JP2011188841A - 水耕栽培法 - Google Patents

Abstract

【課題】現在野菜などの生産に広く利用されている水耕栽培には２つ大きな課題がある。１つは、培養基が微生物で汚染されることにより、病気による作物の損失や品質低下である。さらに２つ目は、高価なランニングコストに対して収益を確保するために、生産速度を確保することである。
【解決手段】本発明者は、植物の成長を促進する炭酸ガスの吸収を早めるためと、培養基の微生物汚染の抑制を目的として、植物栄養成分を溶解した水溶液を培養基に炭酸ガス又は炭酸塩を溶解した、さらに微酸性電解水を添加して微生物汚染を防止し、成長促進のために青色、赤色のＬＥＤ照明を使用することとした。
【選択図】図１

Description

本発明は炭酸又は炭酸塩又は微酸性電解水を混合した培養基を用いた水耕栽培法に関する。

近年水耕栽培法は野菜栽培、薬草栽培或いは花卉栽培等の分野で広く活用されている。その理由は、比較的狭い空間で高密度の生産が可能なため都市部でも生産可能なこと、病害の防除が容易なこと、成長のコントロールが容易なため生産スピードが土壌栽培より早いこと、食品の生産では汚染のコントロールが比較的容易なことなどである。

一方、水耕栽培にも幾つかの問題がある。その１つは培養基の微生物汚染である。各種の栄養成分を溶解した水溶液である培養基は、多くの微生物にとっても良好な培地となり得るため、一旦汚染されると、増殖が速く濃厚汚染となり易く、植物の汚染源や病枯、あるいは生産量の低下の原因となる。しかし、野菜や薬草の栽培では既存の殺菌薬剤や農薬の使用は、土壌栽培以上に植物の濃厚な汚染となるため使用が困難である。

さらに、水耕栽培は初期設備投資は土壌栽培と比較できないほど高額であり、ランニングコストも高い。従って経済性を高めるためには生産速度、つまり成長速度をより一層高めることが必然的な課題である。

特許文献１には炭酸ガス濃度の高い空気を培養液に吹き込みながら栽培し、培養室内の炭酸ガス濃度を高める技術が開示されている。また、光源として人工光源を用いることも記載されている。

又、特許文献２には温度、湿度と共に炭酸ガス濃度を調製する空調を行い、さらに人工光源を用いる栽培方法が開示されている。

一方、特許文献３ には、食塩を含有しない電解水を用いる水耕栽培法が開示されている。

特開平１１−６６号公報 特開２００６−２６２７５０号公報 特開１１−２８９８９２号公報

特許文献１及び２に開示された方法には問題点がある。まず、栽培室内の炭酸ガス濃度を高めることは植物の成長を促す効果はあるが、植物に最適濃度とすると、人には有害な濃度となり、栽培管理や青果の収穫作業が困難になる。それより低い濃度であっても、濃度管理が煩雑になったり、炭酸ガスが低層部で高濃度になる性質があることから管理が複雑になることを免れない。

さらに特許文献１及び２に開示されている人工光源はランニングコストを高める主要な要因であるので、費用対効果の管理が厳しく要求されるものであるが、一般に使用されている白熱灯、水銀灯あるいは蛍光灯などは無駄が多い。植物が成長に必要とする光の波長はある限られた範囲に集中しているのに対し、前記の光源はそれ以外の波長を含みエネルギー効率が低いためである。

又、前記２の技術には培養基の微生物汚染に対する対策は講じられておらず問題がある。

一方、特許文献３では電解水を培養水として用い、培養基の微生物汚染対策を行っているが、培養基中には大量の植物の根が浸っており、電解水の主殺菌化学種である次亜塩素酸は容易に分解される。従って、殺菌効果をできるだけ短い時間で発揮することが肝心であるが、その対策は見られない。

そこで、本発明者は、水耕栽培の２大課題である、培養基の微生物汚染による作物の損失や品質低下の防止、及び植物の成長促進による生産性の向上を本発明が解決すべき課題とした。

まず、本発明者は、植物の成長を促進する炭酸ガスの吸収を早めるためと、培養基の微生物汚染の抑制を目的として、植物栄養成分を溶解した水溶液を培養基として植物を栽培する方法において、前記培養基に炭酸ガス又は炭酸塩を溶解した培養基を用いる水耕栽培法を、本課題解決の第１の態様とした。

又、水耕栽培の培養基の微生物汚染抑制効果をより一層高めることを目的として、本課題解決の第１の態様において、微酸性電解水を混合した培養基を用いる水耕栽培法を、本課題解決の第２の態様とした。

又、植物成長を効率よく促進する効果を目的として、本課題解決の第１又は第２の態様において、照明に赤色ＬＥＤ又は緑色ＬＥＤを用いる水耕栽培法を、本課題解決の第３の態様とした。

本発明による効果は、まず、植物栄養成分を溶解した水溶液を培養基として植物を栽培する方法において、前記培養基に炭酸ガス又は炭酸塩を溶解した培養基を用いる水耕栽培法としたことにより、植物は効率よく光合成に不可欠の炭酸を吸収することができ、植物の成長を促進させることができ、さらに、無駄な量の炭酸ガスで栽培室の空気組成を異常に変化させることなく、人の活動に影響をあたえることが無くなく、さらに又、培養基の微生物の増殖を抑制することができ、同時に無駄な炭酸ガスの放出を無くし、ランニングコストの削減された水耕栽培法を提供したことである。

或いは又、本発明による効果は、炭酸ガス又は炭酸塩を溶解し、さらに微酸性電解水を混合した培養基を用いる水耕栽培法としたことにより、植物の成長を促進させることができ、さらに、無駄な量の炭酸ガスで栽培室の空気組成を異常に変化させることなく、人の活動に影響をあたえることが無くなく、微酸性電解水の殺菌効果と炭酸による制菌効果が合わされて、培養基の微生物汚染が十分に抑制された水耕栽培法を提供したことである。

或いは又、本発明による効果は、炭酸ガス又は炭酸塩を溶解し、又は／及び、微酸性電解水を混合した培養基を用い、照明に赤色ＬＥＤ又は青色ＬＥＤを用いる水耕栽培法としたことにより、植物の成長に必要な波長の光を効率よく照射することが可能となり、炭酸ガス又は炭酸塩を効率よく与えることと相俟って、植物の成長促進が一層顕著となり、植物の生産速度が促進され、かつ培養基の微生物汚染が十分に抑制された水耕栽培法を提供したことである。

水耕栽培装置の模式図

本発明による水耕栽培方法はレタス、ホウレンソウ、香味野菜等の葉菜、トマト、ピーマン、苺等の果菜、漢方薬の原料となる薬草、観賞用の花卉、その他種苗等の栽培に利用できる。培養基としては、チッソ分、リン酸分、カリ分等を含んだ一般的な植物の栽培液が利用できる。炭酸ガスはボンベに充てんされた液化炭酸、ドライアイス等の他、燃料ガスの燃焼ガス、あるいは炭酸塩と酸の混合で発生させるものなどどのようなものでも利用できる。

微酸性電解水は市販の専用装置で生成したものであればどれでも利用できるが、ｐＨは極力７に近い物が望ましく、培養基に混合した場合の有効塩素濃度は５ｐｐｍ以下０．５ｐｐｍ以上にするのが望ましい。

照射に用いる赤色ＬＥＤは６００〜７００ｎｍの波長域に、緑色ＬＥＤは４５０〜５５０ｎｍに中心波長が有るものがよい。又、青色と赤色の何れか一方でも併用してもよい。葉面の照度は７０ｌｘ．以上に保つのが望ましい。

本発明の実施例を用いてさらに詳しく説明する。図１に示したのはレタスの水耕栽培装置である。培養基は栽培槽１から循環ポンプ３によって、循環ライン４を経て再び栽培槽に戻る。循環速度は殺菌効果の持続時間から２時間で１回転とした。循環ライン上にはフィルター２が設置してあり塵埃を除去する。

微酸性電解水による殺菌力の維持は次の通りである。循環ライン上に設置された有効塩素センサー５によって塩素濃度を測定し有効塩素濃度が０．５ｐｐｍを切っている場合はコントローラー７に信号を送り、微酸性電解水生成装置８を駆動して、有効塩素濃度１５ｐｐｍの微酸性電解水を循環ラインに注入した。センサーにより有効塩素濃度が０．５ｐｐｍを超えたことが確認されると注入を止めた。

炭酸ガスは循環ラインを流下する培養液の流量に対する飽和量を超える量を、炭酸ガスボンベ９から、調節弁１０を通して連続的に注入した。炭酸ガスの注入点の下流にはスタティックミキサ６を配置し溶解を促進した。

栽培中連続して赤色及び青色のＬＥＤランプで野菜の上方から光を照射した。

１ 栽培槽
２ 塵埃フィルター
３ 循環ポンプ
４ 循環ライン
５ 有効塩素濃度センサー
６ スタティックミキサ
７ コントローラー
８ 微酸性電解水生成装置
９ 炭酸ガスボンベ
１０ 調節弁
１１ ＬＥＤ照明具

Claims (3)

1. 植物栄養成分を溶解した水溶液を培養基として植物を栽培する方法において、前記培養基に炭酸ガス又は炭酸塩を溶解した培養基を用いることを特徴とする水耕栽培法
2. 微酸性電解水を混合した培養基を用いることを特徴とする請求項１記載の水耕栽培法
3. 照明に赤色ＬＥＤ又は青色ＬＥＤを用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の水耕栽培法

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