JP2025035668A - 高設栽培装置 - Google Patents

Abstract

【課題】栽培培地の温度を効果的に下げることが可能な高設栽培装置を提供する。
【解決手段】高設栽培装置１００は、透水性を有する透水シート４０により形成され、栽培培地９０を保持する栽培槽４５と、栽培槽４５の下方に位置し、水を貯留可能な凹部６１が形成された受け皿６０と、受け皿６０の側部６２から栽培槽４５の側部４６に向けて延在し、栽培槽４５と受け皿６０との間の培地下空間Ｂを区画する壁面部と、培地下空間Ｂに配置され、内部の空気を栽培槽４５の方向へ排出するための通気孔７４が形成されると共に一端が閉塞された筒形状の通気ダクト７０と、栽培槽４５と通気ダクト７０との間に配置される吸水性を備えたシート材９２と、通気ダクト７０の内部に送風する送風手段２００とを備える。
【選択図】 図５

Description

本発明は、栽培槽が設けられた高設栽培装置に関する。

日本で生産されるイチゴは、冬春期に収穫・出荷が行われる「あまおう（登録商標）」のような一季成り性品種（一季成りイチゴ）が多い。ところが、イチゴは、生食用だけでなく製菓用等にも利用されるため、冬春期以外の時期にも多くの需要が存在する。このため、冬春期以外でも栽培が可能な四季成りイチゴを用いて、夏秋期にイチゴを収穫・出荷する夏秋栽培が行われたり、一季成りイチゴの栽培終了時期を、冬春期から夏まで延長させる方法が採用されたりしている。

一方で、冬春期以外の季節にイチゴの栽培を行うと、栽培培地の温度が冬春期よりも上昇してしまう。イチゴは一般的に涼しい環境での生産に適した果物であるため、栽培培地の温度が上昇すると、一季成りイチゴを栽培する場合であっても、四季成りイチゴを栽培する場合であっても、収穫量の低下、品質低下等を招くという問題があった。

今日では、栽培培地の温度を下げるために、非特許文献１に記載の高設栽培装置が提案されている。この高設栽培装置は、暖房機の送風機能を利用して、等間隔で穴を空けたビニルダクトから空気を強制排出し、栽培槽を形成する不織布に風を当てる。不織布に風が当たると、不織布からしみ出た水が気化されるため、不織布の表面温度を下げることができる。

山崎敬亮,外２名，"促成イチゴの高設栽培における連続出蕾性に与える定植後の培地昇温抑制と施肥時期の効果"，近中四農研報，農研機構，2008年3月11日, 第7号，p.39-46

しかしながら、非特許文献１に記載の高設栽培装置において、強制排出された風で不織布からしみ出した水を気化させても、気化熱による冷却効果は、不織布の表面部分だけに留まってしまうという問題があった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、栽培培地の温度を効果的に下げることが可能な高設栽培装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明に係る高設栽培装置は、透水性を有する透水シートにより形成され、栽培培地を保持する栽培槽と、前記栽培槽の下方に位置し、水を貯留可能な凹部が形成された受け皿と、前記受け皿の側部から前記栽培槽の側部に向けて延在し、前記栽培槽と前記受け皿との間の培地下空間を区画する壁面部と、前記培地下空間に配置され、内部の空気を前記栽培槽の方向へ排出するための通気孔が形成されると共に一端が閉塞された筒形状の通気ダクトと、前記栽培槽と前記通気ダクトとの間に配置される吸水性を備えたシート材と、前記通気ダクトの内部に送風する送風手段とを備えることを特徴とする。

上述した高設栽培装置は、前記栽培槽と前記シート材との間に位置して、前記栽培槽より滴下した水分を排出する樋部材を備えるものであってもよい。

また、前記栽培槽の側部と前記壁面部の上部との間に、前記培地下空間から空気を排出するための排出空間が形成されていてもよい。

さらに、前記壁面部の内側に、保水性を有する保水シートが設けられていてもよい。

また、前記保水シートの下端部は、前記凹部まで延伸されていてもよい。

本発明によれば、高設栽培装置における栽培培地の温度を、効果的に低下させることができる。

発明を実施するための形態に係る高設栽培装置を示す斜視図である。 図１の高設栽培装置のII－II断面を示す断面図である。 通気ダクトの概略構成を示した斜視図である。 図２の高設栽培装置における栽培槽の側部を示す拡大図である。 高設栽培装置における作用を説明するための説明図である。 送風ファンを稼働させた場合と停止させた場合とにおける、農業ハウス内外の温度と栽培培地の地温との時間変化を示した図である。 高設栽培装置における作用を説明するための他の説明図である。

本発明に係る高設栽培装置について、図面を用いて説明する。

図１及び図２に示すように、高設栽培装置１００は、高設ベンチ１０と、散水（灌水）用の給水パイプ３０と、透水性を有して栽培培地９０を保持する不織布（透水シート）４０と、不織布４０を保持する培地保持金具５０と、水（後述の余剰水等）を貯留可能な凹部６１が形成された受け皿６０と、受け皿６０の凹部６１に載置される筒形状の通気ダクト７０と、高設ベンチ１０の側部に設置される壁面部８０と、不織布４０と通気ダクト７０との間に配置されるシート材９２と、通気ダクト７０の内部に送風する送風ファン２００とを備えている。

高設ベンチ１０は、複数の棒状部材を組み合わせて構成されている。詳しくは、左右一対の脚部（支持柱）１１（１１ａ,１１ｂ,１１ｃ，…）,１２（１２ａ,１２ｂ,１２ｃ,…）が、地面に対して等間隔で整列設置され、整列方向に対して水平に伸びる長尺の縦桟１３（１３ａ,１３ｂ）,１４（１４ａ,１４ｂ）が、左右の脚部１１,１２の上部と下部とにそれぞれ固定されている。脚部１１,１２の上部に固定される縦桟を第一縦桟１３ａ,１３ｂと称し、脚部１１,１２の下部に固定される縦桟を第二縦桟１４ａ,１４ｂと称する。

また、脚部１１と脚部１２との間隔を保つ短尺の横桟１５（１５ａ,１５ｂ,１５ｃ,…）,１６（１６ａ,１６ｂ,１６ｃ, …）が、脚部１１,１２の上部と中部とにそれぞれ固定されている。脚部１１,１２の上部に固定される横桟を第一横桟１５（１５ａ,１５ｂ,１５ｃ, …）と称し、脚部１１,１２の中部に固定される横桟を第二横桟１６（１６ａ,１６ｂ,１６ｃ, …）と称する。左右の第一縦桟１３ａ,１３ｂの端部には、端部横桟１７が取り付けられている。また、左右の第一縦桟１３ａ,１３ｂの上面側には、断面コ字状のＬＥＤ支持部１８（１８ａ,１８ｂ,１８ｃ,１８ｄ, …）が複数設けられており、複数のＬＥＤ支持部１８に対して、ＬＥＤ電灯１９が吊設されている。

第一縦桟１３ａ,１３ｂには、Ｗ字状に屈曲形成された培地保持金具５０が架設される。また、第一横桟１５には、培地保持金具５０の中央部を下側から支持する中央縦桟２０が、基台部２１を介して架設されている。栽培培地９０を保持するための不織布４０は、矩形の長尺シートであり、短尺部分を培地保持金具５０の屈曲形状（Ｗ字形状）に沿うように撓ませて、培地保持金具５０に載置される。なお、不織布４０が培地保持金具５０からずれたり外れたりしないように、不織布４０を培地保持金具５０に接着させてもよい。培地保持金具５０及びこれに載置された不織布４０によって、イチゴ栽培用の栽培槽４５が形成される。

不織布４０は、通気性及び透水性を有している。給水パイプ３０より散水された水が栽培培地９０の下部まで到達した場合、不織布４０は、これらの水を余剰水として、シート材９２や受け皿６０に漏水（透水）させる。また、不織布４０は、防根性能を有し、イチゴの根が不織布４０より下側に広がることを抑制する。

給水パイプ３０は、栽培槽４５が保持する栽培培地９０上に載置されている。給水パイプ３０は、冷却水循環装置（チラー）等の給水部の役割を有し、図示を略すポンプによってくみ上げられた余剰水や井水等が、給水パイプ３０の散水孔を介して栽培培地９０に散水される。なお、給水パイプ３０は、栽培培地９０上に載置されずに栽培培地９０の上方（例えば、ＬＥＤ支持部１８）に設置され、栽培培地９０の上方から灌水する構造であってもよい。

受け皿６０は、整列方向に延設される長尺の樋形状を呈している。受け皿６０の整列方向端部は、短めの左右脚部１１ｚ，１２ｚにより支持されており、本体部分は複数の第二横桟１６（１６ａ,１６ｂ,１６ｃ, …）に架け渡された状態で、高設ベンチ１０に取り付けられている。受け皿６０は、栽培槽４５（不織布４０及び培地保持金具５０）およびシート材９２の下方に位置し、その凹部６１がシート材９２の下面を臨むように設置される。受け皿６０は、、不織布４０より漏水（透水）した余剰水を受け止める役割を有している。

シート材９２は、矩形の長尺シートであり、吸水性、速乾性および通気性を備えた不織布（例えば、ポリエステル等による）によって形成されている。シート材９２は、第一横桟１５（１５ａ,１５ｂ,１５ｃ, …）に架設されており、栽培槽４５の底面を下側から臨むようにして設置される。また、シート材９２の短尺方向端部と、壁面部８０との間には、壁面部８０に沿って上昇する空気を栽培槽４５の側部４６へと案内するための隙間Ｓ１が形成されている。

通気ダクト７０は、図３に示すように、整列方向に延伸するポリエチレン製の長尺の円筒材（チューブ材）であって、一端７２が閉塞されている。通気ダクト７０の上面には、送風ファン２００によって通気ダクト７０の内部に送り込まれた空気を、シート材９２を介して栽培槽４５の方向へと排出するための通気孔７４が、複数設けれている。図３に示す通気ダクト７０では、一例として、通気ダクトの上面に対して通気孔７４が幅方向に６箇所形成されており、さらにこの６箇所の通気孔７４が、通気ダクトの延設（長尺）方向に向けて等間隔に形成されている。通気ダクト７０は、受け皿６０の凹部６１に配置されており、受け皿６０の整列方向端部には、送風ファン２００が設置されている。通気ダクト７０の他端（開口が形成される端部）７６には、送風ファン２００が連結される。

壁面部８０は、高設ベンチ１０の側部に設置されている。壁面部８０は、図１に示すように、脚部１１,１２の間隔に対応する幅Ｌと、脚部１１,１２における第二横桟１６の固定位置（受け皿６０の設置位置）から第一縦桟１３ａ,１３ｂの固定位置までの高さに対応する高さＨとを有するパネルによって構成されている。第一縦桟１３ａ,１３ｂには、一定間隔を空けて複数のＳ字フック２２が吊設されており、壁面部８０の上部には、図４に示すように、Ｓ字フック２２の先端を挿入させるための係止孔８０ａが設けられている。

Ｓ字フック２２の先端を係止孔８０ａに差し込むことにより、図１及び図２に示すように、壁面部８０が高設ベンチ１０の側部に吊り下げて設置される。壁面部８０は、複数の左脚部１１の間及び複数の右脚部１２の間において、受け皿６０の側部６２から栽培槽４５の側部４６に向けて延在し、栽培槽４５と受け皿６０との間の培地下空間Ｂを区画する。送風ファン２００の運転に伴い通気ダクト７０の内部から外部へと排出された空気は、その一部が壁面部８０に当たり、隙間Ｓ１を通って壁面部８０に沿って上昇し、栽培槽４５の側部４６に案内される。なお、図１のＡで示す範囲には、説明の便宜上、壁面部８０を図示していないが、実際には壁面部８０が設置される。

図２及び図４に示すように、壁面部８０の上端部８２は、係止孔８０ａが設けられた高さ位置を基準として左右脚部１１,１２の外側方向へ向かうように傾斜し、栽培槽４５の側部４６の近傍まで延設されている。これにより、栽培槽４５の側部４６と壁面部８０の上端部８２との間に、培地下空間Ｂから空気を排出させるための排出空間Ｓ２が形成される。

壁面部８０は、ビニールやプラスチック、発泡スチロール等の防水性・非通気性を備えた素材により形成されている。壁面部８０の設置により、高設栽培装置１００の内部（培地下空間Ｂ）の湿度及び温度の状態は、外部の湿度及び温度の状態の影響を受けにくくなる。

壁面部８０の内面には、不織布やポリエステル等のような保水性・吸水性に優れた素材で作られた内壁用シート８１が貼着されている。ただし、内壁用シート８１の下端部は、壁面部８０の内面に貼り付けられておらず、受け皿６０の凹部６１まで延伸されて、凹部６１内部へ導かれている。このように内壁用シート８１の下端部を受け皿６０に導くことにより、受け皿６０と壁面部８０との隙間を内壁用シート８１で塞ぐことが可能になると共に、内壁用シート８１によって、受け皿６０に貯留された栽培槽４５の余剰水（水）を吸水して、壁面部８０に導くことが可能になる。

図５は、栽培培地９０にイチゴが植えられた高設栽培装置１００の作用を説明するための説明図である。高設栽培装置１００では、給水パイプ３０によってイチゴに散水（給水、灌水）が行われており、散水された水は栽培培地９０全体に広がっていく。栽培槽４５の下部へ到達した余剰水は、不織布４０を透水してシート材９２へと滴り落ち、シート材９２で吸収できない余剰水は受け皿６０へと滴り落ちる。受け皿６０に貯留された余剰水は、内壁用シート８１によって吸水されて壁面部８０へと導かれる。

送風ファン２００により送風が行われると、通気ダクト７０の通気孔７４を通じて、空気が内部から外部へ排出（排気）される。シート材９２および壁面部８０の内壁用シート８１には、栽培槽４５の余剰水が含まれているため、通気ダクト７０より排出（排気）された空気が当たることにより、シート材９２および内壁用シート８１に含まれる水が周囲の熱を奪って気化される。したがって、温度の下がった冷たい（涼しい）空気が、培地下空間Ｂに充満されて、高設栽培装置１００の内部温度が低下することになり、栽培槽４５の温度を下げることが可能になる。

特に、シート材９２は、吸水性、速乾性および通気性に優れており、内壁用シート８１は、保水性・吸水性に優れているため、吸収された水は面状に広がることになる。通気ダクト７０より空気が排出（排気）されると、それぞれのシートが面全体で空気を受けることになり、面状に広がった水は、効率的且つ迅速に熱が奪われて気化されることになる。

さらに、シート材９２は、高い通気性を備えるため、通気ダクト７０からシート材９２の底面に向けられた空気は、シート材９２で気化冷却されてシート材９２の上面側へ通過して、栽培槽４５（不織布４０）の表面（下面）に向けられることになる。また、シート材９２の端部と壁面部８０との間に隙間Ｓ１が形成されているため、シート材９２で気化冷却された空気や、内壁用シート８１によって気化冷却された空気は、隙間Ｓ１を通って栽培槽４５（不織布４０）の表面（下面）に案内されることになる。冷却された空気が栽培槽４５（不織布４０）の表面（下面）に案内されることにより、栽培培地９０の熱が奪われることになり、栽培槽４５の温度をより効果的に下げることが可能になる。

図６は、農業ハウス内のエリアを「気化冷却あり区画」と「気化冷却なし区画」との２つに分け、「気化冷却あり区画」に設置された２台の高設栽培装置１００では、給水パイプ３０から給水を行いつつ送風ファン２００を稼働させ、「気化冷却なし区画」に設置された２台の高設栽培装置１００では、給水パイプ３０から給水を行いつつ送風ファン２００を停止させて、晴天３日間のそれぞれの高設ベンチ１０の地温と農業ハウスの内外の温度との時間変化を示した図である。

図６に示す温度は、２台の高設栽培装置１００における長手方向の３箇所で測定された栽培槽４５の地温の平均を求めた値である。図６の「気化冷却あり地温」は、送風ファン２００を稼働させた場合における栽培槽４５の地温の平均値の変化を示したグラフであり、「気化冷却なし地温」は、送風ファン２００を停止させた場合における栽培槽４５の地温の平均値の変化を示したグラフである。図６における「ハウス内」のグラフは、農業ハウス内の温度変化を示しており、「ハウス外」のグラフは、農業ハウス外の温度変化を示している。

図６を確認すると、農業ハウスの内外の温度に関しては、各日の午後に高くなる傾向があり、それぞれの地温に関しては、各日とも１５時～１６時頃に温度が高くなる傾向があった。１５時～１６時において、「気化冷却あり地温」と「気化冷却なし地温」とを比較すると、「気化冷却あり地温」の方が「気化冷却なし地温」よりも、平均で１℃程度、地温が低くなっている。このため、送風ファン２００を稼働させて気化冷却を行うことにより、行わない場合に比べて、栽培槽４５の温度をより下げることが可能になる。

また、ハウス内温度が高いほど、「気化冷却あり地温」と「気化冷却なし地温」との地温差が広がっている。このため、ハウス内温度が高い時に、送風ファン２００を稼働させて気化冷却を行うことにより、より効果的に栽培槽４５の温度を下げることができる。さらに、農業ハウス内の温度と、「気化冷却あり地温」または「気化冷却なし地温」との温度差を調べると、農業ハウス内の温度と「気化冷却あり地温」との温度差は、農業ハウス内の温度と「気化冷却なし地温」との温度差よりも広い傾向があった。このように、送風ファン２００を稼働して「気化冷却あり地温」の状態でイチゴの栽培を行うことにより、従来よりも効果的に栽培槽４５の温度を下げることが可能になる。

さらに、栽培槽４５の側部４６と壁面部８０の上部との間に、培地下空間Ｂから空気を排出させるための排出空間Ｓ２が形成されているため、高設栽培装置１００の内部（培地下空間Ｂ）の冷たい空気を、排出空間Ｓ２を通して栽培槽４５の上面側へと排出・案内することができる。特に、イチゴが生長した場合には、図２及び図４に示すように、排出空間Ｓ２の出口付近まで、果実や葉が伸びる傾向がある。このため、排出空間Ｓ２を通って排出・案内された冷たい空気が、果実や葉に当たりやすくなり、果実等の温度を効果的に下げることが可能になる。

以上、本発明の実施の形態について例示したが、本発明の実施形態は上述したものに限られず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更等してもよい。

上述した実施の形態では、Ｗ字状の培地保持金具５０を用いて、不織布４０をＷ字状に撓ませる構成としたが、培地保持金具５０の形状はＷ字以外の形状であってもよい。例えば、Ｕ字状の培地保持金具を用いることにより、不織布４０をＵ字状に撓ませて、栽培槽４５の底面形状を逆アーチ状にしてもよい。また、Ｗ字形状よりも山谷の数が多くなるように不織布４０を撓ませて、栽培槽４５の底面を構成してもよい。このように栽培槽４５の底面を構成することにより、不織布４０の表面積をより広くすることができ、効果的に栽培槽４５の温度を下げることが可能になる。

また、上述した実施の形態では、給水パイプ３０によって散水（灌水）された水の余剰水が、シート材９２によって吸水され、あるいは、受け皿６０に貯留される場合について説明した。しかしながら、余剰水が出ないように散水量（灌水量）を管理する場合には、シート材９２や受け皿６０に対して水を供給するための給水手段を、給水パイプ３０と別に設置してもよい。

さらに、上述した実施の形態では、栽培槽４５における余剰水を、シート材９２で吸水する場合について説明したが、余剰水が多い場合にはシート材９２だけで十分に吸水できない場合もある。このため、栽培槽４５の下面とシート材９２との間に、空気が通る（空気が抜ける）だけの十分な空間を確保することが可能な場合には、図７に示すように、この空間に樋部材９６を設置してもよい。樋部材９６を設けて、栽培槽４５の余剰水を貯留・排出することにより、シート材９２で吸収できない程の余剰水が漏水（透水）する場合であっても、シート材９２の吸水状況を好適にすることができ、栽培槽４５の温度をより効果的に下げることが可能になる。

また、上述した実施の形態では、栽培槽４５でイチゴを栽培する場合について説明したが、本発明に係る高設栽培装置で栽培される植物は、イチゴに限定されない。低温環境において高設栽培に適した植物であれば、イチゴ以外の他の植物を用いて栽培することも可能である。

１０ 高設ベンチ
１１,１１ａ,１１ｂ,１１ｃ,１１ｚ,１２,１２ａ,１２ｂ,１２ｃ,１２ｚ 脚部
１３,１３ａ,１３ｂ 第一縦桟
１４,１４ａ,１４ｂ 第二縦桟
１５,１５ａ,１５ｂ,１５ｃ 第一横縦桟
１６,１６ａ,１６ｂ,１６ｃ 第二横縦桟
１７ 端部横桟
１８,１８ａ,１８ｂ,１８ｃ,１８ｄ ＬＥＤ支持部
１９ ＬＥＤ電灯
２０ 中央横桟
２１ 基台部
２２ Ｓ字フック
３０ 給水パイプ
４０ 不織布（透水シート）
４５ 栽培槽
４６ （栽培槽の）側部
５０ 培地保持金具
６０ 受け皿
６１ （受け皿の）凹部
６２ （受け皿の）側部
７０ 通気ダクト
７２ （通気ダクトの）一端
７４ 通気孔
７６ （通気ダクトの）他端
８０ 壁面部
８０ａ （壁面部の）係止孔
８１ 内壁用シート（保水シート）
９０ 栽培培地
９２ シート材
９６ 樋部材
１００ 高設栽培装置
２００ 送風ファン（送風手段）
Ｂ 培地下空間
Ｓ１ 隙間
Ｓ２ 排出空間

Claims (5)

1. 透水性を有する透水シートにより形成され、栽培培地を保持する栽培槽と、
   前記栽培槽の下方に位置し、水を貯留可能な凹部が形成された受け皿と、
   前記受け皿の側部から前記栽培槽の側部に向けて延在し、前記栽培槽と前記受け皿との間の培地下空間を区画する壁面部と、
   前記培地下空間に配置され、内部の空気を前記栽培槽の方向へ排出するための通気孔が形成されると共に一端が閉塞された筒形状の通気ダクトと、
   前記栽培槽と前記通気ダクトとの間に配置される吸水性を備えたシート材と、
   前記通気ダクトの内部に送風する送風手段と
   を備えることを特徴とする高設栽培装置。
2. 前記栽培槽と前記シート材との間に位置して、前記栽培槽より滴下した水分を排出する樋部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の高設栽培装置。
3. 前記栽培槽の側部と前記壁面部の上部との間に、前記培地下空間から空気を排出するための排出空間が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の高設栽培装置。
4. 前記壁面部の内側に、保水性を有する保水シートが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の高設栽培装置。
5. 前記保水シートの下端部は、前記凹部まで延伸されていることを特徴とする請求項４に記載の高設栽培装置。

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