JP2012075356A - Cultivation system - Google Patents

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JP2012075356A
JP2012075356A JP2010221626A JP2010221626A JP2012075356A JP 2012075356 A JP2012075356 A JP 2012075356A JP 2010221626 A JP2010221626 A JP 2010221626A JP 2010221626 A JP2010221626 A JP 2010221626A JP 2012075356 A JP2012075356 A JP 2012075356A
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JP
Japan
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irrigation
liquid
cultivation
storage container
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JP2010221626A
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Japanese (ja)
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Motokichi Ohaba
元吉 大幅
Kenro Nakamura
兼郎 中村
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WATER LIFE Co Ltd
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WATER LIFE Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cultivation system for maintaining the effective growth of plants, reducing the possibility of an excessive amount of water given to the plants, and enabling more effective water saving, and also easy to establish.SOLUTION: The cultivation system 1 includes: a cultivation device 3 having a liquid absorbent 4 provided therein, and a cultivation area 7 where a culture medium 6 for cultivating a plant 5 on the liquid absorbent 4 is placed; and a liquid supply device 2 for supplying an irrigation liquid to the cultivation device 3. The liquid supply device 2 includes: an irrigation liquid supply part 8 for supplying the irrigation liquid W from a supply port 13; a retaining tank 9 supplied with the irrigation liquid W from the irrigation liquid supply part 8, and for retaining a certain level of the irrigation liquid W therein; a storage container 10 disposed downstream of the installation position of the liquid absorbent 4 in the cultivation area 7, and for storing the irrigation liquid W supplied to the cultivation area 7; a lift control mechanism 11 for moving the position of the retaining tank 9 in the vertical direction; and a lift control part 12 for controlling the operation of the lift control mechanism 11.

Description

本発明は、栽培システムに関する。   The present invention relates to a cultivation system.

地球温暖化に伴って深刻な水不足や渇水化の進行し、様々な植物の栽培に大きな悪影響が出ることや、農作物の生産に悪影響が及ぶことが懸念されている。そこで、少ない水を効果的に使用して植物を栽培することを可能とするような栽培システムの確立が要請されている。そのような栽培システムとして、点滴灌漑法や多孔管灌漑法等を用いた栽培システムが提案されており、さらに、水分を植物の根の部分に直接供給するように構成した地中灌水法等を組み合わせて、水の使用を極力低減させて節水を可能にした栽培システムが提案されている(特許文献1から3等)。ところが、特許文献1から3で提案された栽培システムでは、植物に与える水の量を減らすことができるが、植物の効率的な生育に望ましい量の水分が植物に与えられているか否かは不明であり、栽培者の経験に頼らざるをえず、植物の効果的な生育の点で十分であるとはいえない。   With global warming, serious water shortages and droughts are advancing, and there is a concern that the cultivation of various plants will have a major adverse effect and that the production of crops will be adversely affected. Then, establishment of the cultivation system which makes it possible to grow a plant effectively using little water is requested | required. As such a cultivation system, a cultivation system using a drip irrigation method, a perforated pipe irrigation method, etc. has been proposed, and an underground irrigation method configured to supply moisture directly to the root portion of a plant is proposed. In combination, a cultivation system has been proposed in which the use of water is reduced as much as possible to enable water saving (Patent Documents 1 to 3, etc.). However, in the cultivation system proposed in Patent Documents 1 to 3, it is possible to reduce the amount of water given to the plant, but it is unclear whether or not the amount of water desirable for efficient growth of the plant is given to the plant. Therefore, it has to rely on the experience of the grower, and it cannot be said that it is sufficient in terms of effective growth of the plant.

そこで、本発明者らは、栽培しようとする植物の生育状態や生育環境に対応させて水を給水手段から供給する栽培システムを提案した(特許文献4)。この栽培システムでは、植物の効果的な生育を維持しつつ、植物に与える水量が過剰になる虞を低減することができ、より効果的な節水が可能となる。   Then, the present inventors proposed the cultivation system which supplies water from a water supply means according to the growth state and growth environment of the plant which it is going to grow (patent document 4). In this cultivation system, it is possible to reduce the possibility that the amount of water applied to the plant will be excessive while maintaining the effective growth of the plant, and more effective water saving becomes possible.

ところで水不足や渇水化は地球規模で進行しており、それに伴い厳しい気候条件であるような地域やインフラ事情の悪い地域などにも節水を可能にした栽培システムが必要とされる。このため、栽培システムはできるだけ容易に構築可能なものであることが要請される。この点、特許文献4で提案された栽培システムでは、負圧差灌漑法を適用することで、給水手段の作動を制御する機構をより容易に構築可能なものとすることが試みられている。   By the way, water shortages and droughts are progressing on a global scale. Along with this, cultivation systems that can save water are required even in regions with severe climatic conditions and regions with poor infrastructure conditions. For this reason, it is required that the cultivation system can be constructed as easily as possible. In this regard, in the cultivation system proposed in Patent Document 4, it has been attempted to make it possible to more easily construct a mechanism for controlling the operation of the water supply means by applying the negative pressure difference irrigation method.

特開2004−016080号公報JP 2004-016080 A 米国特許4928427US Pat. No. 4,928,427 米国特許5839659US Pat. No. 5,839,659 特開2009−296940号公報JP 2009-296940 A

特許文献4でも示されるような負圧差灌漑法は、培地に埋設される多孔質管に送られる水量を負圧差で制御するように構成される。ところが、この方法は、多孔質管の孔の閉塞の問題を抱えており、更なる改良を期待されるものである。したがって、効果的な節水が可能であって容易に構築可能な栽培システムは、その確立を待ち望まれている状況にある。   The negative pressure difference irrigation method as shown also in patent document 4 is comprised so that the amount of water sent to the porous pipe | tube embed | buried under a culture medium may be controlled by a negative pressure difference. However, this method has a problem of clogging the pores of the porous tube, and further improvement is expected. Therefore, a cultivation system that can effectively save water and can be easily constructed is in a state of waiting for its establishment.

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み構成されたものであって、
(1)内部に吸液材を配設されるとともに、該吸液材上に植物を栽培可能な培地を敷設される栽培領域とを有する栽培装置と、
栽培装置に灌液を供給する給液装置と、を備える栽培システムであって、
給液装置は、灌液を供給口から供給可能な灌液供給部と、灌液供給部から灌液を供給されるとともに内部に一定量の灌液を存在させる滞留槽と、栽培領域の吸液材の設置位置よりも下側に配置されて該栽培領域に供給される灌液を貯留する貯留容器と、滞留槽の位置を上下方向に移動させる昇降制御機構と、該昇降制御機構の動作を制御する昇降制御部とを備えており、
貯留容器には、該貯留容器内の灌液を吸上げ可能な吸上材が設けられ、該吸上材は、上端側を栽培装置の吸液材に接触させるとともに、下端側を灌液に浸漬させており、
貯留容器と滞留槽は、灌液を互いに通液可能に導管で接続されるとともに灌液の液面の高さを互いに揃えており、
昇降制御部は、滞留槽の位置を上下方向に移動させるように昇降制御機構の動作を制御するように構成されている、ことを特徴とする栽培システム、
(2)内部に吸液材を配設されるとともに、該吸液材上に植物を栽培可能な培地を敷設される栽培領域とを有する栽培装置と、
栽培装置に灌液を供給する給液装置と、を備える栽培システムであって、
給液装置は、灌液を供給口から供給可能な灌液供給部と、灌液供給部から灌液を供給されるとともに内部に一定量の灌液を存在させる滞留槽と、栽培領域の吸液材の設置位置よりも下側に配置されて該栽培領域に供給される灌液を貯留する貯留容器と、滞留槽の位置を上下方向に移動させる昇降制御機構と、該昇降制御機構の動作を制御する昇降制御部とを備えており、
貯留容器には、該貯留容器内の灌液を吸上げ可能な吸上材が設けられ、該吸上材は、上端側を栽培装置の吸液材に接触させるとともに、下端側を灌液に浸漬させており、
貯留容器と滞留槽は、灌液を互いに通液可能に導管で接続されるとともに灌液の液面の高さを互いに揃えており、
昇降制御部は、滞留槽の位置を上下方向に移動させるように昇降制御機構の動作を制御するように構成されており、
貯留容器と滞留槽の少なくともいずれか一方の内部には、天然鉱石からなる粒体が混入している、ことを特徴とする栽培システム、
(3)粒体を構成する天然鉱石は、変成岩である、上記(2)に記載の栽培システム、
(4)粒体を構成する天然鉱石は、マイロナイトである、上記(2)に記載の栽培システム、
(5)昇降制御部は、栽培装置で生育される植物に要請される灌液の量に応じて滞留槽の位置を上下方向に移動させるように昇降制御機構の動作を制御するように構成されている、上記(1)から(4)のいずれかに記載の栽培システム、
(6)吸上材は、毛細管現象により該貯留容器内の灌液を吸上げるものである、上記(1)から(5)のいずれかに記載の栽培システム、を要旨とする。
The present invention is configured in view of the above problems of the prior art,
(1) A cultivation apparatus having a cultivation area in which a liquid-absorbing material is disposed and a medium capable of cultivating a plant is laid on the liquid-absorbing material;
A liquid supply device that supplies irrigation to the cultivation device, and a cultivation system comprising:
The liquid supply device includes an irrigation supply unit capable of supplying irrigation from a supply port, a retention tank that is supplied with irrigation from the irrigation supply unit and has a certain amount of irrigation therein, and a suction area for the cultivation area. A storage container that stores the irrigation liquid that is disposed below the liquid material installation position and is supplied to the cultivation area, a lift control mechanism that moves the position of the retention tank in the vertical direction, and an operation of the lift control mechanism And a lift control unit for controlling the
The storage container is provided with a wicking material capable of sucking up the irrigation liquid in the storage container, and the wicking material has the upper end side in contact with the liquid absorption material of the cultivation apparatus and the lower end side used as irrigation. Soaked,
The storage container and the retention tank are connected to each other by a conduit so that the irrigation can pass through each other, and the liquid level of the irrigation is aligned with each other.
The elevating control unit is configured to control the operation of the elevating control mechanism so as to move the position of the staying tank in the vertical direction,
(2) a cultivation apparatus having a cultivation area in which a liquid absorbing material is disposed and a medium capable of cultivating a plant is laid on the liquid absorbing material;
A liquid supply device that supplies irrigation to the cultivation device, and a cultivation system comprising:
The liquid supply device includes an irrigation supply unit capable of supplying irrigation from a supply port, a retention tank that is supplied with irrigation from the irrigation supply unit and has a certain amount of irrigation therein, and a suction area for the cultivation area. A storage container that stores the irrigation liquid that is disposed below the liquid material installation position and is supplied to the cultivation area, a lift control mechanism that moves the position of the retention tank in the vertical direction, and an operation of the lift control mechanism And a lift control unit for controlling the
The storage container is provided with a wicking material capable of sucking up the irrigation liquid in the storage container, and the wicking material has the upper end side in contact with the liquid absorption material of the cultivation apparatus and the lower end side used as irrigation. Soaked,
The storage container and the retention tank are connected to each other by a conduit so that the irrigation can pass through each other, and the liquid level of the irrigation is aligned with each other.
The elevating control unit is configured to control the operation of the elevating control mechanism so as to move the position of the staying tank in the vertical direction.
Cultivation system characterized in that a granule made of natural ore is mixed in at least one of the storage container and the retention tank,
(3) The cultivation system according to (2) above, wherein the natural ore constituting the granule is a metamorphic rock,
(4) The cultivation system according to (2) above, wherein the natural ore constituting the granule is mylonite.
(5) The elevation control unit is configured to control the operation of the elevation control mechanism so as to move the position of the retention tank in the vertical direction according to the amount of irrigation required for the plant grown on the cultivation apparatus. The cultivation system according to any one of (1) to (4) above,
(6) The wicking material is summarized in the cultivation system according to any one of (1) to (5), which sucks up the irrigation liquid in the storage container by capillary action.

本発明によれば、植物の効果的な生育を維持可能であり、植物に与える水量が過剰になる虞を低減することができ、より効果的な節水も可能とするような栽培システムであるとともに、容易に構築可能な栽培システムの確立が可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to maintain the effective growth of a plant, it can reduce the possibility that the amount of water given to a plant may become excessive, and it is a cultivation system which enables more effective water saving. This makes it possible to establish a cultivation system that can be easily constructed.

また、本発明において、貯留容器と滞留槽の少なくともいずれか一方の内部に天然鉱石の粒体が混入される場合には、植物の生育を効率的に向上させることができ、植物を生育するにあたり効率的な水の利用を実現することができる。   In the present invention, when natural ore granules are mixed in at least one of the storage container and the retention tank, the growth of the plant can be improved efficiently, and the plant is grown. Efficient use of water can be realized.

本発明の第1の実施形態の栽培システムの構成を模式的に説明する構成模式図である。It is a structure schematic diagram which illustrates typically the structure of the cultivation system of the 1st Embodiment of this invention. 滞留槽中の灌液を一定にするための構成の一例を模式的に説明する構成模式図である。It is a structure schematic diagram which illustrates typically an example of the structure for making the irrigation in a retention tank constant. 昇降制御部の構成を模式的に説明する構成模式図である。It is a structure schematic diagram explaining the structure of a raising / lowering control part typically. 本発明の第2の実施形態の栽培システムの構成を模式的に説明する構成模式図である。It is a structure schematic diagram which illustrates typically the structure of the cultivation system of the 2nd Embodiment of this invention. 実施例1の栽培システムの構成を模式的に説明する構成模式図である。It is a structure schematic diagram which illustrates the structure of the cultivation system of Example 1 typically. 実施例1の栽培試験における蒸発散速度の経時変化を示す図である。It is a figure which shows a time-dependent change of the evapotranspiration rate in the cultivation test of Example 1. FIG. 比較例1の栽培試験における蒸発散速度の経時変化を示す図である。It is a figure which shows the time-dependent change of the evapotranspiration rate in the cultivation test of the comparative example 1. 栽培システムの昇降制御部による制御モデルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the control model by the raising / lowering control part of a cultivation system. 栽培システムの昇降制御部による制御モデルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the control model by the raising / lowering control part of a cultivation system.

[第1の実施形態]
本発明の栽培システム1の第1の実施形態について詳細に説明する。
[First Embodiment]
1st Embodiment of the cultivation system 1 of this invention is described in detail.

(栽培システム1)
栽培システム1は、栽培装置3と、灌液Wを栽培装置3に供給する給液装置2とを備える。
(Cultivation system 1)
The cultivation system 1 includes a cultivation device 3 and a liquid supply device 2 that supplies the irrigation liquid W to the cultivation device 3.

(栽培装置3)
栽培装置3は、内部に吸液材4を配設されるとともに、その吸液材4上に植物5を栽培可能な培地6を敷設される栽培領域7を有する。栽培領域7は、植物を栽培可能な領域部分を示し、栽培容器の栽培用の領域部分でもよいし、本栽培システム1を適用可能な領域であれば農園や露地などといった植物を栽培可能な領域部分であってもよい。
(Cultivation device 3)
The cultivation apparatus 3 has a cultivation area 7 in which a liquid absorbing material 4 is disposed and a medium 6 capable of cultivating a plant 5 is laid on the liquid absorbing material 4. The cultivation area 7 indicates an area part where a plant can be cultivated, and may be an area part for cultivation of a cultivation container, or an area where a plant such as a farm or an open field can be cultivated as long as the cultivation system 1 can be applied. It may be a part.

(栽培領域7)
栽培領域7は、植物5を栽培可能であれば、形状、深さ、大きさなどを特に限定されるものではなく、栽培容器を用いる場合、陶器製や樹脂製の鉢や箱などを適宜用いられてよい。
(Cultivation area 7)
The cultivation area 7 is not particularly limited in shape, depth, size and the like as long as the plant 5 can be cultivated. When a cultivation container is used, a pot or box made of ceramic or resin is appropriately used. May be.

(培地6)
培地6としては、植物の生育が可能なものであれば適宜採用することができ、例えば具体的に例示できる。培地6は、木材の皮を粉砕した人工土、自然土などのほか、プランター用の土などの市販のものや、これらに任意に肥料などを調合したものであってもよい。
(Medium 6)
As the medium 6, any medium can be used as long as it can grow a plant. The medium 6 may be an artificial soil or natural soil obtained by pulverizing the skin of wood, a commercially available material such as soil for planters, or a material in which fertilizer is arbitrarily mixed.

(吸液材4)
吸液材4としては、灌液を吸収可能な材料からなるものであれば特に限定されず使用することが可能であり、織布、不織布などの吸液布などを適宜使用することができ、市販のものを適宜使用可能である。織布、不織布としては、綿、絹、麻などの各種天然繊維や、ポリエステルなどの各種の合成繊維からなるものを用いることができる。そのほかにも、吸液材4は、ウレタン、紙、セラミックスなどを適宜使用されてもよい。
(Liquid absorbing material 4)
The liquid absorbent material 4 can be used without any particular limitation as long as it is made of a material that can absorb irrigation, and a liquid absorbent cloth such as a woven fabric or a nonwoven fabric can be used as appropriate. Commercially available products can be used as appropriate. As the woven fabric and the nonwoven fabric, those made of various natural fibers such as cotton, silk and hemp, and various synthetic fibers such as polyester can be used. In addition, as the liquid absorbing material 4, urethane, paper, ceramics, or the like may be used as appropriate.

(防根透液シート17)
なお、栽培装置3には、栽培領域7内に、植物5の根が吸液材4に達することを抑制する防根透液シート17が吸液材4の上に敷設されてもよい。防根透液シート17が敷設されていることで、植物5の根が吸液材4よりも下方に伸長しないようにすることが可能となりつつ、吸液材4から培地6への灌液Wの拡散を維持することができる。防根透液シート17には、市販の防根透水布などを適宜用いることができる。また、例えば、防根透液シート17としては、スパンボンド不織布などを使用することができる。
(Root-proof liquid-permeable sheet 17)
In the cultivation apparatus 3, a root-proof liquid-permeable sheet 17 that suppresses the root of the plant 5 from reaching the liquid absorbent material 4 may be laid on the liquid absorbent material 4 in the cultivation region 7. By laying the root-proof liquid-permeable sheet 17, it is possible to prevent the roots of the plant 5 from extending below the liquid-absorbing material 4, and the irrigation W from the liquid-absorbing material 4 to the medium 6. Can be maintained. As the root-proof liquid-permeable sheet 17, a commercially available root-proof water-permeable cloth or the like can be used as appropriate. For example, as the root-proof liquid-permeable sheet 17, a spunbond nonwoven fabric or the like can be used.

(灌液W)
灌液Wは、水もしくは水を含む液である。灌液Wは、ミネラル成分を含む水であることが好ましい。灌液Wは、水道水、雨水、井戸水など、植物5の生育に使用可能な液であれば、特に限定されるものではない。
(Irrigation W)
The perfusate W is water or a liquid containing water. The irrigation W is preferably water containing a mineral component. The irrigation W is not particularly limited as long as it is a liquid that can be used for the growth of the plant 5 such as tap water, rainwater, and well water.

(給液装置2)
給液装置2は、灌液供給部8と、滞留槽9と、貯留容器10と、昇降制御機構11と、昇降制御機構11の動作を制御する昇降制御部12と、を備えてなる。
(Liquid supply device 2)
The liquid supply device 2 includes an irrigation supply unit 8, a retention tank 9, a storage container 10, a lift control mechanism 11, and a lift control unit 12 that controls the operation of the lift control mechanism 11.

(灌液供給部8)
灌液供給部8は、灌液Wを供給口13から供給可能に構成されていればよく、図1に示すような供給口13を有する供給構造を供えた貯液槽14や、水道など適宜選択可能である。灌液供給部8として貯液槽14が用いられる場合には、貯液槽14には水位計などの液位計15が設けられていることが好ましい。液位計15としては、静電容量式レベル計など従前より公知のものを適宜用いることができる。液位計15の目盛りの変化を測定することで、滞留槽9に供給される灌液Wの供給量や供給速度が容易に特定でき、さらに培地6に供給される灌液Wの量(給液量)を特定できることになる。また、液位計15の目盛りの変化は、植物の蒸発散量を特定する。なお蒸発散量は、灌液中の水分の蒸発量であって、培地表面からの水分の蒸発量と植物の葉面からの水分の蒸発量の和である。
(Perfusion supply unit 8)
The irrigation supply unit 8 only needs to be configured so as to be able to supply the irrigation W from the supply port 13. The storage tank 14 provided with a supply structure having the supply port 13 as shown in FIG. Selectable. When the liquid storage tank 14 is used as the irrigation supply unit 8, the liquid storage tank 14 is preferably provided with a liquid level gauge 15 such as a water level gauge. As the liquid level meter 15, a known one such as a capacitance level meter can be appropriately used. By measuring the change in the scale of the liquid level meter 15, the supply amount and supply speed of the irrigation W supplied to the retention tank 9 can be easily specified, and the amount of irrigation W supplied to the culture medium 6 (supply) The amount of liquid) can be specified. Moreover, the change of the scale of the liquid level meter 15 specifies the amount of evapotranspiration of a plant. The evapotranspiration is the amount of water evaporated in the irrigation, and is the sum of the amount of water evaporated from the medium surface and the amount of water evaporated from the leaves of the plant.

(滞留槽9)
滞留槽9は、灌液供給部8から灌液Wを供給されるように構成される。
(Residence tank 9)
The retention tank 9 is configured to be supplied with the irrigation liquid W from the irrigation supply unit 8.

滞留槽9としては、例えば、図1に示すように構成されたものを用いることができる。この場合、滞留槽9は、液面上方の少なくとも一部が外気と接して開口部16を形成して大気圧下に開放されており、その開口部16から灌液供給部8の供給口13から流出した灌液Wを受け入れ可能に構成されている。なお、この構成は、滞留槽9の一例であってこれに限定されるものではない。たとえば、滞留槽9は、導管で灌液を通液可能に灌液供給部の供給口に接続されていてもよい(図示しない)。ただし、この場合においても、滞留槽内の圧力は大気圧とされている。   As the retention tank 9, what was comprised as shown in FIG. 1 can be used, for example. In this case, the retention tank 9 is open to atmospheric pressure by forming an opening 16 at least partly above the liquid surface in contact with the outside air, and the supply port 13 of the irrigation supply unit 8 from the opening 16. It is comprised so that the perfusate W which flowed out from can be received. In addition, this structure is an example of the retention tank 9, Comprising: It is not limited to this. For example, the retention tank 9 may be connected to the supply port of the irrigation supply unit (not shown) so that the irrigation solution can be passed through the conduit. However, even in this case, the pressure in the retention tank is atmospheric pressure.

滞留槽9は、内部に一定量の灌液Wを存在させるように構成される。これは、機械的、電気的に滞留槽9内の底から液面を一定高さにして灌液量を調整することで実現できる。   The retention tank 9 is configured so that a certain amount of the irrigation solution W is present inside. This can be realized by adjusting the amount of irrigation mechanically and electrically by making the liquid level constant from the bottom in the retention tank 9.

具体的に、図2に示すように、滞留槽9には、液面に浮上するフロート18が備えられ、フロート18の上にはフロート高さ調製用ロッド19が取り付けられており、フロート高さ調製用ロッド19には、その所定の高さに、流量制御用ロッド20が、その一方端側をフロート高さ調製ネジ21で取り付けられている。流量制御用ロッド20には、その他方端側には液量調整弁22が取り付けられている。また、滞留槽9には、蓋体23が液面上方に配置されており、蓋体23内側の所定位置に流量制御用ロッド固定部材24が設けられている。流量制御用ロッド固定部材24は、上下方向に延びる支持材25と、流量制御用ロッド20を支持材25に対して回動可能に固定する固定ピン26とを備えてなる。滞留槽9では、この固定ピン26を支点として、流量制御用ロッド20が回動可能に固定されている。このとき、固定ピン26は、流量制御用ロッド20の長手方向に沿った位置について、フロート高さ調製ネジ21よりも液量調整弁22のほうに近い位置に配され固定される。蓋体23には、供給口13に向かいあう位置に供給口13の内径よりも小さな直径を有する通孔27が設けられており、液量調整弁22の上端28が通孔27より上方に突出して供給口13よりも内側に入り込んでいる。蓋体23と供給口13とは、供給口13から外部に灌液が漏れないように、互いに固定されている。液量調整弁22は、前端28よりも内側所定位置では通孔27の径よりも小さく、前端28に向かって漸次大径となり、上端28では通孔27の径よりも大きくなるように形成されている。滞留槽9内の灌液量が増加すると、液面上昇にともなってフロート18の位置が上昇するとともに液量調整弁22の上端28が下降し、液量調整弁22で通孔27が塞がれると、供給口13は閉栓状態となる。また、滞留槽9内の灌液量が減少すると、液面下降にともなってフロート18の位置が下降するとともに液量調整弁22の上端28が上昇し、液量調整弁22による通孔27の閉塞が解かれ、供給口13は開栓状態となり、供給口13から下方に流れる灌液が、通孔27の内縁と液量調整弁22との間のスペースを通って滞留槽9に流れ込む。また、滞留槽9は、蓋体23を設けられた状態でも滞留槽9内部を外気に接触可能に構成されており、密閉状態とならないようにされる。そこで、蓋体23には、所定位置に通気孔29が設けられていることが好ましい。また、この通気孔29は、フロート高さ調製用ロッド19を通じる孔としての機能をかねていてもよい。   Specifically, as shown in FIG. 2, the staying tank 9 is provided with a float 18 that floats on the liquid surface, and a float height adjusting rod 19 is attached on the float 18. A flow rate control rod 20 is attached to the preparation rod 19 at a predetermined height with a float height adjustment screw 21 at one end thereof. A liquid amount adjusting valve 22 is attached to the flow control rod 20 on the other end side. Further, a lid body 23 is disposed above the liquid level in the retention tank 9, and a flow rate control rod fixing member 24 is provided at a predetermined position inside the lid body 23. The flow control rod fixing member 24 includes a support member 25 extending in the vertical direction and a fixing pin 26 for fixing the flow control rod 20 to the support member 25 so as to be rotatable. In the retention tank 9, the flow control rod 20 is rotatably fixed with the fixing pin 26 as a fulcrum. At this time, the fixing pin 26 is arranged and fixed at a position along the longitudinal direction of the flow control rod 20 at a position closer to the liquid amount adjusting valve 22 than the float height adjusting screw 21. The lid body 23 is provided with a through hole 27 having a diameter smaller than the inner diameter of the supply port 13 at a position facing the supply port 13, and the upper end 28 of the liquid amount adjusting valve 22 projects upward from the through hole 27. It enters inside the supply port 13. The lid body 23 and the supply port 13 are fixed to each other so that irrigation does not leak from the supply port 13 to the outside. The liquid amount adjusting valve 22 is formed so as to be smaller than the diameter of the through hole 27 at a predetermined position inside the front end 28, gradually increasing toward the front end 28, and larger than the diameter of the through hole 27 at the upper end 28. ing. When the amount of irrigation in the retention tank 9 increases, the position of the float 18 rises as the liquid level rises, and the upper end 28 of the liquid amount adjustment valve 22 falls, and the through hole 27 is blocked by the liquid amount adjustment valve 22. Then, the supply port 13 is closed. Further, when the amount of irrigation in the retention tank 9 decreases, the position of the float 18 is lowered as the liquid level is lowered, and the upper end 28 of the liquid amount adjusting valve 22 is raised. The blockage is released, the supply port 13 is opened, and the perfusate flowing downward from the supply port 13 flows into the retention tank 9 through the space between the inner edge of the through hole 27 and the liquid amount adjustment valve 22. In addition, the staying tank 9 is configured to be able to contact the inside of the staying tank 9 with the outside air even in the state where the lid body 23 is provided, so that the staying tank 9 is not sealed. Therefore, the lid body 23 is preferably provided with a vent hole 29 at a predetermined position. The vent hole 29 may also function as a hole through the float height adjusting rod 19.

図2の例に示す滞留槽9では、フロート18の浮力が流量制御用ロッド20によりテコの原理で拡大され、この力により灌液供給部8から供給される灌液Wの液圧に抗して流量制御弁22にて供給口13の開閉を行なうことが可能となる。この流量制御弁22による開閉は、外部から電気エネルギーなどのエネルギーの供給をうけずに実現可能なものであり、また、一本の流量制御用ロッド20の動作で灌液Wの量が制御されるので、制御に要する時間が短縮されるとともに非常に安定した微小流量の制御が容易に実現可能である。よって、貯液槽14の水位を測定した後、植物5への灌液Wの給液速度調整を直ちに実施することができる。なお、この滞留槽9では、フロート18の高さの調整は、フロート高さ調節ロッド20に沿ってフロート18を上下させ、フロート高さ調節ネジ21で止めることで実現できる。流量制御弁22による供給口13を閉じる力の強弱調整は、スライド材26と流量制御用ロッド20との固定位置を調節することで実現できる。なお、フロート18には、樹脂材料からなる中空体などを適宜用いられてよく、また、短円柱状であることが安定性の点で好ましい。   In the retention tank 9 shown in the example of FIG. 2, the buoyancy of the float 18 is expanded by the lever principle by the flow control rod 20, and this force resists the hydraulic pressure of the irrigation W supplied from the irrigation supply unit 8. Thus, the supply port 13 can be opened and closed by the flow rate control valve 22. The opening and closing by the flow control valve 22 can be realized without receiving supply of energy such as electric energy from the outside, and the amount of the irrigation W is controlled by the operation of the single flow control rod 20. Therefore, the time required for the control can be shortened and a very stable control of the minute flow rate can be easily realized. Therefore, after measuring the water level of the liquid storage tank 14, the liquid supply speed adjustment of the irrigation W to the plant 5 can be performed immediately. In the staying tank 9, the height of the float 18 can be adjusted by moving the float 18 up and down along the float height adjusting rod 20 and stopping it with the float height adjusting screw 21. The strength adjustment of the force for closing the supply port 13 by the flow control valve 22 can be realized by adjusting the fixing position of the slide member 26 and the flow control rod 20. For the float 18, a hollow body made of a resin material or the like may be used as appropriate, and a short cylindrical shape is preferable from the viewpoint of stability.

上記のほかにも、滞留槽9は、その内部に、フロートを配置するとともに、フロートの位置を感知する位置センサ(図示しない)を滞留槽9内の所定位置に設けて構成されてもよい。   In addition to the above, the staying tank 9 may be configured by disposing a float therein and providing a position sensor (not shown) for sensing the position of the float at a predetermined position in the staying tank 9.

(貯留容器10)
貯留容器10は、栽培領域7の吸液材4の設置位置よりも下側の所定位置に配置される。これは、例えば、図1の例に示すように、栽培領域7の底部にスペーサー45を設けて栽培装置7下方に空間部を形成し、その空間部に貯留容器10を配置することで実現される。図1のスペーサー45は、床材とその隅から立設された壁材から形成される。また、貯留容器10は、栽培領域7に供給される灌液Wを貯留する。貯留容器10はその上面を開口しており、貯留容器10内の空間が大気圧下に開放されている。
(Reservoir 10)
The storage container 10 is arranged at a predetermined position below the installation position of the liquid absorbing material 4 in the cultivation area 7. For example, as shown in the example of FIG. 1, this is realized by providing a spacer 45 at the bottom of the cultivation region 7 to form a space below the cultivation device 7 and disposing the storage container 10 in the space. The The spacer 45 of FIG. 1 is formed from a flooring and a wall material standing from its corner. Moreover, the storage container 10 stores the irrigation W supplied to the cultivation area 7. The storage container 10 has an upper surface opened, and the space in the storage container 10 is opened under atmospheric pressure.

貯留容器10と滞留槽9は、灌液Wを互いに通液可能に導管30で接続されており、灌液の液面の高さを互いに揃えている。このとき、栽培領域7の吸液材4の底面と貯留容器10の液面との距離(ΔH)は、滞留槽9の液面の上下に連動して変化する。たとえば、ΔH=Hの状態から、滞留槽9の液面が大きさd1だけ上昇すると、貯留容器10の液面も同じく大きさd1上昇し、ΔHは、Hからd1を差し引いた値となる。ΔH=Hの状態から、滞留槽9の液面が大きさd2だけ下降すると、貯留容器10の液面も同じく大きさd1下降し、ΔHは、Hにd2を加算した値となる。   The storage container 10 and the retention tank 9 are connected to each other by a conduit 30 so that the irrigation liquid W can be passed therethrough, and the liquid level of the irrigation liquid is aligned with each other. At this time, the distance (ΔH) between the bottom surface of the liquid-absorbing material 4 in the cultivation region 7 and the liquid level of the storage container 10 changes in conjunction with the top and bottom of the liquid level of the retention tank 9. For example, when the liquid level of the retention tank 9 rises by the magnitude d1 from the state of ΔH = H, the liquid level of the storage container 10 also rises by the magnitude d1, and ΔH is a value obtained by subtracting d1 from H. When the liquid level of the retention tank 9 is lowered by the magnitude d2 from the state of ΔH = H, the liquid level of the storage container 10 is similarly lowered by the magnitude d1, and ΔH is a value obtained by adding d2 to H.

貯留容器10には、貯留容器10内の灌液Wを吸上げ可能な吸上材31が設けられている。貯留容器10において、吸上材31は、上端側を栽培装置の吸液材4に接触させるとともに、下端側を灌液Wに浸漬させている。吸上材31は、図1に示すように吸液材4から下方に垂れ下がるように設けられる場合に限定されない。固定具(図示しない)を貯留容器の外側に配置して、吸上材31は、その固定具で吸上材31を固定してもよい。固定具には、吸上材31の上端を栽培装置の吸液材4に接触させるとともに下端側を灌液Wに浸漬させるように、吸上材31の高さ位置を調整することで吸上材31を固定設置されればよい。   The storage container 10 is provided with a wicking material 31 capable of sucking up the irrigation liquid W in the storage container 10. In the storage container 10, the wicking material 31 makes the upper end side contact the liquid absorbing material 4 of the cultivation apparatus, and the lower end side is immersed in the irrigation liquid W. The wicking material 31 is not limited to the case where it is provided so as to hang downward from the liquid absorbing material 4 as shown in FIG. A fixing tool (not shown) may be disposed outside the storage container, and the wicking material 31 may be fixed by the fixing tool. In the fixture, wicking is performed by adjusting the height position of the wicking material 31 so that the upper end of the wicking material 31 is brought into contact with the liquid absorbing material 4 of the cultivation apparatus and the lower end side is immersed in the irrigation W. The material 31 may be fixedly installed.

(吸上材31)
吸上材31は、毛細管現象により貯留容器10内の灌液Wを吸上げ可能な材料で構成されており細長形状に形成されている。
(Suction material 31)
The wicking material 31 is made of a material capable of sucking up the irrigation liquid W in the storage container 10 by capillary action, and is formed in an elongated shape.

吸上材31により、単位時間当たりに吸上材31の上端に向かって吸上げられる灌液Wの量(給液量(F)(g/min))は、吸上材31のうち、灌液Wに浸漬されずに液面よりも上側に露出している部分の長さに応じて変化し、この長さが長いほど、Fの値が大きくなる。   The amount of irrigation W sucked by the wicking material 31 toward the upper end of the wicking material 31 per unit time (liquid supply amount (F) (g / min)) It changes according to the length of the portion exposed above the liquid surface without being immersed in the liquid W, and the value of F increases as this length increases.

吸上材31としては、灌液を吸収可能な材料からなるものを特に限定されず使用することが可能であり、織布、不織布、紙などの繊維体などを挙げることができるほか、ウレタン、セラミックスなどの多孔質体、を適宜使用することができる。   As the wicking material 31, a material made of a material capable of absorbing irrigation can be used without particular limitation, and examples thereof include woven fabrics, nonwoven fabrics, fiber bodies such as paper, urethane, A porous body such as ceramics can be used as appropriate.

(給液装置2による灌液Wの給液機構)
栽培装置3の培地6に播種あるいは苗播された植物5が生命活動するに伴って、植物5は培地6中の灌液Wを吸液する。植物5による灌液Wの吸液にともない、吸液材4から培地中に灌液が拡散し、貯留容器10では、毛細管現象により貯留容器10内の灌液が吸上材31を伝って吸液材4へと移動する。滞留槽9と貯留容器10とは互いに導管30で連通しているから、貯留容器10には滞留槽9から灌液Wが補給される。滞留槽9と貯留容器10は液面の高さが一致しているから、滞留槽に灌液が補給されないと、植物5が培地6中の灌液Wを吸液するにともない、滞留槽9と貯留容器10の液面は、期待される位置から下方にずれてしまうことになる。この点、滞留槽9は、上記したように一定量の灌液Wを貯留するように構成されており、適宜、灌液供給部8から灌液Wの供給を受ける。このため、滞留槽9の液面の位置は、期待される位置とされる。
(Liquid supply mechanism of irrigation W by liquid supply device 2)
As the plant 5 sown or seeded on the culture medium 6 of the cultivating apparatus 3 becomes active, the plant 5 absorbs the perfusate W in the culture medium 6. As the irrigation liquid W is absorbed by the plant 5, the irrigation liquid diffuses from the liquid absorbing material 4 into the culture medium. In the storage container 10, the irrigation in the storage container 10 is absorbed through the wicking material 31 by capillary action. It moves to the liquid material 4. Since the retention tank 9 and the storage container 10 communicate with each other through the conduit 30, the irrigation liquid W is supplied to the storage container 10 from the retention tank 9. Since the liquid level of the retention tank 9 and the storage container 10 is the same, if the irrigation liquid is not replenished to the retention tank, the retention tank 9 is absorbed as the plant 5 absorbs the irrigation liquid W in the culture medium 6. And the liquid level of the storage container 10 will shift downward from the expected position. In this respect, the retention tank 9 is configured to store a certain amount of the irrigation W as described above, and appropriately receives the supply of the irrigation W from the irrigation supply unit 8. For this reason, the position of the liquid level of the retention tank 9 is an expected position.

栽培システム1では、後述の昇降制御機構11により滞留槽9が上下動する。滞留槽9と貯留容器10は液面を揃えられているから、栽培領域7の吸液材4の底面と貯留容器10の液面までの距離(ΔH)は、昇降制御機構11による滞留槽9の上下動によって制御される。ここで、吸上材31のうち、灌液Wに浸漬されずに液面上に露出している部分の長さは、栽培領域7の吸液材4の底面と貯留容器10の液面までの距離(ΔH)に対応していることから、ΔHの値に応じて、給液量Fの値を変化させることができる。したがって、昇降制御機構11による滞留槽9の上下動の大きさの変動量である昇降量に応じて、給液量Fの値が制御される。   In the cultivation system 1, the staying tank 9 moves up and down by an elevating control mechanism 11 described later. Since the retention tank 9 and the storage container 10 have the same liquid level, the distance (ΔH) from the bottom surface of the absorbent material 4 in the cultivation region 7 to the liquid level of the storage container 10 is determined by the elevating control mechanism 11. It is controlled by the vertical movement. Here, the length of the portion of the wicking material 31 that is exposed to the liquid surface without being immersed in the irrigation W is up to the bottom surface of the liquid absorbing material 4 in the cultivation region 7 and the liquid surface of the storage container 10. Therefore, the value of the liquid supply amount F can be changed according to the value of ΔH. Therefore, the value of the liquid supply amount F is controlled according to the amount of elevation that is the amount of fluctuation in the magnitude of the vertical movement of the retention tank 9 by the elevation control mechanism 11.

また、要請される給液量Fの値が特定されていれば、その値に応じて、昇降制御機構11による滞留槽9の上下動の大きさが特定される。すなわち、栽培装置7で生育される植物に要請される灌液Wの量が特定されていれば、その量に応じた昇降量を特定することが可能である。ここで、植物5に要請される灌液Wの量としては、植物5が必要とする吸液量を用いられることが好ましい。この場合、植物5には、その状態に応じて吸収可能な量の灌液Wを与えられることとなるため、栽培システム1によれば、植物5に過不足なく灌液Wを与えることができることとなる。また、植物5の吸液量より少量の灌液Wが植物5に与えられると、植物5は水ストレスを受け、その生育に悪影響が出る虞がある。この点、この栽培システム1では、植物5の吸液量に応じた量の灌液Wを植物に供給することができるため、植物5の水ストレスを抑制できる。   Moreover, if the value of the requested | required liquid supply amount F is specified, the magnitude | size of the vertical motion of the retention tank 9 by the raising / lowering control mechanism 11 will be specified according to the value. That is, if the amount of irrigation W required for the plant grown on the cultivation device 7 is specified, it is possible to specify the amount of elevation according to the amount. Here, as the amount of perfusate W required for the plant 5, it is preferable to use the liquid absorption amount required by the plant 5. In this case, since the plant 5 is provided with an amount of irrigation W that can be absorbed according to its state, according to the cultivation system 1, the plant 5 can be provided with the irrigation W without excess or deficiency. It becomes. Moreover, if the irrigation liquid W smaller than the liquid absorption amount of the plant 5 is given to the plant 5, the plant 5 is subjected to water stress, and its growth may be adversely affected. In this respect, in this cultivation system 1, the amount of perfusate W according to the amount of liquid absorbed by the plant 5 can be supplied to the plant, so that water stress of the plant 5 can be suppressed.

(昇降制御機構11)
昇降制御機構11は、対象物を上下動させることの可能な構造体を適宜採用可能である。図2の例では、昇降制御機構11は、レージトング(伸縮やっとこ)32を台座33に固定して構成される。このほかにも、昇降制御機構11には、台座と、台座の上にアクチュエータを取り付けられた構造体などを採用可能である。
(Elevation control mechanism 11)
The lifting control mechanism 11 can appropriately employ a structure that can move the object up and down. In the example of FIG. 2, the elevation control mechanism 11 is configured by fixing a ledge tong (extension and contraction barb) 32 to a pedestal 33. In addition, the elevating control mechanism 11 can employ a pedestal and a structure in which an actuator is mounted on the pedestal.

昇降制御機構11は、昇降制御部12に対して電気的に接続されており、昇降制御部12からの電気信号に応じて滞留槽9の位置を上下方向に移動させるように構成される。   The elevation control mechanism 11 is electrically connected to the elevation control unit 12 and is configured to move the position of the retention tank 9 in the vertical direction in response to an electrical signal from the elevation control unit 12.

(昇降制御部12)
昇降制御部12は、滞留槽9の位置を上下方向に移動させるように昇降制御機構11の動作を制御するように構成されている。特に、昇降制御部12は、栽培装置3で生育される植物5に要請される灌液Wの量に応じて滞留槽9の位置を上下方向に移動させるように昇降制御機構11の動作を制御する。
(Elevation control unit 12)
The raising / lowering control part 12 is comprised so that the operation | movement of the raising / lowering control mechanism 11 may be controlled so that the position of the retention tank 9 may be moved to an up-down direction. In particular, the lifting control unit 12 controls the operation of the lifting control mechanism 11 so as to move the position of the staying tank 9 in the vertical direction according to the amount of irrigation W required for the plant 5 grown on the cultivation device 3. To do.

(昇降制御機構11の動作制御)
昇降制御部12による昇降制御機構11の動作制御は、例えば次に示すように構成された昇降制御部12を用いて具体的に実現できる(図3)。
(Operation control of the lifting control mechanism 11)
The operation control of the lifting control mechanism 11 by the lifting control unit 12 can be specifically realized by using the lifting control unit 12 configured as follows, for example (FIG. 3).

昇降制御部12は、中央演算処理装置34と、データ記憶手段35と、演算手段の結果に応じた電気信号を昇降制御機構11に送る送信手段とを備えてなる。   The elevation control unit 12 includes a central processing unit 34, a data storage unit 35, and a transmission unit that sends an electrical signal corresponding to the result of the computation unit to the elevation control mechanism 11.

中央演算処理装置34とデータ記憶手段35は、データ記憶手段35に格納されたデータに対して中央演算処理装置34からアクセス可能に接続されている。   The central processing unit 34 and the data storage unit 35 are connected so that the data stored in the data storage unit 35 can be accessed from the central processing unit 34.

栽培装置3には、ある時刻における培地6の状態や、栽培装置3の周囲環境の状態や、栽培装置で生育される植物の状態を特定する状態変数を検知するための状態検出センサ36が取り付けられている。状態変数としては、湿度、気温、日射強さ、風速などの天候変数のほか、生育期間などが挙げられる。状態検出センサ36としては、湿度や気温等を検知する温度センサや湿度センサや、日射強さを検知するセンサ、風速を検知する風速センサなどが挙げられる。これらの状態検出センサ36は、中央演算処理装置に、気温や湿度などのデータや植物の生育状態を示すデータを送信可能に接続されている。   A state detection sensor 36 for detecting a state variable that identifies the state of the culture medium 6 at a certain time, the state of the surrounding environment of the cultivation device 3, and the state of the plant grown on the cultivation device is attached to the cultivation device 3. It has been. State variables include weather variables such as humidity, air temperature, solar radiation intensity, and wind speed, as well as the growing period. Examples of the state detection sensor 36 include a temperature sensor and a humidity sensor that detect humidity and temperature, a sensor that detects solar radiation intensity, a wind speed sensor that detects wind speed, and the like. These state detection sensors 36 are connected to the central processing unit so as to be able to transmit data such as temperature and humidity and data indicating the growth state of plants.

これらの状態検出センサ36で、ある時刻における各種の状態変数を検出すると、状態変数の内容に応じた各種のデータが、実測データ(気温・湿度・日射強さ・風速等の実測データ37、植物の生育状態の実測データ38など)としてそれぞれ中央演算処理装置34に送信される。中央演算処理装置34は、実測データ37,38等に基づき昇降制御機構11による滞留槽9の上下動の大きさ(昇降量)を演算し、昇降制御機構11に向けて、滞留槽の上下動を生じさせることを内容とする電気信号を送信する。昇降制御機構11は、昇降制御部12から送信された電気信号に応じて滞留槽9を上下動させる。   When various state variables at a certain time are detected by these state detection sensors 36, various data corresponding to the contents of the state variables are measured data (actual measurement data 37 such as temperature, humidity, solar radiation intensity, wind speed, etc., plant And the like are actually transmitted to the central processing unit 34. The central processing unit 34 calculates the vertical movement magnitude (lifting amount) of the staying tank 9 by the lifting control mechanism 11 based on the measured data 37, 38, etc., and moves the staying tank up and down toward the lifting control mechanism 11. An electrical signal whose content is to cause is transmitted. The lifting control mechanism 11 moves the staying tank 9 up and down according to the electrical signal transmitted from the lifting control unit 12.

なお、中央演算処理装置34において、実測データ37,38等に基づき昇降制御機構11による滞留槽9の上下動の大きさを演算する方法は、公知の制御モデルに基づく演算方法を適宜採用されてよく、さらに状態変数の内容に応じて演算方法を適宜選択されてよい。具体的に、制御モデルとしては、PID制御(Proportional−Integral−Derivative Control)などを挙げることができる。PID制御には、比例制御、微分制御、積分制御、これらを適宜組み合わせた制御を含む。具体的には、中央演算処理装置34は、例えば、図8,9に示すように、気温、日射強さなどの各種の状態変数とΔHとを比例制御で対応関係付け、これに応じてΔHを演算し(Hsとする)、演算時点での液面高さ(Ht)との差Hs−Htを演算することで、昇降量を演算する。図8の例では、中央演算処理装置34は、気温がT1である場合にΔHがZ1となり、気温がT2である場合にΔHがZ2となり、且つ、ΔHを気温に比例させるように、実測データに基づくΔHを演算し、昇降量を演算する。   In the central processing unit 34, a calculation method based on a known control model is appropriately adopted as a method for calculating the magnitude of the vertical movement of the stay tank 9 by the elevation control mechanism 11 based on the measured data 37, 38 and the like. Moreover, the calculation method may be appropriately selected according to the contents of the state variable. Specifically, examples of the control model include PID control (Proportional-Integral-Derivative Control). The PID control includes proportional control, differential control, integral control, and control appropriately combining these. Specifically, as shown in FIGS. 8 and 9, for example, the central processing unit 34 correlates various state variables such as air temperature and solar radiation intensity with ΔH by proportional control, and ΔH Is calculated (referred to as Hs), and a difference Hs−Ht from the liquid level height (Ht) at the time of calculation is calculated, thereby calculating the amount of elevation. In the example of FIG. 8, the central processing unit 34 measures the measured data so that ΔH becomes Z1 when the temperature is T1, ΔH becomes Z2 when the temperature is T2, and ΔH is proportional to the temperature. ΔH based on the above is calculated, and the amount of elevation is calculated.

データ記憶手段35には、天候記録データ40、時間データ41、栽培システム1を用いて生育しようとする植物の成長データ(成長記録データ42)、吸液量データ43等が記憶される。天候記録データ41は、栽培システム1を用いて植物5の生育を実施しようとする地域(使用地域)における天候記録データである。具体的には、天候記録データ41は、使用地域の1年を通しての経時的なデータであって天候を特定する気温と湿度と日射強さと風速についてのデータを挙げることができる。例えば、天候記録データ41としては、A年A月A日A時A分で特定される時点において、気温がB℃、湿度がB%RH、日射強さがBμmol/m/s(光量子束密度)、風速がBm/secであったことを内容とするデータが、挙げられる。ここで挙げたデータのほかにも、天候記録データ41には、雨量データなどが含まれてよい。また、データ記憶手段35には、各種のデータがさらに格納されていてもよい。天候記録データ40と時間データ41と成長データ42と吸液量データ43は、気象庁の保有するデータのような国や行政機関や地方自治体などの保有するデータや、民間企業から提供されるデータなどから得られたデータであってもよいし、予備栽培試験を実施して得られる実測データであってもよい。 The data storage means 35 stores weather record data 40, time data 41, growth data of plants to be grown using the cultivation system 1 (growth record data 42), liquid absorption amount data 43, and the like. The weather record data 41 is weather record data in an area (use area) where the plant 5 is to be grown using the cultivation system 1. More specifically, the weather record data 41 is data over time throughout the year in the area of use, and can include data on temperature, humidity, solar radiation intensity, and wind speed that specify the weather. For example, weather recording data 41, A 1 year A at the time specified by the A 5 pm February A 3 days A 4, air temperature B 1 ° C., humidity B 2% RH, solar radiation intensity is B 3 Data having contents of μmol / m 2 / s (photon flux density) and a wind speed of B 4 m / sec are included. In addition to the data listed here, the weather record data 41 may include rainfall data. The data storage unit 35 may further store various data. The weather record data 40, the time data 41, the growth data 42, and the liquid absorption amount data 43 are data such as data held by the Japan Meteorological Agency, such as data held by the national government, administrative agencies and local governments, data provided by private companies, etc. May be data obtained from the above, or may be actual measurement data obtained by performing a preliminary cultivation test.

(予備栽培試験)
生育しようとする植物5を培地6に播種した時刻を生育開始時刻として、生育開始時刻から経過した時間を測定して実測データを得て、これを時間データ41とする。また、生育開始時刻から所定時間経過する毎に気温や湿度などといった状態変数を特定する値を測定して実測データを得て、これを天候記録データ40と成長記録データ42とする。さらに、生育開始時刻から所定時間経過する毎に吸水量を測定して実測データを得て、これを吸水量データ43とする。データ記憶手段35には、これらの実測データが格納される。
(Preliminary cultivation test)
Using the time at which the plant 5 to be grown is sown in the medium 6 as the growth start time, the time elapsed from the growth start time is measured to obtain measured data. Further, every time a predetermined time elapses from the growth start time, values specifying state variables such as temperature and humidity are measured to obtain actual measurement data, which are used as weather record data 40 and growth record data 42. Furthermore, every time a predetermined time has elapsed from the growth start time, the amount of water absorption is measured to obtain actual measurement data, which is used as the water absorption amount data 43. The data storage means 35 stores these measured data.

(給液装置2における灌液Wの給液制御)
栽培システム1で植物5を培地6に播種した時刻を生育開始時刻として、生育開始時刻から経過した時間に応じて、時間データと吸液量データと成長データと天候記録データが測定される。この測定は、予備栽培試験と同様に状態検出センサ36で測定される。測定されたデータは、実測データ37,38として中央演算処理装置34に送信され、中央演算処理装置34は、昇降量を特定する。例えば、中央演算処理装置34に、1時間間隔で、時間データと吸液量データと成長データと天候記録データといった各種データを取得するように条件設定データが記録されていると、1時間ごとに、状態検出センサから各種データが中央演算処理装置34に送信され、中央演算処理装置34は、時間データと吸液量データと成長データと天候記録データを取得し、昇降量の演算を実行する。
(Liquid supply control of irrigation W in the liquid supply apparatus 2)
With the time when the plant 5 is sown in the culture medium 6 by the cultivation system 1 as the growth start time, time data, liquid absorption data, growth data, and weather record data are measured according to the time elapsed from the growth start time. This measurement is measured by the state detection sensor 36 as in the preliminary cultivation test. The measured data is transmitted to the central processing unit 34 as actual measurement data 37 and 38, and the central processing unit 34 specifies the amount of elevation. For example, if condition setting data is recorded in the central processing unit 34 so as to acquire various data such as time data, liquid absorption amount data, growth data, and weather record data at one hour intervals, every hour. Various data are transmitted from the state detection sensor to the central processing unit 34, and the central processing unit 34 acquires time data, liquid absorption amount data, growth data, and weather record data, and calculates the amount of lift.

(昇降量の特定)
時間データと吸液量データと成長データと天候記録データが特定されると、中央演算処理層装置が予想される吸液量(吸液予想量)を演算する。吸液予想量を演算する方法は、上記したように比例制御、微分制御、PID制御など公知の制御モデルに基づく演算方法を適宜採用することができる。吸液予想量が演算されると、この値が給液量の値となるように昇降量が算出される。ここに、給液量が定まると、ΔHの大きさが定まり、昇降量が特定されることから、給液量が吸液予想量の値として具体的に定められると、昇降量が具体的に特定される。
(Identification of lift)
When the time data, the liquid absorption amount data, the growth data, and the weather record data are specified, the central processing layer device calculates an expected liquid absorption amount (a liquid absorption expected amount). As described above, a calculation method based on a known control model such as proportional control, differential control, and PID control can be appropriately employed as a method for calculating the expected amount of liquid absorption. When the expected amount of liquid absorption is calculated, the amount of elevation is calculated so that this value becomes the value of the liquid supply amount. Here, when the amount of liquid supply is determined, the magnitude of ΔH is determined, and the amount of elevation is specified. Therefore, when the amount of liquid supply is specifically determined as the value of the expected amount of liquid absorption, the amount of elevation is specifically determined. Identified.

なお、給液量と昇降量との対応関係は、予め栽培システム1において昇降量を変数として様々な値とし、その都度、給液量を実際に測定することで特定することができる。そして、栽培システム1には、データ記憶手段35に給液量の実測データと昇降量の実測データ39の実測データを対応付けるデータベースを設けておき、そのデータベースに給液量の実測データと昇降量の実測データ39とを対応付けたデータを格納していることが、昇降量の演算効率向上の点で、好ましい。なお、給液量とΔHとの対応関係についても、給液量と昇降量との対応関係と同様に予め測定し、データベースに格納されてよい。そのほか、気温などの各種の状態変数とΔHとの対応関係についても同様である。   The correspondence relationship between the amount of liquid supply and the amount of elevation can be specified by setting the amount of elevation in the cultivation system 1 in advance as various values and actually measuring the amount of liquid supply each time. And in the cultivation system 1, the data storage means 35 is provided with a database for associating the actual measurement data of the liquid supply amount and the actual measurement data of the actual measurement data 39 of the raising / lowering amount. It is preferable to store data associated with the actual measurement data 39 from the viewpoint of improving the calculation efficiency of the lift amount. The correspondence relationship between the liquid supply amount and ΔH may also be measured in advance and stored in the database in the same manner as the correspondence relationship between the liquid supply amount and the lift amount. The same applies to the correspondence between various state variables such as temperature and ΔH.

このように、栽培システム1では、昇降制御機構11により滞留槽9を上下動させることで、滞留槽9と貯留容器10の液面を上下させて、植物5の状態に応じて適量の灌液Wを供給することが可能となる。また、給液装置2は、図1などに示されるとおり、簡易な構造で構成することができるものであるから、栽培システム1は、その構造の簡易化の要請を満たしうるものである。   As described above, in the cultivation system 1, the retention tank 9 is moved up and down by the elevation control mechanism 11, so that the liquid level of the retention tank 9 and the storage container 10 is raised and lowered, and an appropriate amount of irrigation according to the state of the plant 5. W can be supplied. Moreover, since the liquid supply apparatus 2 can be comprised with a simple structure as FIG. 1 etc. show, the cultivation system 1 can satisfy the request | requirement of the simplification of the structure.

[第2の実施形態]
栽培システム1は、第1の実施形態の栽培システムであって、栽培領域7と滞留槽9の少なくともいずれか一方の内部に、天然鉱石からなる粒体44が混入しているものであってもよい(第2の実施形態)。すなわち、栽培システム1は、栽培領域7と滞留槽9の両方に天然鉱石からなる粒体44が混入しているもの(図4)、滞留槽9に天然鉱石からなる粒体44が混入しているもの(図5)、栽培領域7の方にのみ天然鉱石からなる粒体44が混入しているもの、のいずれであってもよい。
[Second Embodiment]
The cultivation system 1 is the cultivation system of the first embodiment, and a granule 44 made of natural ore is mixed in at least one of the cultivation region 7 and the retention tank 9. Good (second embodiment). That is, in the cultivation system 1, the granule 44 made of natural ore is mixed in both the cultivation area 7 and the retention tank 9 (FIG. 4), and the granule 44 made of natural ore is mixed in the retention tank 9. It may be any of those that are present (FIG. 5) or those in which the granule 44 made of natural ore is mixed only in the cultivation region 7.

第2の実施形態の栽培システム1は、栽培領域7と滞留槽9の少なくともいずれか一方の内部に、天然鉱石からなる粒体44が混入しているという構成を備えるほかは、図4に示すように、第1の実施形態の栽培システム1と同じ構造を備えており、昇降制御部12による昇降制御機構11の動作制御も、図3などで上記に示す第1の実施形態の栽培システム1と同じである。なお、図4中、第2の実施形態の栽培システム1の構造体のうち、第1の実施形態の栽培システム1と同じ構造体については、第1の実施形態について使用した符号と同じ符号が付されている。   The cultivation system 1 of 2nd Embodiment is shown in FIG. 4 except having the structure that the granule 44 which consists of a natural ore is mixed in the inside of at least any one of the cultivation area | region 7 and the retention tank 9. FIG. Thus, it has the same structure as the cultivation system 1 of 1st Embodiment, The operation control of the raising / lowering control mechanism 11 by the raising / lowering control part 12 is also the cultivation system 1 of 1st Embodiment shown above in FIG. Is the same. In addition, about the same structure as the cultivation system 1 of 1st Embodiment among the structures of the cultivation system 1 of 2nd Embodiment in FIG. 4, the same code | symbol as the code | symbol used about 1st Embodiment is used. It is attached.

(粒体44の混入量)
粒体44の混入量は、栽培領域7の内部への混入量と滞留槽9の内部への混入量のいずれについても、適宜選択可能である。
(Mixing amount of granule 44)
The mixing amount of the granules 44 can be selected as appropriate for both the mixing amount inside the cultivation region 7 and the mixing amount inside the staying tank 9.

ただし、栽培領域7の内部に、粒体44を混入させる場合、培地量との適正調合の観点から、50Lの培地に対して粒体が0.5kg以上1.5kg以下の割合で配合されていることが好ましく、0.7kg以上1.0kg以下の割合で配合されていることがより好ましい。   However, when mixing the granule 44 in the cultivation area 7, the granule is blended at a ratio of 0.5 kg or more and 1.5 kg or less with respect to the 50 L medium from the viewpoint of proper preparation with the amount of the medium. It is preferable that it is blended at a ratio of 0.7 kg to 1.0 kg.

滞留槽の内部に、粒体44を混入させる場合、植物生育に関して、天然石から滲出するミネラル成分の適正濃度の観点から、1000Lの灌液に対して粒体が20kg以上40kg以下の割合で配合されていることが好ましく、25kg以上35kg以下の割合で配合されていることがより好ましい。   When mixing the granule 44 in the retention tank, the granule is blended at a ratio of 20 kg or more and 40 kg or less with respect to 1000 L of irrigation solution from the viewpoint of the proper concentration of mineral components exuded from natural stone with respect to plant growth. It is preferable that it is blended at a ratio of 25 kg or more and 35 kg or less.

(粒体44)
粒体44は、上記のように天然鉱石からなる。天然鉱石には、様々なミネラル成分が含まれている。粒体44は、栽培領域7の内部へ混入される場合、栽培領域7の培地6中に吸液材4から灌液Wが拡がり、灌液Wに粒体44が接触するとその粒体44からミネラル成分が培地6に滲出し、ミネラル成分の豊富な培地6を形成することができる。また、粒体44が滞留槽9の内部へ混入されると、滞留槽9の灌液W中に粒体44からミネラル成分が滲出して、ミネラル成分の豊富な灌液Wを形成することができる。
(Granule 44)
The granule 44 is made of natural ore as described above. Natural ores contain various mineral components. When the granule 44 is mixed into the cultivation area 7, the irrigation W spreads from the absorbent material 4 into the culture medium 6 in the cultivation area 7, and the granule 44 comes into contact with the irrigation W from the granule 44. The mineral component oozes into the medium 6, and the medium 6 rich in mineral components can be formed. Moreover, when the granule 44 is mixed into the retention tank 9, the mineral component exudes from the granule 44 in the irrigation liquid W of the retention tank 9, and the irrigation liquid rich in mineral components may be formed. it can.

なお、ミネラル成分とは、植物の生命活動に使用される無機成分であって、植物に含まれる無機成分を示すものであり、水中でイオンの状態で存在可能なものである。具体的に、ミネラル成分には、ナトリウム(Na)、カリウム(K)、カルシウム(Ca)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、マンガン(Mn)が挙げられる。これらは、炭酸塩、フッ化物素、塩化物塩、硫酸塩などの塩の状態で天然鉱石に含まれており、灌液中で、イオンの状態で鉱石から滲出してくる。   In addition, a mineral component is an inorganic component used for the life activity of a plant, shows an inorganic component contained in a plant, and can exist in an ionic state in water. Specifically, the mineral component includes sodium (Na), potassium (K), calcium (Ca), magnesium (Mg), aluminum (Al), chromium (Cr), iron (Fe), and manganese (Mn). It is done. These are contained in natural ores in the form of carbonates, fluorides, chlorides, sulfates, and the like, and exude from the ores in the form of ions in the irrigation solution.

粒体44の大きさは、ミネラル成分の滲出を効率よくするためには、直径が0.5mm以上200mm以下の範囲にあるものが好ましく、プランター栽培用の用途では、直径が2mm以上10mm以下の範囲にあるものが好ましく、直径が2mm以上3mm以下の範囲にあるものであることがより好ましい。また、露地栽培等の用途では、粒体44の大きさは、10mm以上200mm以下が好ましい。   The size of the granule 44 is preferably in the range of 0.5 mm to 200 mm in diameter in order to efficiently exude the mineral component. In the use for planter cultivation, the diameter is 2 mm to 10 mm. What exists in a range is preferable, and it is more preferable that a diameter exists in the range of 2 mm or more and 3 mm or less. In applications such as outdoor cultivation, the size of the granules 44 is preferably 10 mm or more and 200 mm or less.

粒体44を構成する天然鉱石は変成岩から選ばれたものであることが好ましく、灌液をよりミネラル成分に優れたものとすることが可能となる点で、マイロナイトであることが特に好ましい。   The natural ore constituting the granule 44 is preferably selected from metamorphic rocks, and mylonite is particularly preferable in that the perfusion can be made more excellent in mineral components.

(マイロナイト)
マイロナイトは、ミロナイトとも呼ばれ、変成岩に属するものであり、硬く、凝集性のある、ガラス質の組織をもった岩石であり、微細孔をほとんど認められないものである。このマイロナイトは、粒体として用いられるにあたって極端な機械的変形と粒状化を受けるが、その化学的性質には変化が認められない。マイロナイトの外観は一般に火打ち石に似ており、縞状或いは流状を呈する。マイロナイトの産地例としては、本州中央構造帯を挙げることができ、マイロナイトは、長石類を主成分とする岩石の状態で得ることができる。
(Mylonite)
Mylonite, also called milonite, belongs to metamorphic rocks, is a hard, agglomerated rock with a vitreous structure, and has almost no micropores. This mylonite undergoes extreme mechanical deformation and granulation when used as a granule, but no change is observed in its chemical properties. The appearance of mylonite is generally similar to flint and is striped or fluid. An example of the production area of mylonite is the Honshu Central Tectonic Zone, which can be obtained in the form of rocks composed mainly of feldspar.

(マイロナイトの機能とその使用に伴う効果)
マイロナイトが水溶液に混入された場合に、マイロナイトには、水溶液の水クラスターを小さくする機能、水溶液の溶存酸素を増加させる機能、酸性もしくはアルカリ性に傾いている水溶液のPHを中性に近づける機能が認められる。
(Functions of mylonite and effects associated with their use)
When mylonite is mixed in an aqueous solution, the mylonite has a function of reducing the water cluster of the aqueous solution, a function of increasing the dissolved oxygen of the aqueous solution, and a function of bringing the pH of the aqueous solution inclined to acidity or alkalinity closer to neutrality. Is recognized.

したがって、栽培システム1において粒体44を構成する天然鉱石としてマイロナイトが用いられる場合、上記したようなミネラル成分の豊富な灌液を形成する機能のほか、(A)灌液に含まれる水クラスターを小さくする機能、(B)灌液に含まれる溶存酸素を増加させる機能、(C)灌液が酸性もしくはアルカリ性に傾いている場合に、その灌液のpHを中性に近づける機能、といった機能が発揮される。   Therefore, when mylonite is used as the natural ore constituting the granule 44 in the cultivation system 1, in addition to the function of forming an irrigation rich in mineral components as described above, (A) the water cluster contained in the irrigation (B) a function to increase dissolved oxygen contained in the irrigation, (C) a function to bring the pH of the irrigation closer to neutral when the irrigation is inclined to acidic or alkaline, Is demonstrated.

上記(A)に示す水クラスターを小さくする機能が発揮されると、植物は根から灌液を効率的に吸上げることができ、根から吸収される水の量が蒸散で失われる量に追いつかないことで光合成などといった植物の生命活動が低下してしまう現象の軽減、すなわち、水ストレスの軽減が効果的に実現できる。   When the function of reducing the water cluster shown in (A) above is exerted, the plant can efficiently absorb irrigation from the root, and the amount of water absorbed from the root catches up with the amount lost by transpiration. It is possible to effectively reduce the phenomenon that the life activity of plants such as photosynthesis is reduced due to the absence of water, that is, to reduce water stress.

上記(B)に示す溶存酸素を増加させる機能が発揮されると、植物の根圏域の酸素濃度が上がることで、根の呼吸作用を促進することができ、植物の生育を活性化させることになる。   When the function to increase the dissolved oxygen shown in (B) is exerted, the oxygen concentration in the rhizosphere region of the plant increases, so that the respiratory action of the root can be promoted and the growth of the plant is activated. become.

上記(C)に示す灌液のPHを中性に近づける機能が発揮されると、水の質が酸性もしくはアルカリ性に傾いたものであっても灌液の原料となる水として十分に使用することが可能となる。   When the function of bringing the pH of the irrigation close to neutral as shown in (C) above is exerted, it should be used sufficiently as water for irrigation even if the quality of the water is acidic or alkaline. Is possible.

なお、第2の実施形態における栽培システム1については、粒体を用いることによる上記したような効果のほかにも、第1の実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、第2の実施形態における栽培システム1では、昇降制御機構により滞留槽を上下動させることで、滞留槽と貯留容器の液面を上下させて、植物の状態に応じて適量の灌液を供給することが可能となる。また、この栽培システム1は、その構造の簡易化の要請を満たしうるものである。   In addition, about the cultivation system 1 in 2nd Embodiment, the effect similar to 1st Embodiment other than the above effect by using a granule is acquired. That is, in the cultivation system 1 in the second embodiment, by moving the staying tank up and down by the elevation control mechanism, the liquid level of the staying tank and the storage container is moved up and down, and an appropriate amount of irrigation is applied according to the state of the plant. It becomes possible to supply. Moreover, this cultivation system 1 can satisfy the request | requirement of the simplification of the structure.

実施例1.
(栽培システム)
栽培システムとして、図5に示すような構成の上記第2の実施形態に示す栽培システムを準備した。
Example 1.
(Cultivation system)
As a cultivation system, the cultivation system shown in the second embodiment having a configuration as shown in FIG. 5 was prepared.

(培地等)
培地にはプランター用の市販のもの50Lを用いた。吸液材としては農業用市販品(東洋紡製を用いた。また、吸上材には、吸液材と同材質のものを帯状に加工したものを用いた。
(Medium etc.)
A commercially available 50 L planter was used as the medium. As the liquid absorbing material, a commercially available product for agriculture (Toyobo Co., Ltd. was used. Further, as the wicking material, a material made of the same material as the liquid absorbing material was processed into a strip shape.

(粒体)
天然鉱石の粒体には、マイロナイト(産出地:長野県)の粉砕体を30kg準備した。この粒体の粒子径は平均粒子径2.5mmであった。
(Granule)
30 kg of pulverized bodies of mylonite (production area: Nagano Prefecture) were prepared as natural ore granules. The particle size of the granules was an average particle size of 2.5 mm.

マイロナイトは、表1に示すような成分を含んで構成される鉱物である。各成分についての含有率(%)は、表1に示すとおりである。   Mylonite is a mineral composed of components as shown in Table 1. The content (%) of each component is as shown in Table 1.

マイロナイトからなる粒体を用い、ミネラル成分溶出試験、水クラスター測定試験、溶存酸素測定試験を行なった。   Mineral component elution test, water cluster measurement test, and dissolved oxygen measurement test were performed using granules composed of mylonite.

ミネラル成分溶出試験:
マイロナイトを水(水道水)に混入させて、2時間放置して試験水を調製し、試験水に含まれるナトリウムなどの各種ミネラル成分の量(mg/L)を分析した。また、比較のため水道水に含まれる各種ミネラル成分の量(mg/L)を分析した。結果を表2に示す。これにより、水にマイロナイトを混入させた場合に、水道水よりもミネラル成分の豊富な水が得られることが確認され、マイロナイトから水にミネラル成分が溶出していることが認められた。
Mineral component dissolution test:
Mylonite was mixed in water (tap water) and allowed to stand for 2 hours to prepare test water, and the amounts (mg / L) of various mineral components such as sodium contained in the test water were analyzed. Moreover, the amount (mg / L) of various mineral components contained in tap water was analyzed for comparison. The results are shown in Table 2. Thereby, when mixing mylonite in water, it was confirmed that water richer in mineral components than tap water was obtained, and it was recognized that mineral components were eluted from mylonite into water.

(単位は、mg/L) (Unit is mg / L)

水クラスター測定試験:
上記した試験水を用いて水のクラスター値(Hz)を分析した。水のクラスター値は、温度20℃における、核磁気共鳴分光法による共鳴周波数で示される。また、分析には、核磁気共鳴装置(日本電子株式会社製、JNM−EX400)を用いられた。なお、分析にあたり、測定核種は、17Oである。比較のため、水道水についても上記同様にクラスター値を測定した。結果、水道水の水クラスターについてはクラスター値が約106Hz程度であるが、試験水では、クラスター値が70Hz程度になることが認められた。
Water cluster measurement test:
The cluster value (Hz) of water was analyzed using the test water described above. The cluster value of water is indicated by the resonance frequency by nuclear magnetic resonance spectroscopy at a temperature of 20 ° C. Moreover, the nuclear magnetic resonance apparatus (the JEOL Co., Ltd. make, JNM-EX400) was used for the analysis. In the analysis, the measurement nuclide is 17 O. For comparison, the cluster value was also measured for tap water in the same manner as described above. As a result, the cluster value of tap water cluster was about 106 Hz, but the test water was found to have a cluster value of about 70 Hz.

溶存酸素測定試験:
水(温度が約22℃)にマイロナイトを混入して1日放置させておいたところ、放置後の水(温度が約26℃)の溶存酸素量(6.2ppm)が、混入前の水の溶存酸素量(5.35ppm)よりも多くなっていることが確認された。なお、水には、地下湧水(採取地:長野県塩尻市)を用いた。
Dissolved oxygen measurement test:
When mylonite is mixed with water (temperature is about 22 ° C) and left for one day, the dissolved oxygen content (6.2 ppm) of the water after standing (temperature is about 26 ° C) is the water before mixing. It was confirmed that the amount was higher than the dissolved oxygen amount (5.35 ppm). For the water, underground spring water (collection site: Shiojiri City, Nagano Prefecture) was used.

pH測定試験:
マイロナイトの粒体を1kg充填したカラムを準備し、pH9.7の池水(採取源:長野県松本市千鹿頭池の水)を原水として原水をカラムに3L/min6時間循環させて、循環水を得た。この循環水を用いて水のpHを測定した。pHは、7.7であった。
原水としてpH6.0のものを用い、循環時間を12時間としたほかは、pH9.7の池水を原水とした場合と同様にして循環水を得た。これを用いて水のpHを測定した。pHは、7.0であった。
pH measurement test:
Prepare a column packed with 1 kg of mylonite granules, and circulate the raw water through the column at 3 L / min for 6 hours using 9.7 pH pond water (collecting source: water from Chikagaike pond, Matsumoto City, Nagano Prefecture) as raw water. Got water. Using this circulating water, the pH of the water was measured. The pH was 7.7.
Circulating water was obtained in the same manner as in the case where pond water having a pH of 9.7 was used as raw water, except that raw water having pH 6.0 was used and the circulation time was 12 hours. This was used to measure the pH of the water. The pH was 7.0.

(栽培試験)
植物では、夜明けからの時間経過とともに日射強さが増し、気温が高まるにともない、光合成活動が活発化し、葉面からの蒸散量が増加する。このとき、根から水分や養分を吸い上げる速度(吸液速度)が上昇し、単位時間あたりの蒸発散量(CC)(蒸発散速度(CC/min))が上昇し、培地の水分量が減少する。ところが、気温がある値以上になって吸液速度がある程度以上になると、培地の水分量が特に根の周囲で過少となることで、光合成活動が低下し、蒸発散速度が低下する(いわゆる昼寝現象)ことが知られている。植物を効率的に生育させるには、植物が効率的に光合成活動することが必要であるから、この昼寝現象を抑制することが重要である。そこで、上記のように準備された栽培システムを用いて植物を栽培し、昼寝現象の抑制有無を確認した。栽培システムで生育させる植物として、トマトを選択した。なお、蒸発散量とは、培地表面からの水分の蒸発量(CC)と植物の葉面からの蒸散量(CC)の和を示す。
(Cultivation test)
In plants, the intensity of solar radiation increases with the passage of time from dawn, and as the temperature rises, photosynthetic activity increases and the amount of transpiration from the leaf surface increases. At this time, the rate of sucking water and nutrients from the root (liquid absorption rate) increases, the evapotranspiration per unit time (CC) (evapotranspiration rate (CC / min)) increases, and the water content of the medium decreases. To do. However, when the temperature rises above a certain value and the liquid absorption rate exceeds a certain level, the amount of water in the medium becomes too low, especially around the roots, resulting in a decrease in photosynthetic activity and a decrease in evapotranspiration rate (so-called nap) Phenomenon). In order to grow a plant efficiently, it is necessary for the plant to efficiently carry out photosynthesis activity. Therefore, it is important to suppress this nap phenomenon. Then, the plant was grown using the cultivation system prepared as mentioned above, and the presence or absence of suppression of the nap phenomenon was confirmed. Tomato was selected as a plant to grow in the cultivation system. The amount of evapotranspiration indicates the sum of the amount of water evaporated from the surface of the medium (CC) and the amount of transpiration from the leaves of plants (CC).

昼寝現象は、植物の生命活動の低下を示しており、蒸発散量(CC)の経時変化(蒸発散速度(CC/min))の低下として現れる。そこで、蒸発散速度を指標として昼寝現象の抑制有無を確認した。すなわち、栽培システムを用いて植物を栽培した場合における蒸発散速度を測定し、昼寝現象の抑制有無について評価した。結果を図6に示す。図6中、ET rateは、蒸発散速度(CC/min)を示しており、ATは、気温(℃)を示す。なお、このことは、後述の図7においても同じである。   The nap phenomenon indicates a decrease in the vital activity of the plant, and appears as a decrease in evapotranspiration (CC) over time (evapotranspiration rate (CC / min)). Therefore, the presence or absence of suppression of the nap phenomenon was confirmed using the evapotranspiration rate as an index. That is, the evapotranspiration rate when a plant was cultivated using a cultivation system was measured, and whether or not the nap phenomenon was suppressed was evaluated. The results are shown in FIG. In FIG. 6, ET rate indicates the evapotranspiration rate (CC / min), and AT indicates the air temperature (° C.). This also applies to FIG. 7 described later.

栽培システムにおける灌液の給液量の制御は、次のように昇降量を定めることで実施された。   Control of the amount of irrigation in the cultivation system was carried out by determining the amount of elevation.

(給液量の制御)
10分間隔で状態変数を特定し、状態変数が特定されるたびに昇降量を定めることとした。状態変数としては、気温(℃)を用いることとした。したがって、昇降制御部12では、例えば、植物の周囲に設けられた温度センサが生育開始時から10分後の時刻A1における気温を示す実測データを取得すると、この実測データが中央演算処理装置34に送信され、中央演算処理装置34が昇降量を次のように特定する。昇降制御部12では、データ記録手段35に気温とΔHの関係を対応付けた基準データが記憶されており、中央演算処理装置34が、基準データと実測データとから、ΔHのデータを演算する。実施例の昇降制御部12では、中央演算処理装置34は、ΔHを気温の関数とした比例制御で対応付けており、比例制御により気温に応じたΔHを演算する。ここでは、気温20℃でのΔHを7cmとし、気温が30℃でΔHを5cmとすることを内容としたデータを、データ記録手段35に予め記録されているデータ(基準データ)とした。なお、この基準データを構成するΔHは、栽培システムに使用する吸上材や吸液材の材質、サイズなどのほか、植物の種類などの諸条件により個別に定められるが、おおむね、植物一般に、室温20℃程度では、ΔHが6cm以上8cmの数値範囲にあることが好ましいとされる。この数値範囲は、予めΔHを様々な値として、植物の栽培試験を予備栽培試験として実施することで特定された数値範囲である。そこで、実施例1においては、生育開始時のΔHを6cmとした。中央演算処理装置34は、植物の周囲に設けられた温度センサが生育開始時から10分後の時刻A1における気温に基づく、ΔHがHAcmであると演算すると、生育開始時のΔHである6cmとHAとの差値を演算し、これを昇降量とする。この昇降量のデータに基づき、昇降制御部12は、昇降制御機構11に信号を送り、昇降制御機構11が滞留槽9を上下動させる。実施例1の栽培システム1では、こうした状態変数の取得から滞留槽9を上下動までの一連の動作が10分間隔で繰り返し実施されることで、給液量の制御が行なわれた。
(Control of liquid supply amount)
State variables were identified at 10 minute intervals, and the amount of elevation was determined each time the state variables were identified. The temperature (° C) was used as the state variable. Therefore, in the elevation control unit 12, for example, when the temperature sensor provided around the plant acquires the actual measurement data indicating the temperature at time A1 10 minutes after the start of growth, the actual measurement data is sent to the central processing unit 34. The central processing unit 34 specifies the amount of elevation as follows. In the elevation controller 12, reference data in which the relationship between the temperature and ΔH is associated is stored in the data recording means 35, and the central processing unit 34 calculates ΔH data from the reference data and the measured data. In the elevation control unit 12 of the embodiment, the central processing unit 34 associates ΔH with proportional control using ΔH as a function of temperature, and calculates ΔH corresponding to the temperature by proportional control. Here, the data that sets ΔH at an air temperature of 20 ° C. to 7 cm, the air temperature to be 30 ° C. and ΔH to 5 cm, is data (reference data) recorded in advance in the data recording means 35. In addition, ΔH that constitutes this reference data is individually determined by various conditions such as the type of plant in addition to the material and size of the wicking material and liquid absorbing material used in the cultivation system, but generally, in general, plants, At room temperature of about 20 ° C., ΔH is preferably in a numerical range of 6 cm to 8 cm. This numerical range is a numerical range specified by performing ΔH as various values in advance and performing a plant cultivation test as a preliminary cultivation test. Therefore, in Example 1, ΔH at the start of growth was set to 6 cm. When the central processing unit 34 calculates that ΔH is HAcm based on the temperature at time A1 10 minutes after the start of growth, the temperature sensor provided around the plant is 6 cm which is ΔH at the start of growth. The difference value with HA is calculated, and this is used as the amount of elevation. Based on this lift data, the lift controller 12 sends a signal to the lift control mechanism 11, and the lift control mechanism 11 moves the stay tank 9 up and down. In the cultivation system 1 of Example 1, the liquid supply amount was controlled by repeating a series of operations from the acquisition of such state variables to the up and down movement of the retention tank 9 at intervals of 10 minutes.

蒸発散速度は、次のように測定された。   The evapotranspiration rate was measured as follows.

(蒸発散速度の測定)
蒸発散速度は、液位計15の目盛りの変化を10分ごとに計測することで10分間の平均速度として測定された。まず、生育開示時における液位のデータを取得し、それから10分後の時刻A1に、貯留槽8の液位を示すデータを取得し、液位差を演算することで貯留槽8中の灌液の減少量(CC)を演算する。このとき、この減少量を10で除した値が、蒸発散速度(CC/min)に対応する。これを10分間隔で繰り返し実施されることで、10分間隔の蒸発散速度が測定された。
(Measurement of evapotranspiration rate)
The evapotranspiration rate was measured as an average rate for 10 minutes by measuring the change in the scale of the liquid level meter 15 every 10 minutes. First, data on the liquid level at the time of growth disclosure is obtained, and data indicating the liquid level in the storage tank 8 is acquired at time A1 10 minutes after that, and the irrigation in the storage tank 8 is calculated by calculating the liquid level difference. The amount of liquid reduction (CC) is calculated. At this time, a value obtained by dividing the decrease by 10 corresponds to the evapotranspiration rate (CC / min). By repeating this at 10 minute intervals, the evapotranspiration rate at 10 minute intervals was measured.

比較例1.
(栽培試験)
マイロナイトを混入させなかったほかは栽培システムと同じ構成の装置(比較例用装置)を準備した。この比較例用装置を使用し、蒸発散速度、気温、湿度および日射強さなどといった各種の状態変数の条件によらず、貯留容器の液面の高さを一定にした(ΔH=6cm)ほかは、上記実施例1の栽培試験と同様にして、栽培試験を行ない、蒸発散速度(CC/min)を測定した。結果を図7に示す。
Comparative Example 1
(Cultivation test)
An apparatus (comparative example apparatus) having the same configuration as the cultivation system was prepared except that mylonite was not mixed. Using this comparative device, the liquid level of the storage container was kept constant (ΔH = 6 cm) regardless of the conditions of various state variables such as evapotranspiration rate, temperature, humidity, and solar radiation intensity. In the same manner as in the cultivation test of Example 1, the cultivation test was conducted and the evapotranspiration rate (CC / min) was measured. The results are shown in FIG.

実施例1と比較例1から、植物に供給される灌液量を制御しない場合(比較例1)では、気温がある程度を超えると蒸発散速度が低下して植物の昼寝現象が生じたのに対して、栽培システムを使用して植物に供給される灌液量を制御した場合(実施例1)では、気温がある程度を超えても蒸発散速度の低下が抑制されており、植物の昼寝現象が効果的に抑制されていることが確認された。   From Example 1 and Comparative Example 1, when the amount of irrigation supplied to the plant was not controlled (Comparative Example 1), the evapotranspiration rate decreased and the plant nap phenomenon occurred when the temperature exceeded a certain level. On the other hand, when the amount of irrigation supplied to the plant is controlled using the cultivation system (Example 1), the decrease in the evapotranspiration rate is suppressed even when the temperature exceeds a certain level, and the plant nap phenomenon It was confirmed that was effectively suppressed.

なお、実施例1と比較例1について、植物の生育状態を目視で観察したところ、実施例1では比較例1にくらべて、葉のはり、つやが良好であり、且つ、トマトの実の付き方も良好で、茎の成長量も大きく、実施例1において生育開始時点からトマトの実が観察されるまでの期間で、植物の背丈を比較した場合に、実施例1では、比較例1の約1.4倍程度に成長したことが確認された。これは、実施例1では、比較例1と異なり、栽培システムを用いて植物への灌液の給液量を制御したことと、灌液にマイロナイトを混入させたことの相乗効果によるものと考えられる。   In addition, about Example 1 and the comparative example 1, when the growth state of the plant was observed visually, in Example 1, compared with the comparative example 1, a leaf stick and gloss are favorable, and the attachment of a tomato fruit When the height of the stalk is compared in the period from the start of growth to the time when the tomato fruit is observed in Example 1, in Example 1, the stem growth amount is also good. It was confirmed that the growth was about 1.4 times. This is because, in Example 1, unlike Comparative Example 1, the amount of irrigation supplied to the plant was controlled using the cultivation system and the synergistic effect of mixing mylonite in the irrigation. Conceivable.

本発明は、植物の生育の効率化と節水を可能とする栽培システムをできるだけ簡略な構造で実現するために有益である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for realizing a cultivation system that enables efficient plant growth and water saving with as simple a structure as possible.

1 栽培システム
2 給液装置
3 栽培装置
4 吸液材
5 植物
6 培地
7 栽培領域
8 灌液供給部
9 滞留槽
10 貯留容器
11 昇降制御機構
12 昇降制御部
13 供給口
14 貯液槽
15 液位計
16 開口部
17 防根透液シート
18 フロート
19 フロート高さ調製用ロッド
20 流量制御用ロッド
21 フロート高さ調製ネジ
22 液量調整弁
23 蓋体
24 量制御用ロッド固定部材
25 支持材
26 固定ピン
27 通孔
28 上端
29 通気孔
30 導管
31 吸上布
32 レージトング
33 台座
34 中央演算処理装置
35 データ記憶手段
36 状態検出センサ
37,38,39 実測データ
44 粒体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cultivation system 2 Liquid supply apparatus 3 Cultivation apparatus 4 Liquid absorbing material 5 Plant 6 Medium 7 Cultivation area 8 Perfusion supply part 9 Retention tank 10 Reservation container 11 Elevation control mechanism 12 Elevation control part 13 Supply port 14 Storage tank 15 Liquid level Total 16 Opening 17 Root-proof liquid-permeable sheet 18 Float 19 Float height adjustment rod 20 Flow rate control rod 21 Float height adjustment screw 22 Fluid volume adjustment valve 23 Lid
24 Rod control member for quantity control 25 Support material 26 Fixing pin 27 Through hole 28 Upper end 29 Vent hole 30 Conduit 31 Suction cloth 32 Rage tong 33 Base 34 Central processing unit 35 Data storage means 36 State detection sensors 37, 38, 39 Actual measurement data
44 granules

Claims (6)

内部に吸液材を配設されるとともに、該吸液材上に植物を栽培可能な培地を敷設される栽培領域とを有する栽培装置と、
栽培装置に灌液を供給する給液装置と、を備える栽培システムであって、
給液装置は、灌液を供給口から供給可能な灌液供給部と、灌液供給部から灌液を供給されるとともに内部に一定量の灌液を存在させる滞留槽と、栽培領域の吸液材の設置位置よりも下側に配置されて該栽培領域に供給される灌液を貯留する貯留容器と、滞留槽の位置を上下方向に移動させる昇降制御機構と、該昇降制御機構の動作を制御する昇降制御部とを備えており、
貯留容器には、該貯留容器内の灌液を吸上げ可能な吸上材が設けられ、該吸上材は、上端側を栽培装置の吸液材に接触させるとともに、下端側を灌液に浸漬させており、
貯留容器と滞留槽は、灌液を互いに通液可能に導管で接続されるとともに灌液の液面の高さを互いに揃えており、
昇降制御部は、滞留槽の位置を上下方向に移動させるように昇降制御機構の動作を制御するように構成されている、ことを特徴とする栽培システム。
A cultivation apparatus having a cultivation area in which a liquid-absorbing material is disposed and a culture medium capable of cultivating a plant is laid on the liquid-absorbing material,
A liquid supply device that supplies irrigation to the cultivation device, and a cultivation system comprising:
The liquid supply device includes an irrigation supply unit capable of supplying irrigation from a supply port, a retention tank that is supplied with irrigation from the irrigation supply unit and has a certain amount of irrigation therein, and a suction area for the cultivation area. A storage container that stores the irrigation liquid that is disposed below the liquid material installation position and is supplied to the cultivation area, a lift control mechanism that moves the position of the retention tank in the vertical direction, and an operation of the lift control mechanism And a lift control unit for controlling the
The storage container is provided with a wicking material capable of sucking up the irrigation liquid in the storage container, and the wicking material has the upper end side in contact with the liquid absorption material of the cultivation apparatus and the lower end side used as irrigation. Soaked,
The storage container and the retention tank are connected to each other by a conduit so that the irrigation can pass through each other, and the liquid level of the irrigation is aligned with each other.
The raising / lowering control part is comprised so that the operation | movement of a raising / lowering control mechanism may be controlled so that the position of a retention tank may be moved to an up-down direction, The cultivation system characterized by the above-mentioned.
内部に吸液材を配設されるとともに、該吸液材上に植物を栽培可能な培地を敷設される栽培領域とを有する栽培装置と、
栽培装置に灌液を供給する給液装置と、を備える栽培システムであって、
給液装置は、灌液を供給口から供給可能な灌液供給部と、灌液供給部から灌液を供給されるとともに内部に一定量の灌液を存在させる滞留槽と、栽培領域の吸液材の設置位置よりも下側に配置されて該栽培領域に供給される灌液を貯留する貯留容器と、滞留槽の位置を上下方向に移動させる昇降制御機構と、該昇降制御機構の動作を制御する昇降制御部とを備えており、
貯留容器には、該貯留容器内の灌液を吸上げ可能な吸上材が設けられ、該吸上材は、上端側を栽培装置の吸液材に接触させるとともに、下端側を灌液に浸漬させており、
貯留容器と滞留槽は、灌液を互いに通液可能に導管で接続されるとともに灌液の液面の高さを互いに揃えており、
昇降制御部は、滞留槽の位置を上下方向に移動させるように昇降制御機構の動作を制御するように構成されており、
栽培領域と滞留槽の少なくともいずれか一方の内部には、天然鉱石からなる粒体が混入している、ことを特徴とする栽培システム。
A cultivation apparatus having a cultivation area in which a liquid-absorbing material is disposed and a culture medium capable of cultivating a plant is laid on the liquid-absorbing material,
A liquid supply device that supplies irrigation to the cultivation device, and a cultivation system comprising:
The liquid supply device includes an irrigation supply unit capable of supplying irrigation from a supply port, a retention tank that is supplied with irrigation from the irrigation supply unit and has a certain amount of irrigation therein, and a suction area for the cultivation area. A storage container that stores the irrigation liquid that is disposed below the liquid material installation position and is supplied to the cultivation area, a lift control mechanism that moves the position of the retention tank in the vertical direction, and an operation of the lift control mechanism And a lift control unit for controlling the
The storage container is provided with a wicking material capable of sucking up the irrigation liquid in the storage container, and the wicking material has the upper end side in contact with the liquid absorption material of the cultivation apparatus and the lower end side used as irrigation. Soaked,
The storage container and the retention tank are connected to each other by a conduit so that the irrigation can pass through each other, and the liquid level of the irrigation is aligned with each other.
The elevating control unit is configured to control the operation of the elevating control mechanism so as to move the position of the staying tank in the vertical direction.
A cultivation system characterized in that a granule made of natural ore is mixed in at least one of the cultivation area and the retention tank.
粒体を構成する天然鉱石は、変成岩より選ばれる、請求項2に記載の栽培システム。
The cultivation system according to claim 2, wherein the natural ore constituting the granule is selected from metamorphic rocks.
粒体を構成する天然鉱石は、マイロナイトである、請求項2に記載の栽培システム。
The cultivation system of Claim 2 whose natural ore which comprises a granule is mylonite.
昇降制御部は、栽培装置で生育される植物に要請される灌液の量に応じて滞留槽の位置を上下方向に移動させるように昇降制御機構の動作を制御するように構成されている、請求項1から4のいずれかに記載の栽培システム。
The elevating control unit is configured to control the operation of the elevating control mechanism so as to move the position of the staying tank in the vertical direction according to the amount of irrigation required for the plant grown on the cultivation device. The cultivation system in any one of Claim 1 to 4.
吸上材は、毛細管現象により該貯留容器内の灌液を吸上げるものである、請求項1から5のいずれかに記載の栽培システム。   The cultivation system according to any one of claims 1 to 5, wherein the wicking material sucks up the irrigation liquid in the storage container by a capillary phenomenon.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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