JP2000188980A

JP2000188980A - 栽培方法および装置

Info

Publication number: JP2000188980A
Application number: JP10378561A
Authority: JP
Inventors: Norihisa Kadota; 典久門田
Original assignee: NOOYUUSHA KK
Current assignee: NOOYUUSHA KK
Priority date: 1998-12-29
Filing date: 1998-12-29
Publication date: 2000-07-11

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単かつ安価な装備のもとに、霧滴が必要か
つ充分な滞空時間を維持して植物に水分，養分，酸素を
適正かつ効率的に供給することができる方法および装置
を提供すること。【解決手段】栽培植物の少なくとも根の部分を包囲体
３により包被し、数μｍ以下の霧滴を噴霧する空気噴霧
型ノズル７により、前記包囲体３の内部に水分および／
または養分を霧滴として供給するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、植物を土なしで栽
培する方法および装置に関するもので、詳しくは根の部
分を養液に浸漬することなく空中において栽培する方法
および装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】栽培方法としては、土耕栽培，水耕栽
培，根部分に噴霧を供給するようにした噴霧耕栽培に大
別することができるのであり、噴霧耕栽培については、
垂下状態の根に下方から噴霧を上向きに吹き付けるよう
にし、しかも霧滴粒径は１０μｍ程度以上に大径であ
る。また採光については、太陽光をそのまま照射し、あ
るいは人工光を照射し、あるいは太陽光と人工光とを併
用することが行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】土耕栽培，水耕栽培は
病原菌が土壌あるいは養水を介して伝染し易く、また前
者は連作に制限があり、更に、水耕栽培においては養水
を定期的に更新する必要がある等の欠点があり、かつ根
に対する空気の接触が不充分である。これに対して噴霧
耕栽培では連作が無制限であるほか、根に対する空気の
接触に何等制限がないという利点があるが、従来の噴霧
耕栽培は、霧滴粒径が大径であって、滞空時間が著しく
短い関係上、養水の噴霧供給を頻繁にかつ多量に行う必
要があり、根毛が常時養水で実質的に濡れている状態と
なり易いから、植物に対する水分，養分の供給について
は性質的に水耕栽培に近く、しかも滴下した余剰養水を
濾過還流させる場合の管理が著しく煩瑣となるほか、設
備費も高価である。

【０００４】採光については、太陽光の場合は、地域，
季節，地形等により、入射角が異なる関係上、充分な採
光が得られないことがあるばかりでなく、非効率的とな
ることがあり、人工光においては、設備費，光熱費が嵩
む不利がある。

【０００５】そこで本発明の目的は、簡単かつ安価な装
備のもとに、霧滴が必要かつ充分な滞空時間を維持して
植物に水分，養分，酸素を適正かつ効率的に供給するこ
とができる方法および装置を提供することにあり、他の
目的は、水分，養分，酸素の効果的供給並びに効果的採
光に基づき生育を促進して、短期収穫を実現することが
できる方法および装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、請求項１の発明は、栽培植物の少なくとも根
の部分を包囲体により包被し、数μｍ以下の霧滴を噴霧
する空気噴霧型ノズルにより、前記包囲体の内部に水分
および／または養分を霧滴として供給するようにしたも
のであり、請求項２の発明は、空気噴霧型ノズルに加圧
液体と加圧空気とを供給することにより、霧滴の平均粒
径を５μｍ以下とした請求項１に記載の栽培方法であ
る。

【０００７】請求項３の発明は、空気噴霧型ノズルとし
てベンチュリ管を使用したエゼクタ形を採択し、加圧空
気と加圧液との供給圧力を調節して霧滴の粒径を調節す
るようにした請求項１または請求項２に記載の栽培方法
であり、また請求項４の発明は、転傾可能型パネルに栽
培植物を定植してこのパネルを特定方向に傾斜させるこ
とにより、太陽光または人工光の入射角を変更する請求
項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の栽培方法で
ある。

【０００８】請求項５の発明は、栽培植物の少なくとも
根の部分を包囲体により包被し、この包囲体の内部に空
気噴霧型ノズルにより水分および養分を霧滴として供給
する栽培装置であって、前記ノズルとして加圧空気と加
圧液との供給圧力を調節して霧滴の粒径を調節する型式
を採択した栽培装置であり、また請求項６の発明は、包
囲体として少なくとも上部が縁枠体からなり、この縁枠
体の下方に可撓膜製容器を形成し、かつ縁枠体の上部に
は栽培植物の定植用パネルを着脱自在に載置するように
した請求項５に記載の栽培装置である。

【０００９】請求項７の発明は、縁枠体が任意の傾斜角
度に変更することができるように構成した転傾型包囲体
を採択した請求項６に記載の栽培装置であり、また請求
項８の発明は、空気噴霧型ノズルとしてベンチュリ管を
使用したエゼクタ形を採択した請求項５ないし請求項７
のいずれか１項に記載の栽培装置である。

【００１０】請求項９の発明は、ダクト状に長尺な包囲
体を採択した請求項５ないし請求項８のいずれか１項に
記載の栽培装置であり、また請求項１０の発明は、隣接
包囲体間を可撓管により接続して複数の包囲体に霧滴を
流通することができるようにした請求項５ないし請求項
９のいずれか１項に記載の栽培装置である。

【００１１】包囲体により包被した栽培植物の根の部分
に、霧滴同士ではくっつき難い数μｍ以下の霧滴を噴霧
すると、長滞空時間のもとに浮遊しつつ根毛により吸収
され、水分並びに水分中の養分が摂取される。

【００１２】ベンチュリ管を使用したエゼクタ形の空気
噴霧型ノズルに、加圧空気と加圧液とを供給すると、数
μｍ以下の霧滴が噴出し、かつ両者の供給圧力を調節す
ることにより霧滴の粒径が変化し、最適な粒径の霧滴が
得られる。また、包囲体と共に転傾可能なパネルは、太
陽光または人工光からの入射角が減少する角度に変化し
て効率的な採光が得られる。

【００１３】包囲体として少なくとも上部が縁枠体から
なり、この縁枠体の下方に可撓膜製容器を形成し、かつ
縁枠体の上部には栽培植物の定植用パネルを着脱自在に
載置するようにすると、縁枠体の傾斜により可撓膜製容
器は垂下状態の根に対応して垂下し、包囲体としての望
ましい形状を保持する。

【００１４】ダクト状に長尺な包囲体においても、隣接
包囲体間を可撓管により連通しても、滞空時間の長い噴
霧は、浮遊した状態のもとに、著しく遠距離まで届く。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施形態に
ついて詳細に説明する。

【００１６】図１および図３の実施形態について述べる
と、方形の縁枠体１に栽培植物の少なくとも根の部分を
包被することができる直方体容器状のビニールシート等
の可撓膜２を装着して包囲体３を構成すると共に、この
包囲体３をその縁枠体１において架台４により支承する
ようにし、かつ別に栽培植物の支持に適応する受孔５を
穿設したパネル６を前記包囲体３の上部に並載するよう
にし、更に前記包囲体３の内部には空気噴霧型ノズル７
を配設してこのノズル７には給気管８および給水管９と
を接続すると共に、給気管８には電磁開閉弁１０および
圧力レギュレータ１１を介して加圧空気供給源１２に接
続するほか、給水管９には電磁開閉弁１３および圧力レ
ギュレータ１４を介して加圧水供給源１５に接続する。

【００１７】前記ノズル７としては、ベンチュリ管を使
用したエゼクタ形を採択するのが適当であって、例えば
図２のように、背部に空気導入口１６と側部に液体導入
口１７とがある基体１８の中心部に導気管１９をその周
縁に導液路２０が形成されるように嵌合すると共に、基
体１８の先端部にはベンチュリ管のネック部分に半径方
向の通液孔２１をエゼクタ形に設けたノズルチップ２２
を、その後端が導気管１９に密接するほか、通液孔２１
が導液路２０に連通する状態のもとに、キャップ状支承
部材２３により基体１８に取り付けるようにし、もって
空気導入口１６に加圧空気を供給すると共に、液体導入
口１７に加圧水を供給することにより、導気管１９を経
て加圧空気をノズルチップ２２におけるベンチュリ管か
ら前方に噴射すると同時に、導液路２０を経て加圧水を
通液孔２１からベンチュリ管のネック部に噴出するよう
にし、これによりベンチュリ管のネック部において加速
状態のもとに流過する空気中に加圧水が混入されて細霧
が生成し、前方に噴霧される。

【００１８】上記構成のノズル７を採択することによ
り、供給する加圧空気と加圧水との圧力をそれぞれ１．
０〜３．０ｋｇ／ｃｍ^２および０．４〜１．６ｋｇ／ｃ
ｍ^２に選択することにより、平均粒径が７〜３μｍの霧
滴を噴霧することができ、しかも両者の圧力を変化する
ことにより、霧滴の粒径を調節することができるのであ
って、例えば空気の圧力を１．０ｋｇ／ｃｍ^２とし、水
の圧力を０．５ｋｇ／ｃｍ^２にした場合に、平均粒径が
７μｍの霧滴が得られ、空気の圧力を１．５ｋｇ／ｃｍ
^２とし、水の圧力を０．９ｋｇ／ｃｍ^２にした場合に、
平均粒径が５．１μｍの霧滴を得ることができ、また空
気の圧力を３．０ｋｇ／ｃｍ^２とし、水の圧力を１．６
ｋｇ／ｃｍ^２にした場合に、平均粒径が３μｍの霧滴を
得ることができたのであり、ここで注目すべきことは、
両者の加圧程度が著しく低いにも拘らず霧滴の粒径が小
さいことである。

【００１９】包囲体３は例えば図３のように、長尺に形
成して架台４に載架したまま並設し、隣接包囲体３間を
可撓管２４により接続して複数の包囲体３に霧滴を流通
するようにすると、ノズル７の設置数を限定することが
でき、必要に応じノズル７の付近に送風機２５を配設す
るのが望ましい。

【００２０】図４は、パネル６の傾斜角度を変更するこ
とができるようにした実施形態を例示するものであっ
て、方形の縁枠体１における一辺を軸として対向辺を適
度に昇降した状態のもとに支柱２６により安定的に支持
するようにし、昇降の度合を変化することによりパネル
６の傾斜角度を任意に調節し、従って、緯度，季節，地
形，時間、あるいは人工光の設置位置等に対応して調節
することができる。

【００２１】前記実施形態において、ノズル７の設置個
数，配置は、包囲体３の大きさ，形状、送風機の有無、
ノズル７の噴射容量等により異なるから、適切に設計す
ることが重要である。

【００２２】前記栽培装置はこれをいわゆるハウス即ち
温室内に設置し、必要に応じて暖房，冷房，給湿，薬剤
散布，人工光照射等を実施するのが望ましく、なお噴霧
水滴はほとんど滴下しない関係上、人工光を適用する場
合には、パネル６を上向きに限らず、人工光に対向する
横向きあるいは下向き等、任意姿勢に設置することがで
きる。

【００２３】霧滴の表面張力は粒径が小さいほど大きい
関係上、霧滴の粒径が一定以下になると、大きい表面張
力により霧滴相互の接触による合体は生じ難く、長時間
浮遊しつつ大部分が根および根毛に吸収されるのであっ
て、前記本発明に適用する霧滴の粒度については、実施
の結果、７μｍ以下が望ましく、５μｍ〜３μｍが最適
であった。

【００２４】霧滴の粒度が７μｍ程度であると、包囲体
３の内面に僅かに付着する傾向があり、長時間に及ぶと
噴霧により全面がある程度濡れるが、５μｍ以下であれ
ば、噴霧による包囲体３内面への付着がほとんどなく、
長時間を経ると底面がある程度濡れる程度であり、しか
も植物の根並びに根毛による水分，養分の吸収作用は強
力であるから、接触する霧滴を容易に吸収することがで
きるのであり、従って従来の噴霧耕栽培におけるよう
に、根および根毛に粒径の大きい霧滴を直接的に吹き付
け、根から水滴が滴下するように表面を常時濡らしてお
く必要性はない。

【００２５】霧滴の粒度の数値限定については、３〜５
μｍが最適であることは実施の結果得られたのであっ
て、理論的解明は成されていないが、５μｍの霧滴は５
０ｍの距離を浮遊することが知られており、滞空時間が
長いことと相俟って、根毛にある孔の直径が５μｍ程度
であることに関連して根毛の孔に霧滴が直接進入するか
らと考えられる。

【００２６】前記実施形態においては、包囲体３の大部
分を軽量かつ安価な可撓膜２で占める構成としている
が、可撓膜２に限らず他の材料を使用してもよく、例え
ば包囲体３を転傾可動型としない場合には、板材を使用
した箱状に形成してもよいのである。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次のような効果が得られる。

【００２８】栽培植物の少なくとも根の部分を包囲体３
により包被し、空気噴霧型ノズル７により包囲体３の内
部に水分および／または養分を微粒霧滴として供給する
ようにしたから、これにより土耕栽培における不都合、
即ち土質，肥料，病害虫等により連作が困難なこと、ま
た水耕栽培における不都合、即ち養水を介して病害虫の
蔓延し易いこと、養水を更新する必要があること、設備
コストが高い等、従来技術の欠点を排除して、病害虫の
伝播を防止すると共に、水分，養分の供給管理が容易で
あるほか、連作が可能であり、かつ設備コストおよびラ
ンニングコストが低廉で済む。

【００２９】栽培植物の少なくとも根の部分を包囲体３
により包被し、数μｍ以下の霧滴を噴霧する空気噴霧型
ノズル７により、前記包囲体３の内部に水分および／ま
たは養分を霧滴として供給するようにしたから、これに
より霧滴同士を合体することなく長時間浮遊状態に保ち
つつ、包囲体３の内面およびパネル６の裏面をほとんど
濡らさずに、植物の根および根毛による吸収作用により
水分，養分を霧滴から効率よく吸収させることができ、
しかも空気噴霧型ノズル７により空気も同時に供給する
のであるから、包囲体３の内部の空気を撹拌して微細霧
滴による水分，養分並びに新鮮な空気を根および根毛の
隅々に行き亙らせ、生育を著しく促進させることがで
き、実施の結果、サラダ菜の苗をパネル６に定植した
後、本発明方法により太陽光のもとでハウス栽培した場
合、１年に２５回の収穫が得られた。

【００３０】数μｍ以下の霧滴は長時間浮遊状態を保つ
から、長尺な包囲体３を採用しても霧滴を包囲体３の全
域に容易に供給することができ、従ってノズル７の設置
個数を限定し、設備費を低減することができる。

【００３１】空気噴霧型ノズル７としてベンチュリ管を
使用したエゼクタ形を採択し、加圧空気と加圧液との供
給圧力を調節して霧滴の粒径を調節するようにしたか
ら、これにより、数μｍ以下の微粒霧滴を容易に噴出す
ることができ、しかも両者の供給圧力を変化することに
より霧滴の粒径を調節し、数μｍ以下の任意粒径の霧滴
を得ることができる。

【００３２】包囲体３として少なくとも上部が縁枠体１
からなり、この縁枠体１の下方に可撓膜２製の容器を形
成し、かつ縁枠体１の上部には栽培植物の定植用パネル
６を着脱自在に載置するようにしたから、これにより縁
枠体１の傾斜により太陽光または人工光の入射角を最適
な角度に容易に変更することができ、なお可撓膜２によ
る容器は垂下状態の根に対応して垂下し、包囲体３とし
ての望ましい形状に保持することができる。

【００３３】水耕栽培，土耕栽培，養水が滴下する噴霧
耕栽培とは異なり、根の部分において土および水の保持
あるいは処理の必要性がないから、包囲体３並びにパネ
ル６を上向きに限定して設置する必要がなく、従って設
置のための自由度が増加し、立体的なレイアウトが容易
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置を適用した栽培装置を例示する縦断
面図である。

【図２】図１におけるノズルを詳示する縦断側面図であ
る。

【図３】本発明を適用した長尺栽培装置を例示する斜面
図である。

【図４】他の実施形態を例示する栽培装置の縦断面図で
ある。

【符号の説明】

１縁枠体２可撓膜３包囲体４架台５受孔６パネル７ノズル８給気管９給水管１１圧力レギュレータ１２加圧空気供給源１４圧力レギュレータ１５加圧水供給源２４可撓管２５送風機

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】栽培植物の少なくとも根の部分を包囲体
により包被し、数μｍ以下の霧滴を噴霧する空気噴霧型
ノズルにより、前記包囲体の内部に水分および／または
養分を霧滴として供給するようにした栽培方法。
【請求項２】空気噴霧型ノズルに加圧液体と加圧空気
とを供給することにより、霧滴の平均粒径を５μｍ以下
とした請求項１に記載の栽培方法。
【請求項３】空気噴霧型ノズルとしてベンチュリ管を
使用したエゼクタ形を採択し、加圧空気と加圧液との供
給圧力を調節して霧滴の粒径を調節するようにした請求
項１または請求項２に記載の栽培方法。
【請求項４】転傾可能型パネルに栽培植物を定植して
このパネルを特定方向に傾斜させることにより、太陽光
または人工光の入射角を変更するようにした請求項１な
いし請求項３のいずれか１項に記載の栽培方法。
【請求項５】栽培植物の少なくとも根の部分を包囲体
（３）により包被し、この包囲体（３）の内部に空気噴
霧型ノズル（７）により水分および養分を数μｍ以下の
霧滴として供給する栽培装置であって、前記ノズル
（７）には給気管（８）および給水管（９）とを接続す
ると共に、給気管（８）は圧力レギュレータ（１１）の
介設のもとに加圧空気供給源（１２）に接続するほか、
給水管（９）は圧力レギュレータ（１４）の介設のもと
に加圧水供給源（１５）に接続し、加圧空気と加圧液と
の供給圧力を調節して霧滴の粒径を調節することができ
るようにした栽培装置。
【請求項６】包囲体（３）として少なくとも上部が縁
枠体（１）からなり、この縁枠体（１）の下方に可撓膜
（２）製の容器を形成し、かつ縁枠体（１）の上部には
栽培植物の定植用パネル（６）を着脱自在に載置するよ
うにした請求項５に記載の栽培装置。
【請求項７】縁枠体（１）を任意の傾斜角度に変更す
ることができるように構成した転傾型包囲体（３）を採
択した請求項６に記載の栽培装置。
【請求項８】空気噴霧型ノズル（７）としてベンチュ
リ管を使用したエゼクタ形を採択した請求項５ないし請
求項７のいずれか１項に記載の栽培装置。
【請求項９】ダクト状に長尺な包囲体（３）を採択す
ると共に、噴霧移動用送風機（２５）を付設した請求項
５ないし請求項８のいずれか１項に記載の栽培装置。
【請求項１０】隣接包囲体（３）間を可撓管（２４）
により接続して複数の包囲体（３）に霧滴を流通するこ
とができるように構成した請求項５ないし請求項９のい
ずれか１項に記載の栽培装置。