JP2017060460A - 水耕栽培槽及び水耕栽培システム - Google Patents

Abstract

【課題】農作物が生育不良になることを抑制することができる水耕栽培槽及び水耕栽培システムを提供する。【解決手段】水耕栽培槽１０は、貯留部１２と流水部１３とを有する。貯留部１２は、堰止め壁部１１によって養液をせき止めることで形成され、養液を貯留する。流水部１３は、貯留部１２から溢れた養液が流れる複数の溝状の流水路１３ａが形成されている。これにより、農作物としての苗５０が生育不良になることを抑制することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、水耕栽培槽及び水耕栽培システムに関する。

従来の農作物の水耕栽培としては、化学肥料を用いる薄膜型水耕（ＮＦＴ：Nutrient Film Technique）、湛液型水耕（ＤＦＴ：Deep Flow Technique）に代表されるように、有機物を含有しない水や無機液肥が溶け込んだ水（以下、有機物を含有しない水や無機液肥が溶け込んだ水を養液という。）を循環させる栽培方式等が用いられている。特許文献１〜４に示される栽培槽に、防根シート及び農作物を配置するとともに、養液を循環させることによって、農作物の根に養分を供給することができる。

実開平６−７０５３７号公報 特開平９−５１７２８号公報 特開平１１−７５５６１号公報 特表２００９−５２１９５８号公報

しかしながら、特許文献１〜４に示される栽培槽では、排水口や配管に近い場所では養液が循環して、農作物に養液が供給されやすい反面、排水口や配管から遠い場所では養液が循環しにくく、農作物に供給されにくいという問題があった。このため、栽培槽の一部の場所では、水たまりむら、吸水むらや空気むらが発生していた。結果として、水たまりむら、吸水むらや空気むらが発生する場所に農作物が配置されると、農作物が生育不良になるおそれがあった。

本発明は、上述の事情の下になされたもので、農作物が生育不良になることを抑制することができる水耕栽培槽及び水耕栽培システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る水耕栽培槽は、
堰止め壁部によって養液をせき止めることで形成され、前記養液を貯留する貯留部と、
前記貯留部から溢れた前記養液が流れる複数の溝状の流水路が形成されている流水部と、
を有する。

前記堰止め壁部の上面には、溢れた前記養液を優先的に流すための複数の切欠が形成されていてもよい。

前記切欠の形成数は、前記流水路の形成数と等しく、
前記切欠それぞれは、前記流水路それぞれの上流側に形成されていてもよい。

前記堰止め壁部に形成されている前記切欠は、一定の幅を有する凹形状に形成され、
前記流水部に形成されている前記流水路は、一定の幅を有する凹形状に形成され、
前記切欠の幅は、前記流水路の幅と等しくてもよい。

前記水耕栽培槽は、
前記養液を排出するための養液排出部を有し、
前記養液排出部近傍には、前記養液が前記養液排出部に向かって流れ込むように傾斜する勾配部が形成されていてもよい。

前記流水路は、前記貯留部が形成された位置から養液排出部が形成された位置に向かう方向に沿って直線状に、且つ、並列に形成されていてもよい。

前記水耕栽培槽は、
一体的に形成された水耕栽培槽本体部を有し、
前記貯留部及び前記流水部は、前記水耕栽培槽本体部に形成されていてもよい。

前記水耕栽培槽は、
少なくとも第１の分割体と、第２の分割体と、を有する水耕栽培槽本体部を有し、
前記貯留部は前記第１の分割体に形成され、前記流水部は前記第２の分割体に形成され、
前記第１の分割体は前記第２の分割体に係合されていてもよい。

前記水耕栽培槽は、
少なくとも第１の分割体と、第２の分割体と、前記第１の分割体と前記第２の分割体とを接続する接続部材と、を有する水耕栽培槽本体部を有し、
前記貯留部は前記第１の分割体に形成され、前記流水部は前記第２の分割体に形成され、前記第１の分割体は前記接続部材に係合され、前記接続部材は前記第２の分割体に係合されていてもよい。

本発明の第２の観点に係る水耕栽培システムは、
第１の観点に係る水耕栽培槽と、
前記流水部の上方に設けられ、前記養液及び微生物が透過可能で、植物の根が透過不可能なシートと、を有し、
前記シートの上方に位置する植物へ、前記シートの下方から前記養液を供給する。

前記植物は、果菜類又は葉菜類であってもよい。

前記シート上に配置されている培土部をさらに有し、
前記培土部に植えられた前記植物に、前記シート及び前記培土部を経由して、前記養液を供給してもよい。

前記培土部の素材は、ロックウール又はバーミュキュライトから構成される鉱物系資材であってもよい。

前記植物は、根菜類又は果菜類であってもよい。

前記培土部には、ブロック苗を植えるための窪みが設けられていてもよい。

本発明によれば、農作物が生育不良になることを抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係る水耕栽培システムを示す模式図である。 図１の矢印Ａに示される要部を拡大した断面図である。 水耕栽培槽の斜視図である。 水耕栽培槽の分解斜視図である。 水耕栽培槽の上面図である。 （ａ）は、水耕栽培槽における図５のＢ−Ｂ矢視の断面図である。（ｂ）は、水耕栽培槽における図５のＣ−Ｃ矢視の断面図である。（ｃ）は、水耕栽培槽における図５のＤ−Ｄ矢視の断面図である。（ｄ）は、水耕栽培槽における図５のＥ−Ｅ矢視の断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、接続部材が２つの分割体を接続する様子を示す模式図である。 本発明の第２実施形態に係る水耕栽培システムを示す模式図である。 水耕栽培槽の上面図である。 （ａ）は、水耕栽培槽における図９のＦ−Ｆ矢視の断面図である。（ｂ）は、水耕栽培槽における図９のＧ−Ｇ矢視の断面図である。 （ａ）は、本発明の第３実施形態に係る水耕栽培システムを示す模式図である。（ｂ）は、第３実施形態に係る水耕栽培システムの作用を説明するための模式図である。 （ａ）は、本発明の第３実施形態に係る水耕栽培システムに用いる水耕栽培槽等の斜視図である。（ｂ）は、（ａ）のＸＺ断面図である。 （ａ）は、第４実施形態に係る水耕栽培システムの作用を説明するための模式図である。（ｂ）は、第４実施形態に係る水耕栽培システムに用いる培地部の斜視図である。 （ａ）は、第４実施形態に係る水耕栽培システムの作用を説明するための斜視図（その１）である。（ｂ）は、第４実施形態に係る水耕栽培システムの作用を説明するための斜視図（その２）である。 本発明の変形例１に係る水耕栽培槽の斜視図である。 本発明の変形例２に係る水耕栽培槽の斜視図である。 本発明の変形例２に係る水耕栽培槽の分解斜視図である。 本発明の変形例３に係る水耕栽培槽の流水部における断面図である。 本発明の変形例４に係る水耕栽培槽の斜視図である。 本発明の変形例４に係る水耕栽培システムを示す模式図である。

《第１実施形態》
以下、本発明の第１実施形態に係る水耕栽培システム１について、図１〜図７を用いて説明する。なお、理解を容易にするため、ＸＹＺ座標を設定し、適宜参照する。

水耕栽培システム１は、トマト等の果菜類の農作物を生育することを目的として、薄膜型水耕を行うシステムである。水耕栽培システム１は、図１及び図２に示すように、水耕栽培槽１０と、防根シート２０と、支持ボード３０と、無機肥料が溶け込んだ養液を水耕栽培槽１０内に供給する養液供給装置４０と、を有する。水耕栽培システム１で用いられる養液は、一例として無機肥料が溶け込んだ養液であるが、有機肥料が溶け込んだ養液であってもよいし、肥料が溶け込んでいない養液であってもよい。水耕栽培槽１０内には、苗５０が植えられている。

防根シート２０は、水耕栽培槽１０の底面に敷かれる。防根シート２０には、養液及び微生物は透過できるが、苗５０の根は透過できない大きさの多数の孔が形成されている。

支持ボード３０は、防根シート２０の上に設置されている。支持ボード３０には、苗５０の大きさに合わせて形成された複数の支持孔３０ａが形成されている。

養液供給装置４０は、水耕栽培槽１０近傍に設置されている。養液供給装置４０は、養液タンク４１と、給液ポンプ４２と、給液配管４３，４４と、排液配管４５と、養液タンク４１内の養液に空気を送るための空気供給部とを有する。養液タンク４１内の養液は、給液ポンプ４２によって、給液配管４３，４４を順に流れ、水耕栽培槽１０に供給される。水耕栽培槽１０に供給された養液は、水耕栽培槽１０内では防根シート２０の下を−Ｙ側に向かって流れ、水耕栽培槽１０から排液配管４５を通って養液タンク４１に戻される。これにより、養液は、水耕栽培槽１０と養液供給装置４０とを循環する。

苗５０は、例えば、培土から発芽したトマトの苗を、株ごとに切り分けて、苗の根の周囲を覆う培土ごと取り出したものである。苗５０は、支持ボード３０の支持孔３０ａに挿入されている。これにより、苗５０が成長した場合や、苗５０に衝撃が加わった場合であっても、苗５０が倒れにくくなっている。

水耕栽培槽１０は、底板部分と四方の側壁部分とから構成される薄膜型水耕用のプランタである。水耕栽培槽１０は、例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ：Polyvinyl Chloride）又はガルバリウム（Galvalume）を含む合金のいずれかから形成されている。しかしながら、これに限らず、水耕栽培槽１０の素材は任意である。水耕栽培槽１０の素材は、ポリ塩化ビニル、ガルバリウム合金以外のものであってもよい。水耕栽培槽１０は、図３及び図４に示すように、Ｙ軸方向を長手方向、Ｘ軸方向を短手方向、Ｚ軸方向を高さ方向とする直方体状に形成されている。水耕栽培槽１０は、水耕栽培槽本体部１０Ａと、養液を貯留するための貯留部１２と、貯留部１２から流れ出た養液が直線状に流れるための流水部１３と、養液が排出されるための養液排出部１４と、を有する。貯留部１２，流水部１３及び養液排出部１４は、＋Ｙ側から−Ｙ側に向かって順に形成されている。また、水耕栽培槽１０の底面には、Ｘ軸方向に沿って直線状の堰止め壁部１１が形成されている。図１に示すように、流水部１３の上には、防根シート２０，支持ボード３０，苗５０が設置される。これにより、苗５０は、防根シート２０を介して、流水部１３を流れる養液を摂取することができる。

堰止め壁部１１は、図５に示すように、貯留部１２と流水部１３とを仕切る壁として形成されている。また、図６（ａ）に示すように、堰止め壁部１１の上面には、一定の幅を有する凹部状の切欠１１ａが複数形成されている。切欠１１ａは、Ｙ軸方向に沿って等間隔に形成されている。

堰止め壁部１１は、貯留部１２に貯留された養液をせき止める壁として機能する。図２に示すように、貯留部１２に貯留されている養液の水位が切欠１１ａの底面を超えると、養液は、切欠１１ａを流れることによって流量が調整され、貯留部１２から流水部１３に向かって溢れ出る。

養液が等間隔に形成されている切欠１１ａを通ることにより、貯留部１２から流水部１３に対して、均一な流量の養液が流れる。具体的には、堰止め壁部１１の＋Ｘ側寄りでは堰止め壁部１１の中心部と比較して少量の養液が流れるといったように、流量が偏ることを抑制することができる。すなわち、堰止め壁部１１の＋Ｘ側寄りであっても、堰止め壁部１１の中央部であっても、均一な流量の養液が流れる。

また、養液を貯留部１２に一旦貯留した上で、堰止め壁部１１を介して養液を流水部１３に流すことにより、安定した流量の養液を流水部１３に流し込むことができる。例えば、養液供給装置４０から供給される養液を苗５０の栽培領域に直接流し込む水耕栽培槽では、当該水耕栽培槽がＸ軸方向のどちらかに傾いた状態で設置されると、養液は高さが低い側に偏って流れる。これに対し、本実施形態では、養液が堰止め壁部１１を介して流れるため、水耕栽培槽１０がＸ軸方向のどちらかに傾いた状態で設置されたとしても、養液は偏って流れることが抑制される。

貯留部１２は、水耕栽培槽１０の＋Ｙ側近傍の側壁部分と、堰止め壁部１１とによって囲まれることによって形成されている。貯留部１２には、養液供給装置４０から供給される養液が貯留される。

流水部１３には、底面の一部が突出することによって、一定の幅を有する凹部状の流水路１３ａが複数形成されている。流水路１３ａは、図６（ｂ）に示すように、Ｙ軸方向に沿って等間隔に形成されている。例えば、流水部１３全体のＸ軸方向の長さＬ１は３００ｍｍ、流水路１３ａの間の長さＬ２は２０ｍｍ、流水路１３ａの幅Ｗ１は２０ｍｍ、流水路１３ａの間の高さＨ１は２０ｍｍである。また、流水路１３ａは、幅Ｗ１が、堰止め壁部１１の切欠１１ａの幅と等しく形成されている。図５に戻り、流水路１３ａは、Ｙ軸方向に沿って直線状に形成されている。貯留部１２から溢れ出た養液は、流水路１３ａを流れることにより、養液排出部１４に向かってＹ軸方向に流れる。

養液は、等間隔に形成されている流水路１３ａを通ることにより、流水部１３では均一な流量の養液が流れる。具体的には、＋Ｘ側寄りでは中心部と比較して少量の養液が流れるといったように、流量が偏ることを抑制することができる。すなわち、流水部１３の＋Ｘ側寄りであっても、流水部１３の中央部であっても、均一な流量の養液が流れる。

また、流水部１３に複数の流水路１３ａが形成されていることにより、当該流水路１３ａのいずれかが、葉，汚れ等が詰まった場合であっても、葉，汚れ等が詰まっていない流水路１３ａを流れることができる。これにより、苗５０は、流水部１３を流れる養液を常に摂取することができる。また、流水部１３に複数の流水路１３ａが形成されていることにより、苗５０は、流水部１３を流れる養液を面で摂取することができる。これにより、防根シート２０に水詰まりや空気溜まりが発生した場合であっても、苗５０が養液を摂取できなくなることを抑制することができる。

養液排出部１４に流れた養液は、水耕栽培槽１０の−Ｙ側の壁面に形成されているＹ軸方向の貫通孔１４ａを通って外部に排出される。貫通孔１４ａには、養液供給装置４０の排液配管４５が挿入されている。これにより、貫通孔１４ａを流れた養液は、排液配管４５を流れる。また、水耕栽培槽の−Ｙ側の角部には、図６（ｃ）及び図６（ｄ）に示すように、勾配部１５ａ，１５ｂが形成されている。勾配部１５ａは、−Ｙ側及び＋Ｘ側に向かうにつれて、上方に傾斜している。勾配部１５ｂは、−Ｙ側及び−Ｘ側に向かうにつれて、上方に傾斜している。これにより、養液が貫通孔１４ａに入りやすくなるとともに、水耕栽培槽１０の−Ｙ側の角部に古い養液が留まることが抑制される。結果として、水耕栽培槽１０内の養液の循環が促される。

水耕栽培槽本体部１０Ａは、Ｙ軸方向に分割された３つの分割体１６ａ，１６ｂ，１６ｃと、分割体１６ａ，１６ｂ，１６ｃ同士を接続する２つの接続部材１７とから構成されている。接続部材１７は、固定具として機能するとともに、分割体１６ａ，１６ｂ，１６ｃ同士の隙間から養液が漏れるのを防いでいる。具体的には、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、分割体１６ａ，１６ｂ，１６ｃの先端には、係合部が形成されている。接続部材１７の＋Ｙ側及び−Ｙ側には、それぞれ、被係合孔１７ａが形成されている。被係合孔１７ａには、＋Ｙ側から分割体１６ａの係合部が挿入されるとともに、−Ｙ側から分割体１６ｂの係合部が挿入される。これにより、分割体１６ａ，１６ｂは、接続部材１７に係合する。また、同様の方法によって、分割体１６ｂ，１６ｃは、接続部材１７に係合する。

分割体１６ａには、堰止め壁部１１と貯留部１２とが形成されている。分割体１６ｂには、流水部１３が形成されている。分割体１６ｃには、養液排出部１４が形成されている。より詳しくは、分割体１６ａ，１６ｂが係合する部分は、流水部１３の流水路１３ａのやや＋Ｙ側に位置する。分割体１６ｂ，１６ｃが係合する部分は、流水路１３ａのやや−Ｙ側に位置する。

これにより、水耕栽培の用途に応じて、分割体１６ａ，１６ｂ，１６ｃを適宜組み替えることができる。例えば、分割体１６ａを、堰止め壁部１１の切欠１１ａの幅が小さい分割体に組み替えることにより、分割体１６ｂ，１６ｃを変更することなく、流水部１３に向けて、より均一な流量の養液を流すことができる。また、例えば、分割体１６ｂを、流水部１３の流水路１３ａの幅が小さい分割体に組み替えることにより、分割体１６ａ，１６ｃを変更することなく、より均一な流量の養液を流水部１３に流すことができる。また、例えば、分割体１６ｃを、より貫通孔１４ａが大きい分割体に組み替えることにより、分割体１６ａ，１６ｂを変更することなく、排水効率を高めることができる。

以上、説明したように、水耕栽培槽１０は、堰止め壁部１１によって養液をせき止めることで形成されるとともに、養液を貯留する貯留部１２を有する。さらに、水耕栽培槽１０は、貯留部１２から溢れた養液が流れる複数の溝状の流水路１３ａが形成されている流水部１３と、を有する。堰止め壁部１１の上面には、溢れた養液を優先的に流すための複数の切欠１１ａが形成されている。これにより、養液を貯留部１２に一旦貯留した上で、切欠１１ａを介して、養液を流水部１３に流すことができる。このため、給液配管４４から供給される養液を流水部１３に直接流し込む場合よりも、安定した流量の養液を流水部１３に流し込むことができる。また、養液が複数の流水路１３ａに沿って流れるため、養液がより安定した方向に流れる。結果として、苗５０が安定して養液を摂取することができるため、苗５０が生育不良になることを抑制することができる。

また、養液が複数の流水路１３ａに沿って安定した方向に流れることにより、防根シート２０の撓みを抑制するとともに、防根シート２０上に水たまりが発生することを抑制することができる。このため、苗５０が養液を摂取する量において、苗５０の個体差を少なくすることができる。結果として、苗５０に生育むらが発生することを抑制することができる。

また、水耕栽培槽１０には、養液を排出するための養液排出部１４が形成されている。養液排出部１４の近傍には、養液が養液排出部１４に向かって流れ込むように傾斜する勾配部１５ａ，１５ｂが形成されている。これにより、養液が養液排出部１４の貫通孔１４ａに入りやすくなる。結果として、水耕栽培槽１０内の養液の循環が促される。

また、流水路１３ａは、Ｙ軸方向に沿って直線状に、且つ、並列に形成されている。これにより、流水路１３ａを流れる養液は、直線方向に進むことができるため、水耕栽培槽１０内の養液の循環が促される。

また、切欠１１ａの形成数は、流水路１３ａの形成数と等しい。切欠１１ａのそれぞれは、流水路１３ａのそれぞれの上流側に形成されている。これにより、１つの切欠１１ａを流れた養液は、複数の流水路１３ａに流れ込みにくくなり、１つの流水路１３ａに流れ込みやすくなる。このため、養液がより安定した方向に流れる。

また、堰止め壁部１１に形成されている切欠１１ａは、一定の幅を有する凹形状に形成されている。流水部１３に形成されている流水路１３ａは、一定の幅を有する凹形状に形成されている。切欠１１ａの幅は、流水路１３ａの幅Ｗ１と等しい。これにより、切欠１１ａのそれぞれを流れる養液の流量が均一になりやすくなるとともに、流水路１３ａのそれぞれを流れる養液の流量が均一になりやすい。これにより、切欠１１ａ及び流水路１３ａの一部に養液の流量が偏ることがなくなるため、水耕栽培槽１０内の養液の循環が促される。

《第２実施形態》
以下、本発明の第２実施形態に係る水耕栽培システム１Ａについて、図８〜図１０を用いて説明する。第１実施形態との相違点を主に説明する。説明した相違点以外は、第１実施形態と同じものとする。なお、理解を容易にするため、ＸＹＺ座標を設定し、適宜参照する。

水耕栽培システム１Ａは、三つ葉等の葉菜類の農作物を生育することを目的として、湛液型水耕を行う。水耕栽培システム１Ａでは、第１実施形態に係る水耕栽培槽１０とは異なる水耕栽培槽６０から構成される。水耕栽培槽６０内には、三つ葉等の苗５０Ａが植えられている。

図８及び図９に示すように、水耕栽培槽６０には、堰止め壁部１１及び貯留部１２とともに、貯留部１２から流れ出た養液が直線状に流れるための流水部６３と、養液が排出されるための養液排出部６４と、が形成されている。

図１０（ａ）に示すように、流水部６３には、第１実施形態に係る流水路１３ａよりも深い流水路６３ａが形成されている。例えば、流水部６３全体のＸ軸方向の長さＬ１は３００ｍｍ、＋Ｘ側及び−Ｘ側における流水路６３ａの幅Ｗ２は２５ｍｍ、その他の流水路６３ａの幅Ｗ３は５０ｍｍ、流水路６３ａの間の長さＬ３は５０ｍｍ、流水路６３ａの間の高さＨ２は３０ｍｍに形成されている。

図９及び図１０（ｂ）に示すように、養液排出部６４の−Ｙ側の壁面には、Ｙ軸方向の貫通孔６４ａが形成されている。貫通孔６４ａは、第１実施形態の貫通孔１４ａと比較して、高い位置に形成されている。また、第１実施形態とは異なり、水耕栽培槽の−Ｙ側の角部には、勾配部１５ａ，１５ｂが形成されていない。

以上、説明したように、水耕栽培槽６０は、第１実施形態における堰止め壁部１１及び貯留部１２を有する一方で、第１実施形態における流水部１３及び養液排出部１４とは異なる流水部６３及び養液排出部６４を有する。これにより、図４に示す分割体１６ｂ，１６ｃを組み替えることにより、水耕栽培槽１０を水耕栽培槽６０に作り替えることができる。

《第３実施形態》
以下、本発明の第３実施形態に係る水耕栽培システム１Ｂについて、図１１，図１２を用いて説明する。第１実施形態との相違点を主に説明する。説明した相違点以外は、第１実施形態と同じものとする。なお、理解を容易にするため、ＸＹＺ座標を設定し、適宜参照する。

水耕栽培システム１Ｂは、ハツカダイコン、小型のカブ等の根菜類の農作物を生育することを目的として水耕を行う。水耕栽培システム１Ｂでは、第１実施形態で用いた支持ボード３０に代わり、培土部７０が用いられている点で、第１実施形態とは相違する。なお、第１実施形態では、ハツカダイコン、小型のカブの生育を例に説明しているが、水耕栽培システム１Ｂは、トマト等の果菜類の農作物の生育をするものであってもよい。

水耕栽培システム１Ｂは、図１１（ａ）に示すように、水耕栽培槽１０と、防根シート２０と、無機肥料が溶け込んだ養液を水耕栽培槽１０内に供給する養液供給装置４０とに加えて、培土部７０を有する。水耕栽培槽１０内には、カブ等の苗５０Ｂが植えられている。

培土部７０は、苗５０Ｂを生育するための部材である。培土部７０は、図１２（ａ）に示すように、Ｙ軸方向を長手方向とする直方体形状に形成されたマット状の部材である。なお、図１２（ａ）においては、シート２０は省略されている。培土部７０は、本第３実施形態では、ロックウール等の鉱物系資材から形成されている。培土部７０は、図１２（ｂ）に示すように、水耕栽培槽１０の流水部１３の上に配置されている。詳しくは、培土部７０は、水耕栽培槽１０の流水部１３の上に敷かれた防根シート２０の上に配置されている。また、培土部７０には、図１１（ａ）に示すように、複数の苗５０Ｂが植えられている。

上述のように構成された第３実施形態に係る水耕栽培システム１Ｂは、培土部７０を有する。このため、図１１（ｂ）に示すように、養液が、水耕栽培槽１０と養液供給装置４０とを循環すると、水耕栽培槽１０を流れる養液が、矢印Ａ２のように、防根シート２０を透過して、培土部７０に染みわたっていく。これにより、培土部７０から、徐々に、苗５０Ｂに養液が供給される。この結果、苗５０Ｂに安定して養液を供給することができる。苗５０Ｂの生育のばらつきを少なくしつつ、安定した苗５０Ｂの生育を行うことができる。

また、第３実施形態に係る水耕栽培システム１Ｂは、培土部７０を有することから、水耕栽培システム１，１Ａでの生育が難しかった根菜類を、上記水耕栽培槽１０を用いた水耕栽培で生育をすることが可能になる。このため、第３実施形態においても、水耕栽培槽１０を用いることによる第１，２実施形態と同等の効果を奏することができる。また、水耕栽培槽１０と培土部７０とを併用することにより、苗５０Ｂが生育不良になることを抑制する効果を、さらに高めることができる。

また、第３実施形態に係る水耕栽培システム１Ｂでは、培土部７０は、ロックウール等の鉱物系資材から形成されている。ロックウールは、玄武岩と高炉スラグを高温で溶解し、遠心力で吹き飛ばして繊維状にしたものであり、これに水を吸水して植物を育成するとｐＨを植物によい弱酸性に保つことができる。
また、有機養液を使用する水耕栽培においては、ｐＨを弱酸性にする化学合成剤を使用することができないことから、ロックウールから形成された培土部７０を使用することによって、ｐＨを植物によい弱酸性に保ちつつ育成することができる。

《第４実施形態》
以下、本発明の第４実施形態に係る水耕栽培システム１Ｃについて、図１３，図１４を用いて説明する。第３実施形態との相違点を主に説明する。説明した相違点以外は、第３実施形態と同じものとする。なお、理解を容易にするため、ＸＹＺ座標を設定し、適宜参照する。

水耕栽培システム１Ｃは、水耕栽培システム１Ｂと同様に、ハツカダイコン、小型のカブ等の根菜類の農作物を生育することを目的として水耕を行う。水耕栽培システム１Ｂでは、第３実施形態で用いた培土部７０と形状の異なる培土部７１が用いられている点で、第３実施形態とは相違する。なお、第１実施形態では、ハツカダイコン、小型のカブの生育を例に説明しているが、水耕栽培システム１Ｂは、トマト等の果菜類の農作物の生育をするものであってもよい。

水耕栽培システム１Ｃは、図１３（ａ）に示すように、水耕栽培槽１０と、防根シート２０と、無機肥料が溶け込んだ養液を水耕栽培槽１０内に供給する養液供給装置４０とに加えて、培土部７１を有する。水耕栽培槽１０内には、カブ等の苗５１ａ〜５１ｄが植えられている。

培土部７１は、図１３（ｂ）に示すように、Ｙ軸方向を長手方向とする直方体形状に形成されたマット状の部材である。培土部７１は、本第３実施形態に係る培土部７０と同様に、ロックウール等の鉱物系資材から形成されている。培土部７１は、図１３（ａ）に示すように、水耕栽培槽１０の底の上に敷かれた防根シート２０の上に配置されている。また、培土部７１には、複数の苗５１ａ〜５１ｄが植えられている。図１３（ｂ）に示すように、培土部７１の上面には、開口が四角形状に形成された窪み７１ａが形成されている。

窪み７１ａには、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示すように、苗５１ａの根の周囲を覆う培土の塊ごとに取り出されたブロック苗８１が植えられる。ブロック苗８１は、例えば、図１４（ａ）に示す培土体８２から、窪み７１ａに嵌め込むことができる形状、寸法となるように切り出される。

培土体８２は、培土部７１と同等の素材であるロックウール等の鉱物系資材から形成されている。この培土体８２には、先ず、苗５１ａの種が植えられ、葉の部分が所定の大きさとなるまで生育される。そして、葉の部分が所定の大きさとなった段階で、苗５１ａは、ブロック苗８１として取り出される。

窪み７１ａに植えられたブロック苗８１は、図１３（ａ）に示すように、時間が経過するに従って、苗５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄの順に、葉の部分に加えて、根の部分も成長する。そして、根の部分が所定の大きさまで生育されると、苗５１ｄは収穫される。

以上、説明したように、第４実施形態に係る水耕栽培システム１Ｃでは、培土部７１に、ブロック苗８１が植えられる窪み７１ａが形成されている。このため、水耕栽培槽１０の大きさや、生育対象の苗５１ａの植物種に関わらず、苗５１ａ〜５１ｄの生育を行うことが可能になる。例えば、複数の大きさの水耕栽培槽１０を準備して、異なる植物種の苗５１ａに対応する水耕栽培槽１０を選択し、苗５１ａを植え分けることにより用いることができる。また、葉の部分が所定の大きさとなるまで、苗５１ａを培土体８２で集中的に生育するため、効率的に植物を生育することができる。

また、第４実施形態に係る水耕栽培システム１Ｃでは、培土部７１は、ロックウール等の鉱物系資材から形成されている。ロックウールは、玄武岩と高炉スラグを高温で溶解し、遠心力で吹き飛ばして繊維状にしたものであり、これに水を吸水して植物を育成するとｐＨを植物によい弱酸性に保つことができる。
また、有機養液を使用する水耕栽培においては、ｐＨを弱酸性にする化学合成剤を使用することができないことから、ロックウールから形成された培土部７１を使用することによって、ｐＨを植物によい弱酸性に保ちつつ育成することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態等によって限定されるものではない。

上記実施形態においては、流水部１３に形成されている流水路１３ａは、直線状に形成されていた。しかしながら、これに限らず、流水路１３ａは、例えば、曲線状に形成されていてもよい。

上記実施形態においては、水耕栽培槽１０が薄膜型水耕に使用されていた。しかしながら、これに限らず、水耕栽培槽１０は湛液型水耕に使用されてもよい。同様に、水耕栽培槽６０が薄膜型水耕に使用されてもよい。

上記実施形態においては、接続部材１７を用いることにより、分割体１６ａ，１６ｂが固定されていた。しかしながら、これに限られず、図１５に示すように、接続部材１７を用いずに、分割体１６ａ，１６ｂを固定してもよい。すなわち、接続部材１７を用いない水耕栽培槽本体部１０Ｂを構成してもよい。例えば、水耕栽培槽本体部１０Ｂは、接合部分において、一方に凸部が形成された分割体１８ａと、他方に凹部が形成された分割体１８ｂと、を係合することによって構成してもよい。同様の方法により、接続部材１７を用いずに、分割体１８ｂ，１８ｃを固定してもよい。

上記実施形態においては、水耕栽培槽１０は、複数の分割体１６ａ，１６ｂ，１６ｃから構成される水耕栽培槽本体部１０Ａから形成されていた。しかしながら、水耕栽培槽１０は、図１６に示すように、一体的に形成された水耕栽培槽本体部１０Ｃから形成されていてもよい。より詳しくは、水耕栽培槽本体部１０Ｃには、貯留部１２，流水部１３，養液排出部１４が形成される。

上記実施形態においては、水耕栽培槽１０は、３つの分割体１６ａ，１６ｂ，１６ｃから構成されていた。しかしながら、これに限らず、水耕栽培槽１０は、４つ以上の分割体から構成されていてもよい。例えば、水耕栽培槽１０は、図１７に示すように、分割体１６ａ，１６ｃと２つの分割体１６ｂとから構成される水耕栽培槽本体部１０Ｄから形成されていてもよい。これにより、分割体１６ａ，１６ｃを変更することなく、流水部１３におけるＹ軸方向の距離を調整することができる。結果として、苗５０の栽培量に変化が生じた場合であっても、設備にかかるコストの上昇を抑制しつつ、簡易に対応することができる。

また、堰止め壁部１１の切欠１１ａ及び流水部１３の流水路１３ａの設計は任意に可能である。例えば、図１８に示すように、流水部１３Ｂを有する水耕栽培槽本体部１０Ｄであってもよい。流水部１３Ｂ全体のＸ軸方向の長さＬ１は３００ｍｍ、流水路１３ａの幅Ｗ４は１０ｍｍ、中央部における流水路１３ａの間の長さＬ４は４０ｍｍ、その他の流水路の間の長さＬ５は１０ｍｍ、流水路１３ａの間の高さＨ３は３０ｍｍに形成されている。

また、上記実施形態においては、堰止め壁部１１の上面には、溢れた養液を優先的に流すための複数の切欠１１ａが形成されている。しかしながら、これに限られない。例えば、図１９に示すように、上面に切欠が形成されていない堰止め壁部１１Ａを有する水耕栽培槽本体部１０Ｆであってもよく、上記実施形態に準じた効果を奏することができる。具体的には、図２０に示すように、貯留部１２に貯留された養液の水位が、堰止め壁部１１Ａの上面を超えることにより、養液は貯留部１２から流水部１３に向かって溢れ出る。しかしながら、水耕栽培槽本体部１０ＦがＸ軸方向のどちらかに傾いた状態で設置されると、養液は高さが低い側に偏って流れやすい。このため、堰止め壁部１１のように複数の切欠１１ａが形成されている方が望ましい。

また、上記実施形態１においては、苗５０は、例えば、トマトであり、上記実施形態２においては、苗５０Ａは、例えば、三つ葉である。しかしながら、これに限られない。例えば、苗５０は、トマト以外の果菜類、例えば、ナス，オクラ，ピーマン，イチゴ，メロン，スイカ，キュウリ，ニガウリ，これらに類する果菜類であってもよいし、果菜類に限らず、葉菜類や根菜類であってもよい。また、苗５０Ａは、三つ葉等の葉菜類、例えば、コマツナ，チンゲンサイ，キャベツ，レタス，ハクサイ，ホウレンソウ，シソ，バジル，これらに類する葉菜類であってもよいし、葉菜類に限らず、果菜類や根菜類であってもよい。しかしながら、上記実施形態１，２では、根菜類よりも、果菜類，葉菜類を植えやすいことから、水耕栽培システム１，１Ａは、果菜類，葉菜類を栽培するのに適している。

また、上記実施形態３，４においては、苗５０Ｂ，５１ａ〜５１ｄは、例えば、カブである。しかしながら、これに限られない。例えば、苗５０Ｂ，５１ａ〜５１ｄは、カブ以外の根菜類、例えば、ダイコン，ショウガ，ワサビ，イモ類，ゴボウ，ニンジン，これらに類する根菜類であってもよい。また、根菜類に限らず、果菜類や根菜類であってもよい。

また、本第３、４実施形態では、培土部７０，７１は、ロックウールから形成されている。しかしながら、これに限られない。培土部７０，７１は、ロックウール以外の鉱物系資材、例えば、バーミキュライト，パーライト，ゼオライト、これらに類する鉱物系資材から形成されていてもよい。また、培土部７０，７１は、鉱物系資材以外の素材、例えば、樹脂資材，有機物資材，又は用土資材から形成されていてもよい。樹脂資材としては、ＰＥＴ繊維，スポンジが用いられる。有機物資材としては、ミズゴケ，ピートモス，ヤシガラ，セルロース繊維，炭，コットンが用いられる。用土資材としては、畑土，赤玉土，鹿沼土，硬質玉土，日向土が用いられる。なお、培土部７０，７１の素材は、栽培対象の植物の種類によって、適宜、選択されることが好ましい。

また、本第４実施形態では、培土体８２は、ロックウールから形成されている。しかしながら、これに限られない。培土体８２は、ロックウール以外の鉱物系資材、例えば、バーミキュライト，パーライト，ゼオライト，これらに類する鉱物系資材から形成されていてもよい。また、培土体８２は、鉱物系資材以外の素材、例えば、樹脂資材，有機物資材，又は用土資材から形成されていてもよい。樹脂資材としては、ＰＥＴ繊維，スポンジが用いられる。有機物資材としては、ミズゴケ，ピートモス，ヤシガラ，セルロース繊維，炭，コットンが用いられる。用土資材としては、畑土，赤玉土，鹿沼土，硬質玉土，日向土が用いられる。なお、培土体８２の素材は、栽培対象の植物の種類によって、適宜、選択されることが好ましい。

また、本第４実施形態では、培土部７１及び培土体８２は、同じ素材であるロックウールから形成されている。しかしながら、これに限られない。培土部７１及び培土体８２は、異なる素材から形成されていてもよい。

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 水耕栽培システム
１０ 水耕栽培槽
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ 水耕栽培槽本体部
１１，１１Ａ 堰止め壁部
１１ａ 切欠
１２ 貯留部
１３ 流水部
１３ａ 流水路
１４ 養液排出部
１４ａ 貫通孔
１５ａ，１５ｂ 勾配部
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ 分割体
１７ 接続部材
１７ａ 被係合孔
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ 分割体
２０ 防根シート（シート）
３０ 支持ボード
３０ａ 支持孔
４０ 養液供給装置
４１ 養液タンク
４２ 給液ポンプ
４３，４４ 給液配管
４５ 排液配管
５０，５０Ａ，５０Ｂ，５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ 苗
６０ 水耕栽培槽
６３ 流水部
６３ａ 流水路
６４ 養液排出部
６４ａ 貫通孔
７０，７１ 培土部
７１ａ 窪み
８１ ブロック苗
８２ 培土体

Claims (15)

1. 堰止め壁部によって養液をせき止めることで形成され、前記養液を貯留する貯留部と、
   前記貯留部から溢れた前記養液が流れる複数の溝状の流水路が形成されている流水部と、
   を有する水耕栽培槽。
2. 前記堰止め壁部の上面には、溢れた前記養液を優先的に流すための複数の切欠が形成されている請求項１に記載の水耕栽培槽。
3. 前記切欠の形成数は、前記流水路の形成数と等しく、
   前記切欠それぞれは、前記流水路それぞれの上流側に形成されている請求項２に記載の水耕栽培槽。
4. 前記堰止め壁部に形成されている前記切欠は、一定の幅を有する凹形状に形成され、
   前記流水部に形成されている前記流水路は、一定の幅を有する凹形状に形成され、
   前記切欠の幅は、前記流水路の幅と等しい請求項２又は３に記載の水耕栽培槽。
5. 前記養液を排出するための養液排出部を有し、
   前記養液排出部近傍には、前記養液が前記養液排出部に向かって流れ込むように傾斜する勾配部が形成されている請求項１乃至４のいずれか一項に記載の水耕栽培槽。
6. 前記流水路は、前記貯留部が形成された位置から養液排出部が形成された位置に向かう方向に沿って直線状に、且つ、並列に形成されている請求項１乃至５のいずれか一項に記載の水耕栽培槽。
7. 一体的に形成された水耕栽培槽本体部を有し、
   前記貯留部及び前記流水部は、前記水耕栽培槽本体部に形成されている請求項１乃至６のいずれか一項に記載の水耕栽培槽。
8. 少なくとも第１の分割体と、第２の分割体と、を有する水耕栽培槽本体部を有し、
   前記貯留部は前記第１の分割体に形成され、前記流水部は前記第２の分割体に形成され、
   前記第１の分割体は前記第２の分割体に係合されている請求項１乃至６のいずれか一項に記載の水耕栽培槽。
9. 少なくとも第１の分割体と、第２の分割体と、前記第１の分割体と前記第２の分割体とを接続する接続部材と、を有する水耕栽培槽本体部を有し、
   前記貯留部は前記第１の分割体に形成され、前記流水部は前記第２の分割体に形成され、前記第１の分割体は前記接続部材に係合され、前記接続部材は前記第２の分割体に係合されている請求項１乃至６のいずれか一項に記載の水耕栽培槽。
10. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載の水耕栽培槽と、
    前記流水部の上方に設けられ、前記養液及び微生物が透過可能で、植物の根が透過不可能なシートと、を有し、
    前記シートの上方に位置する植物へ、前記シートの下方から前記養液を供給する水耕栽培システム。
11. 前記植物は、果菜類又は葉菜類である請求項１０に記載の水耕栽培システム。
12. 前記シート上に配置されている培土部をさらに有し、
    前記培土部に植えられた前記植物に、前記シート及び前記培土部を経由して、前記養液を供給する請求項１０に記載の水耕栽培システム。
13. 前記培土部の素材は、ロックウール又はバーミュキュライトから構成される鉱物系資材である請求項１２に記載の水耕栽培システム。
14. 前記植物は、根菜類又は果菜類である請求項１２又は１３に記載の水耕栽培システム。
15. 前記培土部には、ブロック苗を植えるための窪みが設けられている請求項１２乃至１４のいずれか一項に記載の水耕栽培システム。

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