JP2014226098A

JP2014226098A - Hydroponic apparatus and hydroponic method

Info

Publication number: JP2014226098A
Application number: JP2013109176A
Authority: JP
Inventors: 和明林田; Kazuaki Hayashida; 祥子山本; Sachiko Yamamoto; 清彦會場; Kiyohiko Aiba; 敦狩野; Atsushi Kano
Original assignee: IAI Corp
Current assignee: IAI Corp
Priority date: 2013-05-23
Filing date: 2013-05-23
Publication date: 2014-12-08
Anticipated expiration: 2033-05-23
Also published as: JP6158592B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently perform hydroponic using nutrient solution such as organic fertilizer liquid.SOLUTION: When nutrient solution 14 supplied into a cultivation tank 11 of a hydroponic apparatus 10 is pooled to the height of a top surface of a liquid discharge path 16, the nutrient solution flows into the liquid discharge path 16. Thus, a water level of the nutrient solution 14 is adjusted to the same height as the height of the top surface of the liquid discharge path 16. A sheet 13 is mounted on a liquid level of the nutrient solution 14 and on the top surface of the liquid discharge path 16. The sheet 13 is a fine mesh-like sheet in which the length of one side of a mesh is 30 μm or more and 80 μm or less. Therefore, the sheet 13 permeates the nutrient solution 14 only by a small amount. Therefore, the sheet 13 is mounted on the liquid level of the nutrient solution 14 so as to float on it.

Description

本発明は、主に有機質肥料液を用いた水耕栽培装置に関し、特に有機質肥料液等の養液と植物の根を特殊な防根透水シートで隔離することによって適切な量の有機質肥料液等の養液を植物の根に供給する水耕栽培装置および水耕栽培方法に関する。 The present invention mainly relates to a hydroponic cultivation apparatus using an organic fertilizer solution, and in particular, an appropriate amount of an organic fertilizer solution by isolating a nutrient solution such as an organic fertilizer solution and a plant root with a special root-proof water-permeable sheet. The present invention relates to a hydroponic cultivation apparatus and a hydroponic cultivation method for supplying a nourishing solution to a plant root.

従来の水耕栽培としては、化学肥料を用いる薄膜型水耕（ＮＦＴ：Nutrient Film Technique）、湛液型水耕（ＤＦＴ：Deep Flow Technique）に代表されるように、無機肥料が溶け込んだ水（養液）を循環させる栽培方式等が用いられている。特許文献１および２に示されるように、養液が蓄えられた養液タンクと、農作物が配置される栽培槽との間で、養液を循環させることで、農作物の根に養分を効率よく供給することができる。 As conventional hydroponics, as shown by thin film hydroponics (NFT: Nutrient Film Technique) using chemical fertilizer and water flow culture (DFT: Deep Flow Technique), water in which inorganic fertilizer is dissolved ( The cultivation method etc. which circulate the nutrient solution are used. As shown in Patent Documents 1 and 2, the nutrient solution is circulated between the nutrient solution tank in which the nutrient solution is stored and the cultivation tank in which the crop is arranged, thereby efficiently supplying nutrients to the roots of the crop. Can be supplied.

特開平５−７４２６号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-7426 特開平９−２２４５０９号公報JP 9-224509 A

しかしながら、特に有機質肥料液を養液として用いる水耕栽培において、従来のＤＦＴでは栽培槽の水深が深いため、根に共生する微生物の影響等により水中根が過繁茂となり、共生する微生物量も著しく増加する。その結果、根圏の酸素不足を招き、根腐れが生じて植物が枯死する。
また、水深が浅く、根への酸素供給が容易であるＮＦＴで栽培したところ、根がマット状に密に発達した。しかし、ＮＦＴは水深が浅く、且つ、ＤＦＴより有機質肥料液等の養液の流量が少ない。このため、密に発達したマット状の根が障害となり、有機質肥料液等の養液の循環が滞って栽培槽から有機質肥料液等の養液がオーバーフローしたり、肥料が全ての苗の根に行き渡らないという事態が生ずる。これによって、栽培槽の上流部（給液部）と下流部（排液部）で液温や溶存酸素濃度（ＤＯ）の差が生ずる。のみならず、有機質肥料液等の養液の濃度にも差が生じて、植物の生育不良を招くという問題があった。 However, especially in hydroponics using organic fertilizer as a nutrient solution, the water depth of the cultivation tank is deep in the conventional DFT, so the roots of the water are overgrown due to the influence of microorganisms symbiotic to the roots, etc. To increase. As a result, oxygen in the rhizosphere is deficient, root rot occurs, and the plant dies.
Moreover, when cultivated with NFT, which has a shallow water depth and easy oxygen supply to the roots, the roots developed densely in a mat shape. However, NFT has a shallow water depth and has a smaller flow rate of nutrient solution such as organic fertilizer solution than DFT. For this reason, the densely developed mat-like roots become an obstacle, the circulation of the nutrient solution such as organic fertilizer solution is delayed, and the nutrient solution such as the organic fertilizer solution overflows from the cultivation tank, or the fertilizer reaches all the seedling roots The situation that it does not spread occurs. Thereby, the difference of liquid temperature and dissolved oxygen concentration (DO) arises in the upstream part (liquid supply part) and downstream part (drainage part) of a cultivation tank. In addition, there is a problem that a difference occurs in the concentration of nutrient solution such as organic fertilizer solution, leading to poor growth of plants.

本発明は、上述の事情の下になされたもので、有機質肥料液等の養液を用いた水耕栽培を効率的に行うことを目的とする。 The present invention has been made under the above circumstances, and an object thereof is to efficiently perform hydroponics using a nutrient solution such as an organic fertilizer solution.

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る水耕栽培装置は、
養液が供給される栽培槽と、
前記栽培槽の内部で、植物の苗を支持する支持手段と、
前記支持手段に支持される前記苗の下方に架設され、前記養液に含まれる微生物が透過可能で、前記苗の根が透過不可能なシートと、
前記シートの上方に位置する前記苗へ、前記シートの下方から前記養液を供給する供給手段と、
を備える。 In order to achieve the above object, the hydroponic cultivation apparatus according to the first aspect of the present invention comprises:
A cultivation tank to which a nutrient solution is supplied;
Support means for supporting plant seedlings inside the cultivation tank;
A sheet that is laid under the seedling supported by the support means, is permeable to microorganisms contained in the nutrient solution, and is not permeable to the roots of the seedling,
Supply means for supplying the nutrient solution from below the sheet to the seedling located above the sheet;
Is provided.

前記栽培槽は排液口を有し、
前記排液口には排液路が接続されており、
前記排液路が直接に前記シートを持ち上げることによって前記養液の水位を調節することとしてもよい。 The cultivation tank has a drainage outlet;
A drainage path is connected to the drainage port,
It is good also as adjusting the water level of the said nutrient solution by the said drainage path lifting the said sheet | seat directly.

前記栽培槽は排液口を有し、
前記排液口には排液路が接続されており、
前記栽培槽を、前記苗が収容される部分と、前記排液口を含む部分に区分し、前記栽培槽内の前記養液の水位を調節する堰部材を備え、
前記シートは、上面が前記苗の根に接触し、下面が前記養液の液面に接触して前記養液を下面側から上面側へ透過させ、前記養液の水位が上下するのに伴って上下し、前記微生物は透過できるが前記苗の根は透過できない大きさの多数の孔を有するシートであることとしてもよい。 The cultivation tank has a drainage outlet;
A drainage path is connected to the drainage port,
The cultivation tank is divided into a part in which the seedling is accommodated and a part including the drainage port, and includes a weir member that adjusts the water level of the nutrient solution in the cultivation tank,
The sheet has an upper surface in contact with the root of the seedling, a lower surface in contact with the liquid level of the nutrient solution and permeate the nutrient solution from the lower surface side to the upper surface side, and the water level of the nutrient solution increases and decreases. It is good also as a sheet | seat which has many holes of the magnitude | size which can permeate | transmit the said microorganisms but cannot permeate | transmit the seedling root.

前記養液を貯留する養液タンクを備え、
前記供給手段は、前記養液タンクの前記養液を前記栽培槽へ供給することとしてもよい。 A nutrient solution tank for storing the nutrient solution,
The supply unit may supply the nutrient solution in the nutrient tank to the cultivation tank.

前記排液路は、前記排液口から排出された前記養液を、前記養液タンクへ戻すこととしてもよい。 The drainage path may return the nutrient solution discharged from the drainage port to the nutrient solution tank.

前記栽培槽の内底面の全面を覆う防水シートを有することとしてもよい。 It is good also as having a waterproof sheet which covers the whole inner bottom face of the cultivation tank.

前記栽培槽の内部において、前記養液が流れる方向とは垂直な方向の前記シートの一端または両端が、前記栽培槽の内面に沿って下方に入り込んでいることとしてもよい。 In the inside of the cultivation tank, one or both ends of the sheet in a direction perpendicular to the direction in which the nutrient solution flows may enter the lower side along the inner surface of the cultivation tank.

前記養液に溶解した肥料は、有機質肥料を含有することとしてもよい。 The fertilizer dissolved in the nutrient solution may contain an organic fertilizer.

前記苗の根は、表面にバイオフィルムが形成されることとしてもよい。 The seedling root may have a biofilm formed on the surface.

前記植物は、果菜類であることとしてもよい。 The plant may be fruit vegetables.

前記植物を前記シートの下から支持する架台を有することとしてもよい。 It is good also as having the mount frame which supports the said plant from the said sheet | seat.

上記目的を達成するために、本発明の第２の観点に係る水耕栽培方法は、
植物を栽培するための水耕栽培方法であって、
微生物は透過できるが前記植物の苗の根は透過できない大きさの多数の孔を有するシートを、前記植物の苗を支持する栽培槽に設ける工程と、
前記植物の苗を、前記シートの上に配置する工程と、
肥料が溶解した養液を前記栽培槽内の前記シートの下に供給する工程と、
を含む。 In order to achieve the above object, the hydroponic cultivation method according to the second aspect of the present invention comprises:
A hydroponics method for cultivating plants,
Providing a sheet having a large number of holes of a size that can penetrate microorganisms but cannot penetrate the roots of the plant seedlings in a cultivation tank that supports the plant seedlings;
Placing the plant seedling on the sheet;
Supplying the nutrient solution in which the fertilizer is dissolved under the sheet in the cultivation tank;
including.

前記シートの前記栽培槽の内底面からの高さを調節する工程を含むこととしてもよい。 It is good also as including the process of adjusting the height from the inner bottom of the cultivation tank of the sheet.

前記肥料は、有機質肥料を含有することとしてもよい。 The fertilizer may contain an organic fertilizer.

前記植物の苗の根の表面にバイオフィルムを形成する工程を含むこととしてもよい。 A step of forming a biofilm on the surface of the root of the plant seedling may be included.

前記苗を、前記シートの上に培土ごと配置することとしてもよい。 The seedlings may be arranged on the sheet together with the culture medium.

本発明によれば、有機質肥料を含む有機質肥料液等の養液と植物の根を特殊な防根透水シートで隔離することによって、有機質肥料液等の養液を用いた水耕栽培を効率的に行うことができる。
本発明の他の効果として、植物の根が防根透水シート上面に沿って伸びるので、植物の根に大気中の酸素が取り込み易くなるとともに、根腐れなどの病害が防止される。
本発明の他の効果として、防根透水シ−ト内の養液に植物の根が入り込まないことにより、養液は滞ることなく循環することができるので、循環する養液の濃度、温度および溶存酸素濃度は均一化され、同時に栽培する栽培槽の全ての植物を均一的に生長させることができる。
本発明の他の効果として、養液の水面の高さを調節することによって根にかかる水分ストレスを変化させ、植物の生長を調整することができる。 According to the present invention, the hydroponics using an nutrient solution such as an organic fertilizer solution can be efficiently performed by isolating the nutrient solution such as an organic fertilizer solution containing the organic fertilizer and the plant root with a special root-proof permeation sheet. Can be done.
As another effect of the present invention, since the root of the plant extends along the top surface of the water-proof permeation sheet, oxygen in the atmosphere is easily taken into the root of the plant, and diseases such as root rot are prevented.
As another effect of the present invention, since the root of the plant does not enter the nutrient solution in the root-permeable permeated sheet, the nutrient solution can be circulated without stagnation. The dissolved oxygen concentration is made uniform, and all the plants in the cultivation tank to be grown at the same time can be grown uniformly.
As another effect of the present invention, the water stress applied to the roots can be changed by adjusting the height of the water surface of the nutrient solution to adjust the growth of the plant.

本発明の実施形態１に係る水耕栽培装置の全体構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the whole structure of the hydroponic cultivation apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図１の２−２断面図である。It is 2-2 sectional drawing of FIG. 支持ボードの斜視図である。It is a perspective view of a support board. 支持ボードの平面図である。It is a top view of a support board. 本発明の実施形態２に係る水耕栽培装置の全体構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the whole structure of the hydroponic cultivation apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. 図５の６−６断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view taken along 6-6 in FIG. 5. 本発明の実施形態３に係る水耕栽培装置のＹ−Ｚ方向の断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cross section of the YZ direction of the hydroponic cultivation apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、理解を容易にするため、ＸＹＺ座標を設定し、適宜参照する。図中、矢印Ｚは、垂直方向を指す。矢印ＸおよびＹは、水平方向を指す。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In order to facilitate understanding, XYZ coordinates are set and referred to as appropriate. In the figure, the arrow Z indicates the vertical direction. Arrows X and Y point in the horizontal direction.

［実施形態１］
図１は、本実施形態１に係る水耕栽培装置１０の全体構成を示す図である。図１に示されるように、水耕栽培装置１０は、栽培槽１１と、シート１３と、支持ボード１７と、架台１８と、防水シート１９と、肥料が溶解した養液１４を栽培槽１１内に供給する供給手段２０とを備える。供給手段２０は、養液タンク２１と、給液ポンプ２２と、給液配管２３、２３ａとから構成される。養液タンク２１には、養液１４内に空気を送り込むために、図示しない曝気装置が設けられている。給液配管２３、２３ａは、塩化ビニル樹脂製のパイプである。 [Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a hydroponic cultivation apparatus 10 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the hydroponic cultivation apparatus 10 includes a cultivation tank 11, a sheet 13, a support board 17, a mount 18, a waterproof sheet 19, and a nutrient solution 14 in which a fertilizer is dissolved in the cultivation tank 11. Supply means 20 for supplying to the apparatus. The supply means 20 includes a nutrient solution tank 21, a liquid supply pump 22, and liquid supply pipes 23 and 23a. The nutrient solution tank 21 is provided with an aeration device (not shown) in order to send air into the nutrient solution 14. The liquid supply pipes 23 and 23a are pipes made of vinyl chloride resin.

栽培槽１１は、上方が開放された、長手方向をＸ方向とする箱形の水槽である。栽培槽１１は、その内底面１１ａの−Ｘ側の端に排液口１２を有している。排液口１２には、排液路１６が接続されている。 The cultivation tank 11 is a box-shaped water tank whose upper direction is opened and whose longitudinal direction is the X direction. The cultivation tank 11 has a drainage port 12 at the end of the inner bottom surface 11a on the −X side. A drainage path 16 is connected to the drainage port 12.

本実施形態１の栽培槽１１は、厚さ２５ｍｍのスタイロフォーム（登録商標）で作製されている。スタイロフォームは、ダウ化工（株）製の特殊発泡スチロールである。スタイロフォームは、軽くて強度が高く、耐水性にも優れている。なお、栽培槽１１を作製するための発泡スチロールは、スタイロフォームに限られるものではなく、軽量で断熱性のあるものであればよい。栽培槽１１は、このスタイロフォームの板で組み立てられている。栽培槽１１は、図示しないアルミ製プロファイルの支持台上に載置されている。なお、支持台は、金属製の直管パイプで構成してもよい。 The cultivation tank 11 of the first embodiment is made of Styrofoam (registered trademark) with a thickness of 25 mm. Styrofoam is a special foamed polystyrene manufactured by Dow Chemical. Styrofoam is light and strong, with excellent water resistance. In addition, the expanded polystyrene for producing the cultivation tank 11 is not restricted to a styrofoam, What is necessary is just a lightweight and heat insulating property. The cultivation tank 11 is assembled with this styrofoam plate. The cultivation tank 11 is placed on a support base of an aluminum profile (not shown). In addition, you may comprise a support stand with a metal straight pipe.

シート１３は、長方形の織物からなるシートである。シート１３の大きさは、１２５ｃｍ×３００ｃｍである。シート１３は、微生物および養液１４は透過できるが、苗Ｐの根Ｐ１は透過できない大きさの多数の孔を有する。なお、本実施形態１においては、シート１３はメッシュ状の織物であり、ここでいう「孔」とはより厳密には「網目」である。
シート１３の−Ｘ側の端には、排液口１２に排液路１６が設けられて高さが調節される。すなわち、排液路１６の上面の高さ位置は、任意に調節可能となっている。 The sheet 13 is a sheet made of a rectangular woven fabric. The size of the sheet 13 is 125 cm × 300 cm. The sheet 13 has a large number of holes that are permeable to microorganisms and nutrient solution 14 but cannot penetrate the root P1 of the seedling P. In the first embodiment, the sheet 13 is a mesh-like woven fabric, and the “hole” here is more strictly “mesh”.
At the end of the sheet 13 on the −X side, a drainage passage 16 is provided in the drainage port 12 to adjust the height. That is, the height position of the upper surface of the drainage channel 16 can be arbitrarily adjusted.

細菌の大きさは典型的には２μｍ以上３μｍ以下の範囲内にあり、広くても１μｍ以上１０μｍ以下の範囲内である。苗の根は、例えばトマトの根で最も細くても直径１ｍｍ程度である。したがって、シート１３の網目の一辺の長さは、１０μｍ以上８００μｍ以下である。シート１３の網目は、一辺の長さが１５μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。また、シート１３の網目は、一辺の長さが２０μｍ以上２００μｍ以下であることがより好ましい。さらに確実に、微生物（および養液１４）を通して苗Ｐの根Ｐ１を通さないためには、網目の一辺の長さが３０μｍ以上８０μｍ以下であることが好ましい。 The size of the bacteria is typically in the range of 2 μm to 3 μm, and at most 1 μm to 10 μm. The root of the seedling is, for example, about 1 mm in diameter even if it is the thinnest root of the tomato. Therefore, the length of one side of the mesh of the sheet 13 is 10 μm or more and 800 μm or less. The mesh of the sheet 13 preferably has a side length of 15 μm or more and 500 μm or less. The mesh of the sheet 13 is more preferably 20 μm or more and 200 μm or less on one side. In order to ensure that the root P1 of the seedling P does not pass through the microorganisms (and the nutrient solution 14), the length of one side of the mesh is preferably 30 μm or more and 80 μm or less.

本実施形態１においては、シート１３として、東洋紡（株）製の防根透水シート（品番ＢＫＳ０８１２）を用いている。この防根透水シートの網目の一辺の長さは、３０μｍ以上８０μｍ以下である。 In the first embodiment, as the sheet 13, a root-proof water-permeable sheet (product number BKS0812) manufactured by Toyobo Co., Ltd. is used. The length of one side of the mesh of this root-proof water-permeable sheet is 30 μm or more and 80 μm or less.

栽培槽１１内に供給された養液１４は、排液路１６上面の高さまで溜まると、排液路１６内に流れ込む。これにより、養液１４の水位は、排液路１６上面の高さと同じ高さに調節される。養液１４の液面上および排液路１６の上面の上に、シート１３が載置される。上述したように、シート１３は網目の一辺の長さが３０μｍ以上８０μｍ以下の細かいメッシュ状のシートである。このため、シート１３は、養液１４を少量ずつしか透過させない。これにより、シート１３は、養液１４の液面上に浮かぶように載置される。シート１３のＸ方向の長さは、栽培槽１１のＸ方向の長さより長い。シート１３のＸ方向の両端は、栽培槽１１の外側に垂れ下がっている。 When the nutrient solution 14 supplied into the cultivation tank 11 is accumulated up to the height of the upper surface of the drainage channel 16, it flows into the drainage channel 16. Thereby, the water level of the nutrient solution 14 is adjusted to the same height as the height of the upper surface of the drainage passage 16. The sheet 13 is placed on the liquid surface of the nutrient solution 14 and the upper surface of the drainage path 16. As described above, the sheet 13 is a fine mesh-like sheet having a side length of 30 to 80 μm. For this reason, the sheet | seat 13 permeate | transmits the nutrient solution 14 only little by little. Thereby, the sheet 13 is placed so as to float on the liquid surface of the nutrient solution 14. The length of the sheet 13 in the X direction is longer than the length of the cultivation tank 11 in the X direction. Both ends of the sheet 13 in the X direction hang down outside the cultivation tank 11.

図２は、図１の２−２断面図である。図２に示されるように、苗Ｐの根Ｐ１の下方、且つ、栽培槽１１の長手方向（Ｘ方向）には、苗Ｐを支えるための架台１８が載置されている。また、架台１８を含めて栽培槽１１全体が防水シート１９によって覆われている。防水シート１９は、栽培槽１１のＹ方向の長さ（幅）より長く、防水シート１９の両端は、栽培槽１１の外側に垂れ下がっている。また、防水シート１９に覆われた栽培槽１１内を循環する養液１４の上面全面は、さらにシート１３によって覆われている。シート１３のＹ方向の長さ（幅）は、栽培槽１１のＹ方向の長さ（幅）より長い。Ｙ方向についても、シート１３の両端は、栽培槽１１の外側に垂れ下がっている。なお、栽培の初期には、苗Ｐは支持ボード１７により支持されるが、その後はシート１３により支持される。生長した植物の重量によってシート１３が撓まないように、栽培の後期には、錘としてシート１３の両端に、Ｘ方向に沿ってパイプＷが取り付けられる。パイプＷの重さは、シート１３が養液１４の液面から離れないように調節される。また、架台１８が苗Ｐの下方に載置されることによって、苗Ｐが生長して重量が大きくなっても、架台１８によって支えられるのでシート１３の中央部分が凹むことはない。 2 is a cross-sectional view taken along line 2-2 of FIG. As shown in FIG. 2, a stand 18 for supporting the seedling P is placed below the root P 1 of the seedling P and in the longitudinal direction (X direction) of the cultivation tank 11. The entire cultivation tank 11 including the gantry 18 is covered with a waterproof sheet 19. The waterproof sheet 19 is longer than the length (width) in the Y direction of the cultivation tank 11, and both ends of the waterproof sheet 19 hang from the outside of the cultivation tank 11. The entire upper surface of the nutrient solution 14 circulating in the cultivation tank 11 covered with the waterproof sheet 19 is further covered with the sheet 13. The length (width) of the sheet 13 in the Y direction is longer than the length (width) of the cultivation tank 11 in the Y direction. Also about the Y direction, the both ends of the sheet | seat 13 are hung on the outer side of the cultivation tank 11. FIG. In addition, at the initial stage of cultivation, the seedling P is supported by the support board 17, but thereafter is supported by the sheet 13. Pipes W are attached to both ends of the sheet 13 as weights along the X direction so that the sheet 13 does not bend due to the weight of the grown plant. The weight of the pipe W is adjusted so that the sheet 13 does not leave the liquid surface of the nutrient solution 14. Further, since the gantry 18 is placed below the seedling P, even if the seedling P grows and its weight increases, the pedestal 18 is supported by the gantry 18 and therefore the central portion of the seat 13 is not recessed.

排液路１６の上面の高さを変えることにより、後述するように、苗Ｐの根Ｐ１にかかる水分ストレスを調節することができる。本実施形態１においては、排液路１６の長さの異なる数種類のものを用意し、これらを交換することによって排液路１６の上面の高さを変えている。なお、排液路１６を昇降可能な構造として、排液路１６の上面の高さを変えられるようにしてもよい。 By changing the height of the upper surface of the drainage path 16, the water stress applied to the root P1 of the seedling P can be adjusted as will be described later. In the first embodiment, several types of drainage passages 16 having different lengths are prepared, and the height of the upper surface of the drainage passage 16 is changed by exchanging them. In addition, you may make it change the height of the upper surface of the drainage path 16 as a structure which can raise / lower the drainage path 16.

栽培槽１１内には、支持ボード１７が設置されている。図３は、支持ボード１７の部分斜視図である。図４は、支持ボード１７の平面図である。図３、図４に示されるように、支持ボード１７は、Ｘ方向の長さＸ１が１０００ｍｍであり、Ｙ方向の幅Ｙ１が３００ｍｍであり、Ｚ方向の厚みＺ１が１５ｍｍの長方形の板である。支持ボード１７は、材質がスタイロフォームからなる板である。 A support board 17 is installed in the cultivation tank 11. FIG. 3 is a partial perspective view of the support board 17. FIG. 4 is a plan view of the support board 17. 3 and 4, the support board 17 is a rectangular plate having a length X1 in the X direction of 1000 mm, a width Y1 in the Y direction of 300 mm, and a thickness Z1 in the Z direction of 15 mm. . The support board 17 is a plate made of styrofoam.

図４に示されるように、支持ボード１７には、Ｘ方向に１０個の支持孔１７ａが等間隔に形成されている。本実施形態１においては、支持孔１７ａのピッチ（株間）Ｄ１が１００ｍｍであり、支持孔１７ａの孔径Ｄ２が２５ｍｍである。支持ボード１７は、Ｙ方向（幅方向）の両端が栽培槽１１の内面に嵌め込まれることにより、栽培槽１１に固定される。 As shown in FIG. 4, the support board 17 has ten support holes 17a formed at equal intervals in the X direction. In the first embodiment, the pitch (between strains) D1 of the support holes 17a is 100 mm, and the hole diameter D2 of the support holes 17a is 25 mm. The support board 17 is fixed to the cultivation tank 11 by fitting both ends in the Y direction (width direction) into the inner surface of the cultivation tank 11.

このような構成を有する水耕栽培装置１０において、農作物を始めとする植物の水耕栽培が行われる。 In the hydroponic cultivation apparatus 10 having such a configuration, hydroponic cultivation of plants including agricultural crops is performed.

図１に示されるように、支持ボード１７は、栽培の最初の段階において、苗Ｐを支持する。苗Ｐは、例えば培土から発芽したトマトの苗を、株ごとに切り分けて、苗Ｐの根Ｐ１の周囲を覆う培土Ｐ２ごと取り出したものである。苗Ｐの根Ｐ１の周囲は、破線で示される培土Ｐ２によって覆われている。培土Ｐ２が、支持孔１７ａに嵌合することによって、苗Ｐは、支持ボード１７に支持される。 As shown in FIG. 1, the support board 17 supports the seedling P in the first stage of cultivation. The seedling P is, for example, a tomato seedling that has sprouted from the cultivation soil, which is cut for each strain and taken out together with the cultivation soil P2 that covers the periphery of the root P1 of the seedling P. The periphery of the root P1 of the seedling P is covered with the soil P2 indicated by a broken line. The seedling P is supported by the support board 17 by the culture soil P2 fitting in the support hole 17a.

苗Ｐの根Ｐ１がシート１３の上面に接触するように、支持ボード１７の高さが調節される。支持ボード１７の高さは、支持ボード１７のＹ方向（幅方向）の両端が栽培槽１１の内面に嵌合する位置をＺ方向にずらすことにより調節される。 The height of the support board 17 is adjusted so that the root P 1 of the seedling P contacts the upper surface of the sheet 13. The height of the support board 17 is adjusted by shifting the position where both ends in the Y direction (width direction) of the support board 17 are fitted to the inner surface of the cultivation tank 11 in the Z direction.

本実施形態１においては、養液１４に溶解させる肥料として、有機質肥料を用いている。具体的には、微生物源として土壌およびバーク堆肥、有機質肥料としてコーンスティープリカー、ぼかし肥、魚粉、油粕、米糠、かつお煮汁、メタン消化液、家畜糞尿等、又はこれらの混合物等の種々の肥料を混合して、一定期間培養した養液を作製している。養液１４は、給液ポンプ２２により養液タンク２１から給液配管２３ａ（汲み上げ配管）を介して汲み上げられ、給液配管２３を介して栽培槽１１内に供給される。 In the first embodiment, an organic fertilizer is used as a fertilizer to be dissolved in the nutrient solution 14. Specifically, various fertilizers such as soil and bark compost as microbial sources, corn steep liquor, blurred fertilizer, fish meal, rice bran, rice bran, bonito soup, methane digestive juice, livestock manure, etc., or mixtures thereof as organic fertilizers A nutrient solution that is mixed and cultured for a certain period of time is prepared. The nutrient solution 14 is pumped up from the nutrient solution tank 21 by a feed pump 22 through a feed pipe 23 a (pumping pipe), and is supplied into the cultivation tank 11 through the feed pipe 23.

シート１３の下から上面に浸み出してくる養液１４を、苗Ｐの根Ｐ１が吸収して苗Ｐおよび根Ｐ１が生長する。その時点では、図１に示されるように、根Ｐ１が十分生長し、シート１３の上面に張り巡らされているため、苗Ｐはシート１３によって支持される。なお、根Ｐ１はシート１３の上面のＹ方向にも幅広く生長するため、植物の重量はシート１３のＹ方向の全体にかかり、シート１３のＹ方向の中央部分が凹むことはない。 The nourishing liquid 14 oozing out from the bottom of the sheet 13 is absorbed by the root P1 of the seedling P, and the seedling P and the root P1 grow. At that time, as shown in FIG. 1, since the root P 1 has grown sufficiently and is stretched around the upper surface of the sheet 13, the seedling P is supported by the sheet 13. Since the root P1 grows widely also in the Y direction on the upper surface of the sheet 13, the weight of the plant is applied to the entire Y direction of the sheet 13, and the central portion of the sheet 13 in the Y direction is not recessed.

植物の生長に応じて、排液路１６の上面の高さが調節される。排液路１６の上面の高さを高くすると、栽培槽１１内の養液１４の液面が上昇する。これにより、栽培槽１１の内底面１１ａの単位面積当たりにかかる水圧が増大する。この反作用により、栽培槽１１の内底面１１ａから養液１４にかかる圧力も増大する。パスカルの原理により、栽培槽１１内の養液１４の全ての方向にかかる圧力が同様に増大する。これにより、養液１４の液面からシート１３にかかる圧力も増大する。その結果、単位時間当たりにシート１３を透過する養液１４の量が増加する。したがって、苗Ｐの根Ｐ１にかかる水分ストレスは小さくなる。 The height of the upper surface of the drainage channel 16 is adjusted according to the growth of the plant. When the height of the upper surface of the drainage path 16 is increased, the liquid level of the nutrient solution 14 in the cultivation tank 11 rises. Thereby, the water pressure applied per unit area of the inner bottom surface 11a of the cultivation tank 11 increases. By this reaction, the pressure applied to the nutrient solution 14 from the inner bottom surface 11a of the cultivation tank 11 also increases. Due to the principle of Pascal, the pressure applied in all directions of the nutrient solution 14 in the cultivation tank 11 is similarly increased. Thereby, the pressure applied to the sheet 13 from the liquid level of the nutrient solution 14 also increases. As a result, the amount of nutrient solution 14 that permeates the sheet 13 per unit time increases. Therefore, the water stress applied to the root P1 of the seedling P is reduced.

一方、排液路１６の上面の高さを低くした場合には、栽培槽１１の内底面１１ａの単位面積当たりにかかる水圧が減少する。これにより、養液１４の液面からシート１３にかかる圧力も減少する。その結果、単位時間当たりにシート１３を透過する養液１４の量が減少する。したがって、苗Ｐの根Ｐ１にかかる水分ストレスは大きくなる。このように、水分ストレスを変化させることによって植物の生長を調節することができるので、適切な草勢を維持することができる。 On the other hand, when the height of the upper surface of the drainage channel 16 is lowered, the water pressure applied per unit area of the inner bottom surface 11a of the cultivation tank 11 decreases. Thereby, the pressure applied to the sheet 13 from the liquid level of the nutrient solution 14 also decreases. As a result, the amount of nutrient solution 14 that permeates the sheet 13 per unit time decreases. Therefore, the water stress applied to the root P1 of the seedling P is increased. Thus, since the growth of a plant can be adjusted by changing the water stress, an appropriate grass strength can be maintained.

養液１４はシート１３の下から少しずつ上面に浸み出してくるため、根Ｐ１は養液１４中に深く潜った状態とはならず、根Ｐ１の下半面のみが養液１４に浸された状態が維持される。根Ｐ１は、シート１３の上面に沿って張り巡らされ、一面に拡がる。シート１３は根Ｐ１を透過させないため、養液１４中に根Ｐ１が生い茂ることはない。また、根Ｐ１の上半面は空気に曝されているため、根Ｐ１の酸素不足が起こるおそれもない。 Since the nutrient solution 14 gradually oozes from the bottom of the sheet 13 to the upper surface, the root P1 is not deeply submerged in the nutrient solution 14, and only the lower half of the root P1 is immersed in the nutrient solution 14. Maintained. The root P1 is stretched along the upper surface of the sheet 13 and spreads over the entire surface. Since the sheet | seat 13 does not permeate | transmit the root P1, the root P1 does not overgrow in the nutrient solution 14. FIG. Moreover, since the upper half surface of the root P1 is exposed to air, there is no possibility that oxygen shortage of the root P1 occurs.

これにより、養液中に根が生い茂ることによって溶存酸素（ＤＯ）が不足すること、根が生い茂ることによって養液の流れが妨害されること、それらによって植物の生育不良が起こること、根腐れが起こること、といった従来の水耕栽培の問題点を全て解消することができる。 As a result, the lack of dissolved oxygen (DO) due to the growth of roots in the nutrient solution, the flow of nutrient solution being obstructed by the growth of roots, the failure of plant growth due to them, and root decay All the problems of conventional hydroponics such as what happens can be solved.

また、微生物も養液１４とともにシート１３を透過する。この結果、根Ｐ１の表面には多種多様な微生物の棲みかであるバイオフィルムが形成される。バイオフィルムの中には硝化菌が含まれることから、養液１４に溶解した有機質肥料が分解されて無機化される。無機化により得られた硝化成分が、根Ｐ１に吸収される。さらに、本発明者らは、バイオフィルムが静菌作用を有することを実験により確認した。このため、バイオフィルムが形成された根Ｐ１は、例えばトマト等のナス科の果菜類に重大な被害をもたらす青枯れ病菌等の侵入を防御することができる。 Microorganisms also pass through the sheet 13 together with the nutrient solution 14. As a result, a biofilm is formed on the surface of the root P1, which is a itch of various microorganisms. Since biofilm contains nitrifying bacteria, the organic fertilizer dissolved in the nutrient solution 14 is decomposed and mineralized. The nitrification component obtained by mineralization is absorbed by the root P1. Furthermore, the present inventors have confirmed through experiments that the biofilm has a bacteriostatic effect. For this reason, the root P1 on which the biofilm is formed can prevent invasion of bacterial wilt or the like causing serious damage to fruit vegetables of the solanaceous family such as tomato.

このように、本実施形態１の水耕栽培装置１０においては、根Ｐ１の表面にバイオフィルムが形成されるため、有機質肥料が溶解した養液１４を用いて苗Ｐを水耕栽培することができる。すなわち、化学肥料を用いる必要がないので環境負荷を低減することができる。 Thus, in the hydroponic cultivation apparatus 10 of this Embodiment 1, since a biofilm is formed on the surface of the root P1, it is possible to hydroponic the seedling P using the nutrient solution 14 in which the organic fertilizer is dissolved. it can. That is, since it is not necessary to use chemical fertilizer, the environmental load can be reduced.

また、上述したように、排液路１６の上面の高さを変えることにより、苗Ｐの根Ｐ１にかかる水分ストレスが調節される。したがって、適度の水分ストレスを与えることによって、植物がイチゴ、トマト等の果菜類の場合には、その果実の糖度および機能性成分を高くすることができるので、品質の向上につながる。さらに、結実時に果実にひび割れが生ずる事態が防止される。その他の植物の場合にも、適度の水分ストレスを与えることによって、植物が良好に生育する。 Further, as described above, the water stress applied to the root P1 of the seedling P is adjusted by changing the height of the upper surface of the drainage channel 16. Therefore, when the plant is a fruit vegetable such as a strawberry or a tomato, the sugar content and functional components of the fruit can be increased by applying an appropriate water stress, leading to an improvement in quality. Furthermore, the situation where the fruit is cracked at the time of fruiting is prevented. In the case of other plants, the plant grows well by applying a moderate water stress.

［実施形態２］
図５は、本実施形態２に係る水耕栽培装置３０の全体構成を示す図である。図５に示されるように、水耕栽培装置３０は、上記実施形態１と同様に、栽培槽３１と、シート３３と、支持ボード３７と、架台３８と、防水シート３９と、肥料が溶解した養液３４を栽培槽３１内に供給する供給手段２０とを備える。上記実施形態１と同様に、供給手段２０は、養液タンク２１と、給液ポンプ２２と、給液配管２３、２３ａとから構成される。 [Embodiment 2]
FIG. 5 is a diagram illustrating an overall configuration of the hydroponic cultivation apparatus 30 according to the second embodiment. As shown in FIG. 5, the hydroponic cultivation apparatus 30 has the cultivation tank 31, the sheet 33, the support board 37, the mount 38, the waterproof sheet 39, and the fertilizer dissolved as in the first embodiment. Supply means 20 for supplying nutrient solution 34 into cultivation tank 31 is provided. Similarly to the first embodiment, the supply unit 20 includes a nutrient solution tank 21, a liquid supply pump 22, and liquid supply pipes 23 and 23a.

本実施形態２に係る水耕栽培装置３０が、上記実施形態１と異なる点は、栽培槽３１の構造と、シート３３の設置方法である。 The hydroponic cultivation apparatus 30 according to the second embodiment is different from the first embodiment in the structure of the cultivation tank 31 and the installation method of the sheet 33.

栽培槽３１は、上方が開放された、長手方向をＸ方向とする箱形の水槽である。この栽培槽３１は、例えば繊維強化プラスチック（Fiber Reinforced Plastic、以下「ＦＲＰ」という。）、ポリプロピレン、ポリカーボネート等のプラスチック材料を用いて作製することができる。本実施形態２においては、ＦＲＰを用いて栽培槽３１を作製している。栽培槽３１は、その内底面３１ａの−Ｘ側の一端に排液口３２を有している。排液口３２には、排液路３６が接続されている。 The cultivation tank 31 is a box-shaped water tank whose upper direction is opened and whose longitudinal direction is the X direction. The cultivation tank 31 can be manufactured using a plastic material such as fiber reinforced plastic (hereinafter referred to as “FRP”), polypropylene, or polycarbonate. In this Embodiment 2, the cultivation tank 31 is produced using FRP. The cultivation tank 31 has a drainage port 32 at one end of the inner bottom surface 31a on the −X side. A drainage path 36 is connected to the drainage port 32.

栽培槽３１には、堰部材３５が設けられている。堰部材３５は、排液口３２の＋Ｘ側に配置され、栽培槽３１を、養液３４が貯えられ、苗Ｐが収容される部分と、養液３４が排出される部分に２分する。栽培槽３１内に供給された養液３４は、堰部材３５の高さまで溜まると堰部材３５を越えて、排液口３２側に溢れ出す。これにより、養液３４の水位は、堰部材３５の高さと同じ高さに調節される。 The cultivation tank 31 is provided with a weir member 35. The weir member 35 is disposed on the + X side of the drainage port 32, and divides the cultivation tank 31 into a portion where the nutrient solution 34 is stored and the seedling P is accommodated and a portion where the nutrient solution 34 is discharged. When the nutrient solution 34 supplied into the cultivation tank 31 is accumulated up to the height of the dam member 35, it overflows the dam member 35 and overflows toward the drainage port 32. Thereby, the water level of the nutrient solution 34 is adjusted to the same height as the height of the weir member 35.

シート３３は、長方形の織物からなるシートである。シート３３の大きさは、３００ｃｍ×１２５ｃｍである。シート３３は、微生物および養液３４は透過できるが、苗Ｐの根Ｐ１は透過できない大きさの多数の網目を有する。本実施形態２においては、シート３３として、東洋紡（株）製の防根透水シート（品番ＢＫＳ０８１２）を用いている。この防根透水シートの網目の一辺の長さは、３０μｍ以上８０μｍ以下である。養液３４の液面上および堰部材３５の上に、シート３３が載置される。 The sheet 33 is a sheet made of a rectangular fabric. The size of the sheet 33 is 300 cm × 125 cm. The sheet 33 has a large number of meshes having a size that allows the microorganisms and the nutrient solution 34 to permeate but does not allow the root P1 of the seedling P to permeate. In the second embodiment, a root-proof water-permeable sheet (product number BKS0812) manufactured by Toyobo Co., Ltd. is used as the sheet 33. The length of one side of the mesh of this root-proof water-permeable sheet is 30 μm or more and 80 μm or less. The sheet 33 is placed on the liquid surface of the nutrient solution 34 and on the weir member 35.

本実施形態２においては、栽培槽３１は、排液口３２以外に、内底面３１ａに設けられた排出路４１を有する。排出路４１は、排出バルブ４２によって開閉可能である。 In the second embodiment, the cultivation tank 31 has a discharge path 41 provided on the inner bottom surface 31 a in addition to the drainage port 32. The discharge path 41 can be opened and closed by a discharge valve 42.

図６は、図５の６−６断面図である。図６に示されるように、苗Ｐの根Ｐ１の下方、且つ、栽培槽３１の長手方向（Ｘ方向）には、苗Ｐを支えるための架台３８が載置されている。また、架台３８を含めて栽培槽３１全体が防水シート３９によって覆われている。防水シート３９は、栽培槽３１のＹ方向の長さ（幅）より長く、防水シート３９の両端は、栽培槽３１の外側に垂れ下がっている。また、防水シート３９に覆われた栽培槽３１内を循環する養液３４の上面全面は、さらにシート３３によって覆われている。 6 is a cross-sectional view taken along the line 6-6 in FIG. As shown in FIG. 6, a stand 38 for supporting the seedling P is placed below the root P 1 of the seedling P and in the longitudinal direction (X direction) of the cultivation tank 31. The entire cultivation tank 31 including the gantry 38 is covered with a waterproof sheet 39. The waterproof sheet 39 is longer than the length (width) of the cultivation tank 31 in the Y direction, and both ends of the waterproof sheet 39 hang from the outside of the cultivation tank 31. Further, the entire upper surface of the nutrient solution 34 circulating in the cultivation tank 31 covered with the waterproof sheet 39 is further covered with a sheet 33.

本実施形態２においては、シート３３は、図６に示されるように、Ｙ−Ｚ断面が袋状になるように、栽培槽３１内に設置される。これにより、袋状に設置されたシート３３の内部に養液３４が充填されたような状態となる。すなわち、栽培槽３１の内部において、養液３４が流れる方向であるＸ方向とは垂直な方向であるＹ方向の、シート３３の一端が、栽培槽３１の内面に沿って下方に入り込んでいる。 In this Embodiment 2, the sheet | seat 33 is installed in the cultivation tank 31 so that a YZ cross section may become a bag shape, as FIG. 6 shows. Thereby, it will be in the state where the nutrient solution 34 was filled into the inside of the sheet | seat 33 installed in the bag shape. That is, in the cultivation tank 31, one end of the sheet 33 in the Y direction, which is a direction perpendicular to the X direction in which the nutrient solution 34 flows, enters the lower side along the inner surface of the cultivation tank 31.

このような構成を有する水耕栽培装置３０において、農作物を始めとする植物の水耕栽培が行われる。図５に示されるように、上記支持ボード１７と同様の支持ボード３７が、栽培槽３１の中に、設置されている。この支持ボード３７の支持孔３７ａの中に、苗Ｐが配置される。具体的には、図５に示されるように、支持孔３７ａに、破線で示される培土Ｐ２が嵌合する。これにより、苗Ｐが、支持ボード３７に支持される。 In the hydroponic cultivation apparatus 30 having such a configuration, hydroponic cultivation of plants such as agricultural crops is performed. As shown in FIG. 5, a support board 37 similar to the support board 17 is installed in the cultivation tank 31. A seedling P is disposed in the support hole 37 a of the support board 37. Specifically, as shown in FIG. 5, the soil P2 indicated by a broken line is fitted into the support hole 37a. Thereby, the seedling P is supported by the support board 37.

ここで、苗Ｐの根Ｐ１がシート３３の上面に接触するように、支持ボード３７の高さが調節される。支持ボード３７の高さは、支持ボード３７のＹ方向（幅方向）の両端が栽培槽３１の内面に嵌合する位置をＺ方向にずらすことにより調節される。 Here, the height of the support board 37 is adjusted so that the root P 1 of the seedling P contacts the upper surface of the sheet 33. The height of the support board 37 is adjusted by shifting the position where both ends in the Y direction (width direction) of the support board 37 are fitted to the inner surface of the cultivation tank 31 in the Z direction.

給液ポンプ２２が駆動して、養液３４が養液タンク２１から給液配管２３ａを介して汲み上げられ、給液配管２３を介して栽培槽３１内に供給される。シート３３は少量ずつしか養液３４を透過しないため、シート３３の下面から上面へ浸み出すように養液３４が供給される。 The liquid supply pump 22 is driven, and the nutrient solution 34 is pumped up from the nutrient solution tank 21 through the solution supply pipe 23 a and supplied into the cultivation tank 31 through the solution supply pipe 23. Since the sheet 33 penetrates the nutrient solution 34 little by little, the nutrient solution 34 is supplied so as to ooze from the lower surface of the sheet 33 to the upper surface.

シート３３の下から上面に浸み出してくる養液３４を、苗Ｐの根Ｐ１が吸収して苗Ｐおよび根Ｐ１が生長する。その時点では、図５に示されるように、根Ｐ１が十分生長してシート３３の上面に張り巡らされているため、苗Ｐはシート３３によって支持される。なお、架台３８が載置されているので、苗Ｐが生長して重量が大きくなっても、架台３８によって支えられるのでシート３３の中央部分が凹むことはない。 The nutrient solution 34 oozing out from the bottom of the sheet 33 is absorbed by the root P1 of the seedling P, and the seedling P and the root P1 grow. At that time, as shown in FIG. 5, since the root P 1 is sufficiently grown and stretched around the upper surface of the sheet 33, the seedling P is supported by the sheet 33. Since the gantry 38 is placed, even if the seedling P grows and its weight increases, the center portion of the seat 33 is not recessed because it is supported by the gantry 38.

また、上述したように、栽培槽３１の内部において、養液３４が流れる方向であるＸ方向とは垂直な方向であるＹ方向の、シート３３の一端が、栽培槽３１の内面に沿って下方に入り込んでいる。これにより、図６において、根Ｐ１がＹ方向に生長して栽培槽３１の内壁に達しても、隙間３３ａから下方に、さらに根Ｐ１が生長することができる。したがって、根Ｐ１の生長範囲をより広くすることができる。 Moreover, as above-mentioned, in the inside of the cultivation tank 31, the end of the sheet | seat 33 of the Y direction which is a direction perpendicular | vertical to the X direction which is the direction through which the nutrient solution 34 flows is downward along the inner surface of the cultivation tank 31. I'm stuck in. Thereby, in FIG. 6, even if the root P1 grows in the Y direction and reaches the inner wall of the cultivation tank 31, the root P1 can further grow downward from the gap 33a. Therefore, the growth range of the root P1 can be made wider.

植物の生長に応じて、堰部材３５の高さが調節され、植物に水分ストレスが与えられる。本実施形態２の水耕栽培装置３０においては、排出バルブ４２を開閉することによっても、植物に与えられる水分ストレスが調節される。排出路４１および排出バルブ４２は、堰部材３５を交換することなく、養液３４の水位を調節する役割をする。 According to the growth of the plant, the height of the weir member 35 is adjusted, and moisture stress is given to the plant. In the hydroponic cultivation apparatus 30 of the second embodiment, the water stress applied to the plant is also adjusted by opening and closing the discharge valve 42. The discharge path 41 and the discharge valve 42 serve to adjust the water level of the nutrient solution 34 without replacing the weir member 35.

排出バルブ４２を開いて、養液３４の水位を低くすると、栽培槽３１の内底面３１ａの単位面積当たりにかかる水圧が減少する。これにより、養液３４の液面からシート３３にかかる圧力も減少する。その結果、単位時間当たりにシート３３を透過する養液１４の量が減少する。したがって、苗Ｐの根Ｐ１にかかる水分ストレスは大きくなる。このように、水分ストレスを変化させることによって植物の生長を調節することができるので、適切な草勢を維持することができる。 When the discharge valve 42 is opened and the water level of the nutrient solution 34 is lowered, the water pressure per unit area of the inner bottom surface 31a of the cultivation tank 31 decreases. Thereby, the pressure applied to the sheet 33 from the liquid surface of the nutrient solution 34 also decreases. As a result, the amount of nutrient solution 14 that permeates the sheet 33 per unit time decreases. Therefore, the water stress applied to the root P1 of the seedling P is increased. Thus, since the growth of a plant can be adjusted by changing the water stress, an appropriate grass strength can be maintained.

本実施形態２の水耕栽培装置３０においても、根Ｐ１の表面にバイオフィルムが形成されるため、有機質肥料が溶解した養液３４を用いて苗Ｐを水耕栽培することができる。すなわち、化学肥料を用いる必要がないので環境に優しく、人体に悪影響を与えない有機質肥料栽培が実施できる。 Also in the hydroponic cultivation apparatus 30 of the second embodiment, since a biofilm is formed on the surface of the root P1, the seedling P can be hydroponically cultivated using the nutrient solution 34 in which the organic fertilizer is dissolved. That is, since it is not necessary to use chemical fertilizers, organic fertilizer cultivation that is environmentally friendly and does not adversely affect the human body can be performed.

［実施形態３］
図７は、本実施形態３に係る水耕栽培装置４０のＹ−Ｚ方向の断面を示す断面図である。水耕栽培装置４０の全体構成は、図５に示される実施形態２の水耕栽培装置３０とほぼ同じである。すなわち、水耕栽培装置４０は、上記実施形態２と同様に、栽培槽３１と、シート４３と、支持ボード３７と、架台３８と、防水シート３９と、図示しない堰部材と、肥料が溶解した養液３４を栽培槽３１内に供給する図示しない供給手段とを備える。上記実施形態１および２と同様に、供給手段は、養液タンクと、給液ポンプと、給液配管とから構成される。 [Embodiment 3]
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a cross section in the YZ direction of the hydroponic cultivation apparatus 40 according to the third embodiment. The whole structure of the hydroponic cultivation apparatus 40 is substantially the same as the hydroponic cultivation apparatus 30 of Embodiment 2 shown in FIG. That is, in the hydroponic cultivation apparatus 40, the cultivation tank 31, the sheet 43, the support board 37, the mount 38, the waterproof sheet 39, the dam member (not shown), and the fertilizer are dissolved, as in the second embodiment. Supplying means (not shown) for supplying the nutrient solution 34 into the cultivation tank 31 is provided. As in the first and second embodiments, the supply means is composed of a nutrient solution tank, a supply pump, and a supply pipe.

本実施形態３に係る水耕栽培装置４０が、上記実施形態２と異なる点は、栽培槽３１内におけるシート４３の設置方法である。 The hydroponic cultivation apparatus 40 according to the third embodiment is different from the second embodiment in the installation method of the sheet 43 in the cultivation tank 31.

シート４３は、長方形の織物からなるシートである。シート４３の大きさは、３００ｃｍ×１２５ｃｍである。シート４３は、微生物および養液３４は透過できるが、苗Ｐの根Ｐ１は透過できない大きさの多数の網目を有する。本実施形態３においては、シート４３として、東洋紡（株）製の防根透水シート（品番ＢＫＳ０８１２）を用いている。この防根透水シートの網目の一辺の長さは、３０μｍ以上８０μｍ以下である。養液３４の液面上および図示しない堰部材の上に、シート４３が載置される。 The sheet 43 is a sheet made of a rectangular woven fabric. The size of the sheet 43 is 300 cm × 125 cm. The sheet 43 has a large number of meshes having a size that allows the microorganisms and the nutrient solution 34 to permeate but cannot penetrate the root P1 of the seedling P. In the third embodiment, a root-proof water-permeable sheet (product number BKS0812) manufactured by Toyobo Co., Ltd. is used as the sheet 43. The length of one side of the mesh of this root-proof water-permeable sheet is 30 μm or more and 80 μm or less. The sheet 43 is placed on the liquid surface of the nutrient solution 34 and on a dam member (not shown).

本実施形態３においては、シート４３は、図７に示されるように、Ｙ−Ｚ断面が筒状になるように、栽培槽３１内に設置される。これにより、筒状に設置されたシート４３の内部に養液３４が充填されたような状態となる。すなわち、栽培槽３１の内部において、養液３４が流れる方向であるＸ方向とは垂直な方向であるＹ方向の、シート４３の両端が、栽培槽３１の内面に沿って下方に入り込んでいる。 In this Embodiment 3, the sheet | seat 43 is installed in the cultivation tank 31 so that a YZ cross section may become a cylinder shape, as FIG. 7 shows. Thereby, it will be in the state where the nutrient solution 34 was filled in the inside of the sheet | seat 43 installed in the cylinder shape. That is, inside the cultivation tank 31, both ends of the sheet 43 in the Y direction, which is a direction perpendicular to the X direction in which the nutrient solution 34 flows, enter the lower side along the inner surface of the cultivation tank 31.

これにより、図７において、根Ｐ１がＹ方向に生長して栽培槽３１の内壁に達しても、両端の隙間４３ａから下方に、さらに根Ｐ１が生長することができる。したがって、根Ｐ１の生長範囲をより広くすることができる。 Thereby, in FIG. 7, even if the root P1 grows in the Y direction and reaches the inner wall of the cultivation tank 31, the root P1 can further grow downward from the gap 43a at both ends. Therefore, the growth range of the root P1 can be made wider.

上記実施形態のうち、実施形態２に係る水耕栽培装置３０を用いて、有機質肥料液を用いた中玉トマトの水耕栽培を実施した。 Among the above-described embodiments, the hydroponics of the medium-sized tomato using the organic fertilizer liquid was performed using the hydroponic cultivation apparatus 30 according to the second embodiment.

中玉トマトは、育苗培土を充填したセルトレーに播種し、約３週間育苗した苗を水耕栽培装置３０に移植した。最初の堰部材３５の高さは、２０ｍｍとした。有機液肥であるコーンスティープリカー（ＣＳＬ）を、水１リットルに対して０．５ｇ溶解させて、養液を作製した。さらに、コーンスティープリカーを、水１リットルに対して０．５ｇ溶解させて、１日３回追肥した。 Nakatama tomato was sown in a cell tray filled with seedling culture soil, and seedlings grown for about 3 weeks were transplanted to the hydroponic cultivation apparatus 30. The height of the first dam member 35 was 20 mm. 0.5 g of corn steep liquor (CSL), which is organic liquid fertilizer, was dissolved in 1 liter of water to prepare a nutrient solution. Further, 0.5 g of corn steep liquor was dissolved in 1 liter of water and topdressed three times a day.

トマトの栽培は、低段密植栽培で実施した。トマトの生長に応じて堰部材３５の高さを調節し、適度の水分ストレスがかかるようにした。この結果、約３ヶ月で完熟したカンパリ種の果実を、１果房（１段目に成る房状の果実）、２果房（２段目に成る房状の果実）とも収穫することができた。栽培の結果を、表１に示す。 Tomato cultivation was carried out in low-stage dense planting. According to the growth of tomato, the height of the weir member 35 was adjusted so that moderate moisture stress was applied. As a result, it is possible to harvest Campari berries that are ripe in about 3 months, with 1 fruit bunches (first-stage tufted fruit) and 2 fruit bunches (second-stage tufted fruit). It was. The results of cultivation are shown in Table 1.

表１に示されるように、本実施の形態２の水耕栽培装置３０を用いたカンパリ種のトマトの栽培では、有機質肥料液を用いて大量の果実を収穫することができた。また、秀品率も８５〜１００％と極めて高く、結実時のひび割れ等が防止されることが明らかになった。さらに、糖度も６．５〜７．４％と高く、適度の水分ストレスを与えた効果が如実に示されている。 As shown in Table 1, in the cultivation of Campari tomatoes using the hydroponic cultivation apparatus 30 of the second embodiment, a large amount of fruits could be harvested using the organic fertilizer solution. In addition, the excellent product rate was as high as 85 to 100%, and it became clear that cracking at the time of fruit set was prevented. Furthermore, the sugar content is as high as 6.5 to 7.4%, which clearly shows the effect of applying moderate water stress.

以上、本発明の実施形態および実施例について説明したが、本発明は上記実施形態および実施例によって限定されるものではない。 As mentioned above, although embodiment and the Example of this invention were described, this invention is not limited by the said embodiment and Example.

例えば、上記各実施形態では、シート１３、３３、４３は、栽培槽１１、３１の内底面１１ａ、３１ａの全面を覆うように設置される場合について説明した。これに限らず、シートが栽培槽の内底面の一部のみを覆うように設置されてもよい。この場合には、シートで覆われない養液面を有することになるが、栽培槽内の養液の水位は堰部材等によって限定されるため、養液がシートの上に溢れ出すおそれはない。 For example, in each of the above embodiments, the case where the sheets 13, 33, and 43 are installed so as to cover the entire inner bottom surfaces 11 a and 31 a of the cultivation tanks 11 and 31 has been described. Not only this but a sheet | seat may be installed so that only a part of inner bottom face of a cultivation tank may be covered. In this case, it will have a nutrient solution surface that is not covered with the sheet, but since the water level of the nutrient solution in the cultivation tank is limited by the weir member etc., there is no possibility that the nutrient solution will overflow on the sheet. .

また、上記実施例では、植物として果菜類であるトマトを栽培した例について説明した。これに限らず、栽培する植物としては、イチゴ等のトマト以外の果菜類でも、サラダ菜、コマツナ等の葉菜類でも、観賞用の花卉類であってもよい。 Moreover, the said Example demonstrated the example which grew the tomato which is fruit vegetables as a plant. However, the plant to be cultivated may be fruit vegetables other than tomatoes such as strawberries, leaf vegetables such as salad vegetables and komatsuna, or ornamental flower buds.

上記実施形態で示した支持ボード１７の各部の寸法は一例に過ぎず、どのような寸法にしてもよい。また、上記各実施形態では、支持ボード１７、３７に直線状に一列に並んだ１０個の支持孔１７ａ、３７ａを設けた場合について説明した。これに限らず、支持ボードには、何列の支持孔を何個設けてもよい。 The dimension of each part of the support board 17 shown by the said embodiment is only an example, and may be what kind of dimension. Moreover, in each said embodiment, the case where the ten support holes 17a and 37a arranged in a line at linear form in the support boards 17 and 37 were demonstrated. However, the number of support holes in any number of rows may be provided in the support board.

また、上記各実施形態では、栽培槽１１、３１には、１枚の支持ボード１７、３７が設置されている場合について説明した。これに限らず、栽培槽には、２枚以上の支持ボードが設置されていてもよい。 Moreover, in each said embodiment, the case where the one support board 17 and 37 was installed in the cultivation tanks 11 and 31 was demonstrated. Not only this but two or more support boards may be installed in the cultivation tank.

また、上記各実施形態および実施例では、有機質肥料としてコーンスティープリカーを用いた場合について説明した。これに限らず、有機質肥料としては、堆肥、ぼかし肥、魚粉、油粕、米糠、家畜糞尿等、又はこれらの混合物等の種々の肥料を用いることができる。 Moreover, in each said embodiment and Example, the case where corn steep liquor was used as an organic fertilizer was demonstrated. Not only this but as organic fertilizer, various fertilizers, such as compost, blur fertilizer, fish meal, oil cake, rice bran, livestock manure, etc., or these mixtures, can be used.

また、上記各実施形態および実施例では、養液に溶解させる肥料が有機質肥料である場合について説明した。これに限らず、養液に溶解させる肥料は、有機質肥料と化学肥料の混合物であってもよい。 Moreover, in each said embodiment and Example, the case where the fertilizer dissolved in a nutrient solution was an organic fertilizer was demonstrated. Not only this but the fertilizer dissolved in a nutrient solution may be a mixture of organic fertilizer and chemical fertilizer.

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態および変形が可能とされるものである。上述した実施形態および実施例は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。 Various embodiments and modifications can be made to the present invention without departing from the broad spirit and scope of the present invention. The embodiments and examples described above are for explaining the present invention, and do not limit the scope of the present invention.

本発明に係る水耕栽培装置および水耕栽培方法は、植物の種類に応じて、最適な養液の濃度、養液の循環速度、養液の水位等の栽培管理条件を日単位、週単位、月単位で調整することにより、サラダ菜、コマツナ等の葉菜類、トマト、イチゴ等の果菜類を始めとして、多品種、多種類の植物を栽培することが可能である。 The hydroponic cultivation apparatus and the hydroponic cultivation method according to the present invention are based on plant management conditions such as optimum nutrient solution concentration, nutrient solution circulation rate, nutrient solution water level, etc., depending on the type of plant, on a daily basis or a weekly basis. By adjusting monthly, it is possible to cultivate various varieties and types of plants including leafy vegetables such as salad vegetables and komatsuna, and fruit vegetables such as tomatoes and strawberries.

１０、３０、４０水耕栽培装置
１１、３１栽培槽
１１ａ、３１ａ内底面
１２、３２排液口
１３、３３、４３シート
１４、３４養液
３５堰部材
１６、３６排液路
１７、３７支持ボード
１７ａ、３７ａ支持孔
１８、３８架台
１９、３９防水シート
２０供給手段
２１養液タンク
２２給液ポンプ
２３、２３ａ給液配管
３３ａ、４３ａ隙間
４１排出路
４２排出バルブ
Ｐ苗
Ｐ１根
Ｐ２培土 10, 30, 40 Hydroponic cultivation apparatus 11, 31 Cultivation tank 11a, 31a Inner bottom surface 12, 32 Drainage port 13, 33, 43 Sheet 14, 34 Nutrient solution 35 Weir member 16, 36 Drainage channel 17, 37 Support board 17a, 37a Support hole 18, 38 Base 19, 39 Waterproof sheet 20 Supply means 21 Nutrient tank 22 Liquid pump 23, 23a Liquid supply pipe 33a, 43a Gap 41 Drain path 42 Drain valve P Seedling P1 Root P2 Culture soil

Claims

養液が供給される栽培槽と、
前記栽培槽の内部で、植物の苗を支持する支持手段と、
前記支持手段に支持される前記苗の下方に架設され、前記養液に含まれる微生物が透過可能で、前記苗の根が透過不可能なシートと、
前記シートの上方に位置する前記苗へ、前記シートの下方から前記養液を供給する供給手段と、
を備える水耕栽培装置。 A cultivation tank to which a nutrient solution is supplied;
Support means for supporting plant seedlings inside the cultivation tank;
A sheet that is laid under the seedling supported by the support means, is permeable to microorganisms contained in the nutrient solution, and is not permeable to the roots of the seedling,
Supply means for supplying the nutrient solution from below the sheet to the seedling located above the sheet;
Hydroponic cultivation apparatus comprising:

前記栽培槽は排液口を有し、
前記排液口には排液路が接続されており、
前記排液路が直接に前記シートを持ち上げることによって前記養液の水位を調節する請求項１に記載の水耕栽培装置。 The cultivation tank has a drainage outlet;
A drainage path is connected to the drainage port,
The hydroponic cultivation apparatus according to claim 1, wherein the drainage path adjusts the water level of the nutrient solution by directly lifting the sheet.

前記栽培槽は排液口を有し、
前記排液口には排液路が接続されており、
前記栽培槽を、前記苗が収容される部分と、前記排液口を含む部分に区分し、前記栽培槽内の前記養液の水位を調節する堰部材を備え、
前記シートは、上面が前記苗の根に接触し、下面が前記養液の液面に接触して前記養液を下面側から上面側へ透過させ、前記養液の水位が上下するのに伴って上下し、前記微生物は透過できるが前記苗の根は透過できない大きさの多数の孔を有するシートである請求項１に記載の水耕栽培装置。 The cultivation tank has a drainage outlet;
A drainage path is connected to the drainage port,
The cultivation tank is divided into a part in which the seedling is accommodated and a part including the drainage port, and includes a weir member that adjusts the water level of the nutrient solution in the cultivation tank,
The sheet has an upper surface in contact with the root of the seedling, a lower surface in contact with the liquid level of the nutrient solution and permeate the nutrient solution from the lower surface side to the upper surface side, and the water level of the nutrient solution increases and decreases. The hydroponic cultivation apparatus according to claim 1, wherein the hydroponic cultivation apparatus is a sheet having a large number of holes that can move up and down and penetrate the microorganisms but not the seedling roots.

前記養液を貯留する養液タンクを備え、
前記供給手段は、前記養液タンクの前記養液を前記栽培槽へ供給する請求項２または３に記載の水耕栽培装置。 A nutrient solution tank for storing the nutrient solution,
The hydroponic cultivation apparatus according to claim 2 or 3, wherein the supply means supplies the nutrient solution in the nutrient solution tank to the cultivation tank.

前記排液路は、前記排液口から排出された前記養液を、前記養液タンクへ戻す請求項４に記載の水耕栽培装置。 The hydroponic cultivation apparatus according to claim 4, wherein the drainage path returns the nutrient solution discharged from the drainage port to the nutrient solution tank.

前記栽培槽の内底面の全面を覆う防水シートを有する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の水耕栽培装置。 The hydroponic cultivation apparatus of any one of Claims 1 thru | or 5 which has a waterproof sheet which covers the whole inner bottom face of the said cultivation tank.

前記栽培槽の内部において、前記養液が流れる方向とは垂直な方向の前記シートの一端または両端が、前記栽培槽の内面に沿って下方に入り込んでいる請求項１乃至６のいずれか１項に記載の水耕栽培装置。 The inside of the said cultivation tank WHEREIN: The one end or both ends of the said sheet | seat of the direction perpendicular | vertical to the direction through which the said nutrient solution flows are entering into the downward direction along the inner surface of the said cultivation tank. Hydroponics apparatus as described in.

前記養液に溶解した肥料は、有機質肥料を含有する請求項１乃至７のいずれか１項に記載の水耕栽培装置。 The hydroponic cultivation apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the fertilizer dissolved in the nutrient solution contains an organic fertilizer.

前記苗の根は、表面にバイオフィルムが形成される請求項１乃至８のいずれか１項に記載の水耕栽培装置。 The hydroponic cultivation apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein a biofilm is formed on a surface of the seedling root.

前記植物は、果菜類である請求項１乃至９のいずれか１項に記載の水耕栽培装置。 The hydroponic cultivation apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein the plant is fruit and vegetables.

前記植物を前記シートの下から支持する架台を有する請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の水耕栽培装置。 The hydroponic cultivation apparatus of any one of Claims 1 thru | or 10 which has the mount frame which supports the said plant from the said sheet | seat.

植物を栽培するための水耕栽培方法であって、
微生物は透過できるが前記植物の苗の根は透過できない大きさの多数の孔を有するシートを、前記植物の苗を支持する栽培槽に設ける工程と、
前記植物の苗を、前記シートの上に配置する工程と、
肥料が溶解した養液を前記栽培槽内の前記シートの下に供給する工程と、
を含む水耕栽培方法。 A hydroponics method for cultivating plants,
Providing a sheet having a large number of holes of a size that can penetrate microorganisms but cannot penetrate the roots of the plant seedlings in a cultivation tank that supports the plant seedlings;
Placing the plant seedling on the sheet;
Supplying the nutrient solution in which the fertilizer is dissolved under the sheet in the cultivation tank;
Hydroponics method including.

前記シートの前記栽培槽の内底面からの高さを調節する工程を含む請求項１２に記載の水耕栽培方法。 The hydroponics method of Claim 12 including the process of adjusting the height from the inner bottom face of the said cultivation tank of the said sheet | seat.

前記肥料は、有機質肥料を含有する請求項１２または１３に記載の水耕栽培方法。 The hydroponics method according to claim 12 or 13, wherein the fertilizer contains an organic fertilizer.

前記植物の苗の根の表面にバイオフィルムを形成する工程を含む請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の水耕栽培方法。 The hydroponics method of any one of Claims 12 thru | or 14 including the process of forming a biofilm in the surface of the root of the said plant seedling.

前記苗を、前記シートの上に培土ごと配置する請求項１２乃至１５のいずれか１項に記載の水耕栽培方法。 The hydroponics method of any one of Claims 12 thru | or 15 which arrange | positions the said seedling with the culture soil on the said sheet | seat.