CN105050386A - 水耕栽培装置以及水耕栽培方法 - Google Patents

水耕栽培装置以及水耕栽培方法 Download PDF

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Abstract

培育具有主根部(102)和侧根部(103)的植物体(100)的水耕栽培装置，具备支撑植物体(100)的植物支撑体(2)、向主根部(102)雾状地喷洒液体的主根灌溉部(3)、将侧根部(103)浸入的深液流营养液(10)、以及检测深液流营养液(10)的浓度的液肥浓度管理传感器(5)，参照检测出的浓度，控制由主根灌溉部(3)喷洒的液体的浓度和浸入有侧根部(103)的深液流营养液(10)的浓度中的至少一方。

Description

水耕栽培装置以及水耕栽培方法
技术领域
本发明涉及通过水耕栽培来培育植物体的水耕栽培装置以及水耕栽培方法。
背景技术
作为有关水耕栽培的技术，已知有下述的专利文献1。该专利文献1中，记载了利用气雾栽培和深液流(deepflow)栽培使根类作物的根部肥大的无土栽培系统以及无土栽培方法。
发明内容
但是，上述的无土栽培系统以及无土栽培方法存在用于气雾栽培的液肥和用于深液流栽培的液肥相干扰的可能性。
因此，本发明是鉴于上述情况而提出的。本发明的目的在于，提供一种能够抑制用于气雾栽培的液肥和用于深液流栽培的液肥相干扰的水耕栽培装置以及水耕栽培方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2012-100573号公报
发明概要
本发明的第一技术方案的水耕栽培装置，是培育具有主根和侧根的植物体的水耕栽培装置，其特征在于，具备：支撑部，支撑上述植物体；主根灌溉部，通过对上述主根雾状地喷洒液体而进行对上述主根的灌溉；侧根灌溉部，通过将上述侧根浸入液体而进行对上述侧根的灌溉；以及检测部，检测在上述侧根灌溉部中设置的液体的浓度；该水耕栽培装置具备控制部，该控制部参照由上述检测部检测出的浓度，控制由上述主根灌溉部喷洒的液体的浓度和在上述侧根灌溉部中浸入有上述侧根的液体的浓度中的至少一方，以使得由上述主根灌溉部喷洒的液体的浓度和在上述侧根灌溉部中浸入有上述侧根的液体的浓度不同。
本发明的第二技术方案的水耕栽培装置，其特征在于，在上述第一技术方案的水耕栽培装置中，上述控制部控制由上述主根灌溉部喷洒的液体的浓度和在上述侧根灌溉部中浸入有上述侧根的液体的浓度中的至少一方，以使得由上述主根灌溉部喷洒的液体的浓度低于在上述侧根灌溉部中浸入有上述侧根的液体的浓度。
本发明的第三技术方案的水耕栽培装置，其特征在于，在上述第一技术方案的水耕栽培装置中，具备：分离部，将上述主根灌溉部和上述侧根灌溉部的至少一部分物理分离，形成回收由上述主根灌溉部喷洒出的液体的回收层；以及回收再利用部，将上述回收层中的由上述主根灌溉部喷洒出的液体回收并作为由上述主根灌溉部喷洒的液体进行再利用。
本发明的第四技术方案的水耕栽培装置，其特征在于，在上述第三技术方案的水耕栽培装置中，上述控制部控制由上述主根灌溉部喷洒的液体的浓度和在上述侧根灌溉部中浸入有上述侧根的液体的浓度中的至少一方，以使得由上述主根灌溉部喷洒的液体的浓度高于在上述侧根灌溉部中浸入有上述侧根的液体的浓度。
本发明的第五技术方案的水耕栽培装置，其特征在于，在上述第四技术方案的水耕栽培装置中，上述主根灌溉部在上述回收层具备相对于上述植物体的高度方向不同的多个喷雾口，相对于上述植物体的高度方向越高，喷洒浓度越高的液体。
本发明的第六技术方案的水耕栽培方法，培育具有主根和侧根的植物体，其特征在于，通过喷洒雾状的液体而进行对上述主根的灌溉，并且通过将上述侧根浸入液体而进行对该侧根的灌溉；检测对上述侧根灌溉的液体的浓度；参照检测出的浓度，控制向上述主根喷洒的液体的浓度和浸入有上述侧根的液体的浓度中的至少一方。
附图说明
图1是表示作为本发明的实施方式而示出的水耕栽培装置的一个结构例的立体图。
图2是表示作为本发明的实施方式而示出的水耕栽培装置的其他结构例的立体图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
作为本发明的实施方式而示出的水耕栽培装置例如如图1所示那样构成。
该水耕栽培装置是进行水耕栽培的装置，不使用土来培育植物体100，而是向植物体100的主根部102以及侧根部103(地下部分)供给液体来栽培植物体100。
特别是，该水耕栽培装置实施气雾栽培和深液流栽培这两种方式。对于作为本实施方式而示出的水耕栽培装置而言，植物体100只要具有主根部102和侧根部103则种类是任意的。此外，在本实施方式中，说明向植物体100供给液体的情况，作为该液体，包括水或在水中添加了营养成分的培养液(液肥)。
图1所示的水耕栽培装置培育在上方延伸茎及叶101且具有主根部102和侧根部103的植物体100。水耕栽培装置具有植物栽培槽1、植物支撑体2、主根灌溉部3、液肥追肥部4、液肥浓度管理传感器5以及控制部6。
植物栽培槽1具有箱状的形态，在底部蓄积深液流营养液10。配置在该植物栽培槽1的底部的深液流营养液10相当于侧根灌溉部。
另外，该实施方式中，在深液流营养液10中，还混合从后述的气雾喷雾口3a喷洒的液肥。在深液流营养液10中，浸入主根部102的顶端、侧根部103、从侧根部103伸出的细根。
对于植物栽培槽1，通过作业者或未图示的配管及泵，向植物栽培槽1内供给深液流营养液10。植物栽培槽1作为通过将侧根部103浸入液体(深液流营养液10)而进行对侧根部103的灌溉的侧根灌溉部发挥功能。
在植物栽培槽1的上端配置植物支撑体2。植物支撑体2能够由遮蔽从上方对植物体100照射的光的遮光板等构成。植物支撑体2设有在植物体100被插入的状态下对植物体100进行支撑的支撑部2a。
支撑部2a从植物体100的侧部施加压力，支撑植物体100。支撑部2a能够使用圆环状的海绵。由此，植物支撑体2利用海绵与植物体100的摩擦力支撑植物体100。另外，无论什么方法，只要能够支撑植物体100即可，可以是用绳状的物体吊挂植物体100的地上部分等方法。
主根灌溉部3向植物栽培槽1内的主根部102喷洒雾状的液肥(气雾)。由此，主根灌溉部3进行对主根部102的灌溉。主根灌溉部3具有由设于棒状配管的多个贯通孔构成的气雾喷雾口3a。
主根灌溉部3与未图示的液体供给配管连接。气雾喷雾口3a使从液体供给配管供给的液体成为雾状(气雾状)而喷射。另外，气雾喷雾口3a不限于图1所示的形态，也可以是在植物栽培槽1内的各部以任意的高度设置的喷嘴部。
从主根灌溉部3喷洒的液体的浓度可以是规定的浓度，也可以能够由控制部6调整。此外，主根灌溉部3能够通过控制部6对喷洒气雾的喷雾间隔以及各喷雾间隔的喷雾时间进行调整。
液肥追肥部4对植物栽培槽1内的深液流营养液10进行追肥。液肥追肥部4的上部4a从植物支撑体2突出，下部4b向植物支撑体2延伸。液肥追肥部4被从上部4a供给肥料，将肥料从下部4b向深液流营养液10供给。
由此，液肥追肥部4调整深液流营养液10的浓度。液肥追肥部4例如按照从控制部6发送的控制信号进行追肥。另外，如果已知深液流营养液10的循环量、深液流营养液10的容量，则液肥追肥部4也可以在规定的时刻进行规定量的追肥。
液肥浓度管理传感器5作为检测部发挥功能，检测深液流营养液10中含有的相当于肥料的成分的浓度。由液肥浓度管理传感器5检测出的深液流营养液10的浓度被控制部6读取。
控制部6输入传感器信号，输出控制信号，对植物培育装置的各部进行控制。控制部6参照由液肥浓度管理传感器5检测出的深液流营养液10的浓度，控制向植物体100提供的水分和肥料。
控制部6基于深液流营养液10的浓度，控制由气雾喷雾口3a喷洒的液体的浓度和浸入有侧根部103的深液流营养液10的浓度中的至少一方。由此，控制部6使得由主根灌溉部3喷洒的液肥的浓度和浸入有侧根部103的深液流营养液10的浓度不同。
控制部6控制浸入有侧根部103的深液流营养液10的浓度，以使得与由气雾喷雾口3a喷洒的液体的浓度相比，浸入有侧根部103的深液流营养液10的浓度较低。
具体而言，使从气雾喷雾口3a向主根部102喷洒低浓度的液肥(EC：1.0mS/cm以下)。另一方面，控制部6在深液流营养液10中使用高浓度的液肥(EC：1.3mS/cm以上)浸入主根部102的顶端以及侧根部103。
另外，EC表示电导率(ElectricConductivity)。因此，本实施方式的控制部6控制液肥追肥部4，使从液肥追肥部4向深液流营养液10进行追肥。另外，控制部6也可以不仅控制液肥追肥部4，还控制从主根灌溉部3喷洒的液肥的浓度。
如以上那样，该水耕栽培装置(水耕栽培方法)中，为了培育具有主根部102和侧根部103的植物体100的主根部102并使其肥大，在主根部102和侧根部103能够通过浓度不同的液肥进行灌溉。因而，根据该水耕栽培装置，在同时使用气雾栽培和深液流栽培这2种以上的液肥来培育植物体100时，能够抑制液肥浓度的干扰。
由此，水耕栽培装置能够控制植物体100的根的肥大及肥大方向。进而，水耕栽培装置能够使植物体100的根在垂直方向上伸长。特别是，对于根具有商品价值的植物体100，能够通过控制根的肥大及肥大方向而提高价值。同时，通过使用主根灌溉部3，能够抑制在根的栽培中的干燥和腐烂。
进而，根据该水耕栽培装置，使从主根灌溉部3喷洒的液肥的浓度比浸入有侧根部103的深液流营养液10的浓度低。由此，根据该水耕栽培装置，除了上述的效果以外，还能够使植物体100的根在垂直方向上伸长。
接着，对作为本发明的其他实施方式示出的水耕栽培装置，参照图2进行说明。另外，对于与上述的实施方式同样的结构赋予相同的附图标记从而省略其详细的说明。
该实施方式的水耕栽培装置除了上述的水耕栽培装置以外，还具有分离部21、气雾营养液回收管22以及深液流营养液回收管23。
分离部21设在植物栽培槽1内的深液流营养液10的上方。该分离部21配置为，将植物栽培槽1中的上方的主根灌溉部3和植物栽培槽1中的下方的侧根灌溉部的至少一部分物理分离。
由此，分离部21形成回收由气雾喷雾口3a喷洒的液体的回收层31。该回收层31的下方成为存在深液流营养液10的浸渍层32。
分离部21在植物体100的延伸方向上设有孔部21a。由此，在主根部102的顶端以及侧根部103进行了成长时能够浸入深液流营养液10。
主根灌溉部3A、3B沿着植物栽培槽1的壁面在多处设有配管而构成。各主根灌溉部3A、3B在回收层31配置有多个喷雾口，该多个喷雾口相对于植物体100的高度方向不同。
由此，从气雾喷雾口3a喷洒的液体中，一部分附着于植物体100的主根部102和侧根部103，另一部分落在分离部21中。
气雾营养液回收管22连接于由分离部21形成的植物栽培槽1中的回收层31。气雾营养液回收管22将回收层31中的由主根灌溉部3喷洒出的液体回收。
该回收的液体被再利用，成为被喷洒的液肥或深液流营养液10。由此，气雾营养液回收管22作为再利用为从气雾喷雾口3a喷洒的液体或深液流营养液10的回收再利用部发挥功能。
深液流营养液回收管23连接到植物栽培槽1中的储存有深液流营养液10的回收层31的下方。深液流营养液回收管23将深液流营养液10回收。气雾营养液回收管22通过例如未图示的配管以及泵，将向植物栽培槽1供给的深液流营养液10回收。
在该水耕栽培装置中，控制部6进行控制，以使得从气雾喷雾口3a喷洒出的液体的浓度比浸入有主根部102的深液流营养液10的浓度低。这时，控制部6控制深液流营养液10中的相当于肥料的成分的浓度。由此，控制部6控制植物体100的根的肥大及肥大方向。
更具体而言，从主根灌溉部3A喷洒高浓度的液肥(EC：1.3mS/cm以上)。从主根灌溉部3B喷洒中浓度的液肥(EC：1.0～1.3mS/cm)。由此，通过主根灌溉部3A以及主根灌溉部3B，向主根部102以及从主根部102伸出的细根喷洒高浓度的液肥以及中浓度的液肥。
并且，深液流营养液10使用低浓度的液肥(EC：1.0mS/cm以下)。由此，向主根部102的顶端供给低浓度的深液流营养液10。这时，控制部6与上述的实施方式同样地，控制液肥追肥部4而调整深液流营养液10的浓度。另外，水耕栽培装置也可以能够控制深液流营养液10的浓度或者从主根灌溉部3进行喷洒的浓度的任一方。
如以上那样，根据该植物栽培槽1，通过分离部21将主根灌溉部和侧根灌溉部的至少一部分物理分离。由此，分离部21形成回收由主根灌溉部3喷洒出的液肥的回收层31。由此，能够将从气雾喷雾口3a喷洒的液肥分离并回收，能够将不同浓度的液肥再利用并使其循环来栽培植物体100。
此外，根据该水耕栽培装置，使由气雾喷雾口3a喷洒的液体的浓度比浸入有侧根部103的深液流营养液10的浓度高。这时，控制由主根灌溉部3喷洒的液体的浓度和在侧根灌溉部中浸入有侧根的液体的浓度的至少一方。由此，根据水耕栽培装置，能够使植物体100的根在水平方向上伸长。
进而，根据该水耕栽培装置，在回收层31具备相对于植物体100的高度方向不同的多个气雾喷雾口3a。并且，水耕栽培装置中，相对于植物体100的高度方向越高，喷洒浓度越高的液肥。由此，根据水耕栽培装置，能够使植物体100的根进一步在水平方向上伸长。
另外，上述的实施方式是本发明的一例。因此，本发明不限于上述的实施方式，即使在该实施方式以外，只要在不脱离本发明的技术思想的范围内，当然就能够根据设计等进行各种变更。
特愿2013－092279号(申请日：2013年04月25日)的全部内容被援用于此。
工业实用性
根据本发明，能够抑制用于气雾栽培的液肥和用于深液流栽培的液肥相干扰。
附图标记说明
1植物栽培槽(侧根灌溉部)
2植物支撑体(支撑部)
2a支撑部
3主根灌溉部
3a气雾喷雾口
4液肥追肥部(控制部)
5液肥浓度管理传感器(检测部)
6控制部
10深液流营养液(侧根灌溉部)
21分离部
22气雾营养液回收管
23深液流营养液回收管
31回收层
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.(修改后)一种水耕栽培装置，培育具有主根和侧根的植物体，其特征在于，
具备：
支撑部，支撑上述植物体；
主根灌溉部，通过向上述主根以雾状喷洒液体而进行对上述主根的灌溉；
侧根灌溉部，通过将上述侧根浸入液体而进行对上述侧根的灌溉；
检测部，检测在上述侧根灌溉部中设置的液体的浓度；以及
控制部，参照由上述检测部检测出的浓度，控制由上述主根灌溉部喷洒的液体的浓度和在上述侧根灌溉部中浸入有上述侧根的液体的浓度中的至少一方，使由上述主根灌溉部喷洒的液体的浓度与在上述侧根灌溉部中浸入有上述侧根的液体的浓度不同。
2.如权利要求1记载的水耕栽培装置，其特征在于，
上述控制部控制由上述主根灌溉部喷洒的液体的浓度和在上述侧根灌溉部中浸入有上述侧根的液体的浓度中的至少一方，以使得由上述主根灌溉部喷洒的液体的浓度低于在上述侧根灌溉部中浸入有上述侧根的液体的浓度。
3.如权利要求1记载的水耕栽培装置，其特征在于，具备：
分离部，将上述主根灌溉部和上述侧根灌溉部的至少一部分物理分离，形成回收由上述主根灌溉部喷洒出的液体的回收层；以及
回收再利用部，将上述回收层中的由上述主根灌溉部喷洒出的液体回收并作为由上述主根灌溉部喷洒的液体进行再利用。
4.如权利要求3记载的水耕栽培装置，其特征在于，
上述控制部控制由上述主根灌溉部喷洒的液体的浓度和在上述侧根灌溉部中浸入有上述侧根的液体的浓度中的至少一方，以使得由上述主根灌溉部喷洒的液体的浓度高于在上述侧根灌溉部中浸入有上述侧根的液体的浓度。
5.如权利要求4记载的水耕栽培装置，其特征在于，
上述主根灌溉部在上述回收层具备相对于上述植物体的高度方向不同的多个喷雾口，相对于上述植物体的高度方向越高，喷洒浓度越高的液体。
6.(删除)。

Claims (6)

1.一种水耕栽培装置，培育具有主根和侧根的植物体，其特征在于，
具备：
支撑部，支撑上述植物体；
主根灌溉部，通过向上述主根以雾状喷洒液体而进行对上述主根的灌溉；
侧根灌溉部，通过将上述侧根浸入液体而进行对上述侧根的灌溉；以及
检测部，检测在上述侧根灌溉部中设置的液体的浓度；
该水耕栽培装置具备控制部，该控制部参照由上述检测部检测出的浓度，控制由上述主根灌溉部喷洒的液体的浓度和在上述侧根灌溉部中浸入有上述侧根的液体的浓度中的至少一方，使由上述主根灌溉部喷洒的液体的浓度与在上述侧根灌溉部中浸入有上述侧根的液体的浓度不同。
2.如权利要求1记载的水耕栽培装置，其特征在于，
上述控制部控制由上述主根灌溉部喷洒的液体的浓度和在上述侧根灌溉部中浸入有上述侧根的液体的浓度中的至少一方，以使得由上述主根灌溉部喷洒的液体的浓度低于在上述侧根灌溉部中浸入有上述侧根的液体的浓度。
3.如权利要求1记载的水耕栽培装置，其特征在于，具备：
分离部，将上述主根灌溉部和上述侧根灌溉部的至少一部分物理分离，形成回收由上述主根灌溉部喷洒出的液体的回收层；以及
回收再利用部，将上述回收层中的由上述主根灌溉部喷洒出的液体回收并作为由上述主根灌溉部喷洒的液体进行再利用。
4.如权利要求3记载的水耕栽培装置，其特征在于，
上述控制部控制由上述主根灌溉部喷洒的液体的浓度和在上述侧根灌溉部中浸入有上述侧根的液体的浓度中的至少一方，以使得由上述主根灌溉部喷洒的液体的浓度高于在上述侧根灌溉部中浸入有上述侧根的液体的浓度。
5.如权利要求4记载的水耕栽培装置，其特征在于，
上述主根灌溉部在上述回收层具备相对于上述植物体的高度方向不同的多个喷雾口，相对于上述植物体的高度方向越高，喷洒浓度越高的液体。
6.一种水耕栽培方法，培育具有主根和侧根的植物体，其特征在于，
通过喷洒雾状的液体而进行对上述主根的灌溉，并且通过将上述侧根浸入液体而进行对该侧根的灌溉；
检测对上述侧根灌溉的液体的浓度；
参照检测出的浓度，控制向上述主根喷洒的液体的浓度和浸入有上述侧根的液体的浓度中的至少一方。
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