JP2022509139A

JP2022509139A - 植物の根系と栄養液面との距離を調整できるセルトレイフレーム及び栽培トレイ

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Publication number: JP2022509139A
Application number: JP2021528384A
Authority: JP
Inventors: 晶李; 文凱 ▲ヤン▼; 小明張; 化勤 ▲ゴン▼; 紹華李
Original assignee: Fujian Sanan Sino Science Photobiotech Co Ltd
Current assignee: Fujian Sanan Sino Science Photobiotech Co Ltd
Priority date: 2019-01-04
Filing date: 2019-10-23
Publication date: 2022-01-20
Anticipated expiration: 2039-10-23
Also published as: JP7140919B2; EP3868198A1; CN109511542A; EP3868198A4; WO2020140562A1; US20210251164A1

Abstract

【課題】本発明は植物の根系と栄養液面との距離を調整できるセルトレイフレーム及び栽培トレイを提供する。
【解決手段】本発明の植物の根系と栄養液面との距離を調整できるセルトレイフレーム及び栽培トレイは、セルトレイフレーム（２）の両側に高さ調整構造を増設することにより幼苗の根系と栄養液面との距離を調整し、前記高さ調整構造はセルトレイフレーム（２）の両側に設計され、セルトレイフレーム（２）の両側に開設された凹溝（１０）及び高さブロック（９）を含み、凹溝（１０）の内壁に高さブロックスペーサ（８）が設置され、前記高さブロック（９）はプラグを介して凹溝（１０）の内壁の取り付け孔（７）内に回転可能に接続され、異なる位置まで回転させることによって高さ調整を実現する。該セルトレイフレーム（２）は構造が簡単で、合理的であり、幼苗の育成期に必要な養分を確保できるようにするだけでなく、幼苗の成長過程での根腐れや藻の発生を防止することができ、植物の水耕栽培において広範囲に応用することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は植物の水耕栽培装置の分野に関し、具体的には植物の根系と栄養液面との距離を調整できる構造に関する。

植物栽培の過程では、植物の根系を栄養液に浸漬し、成長に欠かせない養分を植物に供給する必要がある。植物工場における植物の異なる成長段階、例えば育苗期、成長が遅い時期及び早い時期において、その根系の大きさ及び長さは成長に伴って変化し、且つそれに必要とされる栄養液の深さも同じではない。例えば成長前期には出たばかりの短い根を必ず栄養液に接触させるために、栄養液面と栽培パネルとの距離を近づける必要がある。成長後期には栄養液と栽培パネルとの距離を遠くして、根系が十分な水分を吸収できるようにするだけでなく、十分な空間を残して、根系の一部を酸素と接触させて、根腐れを防止する必要がある。距離が近すぎたり、接触していたりするとスポンジブロックが吸水して藻が発生し、植物の茎部が長期間湿潤して、病害を引き起こしやすい。

従来技術においては、上記課題を解決するために、各栽培槽内の栄養液を手作業で増加又は減少させることにより栄養液面と栽培パネルとの距離を調整しているが、これには時間と手間がかかるだけでなく、体積の調整が正確ではないという問題が常に存在し、植物の成長及び統一性に影響を及ぼす。又は、植物や栽培パネルを他の栽培槽内に移動させて栄養液面と栽培パネルとの距離を調整することには、手間がかかるだけでなく植物根系を損傷させるおそれがある。

上記技術的課題を解決し、植物の異なる成長時期の栄養液に対する異なる要件を実現するために、植物の根系と栄養液面との距離の変化を調整し、異なる時期の植物の栄養液に対する要件を確保し、植物の根系を損傷しない高さを調整できる構造を提供する必要がある。且つ、この高さを調整できる構造は水交換又は移動の手間及び時間を大幅に削減できるだけでなく、さらに根系栄養液の濃度、ｐＨ及び温度の変化が植物に及ぼす悪影響を減少させることができ、生産コストを削減して植物の良好な成長を保証する。

上記目的を実現するために、本発明は植物の根系と栄養液面との距離を調整できるセルトレイフレームを提供し、具体的には以下の技術的解決手段を含む。

育苗セルトレイフレームに高さ調整構造が設けられ、前記高さ調整構造はセルトレイフレームの両側に開設された凹溝及び高さブロックを含み、前記高さブロックは凹溝内に回転可能に接続され、且つ該高さブロックは凹溝内で第１位置から第２位置に回転するか、又は第ｎ位置から第ｎ＋１位置、．．．．．．、第ｎ＋ｉ位置に回転して高さ調整を実現し、但し、ｎ＝１、ｉ∈Ｎ^＋である。
好ましくは、高さ調整構造はセルトレイフレームの両側に設計される。
好ましくは、前記凹溝内に高さブロックスペーサが設置され、高さブロックの高モードにおける位置及び角度を制御するために用いられる。
好ましくは、前記高さブロックスペーサは階段状を呈して凹溝の内壁に設置され、前記高さブロックスペーサは前記凹溝と一体成形される。
好ましくは、前記高さブロックの断面は多辺形である。

好ましくは、前記高さブロックの断面は台形であり、前記第１位置は水平位置であり、前記第２位置は垂直位置であるか、又は前記高さブロックの断面は矩形、六角形又は他の多角形であり、前記第ｎ位置、第ｎ＋１位置、......、第ｎ＋ｉ位置はいずれも水平位置である。

好ましくは、前記高さブロックの断面は台形であり、該高さブロックが水平位置にある時、その上下面は平行であり、その高さブロックスペーサから遠い側は直角であり、高さブロックスペーサに近い側は斜面であり、且つ該斜面の底部は高さブロックスペーサに押し付けられ、該高さブロックが垂直位置にある時、その左右面は平行であり、その高さブロックスペーサから遠い側は大きな矩形面であり、高さブロックスペーサに近い側は小さな矩形面であり、且つ該小さな矩形面は高さブロックスペーサに押し付けられるか、又は前記高さブロックの断面は矩形であり、高さブロックが反時計回りに第１水平位置まで回転した時、回転軸に近い短辺が下方に位置し、この時の回転軸からモジュールまでの距離はａであり、該高さブロックが第２水平位置にある時、回転ブロックから遠い長辺が下方に位置し、この時の回転軸からモジュールまでの距離はｂであり、該高さブロックが第３垂直位置にある時、回転ブロックから遠い短辺が下方に位置し、この時の回転軸からモジュールまでの距離はｃである。又は前記高さブロックの断面は六角形であり、高さブロックが時計回りに第１位置まで回転した時、回転軸に最も近い長辺が下方に位置し、この時の回転軸からモジュールまでの距離はａであり、該高さブロックが第２位置にある時、回転ブロックから遠い長辺が下方に位置し、この時の回転軸からモジュールまでの距離はｂであり、該高さブロックが第３位置にある時、回転ブロックから最も遠い長辺が下方に位置し、この時の回転軸からモジュールまでの距離はｃである。
好ましくは、前記高さブロックの断面は矩形又は六角形であり、前記ａ、ｂ、ｃ間の関係はｃ＞ｂ＞ａ≧０である。
好ましくは、高さブロックはプラグを介して凹溝内壁の取り付け孔内に嵌め込まれ、前記取り付け孔は円孔である。

本発明はさらに栽培トレイを提供し、上層セルトレイ、スポンジブロック、栄養液、モジュール栄養液槽を含み、前記スポンジブロックは上層セルトレイ内に配置され、上層セルトレイは栄養液が入ったモジュール栄養液槽の上に配置され、さらに上記いずれかに記載のセルトレイフレームを含み、前記セルトレイフレームは上層セルトレイとモジュール栄養液槽との間に設置される。
従来技術と比べて、本発明は以下の有益な効果を有する。

１．セルトレイフレームの両側の高さ調整構造を設置することにより育苗セルトレイの高さ調整を実現し、他の高さのセルトレイに交換する必要がなく、植物の異なる時期の栄養液に対する異なる要件を簡単且つ迅速に実現し、労働力を大幅に削減し、植物を移動させることによる損傷を防止する。

２．高さブロックスペーサを設置することにより高さブロックの位置及び角度が制御しやすく、育苗期の植物の根系と栄養液面との間の距離をより容易に調整し、植物の育苗前期においては栄養液に対する要件を確保し、育苗後期においては栄養液が深すぎることによる根腐れ及び藻の発生を効果的に防止することができる。

は本実施例のモジュール育苗の構造図である。は本実施例のセルトレイフレームの構造概略図である。は本実施例のセルトレイフレーム両側の高さ調整の構造図である。は本実施例１のブロックが台形である場合のセルトレイフレームにおける２種類の高さの模式図である。は本実施例１のブロックが台形である場合のセルトレイフレームにおける第１位置高さモードの側面図である。は本実施例１のブロックが台形である場合のセルトレイフレームにおける第２位置高さモードの側面図である。は本実施例２のブロックが直方体である場合のセルトレイフレームの構造概略図である。は本実施例２のブロックが直方体である場合のセルトレイフレームにおける第１高さモードの側面図である。は本実施例２のブロックが直方体である場合のセルトレイフレームにおける第２高さモードの側面図である。は本実施例２のブロックが直方体である場合のブロックの構造概略図である。は本実施例３のブロックが角柱体である場合のセルトレイフレームの構造概略図である。は本実施例３のブロックが角柱体である場合のセルトレイフレームにおける第１高さモードの側面図である。は本実施例３のブロックが角柱体である場合のセルトレイフレームにおける第１高さモードの側面図である。は本実施例３のブロックが角柱体である場合のブロックの構造概略図である。は比較例としての従来の２層セルトレイでの育苗における栄養液のＥＣの変化図である。は本実施例のモジュール育苗後の栄養液ＥＣの段階的な調整図である。

以下に具体的な実施例と共に図面を参照しながら、技術的解決手段の技術的内容、構造特徴、実現する目的及び効果について詳細に説明する。

図１－図６に示すとおり、本実施例は植物工場での水耕栽培又は温室での水耕栽培の分野に応用され、植物の根系と栄養液面との距離を調整できる栽培トレイであって、上層セルトレイ１、栄養液槽５、スポンジブロック３、栄養液４及びセルトレイフレーム２を含み、前記スポンジブロック３は上層セルトレイ１内に配置され、前記上層セルトレイ１は栄養液が入ったモジュール栄養液槽５の上に配置され、前記セルトレイフレーム２は上層セルトレイ１とモジュール栄養液槽５との間に嵌着される。前記セルトレイフレーム２に高さ調整構造が設けられ、前記高さ調整構造はセルトレイフレーム２の両側に設計され、セルトレイフレーム２の両側に開設された凹溝１０及び高さブロック９を含み、凹溝の内壁に高さブロックスペーサ８が設けられ、高さブロックスペーサ８は凹溝と一体成形され、前記高さブロック９はプラグを介して凹溝内壁の取り付け孔７内に回転可能に接続され、且つ該高さブロック９は凹溝１０内で水平位置から垂直位置に回転して高さ調整を実現する。高さブロック９の断面は台形であり、高さブロック９が水平位置にある時、その上下面は平行であり、その高さブロックスペーサ８から遠い片側は直角面であり、高さブロックスペーサ８に近い側は斜面であり、且つ該斜面の底部は高さブロックスペーサ８に押し付けられ、高さスペーサブロック９が垂直位置にある時、その左右面は平行であり、その高さブロックスペーサ８から遠い片側は大きな矩形面であり、高さブロックスペーサ８に近い側は小さな矩形面であり、且つ該小さな矩形面は高さブロックスペーサ８に押し付けられ、斜面の片側はモジュール栄養液槽５に押し付けられる。それによりセルトレイフレームの高さを調整して、植物の根系が栄養液の中に浸漬する深さを調整することができる。

図１－図３及び図７－図１０に示すとおり、本実施例は植物工場での水耕栽培、温室での水耕栽培又はビニールハウスでの水耕栽培の分野に応用され、植物の根系と栄養液面との距離を調整できる栽培トレイであって、上層セルトレイ１、栄養液槽５、スポンジブロック３、栄養液４及びセルトレイフレーム２を含み、前記スポンジブロック３は上層セルトレイ１内に配置され、前記上層セルトレイ１は栄養液が入ったモジュール栄養液槽５の上に配置され、前記セルトレイフレーム２は上層セルトレイ１とモジュール栄養液槽５との間に嵌着される。前記セルトレイフレーム２に高さ調整構造が増設され、前記高さ調整構造はセルトレイフレーム２の両側に設計され、セルトレイフレーム２の両側に開設された凹溝及び高さブロック９を含み、凹溝の内壁に高さブロックスペーサ８が設けられ、高さブロックスペーサ８は凹溝と一体成形され、前記高さブロック９はプラグを介して凹溝内壁の取り付け孔７内に回転可能に接続され、且つ該高さスペーサブロック９は凹溝内で第１水平位置から第３水平位置まで反時計回りに回転して高さ調整を実現し、高さブロック９の断面は矩形であり、高さブロック９が第１水平位置にある時、回転軸に近い短辺は下方に位置し、この時の回転軸からモジュールまでの距離はａである。該高さブロックが第２水平位置にある時、回転ブロックから遠い長辺は下方に位置し、この時の回転軸からモジュールまでの距離はｂである。該高さブロックが第３水平位置にある時、回転ブロックから遠い短辺は下方に位置し、この時の回転軸からモジュールまでの距離はｃである。ここで、ａ、ｂ、ｃは設定された高さであり、ｃ＞ｂ＞ａ、ａ≧ｄ≧０、ｇ≧ｈ、ｆ－ａ≧ｈであり、他の実施例においては、前記高さブロックの設定された高さａ、ｂ、ｃは前記の大小関係の条件を満たしていればよく、それによりセルトレイフレーム２の高さをより多様に調整して、植物の根系と栄養液との間の深さを調整することができる。

図１－図３及び図１１－図１４に示すとおり、本実施例は植物工場での水耕栽培、温室での水耕栽培又はビニールハウスでの水耕栽培の分野に応用され、植物の根系と栄養液面との距離を調整できる栽培トレイであって、上層セルトレイ１、栄養液槽５、スポンジブロック３、栄養液４及びセルトレイフレーム２を含み、前記スポンジブロック３は上層セルトレイ１内に配置され、前記上層セルトレイ１は栄養液が入ったモジュール栄養液槽５の上に配置され、前記セルトレイフレーム２は上層セルトレイ１とモジュール栄養液槽５との間に嵌着される。前記セルトレイフレーム２に高さ調整構造が増設され、前記高さ調整構造はセルトレイフレーム２の両側に設計され、セルトレイフレーム２の両側に開設された凹溝及び高さブロック９を含み、凹溝の内壁に高さブロックスペーサ８が設けられ、高さブロックスペーサ８は凹溝と一体成形され、前記高さブロック９はプラグを介して凹溝内壁の取り付け孔７内に回転可能に接続され、且つ該高さスペーサブロック９は凹溝内で第１水平位置から第３水平位置まで時計回りに回転して高さ調整を実現し、高さブロック９の断面は多辺形であり、該高さブロック９が第１水平位置にある時、回転軸に近い長辺は下方に位置し、この時の回転軸からモジュールまでの距離はａである。該高さブロックが第２水平位置にある時、回転ブロックから遠い長辺は下方に位置し、この時の回転軸からモジュールまでの距離はｂである。該高さブロックが第３水平位置にある時、回転ブロックから最も遠い長辺は下方に位置し、この時の回転軸からモジュールまでの距離はｃである。ここで、ａ、ｂ、ｃは設定された高さであり、ｃ＞ｂ＞ａ、ｇ≧ｈ、ｆ－ａ≧ｈであり、他の実施例においては、前記高さブロックの設定高さａ、ｂ、ｃは前記の大小関係の条件を満たしていればよく、それによりセルトレイフレームの高さをより多様に調整して、植物の根系と栄養液との間の深さを調整することができる。

従来の二層セルトレイを利用して幼苗を培養した結果、その栄養液のＥＣ値の変化は図１５に示すとおりである。本発明の構造を有する栽培トレイを利用して幼苗を培養した結果、その栄養液のＥＣ値の変化は図１６に示すとおりである。図１５から分かるように、従来の２層セルトレイにおいて、育苗後期の栄養液のＥＣは初期値の５０％に過ぎず、幼苗の成長を抑制しており、ＥＣを初期値まで上げると、ＥＣの変化幅が大きくなり、根系環境が不安定になり、葉に黄変斑点が現れるなどの良くない形状が生じやすい。それに対して図１６から分かるように、本発明の構造を有する栽培トレイを用いて育苗することにより幼苗が根系の十分な成長空間及び体積を得て、栄養液のＥＣ値が相対的に安定し、且つ段階的な調節を実現することができ、幼苗の移植成功率が１７．６％向上し、植物の根系の長さが４７％向上し、根系の新鮮重量が２４．２％向上し、栽培トレイ表面に藻が生じる現象が顕著に低下した。

本実施例はさらにパクチョイ栽培を例として、固定液位による栽培、及び本発明で用いられた植物の根系と栄養液面との距離を調整するセルトレイフレーム及び栽培トレイによる栽培という両者の優劣を比較し、具体的な比較結果は以下の表に示すとおりである。

上記具体的な実施例の説明及びパクチョイを用いた栽培の最終的なデータから、本発明の有益な効果は以下のとおりである。本発明はセルトレイフレームの両側に高さ調整構造を増設することにより植物の根系と栄養液面との距離の変化を調整することができ、本発明の構造を有する栽培トレイを利用して植物を培養することで、植物の幼苗前期において根系が栄養液に十分に接触することを保証できるだけでなく、育苗後期に栄養液が深すぎることで根腐れしたり藻が発生したりするのを防止して、植物の幼苗のより健康な成長を促進し、幼苗の移植成功率を向上させ、植物の根系の長さ及び新鮮重量をいずれも向上させる。

説明すべき点であるが、本明細書において、第１及び第２などの関係用語は、一つの実体又は操作を他の実体又は操作と区別するために用いられているに過ぎず、必ずしもそれらの実体又は操作の間にいずれかの実際の関係又は順序が存在することを要求又は暗示するものではない。さらに、「含む」、「包含」又はその任意の他の類語は非排他的な包含を意図しており、これにより一連の要素を含むプロセス、方法、物品又は端末装置は、それらの要素だけでなく明示的に列挙されていない他の要素も含まれ、又はさらにそのプロセス、方法、物品又は端末装置に固有の要素も含まれる。より多くの限定がない場合、「…を含む」又は「…を包含する」という語句によって限定される要素は、前記要素を含むプロセス、方法、物品又は端末装置にさらに他の要素が存在することを排除するものではない。また、本明細書において、「より大きい」、「より小さい」、「超える」等はその数を含まないと理解され、「以上」、「以下」、「以内」等はその数を含むものと理解される。

上記のとおり各実施例を説明したが、当業者であれば創造的な概念を基本的に理解した後、これらの実施例に対してさらに変更及び修正を行うことができ、従ってこれまでの記載は本発明の実施例に過ぎず、本発明の特許の保護範囲を限定するものではなく、本発明の明細書及び図面の内容を利用してなされる等価構造又は等価フローへの変換、又は他の関連する技術分野における直接又は間接的な運用は、いずれも本発明の特許の保護範囲に含まれる。

１．上層セルトレイ、２．セルトレイフレーム、３．スポンジブロック、４．栄養液、５．モジュール栄養液槽、６．セルトレイフレームサイドシル；７．取り付け孔；８．高さブロックスペーサ；９．高さブロック；１０．凹溝

Claims

育苗セルトレイフレームに高さ調整構造が設けられ、前記高さ調整構造は育苗セルトレイフレームの両側に設置される凹溝及び高さ調整ブロックを含み、前記高さ調整ブロックは凹溝内に回転可能に接続され、且つ該高さブロックは凹溝内で第１位置から第２位置に回転するか、又は第ｎ位置から第ｎ＋１位置、．．．．．．、第ｎ＋ｉ位置に回転して高さ調整を実現し、但し、ｎ＝１、ｉ∈Ｎ^＋であることを特徴とする、植物の根系と栄養液面との距離を調整できるセルトレイフレーム。
前記高さ調整構造はセルトレイフレームの両側に設計されることを特徴とする、請求項１に記載のセルトレイフレーム。
前記凹溝内に高さブロックスペーサが設けられることを特徴とする、請求項１に記載のセルトレイフレーム。
前記高さブロックスペーサは凹溝の内壁に設置され、前記高さブロックスペーサは前記凹溝と一体成形されることを特徴とする、請求項３に記載のセルトレイフレーム。
前記高さブロックの断面は多角形であることを特徴とする、請求項１に記載のセルトレイフレーム。
前記高さブロックの断面は台形であり、前記第１位置は水平位置であり、前記第２位置は垂直位置であるか、又は前記高さブロックの断面は矩形、六角形又は他の多角形であり、前記第ｎ位置、第ｎ＋１位置、．．．．．．、第ｎ＋ｉ位置はいずれも水平位置であることを特徴とする、請求項５に記載のセルトレイフレーム。
前記高さブロックの断面は台形であり、該高さブロックが水平位置にある時、その上下面は平行であり、その高さブロックスペーサから遠い側は直角であり、高さブロックスペーサに近い側は斜面であり、且つ該斜面の底部は高さブロックスペーサに押し付けられ、該高さブロックが垂直位置にある時、その左右面は平行であり、又は前記高さブロックの断面は矩形であり、高さブロックが反時計回りに第１水平位置まで回転すると、回転軸に近い短辺が下方に位置し、この時の回転軸からモジュールまでの距離はａであり、該高さブロックが第２水平位置にある時、回転ブロックから遠い長辺が下方に位置し、この時の回転軸からモジュールまでの距離はｂであり、該高さブロックが第３垂直位置にある時、回転ブロックから遠い短辺が下方に位置し、この時の回転軸からモジュールまでの距離はｃであり、又は前記高さブロックの断面は六角形であり、高さブロックが時計回りに第１位置まで回転すると、回転軸に最も近い長辺が下方に位置し、この時の回転軸からモジュールまでの距離はａであり、該高さブロックが第２位置にある時、回転ブロックから遠い長辺が下方に位置し、この時の回転軸からモジュールまでの距離はｂであり、該高さブロックが第３位置にある時、回転ブロックから最も遠い長辺が下方に位置し、この時の回転軸からモジュールまでの距離はｃであることを特徴とする、請求項５に記載のセルトレイフレーム。
前記高さブロックの断面は矩形又は六角形であり、前記ａ、ｂ、ｃ間の関係はｃ＞ｂ＞ａ≧０であることを特徴とする、請求項７に記載のセルトレイフレーム。
高さブロックは高さブロックに固定されたプラグを介して凹溝内壁の取り付け孔内に嵌め込まれ、前記取り付け孔は円孔であることを特徴とする、請求項１に記載のセルトレイフレーム。
上層セルトレイ、スポンジブロック、栄養液槽を含み、前記スポンジブロックは上層セルトレイ内に配置され、上層セルトレイは栄養液を入れる栄養液槽の上に配置され、さらに請求項１－９のいずれか一項に記載のセルトレイフレームを含み、前記セルトレイフレームは上層セルトレイとモジュール栄養液槽との間に設置されることを特徴とする、栽培トレイ。