JP2021126087A - Cultivation system and cultivation method - Google Patents
Cultivation system and cultivation method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021126087A JP2021126087A JP2020023753A JP2020023753A JP2021126087A JP 2021126087 A JP2021126087 A JP 2021126087A JP 2020023753 A JP2020023753 A JP 2020023753A JP 2020023753 A JP2020023753 A JP 2020023753A JP 2021126087 A JP2021126087 A JP 2021126087A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cultivation
- water
- water level
- plant
- water passage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、植物を栽培するための栽培システム及び栽培方法に関するものである。 The present invention relates to a cultivation system and a cultivation method for cultivating a plant.
植物が収容される栽培容器と塩分濃度の高い水が貯留されている水槽との間に設けられた不織布などの液送部により水槽から栽培容器に給水することが可能な栽培システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。 A cultivation system capable of supplying water from a water tank to a cultivation container by a liquid feeding part such as a non-woven fabric provided between a cultivation container in which plants are housed and a water tank in which water having a high salinity is stored is known. (See, for example, Patent Document 1).
ところで、植物の根は水分を求めて伸長するため、不織布などの液送部によって給水が行われる場合には、植物の根が液送部に沿って水槽まで伸長することがある。しかしながら、植物の根が栽培容器から水槽に至る途中で外気に触れると、植物の根が乾燥により枯れて植物の成果物の成長を阻害するおそれがある。 By the way, since the roots of a plant grow in search of water, when water is supplied by a liquid feeding part such as a non-woven fabric, the roots of the plant may grow along the liquid feeding part to the water tank. However, if the roots of the plant come into contact with the outside air on the way from the cultivation container to the aquarium, the roots of the plant may die due to drying and hinder the growth of the product of the plant.
本発明の目的は、植物の栽培に養分の高い水を利用することが可能な栽培システム及び栽培方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a cultivation system and a cultivation method capable of utilizing nutrient-rich water for cultivation of plants.
本発明に係る栽培システムは、植物が収容される栽培容器と、栽培用水が流通可能な通水路と、前記通水路に栽培用水を給水する給水部と、前記通水路内の前記栽培用水を毛管現象により前記栽培容器に供給可能であり、前記栽培容器に収容される前記植物の根を前記通水路内に誘導する誘導部材と、を備える。そして、前記誘導部材は、前記栽培容器及び前記通水路の間における外気との接触が抑制される状態で配置され、前記通水路内では空気層を経て前記栽培用水に到達する。 In the cultivation system according to the present invention, a cultivation container in which plants are housed, a water channel through which cultivation water can flow, a water supply unit for supplying cultivation water to the water channel, and a capillary tube of the cultivation water in the water channel. It is provided with a guiding member that can be supplied to the cultivation container by the phenomenon and guides the root of the plant housed in the cultivation container into the waterway. Then, the guiding member is arranged in a state where contact with the outside air between the cultivation container and the water passage is suppressed, and reaches the cultivation water through the air layer in the water passage.
本発明に係る栽培方法は、植物が収容される栽培容器と、栽培用水が流通可能な通水路と、前記通水路に栽培用水を給水する給水部と、前記通水路内の前記栽培用水を毛管現象により前記栽培容器に供給可能であり、前記栽培容器に収容される前記植物の根を前記通水路内に誘導する誘導部材とを備える栽培システムを用いる栽培方法である。そして、前記栽培方法では、前記誘導部材を、前記栽培容器及び前記通水路の間における外気との接触が抑制され、前記通水路内では空気層を経て前記栽培用水に到達する状態で配置し、前記植物を栽培する栽培工程において前記通水路内の水位を切り替える。 In the cultivation method according to the present invention, a cultivation container in which plants are housed, a water channel through which cultivation water can flow, a water supply unit for supplying cultivation water to the water channel, and a capillary tube of the cultivation water in the water channel. It is a cultivation method using a cultivation system including a guide member that can be supplied to the cultivation container by a phenomenon and guides the root of the plant housed in the cultivation container into the waterway. Then, in the cultivation method, the guide member is arranged in a state where contact with the outside air between the cultivation container and the water passage is suppressed and reaches the cultivation water through the air layer in the water passage. In the cultivation process for cultivating the plant, the water level in the waterway is switched.
本発明によれば、植物の栽培に養分の高い水を利用することが可能な栽培システム及び栽培方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a cultivation system and a cultivation method capable of utilizing highly nutritious water for cultivation of plants.
以下添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for the purpose of understanding the present invention. It should be noted that the following embodiment is an example embodying the present invention and does not limit the technical scope of the present invention.
[栽培システムの構成]
まず、図1〜図7を参照しつつ、本実施形態に係る栽培システム10の構成について説明する。なお、以下では、説明の便宜上、各図に示される上下方向A1、左右方向A2、前後方向A3、及び通水方向A4などを用いて説明することがある。
[Cultivation system configuration]
First, the configuration of the
図1に示されるように、栽培システム10は、栽培容器1、通水路2、誘導部材3、給水部4、水位調整部5などを備える。栽培システム10は、馬鈴薯、甘藷、又は根菜などの植物Pの栽培に用いられる。栽培システム10では、後述するように、下水処理設備20からの下水が、植物Pの栽培に用いられる栽培用水として供給される。なお、栽培システム10は、ビニールハウス内に設置されてもよく、屋外に設置されてもよい。
As shown in FIG. 1, the
栽培容器1は、通水路2内の通水方向A4に沿って通水路2上に複数並べて配置されている。なお、図1では省略されているが、栽培容器1は、通水路2にワイヤー等の固定具を用いて固定されていてもよく、ラック等の支持部材によって支持されていてもよい。また、栽培容器1は、単に通水路2上に載置されていてもよい。
A plurality of
栽培容器1各々は、栽培対象の植物Pと植物Pを保持する培養資材11とが収容される容器である。培養資材11は、土砂、微粒軽石、ロックウール、スポンジ状のポリマー、シュレッダー紙屑、又は不織布などである。
Each of the
また、栽培容器1における底部には第1開口部12が形成されている。第1開口部12は、誘導部材3が挿通可能であり、当該誘導部材3が挿通された状態で培養資材11の落下が防止されるサイズである。
Further, a
通水路2は、植物Pの栽培に用いられる栽培用水が流通可能な円筒状の配管である。なお、図1では省略しているが、通水路2は、ラック等の支持部材によって支持される。また、通水路2は、通水方向A4における上流側の端部及び下流側の端部を封鎖するフランジなどの封鎖部材2A及び封鎖部材2Bを備える。なお、通水路2は、円筒状に限らず、例えば断面矩形状の配管などであってもよい。
The
図2は、通水路2を通水方向A4の上流側から見た模式図であり、図3は、通水路2を通水方向A4の下流側から見た模式図である。
FIG. 2 is a schematic view seen from the upstream side of the water passage direction A4, and FIG. 3 is a schematic view seen from the downstream side of the
封鎖部材2Aは、図1及び図2に示されるように、通水路2内に栽培用水を供給するための給水口22を備える。封鎖部材2Aは、給水口22が封鎖部材2Aの上下方向A1において中央より下方に位置する状態で通水路2に固定されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the blocking
封鎖部材2Bは、図1及び図3に示されるように、通水路2内の栽培用水を排水するための第1排水口23、第2排水口24、及び第3排水口25を備える。封鎖部材2Bは、第1排水口23、第2排水口24、及び第3排水口25のそれぞれの上下方向A1(高さ方向)の位置が異なる状態で通水路2に固定されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the blocking
具体的に、第1排水口23、第2排水口24、及び第3排水口25は、第1排水口23の位置が最も高く、第3排水口25の位置が最も低くなる状態で通水路2に固定されている。また、封鎖部材2Bは、第1排水口23、第2排水口24、及び第3排水口25のそれぞれの高さ方向における位置の間隔が当該封鎖部材2Bの回転によって変更可能であってもよい。なお、封鎖部材2Bには、通水路2内の空気層ARへの空気の流通を許容する開口部が設けられていてもよい。また、前記開口部は、第1排水口23、第2排水口24、及び第3排水口25のいずれか一つ又は複数に設けられていてもよい。
Specifically, in the
第1排水口23には、当該第1排水口23から排出される栽培用水を排出するための配水管23Aが接続されており、第2排水口24には、当該第2排水口24から排出される栽培用水を排出するための配水管24Aが接続されている。なお、図示の便宜上、排水管23A及び排水管24Aの接続先を省略しているが、排水管23A及び排水管24Aは、不図示の排水先に接続されており、又は、下水処理設備20に接続される。また、上方の通水路2の排水管23A及び排水管24Aが、下方の通水路2の接続管25Aに接続されており、下方の通水路2の排水管23A及び排水管24Aが、後述の排水管43に接続されていてもよい。
A
また、栽培システム10では、通水方向A4において、上流側の通水路2の第3排水口25は、接続管25Aを介して下流側の通水路2の吸水口22に接続されている。これにより、下水処理設備20から栽培システム10に供給される栽培用水は直列接続された通水路2各々に順に流れることになる。なお、本実施形態では、二つの通水路2が直列接続されている場合を例に挙げるが、三つ以上の通水路2が直列接続されてもよい。
Further, in the
図4は、通水路2を上方から見た模式図である。
FIG. 4 is a schematic view of the
図4に示されるように、通水路2における上部には通水路2内の通水方向(左右方向A2)に沿って複数の第2開口部21が形成されている。そして、栽培容器1各々は、栽培容器1の第1開口部12及び通水路2の第2開口部21が上下方向A1に連通する状態で通水路2の上方に並べて配置されている。第2開口部21は、第1開口部12よりも大きいサイズであり、誘導部材3が挿通された状態で通水路2の通気口として用いられてもよい。即ち、第2開口部21は、誘導部材3と外気との接触を抑制しつつ、空気層ARへの空気の流通を許容する構造であってもよい。
As shown in FIG. 4, a plurality of
誘導部材3は、通水路2内の栽培用水を毛管現象で栽培容器1に供給可能な不織布などである。そして、誘導部材3は、上下方向A1に連通する栽培容器1の第1開口部12及び通水路2の第2開口部21を通じて、栽培容器1から通水路2内に垂下した状態で設けられている。即ち、誘導部材3は、栽培容器1及び通水路2の間において、外部への露出が制限されており、外気との接触が抑制される状態で配置されている。また、誘導部材3は、通水路2内では、第2開口部21から空気層ARを経て栽培用水に到達する。なお、空気層ARには、第2開口部21から取り込まれる酸素、及び通水路2内の栽培用水から蒸発した水蒸気が含まれる。なお、本実施形態において、栽培容器1は、通水路2内の栽培用水に浸漬しない状態で配置されている。一方、誘導部材3は、栽培容器1における下部に充填された粒状の給水濾材であってもよく、この場合、濾材が設けられた濾材層は、栽培容器1と共に下端部が通水路2の水位上昇時に水面下に浸漬される構造であることが考えられる。また、他の実施形態として、誘導部材3が、給水濾材などの給水部材が収容されたチューブであり、当該チューブが栽培容器1と通水路2との間に亘って設けられていてもよい。
The
また、植物Pの根は水分を求めて伸長するため、誘導部材3は、栽培容器1内の植物の根を通水路2内まで誘導する。なお、植物Pの根は、誘導部材3において水分の多い内面に沿って通水路2まで伸長する。栽培容器1及び通水路2の間における外気と誘導部材3との接触が抑制される構成であれば、当該誘導部材3を覆うカバー部材が設けられていてもよい。
Further, since the roots of the plant P grow in search of water, the guiding
給水部4は、供給配管41、駆動部42、排水配管43、駆動部44等を備える。供給配管41は、栽培システム10と下水処理設備20とを接続する配管であり、下水処理設備20から得られる下水を栽培用水として通水路2に供給するために用いられる。なお、本発明における「下水」は、汚水を処理する活性汚泥法その他の方式による処理施設で得られる処理前・処理過程の水、夾雑物の除去・沈砂・沈殿処理などの前処理のみを行った汚水、汚泥の処理過程で生じる工程水、又はこれらをろ過などの工程を経て栽培に適するように前処理された水などである。
The
下水処理設備20は、下水道法に基づく終末処理場等の下水の処理施設及びこれに類似する屎尿を含む家庭排水等の汚水の処理施設である。例えば、下水処理設備20は、活性汚泥法等による下水処理を行う設備である。下水処理設備20についての詳細な説明は省略するが、例えば下水処理設備20では、下水が、沈砂池、最初沈殿池、生物反応槽、最終沈殿池、塩素減菌設備などの処理工程を経て放流されることになる。これに対し、下水処理設備20は、下水を、供給配管41を介して栽培システム10に供給する。例えば、前記最初沈殿池を経て前記生物反応槽に流入する前の「初沈越流水」と称される水が栽培用水として栽培システム10に供給される。なお、前記下水の温度は、年間平均で20℃を超えており、冬場においても15℃以上を維持している事例が多い。また、前記下水には、リン及び窒素源などの養分が多く含まれており、例えば、一例として、「初沈越流水」には、リン酸態リンが2.5mg/L程度、アンモニア態窒素が26.3mg/L程度含まれているという測定結果がある。
The
このように、栽培システム10は、下水処理設備20から供給される下水のように、栄養分があるが腐敗性が高く通常は植物の根が嫌気状態になるため植物の栽培に適さない水を有効に利用して植物Pを栽培することが可能なシステムである。なお、他の実施形態として、前記活性汚泥法における活性汚泥処理の後の水が供給配管41を介して栽培システム10に供給されてもよい。さらに、本実施形態に係る栽培システム10では、下水処理設備20から供給される下水を用いて植物Pが栽培される場合を例に挙げて説明するが、下水に限らず養分の高い他の水が栽培用水として栽培システム10に供給されてもよい。例えば、栄養塩類を含有する産業排水等を処理する施設から得られる水が栽培用水として栽培システム10に供給されてもよい。
As described above, the
駆動部42は、供給配管41から供給される栽培用水の通水路2への供給の有無を調整可能である。供給配管41が下水処理設備20側から水圧を受けている場合、駆動部42は、通水路2の開閉を切り替えるバルブである。また、駆動部42は、下水処理設備20側から通水路2への栽培用水の供給の有無を切り替えるポンプ等であってもよい。なお、駆動部42は、栽培用水の通水路2への供給量を調整可能であってもよい。
The
排水配管43は、栽培システム10で用いられた後の栽培用水を下水処理設備20に戻すために用いられる。また、栽培システム10で用いられた後の栽培用水は、下水処理設備20に戻されることなく排水されてもよい。
The
駆動部44は、排水配管43から下水処理設備20への栽培用水の排水の有無を調整可能である。例えば、駆動部44は、排水配管43から下水処理設備20への栽培用水の排水の有無を切り替えるポンプ等である。
The
水位調整部5は、通水路2の第2排水口24を開閉可能なバルブ等の駆動部51と、通水路2の第3排水口25を開閉可能なバルブ等の駆動部52と、駆動部51及び駆動部52を制御する制御部53とを備える。水位調整部5は、駆動部51及び駆動部52によって第2排水口24及び第3排水口25を開閉することによって通水路2内の水位を3段階に切り替え可能である。なお、排水口の数は3つに限らず、他の実施形態として、4つ以上の排水口が設けられ、水位が4段階以上で切り替え可能であってもよい。
The water
図5〜図7は、水位調整部5による通水路2内の水位制御を説明するための要部模式図である。
5 and 7 are schematic views of a main part for explaining the water level control in the
まず、駆動部51及び駆動部52により第2排水口24及び第3排水口25が共に閉鎖された状態では、通水路2内の栽培用水は第1排水口23から排水されることになり、図5に示すように、通水路2内の栽培用水WAの水位は、最も高い第1水位L1となる。第1水位L1は、例えば植物Pの根が通水路2内の第1水位L1の位置に到達していない状態で用いられる水位であり、当該通水路2内の栽培用水WAが誘導部材3を介して栽培容器1に供給される。通水路2内の水位が第1水位L1である場合には、当該通水路2内の空気層ARが最も小さい状態である。
First, in a state where both the
また、第3排水口25が閉鎖された状態で駆動部51により第2排水口24が開放された状態では、通水路2内の栽培用水は第2排水口24から排水が行われることになり、図6に示すように、通水路2内の栽培用水WAの水位は、第1水位L1よりも低い第2水位L2となる。第2水位L2は、例えば植物Pの根が通水路2内の第1水位の位置に到達した状態で用いられる水位であり、当該通水路2内の栽培用水WAは植物Pの根から直接吸収される。また、第2水位L2では、当該通水路2内の空気層ARが第1水位L1に比べて大きい状態である。これにより、植物Pの根は、通水路2内の栽培用水WAを直接吸収することができると共に、通水路2内の空気から酸素を吸収することができる。なお、第2水位L2及び第3水位L3は、植物Pの根が通水路2内の栽培用水WAの水面上の空気層ARにおいて繁茂可能な水位として予め設定される。
Further, when the
また、駆動部52により第3排水口25が開放された状態では、通水路2内の栽培用水は第3排水口25から排水が行われることになり、図7に示されるように、通水路2内の栽培用水WAの水位は最も低い第3水位L3となる。第3水位L3は、例えば植物Pの根が通水路2内の第2水位L2の位置に到達した状態で用いられる水位であり、植物Pの根と栽培用水WAとの接触が抑制され、植物Pの根の嫌気化が抑制される状態である。また、第3水位L3では、通水路2内の空気層ARが第1水位L1及び第2水位L2に比べて大きい状態である。これにより、植物Pの根は、通水路2内の空気から十分に酸素を吸収することができる。また、植物Pの根は、通水路2内の空気中の水分を吸収することもできる。
Further, when the
制御部53は、CPU、RAM、EEPROM(登録商標)などを備え、前記CPUによって、前記EEPROMに記憶されている栽培プログラムに従った各種の処理を実行する。例えば、駆動部42、駆動部44、駆動部51、及び駆動部52が電磁バルブのように制御部53によって制御可能な電気部品である場合、制御部53は、駆動部42、駆動部44、駆動部51、及び駆動部52を制御して通水路2内の水位を調整することが可能である。また、制御部53は、駆動部42、駆動部44、駆動部51、及び駆動部52を予め設定された時間に駆動させることが可能なタイマー装置であってもよい。
The
そして、栽培システム10を用いれば、植物Pの根の生長過程に応じて通水路2内の水位を調整することにより、植物Pの根に適度な水分、養分、酸素を供給することが可能となり、例えば植物Pの根を通水路2内の栽培用水WAの水面上でコンパクトに成長させ、植物Pの成果物(収穫対象物)を効率的に成長させることが可能となる。また、栽培システム10では、下水処理設備20から供給される下水を用いて植物Pに養分を供給することができるため、植物Pの栽培に必要な肥料を省減することが可能である。
Then, by using the
[栽培システム10用いた栽培方法]
以下、図8のフローチャートを用いて、本実施形態に係る栽培システム10を用いた栽培方法の一例について説明する。なお、当該栽培方法は、制御部53によって実行されてもよく、栽培作業者によって実行されてもよい。栽培システム10を用いた栽培方法は、植物Pの苗が収容された栽培容器1が通水路2上に配置された状態で開始される。なお、植物Pの苗は、栽培容器1で栽培されてもよく、他の場所で栽培された後で栽培容器1に移設されたものであってもよい。
[Cultivation method using cultivation system 10]
Hereinafter, an example of a cultivation method using the
<ステップS1>
ステップS1では、植物Pの栽培時期が栽培開始から予め設定された第1栽培時期であるか否かを判断する。前記第1栽培時期は、植物Pの根が第1開口部12及び第2開口部21を介して通水路2内に到達するまでの時期である。より詳細に、前記第1栽培時期は、植物Pの根が通水路2内の第1水位L1の位置に到達するまでの時期である。ステップS1では、例えば前記第1栽培時期の開始から予め設定された期間が経過するまでの間は前記第1栽培時期であると判断される。また、植物Pの根が実際に通水路2内の栽培用水に到達するまでの間は前記第1栽培時期であると判断されてもよい。
<Step S1>
In step S1, it is determined whether or not the cultivation time of the plant P is the first cultivation time set in advance from the start of cultivation. The first cultivation period is the period until the roots of the plant P reach the inside of the
ここで、栽培時期が前記第1栽培時期であると判断されると(S1:Yes)、処理がステップS2に移行し、栽培時期が前記第1栽培時期でないと判断されると(S1:No)、処理がステップS5に移行する。 Here, when it is determined that the cultivation time is the first cultivation time (S1: Yes), the treatment shifts to step S2, and when it is determined that the cultivation time is not the first cultivation time (S1: No). ), The process proceeds to step S5.
<ステップS2>
ステップS2では、通水路2内の水位を第1水位L1に設定する。具体的には、駆動部51及び駆動部52により第2排水口24及び第3排水口25を閉鎖した状態で、駆動部42を駆動して栽培用水を通水路2内に供給することにより、通水路2内の水位を第1水位L1に設定する。
<Step S2>
In step S2, the water level in the
<ステップS3>
ステップS3では、予め設定された特定間隔で、給水部4によって通水路2に栽培用水を給水し、通水路2内の栽培用水を入れ替える入替動作を実行する。これにより、通水路2内の栽培用水に養分が十分に含有された状態が維持され、通水路2内の養分の高い栽培用水が誘導部材3を介して栽培容器1に供給される。
<Step S3>
In step S3, the
ところで、前記第1栽培時期においては、植物Pの根は、水分を含有した誘導部材3に沿って栽培容器1から通水路2に向けて伸長するため、その途中で外気に触れて乾燥するおそれがある。しかしながら、栽培システム10では、栽培容器1の第1開口部12及び通水路2の第2開口部21が上下方向に連通しており、且つ、第1開口部12及び第2開口部21には通水路2内の栽培用水から吸引した水分を含む誘導部材3が挿通されている。
By the way, at the first cultivation period, the roots of the plant P extend from the
そのため、植物Pの根は、外気との接触が抑制され、誘導部材3から水分を吸収することが可能な状態で、栽培容器1から通水路2まで伸長することになる。なお、本実施形態における外気とは、栽培容器1及び通水路2の外側の空気のことをいう。したがって、植物Pの根は、誘導部材3から高い養分を吸収することが可能であると共に、乾燥も抑制された状態で伸長することが可能である。また、通水路2に栽培用水として下水又はその処理水が供給される場合には、当該下水又は処理水が年間を通して15℃以上であるため、当該下水又は処理水からの放熱により植物Pの環境温度を好適に維持することも可能である。
Therefore, the root of the plant P extends from the
なお、ステップS3が省略され、駆動部42による通水路2内への栽培用水の供給及び駆動部44による栽培用水の排水が常に実行されてもよい。即ち、下水処理設備20から栽培システム10への栽培用水の供給方法がかけ流しであってもよい。
In addition, step S3 may be omitted, and the supply of the cultivation water into the
<ステップS4>
ステップS4では、植物Pの栽培時期が前記第1栽培時期の終了後の第2栽培時期であるか否かを判断する。前記第2栽培時期は、植物Pの根が第1開口部12及び第2開口部21を介して通水路2内に到達した後の時期である。より詳細に、前記第2栽培時期は、植物Pの根が通水路2内の第2水位L2の位置に到達した後の時期である。前記第2栽培時期では、植物Pの根が通水路2内で繁茂し、植物Pの成果物が成長する。ステップS4では、例えば前記第1栽培時期の開始から予め設定された期間が経過した場合に前記第2栽培時期であると判断される。また、植物Pの根が実際に通水路2内の栽培用水に到達した場合に前記第2栽培時期であると判断されてもよい。
<Step S4>
In step S4, it is determined whether or not the cultivation time of the plant P is the second cultivation time after the end of the first cultivation time. The second cultivation period is the period after the roots of the plant P reach the inside of the
ここで、栽培時期が前記第2栽培時期であると判断されると(S4:Yes)、処理がステップS5に移行し、栽培時期が前記第2栽培時期でないと判断されると(S4:No)、処理がステップS3に戻される。 Here, when it is determined that the cultivation time is the second cultivation time (S4: Yes), the treatment shifts to step S5, and when it is determined that the cultivation time is not the second cultivation time (S4: No). ), The process is returned to step S3.
<ステップS5>
ステップS5では、通水路2内の水位が第1水位L1よりも低い第2水位L2に設定する。具体的には、駆動部52により第3排水口25を閉じ、駆動部52により第2排水口24を開放する。これにより、通水路2内の栽培用水位の水位が下がり、通水路2内の空気層ARのサイズが拡張される。そのため、植物Pの根が栽培用水に浸漬して酸素不足になることが抑制される。
<Step S5>
In step S5, the water level in the
<ステップS6>
ステップS6では、予め設定された水位制御間隔で通水路2内の水位を第1水位L1よりも低い範囲で切り替える水位切替動作を実行する。具体的には、駆動部52により第3排水口25の開閉を前記水位制御間隔で切り替えることにより、通水路2内の水位を第2水位L2と第3水位L3との間で切り替える。即ち、植物Pの根が栽培用水から養分を十分に取り込み可能な第2水位L2と、植物Pの根が空気層ARから酸素及び水分を十分に取り込み可能な空気層が通水路2内に形成される第3水位L3とが交互に用いられる。そのため、栽培システム10では、腐敗性の高い水を栽培用水として利用することが可能である。
<Step S6>
In step S6, a water level switching operation for switching the water level in the
そして、植物Pの根は、養分が十分に得られるとそれ以上の伸長が抑制されるため、栽培システム10では、植物Pの根の繁茂が通水路2内の水面上で行われることとなり、植物Pの根の成長が通水路2内の水面上の限られた空間でコンパクトに行われることになる。さらに、通水路2に栽培用水として20℃程度の下水が供給される場合には、通水路2内の水位を制御することにより、植物Pの環境温度を好適に維持することも可能である。従って、栽培システム10では、栽培容器1内において植物Pの成果物が効率的に成長することになり、多数の成果物を得ることが可能となる。
Then, since the roots of the plant P are suppressed from further growth when sufficient nutrients are obtained, the roots of the plant P are overgrown on the water surface in the
なお、栽培システム10が屋外に配置されている場合には、栽培容器1の上方から栽培容器1内に雨水が供給される。一方、栽培システム10がビニールハウス内に配置されている場合には、栽培容器1内の培養資材11の水分不足を防止するため、前記第1栽培時期又は前記第2栽培時期などにおいて栽培容器1の上方から栽培容器1内に水道水などを適宜供給してもよい。
When the
また、前記ステップS6では、第2水位L2及び第3水位L3の2段階で水位が切り替えられる場合を例に挙げて説明したが、3段階以上の水位で切り替えが行われてもよい。例えば、植物Pの根の先端が通水路2内の栽培用水に接触する程度の水位を常時維持するように、植物Pの根の成長に伴って徐々に水位を低下させることが考えられる。なお、多段階の水位の切り替えは、例えば駆動部52による第3排水口25の開放時間を制御することによって実現可能である。即ち、駆動部52により第3排水口25を所定時間開放することにより、当該所定時間の間に所定量の栽培用水を排水して水位を下げることが可能であり、その後に第3排水口25を閉鎖することにより再び水位を上げることが可能である。
Further, in step S6, the case where the water level is switched in two stages of the second water level L2 and the third water level L3 has been described as an example, but the switching may be performed in three or more stages. For example, it is conceivable that the water level is gradually lowered as the roots of the plant P grow so that the water level at which the tip of the root of the plant P comes into contact with the cultivation water in the
[変形例1]
ところで、前述したように、栽培システム10を用いる栽培方法では、栽培容器1内の培養資材11の水分不足を防止するために栽培容器1の上方から栽培容器1に水道水などを供給することがある。以下では、下水処理設備20から通水路2に供給される栽培用水を栽培容器1の上方から栽培容器1に供給可能な栽培システム100について説明する。なお、栽培システム100について、前述の栽培システム10と同様の構成については説明を省略する。
[Modification 1]
By the way, as described above, in the cultivation method using the
図9及び図10は、栽培システム100の一例を示す図である。なお、図10は、栽培システム100の栽培容器1及び通水路2を側方から見た図である。図10に示されるように、栽培システム100において、通水配管2各々は、前後方向A3の位置が異なる。具体的に、栽培システム100において、下段の通水配管2は、上段の通水配管2の手前にずれた位置に配置されている。
9 and 10 are diagrams showing an example of the
図9及び図10に示されるように、栽培システム100は、給水配管101及び駆動部101Aを備える。給水配管101は、下水処理設備20から供給配管41を通じて供給される栽培用水を、最上段の通水路2の上部に配置された栽培容器1の上方から栽培容器1に供給するために用いられる配管である。
As shown in FIGS. 9 and 10, the
栽培システム100では、供給配管41は、給水配管101及び通水路2のそれぞれに向けて分岐している。そして、給水配管101は、最上段の通水路2上の栽培容器1各々の位置に対応する排水口102と、排水口102に接続された排水管102Aと、当該排水管102A各々の開閉するバルブなどの開閉部102Bとを備える。なお、開閉部102Bは、排水管102Aの先端に着脱可能なキャップ部材などであってもよい。
In the
そして、開閉部102Bにより排水管102Aが開放されると、供給配管41から給水配管101に供給される栽培用水が、排水管102Aから栽培容器1に供給される。なお、開閉部102Bの開閉動作は、作業者によって行われてもよいが、開閉部102Bが電磁バルブなどである場合には、制御部53によって開閉部102Bの開閉が制御されてもよい。
Then, when the
また、栽培システム100では、最下段よりも上方に設けられた通水路2の側部に、当該通水路2よりも下方に配置された通水路2上の栽培容器1に栽培用水を供給するための第4排水口26が設けられている。例えば、第4排水口26は、通水路2において、第1排水口23よりも上下方向A1の位置が低い位置に設けられている。また、第4排水口26各々には、排水管26Aが接続されており、排水管102A各々には、当該排水管102Aを開閉するバルブなどの開閉部26Bが設けられている。なお、開閉部26Bは、排水管26Aの先端に着脱可能なキャップ部材などであってもよい。また、他の実施形態として、排水管26A及び開閉部26Bに代えて、給水配管101から最上段の通水路2よりも下方の通水路2に対して供給配管41からの栽培用水を供給するための給水移管101、駆動部101A、排水管102A、及び開閉部102Bなどが設けられていてもよい。なお、他の実施形態として、図11に示されるように、排水管102A、開閉部102B、排水管26A、及び開閉部26Bに代えて、給水配管101に、当該給水配管101から複数段の通水路2上の栽培容器1各々に対して前記栽培用水を散水可能な散水部101Cが設けられていてもよい。なお、散水部101Cによる散水方式は、シャワー式、噴霧式、滴下式、又は放水式のいずれであってもよい。
Further, in the
そして、開閉部26Bにより排水管26Aが開放されると、通水路2内の栽培用水が、第4排水口26から排水管26Aを介して下方の栽培容器1に供給されることになる。なお、開閉部26Bの開閉動作は、作業者によって行われてもよいが、開閉部26Bが電磁バルブなどである場合には、制御部53によって開閉部26Bの開閉が制御されてもよい。
Then, when the
このように構成された栽培システム100では、例えば栽培システム100がビニールハウス内に設置された場合など、栽培容器1への雨水の供給がない場合でも、栽培システム100に供給される栽培用水を栽培容器1の上方から栽培容器1内に供給することが可能である。なお、栽培システム100が屋外に設置された場合でも、雨水の供給が少ない場合にも同様に、栽培システム100に供給される栽培用水を栽培容器1の上方から栽培容器1内に供給することが可能である。
In the
なお、図12に示されるように、給水配管101は、下水処理設備20からの栽培用水が供給される供給配管41ではなく、上水が供給可能な水道設備又は浄水場などの上水供給設備30などに接続されていてもよい。これにより、上水供給設備30から供給される上水を栽培容器1各々に供給することが可能である。なお、前述したように、排水管26A及び開閉部26Bに代えて、給水配管101から最上段の通水路2よりも下方の通水路2に対して上水供給設備30からの上水を供給するための給水移管101、駆動部101A、排水管102A、及び開閉部102Bなどが設けられていてもよい。また、この場合にも、図11と同様に、排水管102A、開閉部102B、排水管26A、及び開閉部26Bに代えて、給水配管101に、当該給水配管101から複数段の通水路2上の栽培容器1各々に対して上水を散水可能な散水部101Cが設けられていてもよい。なお、給水配管101への給水元は、上水供給設備30に限らず、例えば農業用水、雨水の貯留水、消毒・滅菌された下水処理水などが給水配管101に供給されてもよい。
As shown in FIG. 12, the
[変形例2]
栽培システム100は、3つの通水配管2を備える構成であったが、通水配管2は3つ以上であってもよい。ここで、5つの通水配管2を備える栽培システム200の一例について説明する。なお、栽培システム200について、前述の栽培システム10及び栽培システム100と同様の構成については説明を省略する。
[Modification 2]
The
図13は、栽培システム200の一例を示す模式図である。特に、図13は、栽培システム200の栽培容器1及び通水路2を側方から見た模式図である。図12に示されるように、栽培システム200において、通水配管2各々は、前後方向A3の位置が異なる。具体的に、栽培システム200において、下段の通水配管2は、その通水配管2の上段の通水配管2よりも前又は後ろにずれた位置に配置されている。
FIG. 13 is a schematic view showing an example of the
そして、栽培システム200では、複数の通水路2がカスケード接続されている。具体的に、図13に示されるように、栽培システム200では、最上段の一つの通水路2の第3排水口25が排水管25Aを介して2段目の一方の通水路2の給水口22に接続されている。また、2段目の一方の通水路2の第3排水口25は、排水管25Aを介して同じ2段目の他方の通水路2の給水口22に接続されている。そして、同様に、2段目の通水路の第3排水口25は、排水管25Aを介して3段目の一方の通水路2の給水口22に接続され、当該通水路2の第3排水口25は、同じ3段目の他方の通水路2の給水口22に接続されている。このように構成された栽培システム200では、最上段の通水路2に供給される栽培用水が、5つの通水路2に順に流通することになる。
Then, in the
また、図13に示されるように、栽培システム200では、栽培システム100と同様に、最上段の通水路2上の栽培容器1の上方に給水配管101、排水管102A、開閉部102Bが設けられている。さらに、栽培システム200では、栽培システム100と同様に、最上段の通水路2には、当該通水路2の下方に配置された中段の2つの通水路2上の栽培容器1に栽培用水を供給するための二組の第4排水口26、排水管26A、開閉部26Bが設けられている。また、中段の通水路2各々には、その下方に配置された最下段の通水路2上の栽培容器1に栽培用水を供給するための第4排水口26、排水管26A、開閉部26Bが設けられている。なお、最下段の通水路2には第4排水口26、排水管26A、開閉部26Bが不要である。また、最下段の通水路2の間に更に通水路2が設けられていてもよい。
Further, as shown in FIG. 13, in the
このように構成された栽培システム200では、例えば栽培システム200がビニールハウス内に設置された場合など、栽培容器1への雨水の供給がない場合でも、栽培システム200に供給される栽培用水を、複数の通水路2に順に流通させることができると共に、栽培容器1の上方から栽培容器1内に供給することが可能である。また、栽培システム200の設置面積において、上下方向A1に複数段の通水路2が設けられているため、単位面積当たりの植物Pの成果物の収穫量を増加させることが可能である。なお、栽培システム200における上下方向A1における通水路2の設置段数は4段以上であってもよい。
In the
1 栽培容器
11 培養資材
12 第1開口部
2 通水路
21 第2開口部
22 給水口
23 第1排水口
24 第2排水口
25 第3排水口
3 誘導部材
4 給水部
41 供給配管
42 駆動部
43 排水配管
5 水位調整部
51 駆動部
52 駆動部
53 制御部
10 栽培システム
20 下水処理設備
100 栽培システム
200 栽培システム
1
Claims (14)
栽培用水が流通可能な通水路と、
前記通水路に栽培用水を給水する給水部と、
前記通水路内の前記栽培用水を毛管現象により前記栽培容器に供給可能であり、前記栽培容器に収容される前記植物の根を前記通水路内に誘導する誘導部材と、
を備え、
前記誘導部材は、前記栽培容器及び前記通水路の間における外気との接触が抑制される状態で配置され、前記通水路内では空気層を経て前記栽培用水に到達する、
栽培システム。 A cultivation container that houses plants and
Aqueducts where cultivation water can be distributed and
A water supply unit that supplies cultivation water to the aqueduct,
A guide member capable of supplying the cultivation water in the water channel to the cultivation container by capillarity and guiding the roots of the plant contained in the cultivation container into the water channel.
With
The guide member is arranged in a state where contact with the outside air between the cultivation container and the water passage is suppressed, and reaches the cultivation water through the air layer in the water passage.
Cultivation system.
請求項1に記載の栽培システム。 The water supply unit supplies sewage to the waterway as the cultivation water.
The cultivation system according to claim 1.
前記通水路における上部に第2開口部が形成され、
前記栽培容器は、前記第1開口部及び前記第2開口部が上下方向に連通する状態で前記通水路の上方に配置される、
請求項1又は2に記載の栽培システム。 A first opening is formed at the bottom of the cultivation container.
A second opening is formed in the upper part of the water passage.
The cultivation container is arranged above the water passage in a state where the first opening and the second opening communicate with each other in the vertical direction.
The cultivation system according to claim 1 or 2.
請求項1〜3のいずれかに記載の栽培システム。 A water level adjusting unit capable of switching the water level in the water passage in a plurality of stages is provided.
The cultivation system according to any one of claims 1 to 3.
請求項4に記載の栽培システム。 The water level adjusting unit includes a drive unit capable of opening and closing at least one of a plurality of drainage ports having different positions in the height direction in the water passage.
The cultivation system according to claim 4.
請求項4又は5に記載の栽培システム。 The water level adjusting unit sets the water level in the water channel to the first water level at the first cultivation period until the roots of the plant reach the water channel, and the roots of the plant reach the water channel. In the second cultivation period after the cultivation, the water level in the water passage is set to the second water level lower than the first water level.
The cultivation system according to claim 4 or 5.
請求項4〜6のいずれかに記載の栽培システム。 The water level adjusting unit can switch the water level in the waterway at the second cultivation period after the roots of the plant reach the waterway.
The cultivation system according to any one of claims 4 to 6.
請求項1〜7のいずれかに記載の栽培システム。 The plant is a potato, sweet potato, or root vegetable.
The cultivation system according to any one of claims 1 to 7.
請求項1〜8のいずれかに記載の栽培システム。 A plurality of the cultivation containers are arranged along the longitudinal direction of the water passage.
The cultivation system according to any one of claims 1 to 8.
請求項1〜9のいずれかに記載の栽培システム。 The guiding member is a non-woven fabric.
The cultivation system according to any one of claims 1 to 9.
前記誘導部材を、前記栽培容器及び前記通水路の間における外気との接触が抑制され、前記通水路内では空気層を経て前記栽培用水に到達する状態で配置し、
前記植物を栽培する栽培工程において前記通水路内の水位を切り替える、
栽培方法。 A cultivation container in which plants are housed, a water channel through which cultivation water can flow, a water supply unit for supplying cultivation water to the water channel, and the cultivation water in the water channel can be supplied to the cultivation container by a capillary phenomenon. It is a cultivation method using a cultivation system including an induction member for guiding the roots of the plant housed in the cultivation container into the waterway.
The guide member is arranged in a state where contact with the outside air between the cultivation container and the water passage is suppressed and reaches the cultivation water through the air layer in the water passage.
In the cultivation process of cultivating the plant, the water level in the water channel is switched.
Cultivation method.
請求項11に記載の栽培方法。 The sewage is used as the cultivation water and is supplied to the waterway.
The cultivation method according to claim 11.
請求項11又は12に記載の栽培方法。 In the cultivation step, the water level in the canal was set to the first water level at the first cultivation period until the roots of the plant reached the canal, and the roots of the plant reached the canal. In the later second cultivation period, the water level in the channel is set to a second water level lower than the first water level.
The cultivation method according to claim 11 or 12.
請求項11〜13のいずれかに記載の栽培方法。 The water level in the canal is switched at the second cultivation period after the roots of the plant reach the canal.
The cultivation method according to any one of claims 11 to 13.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020023753A JP2021126087A (en) | 2020-02-14 | 2020-02-14 | Cultivation system and cultivation method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020023753A JP2021126087A (en) | 2020-02-14 | 2020-02-14 | Cultivation system and cultivation method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021126087A true JP2021126087A (en) | 2021-09-02 |
Family
ID=77487111
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020023753A Pending JP2021126087A (en) | 2020-02-14 | 2020-02-14 | Cultivation system and cultivation method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2021126087A (en) |
-
2020
- 2020-02-14 JP JP2020023753A patent/JP2021126087A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107404854B (en) | Fish-vegetable symbiotic system, aquatic product feeding method using same and plant cultivation method | |
KR20080007964A (en) | A waste water natural purgation system using aquatic trees and plants | |
KR20100109751A (en) | Water culture apparatus | |
JP2018042540A (en) | Media bed, system, cultivation method and culture method | |
CN106973846A (en) | A kind of greenhouse fish and vegetable symbiotic system | |
CN211712745U (en) | Biological efficient phosphorus removal and anti-blocking engineering wetland system suitable for low-temperature environment | |
JP2014168420A (en) | Hydroponics system | |
KR101798479B1 (en) | Circulating hydroponic system | |
KR20110010141A (en) | Auto aquiculture device available water load of a build method | |
KR101265571B1 (en) | Cultivating system using mineral water and carbon grains | |
JP6304732B2 (en) | Hydroponic cultivation system using seawater and cultivation system for sowing seedlings | |
RU2419282C1 (en) | Device to clean air of livestock house | |
CN206728929U (en) | A kind of greenhouse fish and vegetable symbiotic system | |
JP2004073003A (en) | Plant cultivation container, plant cultivation unit, and plant cultivation device using the unit | |
KR101176761B1 (en) | Auto Aquiculture Device Available Water Load Of A Build Method | |
JP2021126087A (en) | Cultivation system and cultivation method | |
CN110921837A (en) | Biological efficient phosphorus removal and anti-blocking engineering wetland system and method suitable for low-temperature environment | |
KR20090017243A (en) | Hydroponic recyclic system using the visible light-reactive titanium oxide photocatalyst for sterilization and purification of nutrient solution | |
KR100232361B1 (en) | Automatic purification system using aquatic plant | |
CN110615537B (en) | Three-dimensional resistance control ecological purification system for agricultural non-point source pollution wastewater and construction method | |
KR0123375Y1 (en) | Apparatus for cultivating bean sprouts | |
KR101578925B1 (en) | circulating hydroponic culture method using automatic supplying water for cultivating rose | |
KR100893674B1 (en) | Internal recirculating vegetative filter and filter system having the same | |
CN1038567A (en) | Automatic cultivation engineering system for organic nutrient solutions derived from building | |
CN213029408U (en) | Slot type soilless culture device |