JP2016202047A - 栽培装置および植物の栽培方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりも簡便な構成で培地の温度を一定の温度範囲に保つことができる栽培装置および栽培方法を提供する。【解決手段】栽培装置（１００）は、発泡プラスチックから形成されたプランタ（１０）と、プランタ内に保持された培地（２０）と、培地上に配設された灌水チューブ（３０）と、プランタ上に配置され、第１断熱材料から形成された蓋部材（４０）と、灌水チューブに所定の温度範囲に調整された養液を供給する養液供給装置（７０）とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、植物の栽培に用いられる栽培装置に関する。また、本発明は、植物の栽培方法にも関する。

近年、日本の農業問題が喧しく取り沙汰されており、高付加価値な新しい農業形態として植物工場が注目されている。植物工場は、閉鎖的または半閉鎖的な空間内で光、温度、湿度、二酸化炭素濃度、培養液などの環境条件を人工的に制御することにより、季節や気候に左右されない安定的な作物生産（植物栽培）を可能にするシステムである。

植物工場には、太陽光を利用する「太陽光利用型」と、人工光を利用する「完全制御型」の２種類がある。また、太陽光利用型は、厳密には、光源として太陽光のみを用いるものと、補助的に人工光を用いるもの（「人工光併用型」と呼ばれることもある。）の２種類に分けられる。

人工光を利用した栽培に適した植物として、イチゴが有望視されている。イチゴは、光要求量が比較的少ないからである。また、イチゴは、草丈が低く、栽培に必要なスペースが比較的小さいので、多段式栽培により収量増加を見込めるという利点も有する。さらに、イチゴは、市場規模の点からも魅力的な作物である。

イチゴなどの果物は、一日（つまり２４時間）の間に寒暖の差を十分に与えることによって品質が良くなることが知られている。つまり、明期における気温と、暗期における気温との差がある程度以上に大きいことが好ましい。

ただし、培地の温度が低くなり過ぎると、根の活性が低下する。根の活性低下は、チップバーン等の生理障害の原因となる。また、根の活性低下は、収量や品質（具体的には糖度や果重）の低下の原因にもなる。そのため、暗期においても培地の温度を所定の温度以上に保つことが好ましい。

特許文献１には、培地周辺に周辺加熱用パイプが設けられるとともに、培地内に培地加熱用パイプが設けられた栽培装置が開示されている。この栽培装置では、培地加熱用パイプおよび周辺加熱用パイプの内部にオイルまたは温湯を循環させることにより、培地内および培地周辺が加温される。

また、特許文献２には、培地内に電熱温床線が設けられた栽培装置が開示されている。この栽培装置では、電熱温床線によって培地が加温される。

特開２００２−３４５３４３号公報 特開２００４−１６０９０号公報

しかしながら、特許文献１および２の栽培装置では、加温のための部材（培地加熱用パイプや電熱温床線）を培地内に設置するので、以下の３つの問題がある。

まず、定植ごとに加温部材を設置し直す必要があるので、手間がかかる。また、コストがかさむ。さらに、植物工場における多段式の栽培棚に特許文献１および２の手法を適用すると、構造が複雑になってしまう。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来よりも簡便な構成で培地の温度を一定の温度範囲に保つことができる栽培装置および栽培方法を提供することにある。

本発明の実施形態による栽培装置は、発泡プラスチックから形成されたプランタと、前記プランタ内に保持された培地と、前記培地上に配設された灌水チューブと、前記プランタ上に配置され、第１断熱材料から形成された蓋部材と、前記灌水チューブに所定の温度範囲に調整された養液を供給する養液供給装置と、を備える。

ある実施形態において、前記第１断熱材料は、連続気泡を有する。

ある実施形態において、前記第１断熱材料は、発泡プラスチックである。

ある実施形態において、前記第１断熱材料は、軟質ウレタンフォームである。

ある実施形態において、本発明による栽培装置は、前記蓋部材の上に、植物の株元を囲むように配置された支持部材であって、第２断熱材料から形成された支持部材をさらに備える。

ある実施形態において、前記第２断熱材料は、軟質ウレタンフォームである。

ある実施形態において、前記蓋部材と前記灌水チューブとの間に空隙が形成されている。

ある実施形態において、前記蓋部材と前記培地との間に存在する空気層の厚さが２ｃｍ以上４ｃｍ以下である。

ある実施形態において、本発明による栽培装置は、前記灌水チューブおよび前記培地を覆うように配置されたマルチフィルムをさらに備える。

ある実施形態において、前記マルチフィルムは遮光性を有する。

ある実施形態において、本発明による栽培装置は、前記蓋部材を覆う遮光フィルムをさらに備える。

ある実施形態において、本発明による栽培装置は、前記蓋部材と前記灌水チューブとの間に配置された防水フィルムをさらに備える。

ある実施形態において、前記養液供給装置は、前記養液を貯蔵する養液タンクと、前記養液を前記養液タンクから前記灌水チューブに導く配管と、前記配管を加熱するヒータとを含む。

ある実施形態において、前記養液供給装置は、前記養液を貯蔵する養液タンクと、前記養液タンクの容量よりも小さな容量を有するサブ養液タンクと、前記サブ養液タンクを加熱するヒータとを含む。

ある実施形態において、本発明による栽培装置は、前記灌水チューブから前記培地への灌水を行う時期を制御するコントローラをさらに備える。

ある実施形態において、前記コントローラは、少なくとも明期に灌水を行うように前記養液供給装置を制御する。

ある実施形態において、本発明による栽培装置は、前記培地の温度を検出するセンサをさらに備え、前記コントローラは、前記センサによって検出された前記培地の温度に基づいて前記養液供給装置を制御し得る。

本発明の実施形態による植物の栽培方法は、発泡プラスチックから形成されたプランタ、前記プランタ内に保持され、植物の根を支持する培地、および、前記プランタ上に配置され、第１断熱材料から形成された蓋部材を用意する工程（Ａ）と、所定の温度範囲に調整された養液を前記培地に与える工程（Ｂ）と、を包含する。

ある実施形態において、前記第１断熱材料は、軟質ウレタンフォームである。

ある実施形態では、前記工程（Ａ）において、前記蓋部材の上に、植物の株元を囲むように配置された支持部材であって、第２断熱材料から形成された支持部材がさらに用意される。

ある実施形態において、前記第２断熱材料は、軟質ウレタンフォームである。

ある実施形態では、前記工程（Ａ）において、前記培地上に配設された灌水チューブがさらに用意され、前記工程（Ｂ）において、前記灌水チューブから前記培地に前記養液が与えられる。

ある実施形態において、前記蓋部材と前記灌水チューブとの間に空隙が形成されている。

ある実施形態では、前記工程（Ａ）において、前記養液を前記灌水チューブに導く配管がさらに用意され、前記工程（Ｂ）は、前記配管を加熱する工程（Ｂ−１）を含む。

ある実施形態では、前記工程（Ａ）において、前記養液を貯蔵する養液タンク、および、前記養液タンクの容量よりも小さな容量を有するサブ養液タンクがさらに用意され、前記工程（Ｂ）は、前記配管を加熱する工程（Ｂ−２）を含む。

ある実施形態において、本発明による植物の栽培方法は、前記培地の温度を検出する工程（Ｃ）をさらに包含する。

ある実施形態において、前記植物はイチゴである。

ある実施形態において、前記工程（Ｂ）は、明期および暗期の両方にわたって前記培地の温度が１７℃以上２３℃以下の範囲内に維持されるように実行される。

ある実施形態において、前記工程（Ｂ）は、少なくとも明期において複数回実行され、前記工程（Ｂ）において、２０℃以上２５℃以下の温度範囲に調整された前記養液が前記培地に与えられる。

本発明の実施形態によると、従来よりも簡便な構成で培地の温度を一定の温度範囲に保つことができる栽培装置および栽培方法が提供される。

本発明の実施形態による栽培装置１００を模式的に示す断面図である。 栽培装置１００を模式的に示す斜視図である。 栽培装置１００を模式的に示す斜視図である。 配管７２を加熱するためのリボンヒータ７３ａを模式的に示す図である。 養液の温度と培地２０の温度との関係を示すグラフである。 本発明の実施形態による栽培装置２００を模式的に示す断面図である。 栽培装置２００の他の構成を模式的に示す断面図である。 栽培装置１００の他の構成を模式的に示す断面図である。 本発明の実施形態による栽培装置３００を模式的に示す斜視図である。 本発明の実施形態による栽培装置４００を模式的に示す断面図である。 栽培装置４００を模式的に示す斜視図である。 養液供給装置７０を制御するための具体的な構成の例を示すブロック図である。 養液供給装置７０を制御するための具体的な構成の他の例を示すブロック図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

（実施形態１）
図１に、本実施形態における栽培装置１００を示す。図１は、栽培装置１００を模式的に示す断面図である。ここでは、栽培装置１００で栽培される植物がイチゴ１である場合を例として説明を行う。

栽培装置１００は、図１に示すように、プランタ１０と、プランタ１０内に保持された培地２０と、培地２０上に配設された灌水チューブ３０と、プランタ１０上に配置された蓋部材４０とを備える。

プランタ１０は、上部が開放された箱状であり、その内部に培地２０が保持される空間を有している。プランタ１０の内底面には、排水溝１０ａが形成されている。なお、プランタ１０の具体的な形状は、図１（および後述する図２、図３）に例示するものに限定されない。

プランタ１０は、発泡プラスチックから形成されている。プランタ１０の材料である発泡プラスチックとしては、例えば、発泡スチロールを好適に用いることができる。プランタ１０の材料として、発泡スチロール以外の発泡プラスチックを用いてもよい。

培地２０は、イチゴ１の根を支持する。培地２０としては、種々の固形培地を用いることができる。培地２０は、ロックウールやパーライトなどの無機培地であってもよいし、ヤシガラやピートモスなどの有機培地であってもよい。

灌水チューブ３０は、灌水時期において培地２０に養液（図１では白抜き矢印で示されている）を与える。養液は、井戸水などの原水に、植物の生育に必要な各種元素が添加された液体である。灌水チューブ３０としては、例えば、点滴灌水チューブを好適に用いることができる。点滴灌水チューブは、内部に一定間隔でドリッパと呼ばれる点滴機器を有しており、広範囲に均一に灌水を行うことができる。

図１では、１つのプランタ１０に対して２本の灌水チューブ３０が設けられる構成を例示しているが、灌水チューブ３０の本数は２に限定されない。１つのプランタ１０に対して１本または３本以上の灌水チューブ３０が設けられてもよい。

灌水チューブ３０および培地２０を覆うように、マルチフィルム５０が配置されている。マルチフィルム５０は、農業用の種々のマルチフィルムであり得る。ここでは、マルチフィルム５０は、黒色であり、遮光性を有する。

蓋部材４０は、プランタ１０の上部を塞ぐように配置されている。ただし、蓋部材４０は、イチゴ１の株元に対応する位置に、株元部分の茎を通すための開口部を有する。

蓋部材４０は、断熱材料から形成されている。本実施形態では、蓋部材４０は、発泡プラスチックから形成されており、より具体的には、軟質ウレタンフォームから形成されている。

蓋部材４０と培地２０との間には、空気層ＡＬが存在する。蓋部材４０は、例えば接着テープによってプランタ１０に固定される。

本実施形態における栽培装置１００は、さらに、灌水チューブ３０に所定の温度範囲に調整された養液を供給する養液供給装置（図１では不図示）を備える。以下、図２および図３も参照しながら、養液供給装置を含む栽培装置１００の構成をより具体的に説明する。図２および図３は、栽培装置１００を模式的に示す斜視図である。なお、図２および図３では、わかりやすさのために一部の構成要素（培地２０、蓋部材４０およびマルチフィルム５０）を省略している。

図２および図３に示すように、プランタ１０は、多段式の栽培棚６０の各段に配置されている。栽培棚６０の個数および段数は、図２および図３に例示している数に限定されない。

各プランタ１０の上方には、照明素子６２が設けられている。図２および図３に示す例では、照明素子６２は、光源として複数の冷陰極管６２ａを有する。照明素子６２の光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）であってもよい。

栽培装置１００は、既に説明したように、養液供給装置７０を備える。図２および図３に示す例では、養液供給装置７０は、養液を貯蔵する養液タンク（給液タンク）７１と、養液を養液タンク７１から灌水チューブ３０に導く配管（給液配管）７２と、配管７２を加熱するヒータ（図２および図３では不図示）とを含む。

養液供給装置７０は、ヒータで配管７２を加熱することにより、灌水チューブ３０に所定の温度範囲に調整された養液を供給することができる。ヒータは、例えば、図４に示すようなリボンヒータ７３ａである。リボンヒータ７３ａは、配管７２の外周面に巻き付けられている。リボンヒータ７３ａは、外部から供給される電力によって発熱し、配管７２のような管状の物体を好適に加熱することができる。

また、図２および図３に示す例では、プランタ１０から排出された養液を回収するための排液タンク８１と、プランタ１０から排出された養液を排液タンク８１に導く配管（排液配管）８２とが設けられている。配管８２は、プランタ１０の排水溝１０ａに接続されている。

上述したように、本実施形態における栽培装置１００は、灌水チューブ３０に所定の温度範囲に調整された養液を供給する養液供給装置７０を備えているので、加温された養液を灌水チューブ３０から培地２０に与えることにより、培地２０を加温することができる。また、本実施形態における栽培装置１００では、培地２０が、発泡プラスチックから形成されたプランタ１０と、断熱材料から形成された蓋部材４０とによって囲まれているので、加温された培地２０の温度を長時間にわたって所望の温度範囲内に保つことが容易である。本実施形態によれば、培地２０内に加温のための部材（特許文献１に開示されているような培地加熱用パイプや特許文献２に開示されているような電熱温床線）を設置する必要がないので、手間やコストを削減することができる。また、多段式の栽培棚６０を用いる場合であっても、構造が複雑化しない。つまり、本実施形態によれば、従来よりも簡便な構成で培地２０の温度を一定の温度範囲に保つことができる。

栽培される植物がイチゴ１である場合、明期および暗期の両方にわたって培地２０の温度が１７℃以上２３℃以下の範囲内に維持されるように、灌水を実行する（灌水チューブ３０から培地２０へ加温された養液を与える）ことが好ましい。例えば、灌水は、少なくとも明期において複数回実行され、灌水の際には、２０℃以上２５℃以下の温度範囲に調整された養液が培地２０に与えられる。

ここで、図５を参照しながら、本実施形態による栽培装置１００の効果を検証した結果を説明する。図５は、養液の温度と、培地２０の温度との関係を示しており、横軸に時刻をとり、縦軸に温度をとったグラフである。

図５には、養液を２５℃、２０℃および１５℃に加温した場合と、養液を加温しなかった場合とについて、培地２０の温度変化を示している。養液を加温しなかった場合については、軟質ウレタンフォームから形成された蓋部材４０を設ける構成（「蓋有り」）と、設けない構成（「蓋無し」）の２通りを示している。また、図５には、室内温度の変化を併せて示している。灌水は、明期に４回（９：００、１３：００、１７：００および２１：００）行った。各回における灌水量は、１株当たり５０ｍｌである。検証に際して用いたプランタ１０、培地２０、灌水チューブ３０、蓋部材４０の仕様は、下記表１の通りである。

図５からわかるように、室内温度は、明期には２２℃〜２３℃まで上昇するのに対し、暗期には１２℃前後まで低下する。養液を加温しなかった場合、および、養液を１５℃（つまり目標温度範囲の下限を下回る温度）に加温した場合は、暗期には培地２０の温度が１７℃未満となった。これに対し、養液を２５℃に加温した場合、および、養液を２０℃に加温した場合は、明期および暗期の両方にわたって培地２０の温度が１７℃以上２３℃以下の範囲内に維持された。また、養液を加温しなかった場合の「蓋有り」と「蓋無し」との比較から、蓋部材４０を設けることにより、培地２０の温度の変動を抑制し、培地２０の温度を一定に保ちやすくなることがわかる。

また、本実施形態では、蓋部材４０が軟質ウレタンフォームから形成されている。イチゴ１は、その成長に伴って果房数が増えていく（つまり蓋部材４０の開口部を通る茎の本数が増えていく）。軟質ウレタンフォームは、柔軟性を有しているので、軟質ウレタンフォームから形成された蓋部材４０は、イチゴ１の成長を阻害することがない。また、イチゴ１の成長に伴い、果実（偽果）が蓋部材４０上に垂れ下がることがあるが、軟質ウレタンフォームから形成された蓋部材４０は、果実を柔らかく受け止めることができるので、果実の傷みを防止することができる。

勿論、軟質ウレタンフォームは、発泡プラスチックの一種であるので、保温効果も有している。軟質ウレタンフォームとしては、種々の軟質ウレタンフォームを用いることができ、例えば、培地用の軟質ウレタンフォームを用いることもできる。十分な保温効果を得る観点からは、軟質ウレタンフォームから形成された蓋部材４０の厚さは、２ｃｍ以上であることが好ましい。

蓋部材４０は、必ずしも一体に成形されている必要はない。蓋部材４０は、例えば、軟質ウレタンフォームから形成された複数のブロック（ウレタンブロック）を組み合わせたものであってもよい。

また、蓋部材４０を構成する断熱材料は、軟質ウレタンフォーム以外の断熱材料であってもよく、繊維系の断熱材料（例えばロックウール）であってもよいし、発泡系の断熱材料（典型的には発泡プラスチック）であってもよい。連続気泡（連続的な空隙とも言い換えられる）を有する断熱材料は、適度な柔軟性を有するので、蓋部材４０の材料として好適に用いられる。断熱材料の柔軟性は、例えば断熱材料の密度によって特徴付けられる。断熱材料の密度が例えば２０ｋｇ／ｍ³以下であると、上述した効果（イチゴ１の成長を阻害せず、また、果実の傷みを防止する効果）を好適に得ることができる。

本実施形態のように、灌水チューブ３０および培地２０を覆うようにマルチフィルム５０が配置されていると、保温効果をいっそう高くすることができる。また、図１では、わかりやすさのために灌水チューブ３０の下側から養液が吐出されるように図示しているが、実際には、灌水チューブ３０の上側から養液が吐出されることもある。マルチフィルム５０は防水性を有しているので、マルチフィルム５０が灌水チューブ３０を覆っていることにより、養液が蓋部材４０に浸み込むことを防止できる。

また、本実施形態のようにマルチフィルム５０が遮光性を有していると、培地２０に光が照射されることによる藻の発生を防止することができる。藻は、栽培される植物の栄養不足の原因となる。

（実施形態２）
図１には、灌水チューブ３０の上端が蓋部材４０の裏面にほぼ接している（つまり蓋部材４０と灌水チューブ３０との間に空隙が形成されていない）構成を例示したが、本発明の実施形態による栽培装置は、この構成に限定されない。

図６に、本実施形態における栽培装置２００を示す。図６は、栽培装置２００を模式的に示す断面図である（イチゴ１の図示は省略している）。本実施形態の栽培装置２００では、図６に示すように、蓋部材４０と灌水チューブ３０との間（より具体的には蓋部材４０の裏面と灌水チューブ３０の上端との間）に空隙ｇが形成されている。

蓋部材４０と培地２０との間に存在する空気層ＡＬは、断熱層として機能し、培地２０の保温に寄与する。そのため、本実施形態のように、蓋部材４０と灌水チューブ３０との間に空隙ｇを形成することにより、つまり、空気層ＡＬを厚くすることにより、培地２０を保温する効果をいっそう高くすることができる。

培地２０の保温効果を十分に高くする観点からは、空気層ＡＬの厚さは、具体的には、２ｃｍ以上であることが好ましい。ただし、空気層ＡＬの厚さが４ｃｍを超えると、株元の管理が難しくなることがあるので、空気層ＡＬの厚さは４ｃｍ以下であることが好ましい。

なお、マルチフィルム５０を省略してもよい。本実施形態における栽培装置２００（あるいは実施形態１における栽培装置１００）は、例えば、図７に示すように、マルチフィルム５０に代えて、蓋部材４０を覆う遮光フィルム５１を備えてもよい。遮光フィルム５１により、遮光性を有するマルチフィルム５０と同様に、培地２０に光が照射されることによる藻の発生を防止することができる。遮光フィルム５１は、光反射フィルムであってもよいし、光吸収フィルムであってもよい。光反射フィルムは、光を反射する材料から形成された層を含む。光吸収フィルムは、光を吸収する材料から形成された層を含む。遮光フィルム５１として光反射フィルムを用いると、光反射フィルムで反射された光が植物に照射されるので、植物の受光量を増やすことができる。

遮光フィルム５１を用いる代わりに、蓋部材４０として十分に高い遮光性を有するものを用いてもよい。例えば、蓋部材４０を形成するための断熱材料に顔料を混練したり、蓋部材４０の表面に遮光性材料を塗布することにより、蓋部材４０に十分な遮光性を付与できる。

マルチフィルム５０を省略する場合、実施形態１における栽培装置１００（あるいは本実施形態における栽培装置２００）は、図８に示すように、蓋部材４０と灌水チューブ３０との間に配置された防水フィルム５２をさらに備えてもよい。防水フィルム５２は、液体を透過しない材料から形成された層を含む。蓋部材４０と灌水チューブ３０との間に空隙が形成されない構成においては、防水フィルム５２を設けることにより、蓋部材４０への養液の浸み込みを防止することが好ましい。

（実施形態３）
養液供給装置７０は、実施形態１において例示したような、配管（給液配管）７２をヒータによって加熱する構成に限定されない。図９に、本実施形態における栽培装置３００を示す。

本実施形態の栽培装置３００では、図９に示すように、養液供給装置７０は、養液タンク７１と、養液を灌水チューブ３０に導く配管７２と、養液タンク７１および配管７２の間に設けられたサブ養液タンク７４と、サブ養液タンク７４を加熱するヒータ（不図示）とを含む。

サブ養液タンク７４は、養液タンク７１の容量よりも小さな容量（例えば灌水１回分）を有する。サブ養液タンク７４を加熱するヒータとしては、例えば、水用ヒータを用いることができる。この構成では、ヒータでサブ養液タンク７４を加熱することにより、灌水チューブ３０に所定の温度範囲に調整された養液を供給することができる。配管７２をヒータにより加熱する構成は、安価に少量の養液を加熱できるという利点を有する。これに対し、サブ養液タンク７４を加熱する構成は、適量の養液を好適に加熱できるという利点を有する。

なお、養液供給装置７０は、必ずしもヒータを有する必要はない。例えば、養液タンク７１および／またはサブ養液タンク７４を、温度調節された部屋内に設置しておくことにより、養液タンク７１および／またはサブ養液タンク７４内の養液を所定の温度範囲に調節し得る。

（実施形態４）
図１０および図１１に、本実施形態における栽培装置４００を示す。図１０および図１１は、それぞれ栽培装置４００を模式的に示す断面図および斜視図である。以下では、栽培装置４００が、実施形態１における栽培装置１００と異なる点を中心に説明を行う。

本実施形態における栽培装置４００は、図１０および図１１に示すように、蓋部材４０の上に、イチゴ１の株元を囲むように配置された支持部材４２を備える点において、実施形態１における栽培装置１００と異なっている。

支持部材４２は、断熱材料から形成されている。本実施形態では、支持部材４２は、軟質ウレタンフォームから形成されている。なお、図１１には、支持部材４２が複数のウレタンブロック４２ａを組み合わせて構成された例を示しているが、支持部材４２は一体に形成されていてもよい。

本実施形態における栽培装置４００では、上述したような支持部材４２が設けられていることにより、保温効果のいっそうの向上を図るとともに、イチゴ１の自重による果房の折れを防止することができる。

なお、図１１には、上方から見たときに四角環状である支持部材４２を例示しているが、支持部材４２の全体形状はこれに限定されるものではない。支持部材４２は、イチゴ１の茎（株元部分の茎）を支持できる形状であればよい。

支持部材４２は、蓋部材４０と同じ断熱材料から形成されていてもよいし、異なる断熱材料から形成されていてもよく、例示した軟質ウレタンフォーム以外の断熱材料（例えばロックウール）から形成されていてもよい。

本実施形態にように、支持部材４２が軟質ウレタンフォームから形成されていると、イチゴ１の成長を阻害することがない。また、果房折れを防止する効果も高い。

（養液供給装置を制御するための構成）
図１２に、養液供給装置７０を制御するための具体的な構成の例を示す。図１２に示す例では、養液供給装置７０は、配管７２またはサブ養液タンク７４を加熱するヒータ７３に加え、配管７２と灌水チューブ３０との間に設けられた電磁弁７５を有する。そして、養液供給装置７０は、コントローラ９０によって制御される。コントローラ９０は、具体的には、ヒータ７３のオン・オフや加熱温度、電磁弁の開閉などを制御する。

このように、図１２に示す例では、コントローラ９０が、灌水チューブ３０から培地２０への灌水を行う時期を制御する。コントローラ９０は、例えば、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）のようなコンピュータである。

コントローラ９０は、少なくとも明期に灌水を行うように養液供給装置７０を制御する。明期における灌水回数に特に制限はないが、明期において複数回灌水が行われることが好ましい。また、必要に応じて暗期に灌水を行ってもよい。

各回における灌水量は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。例えば、明期における最初の（１回目の）灌水時は、培地２０の温度が比較的低くなっているので、灌水量を２回目以降よりも多くしてもよい。

各回における養液の温度は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。例えば、明期における最初の（１回目の）灌水時は、培地２０の温度が比較的低くなっているので、養液の温度を２回目以降よりも高くしてもよい。

図１３に、養液供給装置７０を制御するための具体的な構成の例を示す。図１３に示す例では、栽培装置１００（または２００）は、培地２０の温度を検出するセンサ９１を備えており、コントローラ９０は、センサ９１によって検出された培地２０の温度に基づいて養液供給装置７０を制御することができる。

具体的には、コントローラ９０は、培地２０の温度に基づいて、灌水時期、灌水回数、灌水量、養液温度などを調整することができる。例えば、コントローラ９０は、センサ９１の出力値（つまり培地２０の温度）が予め決められた値を下回ったときに灌水するように養液供給装置７０を制御することができる。

コントローラ９０が、センサ９１によって検出された培地２０の温度に基づいて養液供給装置７０を制御することにより、培地２０の温度をより確実に所望の温度範囲に保つことができる。

なお、上記の説明では、栽培される植物としてイチゴを例示したが、本発明の実施形態による栽培装置（または栽培方法）により栽培される植物は、イチゴに限定されるものではなく、例えばメロンやブルーベリーであってもよい。

本明細書は、以下の項目に記載の栽培装置および栽培方法を開示している。

［項目１］
発泡プラスチックから形成されたプランタと、
前記プランタ内に保持された培地と、
前記培地上に配設された灌水チューブと、
前記プランタ上に配置され、第１断熱材料から形成された蓋部材と、
前記灌水チューブに所定の温度範囲に調整された養液を供給する養液供給装置と、
を備える栽培装置。

項目１に記載の栽培装置は、灌水チューブに所定の温度範囲に調整された養液を供給する養液供給装置を備えているので、加温された養液を灌水チューブから培地に与えることにより、培地を加温することができる。また、培地が、発泡プラスチックから形成されたプランタと、断熱材料から形成された蓋部材とによって囲まれるので、加温された培地の温度を長時間にわたって所望の温度範囲内に保つことが容易である。項目１に記載の栽培装置によれば、培地内に加温のための部材を設置する必要がないので、手間やコストを削減することができる。また、多段式の栽培棚を用いる場合であっても、構造が複雑化しない。このように、項目１に記載の栽培装置によれば、従来よりも簡便な構成で培地の温度を一定の温度範囲に保つことができる。

［項目２］
前記第１断熱材料は、連続気泡を有する項目１に記載の栽培装置。

項目２に記載の栽培装置によれば、植物の成長を阻害することがなく、また、果実の傷みを防止することができる。

［項目３］
前記第１断熱材料は、発泡プラスチックである項目１または２に記載の栽培装置。

［項目４］
前記第１断熱材料は、軟質ウレタンフォームである項目１から３のいずれかに記載の栽培装置。

項目４に記載の栽培装置によれば、植物の成長を阻害することがなく、また、果実の傷みを防止することができる。

［項目５］
前記蓋部材の上に、植物の株元を囲むように配置された支持部材であって、第２断熱材料から形成された支持部材をさらに備える項目１から４のいずれかに記載の栽培装置。

項目５に記載の栽培装置によれば、保温効果のいっそうの向上を図るとともに、果房の折れを防止することができる。

［項目６］
前記第２断熱材料は、軟質ウレタンフォームである項目５に記載の栽培装置。

項目６に記載の栽培装置によれば、植物の成長を阻害することがなく、また、果房折れを防止する効果を高くすることができる。

［項目７］
前記蓋部材と前記灌水チューブとの間に空隙が形成されている項目１から６のいずれかに記載の栽培装置。

項目７に記載の栽培装置によれば、培地を保温する効果をいっそう高くすることができる。

［項目８］
前記蓋部材と前記培地との間に存在する空気層の厚さが２ｃｍ以上４ｃｍ以下である項目１から７のいずれかに記載の栽培装置。

項目８に記載の栽培装置によれば、培地を保温する効果をいっそう高くすることができる。

［項目９］
前記灌水チューブおよび前記培地を覆うように配置されたマルチフィルムをさらに備える項目１から８のいずれかに記載の栽培装置。

項目９に記載の栽培装置によれば、保温効果をいっそう高くすることができ、また、養液が蓋部材に浸み込むことを防止できる。

［項目１０］
前記マルチフィルムは遮光性を有する項目９に記載の栽培装置。

項目１０に記載の栽培装置によれば、培地に光が照射されることによる藻の発生を防止することができる。

［項目１１］
前記蓋部材を覆う遮光フィルムをさらに備える項目１から８のいずれかに記載の栽培装置。

項目１１に記載の栽培装置によれば、培地に光が照射されることによる藻の発生を防止することができる。

［項目１２］
前記蓋部材と前記灌水チューブとの間に配置された防水フィルムをさらに備える項目１１に記載の栽培装置。

項目１２に記載の栽培装置によれば、蓋部材への養液の浸み込みを防止することができる。

［項目１３］
前記養液供給装置は、前記養液を貯蔵する養液タンクと、前記養液を前記養液タンクから前記灌水チューブに導く配管と、前記配管を加熱するヒータとを含む項目１から１２のいずれかに記載の栽培装置。

項目１３に記載の栽培装置によれば、養液を所定の温度範囲に調整することを好適に実現できる。

［項目１４］
前記養液供給装置は、前記養液を貯蔵する養液タンクと、前記養液タンクの容量よりも小さな容量を有するサブ養液タンクと、前記サブ養液タンクを加熱するヒータとを含む項目１から１２のいずれかに記載の栽培装置。

項目１４に記載の栽培装置によれば、養液を所定の温度範囲に調整することを好適に実現できる。

［項目１５］
前記灌水チューブから前記培地への灌水を行う時期を制御するコントローラをさらに備える項目１から１４のいずれかに記載の栽培装置。

［項目１６］
前記コントローラは、少なくとも明期に灌水を行うように前記養液供給装置を制御する項目１５に記載の栽培装置。

［項目１７］
前記培地の温度を検出するセンサをさらに備え、
前記コントローラは、前記センサによって検出された前記培地の温度に基づいて前記養液供給装置を制御し得る項目１５または１６に記載の栽培装置。

項目１７に記載の栽培装置によれば、培地の温度をより確実に所望の温度範囲に保つことができる。

［項目１８］
発泡プラスチックから形成されたプランタ、前記プランタ内に保持され、植物の根を支持する培地、および、前記プランタ上に配置され、第１断熱材料から形成された蓋部材を用意する工程（Ａ）と、
所定の温度範囲に調整された養液を前記培地に与える工程（Ｂ）と、
を包含する植物の栽培方法。

項目１８に記載の栽培方法によれば、所定の温度範囲に調整された養液が培地に与えられるので、そのことによって培地を加温することができる。また、培地は、発泡プラスチックから形成されたプランタと、断熱材料から形成された蓋部材とによって囲まれるので、加温された培地の温度を長時間にわたって所望の温度範囲内に保つことが容易である。項目１８に記載の栽培方法によれば、培地内に加温のための部材を設置する必要がないので、手間やコストを削減することができる。また、多段式の栽培棚を用いる場合であっても、栽培装置の構造が複雑化しない。このように、項目１８に記載の栽培方法によれば、従来よりも簡便な構成で培地の温度を一定の温度範囲に保つことができる。

［項目１９］
前記第１断熱材料は、軟質ウレタンフォームである項目１８に記載の栽培方法。

項目１９に記載の栽培方法によれば、植物の成長を阻害することがなく、また、果実の傷みを防止することができる。

［項目２０］
前記工程（Ａ）において、前記蓋部材の上に、植物の株元を囲むように配置された支持部材であって、第２断熱材料から形成された支持部材がさらに用意される項目１８または１９に記載の栽培方法。

項目２０に記載の栽培方法によれば、保温効果のいっそうの向上を図るとともに、果房の折れを防止することができる。

［項目２１］
前記第２断熱材料は、軟質ウレタンフォームである項目２０に記載の栽培方法。

項目２１に記載の栽培方法によれば、植物の成長を阻害することがなく、また、果房折れを防止する効果を高くすることができる。

［項目２２］
前記工程（Ａ）において、前記培地上に配設された灌水チューブがさらに用意され、
前記工程（Ｂ）において、前記灌水チューブから前記培地に前記養液が与えられる項目１８から２１のいずれかに記載の栽培方法。

［項目２３］
前記蓋部材と前記灌水チューブとの間に空隙が形成されている項目２２に記載の栽培方法。

項目２３に記載の栽培方法によれば、培地を保温する効果をいっそう高くすることができる。

［項目２４］
前記工程（Ａ）において、前記養液を前記灌水チューブに導く配管がさらに用意され、
前記工程（Ｂ）は、前記配管を加熱する工程（Ｂ−１）を含む項目２２または２３に記載の栽培方法。

項目２４に記載の栽培方法によれば、養液を所定の温度範囲に調整することを好適に実現できる。

［項目２５］
前記工程（Ａ）において、前記養液を貯蔵する養液タンク、および、前記養液タンクの容量よりも小さな容量を有するサブ養液タンクがさらに用意され、
前記工程（Ｂ）は、前記配管を加熱する工程（Ｂ−２）を含む項目２２または２３に記載の栽培方法。

項目２５に記載の栽培装置によれば、養液を所定の温度範囲に調整することを好適に実現できる。

［項目２６］
前記培地の温度を検出する工程（Ｃ）をさらに包含する項目１８から２５のいずれかに記載の栽培方法。

項目２６に記載の栽培方法によれば、培地の温度をより確実に所望の温度範囲に保つことができる。

［項目２７］
前記植物はイチゴである項目１８から２６のいずれかに記載の栽培方法。

［項目２８］
前記工程（Ｂ）は、明期および暗期の両方にわたって前記培地の温度が１７℃以上２３℃以下の範囲内に維持されるように実行される項目２７に記載の栽培方法。

［項目２９］
前記工程（Ｂ）は、少なくとも明期において複数回実行され、
前記工程（Ｂ）において、２０℃以上２５℃以下の温度範囲に調整された前記養液が前記培地に与えられる項目２８に記載の栽培方法。

本発明の実施形態によると、従来よりも簡便な構成で培地の温度を一定の温度範囲に保つことができる栽培装置および栽培方法が提供される。

本発明の実施形態による栽培装置および栽培方法は、植物工場における植物の栽培に好適に用いられ、特に、寒暖差を十分に与えることが好ましい植物（例えばイチゴやメロン）の栽培に好適に用いられる。

１ イチゴ
１０ プランタ
１０ａ 排水溝
２０ 培地
３０ 灌水チューブ
４０ 蓋部材
４２ 支持部材
４２ａ ウレタンブロック
５０ マルチフィルム
５１ 遮光フィルム
５２ 防水フィルム
６０ 栽培棚
６２ 照明素子
６２ａ 冷陰極管
７０ 養液供給装置
７１ 養液タンク（給液タンク）
７２ 配管（給液配管）
７３ ヒータ
７３ａ リボンヒータ
７４ サブ養液タンク
７５ 電磁弁
８１ 排液タンク
８２ 配管（排液配管）
９０ コントローラ
９１ センサ
１００、２００、３００、４００ 栽培装置
ＡＬ 空気層
ｇ 空隙

Claims (7)

1. 発泡プラスチックから形成されたプランタと、
   前記プランタ内に保持された培地と、
   前記培地上に配設された灌水チューブと、
   前記プランタ上に配置され、第１断熱材料から形成された蓋部材と、
   前記灌水チューブに所定の温度範囲に調整された養液を供給する養液供給装置と、
   を備える栽培装置。
2. 前記第１断熱材料は、連続気泡を有する請求項１に記載の栽培装置。
3. 前記第１断熱材料は、軟質ウレタンフォームである請求項１または２に記載の栽培装置。
4. 前記蓋部材と前記灌水チューブとの間に空隙が形成されている請求項１から３のいずれかに記載の栽培装置。
5. 前記蓋部材と前記培地との間に存在する空気層の厚さが２ｃｍ以上４ｃｍ以下である請求項１から４のいずれかに記載の栽培装置。
6. 前記灌水チューブおよび前記培地を覆うように配置されたマルチフィルムをさらに備える請求項１から５のいずれかに記載の栽培装置。
7. 前記マルチフィルムは遮光性を有する請求項６に記載の栽培装置。

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