JP3105099B2 - 養液の制御方法 - Google Patents
養液の制御方法Info
- Publication number
- JP3105099B2 JP3105099B2 JP05045008A JP4500893A JP3105099B2 JP 3105099 B2 JP3105099 B2 JP 3105099B2 JP 05045008 A JP05045008 A JP 05045008A JP 4500893 A JP4500893 A JP 4500893A JP 3105099 B2 JP3105099 B2 JP 3105099B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nutrient solution
- ion
- amount
- measured
- absorption
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- Y02P60/216—
Landscapes
- Hydroponics (AREA)
Description
もK,N,Ca,Mg,Pの成分が含まれている養液を
与えて該植物を栽培する養液栽培装置等に使用される養
液の制御方法に関する。
付けで、養液栽培技術が脚光を浴びてきている。これ
は、野菜や果物などをほぼ一定の品質で多量に生産でき
る可能性があるからである。
を栄養素としており、CO2 以外のものは、根から吸収
している。ここで、植物の根からの吸収を考えると、栽
培する側は、養液中に植物が必要とする栄養を過不足な
く毎日与えてやらなければならない。養液栽培で失敗す
る原因の一つとして、養液の濃度管理の難しさが考えら
れる。
ることで行われている。導電率は、水溶液の電流の流れ
易さを示すものである。水溶液に電流が流れるのは、水
溶液中に存在しているイオンが電子を運ぶからである。
従って、水溶液に溶け込んでいるイオンの量が多いほ
ど、電流が流れ易くなる。そこで、養液の導電率を測定
することにより、その養液に存在するイオンの量を知る
ことができる。しかし、ここで得られるイオン濃度は、
養液中にあるイオンの総量であり、数種類のイオンが溶
けている場合には、各イオンの濃度を個別に測定できな
い。
栽培における養液中の各種成分の管理を行うため、実際
に養液中のK+ ,NO3 - ,Ca2+ などのイオン濃度
を測定できるイオンメータを開発した。これは、養液中
の栄養成分のうち、K,Ca,Nを同時に測定できる。
KはKイオン(K+ )、CaはCaイオン(Ca2+)と
して測定する。Nについては、NO3 - を測定する。
性電極を有し、これは乾電池の電位発生と同じ原理であ
る。例えば、容器の中央を隔膜で仕切り、隔膜の両側に
イオン濃度の異なる溶液を入れると、そのイオン濃度差
に対応した電位が隔膜の両側に発生する。このようなこ
とから、一方のイオン濃度を決めておくと、その発生電
位から、他方の溶液のイオン濃度を知ることができる。
ータを用いても、K+ ,NO3 - ,Ca2+の3成分しか
測定できない。実際に、養液中に含まれている成分は、
図6に示すようにK,N,Ca,P,Mgからなる主要
成分と、Fe,B,Mn,Zn,Cu,Moからなる微
量成分からなり、このうちの主要成分K,N,Ca,
P,MgのイオンK+ ,NO3 - ,Ca2+,PO4 3-が
バランスするように適正な値に保つことは、作物を育て
る上で重要なファクターである。
K,N,Ca,P,Mgからなる主要成分のうちのK,
N,Caしかイオン濃度が測定できなくても、P,Mg
のイオン濃度が測定できた場合と同様な養液濃度管理が
可能となる養液の制御方法を提供することを目的とす
る。
め、請求項1に対応する発明は、植物の根に、少なくと
もK,N,Ca,Mg,Pの成分が含まれている養液を
与えて該植物を栽培する場合、前記養液内の成分のう
ち、Caのイオン吸収量を測定し、この測定したイオン
吸収量に応じた予め定められた所定の割合又は所定の比
率で前記Mgの成分を補給する養液の制御方法である。
に対応する発明は、植物の根に、少なくともK,N,C
a,Mg,Pの成分が含まれている養液を与えて該植物
を栽培する場合、前記養液内の成分のうち、Nのイオン
吸収量を測定し、この測定したイオン吸収量に応じた予
め定められた所定の割合又は所定の比率でPの成分を補
給する養液の制御方法である。
3に対応する発明は、である。
ン吸収量を測定し、この測定したイオン吸収量に応じて
Mgの成分を補給することにより、Mgのイオン濃度が
測定できた場合と同様な養液濃度管理が可能となる。
オン吸収量を測定し、この測定したイオン吸収量に応じ
た予め定められた所定の割合又は所定の比率でPの成分
を補給することにより、Pのイオン濃度が測定できた場
合と同様な養液濃度管理が可能となる。
オン吸収量を測定し、この測定したイオン吸収量に応じ
てPの成分を補給するとともに、このPの成分の補給量
の割合または比率を初期の段階ではNのイオン吸収量に
比較して高めるようにすることにより、PおよびMgの
イオン濃度が測定できた場合と同様な養液濃度管理が可
能となる。
て説明する。図1は本発明方法を実施するための装置の
概略構成を示すブロック図である。ハウス1内に養液栽
培植物ベッド2、植物の成育に必要なK,NO3 - ,C
a,P,Mgを水に溶かし込んだ養液3を貯溜する養液
タンク4が収納され、養液タンク4からの養液3をポン
プ5により配管6を通じて植物ベッド2に供給され、こ
こで栽培植物7に養分が供給なされ、余分の養液3は養
液タンク4に還流されるようになっており、これにより
植物ベッド2に多数植え込まれている植物7を育てるこ
とができようになっている。なお、養液タンク4には、
養液3の成分を管理を行うためのPH計、導電率計、液
温計等が設置されている。
れぞれ供給する、植物7の成育に必要な栄養成分を溶け
込ませた濃厚な原液充填された原液タンク8,9,1
0,11が、それぞれ流量調節弁12,13,14,1
5を通して所定の分量だけ供給できるようになってお
り、原液タンク8にはK+ ,NO3 - が、原液タンク9
にはCa+ ,NO3 - が、原液タンク10にはPが、原
液タンク11にはMgが充填されている。
7の種類により、またその成長段階、日照、気温、湿
度、時間待等により異なる各種栄養成分組成に調整され
るべきであり、後述する制御により成分組成調整が行わ
れる。
タ、校正液タンク、サンプリングタンク、排液タンク、
表示器、プリンタを備え、カリウムイオンK+ 、カルシ
ウムイオンCa+ 、硝酸イオンNO3 - の3成分のイオ
ン濃度を同時に測定でき、この測定値を表示器に表示す
ると共に、プリンタにプリントアウトできる構成となっ
ている。養液3の成分測定を行う場合には、養液タンク
4と前記サンプリングタンクが接続された配管の途中に
設けたサンプリングポンプ17を動作させることによ
り、一定の周期で間欠的に継続して行い、ある成分のイ
オン濃度が所定値より低下したときには、そのイオン成
分を補給するために、原液タンク8〜11から原液を養
液タンク4に補給し、成分不足を来さないようにするも
のである。
システム16に対してイオン濃度測定指令を与え、養液
成分のイオン濃度測定を例えば1時間毎に周期的に、し
かも各周期毎に複数回繰り返し測定させる測定制御器
と、イオンメータシステム16からの各測定毎のイオン
測定値を格納する測定値メモリと、各周期毎の複数回の
測定値について一致をとり、ほぼ一致する測定値が得ら
れたときにその測定値をイオン濃度測定値とする比較器
と、比較器が求めたイオン濃度測定値に基づき、植物7
の必要とする養液成分組成と比較して各種成分の過不足
を判断し、不足している成分を前記イオン濃度測定値か
ら求めてその補給指令を出力する濃度制御器からなって
いる。コントローラ18は、イオンメータシステム16
と接続され、これに対するイオン濃度測定制御、イオン
濃度測定値のデータ収集、成分調整装置として流量調節
弁12〜15を後述するように開閉制御を行うものであ
る。
システム16で測定されたカリウムイオンK+ 、カルシ
ウムイオンCa+ 、硝酸イオンNO3 - の例えば30分
毎に得られるイオン濃度と、図示しない液量計によって
イオン濃度の測定時に測定された液量を掛け合わせてイ
オン重量を算出し、次いで時間的に連続したそれらの差
分を算出して30分間のイオン吸収量(イオン消費量)
を求めるものである。図2と図4はこのようにして直接
測定によって求めたイオン吸収量を示す特性図であり、
図2はCaの栽培日数とイオン吸収量の関係を示すもの
で、図4はNO3 - の栽培日数とイオン吸収量の関係を
示すものであり、いずれも養液温度が8°C、13°
C、18°C、23°Cの場合についてそれぞれ求めた
ものである。
のような機能も有している。すなわち、Ca+ の吸収量
とNO3 - の吸収量に所定の百分率例えば25%〜40
%を掛け算して予想イオン吸収量Mg及びPをそれぞれ
求める。図3および図5はこのようにして求めたMgお
よびPの予想の栽培日数─イオン吸収量の特性図であ
る。
K,Ca、NO3 およびP、Mgのイオン吸収量だけ原
液タンク8〜11からK,Ca、NO3 およびP、Mg
が供給されるようにコントローラ18により流量調節弁
12〜15が制御される。
の動作について説明する。イオンメータシステム16
は、コントローラ18の測定制御部から一定周期で、例
えば1時間ごとに測定指令が与えられ、イオンメータシ
ステム16は、該測定指令に基づいて養液3の各種イオ
ンの濃度測定を行う時に一度に複数回繰り返し行い、そ
の測定値が測定値メモリに格納される。
ン濃度測定値について一致をとり、ほぼ一定の測定値と
なれば、その測定値を正しい測定値として濃度制御部に
与える。濃度制御部では、得られた正しいイオン濃度測
定値を基にして現在栽培している植物7の成長段階に応
じて、現在必要とする養液3の成分組成とイオン濃度測
定結果とを比較し、不足している成分が無いかどうかを
判断し、不足しているものがあれば、その不足の度合い
に応じて不足している成分を補給できるように流量調整
弁12〜15のいずれか対応する方の弁を一定時間開
き、必要量の原液が養液タンク4に補給されるようにす
る。
に対して定められた一定周期毎に数回繰り返しイオン濃
度測定を行い、一致のとれる測定値を見出だし、それを
該当周期の正しい測定値として採用し、これに基づいて
養液3の成分調整が行われる。
制御について、図7を参照して説明する。図7は、図4
の23°Cにおける栽培日数とNO3 - およびPのイオ
ン吸収量の関係のみを実験した結果を示す図である。図
中の( )内の数値は、Pの吸収量に対するNO3 の吸
収量の割合(Pの吸収量÷NO3 の吸収量)を示してい
る。この図から明らかなように、栽培開始後3日目まで
はNO3 - の吸収量に比べてPの吸収量の割合が多く、
それ以降は少ないことから、栽培開始後3日目まではN
O3 - の吸収量の35%をPの吸収量と設定し、栽培開
始後4日目以降は35%以下の吸収量と設定して制御す
ればよい。
のときの栽培日数とイオン吸収量の関係のみを実験した
結果を示す図である。図中の( )内の数値は、Mgの
吸収量に対するCaの吸収量の割合(Mgの吸収量÷C
aの吸収量)を示している。この図から明らかなよう
に、Mgのイオン吸収量は、Caの吸収量の30%〜4
0%程度として設定すればよい。
K,N,Ca,P,Mgからなる主要成分のうちのK,
N,Caしかイオン濃度が測定できなくても、P,Mg
のイオン濃度が測定できた場合と同様な養液濃度管理が
可能となる養液の制御方法を提供することができる。
の概略構成を示すブロック図。
測定によって得られるCa+ の栽培日数とmg/作物・日
吸収量の関係を示す図。
と相関を有するMgの栽培日数とmg/作物・日吸収量の
関係を示す図。
測定によって得られるNO3 -の栽培日数とmg/作物・
日吸収量の関係を示す図。
3 と相関を有するPの栽培日数とmg/作物・日吸収量の
関係を示す図。
の成分元素とそのイオン形態および濃度の関係を示す
図。
3 およびPが23°Cのときの栽培日数とイオン吸収量
の関係について実験した結果を示す図。
およびMgが23°Cのときの栽培日数とイオン吸収量
の関係について実験した結果を示す図。
4…養液タンク、5…ポンプ、6…配管、7…植物、
8,9,10,11…原液タンク、12,13,14,
15…流量調整弁、16…イオンメータ、17…サンプ
リングポンプ、18…コントローラ、19…イオン吸収
演算器。
Claims (3)
- 【請求項1】 植物の根に、少なくともK,N,Ca,
Mg,Pの成分が含まれている養液を与えて該植物を栽
培する場合、 前記養液内の成分のうち、Caのイオン吸収量を測定
し、この測定したイオン吸収量に応じた予め定められた
所定の割合又は所定の比率で前記Mgの成分を補給する
養液の制御方法。 - 【請求項2】 植物の根に、少なくともK,N,Ca,
Mg,Pの成分が含まれている養液を与えて該植物を栽
培する場合、 前記養液内の成分のうち、Nのイオン吸収量を測定し、
この測定したイオン吸収量に応じた予め定められた所定
の割合又は所定の比率でPの成分を補給する養液の制御
方法。 - 【請求項3】 植物の根に、少なくともK,N,Ca,
Mg,Pの成分が含まれている養液を与えて該植物を栽
培する場合、 前記養液内の成分のうち、Nのイオン吸収量を測定し、
この測定したイオン吸収量に応じた予め定められた所定
の割合又は所定の比率でPの成分を補給するとともに、
このPの成分の補給量の割合または比率を栽培開始から
栽培終了までの栽培期間における初期の40%までの期
間の段階ではNのイオン吸収量に応じて予め定められた
所定の割合又は所定の比率で補給する補給量に比較して
高めるようにした養液の制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05045008A JP3105099B2 (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | 養液の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05045008A JP3105099B2 (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | 養液の制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06253695A JPH06253695A (ja) | 1994-09-13 |
JP3105099B2 true JP3105099B2 (ja) | 2000-10-30 |
Family
ID=12707349
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP05045008A Expired - Lifetime JP3105099B2 (ja) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | 養液の制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3105099B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103499984B (zh) * | 2013-09-26 | 2016-09-28 | 北京农业智能装备技术研究中心 | 营养液离子浓度控制方法及系统 |
JP2018171020A (ja) * | 2017-03-31 | 2018-11-08 | 株式会社フジタ | ナノバブル含有水供給装置、植物栽培システム、培養液供給装置及び水耕栽培システム |
KR102308623B1 (ko) * | 2021-03-31 | 2021-10-05 | 농업회사법인 상상텃밭 주식회사 | 수경재배 베드 및 뿌리 생장 정보를 이용한 수경재배 방법 |
-
1993
- 1993-03-05 JP JP05045008A patent/JP3105099B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06253695A (ja) | 1994-09-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Son et al. | Hydroponic systems | |
JP2592969B2 (ja) | 養液制御装置 | |
Bloom et al. | Root growth as a function of ammonium and nitrate in the root zone | |
Cho et al. | An embedded system for automated hydroponic nutrient solution management | |
KR20030070208A (ko) | 순환식 수경재배용 양액 자동공급시스템 | |
US20210298252A1 (en) | Nutriculture system | |
CN105573356A (zh) | 一种营养液浓度控制方法及控制系统 | |
JP3105099B2 (ja) | 養液の制御方法 | |
JPH02308731A (ja) | 養液裁培装置 | |
Heinen et al. | Uptake of nutrients by lettuce on NFT with controlled composition of the nutrient solution. | |
KR102098853B1 (ko) | 배지 양액 농도 기반 양액 공급을 제어하는 시설원예용 양액 공급 장치 | |
Gieling et al. | Hydrion-line, towards a closed system for water and nutrients: feedback control of water and nutrients in the drain | |
US11832562B2 (en) | Method and system for providing nutrients to a plant | |
JPH03155718A (ja) | 植物養液栽培装置 | |
JP2002058369A (ja) | 養液土耕栽培方法、及び養液土耕栽培用の養液管理シート、及び養液土耕栽培用の養液管理システム | |
JP2937593B2 (ja) | 養液栽培装置 | |
JP2747101B2 (ja) | 養液栽培装置 | |
JPS6167420A (ja) | 自動植物裁培方法 | |
JPH07227163A (ja) | 養液栽培装置およびそれに用いる養液調製溶液 | |
Belhakimi et al. | Development of Automatic Nutrient Dosing System for Hydroponics | |
Beatrice et al. | IoT-based pH Monitoring for Nutrient Absorption Efficiency in Hydroponic Plant at Pion Hidrofarm Start-Up | |
JPH0353824A (ja) | 養液制御装置 | |
EP4285704A1 (en) | Nutrient solution recycling system for a plant cultivation system | |
Oud et al. | Root oxygen use as a measure for ion uptake from slightly different nutrient solutions | |
JPH01215223A (ja) | 養液栽培システム装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070901 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080901 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080901 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090901 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090901 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100901 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110901 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110901 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120901 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120901 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130901 Year of fee payment: 13 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |