JP3320707B2 - 超高密度植物垂直ミスト水耕システム及び育成パネル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、野菜水耕栽培装置,特に葉菜類を多段式栽
培プラントで高密度に栽培可能とした超高密度植物垂直
ミスト水耕（噴霧耕）システム及びそのための育成パネ
ルに関する。

背景技術 先行技術では、一般に野菜の水耕栽培は人工光のみを
使用したもの、太陽光及び人工光を併用したもの等が行
われているが、いずれも葉菜を植え付けた育成パネルを
地面と水平かあるいは地面に対して４０度程度斜めとし
て山型に配した１段のパネルを使用して栽培しているた
め、土地１ｍ²あたりの収穫効率が非常に悪いものであ
った。また特許1630442 号「水耕栽培方法」等の完全機
械化された特許が出願されているが、設備投資に多大の
費用を必要とするため、好ましい効果が得られていない
のが実情であった。

本発明は、このような従来の問題点に着目したもの
で、栽培パネルを垂直に多段に構成することで栽培密度
を飛躍的に向上させ、しかも過度の機械化を防止するた
め、パネル構成設備に工夫を凝らせ、全体として、栽培
コストの低減を図ったシステムを提供するものである。

発明の開示 本発明のミスト水耕栽培の育成パネルは、パネル面に
対して約２０−５０度の角度を有したポット受孔を設け
たこと、また本発明の超高密度植物垂直ミスト水耕シス
テムは、該育成パネルを垂直に多段構成し、それに対応
して、育成ランプ及び液肥スプレーパイプもそれぞれ垂
直多段構成とし、さらに、最上段育成パネルを苗植付け
パネル、最下段育成パネルが収穫状態のパネルとなるよ
うパネル設置を行い、最下段パネルのみを取り外し可能
とし、育成ランプは最下段とそれに連なる２段目の設置
位置をずらすことにより、最下段育成ランプを２段目育
成ランプ間に移動収納可能としたことを要旨とする。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明の超高密度植物垂直ミスト水耕シス
テムの概略説明図であり、第２図は、垂直多段式育成パ
ネルの設置状態を示す説明図であり、第３図は、育成パ
ネルの構造を側面より示す説明図であり、第４図は、育
成パネル群をサイドからみた場合の状態を示す説明図で
あり、第５図は、育成ランプの配置説明図であり、第６
図は、育成パネルガードレールの構造及び生育別育成パ
ネル状態を示す説明図である。

発明を実施するための最良の形態 本発明に係る育成パネルは、軽く、液肥の噴霧に耐え
うる素材であればどのようなものであっても良い。一般
的にはＦＲＰ樹脂、ウレタン樹脂、発泡スチロール等の
樹脂を用いることが多い。またパネルには角度を設けた
多数のポット受孔を穿つため、パネルの厚さはある程度
必要である。また斜めのポット受孔で、植物の苗を入れ
たポットを植物が完全に成長するまで支えるため、穿孔
に対してやや強度のある素材が好ましい。この時垂直に
構成するパネルに対してポットは２０-５０度程度の角
度を保つことが、植物の生育に好ましい。５０度以上で
あればパネルに対しての集約度が上がらず、また２０度
以下であるとパネルからの脱落や、成長した野菜の形状
下垂が目立ってくるため好ましくない。

本システムでは、パネルの正面（植物成長側）から垂
直に設置された育成ランプを照射し、パネル裏面（根
側）から液体肥料のスプレー噴霧を行うように構成し
た。育成室では、パネルを背中合わせとし、通路に人工
光を配している。但し最下段の育成ランプだけは、すぐ
上の２段目の育成ランプとは位置をずらし、最終パネル
収穫時には上方にスライド収納させることができるよう
にして、廊下での作業スペースを確保できるように工夫
されている。ここで当然のことながら育成ランプとは育
成用ＬＳＩ（発光ダイオード）でも蛍光ランプでも良い
ことはもちろんである。一般に発光ダイオードの方が蛍
光ランプより低電圧で発熱量が少ないため、作物に近づ
けても枯れる恐れがなく、集積度が上げられる。さら
に、本システムでは吹き抜け屋内に育成パネルを、垂直
状に多段に構成し、各パネルを上から下にスライド移動
させるようにし、各パネル植物の管理と施設補修点検を
容易にするため、２段及び３段高の位置に管理用歩道橋
を設けている。

以下に、本発明の第１の実施例の育成パネルについて
図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明の請求の範囲第２・３項に対応する
超高密度植物垂直ミスト水耕システムの概略説明図であ
り、第２図は垂直多段式育成パネルの設置状態を示す説
明図である。第３図は育成パネルの構造を側面より示す
説明図である。（１）は育成パネル、（２）は栽培作
物、（３）はポット、（４）はポット受孔、（５）は作
物根、（６）は育成蛍光ランプ、（１０）は作業場、
（１３）は管理用通路、（１５）は管理用歩道橋であ
る。

第１図に示すように、本発明のミスト水耕栽培におい
ては、収穫効率を上げるために、育成パネルを垂直状態
にして、上下に１０段程度積み上げた構成としている。

一般に育成パネルを利用した水耕栽培では、栽培植物
は育苗床で水耕栽培に適当な苗に成育させ、その後ポッ
トと呼ばれる逆円錐形で、上部開放かつ底部カット入り
の容器（３）に土とともに挿入し、育成パネルに設けら
れたポット受孔にポットごと設置して栽培される。本実
施例では、育成パネルを垂直に構成しているため、ポッ
トを受けるためのポット受孔（４）は水平より角度をも
たせ、ポットを挿入した場合にポットが落下しない程度
とする必要がある。栽培植物が葉物等であれば成長した
作物自身の重量も考慮すると、この斜めとする孔の角度
は、パネル垂直面に対して少なくとも２０度以上であ
り、集約性の点から５０度以下であることが好ましいと
思われる。

また育成パネルに設けるポット受孔(4)の数あるいは
設置間隔、パネル厚さは、栽培する植物の種類により調
整することが可能である。

以下ホウレン草のミスト水耕栽培の例で、育成パネル
の説明を行なう。

１パネル横２５０cm縦１２０cmのものを使用した。ホ
ウレン草１株当り、５cm×８cmのスペース、すなわち株
間が必要であり、成長丈が約２５cmと仮定した場合、パ
ネルの横方向に４６、縦方向に１３孔のポット受孔(４)
の設置が可能と考えられる。またパネル厚さは一般に栽
培植物の高さの１／５以上あることがバランス上好まし
いと考えられる。従って、ホウレン草においては少なく
とも、パネル厚さが５cm以上あることが好ましい。本実
施例では、ポット受孔(４)の傾斜角度を２７度、パネル
厚さを５cmとしている。

このような育成パネル（１）を使用して、ホウレン草
を本システムで栽培すると１パネル当り５９８株の栽培
が可能となる。また苗植え付け時にも、収穫時にもポッ
トの落下もなく、根の生育や、植物の成長についても何
等の支障が発生しなかった。また収穫したホウレン草自
体の形状も歪みがなく好ましいものであった。

以下に、本発明の第２の実施例について第１図〜第４
図及び第６図に基づいて説明する。

本実施例は、請求の範囲第２項に対応するものである。
第４図は育成パネルと育成蛍光ランプ及び液肥スプレー
パイプとの位置関係を示す説明図、第６図は育成パネル
ガードレール構造を示す説明図である。

本実施例においては、人工光のみを使用するため、栽
培工場の構造としては、第１図に示すように４階程度の
吹き抜け構造の作業場（１０）を使用している。第６図
に示すようにコ字状形状で、育成パネル（４）をレール
窪みに挿嵌可能とした育成パネルガードレール（７）を
パネル幅毎に高さ１２６０cmに亘って設置し、該育成パ
ネルガードレール（７）に育成パネルを垂直に１０枚上
下に重ねて挿嵌している。

さらに、第４図はこのような育成パネル群をサイドか
らみた場合の状態を示す説明図である。図において、
（７）は育成パネルガードレール、（８）は液肥スプレ
ーノズル、（９）は液肥スプレーパイプである。図で示
すように、育成パネル（１）は垂直にしかも作物根
（５）を裏側として背中合わせとなるように設置し、該
育成パネル間に同じく垂直に液肥スプレーパイプ（９）
を設置している。その液肥スプレーパイプ（９）には液
肥スプレーノズル(８)が適宜設けられ作物根（５）に対
して定期的に必要な液肥が噴霧されるようになってい
る。この液肥スプレーパイプ（９）の設置間隔及び液肥
スプレーノズル(８)の間隔は栽培植物により調整するこ
ととなる。このスプレーパイプは、本実施例のように垂
直各段構成せず、１つのスプレーノズルがモーター制御
によりパネル間を自動で動くようにしても良いことはも
ちろんである。また育成パネルの表側、すなわち栽培植
物成長側の作業用通路（１１）には人工光としての育成
蛍光ランプ（６）が同じく垂直に必要本数設けられてい
る。そして、それらは栽培植物により最適にプログラム
されたコンピューターにより制御されて照射や噴霧を自
動的に行う。

このような超高密度植物垂直ミスト水耕システムであ
れば、限られた土地に対して、従来の７〜８倍の収穫効
率をあげることができる。また液肥の噴霧においては周
囲に液肥が噴射されるが、両側に作物根が並んでいるた
め、無駄になる部分が無く、液肥噴霧の効率が良い。同
じことは育成蛍光ランプにも該当し、ランプ照射により
照射地点より３６０度にわたり蛍光が発せられるが、す
べてが通路を隔てたいずれかの栽培作物により捕捉され
るため、シェード等の光調整部材を用いなくとも、均一
の照度が得られる。

また作業用通路（１１）には、液肥の噴霧は及ばない
ため、管理作業等がしやすい構造となっている。さら
に、スプレーされた液肥は液肥回収樋（１４）で回収
し、濾過して液肥濃度をコントロールした後、再度利用
している。

このシステムを利用して、グリーンマリーゴールドを
１パネル当り２５３株栽培した結果、２４日で、歩留ま
り９０％の収穫を得ることができた。１パネル当りの育
成蛍光ランプ代及び液肥代は、従来の平面式栽培システ
ムと比べた場合、１／２のコストであった。このこと
は、超高密度植物垂直ミスト水耕システムによる垂直構
成がランプ液肥面からも収穫効率の面で非常に優れてい
ることがわかる。

以下に、本発明の請求の範囲第３項に係る実施例につ
いて第５図〜第６図に基づいて説明する。

第５図は作業場（１０）の育成パネルを外し、育成蛍
光ランプの配置を明確にした説明図、第６図は育成パネ
ルガードレール（７）の構造及び育成パネルの収穫作業
工程を示す説明図である。図において、（Ａ）は最下段
育成蛍光ランプ、（Ｂ）は最下段直上の育成蛍光ラン
プ、（Ｃ）は最上段育成パネル、（Ｄ）は最下段育成パ
ネル、（Ｅ）は最下段直上の育成パネル、（１２）はパ
ネルストッパーである。

本実施例では、まず苗（サラダ菜）ポットを挿入した
生育第１段階のパネル（Ｃ）を育成パネルガードレール
（７）の最上部よりレールに挿嵌する。次に２日後に同
じレールに第２パネルを挿嵌する。こうして順次２日遅
れで同一苗ポットを挿入したパネルを差込んでいくと２
０日後にパネルは上から１０段、生育時期をずらせた状
態となる。さらに５日後最下段パネル（Ｄ）が収穫時期
となり、以下の手順で収穫作業を行う。

１．まず通路に設けられた最下段の育成蛍光ランプ
（Ａ）を上方に移動させる。

第５図に示すように、最下段の育成蛍光ランプ（Ａ）
と最下段直上の育成蛍光ランプ（Ｂ）は、設置位置をず
らせてあり、しかも最下段の育成蛍光ランプはランプ長
さ分上部へ移動出来るような構造としている。従って、
最下段の育成蛍光ランプ（Ａ）を上部に移動させた場合
には、最下段の育成蛍光ランプ（Ａ）は最下段直上の育
成蛍光ランプ（Ｂ）間に入り込み、最下段パネル取りは
ずし作業がしやすくなる。

２．最下段直上の育成パネル（Ｅ）をパネルストッパー
（１２）でしっかりと固定する。

３．収穫時期をむかえた最下段育成パネル（Ｄ）を取り
外す。

４．収穫室にパネルを移動し、生育したサラダ菜をポッ
トごとパネルから外し根を整えて、ポットごと搬送用容
器に移す。

５．パネルストッパー（１２）をゆるめてパネル９段全
体を１段分下に移動させ、新たに第１段階のパネルを育
成パネルガードレール上部から挿入する。

以上の工程を繰り返すことにより、上段から下段にか
けて、育成段階別に生育作物が並ぶこととなり、管理が
しやすく、一目で、異状な苗も発見しやすくなる。

このシステムを使用して、サラダ菜を１パネル当り１
６０株栽培した結果、従来の平面型ミスト水耕栽培に比
べて、７倍の収穫効率があげられた。

なお本実施例では、パネルの上下移動による収穫を考
えたが、パネルを横スライドできるように構成し、最端
に上下方向に回転可能な収穫用受を設けることにより横
方向スライド収穫も可能となる。すなわち収穫機に栽培
作物（パネル）を横にスライドさせて乗せると作物の自
重で下ろうとする力がかかり収穫機のチェーンが回転す
る等の仕組みで一度に１０段分のパネルを乗せ、ブレー
キとストッパーロックを利用して１段ずつ最下段からパ
ネルを取り外し収穫する等が可能となる。

産業上の利用可能性 本発明は、上記したようにミスト水耕栽培において、
育成パネルを垂直に構成できるように、まずポット受孔
を斜めに設け、液肥及び人工光も育成パネルに対応して
垂直構成としたため、液肥の噴霧効率及びランプの照射
効率も極めて高くすることができた。また垂直パネルを
多数段構成とすることで、限られた土地スペースにおい
て栽培育成密度を従来の７−８倍にすることが可能とな
った。

そして、最上段から最下段に段階的に生育段階の異な
る苗を配置することで、最下段のパネル収穫を可能と
し、管理効率、収穫作業効率を上げることが可能となっ
た。また上下垂直にパネルを配しているため、パネルの
移動にパネル自体の重力を利用でき、エネルギーの節約
も図ることができる。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ミスト水耕栽培の育成パネルを垂直に多
   段構成し、それに対応して、育成ランプ及び液肥スプレ
   ーパイプ配置もそれぞれ垂直多段構成とした超高密度植
   物垂直ミスト水耕システムにおいて、最上段育成パネル
   を苗植付けパネル、最下段育成パネルが収穫状態のパネ
   ルとなるよう苗生育段階順育成パネル設置を行い、最下
   段パネルのみを取り外し可能とし、育成ランプは最下段
   とそれに連なる直上段の設置位置をずらすことにより、
   最下段育成ランプを２段目育成ランプ間に移動収納可能
   としたことを特徴とする超高密度植物垂直ミスト水耕シ
   ステム