JP2022105867A - 植物の栽培方法及び植物の栽培装置 - Google Patents

Abstract

【課題】植物の栽培を効率化することができる植物の栽培方法及び植物の栽培装置を提供する。【解決手段】植物の栽培装置１は、水平に置かれた帯状のガター２に培地３を敷き詰め、前記培地３に植物（トマト１００）を一定間隔で根付かせ、養液循環槽６に蓄えられた液肥４を前記培地３に給液し、当該給液により余剰となった液肥４の少なくとも一部を、前記ガター２に内貼りされた濾過布７を通して前記ガター２に形成された通液溝８に流し、当該通液溝８に流れる液肥４を、当該通液溝８に接続する排液管９を介して前記養液循環槽６に返送する植物の栽培装置１であって、前記養液循環槽６に蓄えられた液肥４を、前記通液溝８に給液する給液手段（給液管１０、液肥給液ポンプ１５、給液パイプ２３）を備え、前記給液手段は、前記通液溝８に給液した液肥４を、前記濾過布７を介して前記ガター２内の前記培地３に冠液させることが可能になっている。【選択図】図１

Description

本発明は、トマト、メロン等の植物の栽培する植物の栽培方法及び植物の栽培装置に関するものである。

トマトの栽培方法には、温床に苗を仕立ててこれを露地に植え付ける土耕から、植物工場的な生産が可能な水耕まであり、例えば水耕として養液栽培方法が提案されている。

この養液栽培方法として、特許文献１には、水平断面形状が略Ｄ字形に形成される溝を長手方向に２列に配列してなる栽培用トレイの前記各溝に、２５０ｍｌ前後の培地（土、ヤシガラ、ロックウール他）を入れ、トマトの苗を植付けた各培地に潅水チューブから潅水養液を供給する技術が開示されている。

特許文献１に記載の技術において、従来の培地（土、ヤシガラ、ロックウール他）は、比較的保水性がよいため、潅水養液を植物が必要な潅水量より１０～２０％多めに潅水して、余剰液は雑菌が繁殖しやすいので廃液として処分するのが一般的であった。また弱酸性土壌の方が植物の生育にはよいとされているため潅水養液は弱酸性のPH調整を行っていた。

また、特許文献１に記載の技術では、栽培トレイ（栽培ベッド）を傾斜させて、潅水余剰液を排水受けシート（シートにより形成される底部溝）より排液させていた。

特開２００７－３０６８４９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、潅水チューブの孔にゴミ等が詰まった場合、培地が一部乾燥状態になり、その部分の栽培に影響がでて、均一な栽培が出来なくなっていた。また、栽培ベッドが長い場合、傾斜勾配が少ないと排液に時間がかかっていた。さらに、栽培ベッドに勾配を付ける必要があるため、施工に時間がかかっていた。

本発明は、植物の栽培を効率化することができる植物の栽培方法及び植物の栽培装置を提供することである。

請求項１に記載の発明の植物の栽培方法は、容器の内側に培地を敷き詰め、前記培地に植物を根付かせ、液肥を前記培地に給液する植物の栽培方法であって、前記培地の上側及び下側の両方から前記液肥を給液することが可能であるとともに、前記培地の上側及び下側のいずか一方を選択して前記液肥を給液することが可能であることを特徴とする。

請求項２に記載の発明の植物の栽培方法は、容器の内側に培地を敷き詰め、前記培地に植物を根付かせ、液肥を前記培地に給液する植物の栽培方法であって、前記培地の下側から前記液肥を給液することを特徴とする。

請求項３に記載の発明の植物の栽培装置は、水平に置かれた帯状のガターに培地を敷き詰め、前記培地に植物を一定間隔で根付かせ、養液循環槽に蓄えられた液肥を前記培地に給液し、当該給液により余剰となった液肥の少なくとも一部を、前記ガターに内貼りされた濾過布を通して前記ガターに形成された通液溝に流し、当該通液溝に流れる液肥を、当該通液溝に接続する排液管を介して前記養液循環槽に返送する植物の栽培装置であって、前記養液循環槽に蓄えられた液肥を、前記通液溝に給液する給液手段を備え、前記給液手段は、前記通液溝に給液した液肥を、前記濾過布を介して前記ガター内の前記培地に冠液させることが可能になっていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明の植物の栽培装置は、水平に置かれた帯状のガターに培地を敷き詰め、前記培地に植物を一定間隔で根付かせ、養液循環槽に蓄えられた液肥を前記培地に給液し、当該給液により余剰となった液肥の少なくとも一部を、前記ガターに内貼りされた濾過布を通して前記ガターに形成された通液溝に流し、当該通液溝に流れる液肥を、当該通液溝に接続する排液管を介して前記養液循環槽に返送する植物の栽培装置であって、
前記培地から溢れた液体が流入するオーバーフロー管を備え、前記ガターの洗浄を行う際に、前記排液管を閉塞し、前記培地が敷き詰められた前記ガターに前記培地の下側から水を給水し、前記ガターに水を貯めて不純物を攪拌し、当該不純物が撹拌された水を、前記オーバーフロー管に流して捨てることを特徴とする。

請求項５に記載の発明の植物の栽培装置は、請求項３または４に記載の植物の栽培装置であって、前記濾過布と前記通液溝の間に設けられ、前記濾過布が前記通液溝に入り込まないように支える支持部材を更に備えることを特徴とする。

本発明における植物の栽培方法及び植物の栽培装置によって植物の栽培にかかる費用を低減することが可能となった。

本発明の第１の実施形態に係る植物の栽培方法の概要を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る植物の栽培方法に用いられる栽培ベッドを示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る植物の栽培装置を用いた施設全体を示す平面図である。 本発明の第１の実施形態に係る植物の栽培装置を用いた施設を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る植物の栽培装置のブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る植物の栽培装置の栽培ベッドを示す前方から見た断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る植物の栽培装置の供液時の栽培ベッドを示す側方から見た断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る植物の栽培装置の排液時の栽培ベッドを示す側方から見た断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る植物の栽培方法に用いられる栽培ベッドを示す斜視図である。 本発明の第３の実施形態に係る植物の栽培方法に用いられる栽培ベッドを示す斜視図である。 本発明の第３の実施形態に係る植物の栽培装置の栽培ベッド及び設置台を示す前方から見た断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る植物の栽培装置のブロック図である。

［第１の実施形態］
以下、図１乃至図８を用いて本発明の第１の実施形態について説明する。

＜第１の実施形態の構成＞
図１乃至図８は本発明の第１の実施形態に係り、図１は植物の栽培方法の概要を示す説明図である。図２は植物の栽培方法に用いられる栽培ベッドを示す斜視図である。図３は植物の栽培装置を用いた施設全体を示す平面図である。図４は植物の栽培装置を用いた施設を示す断面図である。図５は植物の栽培装置のブロック図である。図６は植物の栽培装置の栽培ベッドを示す前方から見た断面図である。図７は植物の栽培装置の供液時の栽培ベッドを示す側方から見た断面図である。図８は植物の栽培装置の排液時の栽培ベッドを示す側方から見た断面図である。

図１において、本発明の第１の実施形態に係る植物の栽培方法は、植物の栽培装置１を構成する容器（ガター２）の内側にサンゴ砂礫、グラスウール、砂等の培地３を敷き詰め、前記培地３に植物（トマト１００）を根付かせ、液肥４を前記培地３の下側から給液し、前記培地３に浸した後の前記液肥４を前記培地３に再度給液するものである。

さらに詳しく説明すると、図１に示す植物の栽培方法は、水平に置かれた帯状のガター２に培地３を敷き詰め、培地３にトマト１００を一定間隔で根付かせ、培地３の上部に潅水チューブ５を配置し、養液循環槽６に蓄えられた液肥４を、潅水チューブ５を介して培地３に給液し、当該給液により余剰となった液肥４を、ガター２に内貼りされた濾過布７を通して前記ガター２に形成された通液溝８に流し、当該通液溝８に流れる液肥４ｂを、当該通液溝８に接続する排液管９、パイプ１６及び排液槽１７を介して前記養液循環槽６に返送する。

＜植物の栽培装置＞
図１において、以下、植物の栽培装置１について詳細に説明する。
植物の栽培装置１は、ガター２、培地（サンゴ砂礫）３、液肥４、潅水チューブ５、養液循環槽６、濾過布７、排液管９、給液管１０、液肥調整槽１１、液路１２、液肥移送ポンプ１３、液路１４、液肥給液ポンプ１５、パイプ１６、排液槽１７、液肥返送ポンプ１８、液肥返送パイプ１９、タイマ２０、２１、ＥＣセンサ（肥料濃度センサ）２２、給液パイプ２３、潅水パイプ２４、及び水分計７８を備えている。

液肥調整槽１１は、Ａ液槽（第１の原料液槽）からのＡ液（第１の原料液）と、Ｂ液槽（第２の原料液槽）からのＢ液（第２の原料液）とが注入されるとともに、貯水タンクからの水が注入され、混合された液肥４ａを蓄えるようになっている。

液肥調整槽１１は、液路１２を介して液肥移送ポンプ１３に接続されている。
液肥移送ポンプ１３は、タイマ２０または後述の制御盤７０（図５参照）による指示で、液肥調整槽１１に蓄えられた液肥４ａを、液路１４を介して養液循環槽６に移送する。

一方、ガター２側の排液管９は、パイプ１６に接続されている。パイプ１６の一端側は、下方に向けており折り曲げられ、排液槽１７の上側に配置する。

パイプ１６は、排液管９側から一端側に向けて傾斜して配置しており、排液管９からの液肥４ｂを排液槽１７に排液できるようになっている。

尚、パイプ１６を一端側に向けて傾斜して配置する代わりに、パイプ１６にポンプを設け、排液管９からの液肥４ｂを排液槽１７に排液できるように構成することも可能である。

液肥返送ポンプ１８は、後述の制御盤７０（図５参照）による指示で、排液槽１７に蓄えられた液肥４ｂまたは水を、液肥返送パイプ１９を介して養液循環槽６に返送する。

排液槽１７には、縁部に切欠き１７ａが形成されている。切欠き１７ａから溢れ出した液肥４ｂまたは水は、液肥調整槽６に返送される。

液肥給液ポンプ１５は、パイプ１５ａを介して給液パイプ２３に接続される。給液パイプ２３は、潅水パイプ２４を介して前記潅水チューブ５に接続されるとともに、給液管１０に接続される。

液肥給液ポンプ１５は、タイマ２１または後述の制御盤７０（図５参照）による指示で、養液循環槽６に蓄えられた液肥４（排液槽１７から養液循環槽６に返送された液肥４ｂを含む）または水を、パイプ１５ａ及び給液パイプ２３を介し、さらに潅水パイプ２４と潅水チューブ５、または給液管１０を介して培地３に給液する。

液肥給液ポンプ１５の出力は、液肥返送ポンプ１８の出力よりも高くなっている。
培地３には、水分計７８が設置されている。

ここで、第１の実施形態の植物の栽培装置１は、栽培が終わった後等に、培地３が敷き詰められたガター２に水を貯めて、ごみ、根の切れ端、枯れた葉っぱ等を水に攪拌する。排液管９は、この際に、不純物が撹拌された水を、一端側の端部から管内に流入させ、当該管内を介してパイプ１６に流して捨てるようになっている。
養液循環槽６には、内部の液体を破棄するための弁が設けられている。

＜栽培ベッド＞
以下、図２を用いて、ガター２と濾過布７を詳細に説明する。
図２において、ガター２、濾過布７、波板２８及びＰＯフィルム２９は、図５に示す栽培ベッド６１を構成している。
ガター２は、発泡スチロールを金型によって上面が開放した帯状の容器の形状に形成したものである。

ガター２に内貼りされた濾過布７は、下から順に、不織布（透水性）２５、ネット２６及び不織布（透水性）２７を重ね合わせたものである。不織布２５及び不織布２７は、ガター２の上側全体を覆うように形成されている。ネット２６は、ガター２の内側底面と同じサイズに形成されている。濾過布７の下には、波板２８が設けられている。波板２８は、ガター２の内側底面より少し小さいサイズに形成されている。波板２８の下には、ＰＯフィルム（水耕用黒ポリプラスチックシート、防水性）２９が設けられている。ＰＯフィルム２９は、ガター２の上側全体を覆うように形成されている。ＰＯフィルム２９は、波板２８の下で、ガター２の防水を行う目的のものである。

ＰＯフィルム２９には、排液管９（図１参照）につながる開孔と、給液管１０（図１参照）を通す開孔と、オーバーフロー管９０を通す開孔が形成されている。

＜栽培施設＞
図３において、トマトの栽培施設（プラント）３０では、前後２列、左右４列に並べられた第１乃至第８の栽培ゾーン３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８を有している。

第１乃至第８の栽培ゾーン３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８は、一つの植物の栽培装置１から構成されている。植物の栽培装置１は、一つの養液循環装置４０と、図１に示した複数のガター２、培地３、潅水チューブ５、濾過布７、排液管９及び給液管１０等から構成されている。

植物の栽培装置１は、水平に置かれた帯状のガター２に培地３を敷き詰め、前記培地に植物を一定間隔で根付かせ、前記培地の上部に潅水チューブ５（図１参照）を配置し、養液循環槽６（図1参照）に蓄えられた液肥４（図６参照）を、前記潅水チューブ５を介して前記培地３に給液し、当該給液により余剰となった液肥４の少なくとも一部を、前記ガター２に内貼りされた濾過布７（図２参照）及び波板２８（図２参照）を通して前記ガター２に形成された通液溝８（図２参照）に流し、当該通液溝８に流れる液肥４ｂを、当該通液溝８に接続する排液管９を介して前記排液槽１７（図１参照）に返送する。

また、トマトの栽培施設（プラント）３０では、第２及び第４の栽培ゾーン３２、３４と、第５及び第７の栽培ゾーン３２、３４の間に出荷調整室４１を設けている。

また、トマトの栽培施設（プラント）３０は、４基の真水タンク４２、４２、４２、４２、ボイラー棟４３、重油タンク４４、管理棟４５、試験棟４６、駐車場４７、及びＣＯ２タンク４８が設けられている。

図４において、栽培施設（プラント）３０では、温室５１の地面５２に、栽培ベッド６１、防除ロボット６２、収穫台車６３、高所作業車６４、温湯管６５を設置し、温室５１の屋根５３の下に、遮光・保温兼用シェードとなる上層カーテン６６と、保温シェードとなる下層カーテン６７と、循環扇６８と、ミストノズル６９とが設けられている。

温室５１の屋根５３は、強化ガラスで形成され、千鳥方式の天窓５４を有している。天窓５４には、防虫網５５が取り付けられている。
温室５１の壁５６は、独立基礎５７の上に強化ガラス５８を取り付けたものである。

＜植物の栽培装置の詳細な構成＞
以下、植物の栽培装置１についてさらに詳細に説明する。
図５において、植物の栽培装置１の栽培ベッド６１は、図２に示したガター２、濾過布７、波板２８及びＰＯフィルム２９を組み合わせたものである。

栽培ベッド６１には、栽培する植物（トマト１００）の品種に合わせた培地３が敷き詰められている。

植物の栽培装置１は、制御盤７０と、Ａ液（第１の原料液）を蓄えるＡ液槽（第１の原料液槽）７１と、Ｂ液（第２の原料液）を蓄えるＢ液槽（第２の原料液槽）７２と、液肥混合ポンプ７３と、アルカリ性溶液（ＰＨＵＰ剤）を蓄えるアルカリ性溶液槽７４と、ミネラル溶液を蓄えるミネラル溶液槽７５と、アルカリ性溶液移送ポンプ７６と、ミネラル溶液移送ポンプ７７と、複数のガター２と、培地３（図１参照）と、液肥４と、潅水チューブ５と、養液循環槽６と、濾過布７（図２参照）と、排液管９と、給液管１０と、液肥調整槽１１と、液路１２（図１参照）と、液肥移送ポンプ１３と、液路１４と、液肥給液ポンプ１５と、パイプ１６と、排液槽１７と、液肥返送ポンプ１８、液肥返送パイプ１９、タイマ２０、２１（図１参照）と、及びＥＣセンサ（肥料濃度センサ）２２と、給液パイプ２３と、潅水パイプ２４と、培地３に設置した水分計７８と、レベルセンサ７９、８０と、液量計８１とを備える。

養液循環装置４０は、制御盤７０と、Ａ液槽７１と、Ｂ液槽（第２の原料液槽）７２と、液肥混合ポンプ７３と、アルカリ性溶液槽７４と、ミネラル溶液槽７５と、アルカリ性溶液移送ポンプ７６と、ミネラル溶液移送ポンプ７７と、養液循環槽６と、液肥調整槽１１と、液路１２（図１参照）と、液肥移送ポンプ１３と、液路１４と、液肥給液ポンプ１５と、パイプ１６と、排液槽１７と、液肥返送ポンプ１８、液肥返送パイプ１９、タイマ２０、２１（図１参照）と、及びＥＣセンサ（肥料濃度センサ）２２と、給液パイプ２３と、潅水パイプ２４と、培地３に設置した水分計７８（図１参照）と、レベルセンサ７９、８０と、液量計８１とを備える。

養液循環装置４０は、液肥調整槽１１にＥＣセンサ２２を設けて、液肥調整槽１１の液肥４ａを適正ＥＣ濃度にするように液肥混合ポンプ７３の制御を行うようにしている。

液肥調整槽１１には、アルカリ性溶液槽７４に蓄えられたアルカリ性溶液がアルカリ性溶液移送ポンプ７６によって移送されるとともに、ミネラル溶液槽７５に蓄えられたアルカリ性溶液がミネラル溶液移送ポンプ７７によって移送される。これら溶液の移送により、栽培装置１は、液肥調整槽１１の液肥４ａを弱酸性に保つとともに、液肥４ａにミネラルを添加する。

これにより、培地３にグラスウール、砂等のPH調整効果やミネラル溶出効果が無いまたは少ないものを用いた場合にも、液肥４ａを弱酸性に保つとともに、液肥４ａにミネラルを添加することができる。

養液循環槽６は、液路１２（図１参照）、液肥移送ポンプ１３及び液路１４を介して液肥調整槽１１と液体の流通が可能になっており、液肥調整槽１１からの液肥４ａが流入するようになっている。

Ａ液槽７１及びＢ液槽７２には、内部の液体を破棄するための弁が設けられている。
養液循環槽６には、内部の液体を破棄するための排液ポンプが設けられている。養液循環槽６は、排液ポンプで外部に不純物を排出する。

養液循環装置４０では、前記養液循環槽６内の液肥４が一定量消費されたら、レベルセンサ７９の指示と制御盤７０の制御により、前記液肥調整槽１１の肥液４ａが、液路１２、液肥移送ポンプ１３及び液路１４を介して養液循環槽６に流入する。これにより、前記養液循環槽６内の液肥４が適切な量に保たれる。

また、前記養液循環装置４０の制御盤７０は、液肥調整槽１１の水位が低下したら、レベルセンサ８０の指示と制御盤７０による制御バルブの制御により、液肥調整槽１１に清水を所定位置まで供給し、前記液肥調整槽１１の液肥４を適正ＥＣ濃度にするため、前記ＥＣセンサ２２の指示と制御盤７０の制御により、前記液肥混合ポンプ７３を用いて前記Ａ液（第１の原料液）と前記Ｂ液（第２の原料液）を混合して、前記液肥調整槽１１に蓄えられた液肥４が適正ＥＣ濃度になるまで供給する。

制御盤７０は、水分計７８（図１参照）が示す水分量の低下に基づいて液肥給液ポンプ１５に指示を行い、養液循環槽６の液肥４を、潅水チューブ５または給液管１０を介して栽培ベッド６１の前記培地３に給液する。液肥給液ポンプ１５は、タイマ２１の指示に基づいて、潅水チューブ５または給液管１０を介して栽培ベッド６１の前記培地３に給液することも可能である。

また、植物の栽培装置１は、前記養液循環装置４０に設置された制御装置（制御盤７０）にて、前記養液制御を行い、前記養液循環槽６から前記培地３に給液される液肥４の供給量を図示しない流量センサの検出結果に基づいて、図示しない表示装置に表示する。

ガター２で余剰となった液肥４は、排液管９、パイプ１６及び排液槽１７を介して前記養液循環槽６に返送される。

液肥返送ポンプ１８は、制御盤７０（図５参照）による指示で、排液槽１７に蓄えられた液肥４ｂまたは水を、前記液肥返送パイプ１９を介して前記養液循環槽６に返送する。

排液槽１７には、切欠き１７ａから溢れ出した液肥４ｂまたは水は、前記液肥調整槽６に返送される。

＜栽培ベッドの詳細な構成＞
図６に示すように、栽培ベッド６１において、前記培地３及び潅水チューブ５の上側は、トマト１００の茎を通過する孔が形成された遮光シート８１によって覆われている。

給液管１０の一端側は、Ｔ字状（図７参照）に形成され、ガター２の通液溝８に挿入される。給液管１０の他端側は、地面５２を潜り給液パイプ２３に接続される。

また、給液管１０の地上側（地面５２より上側）には、給液バルブ１０ａが設けられている。給液バルブ１０ａは、つまみ１０ｂが操作されることで、給液管１０の液肥４の流れの開閉や流量の調整を行う。

潅水パイプ２４の一端側は、前記潅水チューブ５に接続される。潅水パイプ２４の他端は、給液パイプ２３に接続される。

また、潅水パイプ２４の地上側には、潅水バルブ２４ａが設けられている。潅水バルブ２４ａは、つまみ２４ｂが操作されることで、潅水パイプ２４の液肥４の流れの開閉や流量の調整を行う。

図７に示すように、排液管９の一端側は、ガター２の通液溝８に接続する。排液管９の他端側は、栽培室地面５２の下に潜り、パイプ１６に接続している。パイプ１６には、液肥４ｂや水を排液槽１７に返すことなく廃棄するための弁も設けられている。

また、排液管９の地上側には、排液バルブ９ａが設けられている。排液バルブ９ａは、つまみ９ｂが操作されることで、排液管９の液肥４ｂの流れの開閉や流量の調整を行う。

ここで、第１の実施形態の植物の栽培装置１は、栽培が終わった後等に、培地３が敷き詰められたガター２に水を貯めて、ごみ、根の切れ端、枯れた葉っぱ等を水に攪拌する。オーバーフロー管９０は、この際に、不純物が撹拌された水を、一端側の端部９０ａから管内に流入させ、当該管内を介してパイプ１６の弁に流して捨てるためのものである。
＜第１の実施形態の動作＞
以下、図７及び図８を参照して植物の栽培装置１の動作を説明する。

＜植物の栽培装置の基本動作＞
培地３の液肥４を冠水させる際には、図７に示すように、排液管９の排液バルブ９ａを半開きにし、給液バルブ１０ａと潅水バルブ２４ａ（図１参照）を全開にし、液肥給液ポンプ１５（図１参照）を作動させ、液肥４（液路１４から養液循環槽６に返送された液肥４ｂを含む）または水を、前記潅水チューブ５及び給液管１０に供給する。これにより、培地３の上側には、潅水チューブ５により液肥４が灌水される。また、給液管１０に供給された液肥４は、給液管１０の一端側から図中Ａに示す様に通液溝８に流れ込む。ここで、排液バルブ９ａを半開きとなるため、図中Ｂに示す排液管９に流れ込む液肥４は、給液管１０から流れ出す液肥４より少なく、液肥４は、通液溝８から溢れ、波板２８及び濾過布７を通過して、培地３の下側に供給され、培地３を下側から冠水する。

これにより培地３に液肥４がまんべんなく染み込むことになる。培地３で余剰となった液肥４は、排液管９に流れ込む、パイプ１６を介して排液槽１７に返送される。

培地３から液肥４を抜く際には、図８に示すように、排液管９の排液バルブ９ａを全開にし、液肥給液ポンプ１５を停止させ、給液バルブ１０ａと潅水バルブ２４ａを閉塞する。

これにより培地３の液肥４は、濾過布７及び波板２８を通過し、通液溝８を介して排液管９に流れ込み、パイプ１６を介して排液槽１７に返送される。

＜栽培準備作業＞
トマトの栽培準備作業を行う場合、まず、栽培ベッド６１内に培地３を敷き詰めた後、排液バルブ９ａを閉じて、排液管９を閉塞する。

次に、制御盤７０を操作して、液肥調整槽１１に、貯水タンクからの水（清水）のみを注入し、液肥移送ポンプ１３により液肥調整槽１１の水を養液循環槽６に移送する。

次に、制御盤７０を操作して、養液循環槽６に蓄えられた水を液肥給液ポンプ１５により汲み上げ、潅水チューブ５及び給液管１０を介して培地３に水を流して栽培ベッド６１内を満水にして、不純物や微粒子を攪拌して、オーバーフロー管９０より除去する。オーバーフロー管９０からの排水は、パイプ１６を介して、排液槽１７に設けられた排液ポンプにより破棄される。

この後、排液バルブ９ａを開いて、栽培ベッド６１内の水をガター２に内貼りされた濾過布７及び波板２８を通して、前記ガター２に形成された通液溝８に流す。当該通液溝８に流れる水は、パイプ１６を介して、排液槽１７に設けられた排液ポンプにより破棄される。
このような栽培準備作業を終了した後にトマトの栽培作業を行う。

＜栽培作業＞
トマトの栽培作業を行う場合、まず、栽培ベッド６１内の培地３にトマト１００を一定間隔で根付かせる。

次に、制御盤７０を操作して、液肥調整槽１１に、Ａ液槽７１からのＡ液と、Ｂ液槽７２からのＢ液とが注入するとともに、貯水タンクからの水を注入し、混合された液肥４ａを蓄える。制御盤７０は、ＥＣセンサ２２の検出結果に基づいて、液肥調整槽１１の液肥４を適正ＥＣ濃度にするように液肥混合ポンプ７３の制御を行う。これにより、液肥調整槽１１には、適正ＥＣ濃度の液肥４ａが蓄えられる。

液肥移送ポンプ１３は、タイマ２０（図１参照）または制御盤７０（図５参照）による指示で、液肥調整槽１１に蓄えられた液肥４を、液路１４を介して養液循環槽６に移送する。

液肥給液ポンプ１５は、タイマ２１、または培地３に設置した水分計７８が示す水分量の低下に基づく制御盤７０（図５参照）による指示で、養液循環槽６に蓄えられた液肥４（養液循環槽６に返送された液肥４ｂを含む）を、潅水チューブ５または給液管１０を介して培地３に給液する。

図８に示すように、潅水チューブ５または給液管１０の給液により余剰となった液肥４ｂの少なくとも一部は、前記ガター２に内貼りされた濾過布７及び波板２８を通して前記ガター２に形成された通液溝８に流れ、当該通液溝８に流れる液肥４ｂは、当該通液溝８に接続する排液管９及びパイプ１６を介して排液槽１７に返送される。

これにより、トマト１００を栽培することが可能になる。
このようなトマト１００の栽培において、図５に示す制御盤７０は、温度、湿、日射量、培地（サンゴ砂礫）３の水分状況を管理し、定期的に、液肥４による灌水を行う。

また、年一回程度、トマトの栽培を終了して次の苗を植える前には、栽培準備作業と同様に、潅水チューブ５または給液管１０を介して培地３に水を流して栽培ベッド６１内を満水にして、不純物（ごみ、根の切れ端、枯れた葉っぱ等）や微粒子を攪拌して、給液管１０より除去する。

この際、養液循環槽６に貯められた液肥、水、不純物や微粒子、液肥調整槽１１の液肥４、Ａ液槽７１のＡ液、Ｂ液槽７２のＢ液は、排液槽１７の液肥、水は、それぞれに設けせれた弁を開放することで破棄され、養液循環槽６、液肥調整槽１１、Ａ液槽７１及びＢ液槽７２の洗浄が行われる。

＜第１の実施形態の構成及び動作の纏め＞
本発明に係る第１の実施形態を纏めて説明すると、第１の実施形態の植物の栽培方法は、容器（栽培ベッド６１）の内側に培地３を敷き詰め、前記培地３に植物（トマト１００）を根付かせ、液肥４を前記培地３に給液する植物の栽培方法であって、前記培地３の上側及び下側の両方から前記液肥４を給液することが可能であるとともに、前記培地３の上側及び下側のいずか一方を選択して前記液肥４を給液することが可能である。

また、第１の実施形態の植物の栽培方法は、容器（栽培ベッド６１）の内側に培地３を敷き詰め、前記培地３に植物（トマト１００）を根付かせ、液肥４を前記培地３に給液する植物の栽培方法であって、前記培地３の下側から前記液肥４を給液する。

さらに、栽培装置１は、水平に置かれた帯状のガター２に培地３を敷き詰め、前記培地３に植物（トマト１００）を一定間隔で根付かせ、養液循環槽６に蓄えられた液肥４を前記培地３に給液し、当該給液により余剰となった液肥４の少なくとも一部を、前記ガター２に内貼りされた濾過布７を通して前記ガター２に形成された通液溝８に流し、当該通液溝８に流れる液肥４を、当該通液溝８に接続する排液管９を介して前記養液循環槽６に返送する植物の栽培装置１であって、前記養液循環槽６に蓄えられた液肥４を、前記通液溝８に給液する給液手段（給液管１０、液肥給液ポンプ１５、給液パイプ２３）を備え、前記給液手段は、前記通液溝８に給液した液肥４を、前記濾過布７を介して前記ガター２内の前記培地３に冠液させることが可能になっている。

さらに、植物の栽培装置１は、水平に置かれた帯状のガター２に培地３を敷き詰め、前記培地３に植物（トマト１００）を一定間隔で根付かせ、養液循環槽６に蓄えられた液肥４を前記培地３に給液し、当該給液により余剰となった液肥４の少なくとも一部を、前記ガター２に内貼りされた濾過布７を通して前記ガター２に形成された通液溝８に流し、当該通液溝８に流れる液肥４を、当該通液溝８に接続する排液管９を介して前記養液循環槽６に返送する植物の栽培装置１であって、前記培地３から溢れた液体が流入するオーバーフロー管９０を備え、前記ガター２の洗浄を行う際に、前記排液管９を閉塞し、前記培地３が敷き詰められた前記ガター２に前記培地３の下側から水を給水し、前記ガター２に水を貯めて不純物を攪拌し、当該不純物が撹拌された水を、前記オーバーフロー管９０に流して捨てる。

さらに、植物の栽培装置１は、前記濾過布７と前記通液溝８の間に設けられ、前記濾過布７が前記通液溝８に入り込まないように支える支持部材（波板２８）を備える。

さらに、植物の栽培装置１は、水平に置かれた帯状のガター２に培地３を敷き詰め、前記培地３に植物（トマト１００）を一定間隔で根付かせ、液肥給液ポンプ１５が養液循環槽６に蓄えられた液肥４を前記培地３に給液し、当該給液により余剰となった液肥４の少なくとも一部を、前記ガター２に内貼りされた濾過布７を通して前記ガター２に形成された通液溝８に流す植物の栽培装置１であって、排液槽１７を備え、前記通液溝８に流れる液肥４を、当該通液溝８に接続する排液管９を介して前記排液槽１７に排液し、当該排液槽１７から溢れ出した液肥４ｂを前記養液循環槽６に返送する。

さらに、植物の栽培装置１は、前記排液槽１７の液肥４を前記養液循環槽６に返送する液肥返送ポンプ１８を更に備え、前記液肥給液ポンプ１５の出力は、前記液肥返送ポンプ１８の出力よりも高くなっている。

さらに、植物の栽培装置１は、液肥調整槽１１と、第１の原料液を蓄える第１の原料液槽（Ａ液槽７１）と、第２の原料液を蓄える第２の原料液槽（Ｂ液槽７２）と、液肥混合ポンプ７３と、液肥移送ポンプ１３と、液肥給液ポンプ１５と、ＥＣセンサ２２とで構成された養液循環装置４０を備え、前記液肥調整槽１１、前記養液循環槽６、及び前記排液槽１７の少なくとも一つは、雑菌が繁殖しづらい特性の物質を収納し、前記養液装置は、前記養液循環槽６内の液肥４が一定量消費されたら、前記液肥調整槽１１から前記液肥移送ポンプ１３にて、前記養液循環槽６に液肥４を適正量供給し、前記液肥調整槽１１の水位が低下したら、前記液肥調整槽１１に水を所定位置まで供給し、前記液肥調整槽１１の液肥４を適正ＥＣ濃度にするため、前記ＥＣセンサ２２の検出結果に基づいて、前記液肥混合ポンプ７３を用いて前記第１の原料液と前記第２の原料液を混合して、前記液肥調整槽１１に蓄えられた液肥４が適正ＥＣ濃度になるまで供給する養液制御を行う。

さらに、植物の栽培装置１は、アルカリ性溶液を蓄えるアルカリ性溶液槽７４と、ミネラル溶液を蓄えるミネラル溶液槽７５とを更に備え、前記アルカリ性溶液槽７４に蓄えられた前記アルカリ性溶液、及び前記ミネラル溶液槽７５に蓄えられた前記ミネラル性溶液を液肥調整槽１１の液肥４ａに添加することで、当該液肥を弱酸性に保つとともに、当該液肥にミネラルを添加する。

＜第１の実施形態の作用及び効果＞
第１の実施形態に係る植物の栽培方法及び植物の栽培装置１では、培地３の下側から液肥４を給液することで、潅水チューブ５の孔にゴミ等が詰まった場合でも、培地３に液肥４を均等に給液でき、均一な栽培が出来る。また、容器（栽培ベッド６１）の通液溝８に流れる液肥４を、通液溝８に接続する排液管９を介して養液循環槽６に返送するので、容器（栽培ベッド６１）に勾配を付ける必要がなく、排液や施工の時間を縮小できる。

また、給液バルブ１０ａ、排液バルブ９ａの調整を行う事により、培地３に対する潅水時間及び排液時間の調節が可能になる。

さらに、植物の栽培装置１では、養液循環槽６に蓄えられた液肥４を潅水チューブ５により培地３の上側から液肥４を給液するとともに、排液溝（通液溝８）を利用して培地３の下側から液肥４を給液することで、短時間で培地３の潅水を行い、容器（栽培ベッド６１）で液肥４が所定の水位に達すると、液肥給液ポンプ１５を停止することで、排液管９より容器（栽培ベッド６１）の液肥４が徐々に排液され、容器（栽培ベッド６１）で液肥４の水位が下がり、液肥４が養液循環槽１１に返送される。
液肥４の一部は、容器（栽培ベッド６１）内の培地３の間隙に保水された状態になる。

さらに、給液管１０の給液バルブ１０ａと、潅水パイプ２４の潅水バルブ２４ａの調整を行うことで、培地３の上側及び下側のどちらからでも液肥４を給液できる。

さらに、第１の実施形態に係る植物の栽培装置１では、排液槽１７を備え、通液溝８に流れる液肥４を、当該通液溝８に接続する排液管９を介して前記排液槽１７に排液し、当該排液槽１７から溢れ出した液肥４ｂを前記養液循環槽６に返送することで、潅水余剰液となる液肥４ｂを再利用する際に、作業員の手間を減らし、液肥４ｂを再利用するための機材の設置場所を縮小できる。

ここで、液肥４を容器（栽培ベッド６１）に潅水して、液肥４を自然流下で直接養液循環槽１１に流入させた場合、潅水終了時、養液循環槽１１に排液（液肥４）の水位が上昇し栽培ベッドからの排液管９に常時溜まったままの状態になる。これを防ぐため、第１の実施形態に係る植物の栽培装置１では、排液槽１７を設け、潅水終了時、養液循環槽１１の水位が下限にし、排液管９内の液肥４ｂを無くすようにしている。

また、植物の栽培装置１では、排液槽１７に設けた液肥給液ポンプ１５の出力を、養液循環槽１１に設けた液肥返送ポンプ１８の出力よりも高くしている。

この理由は、養液循環槽６に蓄えられた液肥４または水を、潅水チューブ５または給液管１０を介して培地３に給液する際の負荷が、排液槽１７に蓄えられた液肥４または水を、前記液肥返送パイプ１９を介して前記養液循環槽６に返送する際の負荷よりも大きいためである。

また、肥給液ポンプ１５の出力を、液肥返送ポンプ１８の出力よりも高くすることで、養液循環槽１１から液肥４が溢れないようにしている。

さらに、当該排液槽１７から溢れ出した液肥４ｂを前記養液循環槽６に返送するので、排液槽１７に設けた液肥給液ポンプ１５の出力を、養液循環槽１１に設けた液肥返送ポンプ１８の出力よりも高くしている。

このように、第１の実施形態に係る植物の栽培方法及び植物の栽培装置１は、植物の栽培を効率化することができる。

［第１の実施形態の第１の変形例］
第２の実施形態の第１の変形例の栽培ベッドは、図２に示した不織布（透水性）２７を、ネット２６と波板２８の間に入れず、波板２８の下（波板２８とＰＯフィルム２９の間）に入れる。

このような第１の実施形態の第１の変形例においても、図１乃至図８に示した第１の実施形態と同様の効果が得られる。

［第１の実施形態の第２の変形例］
第２の実施形態の第２の変形例の栽培ベッドは、図２に示した不織布（透水性）２７を、ネット２６と波板２８の間に入れるとともに、波板２８の下（波板２８とＰＯフィルム２９の間）に入れる。

このような第１の実施形態の第１の変形例においても、図１乃至図８に示した第１の実施形態と同様の効果が得られる。

［第２の実施形態］
以下、図９を用いて本発明の第１の実施形態について説明する。

＜第２の実施形態の構成＞
図９は本発明の第２の実施形態に係る植物の栽培方法に用いられるガターを示す斜視図である。

図９において、第２の実施形態の栽培ベッド９１は、ガター２、濾過布７、パンチングメッシュ９２及びＰＯフィルム２９から構成されている。

第２の実施形態の栽培ベッド９１は、第１の実施形態の波板２８の代わりに、パンチングメッシュ９２を用いている。パンチングメッシュ９２は、ステンレス板９３に複数の貫通孔を等間隔に並べて形成したものである。第２の実施形態の図９以外の構成は、第１の実施形態と同様になっている。

パンチングメッシュ９２は、前記濾過布７と前記通液溝８の間に設けられ、前記濾過布７が培地３の重さにより通液溝８に入り込まないように支える支持部材となっている。

このような第２の実施形態でも、図１乃至図８に示した第１の実施形態と同様の効果が得られる。

［第２の実施形態の第１の変形例］
第２の実施形態の第１の変形例の栽培ベッドは、図９に示した不織布（透水性）２７を、ネット２６とパンチングメッシュ９２の間に入れず、パンチングメッシュ９２の下（パンチングメッシュ９２とＰＯフィルム２９の間）に入れる。

このような第２の実施形態の第１の変形例においても、図１乃至図８に示した第１の実施形態と同様の効果が得られる。

［第２の実施形態の第２の変形例］
第２の実施形態の第２の変形例の栽培ベッドは、図９に示した不織布（透水性）２７を、ネット２６とパンチングメッシュ９２の間に入れるとともに、パンチングメッシュ９２の下（パンチングメッシュ９２とＰＯフィルム２９の間）に入れる。

このような第２の実施形態の第２の変形例においても、図１乃至図８に示した第１の実施形態と同様の効果が得られる。
［第３の実施形態］
以下、図１０及び図１１を用いて本発明の第１の実施形態について説明する。

＜第３の実施形態の構成＞
図１０及び図１１は本発明の第３の実施形態に係り、図１０は植物の栽培方法に用いられる栽培ベッドを示す斜視図である。図１１は植物の栽培装置の栽培ベッド及び設置台を示す前方から見た断面図である。

図１０において、第３の実施形態の栽培ベッド９１は、ガター２、濾過布７、ネトロンパイプ１０２及びＰＯフィルム２９から構成されている。
第３の実施形態の栽培ベッド１０１は、第１の実施形態の波板２８の代わりに、ネトロンパイプ１０２を用いている。ネトロンパイプ１０２は、合成樹脂による網をパイプ状に形成したものであり、通液溝８に挿入される。
ネトロンパイプ１０２は、濾過布７と通液溝８の間に設けられ、濾過布７が培地３の重さにより通液溝８に入り込まないように支える支持部材となっている。

図１１に示すように、栽培ベッド１０１は、設置台１１０に載置されている。

栽培ベッド１０１において、前記培地３及び潅水チューブ５の上側は、トマト１００の茎を通過する孔が形成された遮光シート８１によって覆われている。

設置台１１０は、板状の天板１１１と、天板１１１を支える複数の脚部１１２、１１３から構成されている。

脚部１１２、１１３は伸縮可能になっている。図５に示す脚部１１２、１１３の状態では、天板１１１、複数の脚部１１２、１１３及び栽培室地面５２で囲まれる領域Ｓの高さが温風ダクト１２１、１２２の直径と同程度の状態になり、領域Ｓの横幅が２つの温風ダクト１２１、１２２を並べた横幅より少し短い状態になる。

ネトロンパイプ１０２は、合成樹脂による網をパイプ状に形成したものであり、通液溝８に挿入された状態で濾過布７と培地３を支える。
このような第３の実施形態でも、第１の実施形態と同様の効果が得られる。

［第４の実施形態］
以下、図１２を用いて本発明の第４の実施形態について説明する。

＜第４の実施形態の構成＞
図１２は本発明の第４の実施形態に係る植物の栽培装置のブロック図である。

図１２において、植物の栽培装置１３１の栽培ベッド６１は、図２に示したガター２、濾過布７、波板２８及びＰＯフィルム２９を組み合わせたものである。

栽培ベッド６１には、栽培する植物（トマト１００）の品種に合わせた培地３が敷き詰められている。

養液循環装置１４０は、制御盤１７０と、Ａ液（第１の原料液）を蓄えるＡ液槽（第１の原料液槽）７１と、Ｂ液（第２の原料液）を蓄えるＢ液槽（第２の原料液槽）７２と、液肥混合ポンプ７３と、養液循環槽６と、濾過布７と、排液管９と、給液管１０と、液肥調整槽１１と、液路１２と、液肥移送ポンプ１３と、液路１４と、液肥給液ポンプ１５と、パイプ１６と、図１乃至図８に示した排液槽１７と、液肥返送ポンプ１８と、液肥返送パイプ１９と、タイマ２０、２１（図１参照）と、及びＥＣセンサ（肥料濃度センサ）２２と、給液パイプ２３と、潅水パイプ２４と、培地３に設置した水分計７８とを備える。

第４の実施形態の養液循環装置１４０は、図５に示した第１の実施形態のアルカリ性溶液槽７４、ミネラル溶液槽７５、アルカリ性溶液移送ポンプ７６及びミネラル溶液移送ポンプ７７の代わりに、養液循環槽６、液肥調整槽１、１及び排液槽１７の少なくとも一つに、雑菌が繁殖しづらく、PH調整効果やミネラル溶出効果が得られる特性の物質（例えばサンゴ砂礫）を収納している。

このような第４の実施形態でも、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
尚、本発明の、構造、システム、プログラム、材料、各部材の連結、科学物質、などは、本発明の要旨を変更しない範囲で、様々に変更可能である。

材質も、金属、プラスチック、ＦＲＰ、木材、コンクリート等を自由に選択することが可能である。

例えば、２つ以上の部材を１つにすることも可能であるし、逆に、１つの部材を２つ以上の別の部材から構成して接続することも可能である。

また、上記第１の実施形態は、あくまでも、現在のところの最良またはそれに近い形態の1つにすぎない。

また、制御などは、より上位の制御部分によって制御されても良いし、より末端の制御部分によって制御されても良い。

また、制御の順序なども、所定の効果を有するのであれば、適宜変更可能である。
また、第４の実施形態では、液肥４を雑菌が繁殖しづらい特性にするために浸す物質として、サンゴ砂礫を用いたが、このような液肥を浸す物質としては、ホタテ貝の貝殻を砕いたもの、カキの貝殻を砕いたもの、石灰岩を砕いた礫等、各種適用可能でする。

＜定義等＞
本発明における栽培する植物としては、トマト以外にも、ナス、キュウリ、イチゴ等、各種適用可能である。また、トマトの品種として、ミニトマト以外にも、フルーツルビー、シシリアンルージュ、桃太郎等、各種適用可能である。

１…植物の栽培装置
２…ガター
３…培地
４…液肥
５…潅水チューブ
６…養液循環槽
７…濾過布
８…通液溝
９…排液管
１０…給液管
１１…液肥調整槽
１２…液路
１３…液肥移送ポンプ
１４…液路
１５…液肥給液ポンプ
１６…パイプ
１７…排液槽
１８…返液ポンプ
１９…返液パイプ
２０、２１…タイマ
２２…ＥＣセンサ
２３…給液パイプ
２４…潅水パイプ
７８…水分計
１００…トマト

Claims (5)

1. 容器の内側に培地を敷き詰め、前記培地に植物を根付かせ、液肥を前記培地に給液する植物の栽培方法であって、
   前記培地の上側及び下側の両方から前記液肥を給液することが可能であるとともに、
   前記培地の上側及び下側のいずか一方を選択して前記液肥を給液することが可能であることを特徴とする植物の栽培方法。
2. 容器の内側に培地を敷き詰め、前記培地に植物を根付かせ、液肥を前記培地に給液する植物の栽培方法であって、
   前記培地の下側から前記液肥を給液することを特徴とする植物の栽培方法。
3. 水平に置かれた帯状のガターに培地を敷き詰め、前記培地に植物を一定間隔で根付かせ、養液循環槽に蓄えられた液肥を前記培地に給液し、当該給液により余剰となった液肥の少なくとも一部を、前記ガターに内貼りされた濾過布を通して前記ガターに形成された通液溝に流し、当該通液溝に流れる液肥を、当該通液溝に接続する排液管を介して前記養液循環槽に返送する植物の栽培装置であって、
   前記養液循環槽に蓄えられた液肥を、前記通液溝に給液する給液手段を備え、
   前記給液手段は、前記通液溝に給液した液肥を、前記濾過布を介して前記ガター内の前記培地に冠液させることが可能になっていることを特徴とする植物の栽培装置。
4. 水平に置かれた帯状のガターに培地を敷き詰め、前記培地に植物を一定間隔で根付かせ、養液循環槽に蓄えられた液肥を前記培地に給液し、当該給液により余剰となった液肥の少なくとも一部を、前記ガターに内貼りされた濾過布を通して前記ガターに形成された通液溝に流し、当該通液溝に流れる液肥を、当該通液溝に接続する排液管を介して前記養液循環槽に返送する植物の栽培装置であって、
   前記培地から溢れた液体が流入するオーバーフロー管を備え、
   前記ガターの洗浄を行う際に、前記排液管を閉塞し、前記培地が敷き詰められた前記ガターに前記培地の下側から水を給水し、前記ガターに水を貯めて不純物を攪拌し、当該不純物が撹拌された水を、前記オーバーフロー管に流して捨てることを特徴とする植物の栽培装置。
5. 前記濾過布と前記通液溝の間に設けられ、前記濾過布が前記通液溝に入り込まないように支える支持部材を更に備えることを特徴とする請求項３または４に記載の植物の栽培装置。

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