JP2546784B2 - 養液栽培方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、野菜や花などの植
物を養液栽培するための養液栽培方法及びその装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の養液栽培方法として、湛
液型水耕や培養液薄膜法及びロックウール耕等の固形培
地耕等がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来の養液栽培方法は、作物の養水分の吸収により養液
の組成や濃度が変化し、作物に好適な養液の組成と濃度
に保持することは難しいこと、植物の根に対する酸素の
供給が充分でなく根腐れ等が発生し易いこと、消毒が難
しいため培地を繰り返して使用できず不経済であるこ
と、培地の廃棄処理が自然環境を悪化させること、とい
った諸問題点がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
従来の問題点を解決するために成されたもので、培養液
の供給，回収を自動管理するとゝもに、植物の根への酸
素供給に優れた養液栽培方法及びその装置を提供するこ
とを目的としたものであり、その要旨は、養液タンク内
の培養液を電磁弁及び潅水チューブを介して培養槽内の
培地の表面から給液し、該培養槽内の培養液の液面が予
め設定した上位位置に達したとき、水位センサーにより
前記電磁弁が閉じて給液を停止するとゝもに、ポンプが
作動して前記培養槽内の培養液を前記養液タンクに戻す
第１手段と、前記培養槽内の培養液の液面が予め設定し
た下位位置に達したとき、前記水位センサーにより前記
ポンプが停止するとゝもに、前記電磁弁が開いて給液を
開始する第２手段とからなり、前記第１手段と前記第２
手段とを交互に繰り返すことを特徴とする養液栽培方法
及びその装置にある。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、図１乃至図４に
示す実施例に基づき詳細に説明する。なお、図１は本発
明に係る養液栽培方法を示すブロック図で、図２は本発
明に係る装置の実施例を示す概略図、図３は本発明によ
り栽培された果実の平均果重を示す図で、図４は本発明
により栽培された果実の平均糖度を示す図である。

【０００６】先ず、本発明に係る養液栽培方法を、図１
に示すフローのブロック図で説明するに、１は養液タン
クで、この養液タンク１内には水源からの用水を貯留し
て、これに肥料を加えて調整された培養液１Ａが収容さ
れている。そしてこの培養液１Ａは、給液管２により電
磁弁３を通って培地の表面に設置した潅水チューブ４に
送られ、この潅水チューブ４から培養槽５内に給液され
る。

【０００７】そして、この培養槽５内に給液された培養
液１Ａの液面が、予め設定した上位位置Ｌ１、例えば栽
培植物の根の上部近傍まで達すると、この培養槽５内に
設置した水位センサー６の信号により前記電磁弁３が閉
じ、培養槽５への培養液１Ａの給液が止まる。また同時
に、同信号によりポンプ７が作動して培養槽５内の培養
液１Ａは残液貯留槽５Ｂから強制吸引され、排液管８を
通って前記養液タンク１に戻る。

【０００８】そして、前記培養槽５内の培養液１Ａの液
面が予め設定した下位位置Ｌ２、例えば栽培植物の根の
底部近傍まで達すると、前記水位センサー６の信号によ
り前記ポンプ７が停止し、同時に同信号により前記電磁
弁３が開いて、養液タンク１内から培養液１Ａが前記培
養槽５内に給液を開始する。そして、上記の各動作が繰
り返えされ、培養液１Ａは養液タンク１と培養槽５間を
循環する。なお、給液間隔は、タイマーや止水バルブを
設置することにより、調節してもよい。

【０００９】次に、本発明に係る養液栽培装置を図２に
示す実施例で説明すると、養液タンク１は培養槽５より
高い位置に設置されており、養液タンク１内の培養液１
Ａは落差を利用して給液管２を自然流下し、開いた状態
の電磁弁３を通って潅水チューブ４から培養槽５内に給
液されるよう構成されている。なお、養液タンク１は培
養槽５と同レベルかまたは低い位置に設置してもよく、
この場合ポンプによる強制送液となる。

【００１０】前記養液タンク１内で、培養液１Ａは水及
び肥料を加えて栽培する植物の生長に必要とされる養分
が最適な状態のものとなるように調整されるが、この養
液タンク１に、例えば電熱ヒーターＨや冷却装置Ｃを取
付けることにより加温，冷却したり、或いは又ＰＨセン
サーＳ１やＥＣセンサー（肥料濃度センサー）Ｓ２を取
付けることにより、ＰＨや濃度を調整することができ、
自動管理される。

【００１１】また前記培養槽５は、その外壁がコンクリ
ーと製の水路９とその両端を塞いだ蓋板１０とで形成さ
れており、その内面は樹脂又はアスファルト等でコーテ
ィングされていて、コンクリートからのアルカリ分の溶
出を防いでいる。１１は多孔水切り板で、前記培養槽５
の底壁５Ａから一定間隔をおいて支持部材１２で水平に
支持されており、この多孔水切り板１１により培養槽５
内の底部に残液貯留槽５Ｂが形成されている。この残液
貯留槽５Ｂは、ポンプ７の作動により培養液１Ａが養液
タンク１に強制送液される際にその流れを妨げないよう
にするためと、栽培植物の根が常に培養液１Ａ中に浸っ
ていないようにして、根腐れが起きないようにしたもの
である。

【００１２】１３は不織布等からなる透水シートで、前
記多孔水切り板１１の上面及びその上方の前記培養槽５
の内周にそれぞれ張設されている。そして、前記多孔水
切り板１１及び透水シート１３により、栽培する植物Ｐ
の根が伸長して前記培養槽５内の底部に形成した残液貯
留部５Ｂ内に根詰まりによる養液溜まりができないよう
に構成されている。

【００１３】１４は培地である多孔質のセラミックボー
ルで、前記培養槽５内に敷き詰めて充填されている。こ
のセラミックボール１４は高温焼成により形成したもの
で、イオン吸着性があること、金平糖状の形状をしてい
るため培地自体の表面積が大きくなり根との接触面積も
大きくなるので、吸着した養分を効率的に根に供給する
ことが出来ること、れき耕に用いられるれきに比較し同
じ粒径の場合空隙容積が小さくなり、植物体が支持され
やすいこと、植物の種類により粒径が変えられること、
吸水性が高いこと、半永久的に繰り返し使用できるので
ロックウールのような産業廃棄物にならないこと、やむ
を得ず廃棄処理する場合は、透水性があるので土壌改良
材として排水の悪い畑地やゴルフ場などに埋めて二次使
用できること、高温焼成しているため病原菌などの混入
がないこと、作業終了毎の培地の消毒はベッドに消毒液
を灌水することにより可能であること、ロックウール培
地と同等の生育が期待できること、等の諸効果を期待す
るすることが出来る。

【００１４】前記セラミックボール１４からなる培地の
上部表面には、前記潅水チューブ４が前記培養槽５の端
から端まで這わせるように載置されており、この潅水チ
ューブ４の下方に向けて穿設された多数の孔４ａから培
養液１Ａが前記セラミックボール１４からなる培地の表
面に給液される。そして、培養液１Ａは培地１４の表面
から表層，中層，底部層へと順次浸透していき、余剰な
培養液１Ａは多孔水切り板１１を通って残液貯留槽５Ｂ
内に貯留する。したがって、培養液１Ａは培地１４全体
に均一に供給されるので生育むらがおこらないとゝも
に、植物の根は余剰な培養液１Ａに常時浸っていること
がないので、根腐れも起きない。なお、前記潅水チュー
ブ４は、通常一作終了毎に行われる植物の抜き取りや、
培地及び培養槽５の清掃作業等にじゃまにならないよう
に、取り外しが容易である孔を開けた塩ビパイプや折り
畳みが可能なもの（商品名：スミサンスイＭＡＲＫＩ
Ｉ，住友化学工業製）等を使用している。

【００１５】１５はシルバーポリシートで、前記培養槽
５の上部全体を被覆しており、これにより培養槽５内の
培養液１Ａの蒸発や、ベッドへの根圏病原菌の混入を防
止するとゝもに、藻の発生を防止するためのものであ
る。１６は前記蓋板１０の残液貯留部５Ｂの部分に開け
た排液孔で、培養液１Ａは前記ポンプ７の作動によりこ
の排液孔１６から排液管８を経て、前記養液タンク１の
上方位置に開口したこの排液管８の出口８ａより養液タ
ンク１内に落下して戻される。この際、培養液１Ａは落
差を利用し落下して戻されるので瀑気され、この養液タ
ンク１内の培養液１Ａ中の溶存酸素の濃度が増す。従っ
て、植物はこの培養液中の酸素を利用して根が呼吸をす
ることができる。なお、溶存酸素はタンク内に酸素発生
装置を設置することによっても富化できる。

【００１６】上記に述べたように、培地としてセラミッ
クボールを使用した本発明の養液栽培装置により栽培し
たミニトマトの果実量及び糖度を、他の方法であるロッ
クウールを培地として使用した果実と比べると、図３及
び図４に示すように、従来と同等の果実量及び糖度を得
た。

【００１７】

【本発明の効果】本発明は、上記のような構成であるか
ら、（１）培養液が潅水チューブを介して培地の表面か
ら供給され、培地全体に均一に供給されるので、植物の
生育にむらがない。（２）培養液の組成や濃度或いは温
度などを養液タンク内で自動管理することにより、植物
に適する培養液に常に保持することができる。（３）培
養槽内の培養液の液面は、水位センサーで予め設定した
上位位置と下位位置とに繰り返し制御することができる
ため、培養液が下位位置まで減少した後次第に増加して
上位位置まで上昇するまでの間、植物の根は培地の空隙
中にあって直接空気に触れることになるので、酸素不足
による根腐れが発生しない。（４）培養槽から養液タン
クへ培養液が回収される際に、培養液は落差を利用して
瀑気されるため、これによっても培養液中の溶存酸素濃
度が増し、植物の根はこの液中酸素を呼吸することが出
来、酸素不足による根腐れが発生しない。（５）培地の
下方には多孔水切り板を介して残液貯留槽が形成されて
いるので、培養液を養液タンクに強制送液する際に根詰
まりによって流れが妨げられることがなく、培養液の循
環を円滑に行うことができるとゝもに、栽培植物の根が
常に培養液中に浸らないため、根腐れが起きない、とい
った諸効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る養液栽培方法を示すブロック図で
ある。

【図２】本発明に係る装置の実施例を示す概略図であ
る。

【図３】本発明により栽培された果実の平均果重を示す
図である。

【図４】本発明により栽培された果実の平均糖度を示す
図である。

【符号の説明】

１ 養液タンク １Ａ 培養液 ２ 給液管 ３ 電磁弁 ４ 潅水チューブ ５ 培養槽 ５Ｂ 残液貯留槽 ６ 水位センサー ７ ポンプ ８ 排液管 ９ コンクリート製水路 １０ 側蓋板 １１ 多孔水切板 １３ 透水シート １４ セラミックボール １５ 被覆材 １６ 排液孔 Ｌ１ 上位位置 Ｌ２ 下位位置 Ｐ 作物 Ｈ 電熱ヒーター Ｃ 冷却装置 Ｓ１ ＰＨセンサー Ｓ２ ＥＣセンサー

フロントページの続き (72)発明者 大友 伸一 山形県酒田市上本町６番７号 前田製管 株式会社中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭55−99138（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 養液タンク内の培養液を電磁弁及び潅水
   チューブを介して培養槽内の培地の表面から給液し、該
   培養槽内の培養液の液面が予め設定した上位位置に達し
   たとき、水位センサーにより前記電磁弁が閉じて給液を
   停止するとゝもに、ポンプが作動して前記培養槽内の培
   養液を前記養液タンクに戻す第１手段と、前記培養槽内
   の培養液の液面が予め設定した下位位置に達したとき、
   前記水位センサーにより前記ポンプが停止するとゝも
   に、前記電磁弁が開いて給液を開始する第２手段とから
   なり、前記第１手段と前記第２手段とを交互に繰り返す
   ことを特徴とする養液栽培方法。
2. 【請求項２】 多孔水切り板を介し上下に仕切って上部
   に培地槽を底部に残液貯留槽を夫々形成した培養槽と、
   前記培地槽内に敷き詰めた培地の表面に布設した潅水チ
   ューブと、該潅水チューブと養液タンクとを電磁弁を介
   して接続した給液管と、前記残液貯留槽と前記養液タン
   クとを吐き出し口が前記養液タンクの上方に配設すると
   ゝもに、ポンプを介して接続した排液管と、前記培養槽
   内の培養液の液面の高さを感知する水位センサーとから
   夫々構成され、培養液の液面が予め設定した上位位置に
   達したときに前記電磁弁が閉じて前記ポンプが作動し、
   下位位置に達したときに前記ポンプが停止して前記電磁
   弁が開く作動を交互に繰り返す構成としたことを特徴と
   する養液栽培装置。