JP4544491B2 - 養液土耕栽培の灌水施肥制御方法およびその装置 - Google Patents
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- Y02P60/21—Dinitrogen oxide [N2O], e.g. using aquaponics, hydroponics or efficiency measures
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- Fertilizing (AREA)
- Hydroponics (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、野菜等の植物をハウス内等の土壌で栽培する養液土耕栽培のための灌水施肥制御方法とその制御方法を用いた装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
土壌に定植した植物に対して、比較的低濃度の肥料分を含む養液を連続的に供給して育成する養液土耕栽培法は一般に広く行われており、この栽培法の灌水と施肥の手段については、植物によって適当な濃度に調整した養液をタンク等に貯留しておき、タイマーによって設定時刻に自動的に一定量を供給する方法や、培地内の水分を水分センサーで測定し、必要に応じて適当量を供給する方法が採られている。
【０００３】
また、日射エネルギー量を検知し、これを周波数に変換して、その積算量によって必要な水と養液を供給する制御方法が特開平７−６７４８５号公報によって提案されている。
【０００４】
また、植物育成ベッドの水分量を検知し、設定水分量を下回った場合に灌水する手段において、その水の移動速度、土壌構造、水分検知器の位置などによるタイムラグにより充分な水分があるにもかかわらず灌水してしまうことを防止するため、予め設定した制限時間内は灌水を行わないとする制御方法が特開平４−２５２１１９号公報に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、タイマーによる方法では土壌の水分量や日射量といった環境因子が制御手段に入っていないため、植物にとって最適な状況とはなり得ず、また水分のみに依存した制御では、水分量が多い場合は灌水しないが、施肥を行うか否かの判断を自動的に行うのは極めて困難であり、また日射量のみに依存した制御では、場合によっては過多の灌水や施肥によって品質の低下や根腐れを招く不都合があった。
【０００６】
本発明は、前記した従来技術の問題点を解消するために、タイマーによる灌水施肥を基本に、環境因子を制御手段に加えることで、植物の栽培において熟練技術を要せず比較的容易な制御手段をもって、周囲の環境に応じた灌水と施肥を自動的に実施し、品質の安定化と多収穫の達成を実現するための制御方法とその装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、溶液土耕栽培において、任意の設定時刻に自動的に灌水と施肥をそれぞれ別個に実行する灌水施肥制御方法に加えて、連続的に土壌水分値と日射量を測定するセンサーを有し、該センサーによって得た値により、それぞれの設定時刻の施肥のみを実行する手段を備えたことを特長とする灌水施肥制御方法である。
【０００８】
また、請求項２記載の発明は、タイマー機能を備え、任意の時刻に任意の量の灌水と施肥をそれぞれ別個に自動的に実行させる手段と、土壌に直接散布するための複数の散水孔を有するチューブと、複数の肥料濃厚液タンクと、その肥料濃厚液を供給するための給液管路と、水を供給するための吸水管路と、流量を測定するための流量センサーと、土壌の水分値を連続的に測定するための水分センサーと、日射量を連続的に測定するための日射センサーと、上記水分センサーと日射センサーの測定値と事前に設定した水分値と日射量とを比較し、土壌水分量が多い場合および又は日射量が少ない場合は施肥のみを実行する判定手段とを有したことを特長とする自動灌水施肥装置である。
【０００９】
さらにまた、請求項３記載の発明は、灌水量および又は肥料濃度の異なる異種の植物に対して、又は栽培ステージの異なる同種の植物に対して、一の装置であらかじめデータに基づいて決定される灌水と施肥を実行できる多系統制御ラインを有することを特長とした請求項２の自動灌水施肥装置である。
【００１０】
さらにまた、請求項４記載の発明は、土壌への供給管路１ラインごとに、供給した水と肥料のデータおよび水分センサーと日射センサーから得られるそれぞれのデータを記憶し蓄える手段を備え、そのデータを外部入出力機器に対して提供する手段を備えたことを特長とする請求項２及び請求項３の自動灌水施肥装置である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して具体的に説明する。図１は本発明の自動灌水施肥装置の実施例を示すブロック線図であり、図２は同じく実施例の全体構成図である。
【００１２】
第１の栽培土壌１０１ａと第２の栽培土壌１０１ｂ（栽培土壌数は任意、以下土壌と称する）の土中あるいは地上に複数の散水孔を有する灌水チューブ２が敷設されており、その灌水チューブに水を供給するための供給管路３と肥料濃厚液を供給するための供給管路４が接続されており、さらに水と肥料を自動的に供給するための供給制御部１と水分センサー６および日射センサー７とで構成されている。
【００１３】
また、原水タンク８と肥料濃厚液タンク９にそれぞれ供給管１０が接続され、これらにそれぞれポンプ１１と減圧弁１２や電磁弁１３などの管路開閉器を備えており、これらを別々に開閉させることにより水と肥料を別々に供給、停止させることができるような構成となっている。
【００１４】
また、水供給管路には流量センサー５が接続されており、併せて灌水チューブ２につながる供給管路の１ライン毎に電磁弁１３を備えており、それぞれ複数のラインについて独立して灌水と施肥を制御できるように工夫されている。
【００１５】
また、土壌には各ベッド毎に水分センサー６が設置され、供給制御部に連続して検出値を出力している。
【００１６】
また、土壌全体のほぼ中央部には日射センサー７が設置されており、同様に連続して検出値を出力している。
【００１７】
供給制御部１はタイマーからの情報を演算する時刻比較演算部１４、流量センサーからの情報を演算する流量演算部１５、水分センサーからの情報を演算する水分値比較演算部１６、日射センサーからの情報を演算する日射量比較演算部１７、記憶部を備えた動作判定部１８、異常時に警報機を作動させるための異常判定部１９および判定部の情報に基づいてポンプや電磁弁に情報を出力する動作回路部２０から構成されている。
【００１８】
これらの構成により各土壌毎にあらかじめ設定入力した各時刻において、施肥と灌水をそれぞれ別個に実行すると共に、各土壌の水分量と日射量を連続して測定し、水分量が設定値を上回った場合および又は日射量が設定値を下回った場合は灌水の信号のみを解除し、施肥の信号のみを出力して実行する。これによって肥料は必要にして充分な量を確保し、水分量は環境の状況を反映させることが可能となる。
【００１９】
また、供給制御部１にはプログラム表示器２１を備えることで、各制御設定値の表示や入力、あるいは実行した供給量の表示を複数ラインの供給管路について一括して表示可能としている。
【００２０】
また、供給制御部１にはデータ出力部２２を備え、外部入出力機器としてパーソナルコンピューターなどの上位コンピューターやプリンターを接続することができ、供給管路１ラインごとの水と肥料の設定値や実行値、および水分センサーと日射センサーからの入力データなどの多くの情報を一括して得ることを可能としている。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、この発明の制御方法はあらかじめ設定した時刻における灌水と施肥を別々の制御で実行させるのに加えて、その時々の土壌水分量と日射量とにより灌水のみを解除する手段を有しているため、養分の補給を一定量確保しつつ水分のみをその植物にとって最適な状態に保つことができ、根腐れ等を予防し品質の安定化と多収穫を実現することができる。
【００２２】
また、供給管路１ラインごとに供給した水と肥料の量および環境センサーから得られるそれぞれのデータを記憶し蓄える手段を有し、さらに外部入出力機器にデータを提供する手段を有しているため、多くの情報を取り出すことができ、植物の生育状況と合わせて分析することが可能となり、最適条件を把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すブロック線図。
【図２】同じく全体構成図。
【符号の説明】
１ 供給制御部
２ 灌水チューブ
３ 水を供給するための供給管路
４ 肥料濃厚液を供給するための供給管路
５ 流量センサー
６ 水分センサー
７ 日射センサー
８ 原水タンク
９ 肥料濃厚液タンク
１０ 供給管路
１１ ポンプ
１２ 減圧弁
１３ 電磁弁
１４ 時刻比較演算部
１５ 流量演算部
１６ 水分値比較演算部
１７ 日射量比較演算部
１８ 動作判定部
１９ 異常判定部
２０ 動作回路部
１０１ａ 第１の栽培土壌
１０１ｂ 第２の栽培土壌
【発明の属する技術分野】
本発明は、野菜等の植物をハウス内等の土壌で栽培する養液土耕栽培のための灌水施肥制御方法とその制御方法を用いた装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
土壌に定植した植物に対して、比較的低濃度の肥料分を含む養液を連続的に供給して育成する養液土耕栽培法は一般に広く行われており、この栽培法の灌水と施肥の手段については、植物によって適当な濃度に調整した養液をタンク等に貯留しておき、タイマーによって設定時刻に自動的に一定量を供給する方法や、培地内の水分を水分センサーで測定し、必要に応じて適当量を供給する方法が採られている。
【０００３】
また、日射エネルギー量を検知し、これを周波数に変換して、その積算量によって必要な水と養液を供給する制御方法が特開平７−６７４８５号公報によって提案されている。
【０００４】
また、植物育成ベッドの水分量を検知し、設定水分量を下回った場合に灌水する手段において、その水の移動速度、土壌構造、水分検知器の位置などによるタイムラグにより充分な水分があるにもかかわらず灌水してしまうことを防止するため、予め設定した制限時間内は灌水を行わないとする制御方法が特開平４−２５２１１９号公報に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、タイマーによる方法では土壌の水分量や日射量といった環境因子が制御手段に入っていないため、植物にとって最適な状況とはなり得ず、また水分のみに依存した制御では、水分量が多い場合は灌水しないが、施肥を行うか否かの判断を自動的に行うのは極めて困難であり、また日射量のみに依存した制御では、場合によっては過多の灌水や施肥によって品質の低下や根腐れを招く不都合があった。
【０００６】
本発明は、前記した従来技術の問題点を解消するために、タイマーによる灌水施肥を基本に、環境因子を制御手段に加えることで、植物の栽培において熟練技術を要せず比較的容易な制御手段をもって、周囲の環境に応じた灌水と施肥を自動的に実施し、品質の安定化と多収穫の達成を実現するための制御方法とその装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、溶液土耕栽培において、任意の設定時刻に自動的に灌水と施肥をそれぞれ別個に実行する灌水施肥制御方法に加えて、連続的に土壌水分値と日射量を測定するセンサーを有し、該センサーによって得た値により、それぞれの設定時刻の施肥のみを実行する手段を備えたことを特長とする灌水施肥制御方法である。
【０００８】
また、請求項２記載の発明は、タイマー機能を備え、任意の時刻に任意の量の灌水と施肥をそれぞれ別個に自動的に実行させる手段と、土壌に直接散布するための複数の散水孔を有するチューブと、複数の肥料濃厚液タンクと、その肥料濃厚液を供給するための給液管路と、水を供給するための吸水管路と、流量を測定するための流量センサーと、土壌の水分値を連続的に測定するための水分センサーと、日射量を連続的に測定するための日射センサーと、上記水分センサーと日射センサーの測定値と事前に設定した水分値と日射量とを比較し、土壌水分量が多い場合および又は日射量が少ない場合は施肥のみを実行する判定手段とを有したことを特長とする自動灌水施肥装置である。
【０００９】
さらにまた、請求項３記載の発明は、灌水量および又は肥料濃度の異なる異種の植物に対して、又は栽培ステージの異なる同種の植物に対して、一の装置であらかじめデータに基づいて決定される灌水と施肥を実行できる多系統制御ラインを有することを特長とした請求項２の自動灌水施肥装置である。
【００１０】
さらにまた、請求項４記載の発明は、土壌への供給管路１ラインごとに、供給した水と肥料のデータおよび水分センサーと日射センサーから得られるそれぞれのデータを記憶し蓄える手段を備え、そのデータを外部入出力機器に対して提供する手段を備えたことを特長とする請求項２及び請求項３の自動灌水施肥装置である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して具体的に説明する。図１は本発明の自動灌水施肥装置の実施例を示すブロック線図であり、図２は同じく実施例の全体構成図である。
【００１２】
第１の栽培土壌１０１ａと第２の栽培土壌１０１ｂ（栽培土壌数は任意、以下土壌と称する）の土中あるいは地上に複数の散水孔を有する灌水チューブ２が敷設されており、その灌水チューブに水を供給するための供給管路３と肥料濃厚液を供給するための供給管路４が接続されており、さらに水と肥料を自動的に供給するための供給制御部１と水分センサー６および日射センサー７とで構成されている。
【００１３】
また、原水タンク８と肥料濃厚液タンク９にそれぞれ供給管１０が接続され、これらにそれぞれポンプ１１と減圧弁１２や電磁弁１３などの管路開閉器を備えており、これらを別々に開閉させることにより水と肥料を別々に供給、停止させることができるような構成となっている。
【００１４】
また、水供給管路には流量センサー５が接続されており、併せて灌水チューブ２につながる供給管路の１ライン毎に電磁弁１３を備えており、それぞれ複数のラインについて独立して灌水と施肥を制御できるように工夫されている。
【００１５】
また、土壌には各ベッド毎に水分センサー６が設置され、供給制御部に連続して検出値を出力している。
【００１６】
また、土壌全体のほぼ中央部には日射センサー７が設置されており、同様に連続して検出値を出力している。
【００１７】
供給制御部１はタイマーからの情報を演算する時刻比較演算部１４、流量センサーからの情報を演算する流量演算部１５、水分センサーからの情報を演算する水分値比較演算部１６、日射センサーからの情報を演算する日射量比較演算部１７、記憶部を備えた動作判定部１８、異常時に警報機を作動させるための異常判定部１９および判定部の情報に基づいてポンプや電磁弁に情報を出力する動作回路部２０から構成されている。
【００１８】
これらの構成により各土壌毎にあらかじめ設定入力した各時刻において、施肥と灌水をそれぞれ別個に実行すると共に、各土壌の水分量と日射量を連続して測定し、水分量が設定値を上回った場合および又は日射量が設定値を下回った場合は灌水の信号のみを解除し、施肥の信号のみを出力して実行する。これによって肥料は必要にして充分な量を確保し、水分量は環境の状況を反映させることが可能となる。
【００１９】
また、供給制御部１にはプログラム表示器２１を備えることで、各制御設定値の表示や入力、あるいは実行した供給量の表示を複数ラインの供給管路について一括して表示可能としている。
【００２０】
また、供給制御部１にはデータ出力部２２を備え、外部入出力機器としてパーソナルコンピューターなどの上位コンピューターやプリンターを接続することができ、供給管路１ラインごとの水と肥料の設定値や実行値、および水分センサーと日射センサーからの入力データなどの多くの情報を一括して得ることを可能としている。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、この発明の制御方法はあらかじめ設定した時刻における灌水と施肥を別々の制御で実行させるのに加えて、その時々の土壌水分量と日射量とにより灌水のみを解除する手段を有しているため、養分の補給を一定量確保しつつ水分のみをその植物にとって最適な状態に保つことができ、根腐れ等を予防し品質の安定化と多収穫を実現することができる。
【００２２】
また、供給管路１ラインごとに供給した水と肥料の量および環境センサーから得られるそれぞれのデータを記憶し蓄える手段を有し、さらに外部入出力機器にデータを提供する手段を有しているため、多くの情報を取り出すことができ、植物の生育状況と合わせて分析することが可能となり、最適条件を把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すブロック線図。
【図２】同じく全体構成図。
【符号の説明】
１ 供給制御部
２ 灌水チューブ
３ 水を供給するための供給管路
４ 肥料濃厚液を供給するための供給管路
５ 流量センサー
６ 水分センサー
７ 日射センサー
８ 原水タンク
９ 肥料濃厚液タンク
１０ 供給管路
１１ ポンプ
１２ 減圧弁
１３ 電磁弁
１４ 時刻比較演算部
１５ 流量演算部
１６ 水分値比較演算部
１７ 日射量比較演算部
１８ 動作判定部
１９ 異常判定部
２０ 動作回路部
１０１ａ 第１の栽培土壌
１０１ｂ 第２の栽培土壌
Claims (4)
- 養液土耕栽培において、任意の設定時刻に自動的に水のみの供給（以下、灌水と称する）と任意の濃度に調整された肥料の供給（以下、施肥と称する）をそれぞれ別個に実行する灌水施肥制御方法に加えて、連続的に土壌水分値と日射量を測定するセンサーを有し、そのセンサーによって得た値により、それぞれの設定時刻の灌水のみを実行させないとする手段を備えたことを特長とする灌水施肥制御方法。
- タイマー機能を備え、任意の時刻に任意の量の灌水と施肥をそれぞれ別個に自動的に実行させる手段と、土壌に直接散布するための複数の散水孔を有する灌水チューブと、水を供給するための吸水管路と、流量を測定するための流量センサーと、複数の肥料濃厚液タンクと、その肥料濃厚液を供給するための給液管路と、土壌の水分値を連続的に測定するための水分センサーと、日射量を連続的に測定するための日射センサーと、上記水分センサーと日射センサーの測定値と事前に設定した水分値と日射量とを比較し、土壌水分量が多い場合および又は日射量が少ない場合は施肥のみを実行する判定手段とを有したことを特長とする自動灌水施肥装置。
- 灌水量および又は肥料濃度の異なる異種の植物に対して、又は栽培ステージの異なる同種の植物に対して、一の装置であらかじめデータに基づいて決定される灌水と施肥を実行できる多系統制御ラインを有することを特長とした請求項２の自動灌水施肥装置。
- 土壌への供給管路１ラインごとに、供給した水と肥料のデータおよび水分センサーと日射センサーから得られるそれぞれのデータを記憶し蓄える手段を備え、そのデータを外部入出力機器に対して提供する手段を備えたことを特長とする請求項２および請求項３の自動灌水施肥装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000000283A JP4544491B6 (ja) | 2000-01-05 | 養液土耕栽培の灌水施肥制御方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000000283A JP4544491B6 (ja) | 2000-01-05 | 養液土耕栽培の灌水施肥制御方法およびその装置 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001186824A JP2001186824A (ja) | 2001-07-10 |
| JP4544491B2 true JP4544491B2 (ja) | 2010-09-15 |
| JP4544491B6 JP4544491B6 (ja) | 2010-11-10 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5011806A (ja) * | 1973-05-28 | 1975-02-06 | ||
| JPS6167421A (ja) * | 1984-09-10 | 1986-04-07 | 高木産業株式会社 | 自動植物裁培方法 |
| JPS61216626A (ja) * | 1985-03-19 | 1986-09-26 | 住友電気工業株式会社 | 植物の生育制御方法 |
| JPH02176909A (ja) * | 1988-12-28 | 1990-07-10 | Kitazawa Valve:Kk | 流量調節弁の制御方法 |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5011806A (ja) * | 1973-05-28 | 1975-02-06 | ||
| JPS6167421A (ja) * | 1984-09-10 | 1986-04-07 | 高木産業株式会社 | 自動植物裁培方法 |
| JPS61216626A (ja) * | 1985-03-19 | 1986-09-26 | 住友電気工業株式会社 | 植物の生育制御方法 |
| JPH02176909A (ja) * | 1988-12-28 | 1990-07-10 | Kitazawa Valve:Kk | 流量調節弁の制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001186824A (ja) | 2001-07-10 |
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