設備・環境制御 / システム概論

高設栽培システムの全体構成

高設栽培は「栽培ベンチ」「環境制御設備」「自動潅水施肥設備」の3つのサブシステムが連携して成立する。それぞれの設備が何を担い、どう連携するかを運用目線で俯瞰し、投資判断・運用習熟の地図とする。

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なぜ設備理解が収量を分けるのか

「同じ栽培システムで栽培しても、低収量生産者と高収量生産者の収量には相当の較差が見られる」——この差の大半は潅水・肥培管理と環境制御の運用習熟度に由来する。高設栽培はマニュアル化しやすい反面、設備を「設定して放置」では性能を引き出せない。設備が何を計測し、何を制御し、どんなデータを返すかを理解することが、安定した高収量への最短経路となる。

設備は「自動化の道具」であると同時に「圃場の状態を可視化するセンサー網」でもある。排液EC・培地水分・ハウス内CO₂濃度などの数値を読み、栽培判断にフィードバックする運用が高収量生産者の共通点。

システム全体像(3サブシステムの連携)

高設栽培システムの構成と連携 統合環境制御 コントローラ/監視 ① 環境制御設備(地上部) 天窓・側窓 換気扇 循環扇 遮光カーテン 暖房機 CO₂発生機 ミスト・細霧 ヒートポンプ ② 自動潅水施肥設備 給液装置(混合タンク・ポンプ) 肥料原液タンク(A液/B液/pH調整) EC・pHセンサー 点滴チューブ・電磁弁 日射センサー・排液計測 ③ 栽培ベンチ(根圏) 培地(ヤシガラ・ピート等) 冷温水循環パイプ(培地温度) クラウン局所冷却・加温 培地水分・温度センサー 排液受け・排液管 養液供給 排液データ↩

統合環境制御コントローラが3つのサブシステムを束ね、センサー値に基づいて各設備を協調制御する。小規模では各設備を個別タイマー制御する構成も多い。

3サブシステムの役割と主な機器

サブシステム役割主な構成機器制御する環境要素
① 環境制御設備 ハウス内の気象環境を制御 天窓・側窓・換気扇・循環扇・遮光カーテン・暖房機・CO₂発生機・細霧装置 温度・湿度(飽差)・CO₂濃度・光(遮光)・気流
② 自動潅水施肥設備 水と肥料を必要量だけ自動供給 給液装置(混合タンク・ポンプ)・肥料原液タンク・EC/pHセンサー・点滴チューブ・電磁弁・日射センサー 給液量・給液EC・給液pH・給液タイミング
③ 栽培ベンチ(根圏) 根圏環境を保持・制御 培地・栽培槽・冷温水循環パイプ・クラウン冷却/加温チューブ・培地センサー・排液受け 培地温度・クラウン温度・培地水分・根圏EC

投資規模別の設備構成イメージ

構成レベル潅水施肥環境制御根圏制御向くケース
エントリー タイマー式給液+EC手動調整 手動換気+簡易暖房 なし(培地のみ) 小規模・初期投資抑制
標準 EC制御給液装置+日射比例 自動換気+暖房+CO₂施用 培地温度管理 専業・安定生産を目指す
フル装備 排液制御+培地センサー連動 統合環境制御+細霧+ヒートポンプ クラウン冷却/加温+変温管理 大規模・企業的経営・周年生産
設備は高度なほど性能を引き出すための運用習熟と日々のデータ確認が必要になる。投資レベルは経営規模と「データを見て調整できる人的リソース」の両面で判断する。

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出典:株式会社PsEco「イチゴ高設栽培の灌水管理と肥培管理」 / ゼロアグリ「イチゴの高設栽培(養液栽培)」 / トヨタネ株式会社「イチゴ高設栽培システム」 / 農研機構「大規模いちご生産技術導入マニュアル」令和2年