JP5782206B1 - 植物栽培装置およびこの植物栽培装置を使用した植物栽培方法 - Google Patents

Abstract

【課題】土壌中の細菌による汚染や過剰な水分による根腐れを防止し、栽培の経験を不要とし、メンテナンスが容易で比較的規模の大きな栽培にも適した植物栽培装置および植物栽培方法を提供する【解決手段】上から順に培養土が盛土される第１の栽培培養土層、植物の根が下方に伸びることを防止する防根層、培養土が盛土される第２の栽培培養土層、該第２の栽培培養土層に滞留する培養水が下方に移動することを防止するための防水層、前記培養土の温度を調整するための冷温水パイプ層および下方の熱を遮断する断熱・遮熱層、から構成されるベース培地と、前記第１の栽培培養土層上に載置され内部に第３の栽培培養土層が形成される栽培トレー、および第４の栽培培養土層が形成される複数の栽培ポットから構成されるユニット培地と、からなる植物栽培装置とし、この植物栽培装置を利用しセル苗をセル苗育成装置で予め育てる植物栽培方法とした。【選択図】図１

Description

本発明は、植物栽培装置およびこの植物栽培装置を使用した植物栽培方法に関し、さらに詳しくは病虫害の発生および伝播を防ぎ連作障害のない植物栽培装置およびシステム化が可能な植物栽培方法に関する。

従来から行われてきた植物栽培方法には、作物の生育に必要とされる肥料分や養液で植物の栽培を行う水耕栽培法があり、様々な水耕栽培装置や水耕栽培法が提案されている。例えば特許文献１に開示の「土耕栽培用コンテナ及び土耕栽培装置」は「用土を充填して植物栽培を行なうコンテナであって、排水系の設備が不要で、しかも併用する照明器具の照度を有効に活用して、植物栽培を良好に行なえる土耕栽培用コンテナを提案する」ことを課題としている。また、特許文献２に開示の「植物栽培パネル、植物栽培装置、植物栽培方法、及び植物収穫方法」は「害虫の侵入を手間なく抑制しつつ、撒かれた水を植物の根に効率的に供給することのできる植物栽培装置及びそれに用いられる植物栽培パネル、並びにそれらを用いた植物栽培方法及び植物収穫方法を提供する」ことを課題としている。そして、特許文献３に開示の「植物の栽培方法ならびにその方法に用いる培地、栽培槽および栽培装置」は「土壌中の細菌による汚染や過剰な水分による根腐れを防止することができ、培地の再利用が可能な植物の栽培方法ならびにその方法に用いる栽培槽を提供する」ことを課題としている。

一方、本出願人による「従来の耕作地や温室栽培手段は、栽培地に種を蒔くか苗を植えて収穫するまで栽培する手段である。この栽培手段では、栽培地の利用回数が限られる。栽培育成でも散水や肥料の無駄がある。栽培地は、病害虫、連作障害や肥料濃度の調整に多くの費用を必要とする」ことを課題とした発明が特許文献４に開示されている。

特開２０１１−０５５７３７号公報 特開２０１２−０００００３号公報 特開２０１３−１５０５９１号公報 特開２０１２−０００１０３号公報

しかしながら、特許文献１ないし特許文献３に開示の発明は、栽培管理にある程度の経験が必要であって収穫量に個人差が生ずることは否めず、メンテナンスに時間を取られる傾向がある。また、特許文献４に開示の発明は、中規模の栽培に適したものである。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、土壌中の細菌による汚染や過剰な水分による根腐れを防止し、栽培の経験を不要とし、メンテナンスが容易で比較的規模の大きな栽培にも適した植物栽培装置および植物栽培方法を提供することにある。

上記課題を達成するために、請求項１に係る植物栽培装置は、上から順に植物栽培用の培養土が盛土される第１の栽培培養土層、透水性を具え植物の根が下方に伸びることを防止する防根透水シートが敷き詰められる防根層、植物栽培用の培養土が盛土される第２の栽培培養土層、該第２の栽培培養土層に滞留する培養水が下方に移動することを防止するための防水シートが敷き詰められる防水層、前記培養土の温度を調整するために冷温水が循環する冷温水パイプ層および下方の地面からの熱を遮断する断熱・遮熱シートが敷き詰められる断熱・遮熱層、から構成されるベース培地と、前記第１の栽培培養土層上に載置され複数の通水孔のある平底を具え植物栽培用の培養土が充填されて第３の栽培培養土層が形成される栽培トレー、および植物栽培用の培養土が充填されて第４の栽培培養土層が形成され該第３の栽培培養土層に押入される複数の栽培ポットから構成されるユニット培地と、からなる、ことを特徴としている。
また、請求項２に係る植物栽培装置は、請求項１に記載の植物栽培装置であって、前記第１の栽培培養土層ないし前記第３の栽培培養土層はもみ殻、もみ殻くん炭、ミネラル鉱物および天然フミン質の混合物であり、前記第４の栽培培養土層はもみ殻およびもみ殻くん炭の混合物である、ことを特徴としている。
そして、請求項３に係る植物栽培装置は、請求項２に記載の植物栽培装置であって、前記第１の栽培培養土層および前記防水層間にはもみ殻くん炭が敷き詰められる第１の栽培培養土下層が介在している、ことを特徴としている。
さらに、請求項４に係る植物栽培装置は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の植物栽培装置であって、前記第２の栽培培養土層に貯留される培養水にはフミン酸、フルボ酸およびイオン化したミネラル成分が溶解している、ことを特徴としている。
また、請求項５に係る植物栽培装置は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の植物栽培装置であって、前記栽培ポットは縦横に略等間隔で貫設された栽培ポット懸垂孔を具える栽培ポット定規板に着脱自在に懸垂されて前記第３の栽培培養土層に押入される、ことを特徴としている。
そして、請求項６に係る植物栽培方法は、請求項５に記載の植物栽培装置を使用する植物栽培方法であって、前記栽培ポット定規板に懸垂される前記栽培ポットには植物のセル苗が植え付けられ、該植物の育成段階に応じて該栽培ポットとともに間引かれて別体の前記ユニット培地に移植されて該植物の植え付け間隔が広がる、ことを特徴としている。
さらに、請求項７に係る植物栽培方法は、請求項６に記載の植物栽培方法であって、前記第３の栽培培養土層上には焼鶏灰、天然フミン質およびボカシ肥料の内の少なくとも１つの肥料またはこれらが混合された肥料が載置される、ことを特徴としている。
また、さらに、請求項８に係る植物栽培方法は、請求項６または請求項７に記載の植物栽培方法であって、前記セル苗は前記植物栽培装置とは別体のセル苗育成装置で育成される、ことを特徴としている。

本発明は上記の構成により以下の効果を奏する。
（１）本発明に係る植物栽培装置はベース培地およびユニット培地から構成されていて、ユニット培地はベース培地に載置されているだけなので、ユニット培地を人力で持ち運び可能な大きさとすれば、植物の育成期間中は機械力に頼る必要が無くなり、ユニット培地に対するメンテナンスや育成植物の収穫も容易となる。
（２）地面の大きさに合わせてベース培地の大きさを決めることができるので、比較的規模の大きな栽培装置とすることもでき、遊休地の有効活用を図ることができる。
（３）ベース培地は、上から順に第１の栽培培養土層、防根層、第２の栽培培養土層、防水層、冷温水パイプ層および断熱・遮熱層の５層構造となっていて、防根層により植物の根は第１の栽培培養土層に止まるものの第２の栽培培養土層に滞留する水分は防根層を透過して第１の栽培培養土層の植物の根に届くことになる。そのため、第２の栽培培養土層内の水分を適度な量とすることにより過剰な水分による根腐れを防ぐことができる。また、冷温水パイプ層および断熱・遮熱層により第１の栽培培養土層および第２の栽培培養土層の温度を外部環境に影響されることなく植物の育成に最適な温度とすることができる。
（４）第１の栽培培養土層および防水シート層間にもみ殻くん炭を敷き詰めた第１の栽培培養土下層を介在させた場合は、多孔質のもみ殻くん炭は水分を吸い上げる役割を担うことになるため、第２の栽培培養土層に滞留する水分を円滑に第１の栽培培養土層に供給することができる。
（４）ユニット培地は、栽培トレーおよび栽培トレーに押入される栽培ポットから構成されていて、植物は栽培ポットごと取り扱うことができるため、作業効率が高くなる。なお、栽培ポットは一定量の水を底部に貯水することができるように底面に通水孔が無く、周壁にスリットが貫設されているものを用いると良い。
（５）第１の栽培培養土層ないし第４の栽培培養土層はいずれも天然そのものではなく人手により加工したものであるので、土壌中の細菌が入り込むことを防止できる。また、第１の栽培培養土層および第２の栽培培養土層の構成物は同一であり、粒度も揃えることができるので、第２の栽培培養土層内の水分は毛細管現象により容易に第１の栽培培養土層に移動することができる。
（６）栽培ポット定規板の使用により、栽培の経験が浅い者でも育成植物の間隔を最適に保つことができ、かつ、植物の育成段階に応じた間隔を最適化することができる。
（７）栽培培養土内のミネラル鉱物および天然フミン質、第２の栽培培養土層に貯留される水分中のフミン酸およびフルボ酸、および第３の栽培培養土層上に載置される肥料さらに加えて太陽光により、施肥効果は十分に発揮されて育成植物の収穫量は増大する。
（８）セル苗を植物栽培装置とは別体のセル苗育成装置で育成することで、本発明に係る植物栽培装置のフル活用が可能となって、育成作業の効率化を図ることができる。

実施例に係る植物栽培装置の断面模式図である。 実施例に係る植物栽培方法のフローチャート図である。

本発明を実施するための形態に係る実施例について、図１および図２に基づいて説明する。なお、図１において、符号１は実施例１に係る植物栽培装置、符号１０はベース培地、符号１１は第１の栽培培養土層、符号１１１は第１の栽培培養土下層、符号１２は防根層、符号１３は第２の栽培培養土層、符号１４は防水層、符号１５は冷温水パイプ層、符号１６は断熱・遮熱層、符号２０はユニット培地、符号２１は栽培トレー、符号２２は第３の栽培培養土層、符号２３は栽培ポット、符号２４は栽培ポット定規板、符号２５は第４の栽培培養土層、符号３１は地面、符号３２はセル苗（植物）、である。

まず、実施例に係る植物栽培装置１の構成について、説明する。
植物栽培装置１は、基盤となるベース培地１０と、ベース培地１０上に載置される複数のユニット培地２０と、から構成されている。

ベース培地１０は主に、上から順に植物栽培用の培養土を盛土した第１の栽培培養土層１１、透水性を具え植物の根が下方に伸びることを防止する防根透水シートを敷き詰めた防根層１２、植物栽培用の培養土を盛土した第２の栽培培養土層１３、第２の栽培培養土層１３に滞留する培養水が下方に移動することを防止するための防水シートを敷き詰めた防水層１４、第１の栽培培養土層１１内および第２の栽培培養土層１１内の温度（地温）を調整するための冷温水が循環する冷温水パイプを敷設した冷温水パイプ層１５および地面３１からの熱を遮断する断熱・遮熱シートを敷き詰めた断熱・遮熱層１６、の主に６つの層から構成され、さらに第１の栽培培養土層１１の下部には第１の栽培培養土下層１１１が介在している。

第２の栽培培養土層１３の培養土は、もみ殻、もみ殻くん炭、ミネラル鉱物および天然フミン質の混合物である。そして、もみ殻およびもみ殻くん炭の配合は重量比で略１：１とし、この全重量に対して略５％のミネラル鉱物および天然フミン質を混入していて、第２の栽培培養土層１３の層厚は略略３０ｍｍ〜５０ｍｍである。また、第１の栽培培養土層１１においては、防根透水シート１２上に略３０ｍｍ程度になるようにもみ殻くん炭を敷き詰めて第１の栽培培養土下層１１１とし、その上から前述した第２の栽培培養土層１３と同様の配合の培養土を略３０ｍｍ〜４０ｍｍ敷き詰めている。なお、ここでいうミネラル鉱物とは、ゼオライト、貝化石、石英斑岩、焼鶏灰または焼貝灰である。

第２の栽培培養土層１３中に貯留される培養水は、表１に示すＡ溶液およびＢ溶液を等量加えてｐＨ７程度に調整し、１，０００〜３，０００倍に希釈したものである。

ユニット培地２０は、第１の栽培培養土層１０上に直接載置される栽培トレー２１と、栽培トレー２１内に充填された第３の栽培培養土層２２内に押入される複数の栽培ポット２３と、から構成されている。そして、栽培トレー２１は複数の通水孔のある平底を具える容器であり、栽培ポット２３はいわゆる小型の植木鉢であって栽培ポット２３内にも培養土が充填されて第４の栽培培養土層２５が形成されている。また、第３の栽培培養土層２２を形成する培養土は、前述した第２の栽培培養土層１３の培養土と同様の仕様であるが、第４の栽培培養土層２５の培養土は、もみ殻およびもみ殻くん炭の混合物である。

栽培ポット定規板２４には縦横に所定のピッチで栽培ポット２３が懸垂される栽培ポット懸垂孔が貫設されていて、この所定のピッチは育成植物の種類により異なっている。この栽培ポット定規板２４は栽培トレー２１に架け渡されて栽培ポット２３の押入ピッチが自ずと決定されることになる。

つぎに、植物栽培装置１を使用した植物栽培方法について、図２を基に説明する。
〔セル苗の育成〕
セル苗３２は植物栽培装置１とは別体のセル苗育成装置で育成する。
セル苗育成装置は、栽培地の底面に遮熱シートを敷き込み、その上に面状のヒータを設置して防水シートで覆い、もみ殻くん炭を敷き詰め、さらにその上を防根透水シートで覆い、もみ殻くん炭を敷き詰めてセル苗床とし、その上に１２８穴あるいは２００穴のような多数穴のトレーを載置したものである。そして、この多数の穴に播種し発芽させてセル苗３２とする。
セル苗３２には、発芽から１０日間程度、効果が維持する量の肥料を含む培養土を用意する。セル苗３２は肥料が切れると生育が止まり、給水のみで、１０月経過しても形状はほとんど変わらない。この特性を利用すればセル苗３２を常時用意することができるので、管理は容易になる。

〔植物栽培装置の準備〕
セル苗３２を栽培ポット２３に移植する際に植物栽培装置１の準備をする。第１の栽培培養土層１１および第２の栽培培養土層１３の地温が低い場合は冷温水パイプ層１５に温水を循環させ、高い場合は冷水を循環させて所定の地温とする。

〔栽培ポットに移植〕
健全なセル苗３２を栽培ポット２３に移植する（以下、「ポット苗」という。）。不良なセル苗３２を除くことで、収穫ロスの低減を図ることができる。栽培ポット２３を充填する第４の栽培培養土層２５はもみ殻およびもみ殻くん炭の混合物であって、気相、液相および固相の三相が整っているため、生育によい環境になり収穫の増収が可能となる。栽培ポット２３は一定量の水を底部に貯水することができるように底面に通水孔が無く、周壁にスリットが貫設されているものを用いている。これにより、水分不足によるポット苗の立ち枯れや生育不良を防ぐことができる。

〔植物栽培装置の管理〕
栽培ポット定規板２４を介して栽培ポット２３を第３の栽培培養土層２２に押入し、栽培ポット２３間に肥料を載置する。この置き肥料は、焼鶏灰、天然フミン質およびボカシ肥料の内の少なくとも１つの肥料またはこれらの混合物である。焼鶏灰は、苦溶性リン酸、カルシウム、カリ、その他の肥料成分があって、苦溶性リン酸は天然フミン質に含まれるフミン酸、フルボ酸でイオン化させてポット苗の根から吸収しやすくする。なお、ボカシ肥料は米ぬか、もみ殻くん炭、糖蜜、大豆絞り粕、魚カス等の有機物に、発酵液を１０〜３０倍に希釈した溶液を混入して発酵させたものである。

〔ポット苗の間引き・移植〕
ポット苗の育成段階に応じてポット苗を間引く。例えば、縦横に１００ｍｍピッチのポット苗を２つおきの３００ｍｍピッチとなるように間引いていく。この間隔は植物の種類によって異なることは勿論である。間引かれたポット苗は他のユニット培地２０に移植されてそこで育成される。

〔植物栽培装置の管理〕
植物３２の成長に合わせて培養水内の肥料、光線、炭酸ガス、そして第１の栽培培養土層１１および第２の栽培培養土層１３の培養土内の地温をコントロールする。肥料は無機成分液および有機成分液を混合した液肥を生育に合わせて行う。光線は太陽光を主体とするが植物３２によっては電照も併用する。炭酸ガスは産出する植物残渣を微生物で発酵させるときに産出される。そして、地温は自然エネルギーを最大限利用した太陽光温水器のような機器を利用する。

〔収穫〕
ユニット培地２０で所定の成長を遂げて収穫期を迎えた植物３２を収穫する。成長段階をユニット培地２０毎に異ならしめることにより、継続的に収穫できるようになる。

１ 実施例に係る植物栽培装置
１０ ベース培地
１１ 第１の栽培培養土層
１１１ 第１の栽培培養土下層
１２ 防根層
１３ 第２の栽培培養土層
１４ 防水層
１５ 冷温水パイプ層
１６ 断熱・遮熱層
２０ ユニット培地
２１ 栽培トレー
２２ 第３の栽培培養土層
２３ 栽培ポット
２４ 栽培ポット定規板
２５ 第４の栽培培養土層
３１ 地面
３２ セル苗（植物）

Claims (8)

1. 上から順に植物栽培用の培養土が盛土される第１の栽培培養土層、透水性を具え植物の根が下方に伸びることを防止する防根透水シートが敷き詰められる防根層、植物栽培用の培養土が盛土される第２の栽培培養土層、該第２の栽培培養土層に滞留する培養水が下方に移動することを防止するための防水シートが敷き詰められる防水層、前記培養土の温度を調整するために冷温水が循環する冷温水パイプ層および下方の地面からの熱を遮断する断熱・遮熱シートが敷き詰められる断熱・遮熱層、から構成されるベース培地と、
   前記第１の栽培培養土層上に載置され複数の通水孔のある平底を具え植物栽培用の培養土が充填されて第３の栽培培養土層が形成される栽培トレー、および植物栽培用の培養土が充填されて第４の栽培培養土層が形成され該第３の栽培培養土層に押入される複数の栽培ポットから構成されるユニット培地と、からなる、ことを特徴とする植物栽培装置。
2. 前記第１の栽培培養土層ないし前記第３の栽培培養土層はもみ殻、もみ殻くん炭、ミネラル鉱物および天然フミン質の混合物であり、前記第４の栽培培養土層はもみ殻およびもみ殻くん炭の混合物である、ことを特徴とする請求項１に記載の植物栽培装置。
3. 前記第１の栽培培養土層および前記防水層間にはもみ殻くん炭が敷き詰められる第１の栽培培養土下層が介在している、ことを特徴とする請求項２に記載の植物栽培装置。
4. 前記第２の栽培培養土層に貯留される培養水にはフミン酸、フルボ酸およびイオン化したミネラル成分が溶解している、ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の植物栽培装置。
5. 前記栽培ポットは縦横に略等間隔で貫設された栽培ポット懸垂孔を具える栽培ポット定規板に着脱自在に懸垂されて前記第３の栽培培養土層に押入される、ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の植物栽培装置。
6. 請求項５に記載の植物栽培装置を使用する植物栽培方法であって、前記栽培ポット定規板に懸垂される前記栽培ポットには植物のセル苗が植え付けられ、該植物の育成段階に応じて該栽培ポットとともに間引かれて別体の前記ユニット培地に移植されて該植物の植え付け間隔が広がる、ことを特徴とする植物栽培方法。
7. 前記第３の栽培培養土層上には焼鶏灰、天然フミン質およびボカシ肥料の内の少なくとも１つの肥料またはこれらが混合された肥料が載置される、ことを特徴とする請求項６に記載の植物栽培方法。
8. 前記セル苗は前記植物栽培装置とは別体のセル苗育成装置で育成される、ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の植物栽培方法。

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