JP4807805B2 - 灌漑システム及び関連方法 - Google Patents
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Description
本発明の一面は、水溶液を植物に効率的に与えるシステムに関する。このシステムは、植物の根系の付近に配置できる末端部分を有する親水性手段を備える。この親水性手段は該手段を貫く内側空洞を有し、それを通して水溶液を入口から末端部分に送ることができる。親水性手段は内側空洞を取り囲む壁をさらに有する。末端部分に沿った壁の少なくとも一部は、界面活性剤たる根の滲出物、又は植物の根が受ける水圧によって生成される負圧が作用すると細孔を通って水溶液が流れることを可能にできるような多数の細孔を有する。
明細書中で用いられているように、「管」又は「配管」なる用語は水及び/又は栄養素を供給するための供給導管を意味する。当業者には理解されるように、このような「管」又は「配管」は必ずしも円筒形である必要はなく、任意の適当な形状にでき、これらの用語によって何ら限定されない。
11 灌漑管
12 灌漑管
13 植物
14 栽培媒体
15 根
Claims (28)
- 疎水性管とリザーバとを備え、
前記疎水性管の表面の少なくとも一部でかつ少なくとも末端部分に沿った部分は、実質的に水不溶性の親水性ポリマーで被覆されて親水性手段を形成し、前記末端部分は植物の根系の付近に配置でき、前記親水性手段は水溶液を入口から前記末端部分に送るため該手段を貫く内側空洞を有し、前記親水性手段は更に前記内側空洞を取り囲む壁を有し、前記末端部分に沿った壁の少なくとも一部は、界面活性剤たる根の滲出物が作用すると前記水溶液が細孔を通って流れることが可能になる多数の細孔を備え;
前記リザーバはその中に前記水溶液を保持し、前記親水性手段の入口と流体連通している;
ことを特徴とする水溶液を植物に効率的に与えるためのシステム。 - 前記親水性手段が、微孔性の親水性材料から作られた少なくとも1つの領域を有する配管から成る、請求項1に記載のシステム。
- 前記配管が、植物の根系の付近に配置される領域において微孔性の親水性材料からなり、請求項2に記載のシステム。
- 前記配管が複数の貫通穴を有して実質的に疎水性の材料からなり、親水性で微孔性の材料が前記穴を覆うように貼り付けられる、請求項2に記載のシステム。
- 第1の端部にて前記リザーバと流体連通し、第2の端部にて前記配管の入口と流体連通している実質的に水不透過性の中間管を更に備える、請求項2に記載のシステム。
- 前記植物の根系が栽培媒体の表面より下に配置され、前記中間管の少なくとも一部が前記栽培媒体の表面より上に配置される、請求項5に記載のシステム。
- 前記ポリマーがポリヒドロキシスチレンを含む、請求項1に記載のシステム。
- 植物を支持し栽培するための支持媒体を更に含み、前記親水性手段を前記支持媒体の表面より下に配置できる、請求項1に記載のシステム。
- 前記支持媒体がほぼ連続的で親水性で多孔質の繊維材料からなる、請求項8に記載のシステム。
- 前記水溶液に10ppb〜1ppmの濃度範囲で有機物質を添加した、請求項1に記載のシステム。
- 前記有機物質がフミン酸、ケロシン、ターペンタイン、ピネン、ヘキサデカン、及びC8-C16飽和炭化水素からなる群から選ばれる、請求項10に記載のシステム。
- 第1の管と第1のリザーバとを備え、
前記第1の管は、微孔性の親水性材料から作られた少なくとも1つの領域を有すると共に、植物の根系の付近に配置することができる末端部分を備え、前記第1の管は水溶液を入口から前記末端部分に送るため該管を貫く内側空洞を有し、前記第1の管は更に前記内側空洞を取り囲む壁を有し、前記末端部分に沿った壁の少なくとも一部は、界面活性剤たる根の滲出物が作用すると前記水溶液が細孔を通って流れることが可能になる多数の細孔を備え;
前記第1のリザーバはその中に少なくとも水を保持し、前記第1の管の入口と流体連通し;
更に、第2の巻と第2のリザーバとを備え、
前記第2の管が、前記植物の根系の付近に配置できる末端部分と、栄養素溶液を入口から前記末端部分に送るため該管を貫く内側空洞と、前記内側空洞を取り囲む壁とを有し、前記壁の少なくとも一部は、界面活性剤たる根の滲出物が作用すると前記栄養素溶液が細孔を通って流れることが可能になる多数の細孔を備え、前記第2の管は微孔性の親水性材料から作られた少なくとも1つの領域を含み;
前記第2のリザーバはその中に前記栄養素溶液を保持し、前記第2の管の入口と流体連通している;
ことを特徴とする水溶液を植物に効率的に与えるためのシステム。 - 親水性手段とリザーバとを備え、
前記親水性手段が、植物の根系の付近に配置できる末端部分と、水溶液を入口から前記末端部分に送るため該手段を貫く内側空洞と、前記内側空洞を取り囲む壁とを有し、前記末端部分に沿った壁の少なくとも一部は、界面活性剤たる根の滲出物が作用すると前記水溶液が細孔を通って流れることが可能になる多数の細孔を備え;
前記リザーバはその中に前記水溶液を保持し、前記親水性手段の入口と流体連通しており;
前記リザーバが、
前記水溶液を保持するための内部空間を有すると共に、溶液を含んでいるときの膨張状態と溶液を除去したときの収縮状態との間を移動できる容器と;
前記容器の内部空間と流体連通し、該内部空間に溶液を加えるための注入口と;
前記容器の内部空間及び前記親水性手段の入口に流体連通し、溶液を前記親水性手段の内側空洞に供給するための分配管であって、溶液が前記親水性手段の内側空洞から前記容器の内部空間に逆流するのを防止する逆止弁を有する前記分配管と;
を備える水溶液を植物に効率的に与えるためのシステム。 - 疎水性管の表面の少なくとも一部でかつ少なくとも該疎水性管の末端部分に沿った部分を、実質的に水不溶性の親水性ポリマーで被覆して親水性手段を形成する段階と;
植物の根系の付近に前記親水性手段の末端部分を配置する段階と、ただし、前記親水性手段は内側空洞を取り囲む壁を有し、前記末端部分に沿った前記壁の少なくとも一部は、界面活性剤たる根の滲出物が作用すると水溶液が細孔を通って流れることが可能になる多数の細孔を備え;
前記水溶液を前記親水性手段の入口に導入する段階と;
前記水溶液を前記親水性手段の入口から前記末端部分に送る段階と;
からなる水溶液を植物に効率的に与える方法。 - 前記配置する段階が、微孔性の親水性材料から作られた少なくとも1つの領域を有する配管を前記植物の根系の付近に配置することを含む、請求項14に記載の方法。
- 前記配置する段階が、植物を支持し栽培するよう適合した支持媒体の表面より下に前記親水性の末端部分を配置することを含む、請求項14に記載の方法。
- 前記導入する段階の前に、有機物質を前記水溶液に10ppb〜1ppmの濃度範囲で添加する段階を更に含む、請求項14に記載の方法。
- 前記有機物質がフミン酸、ケロシン、ターペンタイン、ピネン、ヘキサデカン、及びC8-C16飽和炭化水素からなる群から選ばれる、請求項17に記載の方法。
- 前記ポリマーがポリヒドロキシスチレンを含む、請求項14に記載の方法。
- 微孔性の親水性材料から作られた少なくとも1つの領域を有する第1の管の末端部分を植物の根系の付近に配置する段階と、ただし、前記第1の管は内側空洞を取り囲む壁を有し、前記末端部分に沿った前記壁の少なくとも一部は、界面活性剤たる根の滲出物が作用すると水溶液が細孔を通って流れることが可能になる多数の細孔を備え;
前記水溶液を前記第1の管の入口に導入する段階と;
前記水溶液を前記第1の管の入口から前記末端部分に送る段階と;
第2の管の末端部分を前記植物の根系の付近に配置する段階と、ただし、前記第2の管は内側空洞を取り囲む壁を有し、前記壁の少なくとも一部は、界面活性剤たる根の滲出物が作用すると栄養素溶液が細孔を通って流れることが可能になる多数の細孔を備え、前記第2の管が微孔性の親水性材料から作られた少なくとも1つの領域を有し;
前記栄養素溶液を前記第2の管の入口に導入する段階と;
前記栄養素溶液を前記第2の管の入口から前記第2の管の末端部分に送る段階と;
からなる水溶液を植物に効率的に与える方法。 - 疎水性管の表面の少なくとも一部でかつ少なくとも該疎水性管の末端部分に沿った部分を、実質的に水不溶性の親水性ポリマーで被覆して親水性手段を形成する段階と;
前記親水性手段の末端部分を植物の根系の付近に配置する段階と、ただし、前記親水性手段は内側空洞を取り囲む壁を有し、前記末端部分に沿った前記壁の少なくとも一部は、界面活性剤たる根の滲出物が作用すると水溶液が細孔を通って流れることが可能になる多数の細孔を備え;
前記水溶液を保持すると共に前記親水性手段の入口と流体連通したリザーバを設ける段階と;
前記水溶液が前記リザーバから前記親水性手段の入口に流れることができるようにチャネルを設ける段階と;
からなる水溶液を植物に効率的に与えるシステムの構築方法。 - 前記ポリマーがポリヒドロキシスチレンを含む、請求項21に記載の方法。
- 有機物質を前記水溶液に10ppb〜1ppmの濃度範囲で添加する段階を更に含む、請求項21に記載の方法。
- 前記有機物質がフミン酸、ケロシン、ターペンタイン、ピネン、ヘキサデカン、及びC8-C16飽和炭化水素からなる群から選ばれる、請求項23に記載の方法。
- 疎水性管の表面の少なくとも一部でかつ少なくとも該疎水性管の末端部分に沿った部分を、実質的に水不溶性の親水性ポリマーで被覆して親水性手段を形成する段階と;
前記親水性手段の末端部分を植物の根系の付近に配置する段階と、ただし、前記親水性手段は内側空洞を取り囲む壁を有し、前記末端部分に沿った前記壁の少なくとも一部は、界面活性剤たる根の滲出物が作用すると水溶液が細孔を通って流れることが可能になる多数の細孔を備え;
前記水溶液を保持すると共に前記親水性手段の入口と流体連通したリザーバを設ける段階と;
からなり、前記リザーバが、
前記水溶液を保持するための内部空間を有すると共に、溶液を含んでいるときの膨張状態と溶液を除去したときの収縮状態との間を移動できる容器と;
前記容器の内部空間と流体連通し、該内部空間に溶液を加えるための注入口と;
前記容器の内部空間及び前記親水性手段の入口に流体連通し、溶液を前記親水性手段の内側空洞に供給するための分配管であって、溶液が前記親水性手段の内側空洞から前記容器の内部空間に逆流するのを防止する逆止弁を有する前記分配管と;
を備えることを特徴とする水溶液を植物に効率的に与えるシステムの構築方法。 - 疎水性管の表面の少なくとも一部でかつ少なくとも該疎水性管の末端部分に沿った部分を、実質的に水不溶性の親水性ポリマーで被覆して親水性手段を形成する段階と;
前記親水性手段の末端部分を植物の根系の付近に配置する段階と、ただし、前記親水性手段は内側空洞を取り囲む壁を有し、前記末端部分に沿った前記壁の少なくとも一部は、界面活性剤たる根の滲出物が作用すると水溶液が細孔を通って流れることが可能になる多数の細孔を備え;
前記水溶液を保持すると共に前記親水性手段の入口と流体連通したリザーバから、前記水溶液を前記親水性手段の入口に導入する段階と;
前記水溶液を前記親水性手段の入口から分配管を通って前記末端部分に送る段階と;
からなり、ただし、前記リザーバが、
前記水溶液を保持するための内部空間を有すると共に、溶液を含んでいるときの膨張状態と溶液を除去したときの収縮状態との間を移動できる容器と;
前記容器の内部空間と流体連通し、該内部空間に溶液を加えるための注入口と;
前記容器の内部空間及び前記親水性手段の入口に流体連通し、溶液を前記親水性手段の内側空洞に供給するための前記分配管であって、溶液が前記親水性手段の内側空洞から前記容器の内部空間に逆流するのを防止する逆止弁を有する前記分配管と;
を備える水溶液を植物に効率的に与える方法。 - 純水をリザーバに加えるための手段と;
前記リザーバ中の純水に有機添加剤を導入するための手段と;
疎水性管とを備え、
前記疎水性管の表面の少なくとも一部でかつ少なくとも末端部分に沿った部分は、実質的に水不溶性の親水性ポリマーで被覆され、前記末端部分は植物の根系の付近に配置でき、前記親水性手段は、前記リザーバに流体連通している入口から前記末端部分に水溶液を送るため該手段を貫く内側空洞を有し、前記親水性手段は更に前記内側空洞を取り囲む壁を有し、前記末端部分に沿った壁の少なくとも一部は、界面活性剤たる根の滲出物が作用すると前記水溶液が細孔を通って流れることが可能になる多数の細孔を備える;
ことを特徴とする低重力の環境において水溶液を植物に効率的に与えるためのシステム。 - 前記有機添加剤がC8-C14炭化水素及びケロシンからなる群から選ばれる、請求項27に記載のシステム。
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