半乾燥地における効率的作物生産のための施設環境解析・制御

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16380173
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: National Institute for Rural Engineering
• Principal Investigator: 佐瀬 勘紀 独立行政法人農業工学研究所, 農地整備部, 農業施設研究室長 (80373223)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石井 雅久 独立行政法人農業工学研究所, 農地整備部, 主任研究官 (10343766) ; 池口 厚男 独立行政法人農業工学研究所, 農地整備部, 主任研究官 ; 蔵田 憲次 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (90161736) ; 兼子 敬子 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助手 (50332599)
• Keywords: 半乾燥地 / 施設園芸 / 最適環境制御 / 冷房 / 換気 / 光質 / ストレス / 水消費抑制

Research Abstract

半乾燥地帯に位置するアリゾナ大学環境制御農業センター(CEAC)のポリエチレン二重被覆温室を用いて、環境測定を行った。予備的結果として、自然換気と組み合わせた細霧冷房はバットアンドファン冷房と同等の冷却効果が得られ、しかも、換気量を減少させることにより、少ない細霧量で高い冷却効果と高い相対湿度が得られることが明らかとなった。また、換気量と室内気流パターンは換気窓の開放の仕方に依存し、特に、天窓の開口部が屋根自体が開閉する形態であったため、天窓解放による室内気流パターンは特徴的であり、また、天窓解放による効果が大きいことが明らかとなった。さらに、温室内外の光質の測定から、温室内トマト群落内通路上部(群落高さよりは低位置)では、遠赤部の放射が群落上部より多くなることが明らかとなった。温室内に入射する太陽光のスペクトルは、被覆材がポリエチレンの場合、外部と相似形になるものと考えられてきたが、実際には、波長が長いほど割合が大きくなった。
一方、自然換気と細霧による環境抑制を行うためには、自然換気の基本的特徴が不可欠である。そこで、対象温室の縮尺1/20の模型を用いた風洞実験を実施し、天窓や側窓の開口パターン、側窓の防虫スクリーン、風向などが温室内気流に与える影響を検討した。その結果、開口パターン、風向は室内平均気流速、空間分布に有意であり、温室側壁面に対する風向が30゜で、天窓の開口部が風下に面した場合、室内気流速は最も高くなった。また、防虫スクリーンは、室内気流速を半減させた。さらに、PIVを用いて天窓や側窓の開口部における詳細な気流分布を明らかにした。