JP2003274773A

JP2003274773A - 養液栽培装置の養液除菌方法、養液除菌装置及び養液栽培装置

Info

Publication number: JP2003274773A
Application number: JP2002079772A
Authority: JP
Inventors: Ryuji Masuda; 竜司増田; Hiroyuki Suetsugu; 弘幸末次; Takao Soda; 孝雄曽田; Kazuto Mano; 和人真野
Original assignee: Matsumura Oil Research Corp; Nippon Muki Co Ltd
Current assignee: Matsumura Oil Research Corp; Nippon Muki Co Ltd
Priority date: 2002-03-20
Filing date: 2002-03-20
Publication date: 2003-09-30

Abstract

(57)【要約】【課題】養液栽培装置で養液を介して伝播する病害の
防除に有効であり、既存の養液栽培装置の養液槽に後付
けで除菌装置を設けることができるので、簡易かつ経済
的に養液除菌装置を提供する。【解決手段】養液栽培装置の養液を除菌する方法であ
って、養液槽から植物体の栽培部への養液供給流路と独
立に養液除菌流路を設けて除菌処理を行うことを特徴と
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、養液栽培装置の養
液除菌方法、その除菌方法に用いる養液除菌装置及び養
液栽培装置に関する。本発明の除菌装置は、例えば、水
耕栽培等の養液栽培において、養液中の病原菌等の繁殖
を抑制するとともに植物の根から排出される老廃物を除
去するために利用される。

【０００２】

【従来の技術】前記養液栽培とは、例えば、農作物の生
産において、土壌を用いず固形の培地や水中に根を形成
する方式で、生育に必要な養分は適当な成分濃度に調整
された培養液（養液）を間欠的に供給する栽培法であ
る。この養液栽培には、培地の種類や養液の供給法等に
よって、水耕、噴霧耕、れき耕、砂耕やロックウール耕
等の方式があり、土耕栽培に比べ連作障害が少なく省力
化や収益性の点から野菜や花卉類の栽培法として普及が
進んでいる。しかしながら、養液に病原菌が侵入すると
装置全体に病害が蔓延し作物が全滅する危険性をはらん
でいる。この病害防除の方法としては、登録薬剤がない
ため加熱殺菌や紫外線殺菌等の物理的手法が検討されて
いるが、以下の問題点からあまり普及していない。即
ち、加熱殺菌は、電気ヒータ等によって養液を７０〜８
０℃以上の高温にして殺菌処理する方法であるが、処理
した養液を再度冷却する必要がありコストが高いことが
ネックとなっている。また、紫外線殺菌は、波長２５０
〜２８０ｎｍ程度の紫外線の殺菌力を利用する方法であ
るが、青枯病菌や疫病菌の除菌効果は高いものの、厚膜
胞子を形成するフザリウム菌等に対しての効果が弱いと
いった短所がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これらの不具合を解消
する方法として、特開平９−３２７２４６号公報に記載
のように光触媒を用いる方法が提案されている。光触媒
は、酸化チタン等の光半導体に紫外線などの光を照射す
ることにより強力な酸化力が発現し殺菌力を有すること
が知られている。紫外線のみでは効果が弱いフザリウム
菌などの殺菌にも効果がある反面、光触媒と菌が接触す
ることが必要であるために除菌速度が小さいといった短
所がある。養液栽培では間欠的に養液を供給するため、
この養液供給流路の途中に光触媒を配設する前記方法で
は殺菌効果が不十分であるといった問題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは鋭
意検討の結果、養液流路とは独立して除菌流路を設けて
処理することにより、除菌速度が遅いという光触媒の短
所を解決し除菌効果を最大限に引き出せることを見出
し、本発明を完成させるに至った。即ち、請求項１に記
載の養液除菌方法は、養液栽培装置の養液を除菌する方
法であって、養液槽から植物体の栽培部への養液供給流
路と独立に養液除菌流路を設けて除菌処理を行うことを
特徴とする。また、請求項２に記載の養液栽培の養液除
菌方法は、請求項１記載の養液栽培の養液除菌方法にお
いて、前記除菌処理を光触媒を用いて行うことを特徴と
する。また、請求項３に記載の養液除菌装置は、養液槽
から植物体の栽培部への養液供給流路を備えた養液栽培
装置の養液を除菌するための養液除菌装置であって、前
記養液槽からその除菌部への養液除菌流路を前記養液流
路とは独立に備え、前記養液槽に取付自在としたことを
特徴とする。また、請求項４に記載の養液除菌装置は、
請求項３に記載の養液除菌装置において、前記除菌装置
の除菌部を光触媒反応器とし、前記養液除菌流路を構成
する導管と該導管中を前記養液を循環させるためのポン
プを少なくとも備えることを特徴とする。また、請求項
５に記載の養液除菌装置は、請求項４に記載の養液除菌
装置において、前記光触媒反応器が、光触媒体を光透過
性のある反応管内に収容したものであることを特徴とす
る。また、請求項６に記載の養液除菌装置は、請求項５
に記載の養液除菌装置において、前記光触媒体が、無機
質繊維スリーブに光触媒を坦持させた光触媒構造体であ
ることを特徴とする。また、請求項７に記載の養液除菌
装置は、請求項６に記載の養液除菌装置において、前記
光触媒構造体の形状が、筒状又はラシヒリング状である
ことを特徴とする。また、請求項８に記載の養液除菌装
置は、請求項６又は７に記載の養液除菌装置において、
前記光触媒構造体が、組成式ＡＯｘで表される酸化物を
主成分とする無機質繊維スリーブを基材とし、前記基材
にＢＯｙで表される光触媒をＡ−Ｏ−Ｂなる結合層を有
して被覆することを特徴とする。また、請求項９に記載
の養液除菌装置は、請求項６乃至８のいずれかに記載の
養液除菌装置において、前記無機質繊維スリーブが酸化
珪素を主成分とする無機質繊維で構成されていることを
特徴とする。また、請求項１０に記載の養液除菌装置
は、請求項６乃至９のいずれかに記載の養液除菌装置に
おいて、前記光触媒は、主成分が酸化チタンであること
を特徴とする。また、請求項１１に記載の養液除菌装置
は、請求項５乃至１０のいずれかに記載の養液除菌装置
において、前記光透過性のある反応管の材質が、ガラ
ス、石英ガラス又はフッ素樹脂のいずれかであることを
特徴とする。また、請求項１２に記載の養液除菌装置
は、請求項５乃至１１のいずれかに記載の養液除菌装置
において、前記光触媒を励起させる光源が、波長４００
ｎｍ以下の紫外光を含むことを特徴とする。また、請求
項１３に記載の養液栽培装置は、請求項３乃至１２に記
載の養液除菌装置を備えたことを特徴とする。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の養液除菌装置を用いてそ
の養液を除菌する養液栽培装置は、植物体の栽培部と、
前記栽培部の養液を満たした養液槽と、これらを連結す
る導管と該導管中を前記養液を循環させるためのポンプ
等とから構成された養液流路を備え、前記ポンプによっ
て養液槽から汲み上げられた養液が前記植物体の栽培部
へと間欠的に循環供給され、植物体の栽培を行うように
するものである。前記養液栽培装置の養液を除菌するた
めの養液除菌装置は、除菌部と除菌流路を構成する導管
と該導管中を養液を循環させるためのポンプとから構成
するもので、前記養液栽培装置の養液槽に取付自在とす
るものである。前記養液栽培装置の養液流路は、前記の
通り、間欠的に循環供給されるものであるが、前記養液
除菌装置の除菌流路は、前記養液流路とは独立に除菌部
に対して連続的に循環されるもので光触媒の効率を有効
に利用できるものである。また、前記養液除菌装置は、
従来の養液栽培装置の養液槽に取り付けするだけで従来
の養液栽培装置を除菌性に優れるものに構成することが
できる。前記ポンプとしては、マグネットポンプ、渦巻
きポンプ、水中ポンプ、ダイヤフラムポンプ、スクリュ
ーポンプ、プランジャーポンプ、ピストンポンプなどが
利用できる。好ましくは、マグネットポンプ、水中ポン
プを利用できる。前記養液流路や除菌流路を構成する導
管としては、養液や周囲環境によって劣化しにくいもの
がよく、例えば、ステンレス、真鍮、鋳鉄などの金属
類、フッ素樹脂、塩化ビニルなどの樹脂などの材質のも
のが用いることができる。

【０００６】また、除菌装置の除菌部としては、光触媒
構造体を備えた光触媒反応器を使用することができる。
前記光触媒構造体として、例えば、無機質繊維スリーブ
を基材としてこれに光触媒を坦持したものを使用するこ
とができる。この光触媒を坦持する方法としては、焼結
坦持、熱坦持、溶融坦持又は無機系若しくは有機系バイ
ンダ使用による坦持等が挙げられるが、必ずしもこれら
の坦持方法に限定されるものではない。前記方法によれ
ば、例えば、酸化珪素を主成分とした無機質繊維スリー
ブを基材とし、これに光触媒として酸化チタンを坦持さ
せた場合には、前記酸化チタンが前記無機質繊維スリー
ブにＳｉ−Ｏ−Ｔｉなる結合層を有して被覆される為、
強固な光触媒構造体が形成される。また、前記無機質繊
維スリーブ形状とするためには予め管状に編んだ繊維加
工品を用いる必要があり、内径（ｍｍ）及び単重（ｇ／
ｍ）は、いくらのものでも構わないが、取り扱い性や酸
化物の坦持量の関係から、内径１〜１００ｍｍ、単重１
〜３００ｇ／ｍ、特に内径２〜５０ｍｍ、単重２〜１３
０ｇ／ｍのものが好ましい。尚、無機質繊維スリーブの
材質は、組成式ＡＯｘで表される酸化物（ｘは酸素の結
合数を表す）を主成分とし、Ａ＝Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚ
ｒ、Ｂの何れかの元素で構成されるのが好ましい。その
一例として、ガラスやセラミック等が挙げられるが、な
かでも、酸化物薄膜と強固な結合を形成できる酸化珪素
を主成分とした無機質繊維体が好ましい。ここでいう、
酸化珪素を含む無機質繊維とは、例えば、石英ガラス、
高石英ガラス、Ｅガラス、Ｃガラス、Ｓガラス、Ａガラ
ス等からなる繊維が挙げられるが、経済性からＥガラス
繊維が好ましい。また、無機質繊維の平均繊維径は特に
限定されるものではないが、製造可能でしかも繊維体に
加工するのが容易であることから、０．１〜２０μｍが
好ましい。

【０００７】前記無機質スリーブを基材に被覆等の方法
で坦持される光触媒の材質は，組成式ＢＯｙで表される
酸化物（ｙは酸素の結合数を表す）を主成分とし、Ｂ＝
Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎ
ｉ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｍｏの何れかの元素で構成されるのが
好ましい。その一例として、酸化チタンや酸化亜鉛など
挙げられるが，分解効率や安全性、安定性の点から酸化
チタンが好ましい。また、該酸化チタンに，白金、パラ
ジウム、ロジウム、金、銀、銅等の金属あるいはそれら
の金属塩類を坦持させても良い。尚、上記においてＡと
Ｂとは別の種類の元素を表すものとする。

【０００８】前記光触媒反応器は、外部に設置した光源
の光エネルギを内部の光触媒構造体に到達させることが
必要であるため、光透過性の材料によって構成する。光
透過性の材料として、例えば、ガラス、石英ガラス、光
透過型フッ素樹脂などの材料が有効である。特に液相系
で用いる場合には、汚れを防止するために光透過型フッ
素樹脂の使用が効果的である。

【０００９】また、前記光源は、光触媒に酸化チタンを
用いる場合には、波長４００ｎｍ以下の光を含む光源が
必要となる。低圧水銀灯や殺菌灯あるいはブラックライ
ト蛍光灯等を用いるとよいが、反応速度を考慮しなけれ
ば一般蛍光灯でもかまわない。また、除菌の効果をさら
に向上させたい場合には主波長２００〜３００ｎｍの殺
菌灯が有効である。

【００１０】

【実施例】次に、本発明による養液栽培装置及び養液除
菌装置を図面に基づいて説明する。図中１は、養液栽培
装置を示すもので、図中２で示される植物体を載置した
栽培部３と、この栽培部３に循環供給する養液を収容し
た養液槽４を導管５で連通させ、この導管５に設けられ
たポンプ６を駆動させることにより養液槽４内の養液を
前記栽培部３に循環供給するようにした。本実施例で
は、毎分１０リットルで、１日３回４時間おきに栽培部
３に対して間欠的に供給し、栽培部３の養液を植物体２
に吸収させるようにしたものである。かかる構成は、従
来の養液栽培装置と特に変わるものではない。また、図
中７は養液除菌装置を示すもので、除菌部である光触媒
反応器８と除菌流路を構成する導管９と該導管中を養液
を循環させるためのポンプ１０とから構成するもので、
光触媒反応器８に連続的に養液を循環供給して連続的に
除菌するように構成されている。そして、この養液除菌
装置７の導管部９を前記養液栽培装置１の養液槽４に投
入することで取り付け自在としたものである。このよう
にして、本実施例の養液栽培装置１に取り付けられた養
液除菌装置７は、養液栽培装置１の養液中の病原菌等の
繁殖を抑制し、植物の根から排出される老廃物の除去を
するようにしたものである。前記光触媒反応器８は、図
２に詳細を示すように、内径５ｍｍφのＥガラス繊維ス
リーブに酸化チタンを坦持させるとともに円筒状に形成
された光触媒体１１を、内径３５ｍｍφの光透過型フッ
素樹脂製の光透過性反応管１２に収容し、これらを光源
１３（日本電気（株）製殺菌ランプＧＬ−１５）で挟む
ようにして構成したものを使用している。尚、本実施例
では、ポンプ６、１０は、イワキ（株）製ＭＤ−１５Ｒ
−Ｎを使用し、導管５、９として塩化ビニル製のパイプ
を使用している。

【００１１】上記養液栽培装置１の効果を確かめるため
に、比較例とともに以下の試験を行った。（実施例）容積１００リットルの養液槽２に養液を８０
リットル入れ、フザリウム菌を５０，０００個／ｍｌの
初期濃度になるように２週間に一回加えた。試験検体と
して栽培部３にシクラメン苗２を載置し、フザリウム菌
濃度の変化とともに病害の発生状況を調査した。尚、養
液のシクラメン苗１への供給は、１日３回４時間おきに
毎分１０リットルの速度で間欠的行うこととし、除菌流
路へは毎分１リットルの速度で連続的に行うこととし
た。この結果、表１に示すようにフザリウム菌除菌率は
１週後に９９．６％となり除菌効果が確認された。また
病害の発生は表２に示すように８週後においても２／１
８と少なかった。

【００１２】（比較例１）比較例１として、図３に示す
ように、養液栽培装置１の養液流路の途中に本実施例と
同じ光触媒反応器８を組み込んで装置を構成し、前記実
施例と同一の条件で除菌した。その結果、表１に示すよ
うに１週後の除菌率は２０％と小さく、表２に示すよう
に病害の発生率は８週後に８／１８と高かった。（比較例２）比較例２として、比較例１から光触媒反応
器８を除いて養液栽培装置を構成し、前記実施例と同一
の条件で除菌した。その結果、表１に示すように、１週
後の除菌率は１０％とさらに小さく、表２に示すよう
に、病害の発生率は８週後９／１８と非常に高かった。

【００１３】

【表１】

【００１４】

【表２】

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、養液栽培装置で養液を
介して伝播する病害の防除に有効であり、既存の養液栽
培装置の養液槽に後付けで除菌装置を設けることができ
るので、簡易かつ経済的に養液除菌装置の効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である養液栽培装置の説明
図

【図２】本発明の一実施例である養液除菌装置の光触
媒反応器の説明図

【図３】比較例の養液栽培装置の説明図

【符号の説明】１養液除菌装置２植物体３栽培部４養液槽５導管６ポンプ７養液除菌装置８光触媒反応器９導管１０ポンプ１１光触媒体１２光触媒反応管１３光源

フロントページの続き (72)発明者末次弘幸茨城県結城市作の谷415番地日本無機株式会社結城工場内 (72)発明者曽田孝雄神戸市中央区港島南町５丁目５番３号株式会社松村石油研究所内 (72)発明者真野和人神戸市中央区港島南町５丁目５番３号株式会社松村石油研究所内Ｆターム(参考） 2B314 MA46 ND07 PA13 4D037 AA01 AB03 BA18 BB09 4D050 AA20 AB06 BB01 BC06 BC09 BD02 4G069 AA03 BA01A BA02A BA02B BA04A BA04B BA05A BA48A BB04A BC31A BC35A BC51A BC54A BC58A BC59A BC62A BC66A BC67A BC68A CA01 CA05 CA11 DA06 EA02X EA02Y EA06 EA09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】養液栽培装置の養液を除菌する方法であ
って、養液槽から植物体の栽培部への養液供給流路と独
立に養液除菌流路を設けて除菌処理を行うことを特徴と
する養液栽培装置の養液除菌方法。
【請求項２】前記除菌処理を光触媒を用いて行うこと
を特徴とする請求項１記載の養液栽培の養液除菌方法。
【請求項３】養液槽から植物体の栽培部への養液供給
流路を備えた養液栽培装置の養液を除菌するための養液
除菌装置であって、前記養液槽からその除菌部への養液
除菌流路を前記養液流路とは独立に備え、前記養液槽に
取付自在としたことを特徴とする養液除菌装置。
【請求項４】前記除菌装置の除菌部を光触媒反応器と
し、前記養液除菌流路を構成する導管と該導管中を前記
養液を循環させるためのポンプを少なくとも備えること
を特徴とする請求項３に記載の養液除菌装置。
【請求項５】前記光触媒反応器が、光触媒体を光透過
性のある反応管内に収容したものであることを特徴とす
る請求項４記載の養液除菌装置。
【請求項６】前記光触媒体が、無機質繊維スリーブに
光触媒を坦持させた光触媒構造体であることを特徴とす
る請求項５記載の養液除菌装置。
【請求項７】前記光触媒構造体の形状が、筒状又はラ
シヒリング状であることを特徴とする請求項６記載の養
液除菌装置。
【請求項８】前記光触媒構造体が、組成式ＡＯｘで表
される酸化物を主成分とする無機質繊維スリーブを基材
とし、前記基材にＢＯｙで表される光触媒をＡ−Ｏ−Ｂ
なる結合層を有して被覆することを特徴とする請求項６
又は７に記載の養液除菌装置。
【請求項９】前記無機質繊維スリーブが酸化珪素を主
成分とする無機質繊維で構成されていることを特徴とす
る請求項６乃至８のいずれかに記載の養液除菌装置。
【請求項１０】前記光触媒は、主成分が酸化チタンで
あることを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載
の養液除菌装置。
【請求項１１】前記光透過性のある反応管の材質が、ガ
ラス、石英ガラス又はフッ素樹脂のいずれかであること
を特徴とする請求項５乃至１０のいずれかに記載の養液
除菌装置。
【請求項１２】前記光触媒を励起させる光源が、波長４
００ｎｍ以下の紫外光を含むことを特徴とする請求項５
乃至１１のいずれかに記載の養液除菌装置。
【請求項１３】請求項３乃至１２に記載の養液除菌装置
を備えたことを特徴とする養液栽培装置。