JP2747101B2

JP2747101B2 - 養液栽培装置

Info

Publication number: JP2747101B2
Application number: JP2263860A
Authority: JP
Inventors: 宏菊池
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-10-03
Filing date: 1990-10-03
Publication date: 1998-05-06
Anticipated expiration: 2013-05-06
Also published as: JPH04141031A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は養液を用いて植物を栽培する養液栽培装置に
関する。

（従来の技術）養液を用いて植物を栽培する養液栽培装置において
は、PHや導電率等を測定しこれらの各測定結果を指標と
して溶液の管理を行なっている。

この場合、例えば、養液の導電率が低下すれば、高濃
度の液肥を補充して導電率を目標値まで上昇させ、また
逆に養液の導電率が上昇すれば、水で希釈して導電率を
目標値まで下げて養液の導電率が一定の範囲内に納まる
ように制御する。

同様に、養液のPHが低下すれば、アルカリ液を補充し
てPHを目標値まで上昇させ、また逆に養液のPHが上昇す
れば、酸液を補充してPHを目標値まで下げて養液のPHが
一定の範囲内に納まるように制御する。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら上述した従来の養液管理方法において
は、PHや導電率のみを指標として養液の管理を行なって
いるので、栽培すべき植物に必要な成分の養液を的確に
供給することが難しく、栽培の過程で植物の根から有機
酸やその他の物質が溶出して植物の成長に有害な成分が
蓄積されているにもかかわらず、追肥や養液の更新が行
われずに植物の生育を遅らせてしまったり、枯らしたり
することがあった。

また、PHや導電率等の情報は養液の状態を的確に反映
していないので、栽培途中で植物の異常に気付いたとし
てもPHや導電率だけの情報では、異常の原因を見つける
ことが難しく、異常の原因が見つからならないときに
は、養液全体を更新しなければならず、養液を無駄にし
てしまうことが多かった。

また、PHや導電率だけの情報で養液の管理を行なって
いるので、植物の生育段階や日照、気温、養液温度など
の外部条件により特定の成分のみを特に消費する場合に
は、個々の養液イオン成分が不足してしまうことがあっ
た。

また、従来の養液の管理方法では、酸液とアルカリ液
とを各々１種類ずつ用意して養液のPHを調整するように
しているので、ある時期では、少量でPHを調整すること
ができるものの、異なる時期では多量に使用してもPHを
制御できないことがある。

このため、時期に応じて使用する酸液やアルカリ液の
種類を替えなければならないという問題があった。

本発明は上記の事情に鑑み、養液の各種イオン濃度や
導電率、PHを最適に管理して養液の無駄をなくすことが
できるとともに、植物を効果的に生育させることができ
る養液栽培装置を提供することを目的としている。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）上記の目的を達成するために本発明による養液栽培装
置は、請求項１では、養液を供給して植物を栽培する養
液栽培装置において、酸及びアルカリのそれぞれについ
て各種イオンを有する複数の養液と、養液の各種イオン
分析及びpHの測定結果に基づいて上記複数の養液から前
記イオン及びpHを所定の値に近づける養液を選択する養
液選択信号を生成する制御部と、この制御部から出力さ
れる養液選択信号に基づいて前記複数の養液から選択さ
れた養液を供給する酸・アルカリ供給部とを備えたこと
を特徴とする。

また、請求項２では、請求項１記載の養液栽培装置に
おいて、前記複数の養液は、養液の主要成分のうち、陽
イオンは個々のアルカリ液および陰イオンは個々の酸液
であり、微量成分は全ての成分をある比率で含有した養
液であることを特徴とする。

さらに、請求項３では、請求項１記載の養液栽培装置
において、前記複数の養液は、養液の主要成分のうち、
陽イオンは個々のアルカリ液および陰イオンは個々の酸
液であり、微量成分のうち、陽イオンは個々のアルカリ
液および陰イオンは個々の酸液であることを特徴とす
る。

（作用）本発明の養液栽培装置では、酸及びアルカリのそれぞ
れについて各種イオンを有する複数の養液が階層的に用
意されている。制御部では、養液の各種イオン分析及び
pHの測定結果に基づいて上記複数の養液から前記イオン
及びpHを所定の値に近づける養液を選択する養液選択信
号を生成する。そして、酸・アルカリ供給部は、制御部
から出力される養液選択信号に基づいて前記複数の養液
から選択された養液を供給する。

階層的に用意された複数の養液とは、養液の主要成分
のうち、陽イオンは個々のアルカリ液および陰イオンは
個々の酸液であり、微量成分は全ての成分をある比率で
含有した養液であり、または、養液の主要成分のうち、
陽イオンは個々のアルカリ液および陰イオンは個々の酸
液であり、微量成分のうち、陽イオンは個々のアルカリ
液および陰イオンは個々の酸液である。

従って、本発明によれば、ある養液を補充すれば、pH
だけでなくイオンも制御していることになり、他の測定
項目に影響を与えることなく所望の養液制御を可能にす
る。

（実施例）第１図は本発明による養液栽培装置の一実施例を示す
構成図である。

この図に示す養液栽培装置はセンサ部１と、コントロ
ーラ２と、酸・アルカリ供給部３と、水供給部４とを備
えており、NFT方式の栽培パネル７、すなわち循環ポン
プ６によってタンク５内の養液８を汲み出してこれを栽
培パネル７に供給して、この栽培パネル７から流れ出た
養液を前記タンク５に戻す方式の栽培パネル７に供給さ
れる養液８の各種イオン濃度や導電率、PHを最適に管理
して養液８の無駄を無くしながら、栽培パネル７上の植
物を効果的に生育させる。

センサ部１は前記タンク５内にある養液８の各種イオ
ン濃度を測定する各種イオン分析計10と、前記養液８の
PHを測定するPH計11と、前記養液８の導電率を測定する
導電率計12とを備えており、これら各種イオン分析計10
〜導電率計12によって得られた前記養液８の各種イオン
濃度、PH、導電率をコントローラ２に供給する。

コントローラ２は前記センサ部１から供給される各検
出結果に基づいて各種の酸液や各種のアルカリ液の供給
を制御する信号を生成してこれを酸・アルカリ供給部３
に供給する処理や水の供給を制御する駆動信号を生成し
てこれを水供給部４に供給する処理等を行なう。

酸・アルカリ供給部３は各種の酸液を貯留している複
数の酸タンク13と、前記コントローラ２から供給される
信号に基づいて前記各酸タンク13に貯留されている各種
酸液のいずれかを選択的に汲み出して前記タンク５に供
給する複数のポンプ14と、各種のアルカリ液を貯留して
いる複数のアルカリタンク15と、前記コントローラ２か
ら供給される信号に基づいて前記各アルカリタンク15に
貯留されている各種アルカリ液のいずれかを選択的に汲
み出して前記タンク５に供給する複数のポンプ16とを備
えており、前記コントローラ２から供給される信号に基
づいて各種の酸液のいずれか、または各種アルカリ液の
いずれかを選択して前記タンク５に供給する。

この場合、酸液としては、例えば主要成分イオンの調
整用としてHNO₃液やH₃PO₄液、H₂SO₄液が使用され、微量
成分イオンの調整用としてH₃BO₃液やH₂MO₄液が使用され
る。

また、アルカリ液としては、例えば主要成分イオンの
調整用としてKOH液やCa（OH）液、Mg（OH）_２液、NH₄OH
液等が使用され、微量成分イオンの調整用としてFe（O
H）_２液やFe（OH）_３液、Mn（OH）_２液、Zn（OH）
_２液、Cu（OH）_２液等が使用される。

また、水供給部４は前記コントローラ２からの信号に
基づいて給水栓17を介して供給される水の通過を制御す
る電磁弁18を備えており、前記コントローラ２から駆動
信号が供給されたとき、給水栓17を介して供給された水
を通過させて前記タンク５に供給する。

次に、第１図を参照しながらこの実施例の動作を説明
する。

まず、栽培に必要な養液を新たに作る場合、コントロ
ーラ２は作物の栽培ステージに応じて各ポンプ14、16を
制御して各種酸液や各種アルカリ液をタンク５に供給し
たり、電磁弁18を制御して前記タンク５に供給したりし
て植物の成長に必要なイオンや微量成分等をバランス良
く含有した養液８を調製する。

この後、栽培パネル７上にある植物の栽培経過ととも
に、養液８のPHが高くなってこれが所定の値を越える
と、コントローラ２は各種イオン分析計10の測定結果に
基づいて養液８中の不足している酸イオンを検知し、NO
₃ ^-イオンが少なければ、酸・アルカリ供給部３の各ポン
プ14を選択的に駆動してタンク５にHNO₃液を供給し、ま
たNO₃イオン、PO₄ ^3-が共に少なければ、酸・アルカリ供
給部３の各ポンプ14を選択的に駆動してタンク５にHNO₃
液と、H₃PO₄液とを供給し養液８のPHを所定値まで下げ
る。

また、養液８のPHが低くなってこれが所定の値以下に
なると、コントローラ２は各種イオン分析計10の測定結
果に基づいて養液８中の不足しているアルカリイオンを
検知し、この検知結果に基づいて、酸・アルカリ供給部
３の各ポンプ16を選択的に駆動してKOH液、Ca（OH）
液、Mg（OH）_２液、NH₃OH液等のいずれかを選択してこ
れをタンク５に供給し養液８中の不足しているアルカリ
イオンに補いながら養液８のPHを所定値まで上げる。

また、各種イオン分析計10の測定結果に基づいて養液
８中に含まれるイオン濃度の１つ、例えばK⁺イオン濃度
が低くなりこれが所定の値以下になっているとき、コン
トローラ２は酸・アルカリ供給部３の各ポンプ16を選択
的に駆動してKOH液を選択してこれをタンク５に供給し
養液８中の不足しているK⁺イオン濃度を所定値まで上げ
る。

また、各種イオン分析計10の測定結果に基づいて養液
８中に含まれるイオン濃度の１つが高くなりこれが所定
の値を越えているとき、コントローラ２は酸・アルカリ
供給部３の各ポンプ16を選択的に駆動して高濃度のイオ
ン以外のイオン濃度を増加させるのに必要な酸液、また
はアルカリ液を選択してこれをタンク５に供給し養液８
中のイオン濃度を均衡させた後、水供給部４から水を供
給させて各イオン濃度を所定値まで下げる。

このようにこの実施例においては、各種の酸液や各種
のアルカリ液を選択的に使用して養液８の各イオン濃度
を個々に調整するようにしたので、養液８の各種イオン
濃度や導電率、PHを最適に管理して養液８の無駄を無く
すことができるとともに、植物を効果的に生育させるこ
とができる。

また、上述した実施例においては、各微量成分をも個
々に供給して養液８のイオン濃度を制御するようにして
いるが、これらの微量成分を１つの液にしてタンク５内
に供給するようにして制御を簡素化するようにも良い。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、pHやイオン等の
測定項目を階層化して補充する養液を分類しておき、例
えば、pHを主に制御する場合であってもイオンをも測定
し、両方の値を目標に近づけることができるように養液
を選択して補充することにより、複数の測定項目を同時
に満足する制御が可能となる。その結果、養液の各種イ
オン濃度や導電率、pHを最適に管理して養液の無駄をな
くすことができるとともに、植物を効果的に生育させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による養液栽培装置の一実施例を示す構
成図である。２……制御部（コントローラ）３……酸・アルカリ供給部５……タンク７……栽培パネル７８……養液 10……各種イオン分析形

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】養液を供給して植物を栽培する養液栽培装
置において、酸及びアルカリのそれぞれについて各種イオンを有する
複数の養液と、養液の各種イオン分析及びpHの測定結果に基づいて上記
複数の養液から前記イオン及びpHを所定の値に近づける
養液を選択する養液選択信号を生成する制御部と、この制御部から出力される養液選択信号に基づいて前記
複数の養液から選択された養液を供給する酸・アルカリ
供給部と、を備えたことを特徴とする養液栽培装置。
【請求項２】前記複数の養液は、養液の主要成分のう
ち、陽イオンは個々のアルカリ液および陰イオンは個々
の酸液であり、微量成分は全ての成分をある比率で含有
した養液であることを特徴とする請求項１記載の養液栽
培装置。
【請求項３】前記複数の養液は、養液の主要成分のう
ち、陽イオンは個々のアルカリ液および陰イオンは個々
の酸液であり、微量成分のうち、陽イオンは個々のアル
カリ液および陰イオンは個々の酸液であることを特徴と
する請求項１記載の養液栽培装置。