JP2015112061A - Hydroponic apparatus - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To take measures to prevent young plant's roots growing down into a culture container from affecting the work of transplantation or the like and the water supply and drainage operation of a water level variation type hydroponic apparatus while the young plant is hydroponically cultivated for a long time.SOLUTION: A mesh-like mat 18, which is not fixed to a medium container 3, is provided between the medium container 3 and a medium 5. After a predetermined time has passed since a low water level sensor 9 detected a water level at the time of draining, the draining is stopped. A high water level sensor 17, the low water level sensor 9, and a submerged drain pump 11 are installed away from the medium container 3, and a shield plate 19 is provided between the medium container 3 and them.

Description

本発明は、保水性の培地を用いて植物苗を生育する水耕栽培装置に関し、特に、従来は想定されていなかった培地容器底面から外に伸びる根が原因で生じる諸課題に対応した水耕栽培装置に関する。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a hydroponic cultivation apparatus that grows plant seedlings using a water-retaining medium, and in particular, hydroponics that responds to various problems caused by roots extending outside from the bottom of a medium container that has not been conventionally envisaged. It relates to cultivation equipment.

水耕栽培としては、基本的に根を水中に生育させる狭義の水耕栽培の他にも、スプレー状に水分を供給する水気耕栽培、そして、一般にハイドロカルチャーと呼ばれる、保水性の培地を使った水耕栽培等が知られている。   In hydroponics, in addition to the narrow hydroponics that basically grows the roots in water, hydroponics that supplies water in a spray form, and a water-retaining medium commonly called hydroculture is used. Hydroponic cultivation is known.

ただし、これまでこうした水耕栽培の対象は、野菜や観葉植物が殆どで、果樹等の樹木を想定した水耕栽培は殆ど知られていなかった。   However, until now, most of these hydroponic cultivation targets are vegetables and foliage plants, and hydroponic cultivation that assumes trees such as fruit trees has been hardly known.

一方、近年においては、果樹栽培の効率化、栽培コストの削減等を目的として、果樹栽培を想定した水耕栽培装置や栽培システムについての発明が開示されるようになってきている。   On the other hand, in recent years, the invention about the hydroponic cultivation apparatus and cultivation system which assumed fruit tree cultivation has come to be disclosed for the purpose of efficiency improvement of fruit tree cultivation, reduction of cultivation cost, etc.

特許文献１には、従来の水耕栽培技術を改良し、間歇的に給排水動作する水位変動型の水耕栽培装置の発明が開示されている。この技術によれば、果樹等の樹木も水耕栽培可能となる。   Patent Document 1 discloses an invention of a water level fluctuation type hydroponic cultivation apparatus that improves a conventional hydroponic cultivation technique and intermittently supplies and discharges water. According to this technique, trees such as fruit trees can be hydroponically cultivated.

特開２０１３−２０２００９公報JP2013-202009A

前述したような樹木の水耕栽培技術においては、従来の野菜や花卉の水耕栽培と異なり年単位の長期栽培となることが想定され、それに伴い、従来は全く想定されていなかった課題も生まれている。   In the hydroponic cultivation technology for trees as described above, it is assumed that long-term cultivation will occur annually, unlike conventional hydroponic cultivation of vegetables and flowers. ing.

その一つが、栽培容器（特許文献１では耐水性容器）に蓄えられた水中に伸びた根が引き起こす問題である。すなわち、苗の生育に伴い培地容器下面から耐水性容器底部に溜まった水に向けて多数の根が伸びてゆき、最終的には、培地容器下側の開口領域、すなわち、排水孔の全面からビッシリと根が伸びた状態となる。樹木の根は先端部を除き木質で固いうえ、年単位の長期栽培で大量の根が栽培容器内に伸びるため、それが給排水動作などに影響するのである。   One of them is a problem caused by roots extending in water stored in a cultivation container (water-resistant container in Patent Document 1). That is, as the seedlings grow, many roots grow from the bottom of the medium container toward the water accumulated at the bottom of the water-resistant container, and finally, from the open area under the medium container, that is, from the entire drainage hole Bissiri and roots are stretched. The roots of trees are solid with the exception of the tip, and a large amount of roots grow in the cultivation container during long-term cultivation every year, which affects the water supply and drainage operations.

また、培地容器の外に伸びた根が絡み合ってしまい、苗を培地容器から取り出すことは困難となる。通常であれば、わざわざ苗を培地容器から取り出す必要性は全くないが、別種の苗に植え替えたり、古くなった培地を新品に交換したり、という場合には、苗を培地容器から取り出す作業が発生する。その際に、上記のような状態になっていると、培地容器の外に伸びた根の多くを切り払う必要があり、苗に負荷をかけることになっていた。   In addition, the roots extending outside the medium container are entangled, making it difficult to remove the seedling from the medium container. Normally, there is no need to bother to remove the seedling from the medium container, but in the case of replanting to another seedling or replacing the old medium with a new one, the work to remove the seedling from the medium container Will occur. At that time, if it is in the state as described above, it is necessary to cut off many of the roots extending out of the medium container, and the seedling is to be loaded.

そこで、本発明は、前述の実情に鑑みて提案されるものであって、長期間の水耕栽培時に樹木苗から栽培容器に蓄えられた水中に伸びる根が、間歇的な給排水動作に影響することがないよう、装置の構造及び動作の面で対策し、樹木栽培に適した間歇給排水動作の水位変動型水耕栽培装置を提供することを目的とする。   Then, this invention is proposed in view of the above-mentioned actual condition, and the root extended in the water stored in the cultivation container from the tree seedling at the time of long-term hydroponics influences intermittent water supply and drainage operation. It is an object of the present invention to provide a water level fluctuation type hydroponic cultivation apparatus with intermittent water supply / drainage operation suitable for tree cultivation by taking measures against the structure and operation of the apparatus.

本発明は、栽培容器中に伸びて来る根が給排水動作に影響することがないよう、装置の構造及び動作の面で対策された水耕栽培装置を提供するものである。   The present invention provides a hydroponic cultivation apparatus in which measures are taken in terms of the structure and operation of the apparatus so that roots extending into the cultivation container do not affect the water supply / drainage operation.

請求項１記載の水耕装置は、底面に排水孔が開けられた培地容器に粒状の培地を入れて耐水性容器内に置き、この培地に貯水槽から間歇的に給排水して耐水性容器内の水位を上下させて植物苗を生育する水耕栽培法を用いた水耕栽培装置であって、水の透過が速い培地を用い植物苗の根本から離れた位置で培地に給水することにより、植物苗の根本付近が水分過剰とならないよう制御するとともに、給水時の耐水性容器内最高水位を所定位置に制御する機能を有し、培地容器底と培地との間には、吸水性のない素材より成り培地粒径より細かい網目を有するマットが培地容器に対して固定されずに設置されており、このマット上に培地が置かれることにより、下方への透水性を確保しつつ、培地をマット上に保持し、培地容器底面の少なくとも一部に、培地の粒径より大きな孔径の排水孔を複数設けられていることを特徴とするものである。   The hydroponic apparatus according to claim 1, wherein a granular medium is placed in a medium container having a drain hole formed in a bottom surface and placed in a water-resistant container, and the medium is intermittently supplied and drained from a water storage tank to the inside of the water-resistant container. It is a hydroponic cultivation apparatus using a hydroponic cultivation method that grows plant seedlings by raising and lowering the water level of the water by supplying water to the medium at a position away from the root of the plant seedling using a medium with fast water permeation, It has a function to control the vicinity of the root of the plant seedling so as not to be excessively water, and to control the maximum water level in the water-resistant container at the time of water supply to a predetermined position, and there is no water absorption between the medium container bottom and the medium. A mat made of a material and having a mesh smaller than the medium particle size is installed without being fixed to the medium container, and the medium is placed on this mat to ensure the water permeability downward, while maintaining the medium. Hold on the mat and at least the bottom of the medium container In part, characterized in that provided in a plurality of large diameter of the drain hole than the particle size of the medium.

すなわち、培地容器底面に設けられた排水孔から粒状の培地がこぼれ落ちないよう、培地粒径より細かい網目を有するマットを、培地底面上に培地容器に固定せずに設置したものである。培地容器底面上に設置されたマットで培地を支えるので培地容器底面の排水孔を培地粒径よりはるかに大きな径にできること、このマットが培地容器に固定されていないこと、の二点が植替え等の作業時に非常に重要となる。   That is, a mat having a mesh smaller than the medium particle size is installed on the bottom surface of the medium without being fixed to the medium container so that the granular medium does not spill out from the drainage hole provided on the bottom surface of the medium container. Since the medium is supported by a mat installed on the bottom of the medium container, the drainage hole on the bottom of the medium container can be made much larger than the particle diameter of the medium, and this mat is not fixed to the medium container. It becomes very important at the time of work.

請求項２記載の水耕装置は、請求項１記載の水耕栽培装置において、給水後に耐水性容器内の水位が所定の低水位に達するまで耐水性容器内の水を貯水槽に排水する際に、低水位検出センサが水位検出してから所定時間後に排水を停止することにより、低水位検出センサが水面上に露出した状態で排水停止することを特徴とするものである。   The hydroponic apparatus according to claim 2 is the hydroponic apparatus according to claim 1, wherein the water in the water-resistant container is drained into the water tank until the water level in the water-resistant container reaches a predetermined low water level after water supply. In addition, the drainage is stopped in a state where the low water level detection sensor is exposed on the water surface by stopping drainage after a predetermined time from the detection of the water level by the low water level detection sensor.

請求項２に記載の水耕装置は、給水動作により耐水性容器内が高水位になった後、耐水性容器内水位が所定水位（低水位）に達するまで耐水性容器内の水を貯水槽に排水する際に、低水位検出センサを所定水位より幾分上の位置に設置しておき、低水位検出センサが水位検出してからさらに所定時間排水を継続して所定水位に到達させた後に排水停止させることにより、給排水動作時以外は低水位検出センサを水面上に露出した状態で保持するものである。   The hydroponic apparatus according to claim 2 is a storage tank for storing water in the water-resistant container until the water level in the water-resistant container reaches a predetermined water level (low water level) after the water-resistant container has reached a high water level by a water supply operation. After the low water level detection sensor is installed at a position slightly above the predetermined water level, and after the low water level detection sensor detects the water level, drainage continues for a predetermined time to reach the predetermined water level. By stopping drainage, the low water level detection sensor is held exposed on the surface of the water except during the water supply / drainage operation.

請求項３記載の水耕装置は、請求項１記載の水耕栽培装置において、給水時の最高水位を検出するための高水位センサ、給水後に耐水性容器内の水を貯水槽に排水する際に所定の低水位を検出するための低水位センサ及び耐水性容器内の水を排水する水中ポンプが、耐水性容器内に培地容器から隔てて設置され、培地容器との間に遮蔽板が設けられていることを特徴とするものである。   The hydroponic apparatus according to claim 3 is the hydroponic apparatus according to claim 1, wherein a high water level sensor for detecting the maximum water level at the time of water supply, when draining the water in the water-resistant container to the water tank after water supply A low water level sensor for detecting a predetermined low water level and a submersible pump for draining the water in the water resistant container are installed in the water resistant container separated from the medium container, and a shielding plate is provided between the medium container and the medium container. It is characterized by being.

請求項３記載の水耕装置は、耐水性容器内の、高水位センサ、低水位センサ及び耐水性容器内の水を排水する水中ポンプの設置位置と培地容器の間に、培地容器からセンサ及び水中ポンプに向かって根がまっすぐ伸びて行くことを防ぐ遮蔽板を設けるものである。   The hydroponic apparatus according to claim 3 includes: a high water level sensor, a low water level sensor, and a submersible pump for draining water in the water resistant container; A shielding plate is provided to prevent the root from extending straight toward the submersible pump.

請求項４記載の水耕装置は、請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の水耕栽培装置において、培地容器底面の排水孔径が１センチメートル以上、排水孔と排水孔の間隔が１センチメートル以上あることを特徴とするものである。   The hydroponic apparatus according to claim 4 is the hydroponic apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the drainage hole diameter on the bottom surface of the culture medium container is 1 cm or more, and the distance between the drainage hole and the drainage hole is It is characterized by being 1 cm or more.

請求項４に記載の水耕装置は、培地容器底面の排水孔径が１センチメートル以上と十分大きく、しかも排水孔同士が１センチメートル以上の十分広い間隔を持って開けられていることを求めるものである。   The hydroponic apparatus according to claim 4 requires that the drainage hole diameter on the bottom surface of the culture medium container is sufficiently large as 1 cm or more, and the drainage holes are opened with a sufficiently wide interval of 1 cm or more. It is.

請求項５記載の水耕装置は、請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の水耕栽培装置において、培地容器底と培地との間に設置されるマットが、３次元的な網目構造を有する厚みを持った素材よりなることを特徴とするものである。   The hydroponic apparatus according to claim 5 is the hydroponic apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the mat installed between the medium container bottom and the medium is a three-dimensional mesh. It is characterized by comprising a material having a thickness having a structure.

請求項５に記載の水耕装置は、培地容器底と培地の間に設置されるマットを、単なる網目板ではなく、３次元的な網目構造を有する厚みを持った素材とすることにより、培地と培地容器底面の間にスペースを設けるものである。   The hydroponic apparatus according to claim 5, wherein the mat placed between the culture medium container bottom and the culture medium is not a simple mesh plate, but a material having a thickness having a three-dimensional mesh structure. And a space between the bottom of the medium container.

請求項１に記載の水耕栽培装置においては、培地を保持している網目構造を有するマットが、培地容器に固定されずに設置されており、たとえ根がこのマットに絡みついても、マットごと培地容器から取外しが可能である。また、培地容器底面には培地粒径を気にせず大きな排水孔を設けることができるので、この排水孔から培地容器外に伸びた根が多少絡み合っていても、その絡み合った状態のまま引き抜くことが可能であり、従来のように培地容器の外に伸びた根の多くを切り払うことなく苗を培地容器から取り出すことが可能となる。   In the hydroponic cultivation apparatus according to claim 1, the mat having a mesh structure holding the culture medium is installed without being fixed to the culture medium container, and even if the root is entangled with the mat, the entire mat It can be removed from the medium container. In addition, since a large drainage hole can be provided on the bottom of the culture medium container without worrying about the particle size of the culture medium, even if the roots extending from the drainage hole to the outside of the culture medium are slightly entangled, they can be pulled out in the entangled state. It is possible to remove the seedling from the medium container without cutting off many of the roots extending outside the medium container as in the prior art.

ここで、培地容器底部に設置されるマットが吸水性を有すると、せっかく水の透過の速い培地を使いながら、底面でマットが水分を保持してしまうために培地全体の水切れを悪くしてしまうため、マットは吸水性のない素材よりなることが望ましい。   Here, if the mat installed at the bottom of the medium container has water absorbency, the mat will retain moisture at the bottom while using a medium with quick water permeation, which makes the entire medium poorly drained. Therefore, the mat is preferably made of a material that does not absorb water.

培地容器から水中へ伸びた根の成長が著しい場合には、耐水性容器底部の水中全体が殆ど根で埋め尽くされた状態となってしまう。最も敏感にこうした根の影響を受けるのが、低水位検出センサである。   When the growth of roots extending from the medium container into the water is remarkable, the entire water at the bottom of the water-resistant container is almost completely filled with roots. The sensor that is most sensitive to these roots is the low water level detection sensor.

請求項１に記載の水耕栽培装置においては、フロートスイッチや抵抗検知式センサ等の水に接触して動作する水位センサが安価で使いやすいが、こうした低水位検出センサは低水位位置、すなわち給排水動作していない状態での水面近傍に設置することになるので、根が伸びてきて接触したり絡んだりして給排水時に誤動作を引き起こす可能性がある。   In the hydroponic cultivation apparatus according to claim 1, a water level sensor that operates in contact with water, such as a float switch or a resistance detection sensor, is inexpensive and easy to use, but such a low water level detection sensor is a low water level position, that is, water supply / drainage. Since it will be installed in the vicinity of the water surface in a non-operating state, the roots may grow and come into contact or get entangled, which may cause a malfunction during water supply / drainage.

そこで、請求項２に記載の水耕栽培装置においては、低水位検出センサが水位検出してからも排水を継続し所定時間後に排水を停止させるようプログラムすることにより、排水停止から次の給排水動作までの間、低水位検出センサが水面上に露出した状態で維持されるようにし、その間にセンサのところまで根が伸びて来ることのないようにするものである。   Therefore, in the hydroponic cultivation apparatus according to claim 2, the next water supply / drainage operation from the stoppage of drainage is performed by programming the drainage to continue after the low water level detection sensor detects the water level and stop the drainage after a predetermined time. In the meantime, the low water level detection sensor is kept exposed on the water surface, and the root is not extended to the sensor in the meantime.

請求項３に記載の水耕栽培装置は、請求項２と同様、培地容器から水中へ伸びてくる根によって給排水動作に支障が出ないように方策したものである。   The hydroponic cultivation apparatus according to a third aspect is the same as in the second aspect, and is designed so that the supply and drainage operation is not hindered by the roots extending from the medium container into the water.

請求項３に記載の水耕栽培装置においては、耐水性容器内にある給排水動作に関わる機器、すなわち、高水位センサ、低水位センサ及び排水用の水中ポンプをまとめて、できるだけ培地容器から隔てて設置するとともに、培地容器との間を遮蔽板で仕切ることにより、根が上記の機器のところに伸びて来ないようにするものである。   In the hydroponic cultivation apparatus according to claim 3, the equipment related to the water supply / drainage operation in the water-resistant container, that is, the high water level sensor, the low water level sensor, and the submersible pump for drainage are collectively separated from the medium container as much as possible. While installing, it partitions with a culture medium container with a shielding board, and a root is prevented from extending to the said apparatus.

樹木の根は野菜等の草本の根に比べ固く、まっすぐに伸びてくる傾向があるため、遮蔽板は培地容器から直線的に上記機器に到達する経路を遮断するだけで十分な効果を得ることができる。すなわち、耐水性容器内を完全に仕切るのではなく、側面や下面に隙間があって良い。また、そうした隙間が十分確保されていないと耐水性容器内を給排水する際にも不都合である。   Since the roots of trees are harder and tend to grow straighter than the roots of herbs such as vegetables, the shielding plate can obtain a sufficient effect by simply blocking the path from the medium container to the device. it can. That is, the interior of the water-resistant container is not completely partitioned, and there may be gaps on the side surfaces and the lower surface. In addition, if such a gap is not sufficiently secured, it is also inconvenient when supplying and draining the water-resistant container.

なお、根が絡み合った状態のままで苗を引き抜くことができるためには、培地容器底面の排水孔が大きいだけでは十分でない。隣り合う排水孔から培地容器外に伸びた根が互いに絡み合ってしまわないよう、隣り合う排水孔の間にも十分なスペースが必要である。   Note that it is not sufficient that the drainage hole on the bottom of the medium container is large so that the seedling can be pulled out while the roots are intertwined. Sufficient space is also required between the adjacent drain holes so that the roots extending from the adjacent drain holes to the outside of the medium container do not get entangled with each other.

そこで、請求項４に記載の水耕栽培装置においては、排水孔径が１センチメートル以上、排水孔と排水孔の間隔が１センチメートル以上となっており、殆ど根を傷めることなく、苗を培地容器に固定されていないマットごと培地容器から取り出すことが可能である。   Therefore, in the hydroponic cultivation apparatus according to claim 4, the drainage hole diameter is 1 centimeter or more, and the interval between the drainage hole and the drainage hole is 1 centimeter or more, so that the seedling can be cultivated without damaging the roots. The mat that is not fixed to the container can be removed from the medium container.

なお、本発明では排水用に水中ポンプの使用を前提としているが、動作上は（水中設置できない）外部ポンプを使用することも可能である。ただし、間歇的な給排水動作が前提となる本発明においては、ポンプ停止中に耐水性容器とポンプを繋ぐチューブもしくはハイプ内から水が抜けたり、ポンプ内に気泡が発生してトラブルの原因ともなることから、そうした心配のない水中ポンプの使用を前提とした装置となっている。   In the present invention, it is assumed that a submersible pump is used for drainage, but it is also possible to use an external pump (cannot be installed underwater) in operation. However, in the present invention that assumes intermittent water supply / drainage operation, water may drain from the tube or hype that connects the water-resistant container and the pump while the pump is stopped, or bubbles may be generated in the pump, causing trouble. Therefore, it is a device premised on the use of a submersible pump without such concerns.

請求項２に記載の装置では、排水停止から次の給排水動作までの間、低水位検出センサが水面上に露出した状態で維持されるため、その間にセンサのところまで根が伸びて来ることがなく誤動作対策には有効だが、弊害の生まれる危険もある。   In the apparatus according to claim 2, since the low water level detection sensor is kept exposed on the water surface from the drainage stop to the next water supply / drainage operation, the root may extend to the sensor in the meantime. It is effective for countermeasures against malfunctions, but there is also a risk of harmful effects.

樹木苗の根は成長に伴い、培地容器から耐水性容器底部の水中へ伸びていく。その際、培地容器から出た根がそのまま水中に伸びていくことができるよう、培地容器底面が水に接していることが望ましい。培地容器底と耐水性容器内の水面との間に空間があると、耐水性容器から出た根は水面に到達するまでの間は空間に晒されることになってしまう。それを嫌って、培地容器底面が水に接している場合に比べ、出て来る根の本数がかなり少なくなり、また、空間に晒されている間に根の先端部に損傷を受けてしまう根も少なくないのが現状である。   As roots of tree seedlings grow, they grow from the medium container into the water at the bottom of the water-resistant container. At that time, it is desirable that the bottom of the medium container is in contact with water so that the roots coming out of the medium container can extend into the water as they are. If there is a space between the bottom of the medium container and the water surface in the water-resistant container, the roots coming out of the water-resistant container will be exposed to the space until reaching the water surface. Compared to the case where the bottom of the culture container is in contact with water, the number of roots that come out is considerably reduced, and roots that are damaged at the tip of the roots while being exposed to space. The current situation is not limited.

一方、低水位位置を培地容器底部より上にしてしまうと、培地容器底部に常時水に遣った培地が存在するようになり、培地に拘束された水が溜まり水状態になって根に悪影響をおよぼしたり、排水時の培地からの水切れが悪くなったりする等の問題が生まれるため望ましくない。   On the other hand, if the low water level is set above the bottom of the medium container, there will always be a medium that has been used for water at the bottom of the medium container. This is not desirable because it may cause problems such as excessive drainage or poor drainage from the medium during drainage.

こうした事情から、培地容器底部と水面が接するか、さもなくば、その隙間ができるだけ小さくなるよう排水停止後の水位を設定しなければならない。そのため、低水位検出センサの水位検出位置が非常に重要となるが、請求項２の排水方法では、排水停止時の水位設定が難しく、またポンプの排水能力の変動にも依存することになるため、その精度も落ちることが避けられない。   For these reasons, the water level after the drainage stop must be set so that the bottom of the medium container is in contact with the water surface, or the gap is as small as possible. Therefore, although the water level detection position of the low water level detection sensor is very important, in the drainage method of claim 2, it is difficult to set the water level when the drainage is stopped, and it also depends on the fluctuation of the drainage capacity of the pump. The accuracy is inevitable.

なお、排水停止時の水位（低水位）と排水停止後の水位が一致しないことも多いため、ここで補足しておく。排水停止後も遅れて培地容器から水が流れ落ちて来るため、排水停止後に幾分水位が上がることが多い。また、その後は水の蒸発があるため時間の経過とともに少しずつ水位は下がっていく。このように、排水停止時の水位（低水位）は明確に決まるが、排水停止後の水位はある程度の範囲で変動することが避けられない性質を持っている。   In addition, since the water level at the time of drainage stop (low water level) and the water level after the drainage stop often do not coincide, it is supplemented here. Since water flows down from the medium container with a delay after the drainage is stopped, the water level often rises somewhat after the drainage is stopped. In addition, since the water has evaporated thereafter, the water level gradually decreases with time. Thus, although the water level (low water level) when drainage is stopped is clearly determined, it is inevitable that the water level after drainage stops varies within a certain range.

そうした弊害を緩和する方法として、請求項５に記載の３次元的な網目構造を有する厚みを持った素材よりなるマットを培地と培地容器底の間に設置することが有効である。このマットの中は、培地中には及ばないまでも何もない空間よりはるかに根に優しく、殆ど根がストレスを受けることなく水中へと伸びていくことが可能である。よって、排水停止後の水位をこのマットの厚さの中に入る範囲に制御すれば十分となる。   As a method for alleviating such adverse effects, it is effective to install a mat made of a material having a thickness having a three-dimensional network structure according to claim 5 between the medium and the bottom of the medium container. In this mat, the roots are much gentler to the roots than nothing in the medium, and the roots can extend into the water without being stressed. Therefore, it is sufficient to control the water level after the drainage is stopped within the range of the mat thickness.

単なる網目板のマットではなく、３次元的な網目構造を有する厚みを持った素材よりなるマットを使うことにより、さらに別の効果を得ることができる。根が、培地中からいきなり水中に伸びていくのではなく、培地と水中の中間的な環境である３次元的な網目構造のマットを介して水中に伸びるため、網目板マットを使用した場合に比べ水中への根の伸長を促進する効果を有するのである。   Further effects can be obtained by using a mat made of a material having a thickness having a three-dimensional network structure, rather than a simple mesh plate mat. The roots do not suddenly extend from the medium into the water, but instead extend into the water through a three-dimensional mesh structure that is an intermediate environment between the medium and the water. In comparison, it has the effect of promoting root elongation into water.

本発明に係る水耕栽培装置の構成を説明する側面図である。It is a side view explaining the composition of the hydroponic cultivation apparatus concerning the present invention. 本発明に係る別の水耕栽培装置の構成を説明する側面図である。It is a side view explaining the structure of another hydroponic cultivation apparatus which concerns on this invention.

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

〔水耕栽培装置の第１の実施の形態〕
図１は、本発明に係る水位変動型水耕栽培装置の構成を説明する側面図である。 [First embodiment of hydroponic cultivation apparatus]
FIG. 1 is a side view illustrating a configuration of a water level fluctuation type hydroponic cultivation apparatus according to the present invention.

本発明に係る水耕栽培装置は、図１に示すように、底面に水が通過する孔４が設けられた培地容器３内に保水性の粒状の培地５を収容させて保持させ、培地５内に植物苗８の根元を埋設し、培地容器３を耐水性容器１内に収容させ、培地容器３の底面と耐水性容器１の底面との間に空間を形成した状態に保持させ、液肥が溶け込んだ水を培地５に対して間歇的に供給する水耕栽培方法を実施する水耕栽培装置である。   As shown in FIG. 1, the hydroponic cultivation apparatus according to the present invention accommodates and holds a water-retaining granular medium 5 in a medium container 3 provided with holes 4 through which water passes on the bottom surface. The roots of the plant seedlings 8 are embedded therein, the medium container 3 is accommodated in the water-resistant container 1, and a space is formed between the bottom surface of the medium container 3 and the bottom surface of the water-resistant container 1. It is the hydroponic cultivation apparatus which implements the hydroponic cultivation method which supplies the water which melt | dissolved to the culture medium 5 intermittently.

この水耕栽培装置は、保水性の培地５を収容し保持するとともに底面に水が通過する孔が設けられた培地容器３と、底面と培地容器の底面との間に空間を形成した状態で培地容器３を収容し保持する耐水性容器１とを備えている。耐水性容器１内に、架台２を置き、その上に、培地５を入れた培地容器３が置かれる。架台２は耐水性容器１と培地容器３の間に空間を設けるためのものである。培地容器３中央に植物苗８が入っている。培地５としては、市販の素焼きセラミック球（商品名：「ＬＥＣＡ」）を使用している。   This hydroponic cultivation apparatus accommodates and holds the water-retaining medium 5 and has a space formed between the bottom surface of the medium container 3 provided with a hole through which water passes and a bottom surface of the medium container. And a water-resistant container 1 that accommodates and holds the medium container 3. A stand 2 is placed in the water-resistant container 1, and a medium container 3 containing a medium 5 is placed thereon. The gantry 2 is for providing a space between the water-resistant container 1 and the medium container 3. A plant seedling 8 is contained in the center of the medium container 3. As the medium 5, a commercially available unglazed ceramic sphere (trade name: “LECA”) is used.

培地容器３の底面全体には、培地５の粒径よりはるかに大きな排水孔４が設けられている。培地容器３の底部の上には、培地５がこぼれ落ちないサイズの孔が設けられたマット１８が置かれ、培地５を保持している。   A drainage hole 4 that is much larger than the particle size of the culture medium 5 is provided on the entire bottom surface of the culture medium container 3. On the bottom of the medium container 3, a mat 18 provided with a hole of a size that prevents the medium 5 from spilling out is placed to hold the medium 5.

マット１８の有無は、日常の作業には全く影響しない。ただし、植物苗８を培地容器から取り出す必要が生まれた時に効果を発揮する。具体的には、別種の植物苗に植え替える時、数年に渡る長期栽培により培地が傷んで交換が必要になった時などである。   The presence or absence of the mat 18 has no influence on daily work. However, this is effective when it is necessary to take out the plant seedling 8 from the medium container. Specifically, when replanting with another kind of plant seedling, when the culture medium is damaged due to long-term cultivation over several years, it is necessary to replace it.

従来だと、培地容器の底面が植物苗の根と固く絡まりあってしまい、培地容器の底面で植物苗の根をきれいに切り払うしか培地容器から切り離す方法がなく、作業自体も大変な上、植物苗も弱らせてしまい問題であった。本発明によれば、植物苗８はマット１８と一体となって、それほど力を入れずともスッポリと培地容器３から引き抜くことができる。植え替え等の場合は、植物苗８とマット１８を一体としてそのまま移植可能である。不幸にして栽培中に枯れてしまった植物苗８を始末する場合にも、植物苗８とマット１８を一体に引き抜き、培地を払い落とした後に一体のまま処分すれば良く、非常に容易な作業である。   Conventionally, the bottom of the medium container is tightly entangled with the roots of the plant seedlings, and there is no way to separate the roots of the plant seedlings from the medium container. The seedling was also weakened, which was a problem. According to the present invention, the plant seedling 8 is integrated with the mat 18 and can be pulled out from the suspension and the medium container 3 without much effort. In the case of replanting or the like, the plant seedling 8 and the mat 18 can be transplanted as they are. Even when plant seedlings 8 that have died during cultivation unfortunately are removed, the plant seedlings 8 and the mat 18 can be pulled out together, and after the medium has been removed, they can be disposed of in one piece. It is.

そして、この水耕栽培装置は、液肥が溶け込んだ水を蓄える外部タンク１３と、外部タンク１３内の液肥が溶け込んだ水を培地内に直接供給する水分供給配管６と、培地容器３の外側の耐水性容器１内の水を耐水性容器１外に排出する排水手段となる水分回収配管２０とを備えている。水分回収配管２０は、耐水性容器１内の水を外部タンク１３に回収する配管である。この水耕栽培装置においては、外部タンク１３から培地への送水及び培地５から培地容器３の外側に流れた過剰水分の外部タンク１３への回収を間歇的に繰り返し、耐水性容器１内の水位を周期的に上下させる。培地５には、培地容器３の外側から培地容器３内に戻る水により、水分及び養分が供給される。   The hydroponic cultivation apparatus includes an external tank 13 that stores water in which liquid fertilizer is dissolved, a water supply pipe 6 that directly supplies water in which liquid fertilizer in the external tank 13 is dissolved, and a medium container 3 on the outside. A water recovery pipe 20 is provided as drainage means for discharging the water in the water resistant container 1 out of the water resistant container 1. The moisture recovery pipe 20 is a pipe that recovers the water in the water-resistant container 1 to the external tank 13. In this hydroponic cultivation apparatus, water supply from the external tank 13 to the culture medium and recovery of excess water flowing from the culture medium 5 to the outside of the culture medium container 3 to the external tank 13 are repeated intermittently, and the water level in the water-resistant container 1 Is moved up and down periodically. The medium 5 is supplied with moisture and nutrients by the water returning from the outside of the medium container 3 into the medium container 3.

この水耕栽培装置においては、水分供給配管６を介して、培地５に対して、液肥が溶け込んだ水を供給して、水分及び養分を培地５に直接供給する。水分供給配管６の先端部は、リング状に構成され、培地容器３内の培地５中に埋没されて配置されており、植物苗８の周囲に位置している。水分供給配管６の先端部には、ほぼ等間隔で孔７が開けられており、給水時には、この孔７から培地５に直接給水される。この水分供給配管６からは、培地５中において、植物苗８の根元から離れた位置に水分が供給される。   In this hydroponic cultivation apparatus, water in which liquid manure is dissolved is supplied to the medium 5 through the water supply pipe 6, and water and nutrients are directly supplied to the medium 5. The tip of the water supply pipe 6 is configured in a ring shape, is buried in the medium 5 in the medium container 3, and is located around the plant seedling 8. Holes 7 are formed at substantially equal intervals at the tip of the water supply pipe 6, and water is directly supplied to the culture medium 5 from the holes 7 when water is supplied. From the moisture supply pipe 6, moisture is supplied in the medium 5 to a position away from the root of the plant seedling 8.

外部タンク１３からは、水中ポンプ１０、１１により、耐水性容器１との間で液肥が溶け込んだ水を移動させる。すなわち、水中ポンプ１０により、外部タンク１３内の水を、水分供給配管６を介して、水分供給配管６の先端部から培地５に給水する。また、水中ポンプ１１により、水分回収配管２０を介して、耐水性容器１内の水を外部タンク１３に回収する。高水位時には、耐水性容器１内の水面１５が培地容器３の底部よりも上昇し、培地容器３内の底部側の培地５に給水される。培地５において、この培地５の保水能力を越えて供給された過剰水分は、孔４から耐水性容器１に流れ落ちる。   From the external tank 13, the submerged pumps 10, 11 move the water in which the liquid fertilizer is dissolved between the water resistant container 1. That is, the submersible pump 10 supplies the water in the external tank 13 to the culture medium 5 from the tip of the water supply pipe 6 via the water supply pipe 6. Further, the water in the water-resistant container 1 is collected in the external tank 13 through the water collection pipe 20 by the submersible pump 11. When the water level is high, the water surface 15 in the water-resistant container 1 rises from the bottom of the medium container 3 and is supplied to the medium 5 on the bottom side in the medium container 3. In the medium 5, excess water supplied beyond the water retention capacity of the medium 5 flows down from the holes 4 to the water resistant container 1.

水位調整機構となる制御ボックス１２内のタイマにより、水中ポンプ１０、１１を周期的に動作させる。低水位液面センサ９により検出される低水位時の水面１４を所定時間保持した後に、高水位液面センサ１７で検出される高水位時の水面１５まで水位を移動させて所定時間保持する。再度、低水位へと移動し、と動作を繰り返していく。低水位液面センサ９は、培地容器３の底部よりも下方に配置されている。高水位液面センサ１７は、培地容器３の底部よりも上方に配置されている。   The submersible pumps 10 and 11 are periodically operated by a timer in the control box 12 serving as a water level adjusting mechanism. After holding the water level 14 detected by the low water level sensor 9 at the low water level for a predetermined time, the water level is moved to the water level 15 detected at the high water level sensor 17 for a predetermined time. Move again to the low water level and repeat the operation. The low water level liquid level sensor 9 is disposed below the bottom of the medium container 3. The high water level sensor 17 is disposed above the bottom of the medium container 3.

すなわち、この水耕栽培装置においては、培地５に直接給水がなされ、過剰水分が流れ落ちて、耐水性容器１内に溜まる。そして、さらに給水を続けると、耐水性容器１内の水量が増え、培地容器３の底部に達する。すると、耐水性容器１内に溜まった水が、培地容器３内に戻り、培地５への給水がなされる。このようにして、水分供給配管６から送られる水、及び、培地容器３の外側から培地容器３内に戻る水により、培地５に水分及び養分が供給される。   That is, in this hydroponic cultivation apparatus, the medium 5 is directly supplied with water, and excess moisture flows down and accumulates in the water-resistant container 1. If the water supply is further continued, the amount of water in the water-resistant container 1 increases and reaches the bottom of the medium container 3. Then, the water accumulated in the water-resistant container 1 returns to the medium container 3 and water is supplied to the medium 5. In this way, the water and nutrients are supplied to the culture medium 5 by the water sent from the water supply pipe 6 and the water returning from the outside of the culture medium container 3 into the culture medium container 3.

排水時は、水中ポンプ１１により貯水タンク１３に水を戻し、低水位液面センサ９が水位検出した後、さらに低水位時の水面１４に到達するまで所定時間排水して停止する。低水位液面センサ９が水位検出した後に排水を継続する時間（所定時間）は、耐水性容器１の大きさや水中ポンプ１１の排水能力、低水位液面センサ９と水面の間隔に依存するが、通常は１０〜３０秒程度に設定する。あまり長い時間に設定すると、低水位位置の精度が悪くなるため好ましくない。   At the time of drainage, the water is returned to the water storage tank 13 by the submersible pump 11, and after the low water level sensor 9 detects the water level, the water is drained for a predetermined time until it reaches the water level 14 at the low water level and stops. The time (predetermined time) during which drainage continues after the low water level sensor 9 detects the water level depends on the size of the water-resistant container 1, the drainage capacity of the submersible pump 11, and the distance between the low water level sensor 9 and the water surface. Usually, it is set to about 10 to 30 seconds. If the time is set too long, the accuracy of the low water level position deteriorates, which is not preferable.

ここで、排水動作を停止する水位としては、培地容器３の底面が水面を離れた瞬間を目安にすると良い。もっとも、低水位液面センサ９の水位検出タイミングから排水停止までには所定時間のズレがあるため、低水位位置の調整にはある程度の試行錯誤が必須である。排水動作の停止後に遅れて培地容器から水が滴り落ちて来るので、低水位時の水面は排水停止直後より幾分上がるのが通常である。制御ボックス１２内のタイマにより次の給排水動作が開始するまで、水位は水分蒸発等による僅かな変動を除き低水位時の状態に置かれ、その間は培地からの水分でまかなうことになる。基本的に装置はこの低水位時の状態に置かれ、定期的に短時間の給排水動作が繰り返されているのである。ちなみに、図１は低水位時の図である。   Here, as the water level at which the draining operation is stopped, the moment when the bottom surface of the medium container 3 leaves the water surface may be used as a guide. However, since there is a predetermined time lag from the water level detection timing of the low water level sensor 9 to the stoppage of drainage, a certain amount of trial and error is essential to adjust the low water level position. Since the water drops from the medium container after the drainage operation is stopped, the water level at the low water level usually rises somewhat after the drainage is stopped. Until the next water supply / drainage operation is started by the timer in the control box 12, the water level is kept at a low water level except for slight fluctuations due to moisture evaporation and the like, and the water from the medium is covered during that time. Basically, the device is placed in this low water level state, and a short time water supply / drainage operation is repeated periodically. Incidentally, FIG. 1 is a view at a low water level.

低水位液面センサ９、水中ポンプ１１と培地容器３の間には、遮蔽板１９が設置されている。栽培が長期間になると、樹木苗の根が培地容器３の下面一杯に伸び広がり、水中を広がって低水位液面センサ９、水中ポンプ１１の方に押し寄せて来るような状態になるため、そうした根を押し留める役割を果たす。低水位時に広がって来る根を押さえることが目的のため、遮蔽板１９は低水位時の水面までの高さがあれば十分である。中央を耐水性容器１の幅より少し短く、両側を板が倒れない程度の長さに「コ」の字型に折り曲げた細長いプラスチック板を耐水性容器の底に沈めておけば十分遮蔽板として機能する。   A shielding plate 19 is installed between the low water level sensor 9, the submersible pump 11 and the medium container 3. When cultivation is extended for a long time, the roots of the tree seedlings will spread all over the lower surface of the medium container 3 and will spread under water and come to the low water level sensor 9 and the submersible pump 11, so that Plays a role in holding down the roots. For the purpose of suppressing the roots spreading at the low water level, it is sufficient that the shielding plate 19 has a height to the water surface at the low water level. If you sunk a thin plastic plate that is slightly shorter than the width of the water-resistant container 1 and both sides of the water-resistant container into a length that prevents the plate from falling, Function.

耐水性容器１の上面が広く開いていると水分の蒸散が激しいため、耐水性容器１の上面を塞ぐ蓋１６を設けている。   When the upper surface of the water-resistant container 1 is wide open, the transpiration of water is severe, and therefore a lid 16 that closes the upper surface of the water-resistant container 1 is provided.

この水耕栽培装置においては、培地５内の植物苗８の根元周辺が、培地容器３の底部近傍の培地５よりも乾燥した状態に維持される。また、植物苗８の根元を中心に、外周から内周に向かう水平方向に培地の水分含有量が減っていく分布が形成される。培地５において、この培地５の保水能力を越えて供給された過剰水分は、下方に流れ落ち、水平方向及び上方への浸透拡散がない。   In this hydroponic cultivation apparatus, the vicinity of the root of the plant seedling 8 in the culture medium 5 is maintained in a dry state than the culture medium 5 near the bottom of the culture medium container 3. In addition, a distribution is formed in which the water content of the medium decreases in the horizontal direction from the outer periphery toward the inner periphery, with the root of the plant seedling 8 as the center. In the culture medium 5, excess water supplied beyond the water retention capacity of the culture medium 5 flows down, and there is no osmotic diffusion in the horizontal direction and upward.

過剰水分を培地容器３の底面から下方に排出させ、培地５内における水分の拡散を抑制し、培地５内の水分含有量の分布を維持することは、培地５における給水位置の調整及び培地５における水分の透過速度の調整によって行う。   Excess water is discharged downward from the bottom surface of the medium container 3 to suppress the diffusion of water in the medium 5 and maintain the distribution of the water content in the medium 5 by adjusting the water supply position in the medium 5 and the medium 5. By adjusting the moisture permeation rate.

また、培地５における給水位置の調整及び培地５における水分の透過速度の調整によって、培地５内の植物苗８の根元周辺を、培地容器３の底部近傍の培地５よりも乾燥した状態に維持するとともに、植物苗８の根元を中心に、外周から内周に向かう水平方向に培地の水分含有量が減っていく分布を形成する。   Further, by adjusting the water supply position in the culture medium 5 and adjusting the moisture permeation rate in the culture medium 5, the root periphery of the plant seedling 8 in the culture medium 5 is maintained in a more dry state than the culture medium 5 near the bottom of the culture medium container 3. At the same time, a distribution is formed in which the water content of the medium decreases in the horizontal direction from the outer periphery toward the inner periphery, centering on the root of the plant seedling 8.

本実施形態では、前述したように、培地５として市販の素焼きセラミック球（商品名：「ＬＥＣＡ」）を使用している。これは、本発明に必要な「水の透過が速い」という特性を有し、培地容器底の孔４からの水抜けを良くするため、孔径をできるだけ大きくしかも全面に設けることが望ましく、この孔からこぼれ落ちない大粒の培地である、という二つの要素を満たしていることによる。   In the present embodiment, as described above, a commercially available unglazed ceramic sphere (trade name: “LECA”) is used as the medium 5. This has the characteristic of “fast water permeation” required for the present invention. In order to improve drainage of water from the hole 4 at the bottom of the medium container, it is desirable to make the hole diameter as large as possible and to provide the entire surface. This is because it satisfies the two factors of being a large-sized medium that does not fall out.

素焼きセラミック球を培地５として使用する場合には、特に、粒径が１ｃｍ、もしくは、それ以上ある大粒径のものが本発明には好適である。大粒径であるということは、培地に吸収されなかった過剰水分の透過性を高めるだけでなく、粒間の接触面積を減らし粒間の水分拡散を抑制する効果もあるため、本発明には特に有効である。ただし、水の透過性が高いということは逆に、給水時に培地が十分に水分を吸収しないうちに水が下に流れ落ちてしまう危険を伴っている。そこで本発明では、培地が水に浸り水分を十分吸収することができる底面からの給水を主とし、さらに、水分供給配管６からの流水による給水を補助的な給水手段としている。   When unglazed ceramic spheres are used as the medium 5, those having a large particle size with a particle size of 1 cm or more are particularly suitable for the present invention. The large particle size not only increases the permeability of excess moisture that has not been absorbed by the medium, but also has the effect of reducing the contact area between the grains and suppressing moisture diffusion between the grains. It is particularly effective. However, the high water permeability is conversely accompanied by the danger that water will flow down before the medium absorbs sufficient water during water supply. Therefore, in the present invention, water supply from the bottom surface in which the culture medium is immersed in water and sufficiently absorbs water is mainly used, and water supply by running water from the water supply pipe 6 is used as auxiliary water supply means.

培地容器３の底面からの給水については、図１における高水位液面センサ１７の設置位置からも分かるように、植物苗８の根元から距離をおき、根の先端部が届く程度の深い位置までに止めなければならない。この位置は、植物種や苗の大きさにも依存するが、通常よく市販されている５号鉢（ポット径：約１５センチメートル）に植えられた苗を本装置に移植する場合、培地表面から１０〜１２センチメートルあたりが高水位位置の目安である。   About the water supply from the bottom face of the culture medium container 3, as shown also from the installation position of the high water level liquid level sensor 17 in FIG. 1, the distance from the root of the plant seedling 8 and the deep position where the tip of the root reaches You must stop. This position depends on the plant species and the size of the seedlings, but when transplanting seedlings planted in No. 5 pots (pot diameter: about 15 centimeters), which are usually well marketed, to the device, the surface of the medium 10 to 12 centimeters is a standard for the high water level position.

もっとも、通常の培地を使用した水耕栽培では、培地への水分の浸透が速いため、たとえ給水をこの位置で止めたとしても、水分は容易に植物苗の根元にまで及び、苗に負荷を与えてしまう。本発明では、高水位位置より上の領域（根元の周囲の、本来、根が伸びて行く領域）の培地に対して給水できていないという課題が残る。そこで補助的な給水手段として、根元の周囲に水分供給配管６を設置して、底面からの給水の及ばない領域に直接給水する。   However, in hydroponic cultivation using a normal medium, water penetrates quickly into the medium, so even if water supply is stopped at this position, the water easily reaches the roots of the plant seedlings, causing a load on the seedlings. I will give it. In this invention, the subject that water cannot be supplied with respect to the culture medium of the area | region (The area | region where a root grows around the root of the root | base originally) above a high water level position remains. Therefore, as an auxiliary water supply means, a water supply pipe 6 is installed around the base, and water is supplied directly to an area that does not reach the water supply from the bottom surface.

なお、水分供給配管６を培地中に埋没させず、培地５の上面からシャワー状に給水することも可能だが、培地５の表面からの給水では、水分の大気側への蒸散が多く、給水量を増やす必要があり、溶存塩分が培地表面近傍に濃縮されやすいという弊害があるため、培地に直接給水する際は、水分供給配管を埋没させておくことが望ましい。   Although it is possible to supply water from the top surface of the culture medium 5 in a shower-like manner without burying the water supply pipe 6 in the culture medium, the water supply from the surface of the culture medium 5 causes a lot of transpiration to the atmosphere, and the amount of water supply Therefore, it is desirable that the water supply pipe is buried when water is supplied directly to the culture medium because the dissolved salt content tends to concentrate near the surface of the culture medium.

また、水分供給配管６よりも上方は、必ずしも培地５である必要はないので、水分供給配管６を培地５上に露出させておくことに特段の利点は認められない。水分供給配管６の設置位置としては、鉢植えからの移植の場だと、ちょうど鉢の内側あたりが目安となる。ほぐして土壌を落とした根を培地５上に広げ、その上に直接、もしくは薄く培地５を載せた上に水分供給配管６を置き、さらにその上の全面に培地５を載せていくのである。水分供給配管６を深く設置すると、水分供給配管６よりも上方の根が利用できない領域が増えてしまうので、水分供給配管６上には、薄く培地５が載っている程度でよい。   Further, since the medium 5 is not necessarily required above the water supply pipe 6, there is no particular advantage in exposing the water supply pipe 6 on the medium 5. As the installation position of the water supply pipe 6, if it is a place of transplantation from potted plants, the area around the inside of the pot is a standard. The roots from which the soil has been loosened and spread are spread on the medium 5, and the water supply pipe 6 is placed directly or thinly on the medium 5, and the medium 5 is placed on the entire surface. If the moisture supply pipe 6 is installed deeply, the area where the roots above the moisture supply pipe 6 cannot be used increases. Therefore, the medium 5 may be thinly placed on the moisture supply pipe 6.

この水耕栽培装置においては、植物苗８の根元に過剰に水分が供給されることがないので、従来の水耕栽培ではできなかった栽培法が可能となる。すなわち、土壌栽培された植物苗を水耕栽培に移行する際に、根元近くの土壌は落とさずに周囲の根だけほぐして土壌を落とした状態で水耕栽培に移行できる。   In this hydroponics apparatus, since the water | moisture content is not supplied excessively to the root of the plant seedling 8, the cultivation method which was not able to be performed by the conventional hydroponics becomes possible. That is, when transferring plant seedlings cultivated in soil to hydroponics, the soil near the roots can be transferred to hydroponics without losing the surrounding roots and dropping the soil.

前述の５号鉢の苗の場合だと、通常は根元から７〜８センチメートルあたりまで根をほぐして土壌を落として移植するので、根元に残った土壌と高水位位置の間は３〜５センチメートル程度は空いており、この空間は培地と根で占められている。水平方向にも、落とさずに残した根元の土壌との間に少なくとも２センチメートル程度の空間を設けて水分供給配管を設置するのがよい。給水位置から離れた根元部分の土壌に対しては、周囲の培地からのしみ出しによる僅かな水分供給しかないので、実質的に「水耕環境」にはなっておらず、土壌のままでも不具合は発生しない。   In the case of the No. 5 pot seedling mentioned above, the roots are usually loosened from the roots to around 7-8 centimeters, and the soil is dropped and transplanted, so there is 3-5 between the remaining soil and the high water level position. About a centimeter is empty, and this space is occupied by the medium and roots. Also in the horizontal direction, it is preferable to provide a water supply pipe with a space of at least about 2 centimeters between the root soil left without dropping. For the soil at the root part away from the water supply position, there is only a slight water supply due to exudation from the surrounding medium, so it is not actually a “hydroponic environment” and the soil remains defective. Does not occur.

これは植物苗にとって移植による負荷（土壌を落とす負荷、土耕から水耕へ変わる負荷）が大きく低減されることを意味する。実際、本実施形態の水耕栽培装置に樹木苗を移植した場合、移植直後でも苗に弱った兆候は認められず、非常にスムーズに樹木を水耕栽培に移行可能である。   This means that for plant seedlings, the load due to transplantation (load to drop soil, load to change from soil to hydroponics) is greatly reduced. In fact, when a tree seedling is transplanted to the hydroponic cultivation apparatus of the present embodiment, no signs of weakening of the seedling are observed even immediately after transplanting, and the tree can be transferred to hydroponics very smoothly.

本実施形態で使用した素焼きセラミック球培地は、素材的にも、また大粒径であることから空隙が多いという点でも、保水力が不足する傾向にある。そこで、保水力の不足を給水頻度を増やして補うものである。過去の実績では、冬季は６〜８時間周期、夏季は２〜３時間周期の給水で水分不足にならずに生育できている。   The unglazed ceramic sphere culture medium used in the present embodiment tends to have insufficient water retaining ability in terms of material and also because it has a large particle size and thus has many voids. Therefore, the lack of water retention capacity is compensated by increasing the water supply frequency. According to the past results, it is possible to grow without water shortage by supplying water with a cycle of 6 to 8 hours in winter and a cycle of 2 to 3 hours in summer.

〔水耕栽培装置の第２の実施の形態〕
図２は、本発明に係る別の水位変動型水耕栽培装置の構成を説明する側面図である。 [Second embodiment of hydroponic cultivation apparatus]
FIG. 2 is a side view illustrating the configuration of another water level fluctuation type hydroponic cultivation apparatus according to the present invention.

基本構成は第１の実施の形態と同じだが、マット３８が板状ではなく、厚みを持っている点が異なっている。   The basic configuration is the same as in the first embodiment, except that the mat 38 is not plate-shaped but has a thickness.

マット３８には、ポリエチレンやポリスチレン等の吸水性のないプラスチック製の発泡素材や芝状マット等の３次元構造素材を使用する。当然ながら培地が下にこぼれ落ちない程度の網目を有し、培地を支えつつ水が容易に抜けていく素材でなければならない。特に発泡素材を使用する際は、容易に水が抜ける発泡状態（発泡が繋がる等で水が通るトンネルが形成されている）であることを確認しておく必要がある。   The mat 38 is made of a plastic foam material that does not absorb water such as polyethylene or polystyrene, or a three-dimensional structure material such as a grass-like mat. Of course, the medium must have a mesh that prevents the medium from spilling down, and the water must be easily removed while supporting the medium. In particular, when using a foam material, it is necessary to confirm that it is in a foamed state in which water can easily escape (a tunnel through which water passes due to foaming or the like is formed).

培土容器と培土の間に培土容器に固定されていないマットを導入したことによる効果は先の実施例と変わらないが、排水時の水位設定にマージンを持たせることができる点が、厚みのあるマットを使った場合の利点である。   The effect of introducing a mat that is not fixed to the soil container between the soil container and the soil is the same as in the previous example, but it is thicker that it can provide a margin for setting the water level during drainage. This is an advantage when using a mat.

従来であれば、水位センサ２９の設置位置を調整することにより、容易に低水位位置を精度良く設定可能であったため、水位設定に対するマージンが殆ど無くても大きな問題は生じなかった。しかし、本発明の請求項２に従い、耐水性容器内の水を貯水槽に排水する際に、低水位検出センサが水位検出した後も所定時間排水を続ける場合には、低水位位置を精度良く決めることが難しいばかりでなく、再現性にも不安が出て来る。すなわち、ポンプの排水能力の変動や経時変化、培地容器外に伸びている根の量などの要因により、同じ時間だけ水中ポンプを動作させたとしても水位が同じになるとは限らないのである。そのため、目安となる「培地容器底部と水面が接するか、さもなくば、その隙間ができるだけ小さく」という低水位位置を長期間安定して実現することは至難の業であった。   Conventionally, the low water level position can be easily set with high accuracy by adjusting the installation position of the water level sensor 29, so that no major problem has occurred even if there is almost no margin for the water level setting. However, according to claim 2 of the present invention, when draining the water in the water-resistant container to the water storage tank, if the drainage continues for a predetermined time after the water level detection sensor detects the water level, the low water level position is accurately determined. Not only is it difficult to decide, but also concerns about reproducibility. That is, the water level is not always the same even if the submersible pump is operated for the same time due to factors such as fluctuations in the drainage capacity of the pump, changes with time, and the amount of roots extending outside the medium container. For this reason, it has been extremely difficult to stably realize a low water level position for a long period of time as a guideline "the bottom of the medium container is in contact with the water surface, or the gap is as small as possible".

それに対し本実施例によれば、低水位位置をマットの厚みの範囲内に収めることができれば十分目的を果たすことができる。３次元的な網目構造のマット内部であれば、培地中には及ばないまでも、温度、湿度は安定で、網目構造が根を守り支えてくれるので、根は殆どストレスを受けることなく水中へと伸びて行くことができるのである。ただし、吸水性のないマットをむやみに厚くすることはできない。マット内を伸びる途中で水分が途切れ、根の先端が傷んでしまうのである。そうした弊害を避けるため、マットの厚さは２センチメートル程度までとするのが良い。水位設定に対するマージンとしても、２センチメートル程度あれば十分である。   On the other hand, according to the present embodiment, the purpose can be sufficiently achieved if the low water level position can be kept within the range of the thickness of the mat. If it is inside a mat with a three-dimensional network structure, the temperature and humidity are stable even if it does not reach the medium, and the network structure protects and supports the roots. You can grow. However, a mat that does not absorb water cannot be made too thick. Moisture is interrupted while extending through the mat, and the root tip is damaged. In order to avoid such harmful effects, the mat thickness should be up to about 2 centimeters. A margin of about 2 centimeters is sufficient for the water level setting.

なお、長期間の栽培においては、水分の蒸発等で貯水タンク３３の水が少しずつ減っていくので、時々補給する必要がある。通常は装置使用者が水を補給することを想定しているが、本実施例では、それを自動化する機能を付加している。すなわち、貯水タンク３３にノーマルクローズの電磁バルブ４０の取り付けられた給水パイプ４１と水位センサ４２を設置し、貯水水位が水位センサ４２の位置まで下がったら、電磁バルブ４０を決められた時間だけ開放し給水するのである。給水水量の制御のため高水位センサを導入して、高水位位置まで給水して停止する方法もあるが、センサが作動しなかった場合に水が流れっ放しとなる危険があるため、センサに頼らない停止法を用いる方が良いのである。   In addition, in long-term cultivation, water in the water storage tank 33 is gradually reduced due to evaporation of water and the like, so it is necessary to replenish it occasionally. Normally, it is assumed that the user of the apparatus supplies water, but in this embodiment, a function for automating it is added. That is, a water supply pipe 41 and a water level sensor 42 to which a normally closed electromagnetic valve 40 is attached are installed in the water storage tank 33, and when the water storage level drops to the position of the water level sensor 42, the electromagnetic valve 40 is opened for a predetermined time. Water is supplied. There is a method to introduce a high water level sensor to control the amount of water supplied, stop the water supply to the high water level position, but there is a risk of water flowing if the sensor does not operate. It is better to use an unreliable stop method.

本発明は、保水性の培地を用いて植物苗を生育する水耕栽培装置及び水耕栽培方法に適用される。   The present invention is applied to a hydroponic cultivation apparatus and a hydroponic cultivation method for growing plant seedlings using a water-retaining medium.

１ 耐水性容器
２ 架台
３ 培地容器
４ 排水孔
５ 培地
６ 給水配管
７ 給水配管の孔
８ 樹木苗
９ 低水位液面センサ
１０ 水中ポンプ
１１ 水中ポンプ
１２ 制御ボックス
１３ 貯水タンク
１４ 低水位時の水面
１５ 高水位時の水面
１６ 蓋
１７ 高水位液面センサ
１８ マット
１９ 仕切板
２０ 水分回収配管
２１ 耐水性容器
２２ 架台
２３ 培地容器
２４ 排水孔
２５ 培地
２６ 給水配管
２７ 給水配管の孔
２８ 樹木苗
２９ 水位センサ（低水位検出）
３０ 水中ポンプ
３１ 水中ポンプ
３２ 制御ボックス
３３ 貯水タンク
３４ 低水位時の水面
３５ 高水位時の水面
３６ 蓋
３７ 水位センサ（高水位検出）
３８ マット
３９ 仕切板
４０ ノーマルクローズの電磁バルブ
４１ 給水パイプ
４２ 水位センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Water-resistant container 2 Base 3 Medium container 4 Drain hole 5 Medium 6 Water supply pipe 7 Water supply pipe hole 8 Tree seedling 9 Low water level sensor 10 Submersible pump 11 Submersible pump 12 Control box 13 Water storage tank 14 Water surface at low water level 15 Water level at the time of high water level 16 Lid 17 High water level liquid level sensor 18 Mat 19 Partition plate 20 Moisture recovery pipe 21 Water resistant container 22 Mounting base 23 Medium container 24 Drain hole 25 Medium 26 Water supply pipe 27 Water supply pipe hole 28 Tree seedling 29 Water level sensor (Low water level detection)
30 Submersible pump 31 Submersible pump 32 Control box 33 Water storage tank 34 Water level at low water level 35 Water level at high water level 36 Lid 37 Water level sensor (high water level detection)
38 Mat 39 Partition plate 40 Normally closed solenoid valve 41 Water supply pipe 42 Water level sensor

Claims (5)

底面に排水孔が開けられた培地容器に粒状の培地を入れて耐水性容器内に置き、この培地に貯水槽から間歇的に給排水して耐水性容器内の水位を上下させて植物苗を生育する水耕栽培法を用いた水耕栽培装置であって、
水の透過が速い培地を用い植物苗の根本から離れた位置で培地に給水することにより、植物苗の根本付近が水分過剰とならないよう制御するとともに、前記給水時の耐水性容器内最高水位を所定位置に制御する機能を有し、
前記培地容器底と前記培地との間には、吸水性のない素材より成り培地粒径より細かい網目を有するマットが前記培地容器に対して固定されずに設置されており、このマット上に培地が置かれることにより、下方への透水性を確保しつつ、前記培地を前記マット上に保持し、
前記培地容器底面の少なくとも一部に、前記培地の粒径より大きな孔径の排水孔を複数設けられている
ことを特徴とする水耕栽培装置。 A granular culture medium is placed in a water-resistant container in a medium container with a drain hole on the bottom, and plant seedlings are grown by raising and lowering the water level in the water-resistant container by intermittently supplying and draining water to and from this medium. Hydroponic cultivation apparatus using hydroponic cultivation method,
By using a medium with fast water permeation and supplying water to the medium at a position away from the roots of the plant seedlings, the vicinity of the roots of the plant seedlings is controlled not to be excessively watery, and the maximum water level in the water-resistant container at the time of water supply is controlled. Has the function to control to a predetermined position,
Between the medium container bottom and the medium, a mat made of a material having no water absorption and having a mesh smaller than the medium particle diameter is installed without being fixed to the medium container, and the medium is placed on the mat. Is placed on the mat while ensuring water permeability downward,
A hydroponic cultivation apparatus, wherein a plurality of drainage holes having a pore size larger than the particle size of the medium are provided in at least a part of the bottom surface of the medium container. 給水後に前記耐水性容器内の水位が所定の低水位に達するまで前記耐水性容器内の水を貯水槽に排水する際に、低水位検出センサが水位検出してから所定時間後に排水を停止することにより、低水位検出センサが水面上に露出した状態で排水停止する
ことを特徴とする請求項１記載の水耕栽培装置。 When the water in the water-resistant container is drained into the water tank until the water level in the water-resistant container reaches a predetermined low water level after water supply, the drainage is stopped after a predetermined time after the low water level detection sensor detects the water level. The hydroponic cultivation apparatus according to claim 1, wherein drainage is stopped while the low water level detection sensor is exposed on the water surface. 給水時の最高水位を検出するための高水位センサ、給水後に耐水性容器内の水を貯水槽に排水する際に所定の低水位を検出するための低水位センサ及び耐水性容器内の水を排水する水中ポンプが、耐水性容器内に培地容器から隔てて設置され、前記培地容器との間に遮蔽板が設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の水耕栽培装置。 A high water level sensor for detecting the maximum water level at the time of water supply, a low water level sensor for detecting a predetermined low water level when water in the water resistant container is drained to the water tank after water supply, and water in the water resistant container The hydroponic cultivation apparatus according to claim 1, wherein a submersible pump for draining is installed in a water-resistant container so as to be separated from the medium container, and a shielding plate is provided between the medium container. 前記培地容器底面の排水孔径が１センチメートル以上、排水孔と排水孔の間隔が１センチメートル以上ある
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の水耕栽培装置。 The hydroponic cultivation apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein a drainage hole diameter of the bottom surface of the culture medium container is 1 cm or more, and a distance between the drainage hole and the drainage hole is 1 cm or more. 前記培地容器底と前記培地との間に設置されるマットが、３次元的な網目構造を有する厚みを持った素材よりなる
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の水耕栽培装置。 The mat installed between the culture medium container bottom and the culture medium is made of a material having a thickness having a three-dimensional network structure. Hydroponics equipment.