JP2011036145A - 家庭用の栽培ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】家庭のベランダやバルコニー等に簡単に設置でき、コンピュータ制御により栽培管理できる栽培ユニットを提供する。
【解決手段】培土を充填する栽培ベッド２を、透明部、メッシュ張架部および開閉部を有するカバー材３で囲み、前記培土の水分量を測定する水分計を取り付け、該水分計からの測定値を栽培管理プログラムを備えたコンピュータ７に送信し、該コンピュータ７で培土に供給する水および肥料の供給量および供給時間を制御している。該コンピュータは自動制御およびユーザー制御できるものとしている。
【選択図】図１

Description

本発明は、家庭用の栽培ユニットに関し、ベランダ等に設置し、野菜、花、果実等の栽培をコンピュータを用いてゲーム感覚で楽しめるようにするものである。

従来、本出願人は栽培装置に関連して多数の提案を行っており、例えば、特開平８−１１６８１０号公報で図７（Ａ）（Ｂ）に示す栽培装置を提供している。
前記特許文献１の図７（Ａ）に示す栽培装置１００は、栽培容器１０１内に培土１０２を充填し、該培土１０２の水分量を栽培する植物１０３に応じて予め設定した水分量となるように、コントローラ１０４で水中ポンプ１０５を制御し、栽培容器１０１の上方に配置した灌水管１０６から培土１０２へ必要量の水を供給し、培土の水分量が過多あるいは過少とならないようにしている。
また、図７（Ｂ）に示すように、栽培容器１０１の回りに支柱パイプ１０７を立設し、該支柱パイプ１０７に軟質ビニールからなる側部被覆材１０８を張り付けると共に、上部被覆材１０９を巻き戻すことにより上部を解放可能として栽培容器１０１を覆い、栽培者が植物の手入れ等を行う時には上部被覆材１０９は巻き戻して上部を解放するようにしている。

また、本出願人は特開平８−３７９６６号公報で図８に示す植物栽培装置を提供し、栽培管理を行っている。該栽培装置では、栽培容器１１０の中央の第１領域に砂土または砂状の人工培土１１１を充填し、両側の第２領域にロックウール等の繊維状またはポリウレタンフォーム等の発泡状の軽量の人工培土１１２を充填している。
該栽培装置では、中央の第１領域の人工培土１１１に植物の種を播き、灌水装置１１３から水および液体肥料をトリクルパイプ１１４に供給し、該トリクルパイプ１１４の先端に連結した点滴灌水チューブ１１５から砂培土に滴下し、毛細管現象により栽培容器の全体に行き渡らせて種を活着し発芽させている。植物の育成に従って第２領域に植物の根がひろがっていくと該第２領域の培土１１２の保水性および通気性が変化して栽培管理の再現性がなくなるため、新たな培土と交換し、常に栽培管理の再現性を保持している。

特開平８−１１６８１０号公報 特開平８−３７９６６号公報

前記特許文献１および特許文献２の栽培装置は水や肥料を制御して栽培管理を行うものであるため、栽培に関する手入れが軽減され、給水過多や給水忘れ等を防止でき、植物の育成の失敗を低減することができる。
これらの従来提供されている栽培管理システムを備えた栽培装置は、いずれも業務として、野菜、果実、花等の栽培を行うプラントからなる大型装置で、農地等の畑、ビニールハウス内、野菜工場内等に設置する場合を対象としている。

近時、家庭で野菜等の栽培を行う機会が増えており、マンションでのベランダ栽培や、戸建住宅のバルコニーや庭で栽培がなされている。家庭で栽培する場合、特許文献１、２のように栽培管理システムを備えた栽培装置を用いると、栽培の失敗を少なくできる利点がある。しかしながら、前記のように、従来提供されている栽培装置は、家庭で用いるには大型であり、かつ、設置場所で組み立てる構成となっているため家庭用としては不向きであり、コストも高い等の問題がある。

また、植物栽培において害虫対策は重要である。特許文献１の栽培装置では、図７（Ｂ）に示すように、栽培容器１０１の回りに支柱パイプ１０７を立設してビニールで囲んでビニールハウス状としているが、ベランダ等に設置するのは大型で、かつ、手軽に設置できない問題がある。一方、小さい栽培装置を害虫が植物に付かないようにビニールで囲むと通気性が悪くなるとともに、植物の育成状態が観察しにくくなる。

このように、従来提供されている栽培管理システムを備えた栽培装置は家庭用としては種々の問題があり、特に、害虫対策と、通気性と、育成する植物の観察を容易に出来る要求を満たす構造になっていない。
そのため、ベランダ等で植物栽培を行う場合は、通常、培土を充填する栽培容器（プランタ）を設置し、該栽培容器で植物栽培を手軽に行っているが、給水過多となるとベランダに排水の水が溢れ、また、水のやり忘れ、さらに、害虫被害が発生する等、栽培上の失敗が多くなる。

本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、栽培管理システムを備えながらベランダ等に設置できる小型で、かつ、害虫被害を防止できるとともに通気性も良く、植物の生育状態を常に観察でき、教育的効果を有し、さらに、植物の栽培をコンピュータを用いてゲーム感覚でユーザーが制御できるようにして、植物栽培を楽しみながら行える家庭用の栽培ユニットを提供することを課題としている。

前記課題を解決するため、本発明は、
培土を充填する栽培ベッドと、
前記栽培ベッドの少なくとも上部に被せるカバー材と、
水タンク、液体肥料タンク、該水タンクと該液体肥料タンクに接続して前記培土に水および液体肥料を供給する配管を備えた灌水・施肥手段と、
前記培土の保水量を測定する水分計と、
前記水分計から入力される測定値に基づいて前記灌水・施肥手段から供給する水および液体肥料の供給量および供給時を栽培する植物毎に調整して、培土中の保水量を設定量に保持し、前記栽培ベッドから排水を生じさせないように制御をする栽培管理プログラムを記憶するコンピュータを備え、
前記カバー材に透明部と、害虫の侵入を阻止できる網目としたメッシュ張架部と、開閉部を備え、
前記灌水・施肥手段は前記カバー材または栽培ベッドの外側面、または栽培ベッドの下部に付設して予め一体的に組み立てており、
かつ、前記コンピュータを栽培者が操作可能な位置に付設し、あるいは栽培者のコンピュータと接続可能とし、栽培者が栽培条件の設定を変更可能としていることを特徴とする家庭用の栽培ユニットを提供している。

前記カバー材は下面開口の略直方体状としている。該カバー材は栽培ベッドの上部に着脱自在に取り付けるものでも良いし、栽培ベッドも覆って設置面から立設する構造としてもよい。
カバー材は、前記特許文献１のように設置箇所で組み立てるのではなく、予め略直方体形状にしており、透明アクリル樹脂板や透明ガラス板で形成していることが好ましい。これらの透明材でカバー材を形成すると、カバー材の全面が透明となる。
しかしながら、カバー材の全面を透明とすることに限定されず、少なくとも３面を透明部とすることが好ましい。このように、少なくとも３面を透明部としているのは、砂培土で育成する植物の観察を外部から可能とすると共に、外光の入射部とするためである。該透明部とする３面は、例えば、周壁の正面、側面、上壁の全面または一部としている。なお、各面の一部を透明部とし、残りを前記メッシュ張架部としてもよい。

前記カバー材には通気および害虫の侵入を防止するために、前記のように、メッシュ張架部を設けている。メッシュは金網で形成してもよいが、透明樹脂糸で編成したメッシュを用いると、カバー全体を透明とすることができる。
前記メッシュは０．５ｍｍ以下の間隔とし、小さい害虫も入らないようにしている。
野菜の害虫防除方法として農薬を使用するのが一般的であるが、家庭栽培では農薬を用いない方がよく、また、コナガ、ハモグリバエ等の薬剤抵抗性のある害虫に対しては農薬による殺虫効果が低い。よって、本発明では害虫対策と通気のためにメッシュ張架部を設けている。
メッシュ張架部は、通気性を良くするために、カバー材の対向面に設けることが好ましい。また、メッシュの開口率は３０〜８０％、さらに４０〜６０％とすることが好ましい。

前記カバー材に設ける開閉部は、栽培ベッドに種や苗を植える時や育成した野菜や花を収穫する時に開くものであり、例えば、上壁や正面側の周壁に設けることが好ましい。該開閉部は、ヒンジを介して取り付けた回転型扉や、スライド型扉で構成しても良いし、上壁や側壁を着脱自在に取り付けて開けるようにしてもよい。また、該開閉部を透明部またはメッシュ張架部と兼用することが好ましい。

前記灌水・施肥手段にコントローラを設け、該コントローラを前記コンピュータと接続し、前記水分計の測定値をコンピュータに送信し、該水分量に応じて前記灌水・施肥手段から培土に供給する水および肥料の供給量および供給時間を制御している。

前記灌水・施肥手段では、水タンクおよび液体肥料タンクと配管との間にモータ付きの水中ポンプを介設すると共にモータを制御する前記コントローラを付設している。
前記水タンクと液体肥料タンクに夫々接続した配管は下流側で連結して水と液体肥料とを混合した養液用配管と、該養液用配管の先端に点滴灌水用チューブを接続している。該点滴灌水用チューブを栽培ベッドに充填した培土の表面に配索し、該点滴灌水用チューブから分岐した各分岐チューブの先端を砂培土内に所定間隔をあけて埋めて固定し、水および液体肥料を砂培土内に供給している。
前記のように、コントローラには培土に取り付けた水分計を接続し、該コントローラから水分計で測定した培土内の水分量をコンピュータに送信している。該コンピュータでは栽培管理プログラムで設定している水分量よりも測定された水分量が少ない場合、水分および肥料を供給するようにしている。

前記のように、灌水・施肥手段は、前記栽培ベッドおよびカバー材の一側外面に付設し、あるいは栽培ベッドの下面に付設し、灌水・施肥手段から栽培ベッドへの供給管も予めセットしておき、１つのユニットとして予め組み立てている。
このように、本発明の栽培ユニットでは、予めユニットとして組み立てているため、ベランダやバルコニー等に設置するだけでよく、家庭での組み立ては不要としている。

栽培管理プログラムを記憶するコンピュータは、栽培者（ユーザー）がコンピュータ操作できる位置に予め付設し、または前記灌水・施肥手段に設けたコントローラにユーザーが所持するコンピュータを接続出来るようにしている。
該コンピュータは、少なくとも培土の水分量の情報を取得すると、これらの情報より水と肥料の供給量および供給時間を制御する前記栽培管理プログラムを記憶しており、かつ、該プログラムは栽培する植物毎に設定している。ユーザーが所持するコンピュータを用いる場合には、前記栽培管理プログラムを記憶させる記憶媒体を用意している。該記憶媒体はフロッピー（登録商標）でも良いし、販売者のサーバからダウンロードできるようにしてもよい。
このコンピュータを用い、栽培する植物を特定すると、該植物に適した栽培管理を行うことができる。
また、前記のように、水および肥料の供給量や供給時間を微調整するなど、栽培者が任意に変更できるようにしているため、植物の栽培をゲーム感覚で楽しむこともできる。

前記構成からなる本発明の家庭用の栽培ユニットは、培土に供給する水および肥料をコンピュータで制御する管理栽培システムを備えているため、家庭において植物を栽培する場合に、手数がかからず、栽培に失敗することがなく、野菜や花を収穫することができる。このように、手間をかけずに、植物の生育をゲーム感覚で楽しみながら観察でき、その成果である野菜を食して、あるいは花を鑑賞して楽しむことができる。

前記栽培ベッド上に砂土あるいは砂状の人工培土からなる砂培土を充填し、該砂培土の厚さは５ｃｍ〜１５ｃｍとし、
該砂培土の表面に播種用または苗植用の溝を設け、かつ、該溝に近接した位置に、前記灌水・施肥手段と接続した点滴灌水用チューブの分岐チューブの先端吐出口を埋めていることが好ましい。

前記栽培ベッドに充填する培土は砂、土等の天然培土、人工培土、天然培土と人工培土を混合した培土等、いずれでも良いが、前記のように、砂土あるいは砂状とした人工培土からなる砂培土が好適である。
前記培土は、栽培ベッドから排水が生じないようにすると共に、常時、設定量の水分を保持させるため、保水性を有するものとしている。よって、培土は比較的高密度に充填して保形性を有する硬さとしていることが好ましい。
具体的には、砂の粒度分布は２８−１００メッシュ（０．１４−０．６ｍｍ粒径）内に８０％以上ある砂が適当である。この砂を栽培ベッドにかたく充填し、この時の砂の仮比重は１．５から１．７とすることが好ましい。
このように、比較的硬くしているため、播種溝または苗溝を予め所定間隔をあけて設けておき、該播種溝に種を巻き、苗溝に苗を植え付け、植物を収穫した後は、生じた溝に新たな種や苗を植えるようにすることが好ましい。

前記栽培ベッドは少なくとも底壁を備えたものとしているが、底壁と周壁とを備えた浅底のボックス状とし、培土を充填できるようにすることが好ましい。該栽培ベッドに充填する培土からは排水が生じ無いように給水量を制御しているため、栽培ベッドの底壁に排水部を設ける必要はない。かつ、排水がないため、室内に設置することも可能である。

本発明の栽培ユニットの全体の大きさは、奥行き２ｍ以下、幅３ｍ以下、高さ２ｍ以下とすることが好ましい。

前記栽培ベッド上に充填した培土の表面は、設置面から高さ１ｍ〜１．５ｍ程度、特に、１ｍ程度とすることが好ましい。かつ、栽培ベッドの周壁の高さを５ｃｍ〜１５ｃｍとし、培土の厚さ（深さ）は前記周壁の高さと同等の５ｃｍ〜１５ｃｍとすることが好ましい。該砂培土の厚さは栽培する植物の種類に応じて調節することが好ましい。そのため、例えば、栽培する植物に応じて、培土の充填高さを示す目盛りを栽培ベッドの周壁に表示してもよい。
栽培ベッドに培土を充填して栽培する植物は、深く且つ大きく根が張らない植物であれば、栽培することができる。
例えば、葉菜類では、ホウレンソウ、ミズナ、チンゲンサイ、サラダナ、レッドリーフ等、花菜類ではトマト、キュウリ、ナス、イチゴ、オクラ、ピーマン等、花類ではバラ、カーネーション、スイートピー、ガーベラ等が挙げられる。

栽培ベッドの大きさは、例えば、低小型タイプでは、奥行き６０ｃｍ、幅９０ｃｍ、高さ１ｍ、底中型タイプでは奥行き９０ｃｍ、幅１２０ｃｍ、高さ１ｍ、高タイプでは奥行き９０ｃｍ、幅９０ｃｍ、高さ１．５ｍとしている。
前記カバー材の高さは栽培ベッドから５０ｃｍ〜１ｍ程度としている。なお、栽培する植物の種類に応じて、高さの相違する複数種類のカバー材をオプションとして用意しておいてもよい。

前記培土の温度を測定する温度計、培土表面の照度を測定する光度計、あるいは／およびカバー内部の温度および湿度を測定する温度計および湿度計からなる測定器を備え、
前記測定器を前記灌水・施肥手段に付設したコントローラに接続し、該コントローラから前記コンピュータに前記測定器で測定した情報を送信し、これら情報を前記水分量の情報に加えて栽培制御してもよい。

さらに、前記カバー内にカメラ、ファン、加湿器、ヒータあるいは／およびエアコンを付設し、これらの機器を前記コンピュータで制御してもよい。

前記温度計を取り付ける場合は、培土の温度を測定できるように取り付けている。
該温度計で測定した測定値を前記コンピュータに入力し、コンピュータは温度条件を加味して前記水および肥料の供給量および供給時間を制御している。即ち、高温になると培土から蒸発する水分量が増加し、一方、０℃以下の低温になると供給した水分が氷結する。よって、温度条件を加味すると、栽培に適した水分量と出来、精度良く管理栽培を行うことができる。

さらに、前記ヒータ、エアコン、電子冷却装置等の空調機器を前記カバー材あるいは栽培ベッドに付設し、前記温度計からコンピュータに入力される温度に応じて前記空調機器を制御し、栽培する植物に適した温度となるように制御してもよい。

前記カバー内の温度を測定する温度計、湿度を測定する湿度計を取り付けると共に、加湿器または／およびファンをモータ付きで付設し、前記乾湿温度計からコンピュータに入力される湿度に応じて前記加湿器または／およびファンのモータを制御し、栽培する植物に適した湿度となるように制御してもよい。
前記加湿器は葉面散布手段を備えたものとし、葉面に向けて直接に微粒水滴を直接に散布することが好ましい。

培土表面の照度を測定する前記光度計を付設すると共に、前記カバーに蛍光灯あるいはＬＥＤからなる照明手段を付設し、
前記光度計の測定値を前記コンピュータに入力し、栽培する植物に応じた日照時間となるように前記コンピュータで前記照明手段の点灯を自動制御することが好ましい。
前記日照時間が長くなるようにユーザーがコンピュータ制御すると、栽培する植物の育成期間を短期化することも可能であり、ゲーム感覚で植物を栽培できる利点を高めることができる。

前記のように、前記光度計と照明手段、湿度計と加湿器または／およびファンを付設する場合、前記コンピュータには栽培する植物に適した日照時間、湿度についてのプログラムを記憶させて制御すると、栽培する植物の最適な生育地と同様な生育条件として栽培管理を行うことができる。

このように、コンピュータのプログラムには、栽培する植物毎に、少なくとも水分量、栄養量（肥料の供給量）および温度に関するプログラムを持たせ、さらに照度、湿度に関するプログラムを持たせている。
かつ、これらの一部または全ては、時間を関数として変化させ、あるいは過去の実際の温度、湿度、照度よりアルゴリズムを用いて設定した関数で制御している。

前記カメラからなる撮影手段を設置する場合は、栽培している植物を撮影する位置にデジタル・カラー・カメラを付設することが好ましい。
該撮影手段にタイマーを付設して自動的に撮影し、撮影した画像を保管しても良いし、前記コンピュータと接続し、コンピュータ操作で撮影手段をシャッタリングし、撮影した画像をコンピュータに送信し、該コンピュータのモニタで見えるようにしてもよい。
さらに、前記撮影手段で撮影した画像を受信した前記コンピュータは、生育状態の画像から取得できる成長量に応じて、培土に供給する水分および肥料、さらに必要に応じて、照度、湿度等を自動的に再設定できるようにし、あるいは栽培者が設定できるようにすることが好ましい。

前記構成とした本発明の家庭用の栽培ユニットは、培土を充填する栽培ベッド、カバー材、灌水・施肥手段を予め一体的に組み立てているため、ベランダやバルコニー等に簡単に設置することができる。かつ、栽培する植物に適した栽培管理プログラムを栽培者が操作できるコンピュータに記憶させ、コンピュータ制御で栽培を自動管理するため、栽培の失敗を低減できる。かつ、栽培者が栽培条件をコンピュータで任意に変更可能としているため、ゲーム感覚で栽培を楽しむことができる。
さらに、栽培ユニットは栽培ベッドにカバー材を被せ、該カバー材に透明部、メッシュ張架部、開閉部を設け、栽培ベッドを略密閉状態とできるため、植物の栽培に適した条件となるように管理しやすく、かつ、害虫対策が出来ると共に、外部から植物の生育過程を観察でき、特に、子供に植物栽培への興味を持たせることが出来る等の種々の利点を有する。

本発明の第一実施形態の栽培ユニットの斜視図である。 栽培ベッドの斜視図である。 （Ａ）はコンピュータの制御部のブロック図、（Ｃ）はコンピュータのモニタに表示される画面を示す図である。 第二実施形態の概略図である。 第三実施形態の概略断面図である。 第三実施形態の制御方法を示す図面である。 （Ａ）（Ｂ）は従来例を示す図面である。 他の従来例を示す図面である。

以下、本発明の家庭用の栽培ユニットの実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図３に第一実施形態を示す。

第一実施形態の栽培ユニット１は、栽培ベッド２、該栽培ベッド２を内部に収容するカバー材３、該カバー材の外側面に付設した灌水・施肥手段４を一体的に組み付けている。全体の大きさは、奥行き２ｍ以下、幅３ｍ以下、高さ２ｍ以下としている。
本実施形態の栽培ユニット１は、奥行き６０ｃｍ、幅９０ｃｍ、栽培ベッド２に砂培土５を充填した状態で高さを１ｍ、カバー材３を含めた高さは１．５ｍとし、マンションのベランダに設置できる大きさとしている。

前記灌水・施肥手段４にはコントローラ６を設け、該コントローラ６にコンピュータ７を接続できるようにしている。本実施形態では、コンピュータ７は栽培者が保持するコンピュータを用いるようにしている。なお、栽培ユニット１に予めコンピュータ７を操作可能な位置に付設してもよい。

前記栽培ベッド２は砂培土５を充填する本体部２ａの四隅から支持脚２ｂを突設した形状としている。本体部２ａは底壁と周壁とからなり、本実施形態では、底壁は長方形として排水穴は設けていない。周壁２ｃの高さは１５ｃｍとし、該周壁の正面部に５ｃｍ毎に目盛り表示５ｄを設けて、砂培土５の充填深さを把握できるようにしている。
該栽培ベッド２は樹脂成形品としているが、金属製としてもよい。

前記カバー材３は下部を栽培ベッド２を収容できる大きさの断面長方形の略直方体形状の枠状とし、下端を設置面に当接させるものとしている。該栽培ベッド２に充填する砂培土５の表面からの高さは約５０ｃｍとしている。
カバー材３は図１に示すように、栽培ベッド２の上部に被せる部分では、正面３ａは傾斜面とし、背面３ｂ、上面３ｃは長方形とし、左右側面３ｄ、３ｅは台形状とし、栽培ベッド２を密閉状態で囲んでいる。

前記カバー材３は透明アクリル樹脂板で形成し、正面、背面、左右側面を組み立てて接着固定し、図１に示す形状としている。
上面３ｃの背面側端を背面３ｂの上端にヒンジ９で連結し、上方へ開閉できるようにして開閉部としている。
また、カバー材３の左右側面３ｄ、３ｅは、前記透明アクリル樹脂板を枠状とし、透明樹脂糸を編成して形成したメッシュ８の周縁を透明アクリル樹脂板に接着固定し、左右側面をメッシュ張架部としている。該メッシュ８の網目の一辺は０．５ｍｍとし、野菜等に付着しやすい害虫のうち、最小の害虫も侵入できない大きさとしている。かつ、メッシュ８の空孔率は３０〜８０％としている。

このように、カバー材３は、全面を透明部とすると共に、左右側面をメッシュ張架部、上面を開閉部としている。
なお、上面３ｃの一部あるいは全面をメッシュ張架部としても良いし、左右側面３ｄ、３ｅの上側部のみをメッシュ張架部としてもよい。
また、カバー材３の正面３ａ、上面３ｃ、左右側面３ｄと３ｅのいずれか一面の３面を透明材で形成し、他の面は不透明材で形成してもよい。

前記栽培ベッド２に充填する砂培土５の厚さは、栽培する植物に応じて調節しても良いが、予め前記周壁２ｃの上端まで砂培土５を充填しておき、該栽培ベッド２で栽培できるいずれの植物にも適用できる厚さ１５ｃｍで充填している。
該砂培土５は、川砂、海砂等の砂土あるいは砂状の人工培土を用い、該砂培土は高密度のものとし保水性を持たせている。具体的には、粒径が０．１４ｍｍ〜０．６ｍｍの砂の粒度分布を縦横２８ｍｍ×１００ｍｍのメッシュ内に８０％以上を砂とし、該砂を仮比重１．５〜１．７となるように固めている。
このように、砂培土５を高密度化して保水性を高め、かつ、コンピュータ７により水および液体肥料の供給量を制御しているため、砂培土５からの排水が生じないものとしている。

前記灌水・施肥手段４は、水タンク１０、チッソ、リン、カリウムの各液体肥料を貯留した３本の液体肥料タンク１１、これらタンク１０と１１に夫々取り付けた水中ポンプ（図示せず）に接続した給液パイプ１２、１３を備え、前記水中ポンプはモータＭで駆動制御している。各モータＭはコントローラ６で駆動制御し、コントローラ６は前記コンピュータ７から送信される信号でモータＭを制御している。
このように、コンピュータ７で制御して、所要時に水タンク１０、液体肥料タンク１１から所要量の水、肥料を給液パイプ１２、１３に吐出している。

前記給液パイプ１２、１３は下流側で連結して、水と液体肥料とを混合した養液用パイプ１４とし、該養液用パイプ１４の先端に点滴灌水用チューブ１５を連結している。該点滴灌水用チューブ１５は砂培土５の表面に長さ方向に沿って配索している。該点滴灌水用チューブ１５には長さ方向に間隔をあけて複数の各分岐チューブ１５ａを前後方向に設け、各分岐チューブ１５ａの先端を砂培土５内に所定間隔をあけて埋めて固定し、水および液体肥料を砂培土５内に直接に供給できるようにしている。

前記各分岐チューブ１５ａを埋めた箇所に近接した位置に、図２に示すように、小さい播種用の溝５ａを砂培土５の表面から予め凹設している。これは砂培土５を前記のように比較的固くしていると共に、点滴灌水用の分岐チューブ１５ａに近接した位置に播種するためである。

また、前記砂培土５に水分計１６を取り付けている。該水分計１６は電極状で砂培土５内に埋め込んでいる。該水分計１６を前記コントローラ６に接続し、該コントローラ６からコンピュータ７に砂培土５内の水分量を送信している。水分計１６は砂培土５の水分量に応じて抵抗値が変化し、受信したコンピュータ７は抵抗値に基づいて水分量を演算し、前記のように設定量より少ない場合には、コントローラ６に給水指令を送信している。

前記コンピュータ７には栽培管理プログラムをフロッピーを用いてインストールし、あるいは栽培ユニット１の販売者のサーバから栽培管理プログラムをダウンロードし、コンピュータ制御で栽培管理ができるようにしている。
該栽培管理プログラムには、図３（Ａ）に示すように、栽培する植物を選択する項目、例えば、葉菜類では、ホウレンソウ、ミズナ、チンゲンサイ…等、花菜類ではトマト、キュウリ、ナス、…等、花類ではバラ、カーネーション、スイートピー…等毎に制御プログラムを記憶部１７に記憶している。
図３（Ｂ）に示すように、栽培する植物を選択する項目を表示し、選択した植物を記憶部１７より呼び出し、当該植物に設定した栽培管理がなされるようにし、植物毎に最適の水分量等の閾値を設定している。
また、図３（Ｂ）に示すように、「自動制御」と「ユーザー制御」の項目を選択できるようにしている。自動制御とすると、前記のように水分計１６から取得する水分量の情報に応じて処理部１８で砂培土５に供給する水および肥料の供給量および供給時間を演算し、コントローラ６を介して水および肥料を砂培土５に供給し、砂培土中の水分量および肥料（栄養量）を略一定に保持している。
一方、ユーザー制御とすると、水および肥料を任意の量で任意の時間で供給できる。これにより、ある程度、ユーザーが栽培に関与でき、ゲーム感覚で植物の生育を楽しめるようにしている。

前記構成からなる栽培ユニット１は、家庭において組み立てる必要はなく、比較的小型であるため、ベランダ等に簡単に設置できる。かつ、排水がないため室内にも設置できる。また、栽培する植物毎に適した栽培管理をコンピュータ制御で行うために、水の供給過多や、水や肥料の供給忘れがなく、栽培の失敗が殆どなく、生育した野菜や花を収穫することができる。また、コンピュータを用いてユーザー制御も出来るため、ユーザーが供給する水分や肥料の供給量、供給時間を設定して、自己管理して植物の成長度を観察することもできる。
さらに、栽培ベッド２にカバー材３を被せているため、管理し易くなる。さらにまた、カバー材３は透明としているため成長する植物を観察しやすくなる。また、メッシュ張架部を設けているため害虫被害の発生を防止できると共に通気性も確保できる。
さらに、カバー材３の上面３ｃを開くことにより、種や苗の植え付けが行えると共に、成長した野菜や花を収穫することができる。

図４に第二実施形態を示す。
第二実施形態では、栽培ベッド２の下部で、支持脚２ｂに囲まれた空間に前記水タンク１０、肥料タンク１１を収容している。
また、砂培土５に温度計２０を埋め込み、該温度計２０をコントローラ６に接続し、コントローラ６からコンピュータ７に砂培土５の温度情報を送信している。
栽培ユニット１の他の構成は前記第一実施形態と同様であるため、説明を省略する。

コンピュータ７の栽培管理プログラムには、温度計２０からの温度情報を前記水分計１６からの水分量の情報と組み合わせて、水および肥料の供給を制御するプログラムも設けている。このように、砂培土５の水分量だけでなく、温度も制御条件に加えることにより、高精度の栽培管理を行うことが出来る。

図５および図６に第三実施形態を示す。
第三実施形態の栽培ユニット１は、比較的大型とし、栽培ベッド２の大きさは、奥行き９０ｃｍ、幅１２０ｃｍとしている。該栽培ユニット１はフル装備の高級グレードとしている。

カバー材３は、栽培ベッド２の本体部２ａの周縁より突設した段部２ｇに下端全周面を搭載して、栽培ベッド２に被せている。
該カバー材３の上面３ｃに砂培土５の表面の照度を測定する光度計３０、ＬＥＤまたは蛍光灯からなる照明手段３１、カメラ３２を取り付けている。また、カバー材３の背面３ｂ、左右側面３ｅ、３ｄにカバー内部の温度と湿度を測定する乾湿温度計３３、小型のファン３４、加湿器３５、エアコン３６を取り付けている。カバー材３は周壁の正面部を開閉部としている。なお、左右側面には前記機器の取付部分以外の箇所をメッシュ張架部としている。
前記加湿器３５は微粒水分を栽培する植物の葉面に直接に散布できるようにしている。具体的には、図示していないが、給水管を栽培ベッドの上方に配管し、該給水管に間隔をあけてノズルを設置し、該ノズルから葉面に向けて噴霧している。
また、第二実施形態と同様に、砂培土５の水分量を測定する水分計１６および砂培土５の温度を測定する温度計２０を備えている。前記した機器は全てコントローラ６と接続している。

図６に示すように、前記コントローラ６からコンピュータ７に光度計３０からの光度情報、乾湿温度計３３からの温度および湿度情報を、前記砂培土５の水分量情報および温度情報と共に送信している。
コンピュータ７に記憶する栽培管理プログラムには、前記光度情報、カバー材内の温度および湿度情報を前記砂培土の水分量情報および温度情報に加えて、栽培する植物に適した水および肥料の供給を制御する項目を設けている。
また、前記光度情報に応じて照明手段３１を自動点灯および消灯する機能、カバー材内の温度および湿度情報に応じてファン３４、加湿器３５、エアコン３６を自動制御する機能を設けている。
さらに、照明手段３１、ファン３４、加湿器３５、エアコン３６をユーザー制御できるようにしている。
さらに、コンピュータ７には、ユーザー制御とした場合に、水分計１６から受信する水分量が設定した閾値よりも少ない際に、警告表示あるいは警告音声を発するようにしている。また、水タンクや肥料タンクに水や肥料が無い場合には、自動制御した場合にも、警告表示あるいは警告音声を発するようにしている。

前記カメラ３２もコンピュータ７による設定で、定期的に撮影して、撮影された画像情報から取得する植物の成長度に応じて、供給する水および肥料の供給を制御できるようにしている。
また、コンピュータ７をユーザー操作して、カメラをシャッタリング出来るようにし、あるいはタイマーでシャッタリング時間を制御できるようにしている。かつ、カメラ３２で撮影した画像を保存またはコンピュータ７に接続したモニタで表示できるようにしている。これにより、室外で栽培している植物の成長を室内で観察できるようにしている。

前記のように、多数の測定器を付設し、これらの測定器から得られる情報により供給する水および肥料を制御し、さらに、日照時間、カバー材内の温度、湿度を自動制御すると、対象とする植物の最適の生育地と同等な制御を行うことができる。
さらに、栽培する植物の葉面に加湿器で直接噴霧することにより、成長過程で必要となる水分を排水が生じない状態で十分に与えることができる。
ユーザーが制御できる機能が増加し、例えば、照明手段を制御して日照時間を長くすると、植物の成長を促進でき、温度、湿度等の条件をユーザーが変えることで、よりゲーム感覚で栽培することができる。

本発明の栽培ユニットは前記実施形態に限定されず、栽培ユニットに予めコンピュータを付設しても良い。その場合、ユーザーが操作できる位置に取り付け、タッチパネルで誰でも簡単に操作できるようにすることが好ましい。
また、カバー材に設ける開閉部は、カバー材の正面にスライド式に設けた扉で構成してもよい。
さらに、栽培ベッドに充填する培土は砂培土に限定されず、土を培土としても良いし、人工培土を用いてもよい。
さらにまた、水タンクと肥料タンクとを別々に設けず、肥料を所要倍率の水で希釈した１つの養液タンクとしてもよい。
このように、本発明の要旨を越えない範囲で、変更可能である。

１ 栽培ユニット
２ 栽培ベッド
３ カバー材
３ｃ 開閉部となる上面
４ 灌水・施肥手段
５ 砂培土
６ コントローラ
７ コンピュータ
８ メッシュ
１０ 水タンク
１１ 肥料タンク
１６ 水分計

Claims (7)

1. 培土を充填する栽培ベッドと、
   前記栽培ベッドの少なくとも上部に被せるカバー材と、
   水タンク、液体肥料タンク、該水タンクと該液体肥料タンクに接続して前記培土に水および液体肥料を供給する配管を備えた灌水・施肥手段と、
   前記培土の保水量を測定する水分計と、
   前記水分計から入力される測定値に基づいて前記灌水・施肥手段から供給する水および液体肥料の供給量並びに供給時を、栽培する植物毎に調整して、培土中の保水量を設定量に保持し、前記栽培ベッドから排水を生じさせないように制御をする栽培管理プログラムを記憶するコンピュータを備え、
   前記カバー材に透明部と、害虫の侵入を阻止できる網目としたメッシュ張架部と、開閉部を備え、
   前記灌水・施肥手段は前記カバー材若しくは栽培ベッドの外側面、または栽培ベッドの下部に付設して予め一体的に組み立てており、
   かつ、前記コンピュータを栽培者が操作可能な位置に付設し、あるいは栽培者のコンピュータと接続可能とし、栽培者が栽培条件の設定を変更可能としていることを特徴とする家庭用の栽培ユニット。
2. 前記栽培ベッド上に砂土あるいは砂状の人工培土からなる砂培土を充填し、該砂培土の厚さは５ｃｍ〜１５ｃｍとし、
   該砂培土は、粒径が０．１４ｍｍ〜０．６ｍｍの砂の粒度分布を縦横２８ｍｍ×１００ｍｍのメッシュ内に８０％以上を砂とし、該砂を仮比重１．５〜１．７となるように固めており、
   前記砂培土の表面に播種用または苗植用の溝を設け、かつ、該溝に近接した位置に、前記灌水・施肥手段と接続した点滴灌水用チューブの分岐チューブの先端吐出口を埋めている請求項１に記載の家庭用の栽培ユニット。
3. 全体の大きさを、奥行き２ｍ以下、幅３ｍ以下、高さ２ｍ以下としている請求項１または請求項２に記載の家庭用の栽培ユニット。
4. 前記灌水・施肥手段にコントローラを設け、該コントローラを前記コンピュータと接続し、前記水分計の測定値をコンピュータに送信し、該水分量に応じて前記灌水・施肥手段から培土に供給する水および肥料の供給量および供給時間を制御している請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の家庭用の栽培ユニット。
5. 前記培土の温度を測定する温度計、培土表面の照度を測定する光度計、あるいは／およびカバー内部の温度および湿度を測定する温度計および湿度計からなる測定器を備え、
   前記測定器を前記灌水・施肥手段に付設したコントローラに接続し、該コントローラから前記コンピュータに前記測定器で測定した情報を送信し、これら情報を前記水分量の情報に加えて栽培制御している請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の家庭用の栽培ユニット。
6. 前記カバー内にカメラ、ファン、加湿器、ヒータあるいは／およびエアコンを付設し、これらの機器を前記コンピュータで制御している請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の家庭用の栽培ユニット。
7. 前記加湿器は栽培する植物の葉面に向けて直接的に噴霧を発生させる葉面散布手段を備えた請求項６に記載の家庭用の栽培ユニット。

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