JP2688627B2 - 育苗装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、育苗装置に関し、その目的は種子の育
苗、植物培養組織における生長、順化の過程において最
適な育苗環境条件を提供できるとともに、植物体の生長
が促進される育苗装置の提供にある。

（従来技術及びその問題点） 近年、水耕栽培による野菜の栽培が活発に行われ、商
業的に効率良く生産されている。

更に、環境ガスの温度、湿度、光、培養液等の環境条
件を調節する育苗装置が開発され、その生産性をより一
層向上させている。

しかしながら、上記の育苗装置は環境条件をその植物
体に適した条件に調整することにより、大量に生産でき
るようにしたにすぎず、植物体の生長を早めた訳ではな
いから、収穫するまでには長い日時を必要とする。

また、バイオテクノロジーの進歩により、短時間で収
穫できるような品種改良が行われているが、あまり一般
的ではなく、ごく一部の品種に限られている。

以上のような実情に鑑み、該業界では植物体の生長を
促進させることにより、短期間で収穫できる育苗装置の
早期開発が強く要望されており、例えば実開昭62−1788
58号「遠赤外線を利用した分離式植物成育用発熱器」に
おいては、植物成育用容器の底部に遠赤外線放射装置を
設けることにより容器内の植物の育成を促進させる技術
が開示されている。

しかしながら、この実開昭62−178858号の技術におい
ては、確かに遠赤外線の作用により苗の成育を促進させ
ることはできるものの、遠赤外線の作用で温まった培養
液内には雑菌が繁殖し易く、雑菌の繁殖により苗が病気
になってしまうという問題が存在していた。

このような問題に鑑みて創出された技術としては、例
えば、特開昭63−56227号「水栽培装置」の培養液の循
環路の途中に高電圧パルス発生器を設けて培養液を常時
無菌状態にすることができる栽培装置が存在している。

しかしながら、この特開昭63−56227号の技術におい
ては、高電圧パルスをかけて培養液中の菌を殺す構成で
あるため、培養液の成分が変化してしまい苗の育成に悪
影響を及ぼしてしまう恐れがあった。

また、実開昭63−78561号「植物活性化機器」におい
ては遠赤外線放射装置からなる殺菌装置が設けられた育
苗ボックスが、特開昭51−96447号「培養液濾過供給装
置付水栽培プラント」においては培養液循環路の途中に
フィルターが設けられた水栽培プラントが、特表昭56−
501868号「植物の土なし栽培法」においては養液タンク
に酸素ボンベを接続してなる栽培装置がそれぞれ開示さ
れている。

しかしながら、これらの開示技術においては、人工光
源等の調光装置が何ら設けられていないため、植物体に
照射する光量を昼夜にわたって管理、制御することがで
きず、植物体の成長に合った光条件を作り出すことがで
きなかった。

さらに、植物体の上部から直接に遠赤外線を放射する
ことができないため、植物体の成長を十分に促進させる
ことができなかった。

（問題を解決するための手段） この発明は育苗装置に関し、底部に遠赤外線放射装置
が設けられた育苗ボックスと、上記育苗ボックスと培養
液タンクを連結して形成された培養液循環路の途中に設
けられた遠赤外線放射装置からなる殺菌装置とを具備し
てなる育苗装置であって、培養液循環路は前記育苗ボッ
クスが給液管及び排液管により培養液タンク及びポンプ
と接続されることにより形成されてなり、前記排液管の
途中にはフィルターが取付けられてなり、前記培養液タ
ンクには減圧弁を介して酸素ボンベが接続されてなり、
前記育苗ボックスの上部には人工光源が揺動自在に設け
られてなるとともに、該人工光源には遠赤外線放射剤が
コーティングされてなることを特徴とする育苗装置を提
供することにより上記課題を解決せんとした。

以下に、この発明の一実施例を図面にもとづいて説明
する。

（実施例） 第１図はこの発明の一実施例に係わる育苗装置の全体
構成図である。

図において、（１）は育苗ボックスであり、その内部
下方には苗床（２）が設けられている。

この苗床（２）は、通水孔を有する多数のポットを縦
横に一体成型した合成樹脂製のトレーよりなるもので、
各ポットにはポリエステル繊維、セルロース等の培地支
持材が充填されている。

前記育苗ボックスの底部には、遠赤外線放射装置
（３）が設けられており、上記苗床（２）へ向けて遠赤
外線が放射される。

この遠赤外線放射装置（３）は育苗ボックス内に限ら
ず、その外部に設置されても良い。

上記遠赤外線放射装置（３）を採用したのは、遠赤外
線照射により、培養液の水分子が共振現象を起こし、水
分子は活性化され、植物体の根毛の表皮細胞が水を取り
込むのを促進させるためである。

水分子を活性化させるためには、培養液の水温を高温
にすれば良い訳だが、培養液を高温にすると培養液中に
成分変化が生じたり、植物体自体が損傷を受けることと
なり、不都合である。

そこで、遠赤外線を照射することにより、培養液を高
温にせずとも水分子と共に酸素分子や金属イオン等が根
毛より取り込まれるのを促進し、植物体の生長が促進さ
れるものである。

従って、遠赤外線が植物体の根毛に照射されるような
手段であれば全て好適に採用され、遠赤外線放射を前記
苗床（２）の隔壁部分や、前記育苗ボックス（１）の内
部底面にコーティングすることも好適に採用される。

更に、遠赤外線には、活性化した水分子を維持させる
能力があるため、培養液の保温効果をも有する。

次に培養液循環路（４）について説明する。

培養液循環路（４）は、前記育苗ボックス（１）が給
液管（4a）及び排液管（4b）により、培養液タンク
（５）及びローラーポンプ（６）と接続されることによ
り形成されており、上記排液管（4b）の途中には培養液
中のカビその他の異物を除去するためのフィルター
（７）が取り付けられている。

上記培養液循環路（４）の途中に、培養液の成分変化
が生じない手段による培養液の殺菌を行う。

殺菌手段としては、特に限定するものではないが、遠
赤外線放射装置（８）を用いることが望ましい。

その理由は、上記遠赤外線放射装置（８）を採用すれ
ば、培養液に直接遠赤外線が照射されるため、管の材質
や径の大きさ等に左右されず、しかも培養液の成分変化
を起こさず培養液の殺菌が行えるためである。

尚、管の材質を金属以外とするか、外部表面を酸化処
理した金属とすることにより管外からの遠赤外線照射で
も上記と同様の殺菌効果が期待できる。

更に、前記培養液タンク（５）には減圧弁（９）を介
して酸素ボンベ（10）が接続され、培養液に酸素を溶解
させることにより育苗ボックス（１）内の植物体の根に
充分な酸素を与えようとしている。

尚、オゾン発生装置を前記培養液循環路（４）中に設
けることも可能であり、この装置より発生するオゾンに
より殺菌力が増強されるとともに、オゾンは分解されて
酸素となるため、上記酸素ボンベ（10）を設置する必要
もなくなる。

以下、この発明に係わる育苗装置の他の構成について
説明する。

前記育苗ボックス（１）の天板には、育苗ボックス
（１）内の雰囲気ガスを導出して再び育苗ボックス
（１）へ戻す雰囲気ガス循環路（11）が接続されてお
り、この雰囲気ガス循環路（11）の途中には、温・湿度
計（12）のセンサー（13）と、育苗ボックス（１）内の
雰囲気ガスに含まれる酸素、炭酸ガス、エチレンガス等
の濃度をそれぞれ測定する酸素濃度計（14）、炭酸ガス
濃度計（15）、エチレンガス濃度計（16）と、ガスの温
度を調節するチラーユニット（17）と、異物を除去する
フィルター（18）が設けられている。

また、上記育苗ボックス（１）の内部には、上下に適
当間隔をあけて複数の吸気孔を穿孔した有孔筒（19）
が、育苗ボックス（１）の天板の導出口より垂下して取
付けられ、その下端が苗床（２）の近くまで達してい
る。

前記の各ガス濃度計はポンプユニットを有しており、
該ポンプユニットによって育苗ボックス（１）内の雰囲
気ガス循環路（11）を流れて再び育苗ボックス（１）へ
戻されるようになっている。

また、この育苗ボックス（１）には、環境調節用ガス
供給路（20）と空気供給路（21）が各々接続されてい
る。

上記環境調節用ガス供給路（20）は、育苗ボックス
（１）内のガス環境を調節するために、環境調節用ガス
として炭酸ガス及びエチレンガスを育苗ボックス（１）
に供給するもので、途中の三方向切換弁（22）より環境
調節用ガス供給源側が二股に分岐しており、各々減圧弁
（23a）、（23b）を介して炭酸ガスボンベ（24）とエチ
レンガスボンベ（25）に接続されている。

そして、上記三方向切換弁（22）より育苗ボックス
（１）側には、ガス流量調節弁（26）と異物を除去する
ためのフィルター（27）が組み込まれている。

上記の炭酸ガスボンベ（24）としてはエアーのベース
に炭酸ガスを５％混合したものが使用され、エチレンガ
スボンベ（25）としてはエアーのベースにエチレンガス
を0.1〜0.9％混合したものが使用される。

これに帯し、前記空気供給路（21）は、育苗ボックス
（１）内の湿度を調節するために空気ボンベ（28）から
乾燥空気を育苗ボックス（１）へ供給するもので、該空
気供給路（21）の途中には減圧弁（29）と、空気流量調
節弁（30a）を有する空気流量計（30）と、異物を除去
するためのフィルター（31）が設けられており、空気流
量調節弁（30a）は手動で操作されるようになってい
る。

（32）はスイッチ（33）の切換えにより炭酸ガス濃度
計（15）、又はエチレンガス濃度計（16）から信号を受
けて上記のガス流量調節弁（26）を自動的に制御するコ
ントローラーであり、このコントローラー（32）はガス
流量調節弁（26）及び三方向切換弁（22）と共に制御ボ
ックス（34）に内蔵されている。

このコントローラー（32）の動作については後で説明
する。

（35）は昼光色を発する蛍光灯よりなる育苗用の人工
光源で、この人工光源（35）は第１図に示すように育苗
ボックス（１）の上方に配置され、反射板（36）を介し
て板状の支持体（37）の下面に取り付けらている。そし
て人工光源（35）は可変抵抗器等で印加電圧を変化させ
ることにより、明るさを自由に調節できるようになって
いる。

上記支持体（37）は、フレームに設けられたガイドに
よって左右にスライド自在に取着され、揺動機構によっ
て左右に揺動されるようになっている。

この揺動機構は、フレームの一端寄りに設けられた円
板状の偏心カムと、他端側に設けられた圧縮バネよりな
るもので、該偏心カムの軸はモータにより減速機を介し
て低速で回転されるようになっており、上記圧縮バネに
よって支持体（37）が絶えず偏心カムに接するように付
勢されている。

従って、モータで偏心カムの短径と長径の寸法差分だ
け左右に揺動するようになっている。

揺動機構は実施例のものに限らず、例えばシリンダで
支持体（37）を揺動させたり、クランク機構を採用した
り、磁石と電磁緯糸を組み合わせて使用するなど、種々
の公知の揺動機構を採用することが可能であり、支持体
（37）も実施例のような板状のものに限らず、矩形枠状
など種々の形状のものを使用することが可能である。

また、育苗ボックス（１）内には光量コントローラー
（38）と接続された光量計（39）が設置され、この光量
計（39）の測定値と光量コントローラーに設定入力され
た光量値とが一致するように、また明期と暗期の時間を
光量コントローラー（38）に設定入力することにより、
人工光源（35）を自動制御するようになっている。

尚、人工光源（35）のかさの内面に前記遠赤外線放射
剤をコーティングすることにより、より一層の生長促進
が可能である。

その理由は、遠赤外線放射剤が人工光源（35）の熱を
受けて遠赤外線を放射し、植物体に直接照射され、植物
体中の水分子が活性化されて、植物体の炭酸同化反応が
促進され、更に新陳代謝が促進されることにより、植物
体の生長が促進されるためである。

以上のように構成されたこの発明の一実施例に関わる
育苗装置の動作を次に説明する。

まず、培養液はローラーポンプ（６）により培養液タ
ンク（５）から供給管（4a）を通って育苗ボックス
（１）へ供給され、更に排液管（4b）を通って培養液タ
ンク（５）へ戻される。

そして、育苗ボックス（１）から培養液タンク（５）
へ戻す途中、フィルター（７）によりカビこの他の異物
が除去され、遠赤外線放射装置（８）により殺菌され
る。

このようにローラーポンプにより培養液を循環させる
と、培養液が管（4a）、（4b）の内部に閉じ込められた
ままローラーポンプ（６）を通過せるので、ポンプ通過
時に殺菌や異物が混入するのを確実に防止することがで
きる。

また、上記のように遠赤外線放射装置（８）により殺
菌処理した培養液を培養液タンク（５）に戻して再び育
苗ボックス（１）へ供給すると、ローラーポンプ（６）
通過時の雑菌混入がないことと相まって、遠赤外線照射
により液温が高温にならずに培養液を殺菌するため、培
養液の成分変化が生じず、植物体の生長に悪影響を及ぼ
す心配もない。

前述の如く供給された育苗ボックス（１）内の培養液
は、遠赤外線により効率良く根毛に取り込まれ、更に活
性化された水分子は、植物体の炭酸同化反応や新陳代謝
を促進することにより生長が促進される。

次に、ガス環境及び温・湿度の測定、制御について説
明すると、育苗ボックス（１）内の雰囲気ガスは前記ポ
ンプユニットにより有孔筒（19）の各吸引孔から吸引さ
れて環境ガス循環路（11）へ導出される。

そして、温・湿度計（12）のセンサー（13）によって
温・湿度が検出され、更にこのガスに含まれている酸
素、炭酸ガス、エチレンガスの濃度がそれぞれのガス濃
度計（14）、（15）、（16）によって測定される。

測定が終わった雰囲気ガスはチラーユニット（17）で
加熱または冷却され、更にフィルター（18）が異物が除
去されて再び育苗ボックス（１）へ戻される。

このように育苗ボックス（１）内の雰囲気ガスを循環
させながら雰囲気ガス循環路（11）の途中に組み込んだ
温・湿度計や各々のガス濃度計（14）、（15）、（16）
で測定を行うと、ガス循環によって育苗ボックス（１）
内の雰囲気ガスが撹拌されほぼ均一化されること、並び
に有孔筒（19）の客吸引孔を通じて育苗ボックス（１）
内の上下数箇所の環境ガスを吸引、導出できることか
ら、育苗ボックス（１）の内部全体の平均的な温・湿度
及び環境調節用ガスの平均的な濃度をより正確に測定す
ることができる。

育苗ボックス（１）内の炭酸ガス濃度は、三方向切換
弁（22）を炭酸ガスボンベ（24）の方に切り換え、スイ
ッチ（33）を第１図に示すように炭酸ガス濃度計（15）
の方に切り換えることによって、自動的に制御される。

即ち、スイッチ（33）を炭酸ガス濃度計（15）の方に
切り換えると、測定した炭酸ガス濃度について炭酸ガス
濃度計（15）から信号がコントローラ（32）に送られ
る。

このコントローラ（32）では、炭酸ガス濃度の測定値
と予め入力した設定値との比較が行われ、両者が一致す
るようにガス流量調節弁（26）の開度を制御する信号が
ガス流量調節弁（26）へ送られる。

これによってガス流量調節弁（26）の開度が自動的に
制御され、炭酸ガスボンベ（24）から育苗ボックス
（１）へ供給される炭酸ガス濃度が設定値に調節、維持
される。

従って、コントローラ（32）の設定値を変えれば、育
苗ボックス（１）内の炭酸ガス濃度を所望の濃度に自動
調節することができる。

同様に、エチレンガス濃度についても、三方向切換弁
（22）をエチレンガスボンベ（25）の方へ切り換え、ス
イッチ（33）をエチレンガス濃度計（16）の方へ切り換
えることにより、予めコントローラ（32）に入力した設
定値に自動的に制御することができる。

一方、育苗ボックス（１）内の温度の制御は温・湿度
計（12）に表示された温度を見ながら手動でチラーユニ
ツト（17）を調温し、雰囲気ガス循環器（11）を流れる
ガスをチラーユニット（17）で所定の温度に冷却又は加
温することによって行われる。

同様に、育苗ボックス（１）内の湿度の制御は温・湿
度計（12）に表示された湿度を見ながら手動で空気流量
計（30）の空気流量調節弁（30a）を調節し、空気ボン
ベ（28）からの乾燥空気の供給量を増減又は停止するこ
とによって行われる。

尚、この装置では加湿手段は存在しないが、乾燥空気
の供給を停止又は極微量とすれば、育苗ボックス（１）
の底部に常時滞留する培養液の蒸発によって湿度が自然
に上がるので、あえて加湿手段を設ける必要はない。

次に、照明は、既述したように人工光源（35）を取り
付けた支持体（37）を揺動機構で揺動させながら行われ
る。

そのため、育苗ボックス（１）の上部に雰囲気ガス循
環路（11）等の遮光物があっても常時その影となる部分
が生じなくなり、育苗ボックス（１）内の各部の受光量
も人工光源（35）の揺動によってほぼ平均化されるの
で、照明が均一となる。

また、光量の調節は、可変抵抗器等により人工光源
（35）に印加する電圧を変化させたり、点灯させる人工
光源（35）の本数を変えたりすることによって容易に行
うことができ、特に両者を組み合わせるとより広い範囲
の光量調節が可能となる。

その場合、光量計（39）により光量が測定され、光量
コトローラー（38）により人工光源（35）が自動制御さ
れるため、所望の光量に正確に調節することができる。

以上、一実施例に基づいてこの発明の育苗装置を説明
したが、この発明は係る実施例にのみ限定されるもので
はなく、種々の変更態様を許容するものであることは言
うまでもない。

例えば、育苗ボックス（１）を複数個設置し、ガス循
環路（11）を分岐して、各々の分岐路に開閉弁を設け、
各々育苗ボックスに接続することにより、各育苗ボック
スに種類の異なる植物体を入れ、各植物体に適した環境
下で育苗を行うことができ、極めて能率良く育苗を行う
ことが可能である。

具体的には、亜硫酸ガス、亜硫化窒素ガス、オゾン
等、実施例以外の環境調節用ガスの濃度を測定するガス
濃度計を雰囲気ガス循環路（11）に追加し、これらの環
境調節用ガスのボンベを切換弁を介して雰囲気ガス供給
路（11）に接続することにより、多種類の環境調節用ガ
スの濃度を測定し制御できるように変更することが可能
である。

更に、温・湿度をコントローラで自動制御するように
変更したり、ガス調温用のチラーユニット（17）を環境
調節用ガス供給路（20）や空気供給路（21）に組込んだ
り、該チラーユニット（17）を公知の各種ヒータや各種
冷却機に変更したり、培養液タンク（３）にチラーユニ
ットを設けて、培養液を調温したりすることは、いずれ
もこの発明に包含されるものである。

（発明の効果） 以上詳述した如く、この発明に係る育苗装置は底部に
遠赤外線放射装置が設けられた育苗ボックスと、上記育
苗ボックスと培養液タンクを連結して形成された培養液
循環路の途中に設けられた遠赤外線放射装置からなる殺
菌装置とを具備してなる育苗装置であって、培養液循環
路は前記育苗ボックスが給液管及び排液管により培養液
タンク及びポンプと接続されることにより形成されてな
り、前記排液管の途中にはフィルターが取付けられてな
り、前記培養液タンクには減圧弁を介して酸素ボンベが
接続されてなり、前記育苗ボックスの上部には人工光源
が揺動自在に設けられてなるとともに、該人工光源には
遠赤外線放射剤がコーティングされてなることを特徴と
する育苗装置であるから、種子の育苗、植物培養組織に
おける生長、順化の過程において最適な育苗環境条件及
び植物体の生長促進を提供することができるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の育苗装置の一実施例の全体構成を示
す概略説明図である。 （１）……育苗ボックス、（３）……遠赤外線放射装置 （４）……培養液循環路、（５）……培養液タンク、
（７）……フィルター （８）……遠赤外線放射装置、（９）……減圧弁、（1
0）……酸素ボンベ （35）……人工光源

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】底部に遠赤外線放射装置が設けられた育苗
   ボックスと、上記育苗ボックスと培養液タンクを連結し
   て形成された培養液循環路の途中に設けられた遠赤外線
   放射装置からなる殺菌装置とを具備してなる育苗装置で
   あって、培養液循環路は前記育苗ボックスが給液管及び
   排液管により培養液タンク及びポンプと接続されること
   により形成されてなり、前記排液管の途中にはフィルタ
   ーが取付けられてなり、前記培養液タンクには減圧弁を
   介して酸素ボンベが接続されてなり、前記育苗ボックス
   の上部には人工光源が揺動自在に設けられてなるととも
   に、該人工光源には遠赤外線放射剤がコーティングされ
   てなることを特徴とする育苗装置。