JP7287673B2 - 水耕栽培装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、植物を栽培するための装置及び方法にかかり、特に、植物を水耕栽培するための装置及び方法に関する。

農作物等の植物を栽培する方法として、土を使わずに水と液体肥料（養液）で植物を栽培する水耕栽培といった方法がある。水耕栽培では、土を使わないことから、土壌管理が不要であり、養液を管理することで計画的な栽培が可能となる。そして、水耕栽培では、例えば、特許文献１に記載されているように、養液を収容する養液槽と、養液槽に浮かべられ植物を保持する植物保持具と、が必要となる。

特開２０１９－１００７７号公報

しかしながら、水耕栽培では、上述したように養液槽と植物保持具とが必要となるため、植物を栽培する規模が大きくなるにつれて、用意する養液槽と植物保持具との数が増加し、装置に多大な費用がかかる、という問題が生じる。

このため、本発明の目的は、上述した課題である、水耕栽培を行うために使用する装置に多大な費用がかかること、を解決することにある。

本発明の一形態である水耕栽培装置は、
所定の幅と長さを有し、水面に浮かべられるシート材と、
前記シート材を長さ方向に沿ってロール状に巻き取るシート巻取り装置と、
前記シート材の長さ方向の一端に連結された紐体と、を備え、
前記シート材は、栽培対象物が配置される表面と、水面側に配置される裏面と、を有し、表面と裏面との間を貫通する複数の貫通部が形成されており、
前記シート巻取り装置は、前記シート材の表面に栽培対象物を配置した状態で前記紐体が引っ張られることで、前記シート材がロール状から引き出されるよう当該ロール状の前記シート材の回転を許容し、これにより前記シート材が水面上に広げられるよう構成され、
さらに、前記シート巻取り装置は、水面上に広げられて表面に栽培対象物が配置された状態の前記シート材を長さ方向の他端側からロール状に巻き取ることができるよう構成されている。

そして、上記水耕栽培装置では、
前記シート巻き取り装置は、当該シート巻取り装置が配置される水面を囲う一方の縁とは当該水面を挟んで対岸に位置する他方の縁側に前記紐体が引っ張られることで、前記シート材がロール状から引き出されるよう当該ロール状の前記シート材の回転を許容し、これにより前記シート材が前記一方の縁側から前記他方の縁側に向かって水面上に広げられるよう構成される。

また、上記水耕栽培装置では、
前記シート巻取り装置が配置される水面を囲う一方の縁とは当該水面を挟んで対岸に位置する他方の縁に配置され、前記一方の縁側に位置する前記シート材から他方の縁に対して延びる前記紐体を当該一方の縁に向かって折り返す折り返し装置を備え、
前記シート巻取り装置は、前記シート材の表面に栽培対象物を配置した状態で前記一方の縁側に前記紐体が引っ張られることで、前記折り返し装置を介して前記シート材が前記他方の縁側に引っ張られて当該シート材がロール状から引き出されるよう当該ロール状の前記シート材の回転を許容し、これにより前記シート材が前記一方の縁側から前記他方の縁側に向かって水面上に広げられるよう構成される。

また、上記水耕栽培装置では、
前記シート材は、幅方向に沿って複数の棒状体が並行に配置され、当該棒状体間が長手方向に沿って連結されて構成されており、当該棒状体間で前記貫通部が形成されている。

また、本発明の他の形態である水耕栽培方法は、
所定の幅と長さを有し、水面に浮かべられるシート材と、
前記シート材を長さ方向に沿ってロール状に巻き取るシート巻取り装置と、
前記シート材の長さ方向の一端に連結された紐体と、を備え、
前記シート材が、栽培対象物が配置される表面と、水面側に配置される裏面と、を有し、表面と裏面との間を貫通する複数の貫通部が形成されて構成された水耕栽培装置を用いた水耕栽培方法であって、
前記シート巻取り装置にて前記シート材が長さ方向に沿ってロール状に巻き取られた状態とし、
前記シート材の長さ方向の一端に連結された前記紐体を引っ張ることで、前記シート巻取り装置にてロール状の前記シート材の回転が許容され、前記シート材をロール状から引き出しつつ、前記シート巻取り装置の配置箇所付近で前記シート材の表面に前記栽培対象物を配置し、前記紐体を引っ張ることと前記栽培対象物を配置することとを繰り返すことで、前記栽培対象物が表面に配置された前記シート材を水面上に広げ、
その後、水面上に広げられて表面に栽培対象物が配置された状態の前記シート材を、前記シート巻取り装置にて長さ方向の他端側からロール状に巻き取りつつ、当該シート巻取り装置の配置箇所付近で前記シート材の表面に配置された栽培対象物を回収する、
という構成をとる。

そして、上記水耕栽培方法では、
前記シート巻取り装置が配置される水面を囲う一方の縁とは当該水面を挟んで対岸に位置する他方の縁側に前記紐体を引っ張ることで、前記シート材をロール状から引き出し、当該シート材を前記一方の縁側から前記他方の縁側に向かって水面上に広げる、
という構成をとる。

また、上記水耕栽培方法では、
前記水耕栽培装置は、さらに、前記シート巻取り装置が配置される水面を囲う一方の縁とは当該水面を挟んで対岸に位置する他方の縁に、前記一方の縁側に位置する前記シート材から前記他方の縁に対して延びる前記紐体を前記一方の縁に向かって折り返す折り返し装置を備え、
前記一方の縁側で当該一方の縁側に前記紐体を引っ張ることで、前記折り返し装置を介して前記シート材を前記他方の縁側に引っ張って前記シート材をロール状から引き出し、当該シート材を前記一方の縁側から前記他方の縁側に向かって水面上に広げる、
という構成をとる。

本発明は、以上のように構成されることにより、簡易な構成で水面上に栽培対象物を水面上に配置することができ、装置費用を抑制して水耕栽培を行うことができる。

本発明における水耕栽培装置の構成及び使用方法を示す図であり、特に、栽培対象物の植え付け時の様子を示す図である。 本発明における水耕栽培装置の構成及び使用方法を示す図であり、特に、栽培対象物の収穫時の様子を示す図である。 本発明における水耕栽培装置を構成するシート巻取り装置及びシート材の構成及び使用方法を示す図であり、特に、栽培対象物の植え付け時の様子を示す図である。 本発明における水耕栽培装置を構成するシート巻取り装置及びシート材の構成及び使用方法を示す図であり、特に、栽培対象物の植え付け時の様子を示す図である。 本発明における水耕栽培装置を構成するシート巻取り装置及びシート材の構成及び使用方法を示す図であり、特に、栽培対象物の植え付け時の様子を示す図である。 本発明における水耕栽培装置による水耕栽培方法の手順を示すフローチャートであり、特に、栽培対象物の植え付け時の手順を示す。 本発明における水耕栽培装置による水耕栽培方法の手順を示すフローチャートであり、特に、栽培対象物の収穫時の手順を示す。

＜実施形態１＞
本発明の第１の実施形態を、図１乃至図７を参照して説明する。図１乃至図５は、水耕栽培装置の構成及び使用方法を説明するための図であり、図６乃至図７は、水耕栽培方法の手順を説明するための図である。

［構成］
本実施形態における水耕栽培装置は、図１に示すように水田Ｇで用いられる。つまり、本実施形態における水耕栽培装置は、水田Ｇに張られた水を用いて水耕栽培を行うための装置である。但し、本発明における水耕栽培装置は、必ずしも水田Ｇで用いられることに限定されず、プールやため池など、水が張られた領域であれば利用可能である。

図１に示すように、水耕栽培装置は、水田Ｇの水面Ｗ上に広げられるシート材１と、当該シート材１をロール状に巻き取るシート巻取り装置１０と、シート材１に連結された紐体２を折り返すための折り返し装置２０と、を備える。そして、シート巻取り装置１０は、水田Ｇの水面Ｗを囲う所定の縁（一方の縁）に配置され、当該シート巻取り装置１０が配置される所定の縁とは水面Ｗを挟んで対岸に位置する他の縁（他方の縁）には、折り返し装置２０が配置される。つまり、水田Ｇの水面Ｗを囲う相互に対向する一方と他方の縁に、それぞれシート巻取り装置１０と折り返し装置２０とが配置される。なお、水田Ｇの水面Ｗを囲う縁とは、例えば、畦であるが、水面Ｗを囲う領域であればいかなる場所であってもよい。

ここで、シート材１及びシート巻取り装置１０の構成について、図３乃至図５を参照して説明する。まず、シート材１は、所定の幅と長さを有する帯状体からなる部材である。例えば、シート材１は、竹や葦などを編んで構成された簾にて構成されている。つまり、シート材１は、幅方向に沿って竹や葦などの複数の棒状体が並行に配置され、これら複数の棒状体が長さ方向に沿って連結されて構成されている。このため、シート材１を構成する竹や葦などの複数の棒状体間には隙間が形成されており、シート材１自体の表面と裏面とを貫通する貫通部が形成されていることとなる。また、シート材１は、竹や葦などを編んで構成されていることから、その浮力にて水面Ｗに浮かべられるよう構成されている。

また、シート材１は、裏面側を水面Ｗ側に向けて当該水面Ｗに浮かべることができ、かかる状態で表面側に栽培対象物Ｔを配置することで、当該栽培対象物Ｔは貫通部から水田Ｇ内の水を得ることができる。つまり、栽培対象物Ｔは、シート材１の貫通部から水田Ｇ内に根を伸ばすことで、水を得ることができる。なお、栽培対象物Ｔは、例えば、リーフレタス、ホウレンソウ、ミツバ、ミズナ、などの野菜類であってもよく、いかなる植物であってもよい。

また、シート材１は、上述したように幅方向に沿って複数の棒状体が並行に配置されている構成であるため、長さ方向に沿ってロール状に巻き取られた状態とすることが可能である。このとき、シート材１は、シート巻取り装置１０にて巻き取られてロール状に形成されるが、そのときの様子を図３乃至図４に示す。なお、図４では、シート材１である簾を構成する竹や葦などの棒状体を図示しているが、図３では、ロール状のシート材１の全体構成がわかりやすいよう、簾を構成する竹や葦などの棒状体を図示せずに簡略的に示している。また、図５においても、シート材１を簡略的に示している。

そして、シート巻取り装置１０は、本実施形態では、シート材１を巻き取る際に中心軸となる軸体を備えており、かかる軸体が地面から所定の高さ位置で回転可能なよう支持される構造となっている。これにより、シート巻取り装置１０は、軸体にシート材１を巻き付けた状態で当該軸体を回転させることで、シート材１をロール状に巻き取ることができる。なお、シート巻取り装置１０は、軸体を回転させるハンドルを備えていてもよく、かかるハンドルを回転させることでシート材１をロール状に巻き取ってもよい。但し、シート巻取り装置１０は、いかなる方法でシート材１をロール状に巻き取るよう構成されていてもよく、例えば、手動ではなくモータなどのアクチュエータを用いて回転して、シート材１を巻き取るよう構成されていてもよい。

また、図３に示すように、上記シート材１の長さ方向の一端、つまり、ロール状となっているときの最外周に位置する一端には、紐体２が連結されている。具体的に、紐体２は、シート材１の一端において、所定の間隔をあけて２本連結されており、かかる２本の紐体２はその先で１本に集約されている。そして、紐体２は、全体の長さが、水田Ｇの水面Ｗを挟んだ縁間を１往復する長さ以上に形成されている。つまり、紐体２は、水田Ｇの水面Ｗを挟んで相互に対岸に配置されたシート巻取り装置１０と折り返し装置２０との間の距離の２倍以上の長さに形成されている。

また、上述したシート巻取り装置１０とは水田Ｇの水面Ｗを挟んで対岸に配置された折り返し装置２０は、例えば、滑車を備えて構成されている。折り返し装置２０は、水田Ｇの一方の縁に位置するシート巻取り装置１０にてロール状に巻き取られたシート材１の端部から他方の縁側に延びる紐体２を、滑車に巻き付けて再度一方の縁側に折り返させ、紐体２の先端をシート巻取り装置１０の位置まで延ばして配置させる。これにより、紐体２の先端が、シート巻取り装置１０の位置で一方の縁側に引っ張られることで、折り返し装置２０の滑車にて円滑に紐体２の引っ張り方向が反転し、シート材１の端部を他方の端部側に引っ張ることができる。なお、折り返し装置２０は、必ずしも滑車を備えていることに限定されず、いかなる構成であってもよい。

［栽培手順］
次に、上述した構成の水耕栽培装置を用いた水耕栽培方法の手順について、図１乃至図７を参照して説明する。はじめに、主に図６のフローチャートを参照して、水田Ｇに栽培対象物Ｔを植え付ける手順を説明する。

まず、作業者Ｕは、シート材１をシート巻取り装置１０で巻き取ってロール状にし、水田Ｇの一方の縁に配置する。また、作業者Ｕは、シート巻取り装置１０を配置した水田Ｇの一方の縁の対岸に位置する他方の縁に、折り返し装置２０は配置する（図６のステップＳ１）。そして、作業者Ｕは、水田Ｇの一方の縁に位置するシート巻取り装置１０にロール状に巻き付けられているシート材１の一端に連結された紐体２を、対岸である水田Ｇの他方の縁に位置する折り返し装置２０の滑車に巻き付けて一方の縁側に折り返し、さらに紐体２の先端側を一方の縁に位置するシート巻取り装置１０の場所に配置する（図６のステップＳ２）。これにより、作業者Ｕは、図１に示すように、水田Ｇの一方の縁側のシート巻取り装置１０の位置にて、紐体２０を把持した状態となる。

続いて、作業者Ｕは、図１の矢印Ｙ１に示すように、紐体２を一方の縁側に引っ張る。このとき、わずかな距離だけ紐体２を引っ張ることで、図３に示すように、ロール状のシート材１の先端が他方の縁側に引っ張られて、当該シート材１がロール状から引き出される（図６のステップＳ３）。これにより、シート材１が、シート巻取り装置１０の上部にて面を形成するよう広がる。そして、作業者Ｕは、図３に示すように、シート巻取り装置１０の上部にて広げられたシート材１の表面に、１つ又は複数の栽培対象物Ｔを配置する（図６のステップＳ４）。なお、このときに配置する栽培対象物Ｔは、水耕栽培されるリーフレタス、ホウレンソウ、ミツバ、ミズナ、などの野菜類といった植物の苗であるが、いかなる植物であってもよい。また、苗などの栽培対象物Ｔは、土がついたままの状態であってもよく、いかなる状態のものであってもよい。

その後、作業者Ｕは、上述したように、紐体２をわずかな距離だけ引っ張る作業と（図６のステップＳ３）、シート巻取り装置１０の上部に広げられたシート材１の表面に栽培対象物Ｔを配置する作業と（図６のステップＳ４）、を繰り返し行う。つまり、作業者Ｕは、紐体２を少しずつ引っ張りながら、ロール状からシート材１を少しずつ引き出し、新たに引き出されたシート材１のシート巻取り装置１０の上部に広がる領域に、新たな栽培対象物Ｔを配置することを繰り返す。これにより、図５に示すように、シート材１の表面に栽培対象物Ｔが配置された状態で、水田Ｇの水面Ｗ上に徐々に広げられることとなる。

そして、作業者Ｕは、図１の矢印Ｙ２に示すように、シート材１がシート巻取り装置１０が位置する水田Ｇの一方の縁側から対岸の他方の縁側まで引き出されると（図６のステップＳ５でＹｅｓ）、上述したシート材１の引き出しと栽培対象物Ｔを配置する作業を停止する。これにより、シート材１が、可能な限り水田Ｇの水面Ｗに広げられ、その表面に配置された栽培対象物Ｔの水耕栽培用の植え付けが完了する（図６のステップＳ６）。

上記のように植え付けられた栽培対象物Ｔは、シート材１が竹や葦などを編んで構成されていることから、図１に示すように水面Ｗに浮かべられた状態となる。また、栽培対象物Ｔは、シート材１の竹や葦などの隙間で形成された貫通部から、水田Ｇ内に根を伸ばして水を得ることができる。このようにして水耕栽培が実施される。

次に、主に図７のフローチャートを参照して、水田で水耕栽培した栽培対象物Ｔを収穫する手順を説明する。作業者Ｕは、上述したように水田Ｇに植え付けられた栽培対象物Ｔである苗が栽培されて収穫可能な程度に成長した後に、以下の手順で収穫を行う。

まず作業者Ｕは、シート巻取り装置１０を操作して、水田Ｇの水面Ｗ上に広げられたシート材１を、長さ方向の他端側からロール状に巻き取る（図７のステップＳ１１）。これにより、図２の矢印Ｙ３に示すように、シート材１が水田Ｇの他方の縁側から一方の縁側に移動するよう巻き取られる。このとき、作業者Ｕは、シート巻取り装置１０の上部付近に位置するシート材１の領域に水耕栽培された栽培対象物Ｔが位置するまで当該シート材１を巻き取り、かかる領域の栽培対象物Ｔを回収する（図７のステップＳ１２）。

その後、作業者Ｕは、シート材１を少しずつ巻き取る作業と（図７のステップＳ１１）、シート巻取り装置１０の上部に位置するシート材１の領域の栽培対象物Ｔを回収する作業と（図７のステップＳ１２）、を繰り返し行う。つまり、作業者Ｕは、シート材１を少しずつ巻き取りながら、巻き取ったシート材１のシート巻取り装置１０の上部に広がる領域に位置する栽培対象物Ｔを回収することを繰り返す。これにより、図２に示すように、水田Ｇの水面Ｗ上に広げられたシート材１の表面で栽培された栽培対象物Ｔが、次々と収穫されることとなる。

そして、作業者Ｕは、シート材１上のすべての栽培対象物Ｔを回収し、シート材１をすべてシート巻取り装置１０に巻き取ると（図７のステップＳ１３でＹｅｓ）、栽培対象物Ｔの収穫が完了する（図７のステップＳ１４）。

以上のように、本実施形態における植物栽培装置及び植物栽培方法によると、作業者Ｕは、ロール状に巻き取られたシート材１の紐体２を引っ張りつつ、その場で栽培対象物Ｔをシート材１の表面に配置することで、栽培対象物Ｔが配置されたシート材１を水田Ｇの水面Ｗ上に広げることができる。また、作業者Ｕは、シート巻取り装置１０にてシート材１を巻き取ることで、巻き取った場所に位置するシート材１上の栽培対象物Ｔを収穫することができる。このため、水田Ｇといった広い領域であっても、簡易な構成の装置を用いて栽培対象物Ｔの水耕栽培を行うことができ、装置にかかる費用の低減を図ることができる。また、植え付け作業や収穫作業をシート巻取り装置１０の配置箇所で行うことができるため、広い範囲であっても一人で水耕栽培を行うことができ、作業効率の向上を図ることができる。

なお、上記では、シート材１の端部に連結された紐体２を、対岸の折り返し装置２０を用いて折り返させて、シート巻取り装置１０の配置箇所でシート材１の引き出し操作を行うこととしているが、紐体２は必ずしも対岸の折り返し装置２０を用いて折り返すよう配置することに限定されない。例えば、シート巻取り装置１０が配置された水田Ｇの一方の縁の対岸である他方の縁側に紐体２の先端を配置し、かかる紐体２を他方の縁側に位置する他の作業者が徐々に引っ張ってもよい。そして、水田Ｇの一方の縁側では、シート巻取り装置１０の配置箇所にてもう一人の作業者Ｕが、少しずつ引き出されたシート材１の表面に栽培対象物Ｔを配置する作業を行ってもよい。これにより、栽培対象物Ｔが配置されたシート材１を、水田Ｇの一方の縁側から他方の縁側に向かって徐々に水面Ｗ上に広げることができる。

以上、上記実施形態等を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明の範囲内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。

１ シート材
２ 紐体
１０ シート巻取り装置
２０ 折り返し装置
Ｇ 水田
Ｗ 水面
Ｕ 作業者
Ｔ 栽培対象物

Claims (5)

1. 所定の幅と長さを有し、水面に浮かべられるシート材と、
   前記シート材を長さ方向に沿ってロール状に巻き取るシート巻取り装置と、
   前記シート材の長さ方向の一端に連結された紐体と、
   前記シート巻取り装置が配置される水面を囲う一方の縁とは当該水面を挟んで対岸に位置する他方の縁に配置され、前記一方の縁側に位置する前記シート材から他方の縁に対して延びる前記紐体を当該一方の縁に向かって折り返す折り返し装置と、
   を備え、
   前記シート材は、栽培対象物が配置される表面と、水面側に配置される裏面と、を有し、表面と裏面との間を貫通する複数の貫通部が形成されており、
   前記シート巻取り装置は、前記シート材の表面に栽培対象物を配置した状態で前記一方の縁側に前記紐体が引っ張られることで、前記折り返し装置を介して前記シート材が前記他方の縁側に引っ張られて当該シート材がロール状から引き出されるよう当該ロール状の前記シート材の回転を許容し、これにより前記シート材が前記一方の縁側から前記他方の縁側に向かって水面上に広げられるよう構成され、
   さらに、前記シート巻取り装置は、水面上に広げられて表面に栽培対象物が配置された状態の前記シート材を長さ方向の他端側からロール状に巻き取ることができるよう構成されている、
   水耕栽培装置。
2. 請求項１に記載の水耕栽培装置であって、
   前記シート材は、幅方向に沿って複数の棒状体が並行に配置され、当該棒状体間が長手方向に沿って連結されて構成されており、当該棒状体間で前記貫通部が形成されている、
   水耕栽培装置。
3. 所定の幅と長さを有し、水面に浮かべられるシート材と、
   前記シート材を長さ方向に沿ってロール状に巻き取るシート巻取り装置と、
   前記シート材の長さ方向の一端に連結された紐体と、を備え、
   前記シート材が、栽培対象物が配置される表面と、水面側に配置される裏面と、を有し、表面と裏面との間を貫通する複数の貫通部が形成されて構成された水耕栽培装置を用いた水耕栽培方法であって、
   前記シート巻取り装置にて前記シート材が長さ方向に沿ってロール状に巻き取られた状態とし、
   前記シート材の長さ方向の一端に連結された前記紐体を引っ張ることで、前記シート巻取り装置にてロール状の前記シート材の回転が許容され、前記シート材をロール状から引き出しつつ、前記シート巻取り装置の配置箇所付近で前記シート材の表面に前記栽培対象物を配置し、前記紐体を引っ張ることと前記栽培対象物を配置することとを繰り返すことで、前記栽培対象物が表面に配置された前記シート材を水面上に広げ、
   その後、水面上に広げられて表面に栽培対象物が配置された状態の前記シート材を、前記シート巻取り装置にて長さ方向の他端側からロール状に巻き取りつつ、当該シート巻取り装置の配置箇所付近で前記シート材の表面に配置された栽培対象物を回収する、
   水耕栽培方法。
4. 請求項３に記載の水耕栽培方法であって、
   前記シート巻取り装置が配置される水面を囲う一方の縁とは当該水面を挟んで対岸に位置する他方の縁側に前記紐体を引っ張ることで、前記シート材をロール状から引き出し、当該シート材を前記一方の縁側から前記他方の縁側に向かって水面上に広げる、
   水耕栽培方法。
5. 請求項３又は４に記載の水耕栽培方法であって、
   前記水耕栽培装置は、さらに、前記シート巻取り装置が配置される水面を囲う一方の縁とは当該水面を挟んで対岸に位置する他方の縁に、前記一方の縁側に位置する前記シート材から前記他方の縁に対して延びる前記紐体を前記一方の縁に向かって折り返す折り返し装置を備え、
   前記一方の縁側で当該一方の縁側に前記紐体を引っ張ることで、前記折り返し装置を介して前記シート材を前記他方の縁側に引っ張って前記シート材をロール状から引き出し、当該シート材を前記一方の縁側から前記他方の縁側に向かって水面上に広げる、
   水耕栽培方法。

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