JP2003018929A

JP2003018929A - 水耕栽培方法および水耕栽培装置

Info

Publication number: JP2003018929A
Application number: JP2001208018A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Achinami; 信夫阿知波; Yukie Yano; 由希絵矢野
Original assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Current assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Priority date: 2001-07-09
Filing date: 2001-07-09
Publication date: 2003-01-21

Abstract

(57)【要約】【課題】植物の水耕栽培において、植物の生育時の病害
予防に対処する。【解決手段】圃場の植物に培養液を循環供給して植物を
生育させる水耕栽培方法であり、培養液を、植物の栽培
中に、定期的に所定時間無隔膜電解して、同培養液に所
定の頻度で殺菌能を付与する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水耕栽培方法およ
び水耕栽培装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】植物の水耕栽培は、圃場の植物に培養液
を循環供給して植物を生育させる方式のもので、作業効
率や栽培効率が高くて衛生的である点で優れた栽培方法
としてして知られている。当該方式の水耕栽培方法で
は、当然のことながら、培養液それ自体および培養液の
供給が管理下に置かれていて、培養液の組成、ｐＨ、温
度、酸素含有量等の制御がなされており、また、培養液
の循環供給量の制御がなされている。

【０００３】培養液の特性や循環供給量の制御は、植物
の生育効果を向上させるためには極めて有効な方法であ
って、これらに関連する技術としては、従来から種々の
特別な方法が提案されている。例えば、特開昭６３−２
９６６３０号公報には「水耕栽培装置用酸素発生装置兼
水位計」が、特開昭６１−５１８４３号公報には「培養
液組成自動調節装置」が提案されている。

【０００４】前者の公報にて提案されている「水耕栽培
装置用酸素発生装置兼水位計」は、培養液中の溶存酸素
を増大させるとともに培養液の水量を制御すべく機能す
るもので、培養液中に配設した多数の電極板に低電圧を
印加して酸素を発生させて、当該酸素を培養液に溶存さ
せるとともに、低電圧の印加により培養液中に発生する
低電流を検出して、培養液中の電流密度から培養液の水
位（水量）を検出するものである。

【０００５】また、後者の公報にて提案されている「培
養液組成自動調節装置」は、使用中の培養液の組成を自
動的に調整すべく機能するもので、培養液の原液を貯留
する原液タンクに、カチオン交換膜とアニオン交換膜と
ともに配設した電極板に電圧を印加して、培養液の原液
を、設定された濃度の培養液に調製して、培養液の貯留
タンクへ供給するものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、植物の生育
には、植物に対する栄養分の補給だけではなく、病害予
防についても十分に配慮することが必要であるが、上記
各公報にて提案されている技術的手段には、植物の生育
時の病害予防に対する配慮は全く認められない。従っ
て、本発明の目的は、植物の水耕栽培において、植物の
生育時の病害予防に対処することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、水耕栽培方法
および水耕栽培装置に関するものであり、本発明に係る
水耕栽培方法は、圃場の植物に培養液を循環供給して植
物を生育させる水耕栽培方法であって、前記培養液を、
植物の栽培中に、定期的に所定時間無隔膜電解して、同
培養液に所定の頻度で殺菌能を付与することを特徴とす
るものである。

【０００８】また、本発明に係る水耕栽培装置は、培養
液の貯留タンクと圃場とを接続する循環管路を備え、前
記貯留タンク内の培養液を前記循環管路を通して前記圃
場に循環供給して植物を生育させる水耕栽培装置であっ
て、前記循環管路の途中に、前記培養液を無隔膜電解す
るための電解装置が配設されていることを特徴とするも
のである。

【０００９】

【発明の作用・効果】植物の水耕栽培に用いられる培養
液は、窒素、燐酸、カリ等の三大栄養素を種々の形態で
含有しているが、これらの栄養成分中または独立した形
態で塩素成分が溶存しているものもある。このため、当
該培養液を所定の電解電圧で電解すると、塩素成分は変
性されて、次亜塩素酸、次亜塩素酸イオン、塩素イオン
等の形態で培養液中に存在することになる。この結果、
培養液は、有効塩素濃度が高いものとなって殺菌能を有
するものとなる。当該培養液に付与された殺菌能は、培
養液自体を無菌状態にすべく機能するとともに、培養液
中での細菌の増殖を防止すべく機能するが、当該培養液
の殺菌能は一時的なものであり、速やかに消失する。ま
た、当該培養液は、その電解により、印加電圧による通
電によっても電気的に殺菌されて無菌状態になる。

【００１０】本発明に係る水耕栽培方法は、植物に循環
して供給される培養液を、植物の栽培中に、定期的に所
定時間無隔膜電解して、同培養液に所定の頻度で殺菌能
を付与するとともに、無菌状態にするものである。この
ため、当該培養液は、植物の栽培中、所定の頻度で一時
的に殺菌能を有することになって、その都度、無菌また
はこれに近く状態で栽培中の植物に供給されることにな
る。

【００１１】この結果、本発明に係る水耕栽培方法にお
いては、培養液は植物への循環供給中に所定の頻度で無
菌またはこれに近い状態となって、植物の生育を促進す
るとともに、植物での細菌の発生を抑制して病害の発生
を防止して、植物の生育を一層促進させることになる。

【００１２】本発明に係る水耕栽培方法は、培養液の貯
留タンクと圃場とを接続する循環管路の途中に電解装置
を配設してなる水耕栽培装置によって、容易に実施する
ことができる。当該電解装置としては、無隔膜電解槽を
有する公知の電解水生成装置を採用することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明に係る水耕栽培方法は、圃
場の植物に培養液を循環供給して植物を生育させる水耕
栽培方法であって、培養液を、植物の栽培中に、定期的
に所定時間無隔膜電解して、同培養液に所定の頻度で殺
菌能を付与するものである。当該水耕栽培方法において
は、循環供給中の培養液を定期的に無隔膜電解する点を
除き、従来の水耕栽培方法と同様の方式を採ることがで
きる。また、当該水耕栽培方法を実施する水耕栽培装置
においても、培養液の循環供給管路の途中に、培養液を
無隔膜電解するための電解装置が配設されている点を除
き、従来の水耕栽培装置と同様の形式を採ることができ
る。

【００１４】一般に、水耕栽培に使用される培養液は、
植物の生育に必要な三大栄養素を種々の形態で含有して
いるもので、栄養成分は培養液の種類によって異なるこ
とはあっても、これらの栄養成分中または独立した形態
で塩素成分が溶存しているものもある。このため、当該
培養液を所定の電解電圧で電解すると、塩素成分は変性
されて、次亜塩素酸、次亜塩素酸イオン、塩素イオン等
の形態として培養液中に存在する。この結果、培養液
は、有効塩素濃度が高いものとなって殺菌能を有するも
のとなる。培養液中の有効塩素濃度が高いほど殺菌能が
高くなり、培養液に付与される殺菌能は、培養液のｐＨ
を調整することにより調整することができる。また、当
該培養液は、その電解により、印加電圧による通電によ
っても電気的に殺菌されて無菌状態になる。

【００１５】培養液に付与される殺菌能は、培養液の循
環供給中に速やかに消失するものであって、持続性に乏
しいものである。本発明に係る水耕栽培方法では、植物
に循環供給中の培養液を定期的に無隔膜電解するもの
で、これにより、当該培養液に所定の頻度で殺菌能を付
与するものである。

【００１６】このため、循環供給中の培養液は、植物と
の接触や新たに補給される培養液等に起因して変性して
も、所定の頻度で付与される殺菌能により、また、電解
時の通電により、培養液自体が殺菌されて無菌状態とな
るとともに、培養液中での細菌の増殖を防止すべく機能
し、かつ、植物を殺菌すべく機能する。これにより、当
該培養液は、植物の生育を促進するとともに、植物での
細菌の発生を抑制して病害の発生を防止し、植物の生育
を一層促進させることになる。

【００１７】本発明に係る水耕栽培方法は、培養液の貯
留タンクと圃場とを接続する循環管路の途中に電解装置
を配設してなる水耕栽培装置によって、容易に実施する
ことができる。当該電解装置としては、無隔膜電解槽を
有する公知の電解水生成装置を採用することができる。
図１には、本発明に係る水耕栽培装置の一例が模式的に
示している。

【００１８】水耕栽培装置１０は、圃場が形成されてい
る栽培ハウス１０ａと、栽培ハウス１０ａの培養液の流
通路の上流および下流を結ぶ循環管路１０ｂと、循環管
路１０ｂの途中に配設された貯留タンク１０ｃと、電解
装置１０ｄを備えている。

【００１９】栽培ハウス１０ａにおいては、ハウス１１
内の床が、植物の種子を播種しまたは苗を移植して生育
するための圃場１２（苗床）に形成されていて、圃場１
２の下面側に分配溝１３ａ、集中溝１３ｂ、および、互
いに並列する多数の流通溝１３ｃが設けられている。各
流通溝１３ｃにおいては、それらの先端が分配溝１３ａ
に臨み、かつ、それらの後端が集中溝１３ｂに臨んいで
いる。

【００２０】循環管路１０ｂは、上流側管路１４ａと、
中間側管路１４ｂと、下流側管路１４ｃとからなるもの
で、上流側管路１４ａと中間側管路１４ｂ間に貯留タン
ク１０ｃが配設され、かつ、中間側管路１４ｂと下流側
管路１４ｃ間に電解装置１０ｄが配設されている。

【００２１】上流側管路１４ａにおいては、その上流側
開口部が栽培ハウス１０ａの集中溝溝１３ｂに連通し、
かつ、その下流側開口部が貯留タンク１０ｃの上方部に
連通している。中間側管路１４ｂにおいては、その上流
側開口部が貯留タンク１０ｃの下方部に連通し、かつ、
その下流側開口部が電解装置１０ｄの電解室の下方部に
連通している。下流側管路１４ｃにおいては、その上流
側開口部が電解装置１０ｄの上方部に連通し、かつ、そ
の下流側開口部が栽培ハウス１０ａの分配溝１３ａに連
通している。また、上流側管路１４ａの途中には開閉弁
１５ａが介装され、中間側管路１４ｂには循環ポンプ１
５ｂが介装されている。

【００２２】電解装置１０ｄは、槽本体１６と、その内
部に互いに対向して配設された陽極電極１７ａと陰極電
極１７ｂとを備えている。槽本体１６は、両電極１７
ａ，１７ｂが配設された状態で、内部が電解室１８に形
成されている。当該電解装置１０ｄにおいては、両電極
１７ａ，１７ｂに所定の電圧を印加することにより、電
解室１８内に供給された被電解水を電解して、電解生成
水として流出させる。

【００２３】当該水耕栽培装置１０においては、栽培ハ
ウス１０ａのハウス１１内の圃場１２上に植物の種を播
種しまたは苗を移植した状態で運転することにより、植
物の水耕栽培を開始する。当該水耕栽培装置１０を運転
するには、運転に先だって、貯留タンク１０ｃに培養液
を充満するとともに開閉弁１５ａを開放する。この状態
で、循環ポンプ１５ｂを駆動する。これにより、貯留タ
ンク１０ｃ内の培養液は、栽培ハウス１０ａ内の並列す
る各流通溝１３ｃを経由して循環し、ハウス１１内の圃
場１２に培養液を供給し、圃場１２に植わっている植物
の生育を助成する。

【００２４】この間、電解装置１０ｄは、定期的に運転
される。例えば、栽培期間の途中で、周に１回または複
数回、所定時間だけ運転される。この電解運転では、循
環供給されている培養液が被電解水であって、培養液が
無隔膜電解されると、培養液中の栄養成分中の塩素成分
素が変性されて、次亜塩素酸、次亜塩素酸イオン、塩素
イオン等の形態として培養液中に存在する。この結果、
培養液は、有効塩素濃度が高いものとなって殺菌能を有
するものとなる。

【００２５】当該培養液に付与された殺菌能は、培養液
自体を無菌状態にするとともに、培養液中での細菌の増
殖を防止すべく機能し、かつ、植物を殺菌すべく機能す
る。また、培養液は、電解により電気的に直接にも無菌
状態になる。これにより、当該培養液は、植物の生育を
促進するとともに、植物での細菌の発生を抑制して病害
の発生を防止し、植物の生育を一層促進させることにな
る。

【００２６】当該培養液が有する殺菌能は、ｐＨが低い
ほど有効塩素濃度が高くて強く、培養液に付与される殺
菌能は、培養液のｐＨを調整することにより調整するこ
とができる。また、培養液に付与される殺菌能は、培養
液の循環供給中に速やかに消失するものであって、持続
性に乏しいものである。このため、当該水耕栽培方法で
は、植物に循環供給中の培養液を定期的に無隔膜電解す
ることにより、当該培養液に所定の頻度で殺菌能を付与
する。

【００２７】

【実施例】本実施例では、図１に示す水耕栽培装置を小
型化した実験装置を使用して、栽培の対象とする植物で
ある三つ葉の水耕栽培の実験を試みた。本実験装置は、
パネルに１０ｃｍ間隔で１３個の穴をあけて圃場を形成
し、その下方の流通溝に相当する培養槽として１６Ｌの
容量の培養槽を、貯留タンクとして２０Ｌの貯留タンク
を、電解装置として無隔膜電解槽を有する電解生成装置
を採用した。また、培養液としては、市販の大塚ハウス
肥料（大塚化学薬品株式会社製）のＡ処方のものを採用
した。当該培養液は、窒素、燐酸、カリ、石灰、苦土等
と、塩素成分を含有するものである。

【００２８】本実施例では、本実験装置を５台使用し
て、各実験装置における各パネルの穴に三つ葉の種子を
播種して、５週間の栽培を行った。栽培中は、ハウス内
を２０℃±４℃に保持した状態で、循環ポンプを間欠的
に運転（５分駆動−５分停止）して、培養液を供給流速
４Ｌ／ｍｉｎで循環供給した。この間、エアポンプを使
用して培養液中に空気をバブリングするとともに、各実
験装置毎に、異なる条件で電解装置を運転して培養液の
電解を行った。電解装置の電解運転条件を表１に示す。
但し、第１の実験装置では、標準の実験を行うために電
解装置の電解運転を行わず（比較例）、第２〜第５の実
験装置では、電解装置の電解運転を行っている（実施例
１〜実施例４）。

【００２９】各実験装置で採用している電解装置は、白
金−イリジウム系の電極板（２４４×１６３ｍｍ）を陽
極電極および陰極電極とするもので、両電極間の距離は
３ｍｍ、電解電流５Ａまたは２０Ａ、電解流量４Ｌ／ｍ
ｉｎであり、１回当たりの運転時間は１０分間である。

【００３０】

【表１】

【００３１】本実験では、各栽培実験での培養液の電解
による菌数抑制効果と、三つ葉の生育に及ぼす影響を確
認するため、栽培終了直後の培養液、および、三つ葉か
ら抽出した抽出液の細菌の培養試験を行うとともに、各
栽培実験で生育した三つ葉の草丈、葉長、根長を測定し
た。

【００３２】培養液の細菌の培養試験では、栽培終了直
後の培養液を一般細菌用培地に混合希釈して、３７℃で
４８時間培養後の菌数を測定した。また、抽出液の細菌
の培養試験では、栽培終了直後に採取した三つ葉３０ｇ
を強酸性の電解生成酸性水に浸漬して表面を殺菌してホ
モジナイズし、これから抽出した抽出液を一般細菌用培
地に混合希釈して、３７℃で４８時間培養後の菌数を測
定した。これらの結果を表２、表３に示す。但し、各表
の値は、同時に平行して３回行った培養試験の平均値で
ある。

【００３３】

【表２】

【００３４】

【表３】

【００３５】また、三つ葉の生育状況（草丈、葉長、根
長）の測定では、パネルの１３穴中の中心に近い穴５個
を選択してその三つ葉の草丈、葉長、根長の測定し、そ
の平均値を算出した。測定試料のサンプリングの時期
は、栽培終了日である５週末、５週末より４日前（前４
日）、５週末より８日前（前８日）、５週末より１２日
前（前１２日）の４回である。但し、異常に生長した三
つ葉は除外した。これらの結果を表４〜表６に示す。

【００３６】

【表４】

【００３７】

【表５】

【００３８】

【表６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一例に係る水耕栽培装置を示す概略構
成図である。

【符号の説明】

１０…水耕栽培装置、１０ａ…栽培ハウス、１０ｂ…循
環管路、１０ｃ…貯留タンク、１０ｄ…電解装置、１１
…ハウス、１２…圃場、１３ａ…分配溝、１３ｂ…集中
溝、１３ｃ…流通溝、１４ａ…上流側管路、１４ｂ…中
間側管路、１４ｃ…下流側管路、１５ａ…開閉弁、１５
ｂ…循環ポンプ、１６…槽本体、１７ａ…陽極電極、１
７ｂ…陰極電極、１８…電解室。

フロントページの続きＦターム(参考） 2B314 MA23 MA46 NC25 ND04 ND05 ND06 ND30 PA08 PA13 PB02 PB32 PB44 PB64 PC24 PD19 4D061 DA05 DB09 EA01 EB02 EB04 EB14 ED12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圃場の植物に培養液を循環供給して植物を
生育させる水耕栽培方法であり、前記培養液を、植物の
栽培中に、定期的に所定時間無隔膜電解して、同培養液
に所定の頻度で殺菌能を付与することを特徴とする水耕
栽培方法。
【請求項２】培養液の貯留タンクと圃場とを接続する循
環管路を備え、前記貯留タンク内の培養液を前記循環管
路を通して前記圃場に循環供給して植物を生育させる水
耕栽培装置であり、前記循環管路の途中に、前記培養液
を無隔膜電解するための電解装置が配設されていること
を特徴とする水耕栽培装置。