JP3215375B2 - 植物栽培における給液方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排液を利用するこ
とができる植物栽培における給液方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】排液を利用することができる給液装置と
しては、図２に示したものが知られている。すなわち、
培養液の給液源である混合ユニット１０、栽培ベッド１
１に接続され、栽培ベッド１１において消費されなかっ
た培養液の排液が流入する排液管１２、該排液管１２に
接続された分岐管１３から流入する排液を貯留する排液
貯留手段を構成する排液タンク１４、混合ユニット１０
と排液タンク１４との間に配設される第１の培養液供給
管１５、排液タンク１４と栽培ベッド１１との間に配設
される第２の培養液供給管１６、第１の培養液供給管１
５を経由して排液タンク１４内に流入した培養液及び排
液を第２の培養液供給管１６を介して栽培ベッド１１に
供給するためのポンプ１７を有して構成されたものであ
る。

【０００３】この装置によれば、まず、混合ユニット１
０に対し、原水を供給すると共に、いくつかの液肥タン
ク１０ａ，１０ｂから数種類の液肥を供給して、該混合
ユニット１０内で混合し、所定の肥料バランス（組
成）、濃度の培養液を生成する。次に、弁１８ａを開弁
させて排液タンク１４内に所定量に至るまで培養液を流
入させ、さらに、弁１８ｂを開弁させ、ポンプ１７を起
動して栽培ベッド１１に培養液を供給する。栽培ベッド
１１では植物による培養液の吸収、培地による培養液の
吸収、及びこれに伴う植物又は培地からの蒸散等によ
り、所定量の培養液が消費されるが、消費されなかった
培養液は排液として栽培ベッド１１の下部に集液され
る。このとき、弁１８ｃを開弁させ、弁１８ｄを閉弁し
ておけば、集液された排液は、排液管１２及び分岐管１
３を経由して排液タンク１４に回収され貯留される。

【０００４】排液タンク１４内に貯まる排液量が少なけ
れば、混合ユニット１０から新たな培養液が補給され、
排液タンク１４内の液量が所定量を超えないように、液
位センサ１４ａにより液位を検出しつつ、これに基づ
き、弁１８ａ〜１８ｄの開閉を制御し、適宜のタイミン
グで栽培ベッド１１に給液する。なお、排液タンク１４
内の液量が所定量に至っている場合には、栽培ベッド１
１から排液が回収されても、排液タンク１４へ貯留せず
に、弁１８ｄを開弁させて排出するなどして、液量調整
がなされる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の、排液
を利用することができる給液装置は、混合ユニット１０
からの培養液を一旦排液タンク１４を経由させて、栽培
ベッド１１に供給するものであり、弁１８ｃを閉弁し続
けるように操作しない限りは、排液タンク１４内に貯ま
る液体は培養液と排液との混合液である。しかしなが
ら、この混合液中の排液の肥料バランスや濃度は、栽培
ベッド１１に供給された回数によって異なっている。植
物の成長度等によっては、例えば、栽培ベッド１１に３
回供給された培養液は全く使用しないように制御したい
場合もあるが、このような場合に、従来の装置では排液
を利用回数ごとに厳密に制限することは不可能であっ
た。

【０００６】また、通常の培養液と排液とを組み合わせ
て供給すると、すなわち、低濃度の培養液を供給する期
間と高濃度の排液を供給する期間とを交互に組み合わせ
ると、植物の栄養分の吸収能力が向上し、高品質の植物
を生産できることが知られている（「ハイパートニック
フィーディング効果」と呼ばれる）。しかしながら、従
来の装置では、一旦栽培を開始した後は、常に培養液と
排液との混合液が供給されることになるため、上記した
ように、通常の培養液を供給する期間と排液を供給する
期間とを適切に組み合わせることは困難であった。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
り、排液を利用回数別に、すなわち、栽培ベッドへの供
給回数別に管理することで、排液の利用（供給）回数を
容易に制限することができると共に、通常の培養液を供
給する期間と排液を供給する期間とを容易に組み合わせ
ることができる植物栽培における給液方法を提供するこ
とを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ため、本発明の植物栽培における給液方法は、培養液を
給液源から栽培ベッドに供給した後、排出される培養液
の排液を排液貯留手段により貯留し、栽培ベッドに該排
液を再度供給する植物栽培における給液方法において、
前記排液貯留手段として、栽培ベッドへの供給回数別に
区分して排液を貯留し得る複数のタンクを備えたものを
用い、まず、給液源からの培養液を直接栽培ベッドに供
給し、その排液を所定量に至るまで一のタンクに貯留し
た後は、栽培ベッドへの供給回数のより少ない排液が貯
留されたタンク内の排液を、所定の消費量に至るまで優
先して栽培ベッドへ供給し、その後、該排液が貯留され
る次の供給回数に対応するタンク内の排液量が所定量に
至るまで、給液源からの培養液、又はタンク内の排液量
が所定量に至った、供給回数のより少ない排液を供給
し、 次の供給回数に対応するタンク内の排液量が所定量
に至ったならば該排液を供給することを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面に示した実施の形態に
基づき本発明をさらに詳細に説明する。図１は、本実施
の形態の植物栽培における給液方法に用いる植物栽培用
給液装置を示す構成図であり、培養液の給液源となる混
合ユニット１、排液貯留手段を構成する第１のタンク
２、第２のタンク３、第３のタンク４を備えて構成され
る。

【００１０】混合ユニット１は、従来のものと同様、原
水供給源から送られてくる原水が流入し得ると共に、い
くつかの液肥タンク１ａ，１ｂから適宜の液肥が流入し
得る構成であり、原水と液肥とを所定の比率で混同する
ことにより、所望の培養液を生成する。混合ユニット１
には、給液対象である栽培ベッド８に対して培養液を直
接供給し得る給液管５が接続されている。給液管５を経
由した培養液を栽培ベッド８に供給する手段は任意であ
り、栽培ベッド８の上方に散布装置（図示せず）を設
け、この散布装置に給液管５を接続してもよいし、栽培
ベッド８を構成する培地上又は培地中に散布管（図示せ
ず）を配設し、この散布管に給液管５を接続してもよ
い。

【００１１】栽培ベッド８には、適宜位置、通常、下部
に該栽培ベッド８の長手方向に沿ってドレン部（図示せ
ず）が設けられており、このドレン部において排液が集
まる箇所に排液管６の一端６ａが接続される。排液管６
の他端６ｂは、排液を適宜の処理地に排出し得るよう設
けられている。

【００１２】排液管６の中途部には、３つの分岐管２
ａ，３ａ，４ａが接続されており、各分岐管２ａ，３
ａ，４ａを経由して、排液貯留手段を構成する第１のタ
ンク２、第２のタンク３、第３のタンク４に排液を貯留
し得る構成となっている。また、各タンク２，３，４に
貯留された排液を栽培ベッド８に供給するため、各タン
ク２，３，４から給液管５の中途部に接続される、排液
の環流管２ｂ，３ｂ，４ｂが設けられている。該環流管
２ｂ，３ｂ，４ｂから給液管５を経由させて栽培ベッド
８に排液を供給するため、環流管２ｂ，３ｂ，４ｂに排
液を圧送するポンプ２ｃ，３ｃ，４ｃが各環流管２ｂ，
３ｂ，４ｂごとに設けられている。

【００１３】なお、給液管５、排液管６、各分岐管２
ａ，３ａ，４ａ、各環流管２ｂ，３ｂ，４ｂには、それ
ぞれ、培養液又は排液の流れを制御する電磁弁７ａ〜７
ｈが設けられている。また、各タンク２，３，４には液
位センサ２ｄ，３ｄ，４ｄが設けられており、この液位
センサ２ｄ，３ｄ，４ｄの電気信号に基づき、各電磁弁
７ａ〜７ｈ及びポンプ２ｃ，３ｃ，４ｃが自動制御され
る。

【００１４】かかる構成によれば、まず、電磁弁７ａ，
７ｃが開弁し、他の電磁弁７ｂ，７ｄ〜７ｈが閉弁する
ように設定しておく。その結果、混合ユニット１から給
液管５を介して栽培ベッド８に培養液を供給すると、そ
の排液は、排液管６、分岐管２ａを通じて第１のタンク
２に貯留される。つまり、第１のタンク２には栽培ベッ
ド８に１回供給された培養液の排液のみが貯留される。

【００１５】一方、第１のタンク２内の排液量が所定量
に至ったことが液位センサ２ｄにより検知されたなら
ば、電磁弁７ａ，７ｃを閉じ、電磁弁７ｄ，７ｆを開弁
させると共に、ポンプ２ｃが起動するように設定してお
くと、第１のタンク２内の排液が環流管２ｂ、給液管５
を通じて栽培ベッド８に供給される。栽培ベッド８に供
給されると、さらに余剰の排液が排液管６、分岐管３ｂ
を通じて第２のタンク３に貯留される。つまり、第２の
タンク３には、栽培ベッド８に２回供給された培養液の
排液のみが貯留される。

【００１６】さらに、第２のタンク３内の排液量が所定
量に至ったことが液位センサ３ｄにより検知されたなら
ば、電磁弁７ｄ，７ｆを閉じ、電磁弁７ｅ，７ｇを開弁
させ、ポンプ３ｃが起動するように設定しておくと、第
２のタンク３内の排液が環流管３ｂ，給液管５を通じて
栽培ベッド８に供給され、さらに余剰の排液が排液管
６、分岐管４ａを通じて第３のタンク４に貯留される。
この結果、第３のタンク４には、栽培ベッド８に３回供
給された培養液の排液のみが貯留される。

【００１７】そして、さらに、第３のタンク４内の排液
量が所定量に至ったことが液位センサ４ｄにより検知さ
れたならば、電磁弁７ｅ，７ｇを閉じ、電磁弁７ｈ，７
ｂを開弁し、ポンプ４ｃを起動するようにすると、第３
のタンク４内の排液が栽培ベッド８に供給され、さらに
生じた排液、すなわち栽培ベッド８に４回供給されたこ
とになる培養液の排液は、排液管６の他端６ｂから外部
へ排出される。

【００１８】以上のように、本実施の形態によれば、排
液貯留手段を構成する第１、第２及び第３のタンク２，
３，４に培養液の供給回数（利用回数）に応じて区分し
て排液を貯留することができる。従って、各タンク２，
３，４に貯留される排液の肥料バランス、濃度等は比較
的一定しており、植物の成長度等に合わせて、適切な肥
料バランス等を備えた排液を供給することができ、排液
をきわめて有効に利用することができる。また、栽培ベ
ッド８に所定回数供給されて生じた排液、本実施の形態
では、上記のように栽培ベッド８に４回も供給されて生
じた排液は全く利用しないように制限することができ
る。

【００１９】但し、上記した説明は、本実施の形態にか
かる給液装置を利用した一の給液方法に過ぎないことは
もちろんである。栽培ベッド８への供給回数に応じて排
液を貯留し、供給回数を把握した上で、適切な排液を再
利用すればよく、第１のタンク２の排液を利用した後
は、混合ユニット１から直接供給される培養液を利用
し、次に、再び、第１のタンク２の排液を利用し、さら
に、その後、第２のタンク３の排液を利用するような給
液方法も可能である。また、植物の種類等によっては、
タンクが３つあっても、栽培ベッド８への供給回数を考
慮し、第３のタンク３には排液を回収しないような給液
方法を選択することもできる。この場合、もちろん、第
３のタンク３を設置しない構成とすることもできる。

【００２０】次に、上記の植物栽培用給液装置を利用し
た給液方法の中で、低濃度の培養液を供給する期間と高
濃度の排液を供給する期間とを適宜に組み合わせ、栽培
植物に対し、いわゆるハイパートニックフィーディング
効果を期待するのに好適な給液方法の実施の形態につい
て図１に基づき説明する。なお、電磁弁７ａ〜７ｈの開
閉状態及びポンプ２ｃ，３ｃ，４ｃの動作状態は、利用
するタンク２，３，４の排液に応じ、上記実施の形態の
おける説明と全く同様であるので、理解のし易さを考慮
し、詳細な説明は一部省略する。

【００２１】まず、混合ユニット１から直接培養液を栽
培ベッド８に対して供給する。この培養液の供給は、第
１のタンク２内の排液量が所定量に至るまで行う。第１
のタンク２内の排液量が所定量、例えば満杯に至ったな
らば、今度は、第１のタンク２の排液のみ栽培ベッド８
に供給する。第１のタンク２の排液が栽培ベッド８に供
給されて生じた排液は、上記した実施の形態で説明した
ような電磁弁の動作により、第２のタンク３に回収さ
れ、貯留されていく。しかしながら、栽培ベッド８では
供給された排液がある程度消費されるため、新たに生じ
た排液、すなわち、栽培ベッド８に２回供給された培養
液の排液の量は、第１のタンク２から供給された排液量
よりも少ない。

【００２２】ここで、第１のタンク２と第２のタンク３
の容量が同じだとすると、第１のタンク２内の排液を所
定量消費しても、第２のタンク３内に貯留される排液量
は所定量（例えば、満杯）に至らない。すなわち、第２
のタンク３内に貯留される排液量が、第２のタンク３内
の排液の供給を開始する所定量に至っていない。従っ
て、液位センサ３ｄにより所定量に至ることが検出され
るまでは、第２のタンク３からの排液が供給されないた
め、電磁弁７ｆ，７ｄを閉じる一方、電磁弁７ａ，７ｃ
を開弁して、混合ユニット１から培養液を供給する。そ
して、栽培ベッド８を通過して生じた排液は、１回目の
排液として、第１のタンク２に貯留されていく。混合ユ
ニット１からは第１のタンク２内の排液量が所定量に至
るまで、培養液が供給される。

【００２３】第１のタンク２内の排液量が所定量に至っ
たならば、電磁弁７ａ，７ｃを閉じ、電磁弁７ｆ，７ｄ
を開弁して、再び、第１のタンク２内の排液を栽培ベッ
ド８に供給し、さらに生じた排液を第２のタンク３に貯
留していく。第２のタンク３内には、先にある程度排液
が貯留されているが、これにより、排液の貯留量はさら
に増加する。第１のタンク２内の排液を全て消費して
も、第２のタンク３内の排液量が所定量に至らない場合
には、上記のように混合ユニット１から培養液を供給
し、その排液を第１のタンク２に貯留し、第１のタンク
２内の排液量が所定量に至ったら、第１のタンク２内の
排液を栽培ベッド８に供給して第２のタンク３に貯留す
ることを繰り返す。すなわち、栽培ベッド８への供給回
数のより少ない排液が貯留されたタンク（ここでは、第
１のタンク２）内の排液を、所定の消費量に至るまで優
先して栽培ベッドへ供給し、その後、該排液が貯留され
る次の供給回数に対応するタンク（ここでは、第２のタ
ンク３）内の排液量が所定量に至るまで、給液源（混合
ユニット１）からの培養液又はタンク（ここでは、第１
のタンク２）内の排液量が所定量に至った、供給回数の
より少ない排液が供給されることになる。

【００２４】そして、第２のタンク３内の排液量が所定
量に至ったならば、電磁弁７ｇ，７ｅを開弁し、第２の
タンク３内の排液を栽培ベッド８に供給する。第２のタ
ンク３内の排液を所定量（例えば、貯留している量の全
て）消費しても、上記と同様、第３のタンク４内に貯留
される排液量は所定量（例えば、満杯）に至らない。す
なわち、第３のタンク４内に貯留される排液量が、第３
のタンク４内の排液の供給を開始する所定量（例えば、
満杯）に至っていない。従って、液位センサ４ｄにより
所定量に至ることが検出されるまでは、第３のタンク４
からは排液が供給されない。

【００２５】このため、電磁弁７ｇ，７ｅを閉じ、電磁
弁７ａ，７ｃを開弁し、再度、混合ユニット１から直接
培養液を供給して、第１のタンク２内に栽培ベッド８に
対して１回供給されただけの培養液の排液を該第１のタ
ンク２内の排液量が所定量に至るまで貯留していく。第
１のタンク２内の排液量が所定量に至ったならば、その
後は、上記と同様の動作を繰り返す。すなわち、第２の
タンク３内の排液量が所定量に至るまで、第１のタンク
２の排液又は混合ユニット１からの培養液が栽培ベッド
８に供給され、第２のタンク３内の排液量が所定量に至
ったならば、第３のタンク４内の排液量が所定量に至る
まで、第２のタンク３の排液、混合ユニット１からの培
養液又は第１のタンク２の排液が、上記条件の下、すな
わち、栽培ベッド８への供給回数のより少ない排液が貯
留されたタンク内の排液を、所定の消費量に至るまで優
先して栽培ベッドへ供給し、その後、該排液が貯留され
る次の供給回数に対応するタンク内の排液量が所定量に
至るまで、給液源からの培養液又はタンク内の排液量が
所定量に至った、供給回数のより少ない排液が供給され
るという条件の下に供給され、やがて、第３のタンク４
内の排液量が所定量（例えば、満杯）に至る。第３のタ
ンク４内の排液量が液位センサ４ｄにより所定量に至っ
たことが検出されたならば、第３のタンク４内の排液が
栽培ベッド８に供給されるが、その後生じた排液は、電
磁弁７ｂを開弁させて排出する。

【００２６】本実施の形態によれば、栽培ベッド８に未
供給の低濃度の培養液、すなわち、混合ユニット１から
直接供給される低濃度の培養液から、栽培ベッド８に１
回供給された混合ユニット１からの培養液よりも高濃度
の培養液、栽培ベッド８に２回供給されたより高濃度の
培養液、栽培ベッド８に３回供給されたさらに高濃度培
養液までを、所定期間ずつ区別して、低濃度培養液の供
給期間を織り交ぜながら供給することが可能であり、い
わゆるハイパートニックフィーディング効果を期待する
のに適している。

【００２７】また、使用するタンク数を制限するだけ
で、排液の再利用回数を制限することができ、排液の廃
棄時期等についての厳密な管理を不要とすることができ
る。

【００２８】さらに、上記実施の形態では、各タンク
２，３，４の容量を一定にしているが、植物の種類や成
長度等に応じて、容量を変えることで、各タンク２，
３，４内の排液の利用タイミングを調整することも可能
である。例えば、第２のタンク３や第３のタンク４の容
量を第１のタンク２の容量よりも大きくすれば、第２の
タンク３及び第３のタンク４内の排液の利用回数が減
り、混合ユニット１からの培養液や第１のタンク２内の
排液の利用回数を増やすことができる。

【００２９】

【発明の効果】本発明の植物栽培における給液方法によ
れば、複数のタンクから構成される排液貯留手段を有し
ているため、排液を利用回数別に、すなわち、栽培ベッ
ドへの供給回数別に管理することができ、排液の利用
（供給）回数を容易に制限することができる。また、通
常の未利用の培養液を供給する期間と排液を供給する期
間とを容易に組み合わせることができるため、すなわ
ち、低濃度の培養液を供給する期間と高濃度の排液を供
給する期間とを交互に組み合わせることができるため、
いわゆるハイパートニックフィーディング効果を期待す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一の実施の形態の植物栽培に
おける給液方法に用いる植物栽培用給液装置を示す概略
構成図である。

【図２】図２は、従来の植物栽培用給液装置を示す概略
構成図である。

【符号の説明】

１ 混合ユニット ２ 第１の排液タンク ３ 第２の排液タンク ４ 第３の排液タンク ５ 給液管 ６ 排液管 ７ａ〜７ｈ 電磁弁 ８ 栽培ベッド

フロントページの続き (72)発明者 野村 保明 栃木県下都賀郡国分寺町柴262−10 株 式会社誠和小金井工場内 審査官 坂田 誠 (56)参考文献 特開 平７−194260（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−151355（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A01G 31/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 培養液を給液源から栽培ベッドに供給し
   た後、排出される培養液の排液を排液貯留手段により貯
   留し、栽培ベッドに該排液を再度供給する植物栽培にお
   ける給液方法において、 前記排液貯留手段として、栽培ベッドへの供給回数別に
   区分して排液を貯留し得る複数のタンクを備えたものを
   用い、まず、給液源からの培養液を直接栽培ベッドに供
   給し、その排液を所定量に至るまで一のタンクに貯留し
   た後は、栽培ベッドへの供給回数のより少ない排液が貯
   留されたタンク内の排液を、所定の消費量に至るまで優
   先して栽培ベッドへ供給し、その後、該排液が貯留され
   る次の供給回数に対応するタンク内の排液量が所定量に
   至るまで、給液源からの培養液、又はタンク内の排液量
   が所定量に至った、供給回数のより少ない排液を供給
   し、次の供給回数に対応するタンク内の排液量が所定量
   に至ったならば該排液を供給することを特徴とする給液
   方法 。