JP2014209873A - 植物育成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】根圏に要するスペースを省いて水耕栽培を行うことができる植物育成装置を提供する。
【解決手段】植物の根１０２を支持する根支持部１を備え、根支持部１は、根１０２を支持する支持体部５と、支持体部５が根１０２を支持する動作の支点となる支点部３と、支持体部５の位置を固定する固定部７と、支点部３と支持体部５とを接続する第１保持部４と、支持体部５と固定部７とを接続する第２保持部６とを有し、根１０２が存在する領域を高さ方向において少なくするよう支持体部５の位置が調整可能である。
【選択図】図２

Description

本発明は、植物を育成する植物育成装置に関する。

植物を育成する技術としては、下記の特許文献１が知られている。この特許文献１には、噴霧方式によって植物体の根に水分を供給する水耕栽培方法が記載されている。この水耕栽培方法では、植物の根が下方に向かって自由に伸張可能な底面を有する栽培培地容器を架台上に設置した栽培ベッドを使用する。そして、この水耕栽培方法は、培養土を含有する無菌化処理を施した栽培培地を敷き詰めて幼樹を育成する。さらに、この水耕栽培方法は、架台の下方の空間の開放面を遮光可能な素材で覆ってミスト噴霧室としている。

特開２００６−０６７９９９号公報

ところで、水耕栽培方式では、土を使用した栽培方式よりも根が長く伸びる傾向がある。一方で、植物工場での収穫量を上げるために栽培箇所を上下方向に多段化することが望まれている。これらのことから、水耕栽培方式では、根圏のためのスペースを小さくすることが望ましい。

特に、水耕栽培方式のうち噴霧耕栽培においては、重力により根が下方向に伸びていく。このため、噴霧耕栽培のメリットを活かすためには、下方向に広いスペースが必要である。

そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、根圏に要するスペースを省いて水耕栽培を行うことができる植物育成装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に係る植物育成装置は、地下部に養分を蓄える植物を水耕栽培によって育成する植物育成装置であって、前記植物の根を支持する根支持部を備え、前記根支持部は、前記根を支持する支持体部と、前記支持体部が前記根を支持する動作の支点となる支点部と、前記支持体部の位置を固定する固定部と、前記支点部と前記支持体部とを接続する第１保持部と、前記支持体部と前記固定部とを接続する第２保持部とを有し、前記根が存在する領域を高さ方向において少なくするよう前記支持体部の位置が調整可能であることを特徴とする。

本発明の第２の態様に係る植物育成装置は、第１の態様の植物育成装置であって、前記支持体部、前記支点部、前記固定部、前記第１保持部、及び、前記第２保持部の組を複数有し、前記各組によって異なる高さ位置で前記根を支持することを特徴とする。

本発明の第３の態様に係る植物育成装置は、第２の態様の植物育成装置であって、単一の支持部に対して複数の支持体部を有し、前記複数の支持体部が、前記単一の支持部から同一の方向となるよう配置されていることを特徴とする。

本発明の第４の態様に係る植物育成装置は、第１乃至第３の何れかの態様の植物育成装置であって、栄養体部を配置する空間と前記根を配置する空間とを区分する仕切り部と、前記仕切り部によって区分された前記根に水分を供給する水供給部とを備えることを特徴とする。

本発明の第５の態様に係る植物育成装置は、第１乃至第４の何れかの態様の植物育成装置であって、前記根の長さを検知するセンサ部と、前記根が存在する領域を高さ方向において少なくするよう前記支持体部の位置を調整する制御部とを備え、前記制御部は、前記センサ部により検知結果に基づいて、前記支持体部の位置を制御することを特徴とする。

本発明の第６の態様に係る植物育成装置は、第１乃至第５の何れかの態様の植物育成装置であって、前記水供給部は、水分を前記根に噴霧する噴霧口を有することを特徴とする。

本発明によれば、根が存在する領域を高さ方向において少なくすることができ、根圏に要するスペースを省いて水耕栽培を行うことができる。

本発明の実施形態として示す植物育成装置の一構成例を示す側面図である。 本発明の実施形態として示す植物育成装置の他の構成例を示す側面図である。 本発明の実施形態として示す植物育成装置の他の構成例を示す側面図である。 本発明の実施形態として示す植物育成装置の他の構成例を示す正面図である。 本発明の実施形態として示す植物育成装置の他の構成例を示す側面図である。 本発明の実施形態として示す植物育成装置の他の構成例を示す側面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

本発明の実施形態として示す植物育成装置は、例えば図１に示すような各部を含んでいる。この植物育成装置は、地下部に養分を蓄える植物を水耕栽培によって育成するものである。本実施形態において、育成対象の植物体としてジャガイモといった地下部に養分を蓄える作物を育成するものについて説明する。しかし、地下部に養分を蓄える作物に限らず、地下部に養分を蓄える植物であれば本実施形態の植物育成装置によって育成できることは勿論である。また、植物育成装置は、植物体の育成のために土を使わず、植物体の根１０２（地下部）に液体を供給して、植物体を栽培する水耕栽培を行うものである。

植物育成装置は、植物の根を支持する根支持部１を有する。この根支持部１は、遮光シート２に設けられた支点部３、保持部４（以下、第１保持部４とも呼ぶ。）、及び、支持体部５を備える。なお、図示はしていないが、植物育成装置は、植物体の栄養体部１００を支持する土台部を有する。なお、この栄養体部１００は、ジャガイモの塊茎やサツマイモ等の塊根といった部位が含まれる。栄養体部１００は、育苗装置（図示せず）によって萌芽してある程度茎が伸びた状態で土台部に載置され、茎１０１が上部の遮光シート２を貫通して伸びる。一方で、下方向には、根１０２が伸び、栄養体部１００の下部に垂れ下がる。

支持体部５は、下方に垂れ下がった根１０２を支持する。支持体部５は、例えば断面が円状の棒状部材からなる。支持体部５は、長さ方向の両端が保持部４によって接続される。

支点部３は、支持体部５が根１０２を支持する動作の支点となる。支点部３は、支持体部５に接続された保持部４ごとに設けられる。

このような植物育成装置における根支持部１は、図１中の矢印で示すように根１０２の側方に向けて略水平方向に移動される。これにより根支持部１は、図２に示すように、根１０２を持ち上げる。その結果、根１０２の上下方向におけるスペースは短くなる。

さらに、根支持部１は、図２に示すように、第２保持部６、固定部７、及び、調整部８を有する。

固定部７は、支持体部５の位置を固定する。この固定部７は、支持体部５の位置を固定するため、第２保持部６を固定する。第２保持部６を固定することによって第２保持部６が調整部８からスライドしないようにする。

第２保持部６は、支持体部５と固定部７とを接続する。第２保持部６は、保持部４と同様に、支持体部５の両端に接続されていてもよい。第２保持部６は、支持体部５の位置を固定するときに、固定部７によって固定される。また、第２保持部６は、支持体部５の位置を調整するときには、固定部７から開放されて調整部８によってスライドされる。

この根支持部１は、根１０２が存在する領域を少なくするよう支持体部５と支点部３と固定部７との位置関係が調整可能とする構成を有している。この構成として、調整部８を有している。調整部８は、例えば回転することによって第２保持部６を引っ張るよう動作する。調整部８は、手動によって回転可能な構成であってもよく、自動で回転可能な構成であってもよい。

自動で第２保持部６を引っ張る構成の場合、図２に示すような制御部１１を有する。制御部１１は、調整部８の動作を制御するアクチュエータを駆動するよう命令を出力するマイクロコンピュータ等で構成される。制御部１１は、根１０２が存在する領域を高さ方向において少なくするよう支持体部５の位置を調整する。制御部１１は、支持体部５を水平方向に移動させるときに、アクチュエータ等を制御して、調整部８を回転させる。これにより、根支持部１は、自動で第２保持部６を引っ張り、支持体部５を水平方向に移動させることができる。

また、この植物育成装置は、根１０２の下方に、噴霧口１０を有していてもよい。噴霧口１０は、制御部１１の制御に従って、霧状の水分を根１０２に供給する。

以上のように、この植物育成装置によれば、根支持部１を備えることによって、図２に示すように、支持体部５を水平方向に移動させて根１０２を纏めることができる。これにより、植物育成装置は、根１０２の下端を上方に引き上げることができる。また、固定部７によって第２保持部６を固定することによって、根１０２を引き上げた状態を維持できる。その結果、植物育成装置は、高さ方向において根圏に要するスペースを省いて水耕栽培を行うことができる。

また、植物育成装置は、噴霧口１０から根１０２の下端に向けて水分を供給できる。これにより、支持体部５によって根１０２を纏めても植物の成長が妨げられることを抑制できる。

なお、植物育成装置は、噴霧口１０からのミストによる水耕栽培を想定しているが、その他の水耕栽培による実施でも良い。

上述した植物育成装置は、図３に示すように、複数の支持体部５ａ、５ｂを有していてもよい。この植物育成装置は、支持体部５ａ、５ｂ、支点部３ａ、３ｂ、第１保持部４ａ、４ｂ、第２保持部６ａ、６ｂ、固定部７ａ、７ｂ、及び、調整部８ａ、８ｂを有する。これにより、植物育成装置は、支点部３、保持部４、支持体部５、第２保持部６、固定部７の組を複数有する。

このような植物育成装置は、図４に正面図を示すように、支持体部５ａの高さ位置と、支持体部５ｂの高さ位置が異なっている。これにより、各組によって異なる高さ位置で根１０２を支持する。

このような植物育成装置は、図３に示すように、支持体部５ａに接続された第２保持部６ａを引っ張ることによって、図中の左方向に支持体部５ａを移動させる。一方で、植物育成装置は、支持体部５ｂに接続された第２保持部６ｂを引っ張ることによって、図中の右方向に支持体部５ｂを移動させる。すなわち、一方の支持体部５ａと、他方の支持体部５ｂとを異なる水平方向に移動させる。これにより、植物育成装置は、支持体部５ａの高さ位置においては根１０２を左方向に収束させ、支持体部５ｂの高さ位置においては根１０２を右方向に収束させる。

以上のように、この植物育成装置によれば、図２に示した植物育成装置よりも、さらに高く根１０２の下端を引き上げることができ、さらに根１０２のスペースを小さくすることができる。

さらに、上述の植物育成装置は、図５に示すように、栄養体部１００を配置する空間と根１０２を配置する空間とを区分する仕切り部１２を有していてもよい。この植物育成装置は、仕切り部１２によって区分された根１０２に水分を供給する水供給部としての噴霧口１０を仕切り部１２の下部に備える。

仕切り部１２は、例えば、水分を伝わらないような材質からなる防水シートによって構成される。仕切り部１２は、根１０２の先端が当該仕切り部１２の下方に位置するよう構成される。仕切り部１２は、例えば、一部に穴を開けることで、根１０２の先端部を仕切り部１２より下に位置するような構成とする。

また、仕切り部１２は、茎又は根１１１から実った作物１１０を支持することもできる。なお、茎又は根１１１は、ジャガイモの場合、茎から種芋に繋がるストロンと呼ばれる部位である。

このような植物育成装置によれば、仕切り部１２より下方に位置する根１０２に、水分を効果的に吸収させる。一方で、仕切り部１２より上方に位置する根１０２は、酸素を効率よく吸収することができる。これによって、植物育成装置は、より効率的に植物体を成長させることができる。

例えばジャガイモ等、地下部に栄養体部１００から作物１１０を作る植物において、仕切り部１２より上方に作物１１０が育成されるよう仕切り部１２を位置させてもよい。これにより、作物１１０に余分な水分を与えることが無くなり、例えば皮目肥大のような成長不良や品質悪化の原因を減少させることが可能となる。

さらに、植物育成装置は、図２に示したように、根１０２の長さを検知するセンサ部９を有していてもよい。センサ部９は、植物体における地下部の高さ方向の長さを認識する。センサ部９は、例えばＣＭＯＳイメージセンサや赤外線センサ等が挙げられる。すなわち、センサ部９は、地下部において、根１０２の高さ方向における長さを認識できれば、他のセンサでも良い。また、センサ部９は、所定の高さまで根１０２が伸びたことを検知するものであってもよい。

制御部１１は、センサ部９からの検知結果を取得する。制御部１１は、センサ部９により検知結果に基づいて、支持体部５の位置を制御する。このとき、制御部１１は、センサ部９により読み取った長さを判断する。制御部１１は、固定部７を操作することにより、高さ方向における根１０２の領域を小さくすることを可能とする。

さらに、植物育成装置における根支持部１は、図６に示すように、単一の支持部に対して複数の支持体部を有していてもよい。この根支持部１は、複数の支持体部５ａ、５ｂが、単一の支点部３ａから同一の方向となるよう配置されている。すなわち、支点部３ａと支持体部５ａが保持部４ａにより連結され、支持体部５ａと支持体部５ｂが保持部４ｂによって連結されている。支持体部５ａ、５ｂは、それぞれ、第２保持部６ａ、６ｂによって、固定部７ａ、７ｂ及び調整部８ａ、８ｂに接続されている。同様に、複数の支持体部５ｃ、５ｄが、単一の支点部３ｂから同一の方向となるよう配置されている。すなわち、支点部３ｂと支持体部５ｃが保持部４ｃにより連結され、支持体部５ｃと支持体部５ｄが保持部４ｄによって連結されている。支持体部５ｃ、５ｄは、それぞれ、第２保持部６ｃ、６ｄによって、固定部７ｃ、７ｄ及び調整部８ｃ、８ｄに接続されている。

また、この植物育成装置は、根１０２の下方に、水耕槽１３、養液１４を配置してもよい。この植物育成装置は、根１０２を養液１４に浸すことによって、根１０２に水分を供給する。

このような植物育成装置は、支持体部５ａ、５ｂによって、根１０２を支持する。また、植物育成装置は、支持体部５ｃ、５ｄによって、他の根１０２を支持する。

このような植物育成装置は、同一方向に複数の支持体部５を配置している。これにより、植物育成装置によれば、同じ高さにおいて、根１０２の水平方向における必要な範囲を狭くすることが可能となる。したがって、この植物育成装置によれば、複数の植物体を育成するための地下部におけるスペースの制約による植物体同士の離間距離を短くすることができる。

なお、植物育成装置は、複数の支持体部５を互い違いの方向に移動して固定することもできる。これにより、図３に示したように根１０２の上下方向におけるスペースを省くことができる。

また、根支持部１は、単一の固定部７及び調整部８によって、複数の支持体部５を固定して、高さ位置を調整してもよい。さらに、根支持部１は、複数の植物体を一つの支持体部５で支持しても良い。

さらに、植物育成装置は、栄養体部１００や作物１１０の下方に、防水シート１５を配置してもよい。防水シート１５は、下方の養液１４と栄養体部１００や作物１１０との間に空気を分断する敷居となる。このように敷居を作ることにより、地下部に形成される例えばジャガイモ等を、地下部の湿気が少ない場所にて育成することができる。このように防水シート１５を設けることによって、水耕槽１３のように、噴霧耕以外の水耕栽培であっても、効果的に植物体を育成できる。

なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

１ 根支持部
３ 支点部
４ 保持部（第１保持部）
５ 支持体部
６ 第２保持部
７ 固定部
８ 調整部
９ センサ部
１０ 噴霧口
１１ 制御部
１２ 仕切り部

Claims (6)

1. 地下部に養分を蓄える植物を水耕栽培によって育成する植物育成装置であって、
   前記植物の根に水分を供給する水供給部と、
   前記植物の根を支持する根支持部を備え、
   前記根支持部は、
   前記根を支持する支持体部と、
   前記支持体部が前記根を支持する動作の支点となる支点部と、
   前記支持体部の位置を固定する固定部と、
   前記支点部と前記支持体部とを接続する第１保持部と、
   前記支持体部と前記固定部とを接続する第２保持部とを有し、
   前記根が存在する領域を高さ方向において少なくするよう前記支持体部の位置が調整可能であること
   を特徴とする植物育成装置。
2. 前記支持体部、前記支点部、前記固定部、前記第１保持部、及び、前記第２保持部の組を複数有し、
   前記各組によって異なる高さ位置で前記根を支持すること
   を特徴とする請求項１に記載の植物育成装置。
3. 単一の支持部に対して複数の支持体部を有し、
   前記複数の支持体部が、前記単一の支持部から同一の方向となるよう配置されていること
   を特徴とする請求項２に記載の植物育成装置。
4. 栄養体部を配置する空間と前記根を配置する空間とを区分する仕切り部と、
   前記水供給部は、前記仕切り部によって区分された前記根に水分を供給することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の植物育成装置。
5. 前記根の長さを検知するセンサ部と、
   前記根が存在する領域を高さ方向において少なくするよう前記支持体部の位置を調整する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記センサ部により検知結果に基づいて、前記支持体部の位置を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の植物育成装置。
6. 前記水供給部は、水分を前記根に噴霧する噴霧口を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の植物育成装置。

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