップＳ４）の自動運転条件を設定し入力する。光強度の上限閾値と下限閾値をハウス内の植物の光合成活性化や蒸散速度が低い範囲で検討し決定し操作盤６に内蔵された調光設定手段１０により手動で入力し制御手段４に記憶させる（ステップＳ４０）。このとき、上限閾値及び下限閾値を入力するか、上限閾値及び、上限閾値と下限閾値との幅を入力するかはどちらでもよい。

次に、光強度検知手段３による光強度の測定間隔を入力し制御手段４に記憶させる（ステップＳ４１）。例えば、前記制御手段４に、光強度が変化して植物体温が追従するまでの時間として６０秒を入力する。以上の設定値の記録状態を保持する（ステップＳ４２）。以上が設定工程５１である。

次に、時間制御工程５２について説明する。

時間制御は開始時間Ｓから終了時間Ｅの間の時間帯の前記保温資材２３の展張・縮小時間を自動的に制御する。通常は調光制御が必要とされない日没時を開始時間Ｓ（例えば１８：００）とし終了時間Ｅ（例えば６：００）と設定するが、開始時間Ｓを１５：００とし終了時間Ｅを８：００とすることもでき任意に設定できる。

経過時間を時間検知手段により時刻を測定しながら（ステップＳ３２）、開始時間Ｓから終了時間Ｅまでの時間内か、開始時間Ｓから終了時間Ｅまでの時間外かを判断する（ステップＳ３３）。ステップＳ３３において前記開始時間Ｓから終了時間Ｅまでの時間内の場合は、ステップＳ３１で入力した設定に従って前記保温資材２３を展張状態にするか縮小状態にするかを判断する（ステップＳ３４）。

ステップＳ３４において、前記保温資材２３を展張すると判断された場合は、前記保温資材２３の展張を実施し（Ｓ３４１）、前記保温資材２３を縮小すると判断された場合は、前記保温資材２３の縮小を実施する（ステップＳ３４２）。

開始時間Ｓから終了時間Ｅまでの時間内の場合は前記保温資材２３の展張又は縮小の制御を継続して実施する（ステップＳ３４１、Ｓ３４２）。

また、時間検知手段３１による時刻検知は常時行われている（ステップＳ３２）ので、開始時間Ｓから終了時間Ｅまでの時間内か、開始時間Ｓから終了時間Ｅまでの時間外かを判断し（ステップＳ３３）、開始時間Ｓから終了時間Ｅまでの時間以外の時間帯の場合は調光制御Ｓ４を実施するようにしており光強度検知手段３による光強度測定を実施する（ステップＳ４３）。

ここで、時間制御は調光制御より優先して実施するように制御される。したがって、開始時間Ｓから終了時間Ｅまでの時間内は前記保温資材２３を展張状態にする設定した場合、調光制御（ステップＳ４）では遮光資材２を縮小して光を取り込みたい条件でも時間制御を優先して自動的に前記保温資材２３が展張する。特に寒冷期の日中は保温優先か光合成優先かを選択する場合があり、その場合の選択をしやすくしている。

厳冬期に保温優先で制御したい場合は、例えばステップＳ３０において開始時間Ｓを１５：００とし終了時間Ｅを８：００と入力しステップＳ３１において保温資材２３を展張状態にする設定とする。この設定により開始時間Ｓから終了時間Ｅまでの時間外となる８:００〜１５:００ではステップＳ４の調光制御が実施されるが、１５:００〜日没及び日出〜８:００の時間帯は太陽光が照射されるにもかかわらず保温を優先して前記保温資材２３を展張状態に保つことが可能となる。これにより夕方や早朝の冷え込みを回避する管理が実現できる。

次に、調光制御工程５３について説明する。調光制御工程５３は、時間制御工程５２における時間制御の開始時間Ｓから終了時間Ｅまでの時間帯以外の時間帯に実施される。

光強度検知手段３により、光強度検知間隔（ステップＳ４１）の周期として入力した時間（例えば６０秒）ごとに測定し、その測定値が上限閾値以上か、下限閾値以下か、又は、下限閾値超から上限閾値未満かを監視する（ステップＳ４３）。

光強度が、下限閾値以下の場合（ステップＳ４４）には、前記制御手段４から無遮光状態とする指示信号が展張・縮小手段５に送られ、前記遮光資材２を縮小する。これにより、植物の光合成が十分に促進されるように太陽光が照射される（ステップＳ４４１）。

次に、光強度が上限閾値以上になったとき（ステップＳ４６）は、前記制御手段４から遮光にする指示信号が前記展張・縮小手段５に送られ、遮光資材２を展張する。これにより、太陽光が減光される（ステップＳ４６１）。

次に、測定された光強度が上限閾値未満から下限閾値超までの間の場合（ステップＳ４５）には、不感帯域として、前記制御手段４からの前記展張・縮小手段５に対する駆動指示信号は送られず、よって前記展張・縮小手段５は駆動せず前記遮光資材２は動かない（ステップＳ４５１）。

その後においても、再度の時間検知手段による時刻検知（ステップＳ３２）、開始時間Ｓから終了時間Ｅまでの時間内または時間外かの判断（ステップＳ３３）を経て、開始時間Ｓから終了時間Ｅまでの時間外の場合が続く時間帯は前記光強度検知手段３により光強度の測定（ステップＳ４３）や判定（ステップＳ４４、Ｓ４５、Ｓ４６）を継続し、判定に基づいた制御を繰り返す（ステップＳ４４１、Ｓ４５１、Ｓ４６１）。

この繰り返しでステップＳ３３において開始時間Ｓから終了時間Ｅまでの時間内と判断された場合は、調光制御Ｓ４から時間制御Ｓ３に切り替わる。

以上で、ハウス栽培制御方法５０の制御が自動である場合を説明した。次に、手動の場合について説明する。

手動で前記遮光資材２又は前記保温資材２３を縮小する場合は、手動スイッチを操作して（ステップＳＴ１２）、遮光資材２が縮小されて無遮光状態となり、又は、前記保温資材２３が縮小される（ステップＳＴ２２）。次に、手動で前記遮光資材２又は前記保温資材２３を展張する場合は、手動スイッチを操作して（ステップＳＴ１１）、前記遮光資材２が展張されて遮光状態となり、又は、前記保温資材２３が展張され保温状態となる（ステップＳＴ２１）。

次に、本発明のハウス栽培制御装置１をイチゴの生育に使用した実施例１を説明する。保温資材２３は「スーパーラブシート」（不織布）を使用し、気温がイチゴ生育の適温以下に該当する８℃以下が予測される時間帯に展張状態にする設定にし、前記遮光資材２の展張又は縮小させる閾値を７００μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１に設定した。イチゴの品種は、一季成り品種として、「紅ほっぺ」及び「さちのか」を対象とした。耕種概要は、ネーキッド培地（培地量１３０ｍＬ）に挿し苗した。１週間ミスト灌水し根の活着を確認した後、ハウス内で育苗し液肥（養液土耕２号、１５００倍、ＥＣ約１．０ｄｓ／ｍ）による底面給水を行った。その結果を表４、図１３及び図１４に示す。

表４から、展開葉数は品種に限らず本発明のハウス栽培制御装置１による調光Ｔの場合が比較例の遮光Ｓや無遮光Ｍによる生育の場合に比較して最も多く、枯葉を示すチップバーンの発生葉数は調光Ｔによる生育の場合が比較例の遮光Ｓや無遮光Ｍによる生育の場合に比較して最も少ないことが示唆されている。また、「紅ほっぺ」の生育に示されたように、イチゴの品種によっては徒長が押えられたイチゴの生産が可能であることも示唆されている。

図１３の育苗状況の写真から、本発明のハウス栽培制御装置１による調光Ｔの育苗状況の方が、無遮光Ｍや遮光Ｓの育苗状況より、イチゴの生育が優れているのが明確に示唆されている。

花芽分化指数を示した図１４から、花芽分化指数は指数が大きいほど開花が早く収穫量が多いことから、「紅ほっぺ」や「さちのか」という品種に限らず本発明のハウス栽培制御装置１での調光Ｔによる生育が優れ、最も収穫量が多く期待できることが示唆されている。

次に、本発明のハウス栽培制御装置１をイチゴの定植後の生育に使用した実施例２を説明する。実施例１が一季成り品種の育苗についてであったのに対して、本圃への定植後における春季後半の気温が高まる時期にハウス栽培制御装置１をイチゴの生育に使用した実施例２を説明する。

供試品種は、「紅ほっぺ」であり、定植日から収穫日までを比較し、光強度センサーはイチゴ株上部で遮光資材２の展張面より下となる位置に設置し、前記遮光資材２は「ら〜くらくスーパーホワイト（遮光率４５％、日本ワイドクロス社製）で実施した。そして、調光設定をイチゴの植物体の位置で下限値ＰＰＦＤ６００μｍoｌ・ｍ^−２・ｓ^−１とし、上限値ＰＰＦＤ１０００μｍoｌ・ｍ^−２・ｓ^−１と設定した。また、保温資材２３は「スーパーラブシート」（不織布）を使用し、２０１５年１０月９日〜２０１６年３月３１日の間は１７：００〜８：００の間は展張状態になるように設定した。

耕種概要について説明する。栽培方式は高設栽培（粉砕もみがら：ピートモス＝６：４）、株間２０ｃｍの２条千鳥植えであり、定植日が２０１５年９月９日であった。収穫期間は２０１５年１１月中旬〜２０１６年６月１７日であった。また、施肥管理については、ＯＫＦ−１の１５００倍液（Ｎ成分濃度１００ｐｐｍ）を１日２〜３回給液実施した。調査株数は、調光Ｔと無遮光Ｍの場合でそれぞれ１２株で実施した。

ビニールハウス内の照度に及ぼす影響は、ビニールハウス内の照度が概ね８００μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１以下では、遮光方法の違いによる照度の差はみられなかった。調光Ｔの場合は、８００μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１を超えると前記遮光資材２の展張に伴い照度が低下し、日最高照度は概ね１４００μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１以下に抑えられた。

次に、調光Ｔと無遮光Ｍの場合におけるイチゴ「紅ほっぺ」の生育に及ぼす影響を表５に示す。

表５から、草丈（株全体での高さ）及び葉柄長（葉の軸部分の長さ）は、調光Ｔ及び無遮光Ｍの場合とも時期が進むにつれて小さくなったが、調光Ｔの場合はその程度は少なかったが、無遮光Ｍの場合はその程度が大きかった。草丈は５月１２日時点で、葉柄長は６月１３日時点で有意差がみられた。

また、小葉長（小葉の縦の長さ）及び小葉幅（小葉の横の幅）は、無遮光Ｍの場合では時期が進むにつれて小さくなった。一方、調光Ｔの場合では、５月１２日時点において１か月前より小葉長及び小葉幅ともに大きくなり、有意な差を示した。６月１３日の調査では、調光Ｔの場合でも無遮光Ｍの場合と同じように小葉長及び小葉幅ともに数値の低下がみられたが、無遮光Ｍの場合よりも大きく生育している。

展開葉枚数は、４月１２日以降に展開した葉数を計測した。無遮光Ｍの場合では、５月１２日時点で２．６枚、６月１３日時点で５．９枚であった。調光Ｔの場合では、５月１２日時点で２．９枚、６月１３日時点で６．８枚となり、６月１３日時点では約１枚多く展開しており、有意差がみられた。

以上から、無遮光Ｍでは株の生育低下が伺えるのに対して、調光Ｔの場合では株の生育低下が少なく、生育のスピードが無遮光Ｍより早いことを示している。したがって、調光制御をすることによって、暑さ等による養分消耗での株の生育低下を低減でき、生育のスピード低下を防ぐことができる。

次に、調光Ｔと無遮光Ｍの場合におけるイチゴ「紅ほっぺ」の花芽発達に及ぼす影響を表６に示す。

表６から、遮光処理開始の４月５日以降に出蕾し収穫に至った１株当たりの果房数は、調光Ｔの場合が２．５果房となり無遮光Ｍの場合の１．９果房より多くなった。これにより、調光制御をすることにより、収穫できる果房数が多くなり、イチゴ株の順調な生育や発達により果房の出も良くなっていることが示された。

また、果房の発達については、株の芽の部分から蕾（果房）が出てくる出蕾から収穫が終わるまでに要する日数はどちらも同じであり、各ステージの到達日は調光Ｔの場合と無遮光Ｍの場合とで有意な差はみられなかった。したがって、果房の成長が速まる効果はみられなかった。

次に、調光Ｔと無遮光Ｍの場合におけるイチゴ「紅ほっぺ」の収量に及ぼす影響を表７に示す。

表７より、調光Ｔの場合の収量は、無遮光Ｍの場合よりも多く、無遮光Ｍの場合の可販果収量の１．６倍の１３０．８ｇ／株であった。また、調光Ｔの場合の増収は、収穫個数が無遮光Ｍの場合に比べ１．４倍と増加したことと、１果重も１．１倍と微増したことが要因として示されている。くず果（小さい等で出荷できない果実）の量は調光Ｔの場合と無遮光Ｍの場合とは同じ程度であった。したがって、調光制御することにより、果房の数が増え、その結果、果実数も増えることが示された。そして、増えた果実は、出荷できる大きさまで育つため、結果として増収になる。

以上から、イチゴの春季における栽培において、調光制御を行うことで、生育の低下を防ぐ効果が示された。さらに、果実生産も高まることが示された。

次に、本発明のハウス栽培制御装置１をネギの水耕栽培における生育に使用した実施例３を説明する。供試品種は鴨頭であり、定植日から収穫日までを比較し、光強度センサー位置は施設外部に設置し、遮光資材２は１作目が黒寒冷紗（遮光率５０％）で、２作目がら〜くらくスーパーホワイト（遮光率３５％、日本ワイドクロス社製）で実施した。そして、調光制御の設定をネギの植物体の位置で上限値ＰＰＦＤ１３００〜１５００μｍoｌ・ｍ^−２・ｓ^−１とし下限値ＰＰＦＤ８６０〜１２６０μｍoｌ・ｍ^−２・ｓ^−１と設定した。また、保温資材２３は「スーパーラブシート」（不織布）を使用し、気温がネギ生育の適温以下に該当する５℃以下が予測される時間帯に展張状態となるように設定した。

耕種概要について説明する。栽培方式は水耕栽培であり、播種日は１作目が２０１６年５月３０日で２作目が２０１６年７月２０日であり、定植日は１作目が６月２０日で２作目が８月１日であった。収穫日は１作目が８月１日、２作目が９月６日であった。また、施肥管理については、園試処方（１／２濃度）、循環方式、ＥＣ１．５〜２．０ｄｓ／ｍ、ｐＨ６．０に管理し、１４回／日ベッドの液量半分を循環、２回／週培養液のＥＣ及びｐＨを調整した。そして、調査株数については、各処理７株／区で３反復とした。

各処理の光環境は、図１５に示すように、晴天時（７月７日）の施設内照度は、無遮光Ｍの場合が１８００μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１まで上昇し、調光Ｔの場合は概ね１４００μｍｏｌ・ｍ^−２・ｓ^−１以下を維持した。曇天時（７月８日）の施設内照度は、調光Ｔの場合は下限値以下の照度で推移したため、無遮光Ｍの場合と調光Ｔの場合は同等であった。また、遮光Ｓの場合は晴天時及び曇天時ともに設置した寒冷紗の遮光率に準じて照度が低下した。

まず、１作目の生育について、無遮光Ｍ、調光Ｔ、遮光Ｓの光環境の違いによる生育に及ぼす影響を調査した。その結果を表８や図１６に示す。

表８から、株重は、調光Ｔが顕著に大きく、次いで無遮光Ｍ、遮光Ｓであった。草丈や分げつは、調光Ｔ、無遮光Ｍ、遮光Ｓで遮光方法の違いによる差が見られなかった。葉先枯れは、無遮光Ｍが多く発生し、調光Ｔでは少なかった。葉色（ＳＰＡＤ）は、遮光Ｓで低く、調光Ｔ及び無遮光Ｍで高かった。

図１６から、生育状況は、遮光Ｓ、無遮光Ｍに比較して調光Ｔが最も際立って大きくなっている。

以上から、１作目においては、梅雨明け２０日後の定植４０日後には株重の増加がみられた。

次に、２作目の生育について、無遮光Ｍ、調光Ｔ、遮光Ｓの光環境の違いによる生育に及ぼす影響を調査した。その結果を表９や図１７〜図１９に示す。表９において、葉の垂れは、図１８に示すように根元を固定してネギの先端の垂直方向の垂れの長さを測定した。また、図１７に示すように、生育状況は、遮光Ｓ、無遮光Ｍに比較して調光Ｔが最も際立って大きくなっている。

無遮光Ｍと遮光Ｓの場合で植物体温と水耕パネルの表面温度をサーモグラフィで測定した結果を図１９に示すように、栽培中の晴天時の植物体温は、無遮光Ｍでは３６．７℃であったのに対し、遮光Ｓにすることで３２．４℃と約４℃の昇温抑制効果がみられた。また、水耕パネルの表面温度（環境温度）も無遮光Ｍでは４６．６℃であったのに対し遮光Ｓにすることで３８．０℃と約８℃も低かった。

表９から、株重は、調光Ｔが最も際立って大きく、遮光Ｓと無遮光Ｍがほぼ同等で小さかった。草丈は、調光Ｔ及び遮光Ｓが大きく、無遮光Ｍが小さかった。分げつ数は、調光Ｔ、遮光Ｓ、無遮光Ｍで一定の差はみられなかった。葉先枯れは、遮光Ｓは調光Ｔや無遮光Ｍに比較して多かった。葉色（ＳＰＡＤ）は、調光Ｔ、遮光Ｓ、無遮光Ｍで一定の差はみられなかった。

以上から、２作目においては、夏季の高温時の栽培では、調光Ｔにすることにより無遮光Ｍ及び遮光Ｓと比較して、株重が大きかった。また、調光Ｔによる葉の垂れ具合は無遮光Ｍと同等であり、常時遮光Ｓでみられた葉鞘基部径の低下や葉の軟弱化も調光処理で、ｍはみられなかった。

以上のネギの１作目及び２作目の結果から、盛夏期の水耕ネギ栽培における調光制御を実施した場合は、約２０日の強日射及び高温条件で生育量の低下を軽減する効果が顕れた。さらに、遮光Ｓでみられる軟弱徒長を抑えることにも有効である。

本発明に係るハウス栽培制御装置１及び方法５０は、イチゴやネギの栽培に限定されるものではなく、他の果菜類、ホウレンソウ等の葉菜類、又は、菊、トルコギキョウ、カーネーション等の花卉類、ミカン、中晩柑、レモンを含む柑橘類やびわ等の常緑果樹、又は、ブドウやイチジク等の落葉果樹等のハウス栽培植物８の栽培にも使用することができる。

１ ハウス栽培制御装置
２ 遮光資材
３ 光強度検知手段
４ 制御手段
５ 展張・縮小手段
５ａ モータ
５ｂ レール
６ 操作盤
８ 植物
９ 時間設定手段
１０ 調光設定手段
１５ 遮光・保温手段
２０ ハウス
２１ ハウス被覆材
２２ 配線
２３ 保温資材
３０ 展張・縮小手段
３０ａ モータ
３０ｂ レール
３１ 時間検知手段
５０ ハウス栽培制御方法
５１ 設定工程
５２ 時間制御工程
５３ 調光制御工程
５５ 時間制御手段
５６ 調光制御手段

Claims (4)

1. ハウス栽培植物の生育に影響を与える環境を制御するハウス栽培制御装置であって、
   ハウス内への日射を遮る遮光資材と、
   外気温による前記ハウス室内温の低下を抑制する保温資材と、
   前記遮光資材及び前記保温資材の展張・縮小を操作する展張・縮小手段と、
   時刻を検知する時間検知手段と、
   前記保温資材の展張時間及び縮小時間を設定する時間設定手段と、
   前記日射の光強度を測定する光強度検知手段と、
   前記遮光資材を展張又は縮小させる前記日射の光強度を設定する調光設定手段と、
   前記時間設定手段からの時間設定情報に基づき前記保温資材を前記展張・縮小手段により展張・縮小させる時間制御、並びに、前記光強度検知手段からの光強度検知情報及び前記調光設定手段からの光強度設定情報に基づき前記遮光資材を前記展張・縮小手段により展張・縮小させる調光制御をする制御手段と、
   を備え、
   前記時間制御を前記調光制御より優先させる制御をすることを特徴とするハウス栽培制御装置。
   
2. 前記制御手段が、
   前記時間設定手段により、設定した保温資材展張時間で前記展張・縮小手段を駆動させて前記保温資材を展張し、設定した保温資材縮小時間で前記展張・縮小手段を駆動させて前記保温資材を縮小する時間制御手段と、
   前記ハウス栽培植物の生育にとって、光合成速度が低下し始める範囲の光強度の範囲を下限閾値とし、蒸散速度が急激に増加し始める範囲の光強度の範囲を上限閾値として前記調光設定手段により設定し、
   前記時間制御手段の作動時間帯以外の時間帯で制御する、前記光強度検知手段からの光強度が前記下限閾値以下の場合に前記展張・縮小手段によって遮光資材を縮小し、光強度が前記上限閾値以上の場合に前記展張・縮小手段によって遮光資材を展張し、光強度が前記下限閾値超と上限閾値未満との間の場合は前記下限閾値と上限閾値との間に到達する直近の前記遮光資材の展張又は縮小状態を維持する調光制御手段と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のハウス栽培制御装置。
3. 前記光強度測定間隔を、ハウス栽培の植物の植物体温度が光強度の変化に追従し安定状態に至る時間を最短とすることを特徴とする請求項１又は２に記載のハウス栽培制御装置。
4. ハウス栽培植物の生育に影響を与える環境を制御するハウス栽培制御方法であって、
   ハウス内への日射を遮る遮光資材と、
   外気温による前記ハウス室内温の低下を抑制する保温資材と、
   前記遮光資材及び前記保温資材の展張・縮小を操作する展張・縮小手段と、
   前記日射の光強度を測定する光強度検知手段と、
   前記遮光資材を展張又は縮小させる前記日射の光強度を設定する調光設定手段と、制御手段と、を備え、
   外気温による前記ハウス室内温の低下を抑制する前記保温資材を展張・縮小する時間の設定、前記光強度検知手段による日射の光強度を測定する周期を設定する測定周期の設定、前記光強度がハウス栽培植物の生育にとって光合成速度が低下し始める範囲の光強度の範囲を下限閾値とし、蒸散速度が急激に増加し始める範囲の光強度の範囲を上限閾値として前記調光設定手段により設定する光強度の設定をする設定工程と、
   前記設定工程後に、前記保温資材の展張・縮小時間による前記保温資材を展張・縮小させる時間制御工程と、
   前記時間制御工程の実施時間帯以外の時間帯で実施する、光強度が前記下限閾値以下の場合に前記展張・縮小手段によって遮光資材を縮小し、光強度が前記上限閾値以上の場合に前記展張・縮小手段によって前記遮光資材を展張し、光強度が前記下限閾値超と上限閾値未満との間の場合は前記下限閾値と上限閾値との間に到達する直近の前記遮光資材の展張又は縮小状態を維持する調光制御工程と、を備え、
   前記時間制御工程を前記調光制御工程より優先させる制御をすることを特徴とするハウス栽培制御方法。
   

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