JP2015073461A - Hydroponic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、植物体を育成する水耕栽培装置に関する。 The present invention relates to a hydroponic cultivation apparatus for growing a plant body.
土を用いずに植物を栽培する水耕栽培は、多数の植物について共通した栽培槽を使用した場合、病気の拡大が問題となる。これに対して下記の特許文献1、2に記載された技術が知られている。
In hydroponics that cultivates plants without using soil, the spread of disease becomes a problem when a common cultivation tank is used for many plants. On the other hand, techniques described in
特許文献1に記載された水耕栽培装置は、1又は複数の植物体ごとに栽培ベットを設けている。この水耕栽培槽値によれば、1又は複数の植物体ごとに栽培養液を分離する。これにより、喩え1つの植物体に病気が生じても、栽培ベット内に病気の拡大を防ぐことが可能である。 The hydroponic cultivation apparatus described in Patent Document 1 has a cultivation bed for each of one or a plurality of plants. According to this hydroponics tank value, a cultivation nutrient solution is isolate | separated for every 1 or several plant body. Thereby, even if a disease occurs in one plant body, it is possible to prevent the spread of the disease in the cultivation bed.
特許文献2に記載された浄化装置は、水耕栽培において、植物を育成するための養液をオゾンと紫外線光によって浄化している。
The purification apparatus described in
しかしながら、上述した特許文献1に記載の水耕栽培装置は、植物体の病気を検出する検出機構を備えていない。したがって、植物体に病気が発生した場合に、同じ栽培ベット内の他の植物体に病気が拡大してしまう。 However, the hydroponic cultivation apparatus described in Patent Document 1 described above does not include a detection mechanism for detecting a plant disease. Therefore, when a disease occurs in a plant body, the disease spreads to other plant bodies in the same cultivation bed.
特許文献2に記載の技術は、オゾンと紫外線により養液の浄化を行っているが、養液の浄化をしても病気となった植物体から生ずる細菌を全て防ぐことはできない。したがって、浄化装置によって養液を浄化しても必ずしも植物の病気が防止できるわけではない。したがって、浄化装置を用いても、一旦発生した植物体の病気の拡大を防ぐことはできない。
Although the technique described in
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、植物体に病気が生じた場合に、当該病気の拡大を抑制できる水耕栽培装置を提供することを目的とする。 Then, this invention is proposed in view of the situation mentioned above, and when a disease arises in a plant body, it aims at providing the hydroponic cultivation apparatus which can suppress the expansion of the said disease.
本発明の第1の態様に係る水耕栽培装置は、養液を循環して植物体を栽培する水耕栽培装置であって、前記植物体を栽培する養液を蓄える栽培槽と、前記植物体を支持する支持部と、前記栽培槽に養液を供給する養液供給部と、前記栽培槽に蓄えられた養液を吐出する吐出部と、前記栽培槽に蓄えられた養液のpH値を検出するpH値検出部と、前記pH値検出部により検出された養液のpH値が所定の閾値以上となった場合に、前記栽培槽内の養液の流速を高くするように前記吐出部を駆動させる制御部とを備えることを特徴とする。 The hydroponic cultivation apparatus according to the first aspect of the present invention is a hydroponic cultivation apparatus that cultivates a plant body by circulating a nutrient solution, a cultivation tank that stores the nutrient solution for cultivating the plant body, and the plant A support unit for supporting the body, a nutrient solution supply unit for supplying the nutrient solution to the cultivation tank, a discharge unit for discharging the nutrient solution stored in the cultivation tank, and a pH of the nutrient solution stored in the cultivation tank PH value detection unit for detecting the value, and when the pH value of the nutrient solution detected by the pH value detection unit is equal to or higher than a predetermined threshold, the flow rate of the nutrient solution in the cultivation tank is increased. And a control unit that drives the discharge unit.
本発明の第2の態様に係る水耕栽培装置は、第1の態様の水耕栽培装置であって、前記支持部は、前記栽培槽に蓄えられた養液の水面から所定の角度だけ傾斜して前記植物体を支持することを特徴とする。 The hydroponic cultivation apparatus according to the second aspect of the present invention is the hydroponic cultivation apparatus according to the first aspect, wherein the support portion is inclined at a predetermined angle from the water surface of the nutrient solution stored in the cultivation tank. And supporting the plant body.
本発明の第3の態様に係る水耕栽培装置は、第1の態様の水耕栽培装置であって、前記支持部は、前記植物体を前記栽培槽に蓄えられた養液の水面から傾斜して支持可能な支持部材と、前記栽培槽に蓄えられた養液の水面に対する前記植物体の傾斜角度を調整するよう前記支持部材の傾斜角度を調整する角度調整部とを備えることを特徴とする。 The hydroponic cultivation apparatus according to the third aspect of the present invention is the hydroponic cultivation apparatus according to the first aspect, wherein the support section is inclined from the water surface of the nutrient solution stored in the cultivation tank. And a support member that can be supported, and an angle adjustment unit that adjusts the inclination angle of the support member so as to adjust the inclination angle of the plant body with respect to the water surface of the nutrient solution stored in the cultivation tank. To do.
本発明の第4の態様に係る水耕栽培装置は、第3の態様の水耕栽培装置であって、前記角度調整部は、前記pH値検出部により所定の閾値以上のpH値を検出した場合に、前記養液の水面に対する前記植物体の傾斜角度を大きくすることを特徴とする。 The hydroponic cultivation apparatus according to the fourth aspect of the present invention is the hydroponic cultivation apparatus according to the third aspect, wherein the angle adjustment unit detects a pH value equal to or higher than a predetermined threshold by the pH value detection unit. In this case, the inclination angle of the plant body with respect to the water surface of the nutrient solution is increased.
本発明の第5の態様に係る水耕栽培装置は、第1乃至第4の何れかの態様の水耕栽培装置であって、前記栽培槽に蓄えられている養液には酸塩基指示薬が混合されていることを特徴とする。 The hydroponic cultivation apparatus according to the fifth aspect of the present invention is the hydroponic cultivation apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein an acid-base indicator is contained in the nutrient solution stored in the cultivation tank. It is characterized by being mixed.
本発明によれば、植物体に病気が生じた場合に、当該病気の拡大を抑制できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when a disease arises in a plant body, the expansion of the said disease can be suppressed.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の実施形態として示す水耕栽培装置は、例えば図1に示すように構成される。この水耕栽培装置は、植物体100の育成のために土を使わない水耕栽培を行うものである。なお、図1の水耕栽培装置は単一の植物体100を示しているが、多数の植物体100であってもよい。
The hydroponic cultivation apparatus shown as an embodiment of the present invention is configured, for example, as shown in FIG. This hydroponic cultivation apparatus performs hydroponic cultivation without using soil for growing the
水耕栽培装置は、植物体100のうち少なくとも側根102に養液を供給して、植物体100を栽培する。この養液としては、水や水に栄養分を加えた培養液が挙げられる。
The hydroponics apparatus cultivates the
本実施形態として示す水耕栽培装置は、植物体100として、地上部で合成した養分を地下部に蓄積する植物、例えば根物作物を育成するものについて説明する。この根物作物としては、例えば図1に示す植物体100としてのオタネニンジン(朝鮮人参、高麗人参)が挙げられる。この植物体100において、本実施形態では、例えばオタネニンジンを示すが、これに限定したものではない。
The hydroponic cultivation apparatus shown as this embodiment demonstrates the
この水耕栽培装置は、栽培槽1を備える。この栽培槽1は、植物体100を栽培するためのものである。栽培槽1は、底部に養液110を蓄えている。水耕栽培装置は、栽培槽1に植物体100の主根101を支持する支持部2を設ける。水耕栽培装置は、植物体100を支持した状態で、植物体100の側根102に潅水を行う。
The hydroponic cultivation apparatus includes a cultivation tank 1. This cultivation tank 1 is for cultivating the
支持部2は、栽培槽1の上方に植物体100を支持する。支持部2は、栽培槽1の上方を塞ぐように設けられたスポンジ等からなる。
The
支持部2は、植物体100のための貫通穴によって構成される。支持部2は、植物体100が成長しても、当該植物体100の側面に摩擦力を生じて植物体100を支持する。なお、植物体100を支持できるものであれば、地上部をひも状のもので吊るなど、支持部2の手段は問わない。
The
支持部2によって支持されている植物体100は、主根101の上端が支持部2から露出している。主根101の上端からは茎及び葉103が生じている。植物体100の葉103は、図示しない光源からの光を受けて光合成を行うことができる。
In the
さらに水耕栽培装置は、養液供給部3を備える。養液供給部3は、図示しない養液タンクに蓄えられた養液が供給される配管によって構成される。養液供給部3は、支持部2の上部に貫通している。養液供給部3は、支持部2の下方に養液供給口が設けられている。養液供給部3は、養液タンクから供給された養液111を栽培槽1に滴下する。
Furthermore, the hydroponic cultivation apparatus includes a nutrient
さらに水耕栽培装置は、養液排出部4を備える。養液排出部4は、栽培槽1から養液110を排出する。養液排出部4は、図示しない開閉弁が設けられていてもよい。また、養液排出部4には排出量を制限するよう絞り加工が施されていてもよい。さらに、養液排出部4は、例えば栽培槽1における所定の高さに開口が設けられた配管により構成されていてもよい。養液110は、養液排出部4に蓄えられた養液110を所定の流量で廃液112として排出される。これにより水耕栽培装置は、栽培槽1内の養液110を循環させる。
Furthermore, the hydroponic cultivation apparatus includes a nutrient
さらに水耕栽培装置は、栽培槽1に蓄えられた養液110を吐出する吐出部5を備える。吐出部5は、栽培槽1に接続された配管5aを含む。吐出部5における配管5aには、栽培槽1に対する排出口付近に開閉弁5bが設けられている。開閉弁5bは、栽培槽1に対する養液の排出を調整する。この水耕栽培装置は、栽培槽1に蓄えられた養液110を吐出する時に、開閉弁5bを開状態に制御する。
Furthermore, the hydroponic cultivation apparatus includes a
さらに吐出部5には、例えば栽培槽1に蓄えられた養液110に吐出圧力を与えるポンプ5cが配管5aに接続されていてもよい。ポンプ5cは、栽培槽1に蓄えられた養液110に与える吐出圧力を調整する。この水耕栽培装置は、栽培槽1に蓄えられた養液110を吐出する時に、ポンプ5cの駆動量が調整される。
Furthermore, the
さらに水耕栽培装置は、栽培槽1に蓄えられた養液110のpH値を検出するpH値検出部6を備える。pH値検出部6は、そのセンサ部を栽培槽1に蓄えられた養液110に浸漬するよう配置される。pH値検出部6は、検出したpH値を、制御部7に供給する。
Furthermore, the hydroponic cultivation apparatus includes a pH
養液110のpH値は、主根101や側根102が腐敗して発生するアンモニアによって上昇する。したがって、pH値検出部6により検出されるpH値は、腐敗がない通常時には所定の閾値より小さくなる。一方で、植物体100が腐敗した異常時にはpH値は所定の閾値以上の値となる。
The pH value of the
なお、水耕栽培装置は、植物体100の病気、腐敗等の育成不調を検出できれば、pH値ではなく、他の値を検出してもよい。例えば、水耕栽培装置は、養液のEC値(導電率)といった値を検出してもよい。さらに、水耕栽培装置は、pH値に加えて養液のEC値を検出してもよい。さらに、後述するように養液の変色を検出してもよい。
In addition, the hydroponic cultivation apparatus may detect other values instead of the pH value as long as the
さらに水耕栽培装置は、各部の動作を制御する制御部7を備えている。制御部7は、養液110のpH値に基づいて制御を行う。制御部7は、pH値検出部6により検出された養液110のpH値が所定の閾値以上となったか否かを監視する。
Furthermore, the hydroponic cultivation apparatus includes a
制御部7は、pH値検出部6により検出された養液110のpH値が所定の閾値以上ではない場合には通常の栽培動作を行わせる。この通常の栽培動作は、養液供給部3から栽培槽1に対して所定量の養液111を供給する。これにより水耕栽培装置は、主根101及び側根102に潅水を行う。また、水耕栽培装置は、所定量の養液110を養液排出部4から排出させる。
The
制御部7は、養液110のpH値が所定の閾値以上となった場合に、栽培槽1内の養液110を高い流速で循環させるよう吐出部5を駆動させる。このとき、制御部7は、開閉弁5bを開状態にして養液110を吐出させてもよい。さらに制御部7は、ポンプ5cを駆動して養液110を吐出させてもよい。
The
吐出部5によって吐出圧力が与えられると、養液110は、栽培槽1内における流速が高まる。これにより、水耕栽培装置は、植物体100に生じた腐敗根を除去する。例えば植物体100の側根102のうち一部の側根102が腐敗したとする。この場合、水耕栽培装置は、養液110の流速上昇によって養液110が側根102に与える力を上昇させる。この力によって腐敗した側根102を植物体100から除去する。
When the discharge pressure is given by the
また、水耕栽培装置は、単一の栽培槽1によって複数の植物体100を栽培する場合、複数の植物体100の側根102に養液110を潅水する。水耕栽培装置は、吐出部5によって養液110を吐出させることによって、健康な植物体100の主根101や側根102に付着した菌を除去する。
Moreover, when cultivating the
水耕栽培装置は、植物体100の腐敗根や菌を除去するために通常時よりも養液110の流速を高くする。養液110の流速の上昇度合いは、植物体100の大きさ等により適宜設定される。例えば、通常時における養液110の流量は0〜10リットル/分程度とする。これに対し、pH値検出部6のpH値により異常が検出された場合、水耕栽培装置は、植物体100の流量を、10〜100リットル/分程度とする。なお、この例では、養液110の流量を数倍に増加させているが、これに限るものではない。
The hydroponic cultivation apparatus increases the flow rate of the
さらに水耕栽培装置は、植物体100における異常の状態に応じて養液110の流速増加度合いを制御してもよい。植物体100に腐敗根が生じてpH値の異常を検出した場合、水耕栽培装置は、先ず吐出部5を駆動して、一定時間(数分程度)に亘り養液110の流速が高い状態に維持する。これにより水耕栽培装置は、植物体100の腐敗根を除去する。
Further, the hydroponic cultivation apparatus may control the degree of increase in the flow rate of the
その後、水耕栽培装置は、健康な植物体100に付着した菌を除去すべく、養液110の流速をある程度低下させる。水耕栽培装置は、健康な植物体100に付着した菌が除去できる時間に亘り吐出部5を駆動させる。その後、水耕栽培装置は、吐出部5による養液110の吐出を停止する。これにより水耕栽培装置は、養液110の流量を通常時に戻す。
Thereafter, the hydroponics apparatus reduces the flow rate of the
また、制御部7は、吐出部5を間欠的に駆動させてもよい。水耕栽培装置は、pH値が異常となる度に、養液110を吐出する。間欠的に養液110を吐出することによって、養液110に流速に増加及び減少の変化を生じさせることができる。
Further, the
以上のように、上述した水耕栽培装置は、養液110を循環して植物体100を栽培する。この水耕栽培装置は、植物体100を栽培する養液を蓄える栽培槽1を備える。さらに水耕栽培装置は、植物体100を支持する支持部2を備える。さらに水耕栽培装置は、栽培槽1に養液111を供給する養液供給部3を備える。さらに水耕栽培装置は、栽培槽1に蓄えられた養液110を吐出する吐出部5を備える。さらに水耕栽培装置は、栽培槽1に蓄えられた養液110のpH値を検出するpH値検出部6を備える。さらに水耕栽培装置は、pH値検出部6により検出された養液110のpH値が所定の閾値以上となった場合に、栽培槽1内の養液110の流速を高くするように吐出部5を駆動させる制御部7を備える。
As described above, the hydroponic cultivation apparatus described above cultivates the
このような水耕栽培装置によれば、養液110のpH値が高くなった時に養液110の流速を高くして、植物体100の腐敗根や菌を除去することができる。これにより、この水耕栽培装置によれば、植物体100に病気が生じた場合に、当該病気の拡大を抑制できる。
According to such a hydroponic cultivation apparatus, when the pH value of the
つぎに、本発明の他の実施形態としての水耕栽培装置について説明する。 Below, the hydroponic cultivation apparatus as other embodiment of this invention is demonstrated.
この水耕栽培装置は、例えば図2に示すように構成される。この水耕栽培装置における支持部2は、栽培槽1に蓄えられた養液110の水面から所定の角度だけ傾斜して植物体100を支持する。
This hydroponic cultivation apparatus is configured as shown in FIG. 2, for example. The
このような支持部2は、植物体100の側面に接触する貫通部を、栽培槽1に蓄えられた養液110の水面から所定の角度だけ傾斜して形成する。図2において、植物体100A,100Bを支持部2に貫通させている貫通部2a、2bが、養液110の水面から所定の角度だけ傾斜して形成されている。
Such a
例えば植物体100Bが病気に感染したとする。この場合、植物体100Bは主根101が腐敗して柔らかくなり、主根101及び側根102が養液110の水面に垂れ下がる。この状況において、植物体100Bからはアンモニアが発生して養液110に混入する。すると、pH値検出部6により検出されたpH値は異常となり、吐出部5は、養液110を吐出する。
For example, it is assumed that the
すると、養液110の流速は通常時よりも高くなり、養液110の流速によって植物体100Bの腐敗根を貫通部2bから除去することができる。
Then, the flow rate of the
このような水耕栽培装置によれば、養液110の水面に対して傾けて植物体100を支持する。これにより、水耕栽培装置は、養液110を吐出したときに腐敗根を効果的に除去することができる。また、この水耕栽培装置によれば、植物体100を密植することができる。
According to such a hydroponic cultivation apparatus, the
更に他の実施形態としての水耕栽培装置は、例えば図3に示すように構成してもよい。この水耕栽培装置において、支持部2A,2Bは、植物体100A,100Bの傾斜角度を変更可能に支持する。支持部2A,2Bは、支持部材11と、角度調整部12と、土台部13とを有する。
Furthermore, you may comprise the hydroponic cultivation apparatus as other embodiment as shown, for example in FIG. In this hydroponic cultivation apparatus, the
支持部材11は、栽培槽1に蓄えられた養液110の水面から傾斜して植物体100を支持する。角度調整部12は、栽培槽1に蓄えられた養液110の水面に対する植物体100の傾斜角度を調整するよう支持部材11の傾斜角度を調整する。支持部材11及び角度調整部12は、土台部13によって養液110の水面上に配置される。
The
角度調整部12は、手動又は自動により、支持部材11の傾斜角度を調整する。角度調整部12は、支点を中心に支持部材11を回動可能としている。自動で支持部材11の傾斜角度を調整する場合、角度調整部12は、支点位置に内蔵されたアクチュエータ等により構成される。
The
このような水耕栽培装置は、植物体100Bが腐敗した場合に、植物体100Bを支持する支持部材11の養液110の水面に対する傾斜角度を大きくする。これにより、植物体100Bの傾斜角度は、養液110の水面に対して大きくなる。一方で、健康な植物体100Aを支持する支持部材11は、養液110の水面に対する傾斜角度が小さくなっている。
Such a hydroponic cultivation apparatus increases the inclination angle of the
自動で支持部材11の角度を調整する場合、制御部7は、pH値検出部6により検出されたpH値を取得する。制御部7は、pH値検出部6により所定の閾値以上のpH値を検出した場合に、養液110の水面に対する植物体100Bの傾斜角度を大きくするよう角度調整部12を駆動する。
When the angle of the
植物体100Bの養液110の水面に対する傾斜角度を大きくすると、主根101及び側根102が養液110の水面に垂れ下がる。この状況において、吐出部5は、養液110を吐出する。すると、養液110の流速は通常時よりも高くなり、養液110の流速によって植物体100Bの腐敗根を除去することができる。
When the inclination angle of the
このような水耕栽培装置によれば、養液110の水面に対して傾けて植物体100を支持し、腐敗根が養液110に垂れ下がるようにする。これにより、水耕栽培装置は、養液110を吐出したときに腐敗根を効果的に除去することができる。
According to such a hydroponic cultivation apparatus, the
また、この水耕栽培装置によれば、植物体100の大きさや成長に合わせて養液110の水面に対する傾斜角度を調節してもよい。例えば植物体100が成長するほど、養液110の水面に対する傾斜角度を大きくする。これにより、喩え成長した植物体100が腐敗しても、当該腐敗根を養液110により流れやすくすることができる。
Moreover, according to this hydroponic cultivation apparatus, you may adjust the inclination-angle with respect to the water surface of the
更に他の実施形態としての水耕栽培装置は、図4に示すように構成してもよい。この水耕栽培装置は、栽培槽1に蓄えられている養液120に酸塩基指示薬を混合している。この酸塩基指示薬は、例えば、ニュートラルレッド(pH値が6.8以上で変色)を用いることができる。
Further, a hydroponic cultivation apparatus as another embodiment may be configured as shown in FIG. In this hydroponic cultivation apparatus, an acid-base indicator is mixed with the
このような水耕栽培装置によれば、植物体100Bが腐食して養液110のpH値が高くなると、当該pH値の高くなった養液120部分が変色する。これにより、水耕栽培装置は、養液120が変色することによってpH値の異常を検出することができる。これにより、水耕栽培装置のユーザは変色した近傍の植物体100Bを支持する支持部材11の傾斜角を変更できる。
According to such a hydroponic cultivation apparatus, when the
このような水耕栽培装置であっても、養液120の水面に対して傾けて植物体100を支持でき、養液110を吐出したときに腐敗根を効果的に除去することができる。
Even with such a hydroponic cultivation apparatus, the
また、この水耕栽培装置によれば、停電時に、目視によりpH値の異常が分かる。さらに水耕栽培装置によれば、pH値検出部6が故障してpH値の異常を検出しない場合でも、養液120が変色したことによってpH値の異常が分かる。
Moreover, according to this hydroponic cultivation apparatus, abnormality of pH value is understood visually at the time of a power failure. Furthermore, according to the hydroponic cultivation apparatus, even when the pH
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。 The above-described embodiment is an example of the present invention. For this reason, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made depending on the design and the like as long as the technical idea according to the present invention is not deviated from this embodiment. Of course, it is possible to change.
1 栽培槽
2 支持部
3 養液供給部
5 吐出部
6 pH値検出部
7 制御部
11 支持部材
12 角度調整部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
前記植物体を栽培する養液を蓄える栽培槽と、
前記植物体を支持する支持部と、
前記栽培槽に養液を供給する養液供給部と、
前記栽培槽に蓄えられた養液を吐出する吐出部と、
前記栽培槽に蓄えられた養液のpH値を検出するpH値検出部と、
前記pH値検出部により検出された養液のpH値が所定の閾値以上となった場合に、前記栽培槽内の養液の流速を高くするように前記吐出部を駆動させる制御部と
を備えることを特徴とする水耕栽培装置。 A hydroponic cultivation apparatus that cultivates plants by circulating nutrient solution,
A cultivation tank for storing a nutrient solution for cultivating the plant body;
A support part for supporting the plant body;
A nutrient solution supply unit for supplying nutrient solution to the cultivation tank;
A discharge part for discharging the nutrient solution stored in the cultivation tank;
A pH value detection unit for detecting the pH value of the nutrient solution stored in the cultivation tank;
A controller that drives the discharge unit to increase the flow rate of the nutrient solution in the cultivation tank when the pH value of the nutrient solution detected by the pH value detection unit exceeds a predetermined threshold value. Hydroponic cultivation apparatus characterized by that.
を備えることを特徴とする請求項1に記載の水耕栽培装置。 The support unit is configured to support the plant body with an inclination from the water surface of the nutrient solution stored in the cultivation tank, and an inclination angle of the plant body with respect to the water surface of the nutrient solution stored in the cultivation tank. The hydroponic cultivation apparatus according to claim 1, further comprising: an angle adjusting unit that adjusts an inclination angle of the support member to adjust.
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