JP2016077209A - 植物栽培槽及び植物栽培装置並びに植物栽培方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで構成でき植付や収穫時の作業性が高く苗に対する水分・温度ストレスが小さい植物栽培装置の提供。
【解決手段】複数に分割された分割筒面状に形成された栽培床２１と、栽培床２１の面内に複数貫設された挿苗孔３０と、栽培床２１の中心軸上に配設され、棒状体に形成され、該棒状体の全周面から発光する照明桿２４と、栽培床２１の外周面全体を被覆して設けられた遮根シート２３，保水シート２２と、栽培床２１の隣り合う分割筒面部分の対のうち、一対は係止手段によって分割筒面部分同士が係脱自在に係止され、当該一対を除く各対はヒンジ２８により回動自在に連結されている植物栽培槽２を備えた植物栽培装置である。植付や収穫時は、栽培床２１の各分割筒面部分を、ヒンジ２８を中心に回動させて開く。灌水は、保水シート２２に対し養液を浸透させ行う。照明は照明桿２４により苗に人工光を照射する。
【選択図】図５

Description

本発明は、人工光により野菜などを栽培するための植物栽培槽及び植物栽培装置並びに植物栽培方法に関する。

近年、工場などの閉鎖空間に於いて照明（人工光）を用いて植物を栽培する植物栽培装置の研究開発が行われている。斯かる植物栽培装置としては、特許文献１−８のものが公知である。

図１８は、特許文献１記載の植物栽培装置（芽物野菜の栽培装置）である。この植物栽培装置１００は、アルファルファなどの芽物野菜を栽培するための装置である。植物栽培装置１００は、横倒円筒形のステンレス製回転胴１０１の内部に、回転胴１０１の内面と１０〜３０ｍｍの間隙を保って軸方向に延びる１２枚のポリエチレン多孔板１０２が取り付けられている。孔の大きさは植え付けられる野菜の種類に応じ適当な大きさとされる。回転胴１０１の両端は透明な塩化ビニル製の端板１０３，１０３で閉蓋されている。回転胴１０１は、機台１０４の上面に回転自在に取り付けられた４つの支持ロール１０５によって回転自在に支持されている。支持ロール１０５は電気駆動される。回転胴１０１の中心には、その軸方向に多孔板で角柱状に形成された散水室１０６が形成されている。散水室１０６から回転胴１０１内面まで、回転胴１０１の内部を４つの空間に区画する４枚の隔壁１０７が放射状に設けられている。

栽培時には、水に浸漬して発芽しかかったアルファルファの種子を多孔板１０２に植え付ける。回転胴１０１を微速（毎時１〜２０回転）で回転させながら、散水室１０６内の散水ノズル１０８からその下方の多孔板１０２に植え付けられた苗に間歇的に散水して３〜４日育成した後、各多孔板１０２から芽物野菜を収穫する。

特許文献２にも特許文献１と同様、横倒回転円筒に沿って栽培槽を内向きに配設した植物栽培装置が開示されている。

特許文献３に記載の植物栽培装置（発芽野菜栽培機）も、特許文献１と同様に横倒円筒面に沿ってトレイ状の栽培床を内向配置して栽培槽を形成し中心から散水にて灌水するようにしたものである。また、この植物栽培装置は給水管を兼ねた中心軸によって栽培槽全体を軸支して、中心軸を低速回転させることによって栽培槽を回転させるように構成されている。また、横倒円筒内部を四等分に区画し、各区画を断面略扇形の１つの閉じたブロックとして構成し、各ブロックの両端部は内側が反射面となった遮光板により閉塞している。各ブロックの中心軸の基部側を、遮光板に回動自在に軸支して開閉可能としている。ブロック内部への送風は、横倒円筒の一側面側からファンによって送風する。この植物栽培装置も、芽物野菜の栽培を目的とするものであり、発芽時は円筒外側を遮光シートで被覆して暗所で発芽させ、収穫前に遮光シートを取り外して外光を当てて緑化させ収穫する。

図１９は、特許文献４記載の植物栽培装置（カプセル型野菜栽培装置）である。この植物栽培装置２００は、栽培箱２０１の内部に円筒状の栽培槽２０２が収納されている。栽培箱２０１の前面には、内部にアクセスするための観音開きの扉２０３が設けられている。栽培槽２０２は、円筒形のリング２０４と、リング２０４の周壁の両端にて外周を一周して設けられた外歯ラック２０５と、リング２０４の周壁の両端の外歯ラック２０５の内側に、該リング２０４の外周に沿って複数設けられた補助ローラ２０６と、リング２０４の内面に該リング２０４の中心に向かって等間隔で複数枚突設された仕切板２０７と、リング２０４の内面の各仕切板２０７の間に円周に沿って固定配置された複数の栽培床２０８と、リング２０４の中心軸上に配設された空気配管及び電力配線を収納する導管２０９と、導管２０９の周囲に放射状に配設された複数のＬＥＤ照明２１０と、リング２０４の下部に配設された貯水槽２１１と、リング２０４を回転駆動する駆動モータ２１２とを備えている。栽培床２０８は内周側に開口するトレイ内に栽培マットを挿着した構成とされている。

植物の栽培時には、栽培マットに苗を植え付けて栽培床２０８のトレイに収容し、駆動モータ２１２によりリング２０４を低速回転させながらＬＥＤ照明２１０によって苗を照射する。また、導管２０９を通してエアコンで温度調整された空気を送入するとともに、貯水槽２１１に給水することによって栽培マットに水を供給して灌水を行う。収穫時は、扉２０３を開けて内部の栽培マットを取り出して収穫する。

特許文献５−７にも特許文献４と同様、中心軸に沿って光源を備えた植物栽培装置が開示されている。

尚、特許文献６（同文献図１〜４参照）では、両端が半円形状の蓋で閉塞された２つの半円筒形の容器をパンキング（パッキン）を介してボルト・ナットで水密に固定して水密な円筒状の栽培槽（１，２）を形成し、栽培槽の円筒内全体に、円筒内面に沿って金網（１２）を配設し、この金網に苗を植え付けたポリウレタン角部材（１４）を嵌合して植え付けるように構成している。苗への灌水は、栽培槽内の底部に水を溜め、円筒を回転させてこの水を溜まりにポリウレタン角部材（１４）を通過させることによって行っている。

また、特許文献７（同文献図１参照）では、４つの栽培床（１６）を細長円筒状に形成し、これらを照明（１７）を中心とした円周上に等間隔で配置し、その両端を同軸の円形フレーム（１２）に固定して、円形フレーム（１２）を回転駆動するように構成している。苗は栽培床（１６）の円筒側面に開口形成したソケット（２０）に植え込まれる。灌水は、栽培床（１６）の円筒内から行われる。

また、特許文献８には、縦向きの円筒面（正しくは正１２角柱面）に沿って内向きに縦長の１２個の栽培床を配置し、各栽培床の下端部を円板状の底板に回動自在に固定し、各栽培床の間に、円筒半径の半分程度の幅の１２枚の縦長の仕切板を放射状に配置して円筒内部を区画し、各仕切板の内周辺側に、外面に多数のＬＥＤが面状に配置された１２枚の発光板を円形に配設した植物栽培装置が開示されている。

特公平４−１４９２４号公報 特表２００７−５０２６０３号公報 特許４００８２９４号明細書 特許４８８００８２号明細書 特表２００６−５０６０７９号公報 特開昭５７−２０８９３０号公報 特許３２５３０８０号明細書 特許４２５２６９７号明細書

実際に植物工場などにおいて、閉鎖空間でのレタスやイチゴなどの葉物野菜などの栽培を事業として実施する場合には、通常の露地栽培や輸入作物との競争のために低コストで生産する必要があるため、主に次の課題を克服する必要がある。
（１）設備コスト（初期投資）の低減化：設備面に於いては、植物育成のために多数の照明が必要とされるため、特に照明装置（ＬＥＤ蛍光ランプや蛍光灯）のコストの占める割合が大きく、これを如何に低減化するかが課題となる。
（２）ランニングコストの低減化：人件費以外のランニングコストとしては、主に照明費・空調費が大きな割合を占め、これを如何に低減化するかが課題となる。
（３）作業性の向上：特に苗の植え付け及び植物の収穫に労力を要するため、これらの作業性を向上させることが課題となる。

前述の特許文献１−３の植物栽培装置は、人工光の照明設備を備えておらず、外光のみを用いている。これは、モヤシなどの芽物野菜の栽培には適用できるが、葉物野菜の栽培に適用することは出来ない。

特許文献４−８に記載の植物栽培装置は、円筒状の栽培槽の内部に人工光の照射設備を有するため、葉物野菜の栽培にも適用可能である。

特許文献４−６の植物栽培装置は、栽培槽を横倒円筒面上に内向きに配置し該横倒円筒の中心軸上に人工光の照明機器（蛍光灯、ランプ、ＬＥＤ等）を配設して照明を行う。この構成では、苗への灌水は、図１９に示すように横倒円筒下部に貯水槽を設けて、貯水槽により灌水を行っている。この構成では、植え付けられた各苗は、円筒が回転して円筒下部に達したときにのみ灌水が行われる。そのため、円筒の回転により貯水槽から出た苗の栽培床は、次に貯水槽に到達するまで時間と共に乾燥することになり、気化熱による温度変化を生じると共に、栽培床の水分量も変化する。従って、苗に対して加わる水分ストレスや温度ストレスが大きくなり、これは苗の生長とっては好ましくないという課題がある。水分ストレスを小さくするために円筒の回転速度を速くした場合、栽培床が円筒上部付近に達した際に、栽培床内に浸透している水が栽培床から苗の茎を伝って苗の葉に垂落ちて葉や茎を汚してしまうという問題がある。また、垂れ落ちた水は、円筒中心に配設された照明機器も汚すため、照明量が汚れによって変化したり、掃除のためのメンテナンスのためのランニングコストが嵩んだり、垂れ落ちたドレン水が照明機器の故障の原因となったりするといった問題も生じる。また、加えて、苗が下部に到達した場合には葉などの地上部を含めた株全体が水に浸かったいわば過湿状態になるために、植物の生育上好ましくないという問題もある。

また、灌水手段として、特許文献１のように円筒内に散水管を配設して下向きに散水する構成とした場合にも同様のことがいえる。また、特許文献４のように円筒内に多方向に向けた散水管を設けて散水することも考えられるが、この場合、余分に廃棄される水量が多くなり、灌水のためのランニングコストが嵩む。また、円筒上方に散水しても、水が栽培床から苗の茎を伝って苗の葉に垂落ちて葉や茎を汚してしまうという問題や、照明機器にドレン水が垂れ落ちるといった問題は依然として残る。

特許文献７の栽培装置の場合、灌水は、円筒形の栽培床の内側から行われるために、上述したような、苗に対する水分ストレスや温度ストレスの問題はない。しかしながら、特許文献４−６の植物栽培装置と比較すると、各栽培床を、一定の間隔（苗同士が干渉しない程度の間隔）をあけて設置する必要があり、１本の照明機器に対する栽培床の栽培面積が小さくなるため、生産効率が低下するという問題が生じる。

また、特許文献４，５の植物栽培装置は、苗の植え付けや収穫の際に、横倒円筒の側端側から植え付け作業や収穫作業を行う必要がある。この場合、円筒をあまり長くすると、側端から円筒内中央まで作業者の手が届かず、作業性が低下するという問題を生じるため、円筒の長さが１ｍ程度に事実上制限される。従って、植物栽培装置１台あたりの栽培面積が制限され、大量生産を行う場合に必要とされる植物栽培装置の台数が多くなるため、設備コストやランニングコストが嵩むという課題がある。また、各植物栽培装置間の設置間隔だけ余分な設置面積を必要とし、単位敷地面積当たりの栽培面積がその分減少する。

また、特許文献６の植物栽培装置は、２つの半円筒状の栽培槽を水密にボルト固定した構成としているが、苗の植え付けや収穫の際にこの円筒を開け閉めする作業に手間がかかり、作業性が悪いという問題がある。また、この構造では、作業上長さ方向の長さに限界がある。

特許文献８は、上記特許文献４−７の植物栽培装置に比べて照明の数を多く必要とする。そのため、照明のための設備コストやランニングコストが嵩むという問題がある。

そこで、本発明の目的は、上記のような従来の植物栽培装置と比べ、低設備コスト、低ランニングコストで構成することができ、植え付けや収穫時の作業性も高く、栽培する植物苗に対する水分ストレスや温度ストレスも小さい植物栽培装置及びそれに用いる栽培槽を提供することにある。

本発明に係る植物栽培槽の第１の構成は、中心軸に対し垂直な半平面で複数に分割された分割筒面状に形成された栽培床と、
前記栽培床の面内に複数貫設された挿苗孔と、
前記栽培床の中心軸上に配設され、棒状体に形成され、該棒状体の全周面から発光する照明桿と、
前記栽培床の外周面全体を被覆して設けられた保水シートと、
前記栽培床の隣り合う分割筒面部分の対のうち、一対は係止手段によって前記分割筒面部分同士が係脱自在に係止され、当該一対を除く各対はヒンジにより回動自在に連結されていることを特徴とする。

この構成によれば、植物の植え付けを行う際は、係止手段を外して、栽培床の各分割筒面部分を、ヒンジを中心に回動させて開く。開いた各分割筒面部分の内面から、栽培植物の苗を各挿苗孔に差し込んで植え付ける。その後各分割筒面部分を回動させて閉じて、係止手段を係合させて円筒状の栽培床とする。植物の収穫を行う際も同様の手順で栽培槽を開閉して行う。これにより、作業者が筒内部の苗へアクセスすることが極めて容易となり、作業性が向上する。また、筒の長さを長くしても作業者が筒内部の苗へアクセスすることが可能であり、筒の長さを長くすることで、１台の植物栽培槽の栽培面積を任意に拡大することが可能となる。

苗を植え付けた栽培槽により植物を栽培する際には、照明桿によって植物苗に人工光を照射するとともに、保水シートに対して水（又は養液）を浸透させて苗に対して灌水を行う。保水シートを用いたことにより、筒全周の苗に対して常時灌水を行った状態を保つことができ、気化熱による温度変化も各苗で略一様とすることができる。従って、苗に対する水分ストレスや温度ストレスが極めて小さく、良好な生育環境が常時維持される。また、浸透灌水を使用するため、余分な灌水による水や養液の垂れ落ちが生じない。そのため、栽培植物の茎や葉に、灌水された水や養液が垂れ落ちることが防止され、常にきれいな状態で植物を栽培することができる。また、筒中心の照明桿に灌水した水や養液（ドレン水）が垂れ落ちることも防止され、照明桿の汚れによる照光量の変化、メンテナンスの作業量の上昇、ドレン水による照明桿の電気回路の故障などを防止できる。また、各苗に対する灌水量と照光量のコントロールを極めて正確に行うことが可能であるため、特に植物工場などでの正確な植物の生育制御が容易である。

ここで、本発明における栽培床は複数（２以上）の分割筒面部分を合わせた筒状に形成されているが、その分割数は特に限定されない。作業性と製作の容易性を考慮すれば、好ましくは、２乃至４分割とするのが好ましい。栽培床の形状は筒状であり、円筒状や多角筒状の何れでもよいが、回転の容易さを考慮して軸対称な筒状とするのが好ましい。栽培床の素材としては発泡樹脂やパンチングメタルなどを使用することができるが、さらに金網やプラスチック格子などの格子状の素材を使用することもできる。格子状の素材の場合、各格子の孔が挿苗孔となる。挿苗孔の大きさは、栽培する苗のサイズによって適宜設定すればよい。照明桿としては、蛍光灯やＬＥＤ蛍光管などを使用することができる。係止手段は、通常の留金やロック機構を使用することができる。

本発明に係る植物栽培槽の第２の構成は、前記第１の構成に於いて、前記栽培床の外周面と前記保水シートとの間に敷設された遮根シートを備えたことを特徴とする。

この構成によれば、栽培植物の根は、保水シートに向かって生長するが、遮根シートにより根は保水シート内部には侵入することはできないため、遮根シートと栽培床の筒外面との間に広がって生長する。これにより、収穫時に苗を挿苗孔から引き抜いた際に、根茎のほぼ全てが苗に引っ張られて引き抜かれるため、根が殆ど残ることがない。従って、そのまま続けて次の苗を植え付けることが可能であり、生産性及び作業性が向上する。

ここで、遮根シートとは、水は通すが植物の根は通さない程度のメッシュからなるシートを言う。

本発明に係る植物栽培槽の第３の構成は、前記第１又は２の構成に於いて、前記栽培床の両端を閉蓋する閉鎖蓋板を備え、
前記閉鎖蓋板は、内面に反射部材が設けられていることを特徴とする。

この構成によれば、照明桿から発せされる照射光は、円筒の端部では閉鎖蓋板により反射されるため、照射光をのほぼ全てを苗に照射することができる。これにより、照射効率が向上し、照明のためのランニングコストを抑えることができる。

本発明に係る植物栽培槽の第４の構成は、前記１乃至３の何れか一の構成に於いて、前記照明桿は、ＬＥＤ蛍光管であり、その周方向の角度を複数の区間に区画したとき、隣り合う区画ごとにその区画の方向に照射する光のスペクトルが異なるように構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、円周方向の区画毎に照射する光の種類（スペクトル）を変化させて栽培することができる。栽培床の筒を、照明桿の周りに回転させながら栽培すると、時間帯によって苗に照射する光の種類（スペクトル）を変化させて栽培することができ、これにより、照射光波長による植物の生育制御を行うことが可能となる。

本発明に係る植物栽培槽の第５の構成は、前記１乃至４の何れか一の構成に於いて、前記保水シートは、軸方向に複数の区間に分割されており、隣り合う各分割区間の保水シートは、間隙を開けて配置されていることを特徴とする。

この構成によれば、各分割区間の保水シート間において、毛管現象による水の移動が遮断される。特に、植物栽培槽を、中心軸を縦向きに設置して栽培する場合には、植物栽培槽の上端側の保水シート端部から灌水供給を行うことになるが、保水シートが分割されていなければ、供給された水（又は養液）は毛管現象によって速やかに下方に移動し、保水シートの下部が常に水分過多な状態、上部が水分過少な状態となって灌水状態が栽培槽全体で不均一となる。しかし、保水シートを分割区間ごとに区切り、間隙をあけて配置することにより、分割区間で毛管現象による水移動は一旦遮断されるため、上述のような保水シート内の水分の不均一な状態が緩和され、栽培槽全体における灌水の均一性が確保されるため、栽培植物を均一な状態に生長させることができる。

本発明に係る植物栽培槽の第６の構成は、前記照明桿と平行に配設され、側面に複数の給気口が貫設された給気管と、
を備え、
前記給気管は、透明部材によって構成されており、
前記照明桿は、その径が前記給気管の径より小さく、且つ前記給気管の内部に、前記給気管と同軸に挿設されていることを特徴とする。

この構成によれば、給気管を通して植物の栽培に必要な温度、湿度、ＣＯ_２濃度のエアを筒内に供給して植物の生育調整を行うことができる。また、照明桿は給気管の内部に配設されているため、照明桿が給気管によって保護された状態となる。そのため、作業者が作業時に誤って照明桿を破損する事故を防止できると共に、給気管がカバーとなって照明桿の汚れを防止し、掃除などのメンテナンス作業が容易となる。

本発明に係る植物栽培装置の第１の構成は、中心軸が水平となるように配設された、上記第１乃至６の何れか一の構成の植物栽培槽と、
前記植物栽培槽の前記栽培床を電気モータにより回転させる回転駆動機構と、
前記植物栽培槽の前記保水シートに灌水を供給する灌水供給機構と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、植物栽培槽の筒を横倒し状態として回転駆動機構に回転させながら、上述の植物栽培槽によって筒内部の植物を栽培することができる。

本発明に係る植物栽培装置の第２の構成は、中心軸が垂直となるように配設された、請求項１乃至６の何れか一記載の植物栽培槽と、
前記照明桿を垂直に固定するとともに、前記植物栽培槽を支承する架台と、
前記植物栽培槽の前記保水シートに灌水を供給する灌水供給機構と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、植物栽培槽の縦向き状態として上述の植物栽培槽によって筒内部の植物を栽培することができる。

本発明に係る植物栽培装置の第３の構成は、前記第１又は２の構成に於いて、前記灌水供給機構は、
養液を貯留する養液タンクと、
前記栽培床の上部に、前記栽培床の全長に亘って配設された点滴灌水管と、
前記点滴灌水管に養液を供給する養液ポンプと、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、点滴灌水管により植物栽培槽の保水シートに上部から点滴灌水することによって、水や養液が廃棄される無駄を最小にして灌水を行うことができる。また、点滴灌水管と保水シートを併用することで、各苗に一様に灌水することができるとともに、灌水量の正確な制御が可能となる。これによって、植物工場などに於いて生産調整が容易となる。

本発明に係る植物栽培装置の第４の構成は、前記１乃至３の何れか一の構成に於いて、前記植物栽培槽は、前記第６の構成の植物栽培槽であり、
前記植物栽培槽の前記給気管に対し、調製空気を供給する給気ポンプと、
前記給気ポンプから供給する調製空気の温度、湿度、及び二酸化炭素濃度を調整する空気調整装置と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、温度、湿度、及び二酸化炭素濃度を調整した空気を給気管から植物栽培槽の筒内に供給することで、植物の生長制御を行うことが可能となる。

本発明に係る植物栽培装置の第５の構成は、前記１乃至４の何れか一の構成に於いて、前記植物栽培槽の内部に、前記植物栽培槽の内部の空気を攪拌するサーキュレータを備えたことを特徴とする。

この構成により、植物栽培槽内の空気がサーキュレータにより攪拌又は循環され、植物栽培槽内の温度、湿度、炭酸ガスのムラが均一化される。これにより、栽培植物の光合成をより有効に行うことができ、栽培植物の生育が促進される。また、植物栽培槽内に植え付けられた植物苗がサーキュレータの引き起こす風によって揺動されることにより、植物苗が着花している際には、花から花粉が風に乗って運ばれ、主に植物栽培槽内の植物苗の花に受粉する。これにより、閉鎖空間であっても受粉用昆虫を用いたり人手により受粉作業を行ったりすることなく、容易に受粉させることができる。

本発明に係る植物栽培方法は、スポンジ状の苗床に植栽された植物の苗を、前記第１の構成の植物栽培装置の前記栽培床の前記各挿苗孔に、前記苗床の下面が前記栽培床の外面と略同一面となるか又は前記栽培床の外面から凸出する深さまで、前記苗床を押し込んで挿着する苗挿着工程と、
前記灌水供給機構により、前記保水シートが常時湿潤した状態を保つように灌水を連続的又は間歇的に供給しつつ、前記回転駆動機構により前記栽培床を連続的又は間歇的に回転させ、且つ前記照明桿により前記栽培床の内面全体を照明し、植物の苗を栽培する栽培工程と、を有することを特徴とする。

また、本発明に係る植物栽培方法は、スポンジ状の苗床に植栽された植物の苗を、前記第２の構成の植物栽培装置の前記栽培床の前記各挿苗孔に、前記苗床の下面が前記栽培床の外面と略同一面となるか又は前記栽培床の外面から凸出する深さまで、前記苗床を押し込んで挿着する苗挿着工程と、
前記灌水供給機構により、前記保水シートが常時湿潤した状態を保つように灌水を連続的又は間歇的に供給し、且つ前記照明桿により前記栽培床の内面全体を照明し、植物の苗を栽培する栽培工程と、を有することを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、栽培床を分割筒面状に形成し、それらをヒンジ及び係止手段によって結合して開閉自在な筒状体としたことにより、作業者が筒内部の苗へアクセスすることが極めて容易となり、植え付けや収穫時やメンテナンス時の作業性が向上する。また、筒長が長くても作業者が筒内の苗へ容易にアクセスすることが可能であり、筒長さを長くすることで、１台の植物栽培槽の栽培面積を任意に拡大することが可能となり、低設備コスト、低ランニングコストで構成することができる。

また、保水シートに対して水（又は養液）を浸透させて苗に対して灌水を行う構成としたことによって、筒全周の苗に対し灌水状態を略一様化でき、気化熱による温度変化も各苗で略一様とすることができる。従って、苗に対する水分ストレスや温度ストレスが極めて小さくでき、良好な生育環境が常時維持され、生産性を向上させることができる。また、全ての苗に対する灌水制御が容易となるため、灌水制御によるきめ細かい植物の生長制御が可能となる。

また、１本の照明桿によって照明がされる栽培床の面積が広く、照明の設備コスト及びランニングコストを低減させることができる。

また、栽培床の外周面と保水シートとの間に敷設された遮根シートを設けることによって、栽培植物の根が保水シート内部には侵入することがなく、収穫時に苗を挿苗孔から引き抜いた後に、根が殆ど残ることがなく、そのまま続けて次の苗を植え付けることが可能であり、生産性及び作業性が向上する。

また、保水シートを軸方向に複数の区間に分割し、隣り合う各分割区間の保水シートを、間隙を開けて配置することで、各分割区間の保水シート間において、毛管現象による水の移動が遮断される。これにより、灌水として供給された水（又は養液）が毛管現象によって速やかに下方に移動し保水シート全体で水分布が不均一化する現象が抑止され、水分の不均一な状態が緩和され、栽培槽全体における灌水の均一性が確保されるため、栽培植物を均一な状態に生長させることができる。

また、給気管を通して植物の栽培に必要な温度、湿度、ＣＯ_２濃度のエアを筒内に供給して植物の生育調整を行うことで、栽培植物のきめ細かい生長制御を行うことができる。また、給気管を透光部材とし、照明桿を給気管の内部に配設することで、照明桿が給気管によって保護された状態となるため、作業者が作業時に誤って照明桿を破損する事故を防止できると共に、給気管がカバーとなって照明桿の汚れを防止し、掃除などのメンテナンス作業が容易となる。

実施例１に係る植物栽培装置のシステム全体を表す構成図である。 本発明の実施例１に係る植物栽培装置の外観斜視図である。 図２の植物栽培装置の内部構造を表す斜視図である。 照明・給気桿アッセンブリの端部の（ａ）拡大斜視図及び（ｂ）内部構造図である。 植物栽培槽２の分解斜視図である。 植物栽培槽２の機構を表す簡略模式図である。図６（ａ）が図２乃至図５の植物栽培槽２の機構を表し、図６（ｂ）は他の例の植物栽培槽２の機構を表す。 植物栽培槽２への苗の植え付け作業及び苗の根茎の発達の説明図である。 照明桿２４の周方向の角度区間ごとにその区画方向に照射する光のスペクトルが異なるように構成した例を示す図である。 本発明の実施例２に係る植物栽培装置の外観斜視図である。 図９の植物栽培槽２の内部構造を表す斜視図である。 本発明の実施例３に係る植物栽培装置のシステム全体を表す構成図である。 図１１の植物栽培装置の外観斜視図である。 図１２の植物栽培装置の内部構造を表す斜視図である。 図１２，図１３の植物栽培槽２の外観斜視図である。 本発明の実施例４に係る植物栽培装置の内部構造を表す斜視図である。 本発明の実施例５に係る植物栽培装置の内部構造を表す斜視図である。 本発明の実施例６に係る植物栽培装置の内部構造を表す斜視図である。 特許文献１記載の植物栽培装置（芽物野菜の栽培装置）である。 特許文献４記載の植物栽培装置（カプセル型野菜栽培装置）である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、実施例１に係る植物栽培装置のシステム全体を表す構成図である。本実施例の植物栽培装置１は、図１に示すように、植物栽培槽２、架台３、４つの回転ローラ４、駆動モータ５、点滴灌水管６、廃液トレイ７、排液管８、養液タンク９、養液管１０、養液ポンプ１１、ＣＯ２タンク１２、水タンク１３、空気調整装置１４、ＣＯ２供給管１５、給水管１６、給気管１７、調整空気管１８、給気ポンプ１９、及び制御盤２０を備えている。

植物栽培槽２は、筒状の栽培床２１、栽培床２１の外周面全体を被覆して設けられた保水シート２２及び遮根シート２３、栽培床２１の中心軸上に配設された照明桿２４及び給気管２５等を備えている。植物栽培槽２の詳細については後述する。

架台３は、植物栽培槽２を支承するフレームである。架台３は、矩形枠状のベースフレーム部３ａと、矩形枠状のベースフレーム部３ａの対向する一対の辺の中央の上面に立設された中央支持柱部３ｂと、当該一対の辺の左右端付近の上面に立設された両側支持柱部３ｃを備えている（図２参照）。４つの回転ローラ４は、架台３の各両側支持柱部３ｃに軸支されており、植物栽培槽２の両端を下側から回転自在に支承している。駆動モータ５は、４つの回転ローラ４のうちの一つに取り付けられており、架台３の両側支持柱部３ｃに固定されている。駆動モータ５は、回転ローラ４を回転駆動する電気モータ及びギア機構からなる。４つの回転ローラ４及び駆動モータ５によって、植物栽培槽２を回転駆動する回転駆動機構が構成されている。

尚、図には示していないが、移動作業を容易にするため、ベースフレーム部３ａの底面の４隅にキャスターを取り付けてもよい。

点滴灌水管６は、植物栽培槽２の上方に配置され、架台３に架け渡して設けられている。廃液トレイ７は、植物栽培槽２の下方に配置されたトレイであり、植物栽培槽２から滴下排出される余分な水又は養液を集水する。排液管８は、廃液トレイ７に接続されており、廃液トレイ７に溜まる廃液を排出する。養液タンク９は、養液を貯留するタンクである。養液管１０は、養液タンク９と点滴灌水管６とを接続する管路である。養液ポンプ１１は、養液管１０の途中に設けられており、養液タンク９から点滴灌水管６へ養液を圧送する液体ポンプである。点滴灌水管６、養液タンク９、養液管１０及び養液ポンプ１１により、植物栽培槽２の保水シート２２に灌水を供給する灌水供給機構が構成されている。

尚、本実施例では、灌水には養液（水と液体肥料の混合液）を使用しているが、栽培する植物によっては単なる水を使用してもよい。

ＣＯ２タンク１２は、二酸化炭素を貯留するタンクである。水タンク１３は、水を貯留するタンクである。空気調整装置１４は、設定された温度、湿度、ＣＯ２濃度の調整空気を調整する装置である。ＣＯ２供給管１５は、ＣＯ２タンク１２と空気調整装置１４に接続された管路であり、ＣＯ２タンク１２から空気調整装置１４へ二酸化炭素を供給する。給水管１６は、水タンク１３と空気調整装置１４に接続された管路であり、水タンク１３から空気調整装置１４へ湿度調整用の水を供給する。給気管１７は、乾燥空気を空気調整装置１４に供給する管路である。調整空気管１８は、空気調整装置１４の吐出側と植物栽培槽２の給気管２５に接続された管路であり、空気調整装置１４が吐出する調整空気を植物栽培槽２の給気管２５へ送気する。給気ポンプ１９は、調整空気管１８の途中に設けられており、空気調整装置１４から植物栽培槽２の給気管２５へ調整空気を圧送する気体ポンプである。

制御盤２０は、駆動モータ５、養液ポンプ１１、空気調整装置１４、給気ポンプ１９、及び植物栽培槽２の照明桿２４を制御する装置である。

図２は、本発明の実施例１に係る植物栽培装置の外観斜視図である。図３は、図２の植物栽培装置の内部構造を表す斜視図である。図４は、照明・給気桿アッセンブリの端部の（ａ）拡大斜視図及び（ｂ）内部構造図である。図５は、植物栽培槽２の分解斜視図である。図２乃至図５において、図１と同様の構成部分については同符号を付している。

植物栽培槽２は、半円筒面型の一対の栽培床２１，２１、保水シート２２，２２、遮根シート２３，２３と、給気管２５の内部に照明桿２４が挿設された照明・給気桿アッセンブリと、一対のフレーム２６，２６と、各フレーム２６，２６の両端を閉蓋する４枚の閉鎖蓋板２７とを備えている。

フレーム２６は、平行に配置された２つの半月型のエッジフレーム部２６ａの弦の端同士を、２本の平行な直線フレーム部２６ａにより接合して半円筒形に構成されている。２つのフレーム２６，２６は、半円筒の平面側を互いに合わせた状態で配置され、２対の側辺（直線フレーム部２６ａの対）のうちの一方がヒンジ２８により回動自在に結合され、他方がフックなどの係止手段２９（図６参照）により係脱自在に係止されている。

各フレーム２６の両端のエッジフレーム部２６ａ，２６ａは、閉鎖蓋板２７によって閉蓋されている。閉鎖蓋板２７は、半月径の平板からなり、内側面には反射部材（アルミ箔など）が貼設されている。

それぞれの栽培床２１は、半円筒面状の多孔板により構成されている。栽培床２１の側面には、多数の挿苗孔３０が等間隔に表裏を貫いて貫設されている。挿苗孔３０の間隔は、栽培する植物苗の種類によって適宜設定されるが、一般には１０〜２０ｃｍ間隔とされる。各栽培床２１は、対応するフレーム２６の枠内に着接されており、２つの栽培床２１，２１の２つの向かい合う側辺対のうちの一対は、フレーム２６，２６を介して回動自在に連結され、他方はフレーム２６，２６を介して係止手段２９（図６参照）により係脱自在に係止された状態に構成されている。

それぞれの栽培床２１の外面には、当該外面全体を被覆して遮根シート２３，保水シート２２がこの順で積層して張設されている。図５では、分かりやすくするために遮根シート２３と保水シート２２を分離して表示しているが、遮根シート２３と保水シート２２が一体に接着したもの（例えば、市販の防根保水シート）を用いてもよい。遮根シート２３及び保水シート２２は、ピン、クリップ、針金、紐などの留具（図示せず）によって、栽培床２１の外面に固定する。

照明・給気桿アッセンブリは、透明な多孔管である給気管２５の内部に、当該給気管２５と同軸に、当該給気管２５の径よりも小径の直棒状体に形成された照明桿２４を挿設したものである（図４参照）。照明桿２４には、通常の蛍光灯やＬＥＤ蛍光管等が用いられる。給気管２５は、側面に多数の給気口３１が開口形成されている。給気管２５の両端は、気密栓２５ａ，２５ａにより閉栓されており、一方の端の気密栓２５ａには、給気管２５内へ調整空気を供給するための給気ポート２５ｂが開口形成されている。照明桿２４の両端はソケット２４ａ，２４ａに嵌合されており、ソケット２４ａ，２４ａを気密栓２５ａ，２５ａに固定することにより、照明桿２４が給気管２５の中心に位置するように位置決めされている。

尚、給気管２５の側面の給気口３１の向きは、図４のように水平向き乃至下向きとするのが好ましい。給気管２５管内にホコリや水滴などが入りにくいからである。

上記照明・給気桿アッセンブリは、図３に示したように、一対の栽培床２１で構成された円筒の中心軸上に配設され、上記照明・給気桿アッセンブリの両端部は架台３の中央支持柱部３ｂ，３ｂの間に架設される（図３参照）。

図６は、植物栽培槽２の機構を表す簡略模式図である。図６（ａ）が図２乃至図５の植物栽培槽２の機構を表し、図６（ｂ）は他の例の植物栽培槽２の機構を表す。

図６においては、植物栽培槽２を円筒中心軸の方向から見ている。図６において、エッジフレーム部２６ａ及びヒンジ２８は図２乃至図５の同符号のものに対応している。図２乃至図５の植物栽培槽２は、図６（ａ）に示した様に、２分割した円筒状であり、ヒンジ２８を中心として矢印Ａの方向に回動することができる。植物栽培装置１に設置する場合には、ヒンジ２８に対向する側の辺が合わさった状態で、フックなどの係止手段２９によって両エッジフレーム部２６ａを係止する。また、苗の植え付け、苗の収穫、内部の掃除やメンテナンスの際には、点線で示した様に、係止手段２９を外して両エッジフレーム部２６ａを開いて作業を行う。このように、植物栽培槽２が軸方向に割れて開くため、植物栽培槽２の軸方向の長さが長い場合でも、作業者は容易に植物栽培槽２の内部にアクセスして作業を行うことができる。

図６（ｂ）は他の例の植物栽培槽２の例である。図６（ｂ）の例では、フレーム２６（及び閉鎖蓋板２７，栽培床２１）を、円筒を３分割した分割円筒状に形成した例である。この場合、３つの分割筒面部分ａ，ｂ，ｃ（図６（ｂ）参照）の対（ａ，ｂ），（ｂ，ｃ），（ｃ，ａ）のうち、一対（ｃ，ａ）は係止手段２９によって分割筒面部分ａ，ｃ同士が係脱自在に係止されており、他の各対（ａ，ｂ），（ｂ，ｃ）はヒンジ２８によって回動自在に連結されている。このような構成でも、図６（ｂ）の矢印Ｂに示す方向に分割筒面部分ａ，ｃを開いて植物栽培槽２の内部にアクセスして作業を行うことができる。

尚、図６では、２分割と３分割の例を示したが、本発明に於いては４以上に分割することも勿論可能である。

以上のように構成された本実施例に係る植物栽培装置について、以下それを使用した植物栽培方法について説明する。

最初に、栽培植物の苗を栽培床２１に植え付ける作業を行う。この作業は、図６で説明したように、植物栽培槽２の係止手段２９を外して各分割筒面部分を開き、栽培床２１の内面から各挿苗孔３０に栽培植物の苗を差し込んで植え付けを行う。

図７は、植物栽培槽２への苗の植え付け作業及び苗の根茎の発達の説明図である。栽培植物の苗は、図７（ａ）に示した様に、スポンジ状のポリウレタン角部材の苗床３１の上面中央部に切り込みを入れて、植物苗３２の根をその切り込みに差し込んだ状態である。尚、これは一例であり、通常のポット苗を用いることもできる。

上記栽培植物の苗を植物栽培槽２へ植え付ける際には、栽培床２１の挿苗孔３０に、ポリウレタン角部材の苗床３１を押し込めばよい（図７（ｂ））。このとき、苗床３１の下面が、栽培床２１の外面２１ａと略同一面となるか又は栽培床２１の外面２１ａから稍凸出する深さまで、苗床３１を押し込む。これにより、苗床３１の下面は遮根シート２３に接触し、保水シート２２に浸透灌水された養液が遮根シート２３を通して苗床３１へ浸透し、植物苗３２への灌水がされる。

この状態で、各分割筒面部分を閉じて係止手段２９を係合させ、植物栽培槽２を円筒状とする。そして、照明桿２４により植物苗３２に人工光を照射するとともに、空気調整装置１４により温度、湿度、二酸化炭素濃度が調整された調整空気を給気管２５から植物栽培槽２内へ給気し、さらに養液管１０により保水シート２２が常時湿潤した状態に保たれるように点滴灌水を行う。また、駆動モータ５によって回転ローラ４を回転駆動して、植物栽培槽２を連続的又は間歇的に低速回転させる。これらの制御は、制御盤２０によって行われる。

保水シート２２を用いたことにより、栽培床２１の筒全周の植物苗３２に対して常時灌水を行った状態を保つことができ、気化熱による温度変化も各苗で略一様とすることができる。従って、植物苗３２に対する水分ストレスや温度ストレスが極めて小さく、良好な生育環境が常時維持される。また、保水シート２２を介した浸透灌水を使用するため、余分な灌水による水や養液の垂れ落ちが殆ど生じない。そのため、植物苗３２の茎や葉に、灌水された水や養液が垂れ落ちることが防止され、常にきれいな状態で植物苗３２を栽培することができる。また、筒中心の照明・給気桿アッセンブリ（照明桿２４＋給気管２５）に灌水した水や養液が垂れ落ちることも防止され、照明・給気桿アッセンブリの汚れによる照光量の変化、メンテナンスの作業量の上昇、付着水による照明桿２４の電気的故障などを防止できる。また、各植物苗３２に対する灌水量と照光量のコントロールを極めて正確に行うことが可能であるため、正確な植物苗３２の生育制御が容易である。

植物苗３２が生長すると、植物苗３２の根系３３は、苗床３１の外へ伸長し発達する。このとき、苗床３１の下面と保水シート２２との間には遮根シート２３が張られているため、植物苗３２の根系３３は保水シート２２内へ侵入することができず、栽培床２１の外面２１ａと遮根シート２３との間の隙間に沿って発達する（図７（ｃ））。

また、植物栽培槽２を連続的又は間歇的に低速回転させることで、植物苗３２は、一定の周期で上下が変化する。これにより、植物苗３２は、重力屈性がキャンセルされるため、植物栽培槽２の中心方向への伸長が抑えられると考えられる。これにより、植物苗３２の背丈が高くなりすぎて隣接する植物苗３２の葉同士が当たり傷つくことを防止できると考えられる。

尚、照明桿２４にＬＥＤ蛍光管を使用する場合には、照明桿２４の周方向の角度を複数の角度区間に区画し、隣り合う区画ごとにその区画方向に照射する光のスペクトルが異なるように構成してもよい。例えば、図８において、照明桿２４の周方向の角度を２つの角度区間Ａ，Ｂに区画し、区画Ａの方向に照射する光を青色、区画Ｂの方向に照射する光を赤色となるように構成することができる。このようにすれば、植物栽培槽２が回転することにより、植物苗３２へは異なる色の照射光が一定間隔で交互に照射され、これにより植物の生長を制御することができる。

一定の栽培時間が経過して植物苗３２が十分に生長すると、次に収穫作業を行う。この作業も、図６で説明したように、植物栽培槽２の係止手段２９を外して各分割筒面部分を開き、栽培床２１の内面から各挿苗孔３０に植えられた植物苗３２を苗床３１ごと引き抜いて収穫する。このとき、植物苗３２の根系３３は遮根シート２３によって保水シート２２への侵入が妨げられているため、引き抜いた際に植物苗３２の根系３３もほぼ全て抜き取られる。従って、そのまま続けて次の植物苗３２の植え付け作業を行うことが可能であり、生産性及び作業性が向上する。

図９は、本発明の実施例２に係る植物栽培槽２の外観斜視図である。図１０は、図９の植物栽培槽２の内部構造を表す斜視図である。実施例１と比較すると、本実施例の植物栽培槽２は、栽培床２１の形状を円筒形から六角柱筒形に変更した点が相違し、それに伴い、閉鎖蓋板２７，保水シート２２，遮根シート２３の形状も変更された点が相違する。それ以外については、実施例１と同様である。

このように栽培床２１の形状を多角柱筒形とすれば、栽培床２１を矩形板状の多孔板を組合わせて製作することができ、製作が容易となる。尚、図９及び図１０では、一例として、栽培床２１を六角柱筒形に構成した例を示したが、本発明は六角柱筒形に限定されず、それ以外の多角柱筒形とすることもできる。

図１１は、本発明の実施例３に係る植物栽培装置のシステム全体を表す構成図である。図３において、実施例１の図１と同様の構成については同符号を付している。本実施例の植物栽培装置は、植物栽培槽２を、円筒軸を垂直にして床面に立設したことを特徴としている。従って、灌水は、図１に示した様に、垂直に立てた植物栽培槽２の上部に、植物栽培槽２の円筒状の栽培床２１の上端部に沿って点滴灌水管６を配設することによって行う（図１３参照）。

図１２は、図１１の植物栽培装置の外観斜視図である。図１３は、図１２の植物栽培装置の内部構造を表す斜視図である。図１４は、図１２，図１３の植物栽培槽２の外観斜視図である。図１３では、内部構造を示すため、架台３は透過色で示している。また、図１２乃至図１４において、実施例１と同様の部分については同符号を付している。

本実施例の植物栽培装置における植物栽培槽２は、保水シート２２を円筒の軸方向に沿って複数の区間（２２ａ〜２２ｆ）に分割した点と、架台３を縦型に変更し、植物栽培槽２のエッジフレーム部２６ａに、栽培床２１の上端部に沿って円弧状の灌水通過スリッド２６ｃを貫設した点に於いて実施例１と相違している。尚、本実施例では植物栽培槽２は固定設置としているため、実施例１の回転駆動機構は備えていない。勿論、実施例１と同様に回転駆動機構を備えてもよい。

図１２，図１３に示した様に、架台３は、床面に接する底部に、円環状のベースフレーム部３ａを備え、ベースフレーム部３ａの上面に、２本の垂直フレーム部３ｅ，３ｅを垂直に立設し、垂直フレーム部３ｅ，３ｅの上端に、ベースフレーム部３ａと平行に円環状の天板フレーム部３ｄを接続した構成を有する。尚、ベースフレーム部３ａと天板フレーム部３ｄは同型である。ベースフレーム部３ａ及び天板フレーム部３ｄには、円環の中心を通る直線状の梁が設けられており、この梁の中央（円環の中心位置）に、照明桿２４及び給気管２５からなる照明・給気桿アッセンブリ（実施例１と同じ）の端部が固定されている。

尚、図には示していないが、移動作業を容易にするため、ベースフレーム部３ａの底面にキャスターを取り付けてもよい。

また、図１４に示すように、植物栽培槽２の保水シート２２は、軸方向に複数の区間（２２ａ〜２２ｆ）に分割されており、隣り合う各分割区間の保水シートは、間隙３５を開けて配置されている。尚、栽培床２１と保水シート２２ａ〜２２ｆの間に敷設された遮根シート２３（図５参照）については分割されていない。

また、本実施例の植物栽培槽２では、保水シート２２の上端部から灌水する必要があるため、図１４に示すように、エッジフレーム部２６ａには、保水シート２２の上端の円弧に沿って、円弧状の灌水通過スリッド２６ｃが貫通形成されている。尚、図示していないが、下部のエッジフレーム部２６ａにも排水のために同様の灌水通過スリッド２６ｃが形成されている。

点滴灌水管６は、図１３に示した様に、この灌水通過スリッド２６ｃに沿って円環状に配設されている。尚、点滴灌水管６は、架台３の天板フレーム部３ｄの底面に固定されている。

以上のように構成された本実施例の植物栽培装置について、以下それを使用した植物栽培方法について説明する。

最初に、栽培植物の苗を栽培床２１に植え付ける作業を行う。この作業は、実施例１と同様である。

次に、植え付けた栽培植物の苗を栽培する。このとき、栽培植物の苗は水平方向に向けた状態で植え付けられ栽培される。苗に対する照明と、調整空気の供給については、実施例１で説明した通りである。苗に対する灌水は、点滴灌水管６から行い、点滴灌水管６から滴下される養液は、灌水通過スリッド２６ｃを通って最上部の保水シート２２ａの上端縁に滴下供給される。保水シート２２ａに滴下された養液は、重力と毛管現象によって保水シート２２ａを下方に移動しながら浸透拡散する。保水シート２２ａの下端に達した養液は、間隙３５があるためそれより下には毛管現象によっては移動できない。そのため、保水シート２２ａの最大保水量に達するまで供給された殆どの養液は保水シート２２ａ内に溜まり続ける（但し厳密には、多少の養液は遮根シート２３を伝って下部へ移動する）。保水シート２２ａの最大保水量を越えると、余分な養液がその下の保水シート２２ｂへと移動し、同様に保水シート２２ｂが飽和するまで保水シート２２ｂ内に養液が溜まる。以下、同様にして上から下へと各保水シート２２ａ〜２２ｆに養液が供給される。

このように、各分割区間の保水シート２２ａ〜２２ｆの間において、毛管現象による水の移動が遮断される。仮に、保水シート２２が分割されていなければ、上部から供給された養液は毛管現象によって速やかに下方に移動し、保水シート２２の下部が常に水分過多な状態、上部が水分過少な状態となって灌水状態が植物栽培槽２全体で不均一となる。しかし、保水シート２２を分割区間ごとに区切り、間隙３５をあけて配置することにより、間隙３５で毛管現象による水移動は一旦遮断されるため、上述のような保水シート２２内の水分の不均一な状態が緩和され、植物栽培槽２全体における灌水の均一性が確保される。これにより、栽培植物を均一な状態に生長させることができる。

最後に、生長した栽培植物の収穫作業を行う。収穫作業については、実施例１と同様である。

図１５は、本発明の実施例４に係る植物栽培装置の内部構造を表す斜視図である。尚、本実施例の植物栽培装置は、植物栽培槽２の一方の端部の閉鎖蓋板２７，２７の略中央に、サーキュレータ４０，４０が取り付けられていることを特徴とし、それ以外の構成については実施例１と同様である。尚、本実施例の植物栽培装置では、２個のサーキュレータ４０，４０を備えた例を示すが、サーキュレータの数については、１個又は３個以上であってもよい。

サーキュレータ４０は、円筒ケーシングの後部側面に設けられたスリットから外部空気を吸入して、内部に設けられたファンにより正面端側の吐出口（図１８において正面を向いた側の端）から吸入した空気を吐出する。サーキュレータ４０，４０は、植物栽培槽２の中心軸方向と略平行な向きに送風する。このように、植物栽培槽２の内部にサーキュレータ４０を設けることによって、植物栽培槽２内の空気を循環され、植物栽培槽２内の温度、湿度、炭酸ガスのムラが均一化される。これにより、栽培植物の光合成をより有効に行うことができ、栽培植物の生育が促進される。

尚、図１５の例では、２つのサーキュレータ４０，４０は、ともに一方の端に配置した例を示したが、一方のサーキュレータ４０を一方の端の右側に配置し、他方のサーキュレータ４０を他方の端の左側に配置する構成としてもよい。この配置によって、植物栽培槽２内の空気循環がより円滑となる。

図１６は、本発明の実施例５に係る植物栽培装置の内部構造を表す斜視図である。尚、本実施例の植物栽培装置は、植物栽培槽２の両端部の閉鎖蓋板２７，２７の内側に、サーキュレータ４０，４０が支柱４１及び連結筒４２を介して架台３の中央支持柱部３ｂに取り付けられていることを特徴とし、それ以外の構成については実施例１と同様である。尚、本実施例の植物栽培装置では、２個のサーキュレータ４０，４０を備えた例を示すが、サーキュレータの数については、１個（片側のみ）又は３個以上（１つの支柱４１に複数のサーキュレータを取り付けたもの）であってもよい。各サーキュレータ４０は、実施例４と同様のものである。サーキュレータ４０の位置は、照明・給気桿アッセンブリ（照明桿２４及び給気管２５）の上方である。サーキュレータ４０，４０は、植物栽培槽２の中心軸方向と略平行な向きに送風する。これにより、実施例４の場合と同様の作用効果が得られる。

また、本実施例に於いては、実施例４では、各サーキュレータ４０は植物栽培槽２の回転に随伴して回転するが、本実施例においては、各サーキュレータ４０は架台３に固定されおり回転しない。従って、植物栽培槽２の回転に伴い、その時点で植物栽培槽２の上部に位置する栽培床２１に植え付けられた各々の植物苗に、サーキュレータ４０，４０から送風される風が当たり、植物苗が揺さぶられる。この植物苗の揺動効果を高めるために、サーキュレータ４０，４０の吐出向きを稍上向きとしてもよい。また、左右のサーキュレータ４０，４０の吐出中心軸方向がぶつからないように、左右のサーキュレータ４０，４０の吐出向きを左右にずらすように配設してもよい。

植物栽培槽２の上部の植物苗がサーキュレータ４０，４０の風によって揺動されることにより、植物苗が着花している際には、花から花粉が落下して風に乗って運ばれ、主に植物栽培槽２の下部の植物苗の花に受粉する。これにより、閉鎖空間であっても受粉用昆虫を用いたり人手により受粉作業を行ったりすることなく、容易に受粉させることができる。

尚、図１６の例では、２つのサーキュレータ４０，４０は、ともに照明・給気桿アッセンブリ（照明桿２４及び給気管２５）の上方に配置した例を示したが、一方のサーキュレータ４０を照明・給気桿アッセンブリの上方（又は右方）に配置し、他方を照明・給気桿アッセンブリの下方（又は左方）に配置する構成としてもよい。この配置によって、植物栽培槽２内の空気循環がより円滑となる。

図１７は、本発明の実施例６に係る植物栽培装置の内部構造を表す斜視図である。尚、本実施例の植物栽培装置は、植物栽培槽２の上端部の閉鎖蓋板２７，２７の略中央に、サーキュレータ４０，４０が取り付けられていることを特徴とし、それ以外の構成については実施例３と同様である。尚、本実施例の植物栽培装置では、２個のサーキュレータ４０，４０を備えた例を示すが、サーキュレータの数については、１個又は３個以上であってもよい。

サーキュレータ４０，４０は、植物栽培槽２の中心軸方向と略平行な向きに鉛直下方に向けて送風する。このように、植物栽培槽２の内部にサーキュレータ４０を設けることによって、照明桿２４から発せられる熱で暖まり植物栽培槽２の上部に溜まる暖気が下方に送られて循環され、植物栽培槽２内の温度、湿度、炭酸ガスのムラが均一化される。これにより、栽培植物の光合成をより有効に行うことができ、栽培植物の生育が促進される。

尚、本実施例では、サーキュレータ４０，４０を上部の閉鎖蓋板２７，２７に固定した例を示したが、実施例５と同様に支柱４１及び連結筒４２を用いて架台３の天板フレーム部３ｄに固定するように構成することもできる。そうすれば、サーキュレータ４０，４０と植物栽培槽２とを別体として構成することができ、植物栽培槽２を取り外して、メンテナンス作業等を行う場合にサーキュレータ４０が邪魔にならず、作業性が向上する。

１ 植物栽培装置
２ 植物栽培槽
３ 架台
３ａ ベースフレーム部
３ｂ 中央支持柱部
３ｃ 両側支持柱部
３ｄ 天板フレーム部
３ｅ 垂直フレーム部
４ 回転ローラ
５ 駆動モータ
６ 点滴灌水管
７ 廃液トレイ
８ 排液管
９ 養液タンク
１０ 養液管
１１ 養液ポンプ
１２ ＣＯ２タンク
１３ 水タンク
１４ 空気調整装置
１５ ＣＯ２供給管
１６ 給水管
１７ 給気管
１８ 調整空気管
１９ 給気ポンプ
２０ 制御盤
２１ 栽培床
２１ａ 外面
２２ 保水シート
２３ 遮根シート
２４ 照明桿
２４ａ ソケット
２５ 給気管
２５ａ 気密栓
２５ｂ 給気ポート
２６ フレーム
２６ａ エッジフレーム部
２６ｃ 灌水通過スリッド
２７ 閉鎖蓋板
２８ ヒンジ
２９ 係止手段
３０ 挿苗孔
３１ 苗床
３２ 植物苗
３３ 根系
３５ 間隙
４０ サーキュレータ
４１ 支柱
４２ 連結筒

Claims (13)

1. 筒状の栽培床と、
   前記栽培床の面内に複数貫設された挿苗孔と、
   前記栽培床の中心軸上に配設され、棒状体に形成され、該棒状体の全周面から発光する照明桿と、
   前記栽培床の外周面全体を被覆して設けられた保水シートと、を備え、
   前記栽培床は、筒の中心軸を端として該中心軸に対し垂直な半平面を分割面とし、複数に分割された各分割筒面部分を合わせて筒状に形成されており、
   前記栽培床の隣り合う前記分割筒面部分の対のうち、一対は係止手段によって前記分割筒面部分同士が係脱自在に係止され、当該一対を除く各対はヒンジにより回動自在に連結されていることを特徴とする植物栽培槽。
2. 前記栽培床の外周面と前記保水シートとの間に敷設された遮根シートを備えたことを特徴とする請求項１記載の植物栽培槽。
3. 前記栽培床の両端を閉蓋する閉鎖蓋板を備え、
   前記閉鎖蓋板は、内面に反射部材が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の植物栽培槽。
4. 前記照明桿は、ＬＥＤ蛍光管であり、その周方向の角度を複数の区間に区画したとき、隣り合う区画ごとにその区画の方向に照射する光のスペクトルが異なるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一に記載の植物栽培槽。
5. 前記保水シートは、軸方向に複数の区間に分割されており、隣り合う各分割区間の保水シートは、間隙を開けて配置されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一記載の植物栽培槽。
6. 前記照明桿と平行に配設され、側面に複数の給気口が貫設された給気管と、
   を備え、
   前記給気管は、透明部材によって構成されており、
   前記照明桿は、その径が前記給気管の径より小さく、且つ前記給気管の内部に、前記給気管と同軸に挿設されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一記載の植物栽培槽。
7. 中心軸が水平となるように配設された、請求項１乃至６の何れか一記載の植物栽培槽と、
   前記照明桿を水平に固定するとともに、前記植物栽培槽を回転自在に下部から支承する架台と、
   前記植物栽培槽の前記栽培床を電気モータにより回転させる回転駆動機構と、
   前記植物栽培槽の前記保水シートに灌水を供給する灌水供給機構と、を備えた植物栽培装置。
8. 中心軸が垂直となるように配設された、請求項１乃至６の何れか一記載の植物栽培槽と、
   前記照明桿を垂直に固定するとともに、前記植物栽培槽を支承する架台と、
   前記植物栽培槽の前記保水シートに灌水を供給する灌水供給機構と、を備えた植物栽培装置。
9. 前記灌水供給機構は、
   養液を貯留する養液タンクと、
   前記栽培床の上部に、前記栽培床の全長に亘って配設された点滴灌水管と、
   前記点滴灌水管に養液を供給する養液ポンプと、を備えたことを特徴とする請求項７又は８記載の植物栽培装置。
10. 前記植物栽培槽は、請求項６記載の植物栽培槽であり、
    前記植物栽培槽の前記給気管に対し、調製空気を供給する給気ポンプと、
    前記給気ポンプから供給する調製空気の温度、湿度、及び二酸化炭素濃度を調整する空気調整装置と、を備えた請求項７乃至９の何れか一記載の植物栽培装置。
11. 前記植物栽培槽の内部に、前記植物栽培槽の内部の空気を攪拌するサーキュレータを備えたことを特徴とする請求項７乃至１０の何れか一記載の植物栽培装置。
12. スポンジ状の苗床に植栽された植物の苗を、請求項７に記載の植物栽培装置の前記栽培床の前記各挿苗孔に、前記苗床の下面が前記栽培床の外面と略同一面となるか又は前記栽培床の外面から凸出する深さまで、前記苗床を押し込んで挿着する苗挿着工程と、
    前記灌水供給機構により、前記保水シートが常時湿潤した状態を保つように灌水を連続的又は間歇的に供給しつつ、前記回転駆動機構により前記栽培床を連続的又は間歇的に回転させ、且つ前記照明桿により前記栽培床の内面全体を照明し、植物の苗を栽培する栽培工程と、を有する植物栽培方法。
13. スポンジ状の苗床に植栽された植物の苗を、請求項８に記載の植物栽培装置の前記栽培床の前記各挿苗孔に、前記苗床の下面が前記栽培床の外面と略同一面となるか又は前記栽培床の外面から凸出する深さまで、前記苗床を押し込んで挿着する苗挿着工程と、
    前記灌水供給機構により、前記保水シートが常時湿潤した状態を保つように灌水を連続的又は間歇的に供給し、且つ前記照明桿により前記栽培床の内面全体を照明し、植物の苗を栽培する栽培工程と、を有する植物栽培方法。