JP2017060460A - 水耕栽培槽及び水耕栽培システム - Google Patents
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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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
《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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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)
- 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。 - 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。
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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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JP2015188937 | 2015-09-25 | ||
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2016
- 2016-04-26 JP JP2016088343A patent/JP2017060460A/ja active Pending
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