WO2015107590A1

WO2015107590A1 - 水耕栽培装置

Info

Publication number: WO2015107590A1
Application number: PCT/JP2014/006078
Authority: WO
Inventors: 浩輝大平
Original assignee: パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date: 2014-01-20
Filing date: 2014-12-05
Publication date: 2015-07-23
Also published as: JP2015136297A

Abstract

　植物（Ｐ１、Ｐ２）の育成状態を監視する監視部（４４）と、それぞれが成分および濃度の少なくとも一方が異なる養液（１００Ａ、１００Ｂ）を貯蔵する複数の養液貯蔵部（１２Ａ、１２Ｂ）と、植物を栽培する複数の栽培槽（１１Ａ、１１Ｂ）と、養液貯蔵部から栽培槽に養液を供給するポンプ（１４Ａ、１４Ｂ）と、監視されている育成状態に基づいて植物の育成期間が第１育成期間から第２育成期間に移行したと判定された場合に、養液供給部により養液貯蔵部から栽培槽に供給する養液を、何れかの養液貯蔵部に貯蔵した養液から他の養液貯蔵部に貯蔵した養液に切り替える判定／制御部（３１）とを備える。

Description

水耕栽培装置

　本発明は、植物を育成する水耕栽培装置に関する。

　養液を用いて植物を栽培する技術としては、下記の特許文献１が知られている。この特許文献１には、バレイショを育成する水耕栽培装置に関する技術が記載されている。この水耕栽培装置は、バレイショが植えつけられた栽培槽に養液を循環させながらバレイショを栽培する。

特開２００８－１１７５２号公報

　しかしながら、上述した水耕栽培装置は、バレイショに供給する養液の流路を１系統しか備えていない。この水耕栽培装置は、養液濃度の低下等の栽培環境の調整を複数の植物に対して同時に行うことしかできない。このため、この水耕栽培装置では、生長状態が異なる植物体を同時に栽培する場合には、すべての植物体に対して最適な栽培環境を提供できない。

　そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものである。本発明の目的は、同時に栽培する複数の植物の生長状態が異なる場合に、それぞれの植物に応じて栽培環境を調整できる水耕栽培装置を提供することを目的とする。

　本発明の水耕栽培装置は、第１育成期間の後に第２育成期間を経て生長する複数の植物を栽培する水耕栽培装置であって、前記複数の植物の育成状態をそれぞれ監視する複数の監視部と、成分および濃度の少なくともいずれか一方が異なる複数種類の養液をそれぞれ貯蔵する複数の養液貯蔵部と、前記複数の植物がそれぞれ栽培される複数の栽培槽と、前記複数の養液貯蔵部から前記複数の栽培槽のそれぞれに前記複数種類の養液のうちのいずれをも供給し得るように構成された養液供給部と、前記複数の栽培槽のそれぞれを前記複数種類の養液のうちの一の養液が供給される状態から前記複数の養液のうちの他の養液が供給される状態に変化させる切替部と、前記複数の監視部のいずれか一の監視部により監視されている前記複数の植物のいずれか一の植物の育成状態が所定の状態になったか否かを判定することにより、前記いずれか一の植物の育成期間が前記第１育成期間から前記第２育成期間に移行したか否かを判定する判定／制御部と、を備え、前記判定／制御部は、前記いずれか一の植物の育成期間が前記第２育成期間に移行したと判定された場合に、前記いずれか一の植物が栽培されている栽培槽が前記一の養液が供給される状態から前記他の養液が供給される状態へ変化するように、前記切替部の状態を変化させる。

　本発明によれば、同時に栽培する複数の植物の生長状態が異なる場合に、それぞれの植物に応じて栽培環境を調整できる。

本発明の実施形態の水耕栽培装置の構成を示す一部断面図である。本発明の実施形態の水耕栽培装置の栽培槽の内部を示す断面図である。本発明の実施形態の水耕栽培装置の栽培槽の側面図である。本発明の実施形態の水耕栽培装置の栽培槽の側面図である。

　以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

　本発明の実施形態の水耕栽培装置は、例えば図１に示すように構成される。この水耕栽培装置は、地上部組織で合成した養分を地下部組織（根、塊茎等）に蓄積し、当該地下部組織に塊茎を形成する植物Ｐ１、Ｐ２（以下、総称する場合には植物Ｐとも呼ぶ。）を育成するものである。また、本実施形態の水耕栽培装置は、第１育成期間の後に第２育成期間を経て生長する植物Ｐを育成する。

　このように、塊茎を形成し、複数の育成期間を経て生長する植物Ｐとしては、バレイショが挙げられる。本実施形態では、植物としてのバレイショを育成する例を説明する。なお、本実施形態の水耕栽培装置による栽培対象はバレイショに限定されない。

　この植物Ｐの複数の育成期間は、栄養生長期（第１育成期間）と、塊茎誘導期（第２育成期間）とに分けられている。栄養生長期は、地上部組織の茎葉を伸長させる育成期間である。塊茎誘導期は、地上部組織で光合成によって得られたエネルギーを地下部組織へ転流させ、塊茎に蓄積させる期間である。

　本実施形態ではない一般的な栄養生長期から塊茎誘導期への移行の際は、施肥を少なくすることで地上部組織の枯死及び地下部組織への転流を促す手法が取られている。これに対し、本実施形態の水耕栽培装置は、植物Ｐ１、Ｐ２のそれぞれに供給する水耕養液の濃度を自動的に下げる。これにより、本実施形態の水耕栽培装置は、塊茎誘導期への移行を促すことが可能である。

　本実施形態の水耕栽培装置は、図１に示すように、２つの栽培設備１Ａ、１Ｂを有している。栽培設備１Ａは、栽培槽１１Ａと養液貯蔵部１２Ａとを備えている。栽培設備１Ｂは、栽培槽１１Ｂと養液貯蔵部１２Ｂとを備えている。

　栽培槽１１Ａ、１１Ｂは、複数の植物Ｐ１、Ｐ２を支持している。栽培槽１１Ａ、１１Ｂは、それぞれ、葉茎が地上部組織として位置付けられるように、かつ、塊茎が地下部組織として位置付けられるように、植物Ｐ１、Ｐ２を支持している。この支持部材は、植物Ｐ１、Ｐ２の茎を挟み込むように支持するものであって、地下部組織への光を遮光するものとなっている。

　植物Ｐ１、Ｐ２は、それぞれ、栽培槽１１Ａ、１１Ｂによって支持されている。植物Ｐ１、Ｐ２の上方には、それぞれ、光源１３Ａ、１３Ｂが配置されている。この光源１３Ａ、１３Ｂとしては、例えばＬＥＤが使用可能である。ＬＥＤから発せられた光を利用して、植物Ｐ１、Ｐ２は光合成によって養分を合成する。この養分は、地上部組織の茎を経由して地下部組織に蓄積される。

　栽培槽１１Ａ、１１Ｂそれぞれにおける植物Ｐ１、Ｐ２の地下部組織は、例えば種芋としての栄養体である。栄養体は、ゴム板上に配置されている。当該栄養体に養液が供給される。なお、栄養体に養液を供給する構成は、いかなるものであってもよい。地下部組織は、地上部組織から供給された養分によって塊茎を形成する。この塊茎が成長すると収穫物たるバレイショとなる。

　養液貯蔵部１２Ａ、１２Ｂは、それぞれ、成分および濃度の少なくともいずれか一方が異なる養液１００Ａ、１００Ｂを貯蔵する。養液１００Ａおよび養液１００Ｂは、それぞれ、ポンプ１４Ａおよび１４Ｂによって吸い込まれる。本実施形態において養液とは、植物Ｐ１、Ｐ２の成長に必要な成分を含む液体である。この成分は、窒素、りん、カリ、および金属等の栄養となる成分である。

　養液貯蔵部１２Ａは、栄養成長期の植物Ｐ１、Ｐ２に適した第１養液１００Ａを貯蔵している。一方、養液貯蔵部１２Ｂは、塊茎誘導期の植物Ｐ１、Ｐ２に適した第２養液１００Ｂを貯蔵している。第１養液１００Ａは、その濃度および成分の少なくともいずれか一方が栄養生長期の植物Ｐ１、Ｐ２に適している。一方、第２養液１００Ｂは、その濃度および成分の少なくともいずれか一方が塊茎誘導期の植物Ｐ１、Ｐ２に適している。

　ポンプ１４Ａ、１４Ｂは、判定／制御部３１の制御に従って駆動して、養液１００Ａ、１００Ｂを吸い込んで、栽培槽１１Ａ、１１Ｂに向けて吐出する。ポンプ１４Ａ、１４Ｂによって吐出された養液１００Ａ、１００Ｂは、それぞれ、栽培槽１１Ａ、１１Ｂの何れか又は双方に供給される。

　ポンプ１４Ａには、養液供給配管Ｌ１、供給切替バルブ２１、および養液供給配管Ｌ２、Ｌ４が接続されている。また、ポンプ１４Ａには、養液供給配管Ｌ１、供給切替バルブ２２、および養液供給配管Ｌ１３、Ｌ１４が接続されている。供給切替バルブ２１及び供給切替バルブ２２の開閉動作は、判定／制御部３１によって制御される。

　ポンプ１４Ｂには、養液供給配管Ｌ１１、供給切替バルブ２５、および養液供給配管Ｌ３が接続されている。また、ポンプ１４Ｂには、養液供給配管Ｌ１１、供給切替バルブ２６、および養液供給配管Ｌ１２、Ｌ１４が接続されている。供給切替バルブ２５及び供給切替バルブ２６の開閉動作は、判定／制御部３１によって制御される。

　栽培槽１１Ａには、栽培槽１１Ａ内の第１養液１００Ａを排出するための養液排出配管Ｌ５、排出切替バルブ２３、および養液排出配管Ｌ６が接続されている。養液排出配管Ｌ５には、排出切替バルブ２７、および養液排出配管Ｌ１７が接続されている。排出切替バルブ２３及び排出切替バルブ２７の開閉動作は、判定／制御部３１によって制御される。

　栽培槽１１Ｂには、栽培槽１１Ｂ内の第２養液１００Ｂを排出するための養液排出配管Ｌ１５、排出切替バルブ２４、および養液排出配管Ｌ７が接続されている。養液排出配管Ｌ１５には、排出切替バルブ２８、および養液排出配管Ｌ１６が接続されている。排出切替バルブ２４及び排出切替バルブ２８の開閉動作は、判定／制御部３１によって制御される。

　これらのポンプ、及び、配管は、養液貯蔵部１２Ａ、１２Ｂから栽培槽１１Ａ、１１Ｂに養液１００Ａ、１００Ｂを供給する養液供給部として機能する。さらに、上述の切替バルブは、判定／制御部３１による切替バルブの制御によって、切替部として機能する。

　さらに水耕栽培装置は、図２に示すように、植物Ｐの育成状態を監視する監視部４４を備える。この監視部４４は、栽培槽１１Ａ、１１Ｂのそれぞれ内に備えられている。栽培槽１１Ａ、１１Ｂにおいては、養液２００及びゴム板４３を収容する容器４１の上面に遮光板４２が設置されている。

　監視部４４は、植物Ｐの地上部組織Ｐ１１と地下部組織Ｐ１２のうち、地下部組織Ｐ１２を撮像するカメラにより実現できる。この監視部４４は、地下部組織Ｐ１２におけるストロン先端を含む領域を撮像する。このカメラにより撮像された画像は、判定／制御部３１に供給される。

　さらに水耕栽培装置は、各種の判定及び制御を行う判定／制御部３１を有する。判定／制御部３１は、例えば栽培設備１Ａ、１Ｂを構成する各部を制御するマイクロコンピュータを実装した制御盤等からなる。

　判定／制御部３１は、上述のポンプ１４Ａ、１４Ｂ、および、切替バルブ２１～２７を制御する。これにより、水耕栽培装置は、第１養液１００Ａを栽培槽１１Ａ又は栽培槽１１Ｂに供給又は停止できる。また、水耕栽培装置は、第２養液１００Ｂを栽培槽１１Ａ又は栽培槽１１Ｂに供給又は停止できる。さらに水耕栽培装置は、栽培槽１１Ａ又は栽培槽１１Ｂから排出された第１養液１００Ａを養液貯蔵部１２Ａに排出できる。また、水耕栽培装置は、栽培槽１１Ａ又は栽培槽１１Ｂから排出された第２養液１００Ｂを養液貯蔵部１２Ｂに排出できる。

　さらに、判定／制御部３１は、監視部４４により撮像した画像データが供給される。判定／制御部３１においては、予め植物Ｐが栄養生長期から塊茎誘導期に移行したことを判定する閾値が設定されている。この閾値としては、地下部組織Ｐ１２に含まれるストロンの先端が肥大し、塊茎誘導期に移行したと判定できる寸法が設定されている。

　栽培が進むにつれ、早生品種の植物Ｐ１が晩生品種の植物Ｐ２に比べて栄養生長が早く進行する。すると、植物Ｐ１は、ストロン伸長の停止及び先端肥大の傾向が見られるようになる。これにより、判定／制御部３１は、ストロン先端径が予め定めた閾値を越えた場合に、植物Ｐ１が塊茎誘導期に移行したと判定する。

　判定／制御部３１は、植物Ｐ１の育成期間が第２育成期間に移行したと判定された場合に、第１育成期間において植物Ｐ１に供給していた養液を、他の養液に切り替える。一般的には、判定／制御部３１は、養液貯蔵部から栽培槽に供給する養液を、何れかの養液貯蔵部に貯蔵した養液から他の養液貯蔵部に貯蔵した養液に切り替える（切替部）。

　つぎに、このように構成された水耕栽培装置における具体的な動作について説明する。

　この水耕栽培装置においては、栽培槽１１Ａに早生品種の植物Ｐ１が定植されており、栽培槽１１Ｂに晩生品種の植物Ｐ２が定植されている。この植物Ｐ１、Ｐ２は、いずれも、本実施形態においては、バレイショ苗である。

　また、水耕栽培装置においては、早生品種の植物Ｐ１についての栄養生長期及び塊茎誘導期のいずれの時期であるのかを判断する閾値が判定／制御部３１において設定されている。水耕栽培装置は、晩生品種の植物Ｐ２についての栄養生長期及び塊茎誘導期のいずれの時期であるのかを判定する閾値が判定／制御部３１において設定されている。この栄養生長期及び塊茎誘導期のいずれの時期であるのかを判定する閾値は、植物Ｐの所定の育成状態に基づいて特定されるものである。

　この水耕栽培装置においては、高濃度水耕養液としての第１養液１００Ａが養液貯蔵部１２Ａに貯留されている。一方、水耕栽培装置においては、低濃度水耕養液としての第２養液１００Ｂが養液貯蔵部１２Ｂに貯留されている。高濃度水耕養液は、植物Ｐ１、Ｐ２の栄養生長期に適した成分又は濃度に調整されている。一方、低濃度水耕養液は、植物Ｐ１、Ｐ２の塊茎誘導期に適した成分又は濃度に調整されている。

　植物Ｐ１、Ｐ２の育成において、先ず、判定／制御部３１は、供給切替バルブ２１、２２、２３、２４を開状態にする。また、判定／制御部３１は、供給切替バルブ２５、２６、２７、２８を閉状態にする。さらに、判定／制御部３１は、ポンプ１４Ａを駆動する。これにより、水耕栽培装置は、高濃度水耕養液としての第１養液１００Ａを、各栽培槽１１Ａ、１１Ｂのそれぞれに供給する。

　監視部４４は、栽培期間中においては育成状態の監視を継続する。監視部４４によって監視されている植物Ｐ１、Ｐ２の育成状態は、判定／制御部３１によって読み取られる。栽培が進むにつれ、早生品種の植物Ｐ１は、晩生品種の植物Ｐ２に比べて栄養生長が早く進行する。これにより、早生品種の植物Ｐ１は、晩生品種の植物Ｐ２より先に塊茎誘導期の状態に移行する。

　早生品種の植物Ｐ１が塊茎誘導期に移行したか否かは、監視部４４によって監視されている植物Ｐ１の育成状態に基づいて判定／制御部３１によって判定される。判定／制御部３１が植物Ｐ１が塊茎誘導期間に移行したと判定した場合、判定／制御部３１は、供給切替バルブ２１、２３を閉状態とする。また、判定／制御部３１は、供給切替バルブ２５、２７を開状態にする。さらに、判定／制御部３１は、ポンプ１４Ｂを駆動する。

　これにより水耕栽培装置は、養液貯蔵部１２Ｂから低濃度水耕養液としての第２養液１００Ｂを栽培槽１１Ａに供給する。それにより、この低濃度水耕養液によって植物Ｐ１は育成される。一方、晩生品種の植物Ｐ２は栄養生長期の状態であるので、水耕栽培装置は植物Ｐ２に対して高濃度水耕養液としての第１養液１００Ａの供給を継続する。

　その後、判定／制御部３１は、晩生品種の植物Ｐ２が塊茎誘導期に移行したと判定する。すると、判定／制御部３１は、供給切替バルブ２２、２４を閉状態とする。また、判定／制御部３１は、供給切替バルブ２６、２８を開状態にする。これにより、養液貯蔵部１２Ｂから栽培槽１１Ｂに、低濃度水耕養液としての第２養液１００Ｂを供給する。

　以上のように、水耕栽培装置は、第１育成過程の第１育成期間（栄養生長期）の後に第２育成過程の第２育成期間（塊茎誘導期）を経て生長する植物を栽培する。水耕栽培装置は、植物の育成状態を監視する監視部（４４）を備える。さらに水耕栽培装置は、成分および濃度の少なくともいずれか一方が異なる養液を貯蔵する複数の養液貯蔵部(１２Ａ、１２Ｂ)を備える。さらに水耕栽培装置は、植物を栽培する複数の栽培槽(１１Ａ、１１Ｂ)を備える。さらに水耕栽培装置は、養液貯蔵部から栽培槽に養液を供給する養液供給部（Ｌ１～Ｌ１７）を備える。さらに水耕栽培装置は、監視部により監視されている植物の育成状態が所定の状態となったか否かを判定する判定部（３１）を備える。判定部（３１）は、栽培槽によって栽培されている植物の育成期間が第１育成期間から第２育成期間に移行したか否かを判定する。更に水耕栽培装置は、切替部（２１～２７）を備えている。判定部により育成期間が第２育成期間に移行したと判定された場合がある。この場合に、切替部（２１～２７）は、養液供給部により養液貯蔵部から栽培槽に供給する養液を、何れかの養液貯蔵部に貯蔵した養液から他の養液貯蔵部に貯蔵した養液に切り替える。

　このような水耕栽培装置によれば、予め植物Ｐが所定の育成状態となったことを判定するための閾値が判定／制御部３１に設定されている。判定／制御部３１は、監視している植物Ｐに関する予定の値が閾値を超えたか否かを判定することによって、植物Ｐの育成状態が所定の育成状態となったか否かを判定する。水耕栽培装置は、栄養生長期から塊茎誘導期に移行した場合に、養液を供給する経路を自動的に切り替えて、養液の成分および濃度のうちの少なくともいずれか一方を自動的に変更できる。

　したがって、水耕栽培装置によれば、同時に栽培する植物Ｐ１、Ｐ２の生長状態（成育速度）が異なる場合に、それぞれの植物に応じて栽培環境を調整できる。したがって、この水耕栽培装置によれば、各栽培槽１１Ａ、１１Ｂにおけるそれぞれの生育ステージに好ましい環境で、熟期の異なる品種の植物を同一装置で同時に栽培できる。

　例えば、バレイショは日本国内だけでも２００を超える品種が開発されており、品種ごとに成長速度（熟期）が異なる。これに対し、上述した水耕栽培装置によれば、複数の養液を用意しておき、それぞれの品種に応じた栄養生長期が終了すると、養液を切り替えることができる。これにより、複数の品種に対して望ましい栽培環境を維持できる。

　また、この水耕栽培装置によれば、品種ごとに単一の装置を導入する必要なく、コストや管理、メンテナンスを簡略化することができる。

　また、この水耕栽培装置は、養液貯蔵部１２Ａに、第１育成期間において植物に供給する第１養液を貯蔵し、養液貯蔵部１２Ｂに、第２育成期間において植物に供給する第２養液を貯蔵している。そして、水耕栽培装置は、第１育成期間には第１養液貯蔵部から栽培槽１１Ａ、１１Ｂに第１養液１００Ａを供給する。第２育成期間に移行した場合には、水耕栽培装置は、第２養液貯蔵部から第２養液１００Ｂを栽培槽１１Ａ、１１Ｂに供給する。

　これにより、この水耕栽培装置によれば、第１育成期間には第１養液１００Ａを植物Ｐ１、Ｐ２に供給し、第２育成期間には第２養液１００Ｂを植物Ｐ１、Ｐ２に供給できる。それにより、第１養液１００Ａから第２養液１００Ｂへの切替を自動的に行うことができる。

　なお、養液貯蔵部１２Ａ、１２Ｂに充填される養液濃度を電気伝導度を指標として数値化した場合、高濃度水耕養液１．０［ｄｓ／ｍ］以上の電気伝導度を有していることが望ましい。高濃度水耕養液は、１．０～２．０［ｄｓ／ｍ］の電気伝導度を有していることがさらに望ましい。高濃度水耕養液は、１．５～１．８［ｄｓ／ｍ］の電気伝導度を有していることがさらに望ましい。一方、低濃度水耕養液は、１．０［ｄｓ／ｍ］未満の電気伝導度であることがさらに望ましい。低濃度水耕養液は、０．４～０．９［ｄｓ／ｍ］の電気伝導度を有していることがさらに望ましい。低濃度水耕養液は、０．６～０．８［ｄｓ／ｍ］を有していることがさらに望ましい。

　また、養液貯蔵部１２Ａ、１２Ｂに充填される養液１００Ａ、１００Ｂを肥料濃度の高いものと低いものとのそれぞれに区分されている。しかしながら、養液１００Ａおよび養液１００Ｂは、栄養生長期の植物に適した配合および塊茎誘導期の植物に適した配合のそれぞれに区分されていてもよい。この場合、栄養生長期の植物に適した配合の例としては、地上部組織Ｐ１１の成長を促す植物ホルモン（サイトカイニン等）添加などの手法が挙げられる。また、塊茎誘導期の植物に適した配合の例としては、塊茎誘導を促す植物ホルモン（ジャスモン酸、オーキシン等）の添加などの手法が挙げられる。ただし、本発明の配合の手法は、これらに限定されるものではない。

　さらに、所定の状態は、植物Ｐ１、Ｐ２のそれぞれの地下部組織Ｐ１２に含まれるストロンの先端の状態であってもよい。具体的には、水耕栽培装置は、判定／制御部３１によって、植物Ｐ１、Ｐ２の地下部組織Ｐ１２に含まれるストロンの先端の寸法が予め定めた閾値を越えているか否かを判定することが望ましい。これによれば、植物Ｐ１、Ｐ２のそれぞれにおけるストロン先端の肥大の度合いに応じて、水耕栽培のための養液を自動的に切り替えることができる。

　所定の状態としてストロン先端の状態を監視する場合において、監視部４４は、カメラであることが望ましい。これにより、判定／制御部３１は、カメラにより撮像した画像からストロン先端における寸法を判定できる。それにより、植物Ｐ１、Ｐ２が塊茎誘導期に移行したか否かを判定できる。

　なお、本実施形態においては、監視部４４は、ストロン先端径を監視するカメラであり、そのカメラは、栽培槽１１Ａ、１１Ｂ内に設置されている。しかしながら、監視部４４の種類および設置位置は、これに限定されるものではない。例えば、監視部４４は、ストロンの先端径を検知できるセンサであり、そのセンサが栽培槽１１Ａ、１１Ｂのそれぞれ内に設置されてもよい。また、本明細書においては、複数の監視部４４は、１台の監視部が移動または姿勢の変更により、複数の植物Ｐのそれぞれを監視することができる場合も含むものである。

　上述した水耕栽培装置において、判定／制御部３１は、所定の状態として、地上部組織Ｐ１１の状態を判定してもよい。この水耕栽培装置は、地下部組織Ｐ１２の育成状態のみならず、地上部組織Ｐ１１の育成状態をも監視してもよい。また、水耕栽培装置は、地下部組織Ｐ１２の育成状態を監視せずに、地下部組織Ｐ１２の育成状態を監視してもよい。判定／制御部３１は、地下部組織Ｐ１２及び／又は地上部組織Ｐ１１の育成状態に基づいて、植物Ｐ１、Ｐ２が塊茎誘導期に移行したか否かを判定する。

　この水耕栽培装置において、監視部は、図３に示すように、受光部５１と赤外発光部５２とを含む赤外センサによって実現できる。受光部５１及び赤外発光部５２は、栽培槽１１Ａ、１１Ｂにおける遮光板４２から所定の高さ位置まで地上部組織Ｐ１１が伸びたことを検知する。この検知結果は、判定／制御部３１によって読み取られる。

　植物Ｐが高濃度水耕養液を用いて栽培され、地上部組織Ｐ１１が伸びると、地上部組織Ｐ１１が所定の高さまで伸びたことが受光部５１及び赤外発光部５２によって検知される。その後、地上部組織Ｐ１１が倒伏すると地上部組織Ｐ１１は所定の高さよりも低くなる。

　判定／制御部３１は、受光部５１の受光状態に基づいて、地上部組織Ｐ１１が所定の高さになったか否か、および、その後に所定の高さよりも低くなる倒伏状態になっているか否かを判定する。これにより、判定／制御部３１は、植物Ｐが栄養生長期から塊茎誘導期に移行したか否かを判定する。

　また、この水耕栽培装置において、監視部は、図４に示すように、地上部組織Ｐ１１を撮像するカメラ６１であってもよい。カメラ６１は、地上部組織Ｐ１１において黄化する部位を含む領域を撮像する。このカメラ６１により撮像された画像は、判定／制御部３１に供給される。

　さらに、判定／制御部３１は、カメラ６１により撮像した画像データが供給される。判定／制御部３１は、予め植物Ｐが栄養生長期から塊茎誘導期に移行したか否かを判定するための黄化状態の閾値が設定されている。この閾値としては、地上部組織Ｐ１１における色が緑色から黄色に変化して塊茎誘導期に移行したと判定できる色情報が設定されている。これにより、判定／制御部３１は、地上部組織Ｐ１１の黄化状態になったか否かに基づいて植物Ｐが塊茎誘導期に移行したか否かを判定できる。

　このような水耕栽培装置においては、判定／制御部３１は、上述した地下部組織Ｐ１２を監視することによって、植物Ｐが塊茎誘導期に移行したと判定することができる。それに加え、判定／制御部３１は、地上部組織Ｐ１１を監視することによって、植物Ｐが塊茎誘導期に移行したと判定することができる。例えば、地下部組織Ｐ１２を監視することによって植物Ｐが塊茎誘導期に移行したと判定される。それに加え、地上部組織Ｐ１１を監視することによって植物Ｐが塊茎誘導期に移行したと判定される。この２つの判定の少なくともいずれか一方がなされた場合に、栽培槽１１Ａ、１１Ｂに供給する養液を切り替えてもよい。

　このような水耕栽培装置によれば、地上部組織Ｐ１１の育成状態を監視することによって、植物Ｐが栄養生長期の状態から塊茎誘導期の状態に移行したと判定できる。したがって、この水耕栽培装置によれば、地下部組織Ｐ１２の育成状態を監視することなく、地上部組織Ｐ１１の育成状態のみを監視することによって、養液を切り替えることができる。したがって、この水耕栽培装置によれば、より簡便に植物Ｐの塊茎誘導期への移行を判定でき、かつ、養液の切替を最適なタイミングで行うことができる。

　また、この水耕栽培装置において、監視部４４は、地上部組織Ｐ１１の育成状態が倒伏状態および黄化状態の少なくともいずれか一方になったか否かを監視してもよい。この場合、判定／制御部３１は、倒伏状態および黄化状態の少なくともいずれか一方になった場合に、植物Ｐが塊茎誘導期に移行したと判定する。

　さらに、この水耕栽培装置は、受光部５１及び赤外発光部５２、又は、カメラ６１を用いて、地上部組織Ｐ１１の育成状態を監視することができる。

　なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

　上述した水耕栽培装置において、植物Ｐ１、Ｐ２の品種は、早生品種や晩生品種（熟期）の組み合わせに限らず、任意の組み合わせであってもよい。例えば、早生品種と中晩生品種の組み合わせ等であってもよい。

　以下、実施の形態の水耕栽培装置の特徴的構成を記載する。

　（１）　本実施の形態の水耕栽培装置は、第１育成期間の後に第２育成期間を経て生長する複数の植物を栽培するものである。水耕栽培装置は、複数の監視部４４、複数の養液貯蔵部１２Ａ，１２Ｂ、複数の複数の栽培槽１１Ａ，１１Ｂ、養液供給部Ｌ１～Ｌ１７、切替部２１～２７、および判定／制御部３１を備えている。

　複数の監視部４４は、それぞれ、複数の植物Ｐ１，Ｐ２の育成状態を監視する。複数の養液貯蔵部１２Ａ，１２Ｂは、それぞれ、成分および濃度の少なくとも一方が異なる複数種類の養液１００Ａ，１００Ｂを貯蔵する。複数の栽培槽１１Ａ，１１Ｂにおいては、複数の植物がそれぞれ栽培される。養液供給部Ｌ１～Ｌ１７は、複数の養液貯蔵部１２Ａ，１２Ｂから複数の栽培槽１１Ａ，１１Ｂのそれぞれに複数種類の養液１００Ａ，１００Ｂのうちのいずれをも供給し得るように構成されている。切替部２１～２７は、複数の栽培槽１１Ａ，１１Ｂのそれぞれを複数種類の養液１００Ａ，１００Ｂのうちの一の養液が供給される状態から複数の養液１００Ａ，１００Ｂのうちの他の養液が供給される状態に変化させる。判定／制御部３１は、複数の監視部４４のいずれか一の監視部４４により監視されている複数の植物Ｐ１，Ｐ２のいずれか一の植物の育成状態が所定の状態になったか否かを判定する。それにより、判定／制御部３１は、前述のいずれか一の植物の育成期間が第１育成期間から第２育成期間に移行したか否かを判定する。

　前述のいずれか一の植物の育成期間が第２育成期間に移行したと判定される場合がある。この場合に、判定／制御部３１は、切替部２１～２７の状態を変化させる。それにより、いずれか一の植物が栽培されている栽培槽が複数種類の養液１００Ａ，１００Ｂのうちの一の養液が供給される状態から複数種類の養液１００Ａ，１００Ｂのうちの他の養液が供給される状態へ変化する。

　（２）　複数の養液貯蔵部１２Ａ，１２Ｂは、第１養液１００Ａを貯蔵する第１養液貯蔵部１２Ａを含んでいてもよい。複数の養液貯蔵部１２Ａ，１２Ｂは、第２養液１００Ｂを貯蔵する第２養液貯蔵部１２Ｂを含んでいてもよい。判定／制御部３１は、第１育成期間においては第１養液貯蔵部１２Ａからいずれか一の植物が栽培されている栽培槽１２Ａに第１養液１００Ａが供給されるように、切替部２１～２７の状態を変化させてもよい。判定／制御部３１は、第２育成期間に移行した場合には、第２養液貯蔵部１２Ｂから第２養液１００Ｂが前述のいずれか一の植物が栽培されている栽培槽に供給されるように、切替部２１～２７の状態を変化さてもよい。

　（３）所定の状態は、植物Ｐ１，Ｐ２の地下部組織Ｐ１２に含まれるストロンの先端の寸法が予め定めた閾値を越えている状態であることが好ましい。

　（４）所定の状態は、植物Ｐ１，Ｐ２の地上部組織Ｐ１１の倒伏状態および黄化状態の少なくとも一方であることが好ましい。

　（５）複数の監視部４４のそれぞれは、カメラ６１および赤外センサ５１，５２のいずれかであることが好ましい。

　また、本出願は、２０１４年１月２０日に出願された日本出願の特願２０１４－００７８４９号に基づく優先権を主張し、当該日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。

　Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４　養液供給配管
　Ｌ５、Ｌ６、Ｌ１５、Ｌ１６、Ｌ１７　養液排出配管
　１１Ａ、１１Ｂ　栽培槽
　１２Ａ、１２Ｂ　養液貯蔵部
　１４Ａ、１４Ｂ　ポンプ
　２１、２２、２５、２６　供給切替バルブ
　２３、２４、２７、２８　排出切替バルブ
　３１　判定／制御部
　４４　監視部
　５１　受光部
　５２　赤外発光部
　６１　カメラ

Claims

　第１育成期間の後に第２育成期間を経て生長する複数の植物を栽培する水耕栽培装置であって、
　前記複数の植物の育成状態をそれぞれ監視する複数の監視部と、
　成分および濃度の少なくともいずれか一方が異なる複数種類の養液をそれぞれ貯蔵する複数の養液貯蔵部と、
　前記複数の植物がそれぞれ栽培される複数の栽培槽と、
　前記複数の養液貯蔵部から前記複数の栽培槽のそれぞれに前記複数種類の養液のうちのいずれをも供給し得るように構成された養液供給部と、
　前記複数の栽培槽のそれぞれを前記複数種類の養液のうちの一の養液が供給される状態から前記複数の養液のうちの他の養液が供給される状態に変化させる切替部と、
　前記複数の監視部のいずれか一の監視部により監視されている前記複数の植物のうちのいずれか一の植物の育成状態が所定の状態になったか否かを判定し、それにより、前記いずれか一の植物の育成期間が前記第１育成期間から前記第２育成期間に移行したか否かを判定する判定／制御部と、を備え、
　前記判定／制御部は、前記いずれか一の植物の育成期間が前記第２育成期間に移行したと判定された場合に、前記いずれか一の植物が栽培されている栽培槽が前記一の養液が供給される状態から前記他の養液が供給される状態へ変化するように、前記切替部の状態を変化させる、水耕栽培装置。
　前記複数の養液貯蔵部は、第１養液を貯蔵する第１養液貯蔵部と、第２養液を貯蔵する第２養液貯蔵部とを有し、
　前記判定／制御部は、
　　前記第１育成期間においては、前記第１養液貯蔵部から前記いずれか一の植物が栽培されている栽培槽に前記第１養液が供給され、かつ、
　　前記第２育成期間に移行した場合には、前記第２養液貯蔵部から前記第２養液が前記いずれか一の植物が栽培されている栽培槽に供給されるように、
　前記切替部の状態を変化させる、請求項１に記載の水耕栽培装置。
　前記所定の状態は、前記植物の地下部組織に含まれるストロンの先端の寸法が予め定めた閾値を越えている状態である、請求項１又は請求項２に記載の水耕栽培装置。
　前記所定の状態は、前記植物の地上部組織の倒伏状態および黄化状態の少なくともいずれか一方である、請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の水耕栽培装置。
　前記複数の監視部のそれぞれは、カメラおよび赤外センサのいずれかである、請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の水耕栽培装置。