CN106163264B - 水耕栽培装置及水耕栽培方法 - Google Patents

水耕栽培装置及水耕栽培方法 Download PDF

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Abstract

水耕栽培装置具备：栽培槽(1)，在内部保持植物体(P)，在下部被导入营养液(F)；分隔部(4)，将植物体(P)的地上部(P1)所在的第1空间(D1)和植物体(P)的地下部(P2)所在的第2空间(D2)分隔；环境控制部(81)，执行将第1空间(D1)的温度在第1期间中调节为第1温度并且在第2期间中调节为比第1温度低的第2温度的控制；湿度控制部(83)，在植物的培育期间从第1期间向第2期间转移了的情况下，执行用来使第2空间的湿度降低的控制。

Description

水耕栽培装置及水耕栽培方法
技术领域
本发明涉及通过水耕栽培培育植物的水耕栽培装置及水耕栽培方法。
背景技术
作为不使用土而培育植物的营养液栽培，已知通过使植物的根浸渍到营养液中来进行栽培的水耕栽培(参照专利文献1)。在通过水耕栽培培育在地下部产生块茎或块根等产品的植物体的情况下，为了使光不到达地下部，使用将地上部成长的地上空间与地下部成长的地下空间进行分隔的分隔部件。通过控制与茎叶等植物体的地上部对应的空间的光量、温度及湿度，能够效率良好地培育植物体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2010－088425号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，当降低与地上部对应的空间的温度时，有可能在地下部发生结雾。如果块茎或块根等处于过度湿润的状态，则会发生霉或生理障碍等问题。如果为了避免发生这些问题而不设置上述分隔部件，则光会到达植物体的地下部，从而植物体的地下部的成长会发生不良状况。
本发明鉴于上述问题，目的是提供一种即使设置分隔部件也能够减少植物体的地下部的结雾的水耕栽培装置及水耕栽培方法。
用于解决课题的手段
为了达到上述目的，本发明的第1技术方案的水耕栽培装置的特征在于，具备：栽培槽，在内部保持植物体，在下部被导入营养液；分隔部，将植物体的地上部所在的第1空间与植物体的地下部所在的第2空间进行分隔；环境控制部，执行在植物体的培育过程的第1期间中将第1空间的温度调节为第1温度、并且在植物体的培育过程的第2期间中将第1空间的温度调节为比第1温度低的第2温度的控制；以及湿度控制部，在植物体的培育期间从第1期间向第2期间进行了转移的情况下，执行用来使第2空间的湿度降低的控制。
本发明的第2技术方案的水耕栽培装置，在第1技术方案的水耕栽培装置中，还具备检测部，该检测部对环境控制部的动作从第1期间的动作向第2期间的动作进行了转移这一情况进行检测；湿度控制部，在检测部检测到从第1期间向第2期间的转移的情况下，执行用来使第2空间的湿度降低的控制。
本发明的第3技术方案的水耕栽培装置，在第2技术方案的水耕栽培装置中，还具备计测第1空间的光量的光量计测部；检测部，基于由光量计测部计测的光量的变化，对环境控制部的动作从第1期间的动作向第2期间的动作进行了转移这一情况进行检测。
本发明的第4技术方案的水耕栽培装置，在第2技术方案的水耕栽培装置中，还具备计测第1空间的温度的温度计测部；检测部，基于由温度计测部计测的温度的变化，对环境控制部的动作从第1期间的动作向第2期间的动作进行了转移这一情况进行检测。
本发明的第5技术方案的水耕栽培装置，在第1～第4的任一技术方案的水耕栽培装置中，分隔部具备在第1空间与第2空间之间开闭的通气窗；湿度控制部执行用来通过将通气窗打开而使第2空间的湿度降低的控制。
本发明的第6技术方案的水耕栽培装置，在第1～第4的任一技术方案的水耕栽培装置中，还具备向第2空间导入栽培槽的外部的空气的外气导入部；湿度控制部执行用来通过使外气导入部将栽培槽的外部的空气向第2空间导入而使第2空间的湿度降低的控制。
本发明的第7技术方案的水耕栽培方法，通过水耕栽培装置来培育植物体。该水耕栽培装置具备：栽培槽，在内部保持植物体，在下部被导入营养液；以及分隔部，将植物体的地上部所在的第1空间与植物体的地下部所在的第2空间进行分隔。该水耕栽培方法，在植物体的培育过程的第1期间中将第1空间的温度调节为第1温度，并且，在植物体的培育过程的第2期间中将第1空间的温度调节为比第1温度低的第2温度；在植物体的培育期间从第1期间向第2期间进行了转移的情况下，使第2空间的湿度降低。
发明效果
根据本发明，能够提供一种即使设置分隔部件也减少植物体的地下部的结雾的水耕栽培装置及水耕栽培方法。
附图说明
图1是用来说明本发明的实施方式的水耕栽培装置的基本结构的示意性立体图。
图2是用来说明本发明的实施方式的水耕栽培装置具备的环境控制部的动作的流程图。
图3是在本发明的实施方式的水耕栽培装置中使用的植物培育条件的一例。
图4是用来说明本发明的实施方式的水耕栽培装置具备的湿度控制部的动作的流程图。
图5是用来说明本发明的另一实施方式的水耕栽培装置的基本结构的示意性立体图。
具体实施方式
接着，参照附图说明本发明的实施方式。在以下的附图的记载中，对于相同或类似的部分赋予相同或类似的标号，省略重复的说明。
(水耕栽培装置)
本发明的实施方式的水耕栽培装置如图1所示，具备栽培槽1、在栽培槽1的内部保持植物体P的保持部3、分隔部4、照明部5、空气调节部6、计测部7、控制部8和存储部9。
植物体P具有作为茎叶的地上部P1和根等地下部P2。植物体P例如是在地下部P2产生积蓄养分的块茎的马铃薯。地下部P2例如具有块茎(种薯)、从块茎延伸的根Q1、以及匍匐茎Q2。植物体P并不限于马铃薯，只要是在本发明的实施方式的水耕栽培装置中能够培育的植物，则可以是任何植物。
栽培槽1例如是长方体状的水槽。栽培槽1构成为，在内部的下部被导入营养液F。栽培槽1例如具备省略了图示的导入口及排出口。栽培槽1的下部构成营养液F经由外部循环的流路2。但是，栽培槽1也可以构成为，在下部积存营养液F。
保持部3例如是平板状，在栽培槽1的内部水平地设置在营养液F的上方。保持部3例如由具有多个贯通孔的片状的保持件31和固定在保持件31的上表面上的平板状的保持板32构成。保持件31例如由具有网眼作为多个贯通孔的金属网构成。保持板32例如由树脂材料构成。保持板32例如具有与植物体P的地下部P2对应的大小的多个贯通孔。
保持板32的贯通孔和保持件31构成保持地下部P2的一部分(例如种薯)的保持区域30。保持区域30例如在保持件31的上表面保持块根、根茎、块茎、鳞茎、接穗及匍匐枝等营养繁殖体。位于保持区域30的保持件31的多个贯通孔具有将植物体P的根Q1穿通的大小，从而能够使根Q1浸渍到营养液F中。保持部3由于能够使根Q1浸渍到营养液F中，所以能够从种植的阶段向植物体P供给养分。
除此以外，保持部3还保持在培育过程中产生的块茎等产品。在保持部3的上表面侧延伸的匍匐茎Q2在前端部使块茎产生。产生的块茎在保持板32的上表面被保持。保持部3保持所需的植物体P的块茎，以使其不浸渍到营养液F中。因此，能够有效地减少菌的繁殖及生理障碍等起因于过度的湿润状态的植物体P的不良状况。
分隔部4例如是平板状，在栽培槽1的内部被水平地设置在保持部3的上方。分隔部4例如由具有遮光性的合成树脂构成。分隔部4将植物体P的地上部P1所在的第1空间D1和植物体P的地下部P2所在的第2空间D2分隔。分隔部4具有能够穿通地上部P1的茎叶的大小的多个贯通孔。分隔部4通过将从照明部5发出的光遮挡，将地下部P2所在的第2空间D2保持得较暗。
分隔部4具备在第1空间D1与第2空间D2之间开闭的通气窗41。通气窗41对应于控制部8的控制而开闭。通气窗41通过开闭，能够使第2空间D2的温度及湿度与第1空间D1的温度及湿度成为相互接近的值。
照明部5对应于控制部8的控制而发光。照明部5例如由具备发光二极管(LED)的照明装置构成。空气调节部6对应于控制部8的控制而调节第1空间D1的温度及湿度。计测部7作为计测第1空间D1的温度的温度计测部发挥功能。计测部7也可以作为计测第1空间D1的光量的光量计测部发挥功能。
控制部8具有环境控制部81、检测部82和湿度控制部83。控制部8由处理本发明实施方式的水耕栽培装置的动作所需要的运算的运算处理装置构成。环境控制部81通过按照预先设定的植物培育条件控制照明部5、空气调节部6等，控制第1空间D1的环境。
检测部82例如对应于预先设定的植物培育条件，检测第1空间D1的环境的变化。检测部82也可以基于由计测部7计测到的温度或光量的变化，检测对应于植物培育条件而被控制的第1空间D1的环境的变化。
湿度控制部83例如通过使通气窗41开闭，控制第2空间D2的湿度。
存储部9由对环境控制部81的动作所需的植物培育条件进行存储的存储装置构成。植物培育条件能够通过省略了图示的输入装置来变更内容。除此以外，存储部9存储本发明实施方式的水耕栽培装置进行的处理所需的程序、文件等。
－环境控制部的处理－
使用图2的流程图说明环境控制部81的动作的一例。例如，假设在存储部9中设定了图3所示那样的植物培育条件。在图3所示的植物培育条件下，作为第1期间而设定了使将照明部5开启、将空气调节部6的设定温度设为23℃的状态持续12小时的明期，作为第2期间而设定了使将照明部5关闭、将空气调节部6的设定温度设为14℃的状态持续12小时的暗期。
首先，在步骤S1中，在环境控制部81的动作中，从存储部9将植物培育条件读出，向第1期间的动作转移。环境控制部81按照植物培育条件，在第1期间中，使照明部5发光，通过控制空气调节部6，将第1空间D1的温度调节为23℃(第1温度)。
在步骤S2中，环境控制部81判定是否经过了作为第1期间的设定时间(第1规定时间)的12小时。环境控制部81在没有经过12小时的情况下继续步骤S1的处理，在经过了12小时的情况下执行步骤S3的处理。
在步骤S3中，环境控制部81的动作向第2期间的动作转移。环境控制部81按照植物培育条件，在第2期间中，使照明部5的发光停止，通过控制空气调节部6，将第1空间D1的温度调节为14℃(第2温度)。
在步骤S4中，环境控制部81判定是否经过了作为第2期间的设定时间(第2规定时间)的12小时。环境控制部81在没有经过12小时的情况下继续步骤S3的处理，在经过了12小时的情况下再次执行步骤S1的处理。这样，环境控制部81按照设定在存储部9中的植物培育条件，能够将第1空间D1控制为适合于植物体P的培育的环境。
－湿度控制部的处理－
使用图4的流程图说明湿度控制部83的动作的一例。
首先，在步骤S11中，检测部82通过监视按照植物培育条件的环境控制部81的动作，监视第1空间D1的环境。检测部82也可以通过检测由计测部7计测出的温度或光量的变化，来监视第1空间D1的环境。
在步骤S12中，湿度控制部83基于检测部82对第1空间D1的环境变化的检测，判定是否需要控制第2空间D2的湿度。例如，考虑检测部82检测到环境控制部81的动作(植物体P的培育期间)从第1期间转移到第2期间的情况。该情况下，第2空间D2由于在下部存在营养液F从而湿度变高。此时，由于第1空间D1的温度从第1温度向比第1温度低的第2温度下降，所以湿度控制部83视为有可能在第2空间D2的地下部P2发生结雾。由此，湿度控制部83判定为需要控制第2空间D2的湿度。
此外，检测部82也可以基于计测部7计测出的温度低于阈值这一情况，检测到环境控制部81的动作(植物体P的培育期间)从第1期间的动作转移为第2期间的动作。或者，在空气调节部6的设定温度在第1及第2期间中恒定的情况下，可以认为第1空间D1的温度对应于光量而变化。由此，检测部82也可以基于计测部7计测出的光量低于阈值这一情况，检测到环境控制部81的动作(植物体P的培育期间)从第1期间的动作转移为第2期间的动作。
这样，在第1空间D1的温度下降、有可能在第2空间D2的地下部P2发生结雾的情况下，湿度控制部83判定为需要控制第2空间D2的湿度。湿度控制部83在不需要控制第2空间D2的湿度的情况下，继续步骤S11的处理，在需要控制第2空间D2的湿度的情况下，执行步骤S13的处理。
在步骤S13中，湿度控制部83执行例如将通气窗41打开的控制。由此，使第1空间D1的温度及湿度与第2空间D2的温度及湿度成为相互接近的值。结果，在第2期间中，与第1期间相比，第2空间D2的湿度变低。湿度控制部83在步骤S13之后再次执行步骤S11的处理。
如以上这样，根据本发明的实施方式的水耕栽培装置，基于检测到第1空间D1的环境变化这一情况，将第2空间D2的湿度控制得较低，从而能够降低植物体P的地下部P2的结雾。由此，本发明的实施方式的水耕栽培装置能够降低起因于过度湿润状态的菌繁殖及皮孔肥大等生理障碍，能够减少使产品的商品价值下降的植物体P的不良状况。
(其他实施方式)
如上述那样，通过实施方式记载了本发明，但构成本公开的一部分的论述及附图不应理解为是对本发明的限定。根据本公开，对于本领域技术人员而言各种各样的代替实施方式、实施例及运用技术是显而易见的。
湿度控制部83在植物体的培育期间从第1期间向第2期间进行了转移的情况下，执行用来使第2空间的温度变低的控制即可。因此，检测部82可以基于设在其内部的定时器所计时的时间计时了规定的时间这一情况，来检测环境控制部81的动作从第1期间的动作转移为第2期间的动作。该情况下，也在检测到环境控制部81的动作从第1期间的动作转移为第2期间的动作的情况下，湿度控制部83执行用来使第2空间的温度变低的控制。此外，例如，在已经叙述的实施方式中，湿度控制部83可以从存储部9读出植物培育条件，在从第1期间向第2期间转移的时刻或转移的时刻的规定时间(例如10分钟)前的时刻，将通气窗41打开。此外，湿度控制部83可以在从自第2期间向第1期间转移的时刻起经过规定时间(例如30分钟)后将通气窗41关闭。在这些情况下，将打开通气窗41的时间设为照明部5的光不对地下部P2带来影响的程度的时间。
此外，在已经叙述的实施方式中，水耕栽培装置也可以如图5所示，具备向栽培槽1的第2空间D2导入栽培槽1的外部的空气的外气导入部10。外气导入部10例如由对应于湿度控制部83的控制而驱动的送风机构成。该情况下，湿度控制部83在上述步骤S13中，通过控制外气导入部10而能够使第2空间D2的湿度降低。
此外，在已经叙述的实施方式中，保持部3也可以如图5所示，具备配置在保持板32的上表面的干燥部33。干燥部33由包含硅胶或沸石等的平板构成，能够更有效地降低第2空间D2中的保持部3的上方的湿度。
除了上述以外，将本发明的实施方式及变形例相互应用的结构等，本发明当然也包括这里没有记载的各种各样的实施方式等。因而，根据上述说明，本发明的技术范围仅由适当的权利要求相关的发明特定事项决定。
本申请主张基于2014年4月11日提出的日本专利申请的特愿2014－081747号的优先权，这里引用其全部内容。
标号说明
D1 第1空间
D2 第2空间
F 营养液
P 植物体
P1 地上部
P2 地下部
1 栽培槽
4 分隔部
7 计测部(温度计测部、光量计测部)
10 外气导入部
41 通气窗
81 环境控制部
82 检测部
83 湿度控制部

Claims (7)

1.一种水耕栽培装置，具备：
栽培槽，在内部保持植物体，在下部被导入营养液；
分隔部，将上述植物体的地上部所在的第1空间与上述植物体的地下部所在的第2空间进行分隔；以及
环境控制部，执行在上述植物体的培育期间的第1期间中将上述第1空间的温度调节为第1温度、并且在上述植物体的培育期间的第2期间中将上述第1空间的温度调节为比上述第1温度低的第2温度的控制；
该水耕栽培装置的特征在于，
还具备湿度控制部，该湿度控制部在上述植物体的培育期间从上述第1期间向上述第2期间进行了转移的情况下，执行用来使上述第2空间的湿度降低的控制。
2.如权利要求1所述的水耕栽培装置，其特征在于，
还具备检测部，该检测部对上述环境控制部的动作从上述第1期间的动作向上述第2期间的动作进行了转移这一情况进行检测；
上述湿度控制部，在上述检测部检测到从上述第1期间向上述第2期间的转移的情况下，执行用来使上述第2空间的湿度降低的控制。
3.如权利要求2所述的水耕栽培装置，其特征在于，
还具备计测上述第1空间的光量的光量计测部；
上述检测部，基于由上述光量计测部计测的光量的变化，对上述环境控制部的动作从上述第1期间的动作向上述第2期间的动作进行了转移这一情况进行检测。
4.如权利要求2所述的水耕栽培装置，其特征在于，
还具备计测上述第1空间的温度的温度计测部；
上述检测部，基于由上述温度计测部计测的温度的变化，对上述环境控制部的动作从上述第1期间的动作向上述第2期间的动作进行了转移这一情况进行检测。
5.如权利要求1所述的水耕栽培装置，其特征在于，
上述分隔部具备在上述第1空间与上述第2空间之间开闭的通气窗；
上述湿度控制部执行用来通过将上述通气窗打开而使上述第2空间的湿度降低的控制。
6.如权利要求1所述的水耕栽培装置，其特征在于，
还具备向上述第2空间导入上述栽培槽的外部的空气的外气导入部；
上述湿度控制部执行用来通过使上述外气导入部将上述栽培槽的外部的空气向上述第2空间导入而使上述第2空间的湿度降低的控制。
7.一种水耕栽培方法，通过水耕栽培装置来培育植物体，
该水耕栽培装置具备：
栽培槽，在内部保持植物体，在下部被导入营养液；以及
分隔部，将上述植物体的地上部所在的第1空间与上述植物体的地下部所在的第2空间进行分隔；
该水耕栽培方法中，执行在上述植物体的培育期间的第1期间中将上述第1空间的温度调节为第1温度、并且在上述植物体的培育期间的第2期间中将上述第1空间的温度调节为比上述第1温度低的第2温度的控制；
该水耕栽培方法的特征在于，
在上述植物体的培育期间从上述第1期间向上述第2期间进行了转移的情况下，使上述第2空间的湿度降低。
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