JP2001292643A - 作物栽培装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トマトやキュウリなどの作物を栽培する作物
栽培装置において、適正な土壌水分状態を維持でき、圃
場全体に均等に給水でき、過灌水となっても過湿となら
ず、太陽熱などによる熱殺菌処理を容易に行う。 【解決手段】 ハウス土壌４上にコの字断面形の基板２
を設置し、基板２上に防水シート１２を敷設する。不織
布からなる底面灌水マット３をその上に敷設し、底面灌
水マット３上に一対の板枠５を立設して培養空間１３を
形成する。培養空間１３に栽培土壌８を充填し、底面灌
水マット３上に灌水チューブ６を配管する。これによ
り、灌水チューブ６から散水された水は、底面灌水マッ
ト３の全面に拡散して均一に保水された後、栽培土壌８
の毛管作用でその底面から上昇する形で徐々に灌水され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トマトやキュウリ
などの作物の栽培に好適な作物栽培装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来の隔離ベッド栽培装置の一例
を示す断面図である。

【０００３】近年わが国の施設園芸は増加傾向にあり、
１９９７年にはその総面積が５２，６００haに達した
が、その大半は土を用いた土耕施設栽培によるものであ
る。この土耕施設栽培では、連作による土壌伝染性病害
や塩類障害が発生すること、長時間にわたる労働作業を
強いられること、栽培の安定と作物の高品質化のために
高度な栽培管理技術を要することなど、いくつかの問題
点が指摘されていた。

【０００４】こうした問題点を解決する手法として、隔
離ベッド栽培（作物を栽培する土壌をハウス土壌から切
り離して作物を栽培する方法）が提案され、斯界の注目
を集めている。この隔離ベッド栽培では、図３に示すよ
うに、合成樹脂製のベッド９をハウス土壌４上に載置
し、このベッド９に栽培土壌８を充填し、合成樹脂製の
灌水チューブ６をその上に配管しておき、この灌水チュ
ーブ６から栽培土壌８に散水して作物１０を栽培するこ
とになるため、汚染したハウス土壌４から作物１０の根
が隔離されるため連作障害が回避でき、畝立て耕起や除
草などの土壌管理作業が軽減でき、灌水作業が省力化で
きるなど、多くの利点を備えている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この隔離ベッ
ド栽培では次のような不都合があり、広範囲に普及する
には至っていない。

【０００６】第１に、ベッド９に収納する栽培土壌８の
容量に自ずと限界があり、通常作物１株あたりの培地量
は通常栽培に比べて大幅に少なくなる（通常の約１／３
またはそれ以下）ことから、通常栽培に比べて栽培土壌
８が乾きやすくなり、勢い灌水回数が多くなる。しか
も、灌水チューブ６から散水された水は栽培土壌８中を
主として自重によって上から下へ素早く移動するので、
培地が乾いたり湿ったりして土壌水分が激しく変化し、
適正な土壌水分状態を維持するのが難しい。これが作物
生育を不安定にし、栽培を難しくする要因となってい
る。

【０００７】第２に、合成樹脂製の灌水チューブ６で
は、広範囲に配管された灌水チューブ６に均等に水圧を
かけることが難しく、場所による水圧の差によって灌水
量に違いを生じることや、灌水チューブ６の小さい散水
孔から栽培土壌８に向けて点滴状に灌水されるため、水
の滴下部分とその周辺では、給水量に大きな差が現れる
こと、さらに、栽培土壌８の状態によっては、灌水され
た水が栽培土壌８のクラックなどを契機に、いわゆる
“水みち”を作り、培地内に行き渡る前に下部に流れ落
ちてしまうことなどが原因で、灌水ムラを惹起しやす
い。この灌水ムラは、灌水回数が多いほど顕著であり、
培地容量が少なくて乾きやすい隔離ベッド栽培ほど、そ
の傾向が強い。そして、灌水ムラが生じると、作物１０
の水分吸収、養分吸収にもムラができるため、作物１０
の生育にばらつきが生じ、収穫量や品質が低下するばか
りか、収穫される作物１０の大きさや形、熟度、品質も
ばらばらとなり、収穫作業、調整作業、袋詰作業などの
能率が著しく悪化する。

【０００８】第３に、灌水作業時に、多数ある灌水チュ
ーブ６の元栓バルブのどれかをうっかり閉め忘れた場
合、ベッド９の排水口９ａからの排水速度が限られてい
るため、栽培土壌８は灌水過多となる。この場合、作物
１０が過度に養水分を吸収して過繁茂になり、果実の着
果を悪くしたり、根腐れを起こすなどの問題が生じる。

【０００９】第４に、一般栽培では勿論のこと隔離ベッ
ド栽培においても、連作による土壌伝染性病害が発生す
るため、栽培土壌８の殺菌消毒が必要となる。その方法
として、これまでは臭化メチルなどのガスを栽培土壌８
に注入して殺菌を行っていたが、近年、環境保全の面か
ら、これらガスの使用が規制されつつあり、それに代わ
る方法として、太陽熱や温水などを利用して栽培土壌８
を熱殺菌する方法が注目されている。

【００１０】本発明は、このような事情に鑑み、適正な
土壌水分状態を維持でき、圃場全体にムラなく均等に給
水でき、過灌水となっても過湿とならず、太陽熱や温水
などによる熱殺菌処理を容易に行うことが可能な作物栽
培装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明では、栽培土壌中
をゆっくり上昇する毛管水を利用して作物の生育を促す
ことに着目した。

【００１２】すなわち、本発明のうち請求項１に係る発
明は、不織布からなる底面灌水マット（３）を敷設し、
この底面灌水マット上に一対の板枠（５）を立設して培
養空間（１３）を形成し、この培養空間に栽培土壌
（８）を充填し、前記底面灌水マットに給水手段（６）
を添設して構成される。ここで、給水手段の一例として
灌水チューブ（６）を挙げることができる。

【００１３】こうした構成を採用することにより、給水
手段から供給された水は、底面灌水マットの全面に拡散
して均一に保水された後、栽培土壌の毛管作用によって
その底面から上昇する形で徐々に灌水されるように作用
する。

【００１４】また、本発明のうち請求項２に係る発明
は、前記底面灌水マットとして、平坦な中央部（３ｂ）
を有し、この中央部の両側にそれぞれ側壁部（３ｃ）を
前記各板枠（５）の外側で立ち上がるように連設し、各
側壁部にそれぞれ排水部（３ｄ）をその先端（３ａ）が
前記中央部より低く位置するように垂設した底面灌水マ
ット（３）を採用して構成される。かかる構成により、
通常の栽培時には底面灌水マットの中央部および各側壁
部に漏れなく保水されるとともに、栽培土壌に過剰な水
が含まれた場合、底面灌水マットの排水部の先端から過
剰水が排水されるように作用する。

【００１５】また、本発明のうち請求項３に係る発明
は、前記底面灌水マット（３）の下側に、当該底面灌水
マットより幅広の防水シート（１２）を前記一対の板枠
（５）に着脱自在に敷設して構成される。かかる構成に
より、熱殺菌時（非栽培時）には、防水シートを持ち上
げて板枠に固定すると、底面灌水マットの端部が包み込
まれた状態となり、栽培土壌および底面灌水マットに含
まれた水が防水シートの内部に保持されるように作用す
る。

【００１６】さらに、本発明のうち請求項４に係る発明
は、前記底面灌水マット（３）と前記栽培土壌（８）と
の間に透水性の根切りシート（７）を介挿して構成され
る。かかる構成により、作物（１０）の根や塵埃が底面
灌水マットに侵入することが根切りシートによって阻止
されように作用する。

【００１７】なお、括弧内の符号は図面において対応す
る要素を表す便宜的なものであり、したがって、本発明
は図面上の記載に限定拘束されるものではない。このこ
とは「特許請求の範囲」の欄についても同様である。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００１９】図１は本発明に係る作物栽培装置の一実施
形態を示す断面図、図２は図１に示す作物栽培装置の熱
殺菌方法を示す断面図である。

【００２０】この作物栽培装置１は、図１に示すよう
に、ハウス土壌４上に設置されたコの字断面形の基板２
を有しており、基板２上にはポリエステル長繊維製の不
織布からなる底面灌水マット３が敷設されている。底面
灌水マット３上には一対の板枠５がその間に培養空間１
３を形成する形で立設されており、培養空間１３には栽
培土壌８が充填されている。また、これら板枠５の外側
にはそれぞれ、可撓性のあるポリエチレン製の灌水チュ
ーブ６が底面灌水マット３上に配管されている。

【００２１】なお、底面灌水マット３は平坦な中央部３
ｂを有しており、中央部３ｂの両側にはそれぞれ側壁部
３ｃが各板枠５の外側で所定の高さＨ１まで立ち上がる
ように連設されている。さらに、各側壁部３ｃにはそれ
ぞれ排水部３ｄが連設されている。ここで、排水部３ｄ
の先端３ａは中央部３ｂより所定の高さＨ２だけ低く位
置している。

【００２２】また、基板２と底面灌水マット３との間に
は、遮光性の高い銀色の防水シート１２が敷設されてお
り、防水シート１２の両端部は一対の板枠５に着脱自在
に取り付けられている。さらに、底面灌水マット３と栽
培土壌８との間には透水性の根切りシート７が介挿され
ている。

【００２３】作物栽培装置１は以上のような構成を有す
るので、この作物栽培装置１を用いて作物１０を栽培す
る際には、元栓バルブ（図示せず）を開けて灌水チュー
ブ６から散水させる。すると、その水は、まず底面灌水
マット３内をその毛管作用によって横移動し、すぐに底
面灌水マット３の全面に広がって均一に保水される。同
時に、その水は底面灌水マット３上で接する栽培土壌８
へ移行し、栽培土壌８の毛管作用によってその底面から
上昇する形で徐々に灌水され、最後には栽培土壌８全体
に供給される。その結果、圃場全体にムラなく均等に給
水することができる。

【００２４】この際、底面灌水マット３は、その両端部
が一旦高くなった後、垂れ下がっているので、灌水チュ
ーブ６から散水された水は底面灌水マット３の中央部３
ｂおよび各側壁部３ｃに漏れなく保水され、もし栽培土
壌８に過剰な水が含まれた場合には、防水シート１２の
一部が樋の役割を果たしつつ、底面灌水マット３の排水
部３ｄの先端３ａから過剰水が排水されるので、栽培土
壌８を常に適正な水分状態に保つことができる。

【００２５】また、底面灌水マット３と栽培土壌８との
間には根切りシート７が介挿されているので、作物１０
の根や塵埃が底面灌水マット３に侵入することはなく、
底面灌水マット３の毛管性能が低下する事態は発生しな
い。ここで、根切りシート７は透水性であるため、底面
灌水マット３中の水分は根切りシート７を通って栽培土
壌８へ支障なく移行する。

【００２６】ところで、非栽培時において、栽培土壌８
を熱殺菌する場合は、図２に示すように、防水シート１
２を持ち上げて板枠５に固定する。すると、底面灌水マ
ット３の端部が包み込まれた状態となり、栽培土壌８お
よび底面灌水マット３に含まれた水が防水シート１２の
内部に保持されるので、太陽熱や温水を利用して栽培土
壌８の熱殺菌処理を容易に行うことができる。すなわ
ち、太陽熱消毒を行う場合は、培養空間１３内を水で充
満させ、その上を透明フィルム（図示せず）で覆う。そ
の状態で、高温時に栽培ハウスを密閉し、培養空間１３
内の温度を上昇させ、所定の温度に達したら、一定時間
その温度を維持して殺菌を行う。他方、温水消毒を行う
場合には、ボイラーで作成した温水を培養空間１３内に
流し込み、所定の温度を一定時間だけ保って殺菌する。
これら太陽熱消毒、温水消毒により、栽培土壌８中の病
原菌や根こぶ線虫などの害虫、さらには雑草の種などが
死滅する。一例を挙げれば、温度が55℃前後に達した
後、少なくともその温度を６時間以上維持すれば、代表
的な病害微生物のピシウム菌は死滅する。また、栽培土
壌８に水を蓄えて殺菌する方法は、副次的効果として、
栽培土壌８に過剰に蓄積した肥料塩類を洗い流す効果が
あり、それによって連作障害が回避されるので、毎年同
じ栽培土壌８を用いて同一種類の作物１０を栽培するこ
と、すなわち連作が可能となる。さらに、防水シート１
２は遮光性が高いので、藻の発生や紫外線による資材の
劣化を防ぐこともできる。

【００２７】なお、上述の実施形態においては、ポリエ
ステル長繊維製の不織布からなる底面灌水マット３を用
いた場合について説明したが、その他の不織布からなる
底面灌水マット３を採用することもできる。

【００２８】また、上述の実施形態では、給水手段とし
てポリエチレン製の灌水チューブ６を用いた場合につい
て説明したが、灌水チューブ６の材質をポリエチレン以
外のものとすることも可能であり、さらに灌水チューブ
６以外の給水手段（例えば、硬質の合成樹脂からなる灌
水パイプ、キャピラリー方式による点滴灌水チューブな
ど）を採用しても構わない。

【００２９】

【実施例】以下、実施例として茨城県取手市の農家での
キュウリ栽培の事例について説明する。なお、ここで用
いた作物栽培装置の構成部材のサイズ、材質などは次の
とおりである。

【００３０】基板：発泡ポリプロピレン製、厚さ２０ｍ
ｍ、幅８４０ｍｍ、高さ７０ｍｍ（外のり） 底面灌水マット：ポリエステル長繊維製の不織布、厚さ
３ｍｍ 板枠：発泡ポリプロピレン製、厚さ３０ｍｍ、高さ２０
０ｍｍ、間隔６００ｍｍ 栽培土壌：農家の畑土壌と草炭とイソライトを容積比で
４：４：２で混合して作成、深さ１８０ｍｍ 灌水チューブ：ポリエチレン製、内径３４ｍｍ 防水シート：ポリエチレン製（銀色）、厚さ０．１ｍｍ 根切りシート：目の細かいポリエステルタフタ

【００３１】まず、キュウリ（品種：アンコール１０）
および台木用カボチャ（品種：光パワーゴールド）を２
月１２日に播種した。２月２５日に穂木のキュウリを台
木のカボチャに接ぎ木し、直ちに直径約１０ｃｍのポリ
エチレン鉢に鉢上げした。その後、温床線で加温したビ
ニールハウス内で育苗し、本葉３枚目が展開した３月１
７日に、以下に示す栽培ベッドに定植して栽培した。

【００３２】間口５．４ｍのビニールハウス内に、上述
した本発明に係る作物栽培装置を１２ｍ設置した。同時
に、この作物栽培装置と同じ幅および深さの栽培ベッド
で、土壌表面より灌水チューブ灌水を行う従来型の隔離
ベッドでもキュウリを栽培し、比較検討した。さらに、
同農家が従来より行っている隔離ベッドによらない土耕
栽培も同時に行い、比較検討した。ここで、肥料は１ｍ
² あたり、窒素：１３．７ｇ、リン酸：２３．０ｇ、カ
リ：１１．７ｇの成分量とし、有機複合肥料（８−１５
−７）および複合化成（１３−１２−１０）を用い、予
め作付前に全層施肥した。なお、土耕栽培では農家ハウ
ス土壌（黒ボク土）を用いた。

【００３３】そして、定植後３週間目の生育状況を調べ
た。その結果をまとめて表１に示す。表１から明らかな
ように、従来法（隔離ベッド栽培および土耕）と比べ
て、本発明に係る作物栽培装置ではキュウリの生育が早
く、主茎長（つるの長さ）、節の数、葉の大きさ、調査
時点までに開花した雌花の数など全ての項目で優位性が
確認された。

【表１】

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１に係る発明によれば、灌水チューブなどの給水手段
から供給された水は、底面灌水マットの全面に拡散して
均一に保水された後、栽培土壌の毛管作用によってその
底面から上昇する形で徐々に灌水されることから、適正
な土壌水分状態を維持するとともに、圃場全体にムラな
く均等に給水することが可能となる。

【００３５】また、本発明のうち請求項２に係る発明に
よれば、通常の栽培時には底面灌水マットの中央部およ
び各側壁部に漏れなく保水されるとともに、栽培土壌に
過剰な水が含まれた場合、底面灌水マットの排水部の先
端から過剰水が排水されることから、過灌水となっても
栽培土壌が過湿となる事態の発生を防ぐことができる。

【００３６】また、本発明のうち請求項３に係る発明に
よれば、熱殺菌時（非栽培時）には、防水シートを持ち
上げて板枠に固定すると、底面灌水マットの端部が包み
込まれた状態となり、栽培土壌および底面灌水マットに
含まれた水が防水シートの内部に保持されることから、
太陽熱や温水によって栽培土壌を熱殺菌することが容易
となる。

【００３７】さらに、本発明のうち請求項４に係る発明
によれば、作物の根や塵埃が底面灌水マットに侵入する
ことが根切りシートによって阻止されることから、底面
灌水マットの毛管性能が低下する事態を回避することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る作物栽培装置の一実施形態を示す
断面図である。

【図２】図１に示す作物栽培装置の熱殺菌方法を示す断
面図である。

【図３】従来の隔離ベッド栽培装置の一例を示す断面図
である。

【符号の説明】

１……作物栽培装置 ３……底面灌水マット ３ａ……先端 ３ｂ……中央部 ３ｃ……側壁部 ３ｄ……排水部 ５……板枠 ６……灌水チューブ（給水手段） ７……根切りシート ８……栽培土壌 １０……作物 １２……防水シート １３……培養空間

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 不織布からなる底面灌水マット（３）を
   敷設し、この底面灌水マット上に一対の板枠（５）を立
   設して培養空間（１３）を形成し、この培養空間に栽培
   土壌（８）を充填し、前記底面灌水マットに給水手段
   （６）を添設したことを特徴とする作物栽培装置。
2. 【請求項２】 底面灌水マットとして、 平坦な中央部（３ｂ）を有し、この中央部の両側にそれ
   ぞれ側壁部（３ｃ）を各板枠（５）の外側で立ち上がる
   ように連設し、各側壁部にそれぞれ排水部（３ｄ）をそ
   の先端（３ａ）が前記中央部より低く位置するように垂
   設した底面灌水マット（３）を採用したことを特徴とす
   る請求項１に記載の作物栽培装置。
3. 【請求項３】 底面灌水マット（３）の下側に、当該底
   面灌水マットより幅広の防水シート（１２）を一対の板
   枠（５）に着脱自在に敷設したことを特徴とする請求項
   １または請求項２に記載の作物栽培装置。
4. 【請求項４】 底面灌水マット（３）と栽培土壌（８）
   との間に透水性の根切りシート（７）を介挿したことを
   特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載
   の作物栽培装置。