JP5846891B2

JP5846891B2 - 植物栽培装置

Info

Publication number: JP5846891B2
Application number: JP2011274160A
Authority: JP
Inventors: 信弥岡村
Original assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Current assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Priority date: 2011-12-15
Filing date: 2011-12-15
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2031-12-15
Also published as: JP2013123403A

Description

この発明は、植物を栽培する植物栽培装置に関する。

特許文献１に示された低硝酸態窒素野菜栽培システムは、各穴に植物を植え込んだ多孔水耕栽培管に培養液貯留タンクから養液を供給し、培養液回収管から回収した培養液を上記培養液貯留タンクに回収する。そして、一定期間培養液を供給して植物を成長させ、収穫期の前に培養液の供給を停止し、潅水貯留タンクから水を供給して栽培することにより植物体内に蓄積された硝酸態窒素の濃度を低減する。

特開２００８−６１５７０号公報

しかしながら、上記従来の装置では、栽培植物の収穫期には潅水貯留タンクから栽培棚に水が供給され、栽培棚の全体において養液が水に置き換わる。このため、全栽培棚の植物を同時期に収穫できるように育てなければならない。また、上記培養液貯留タンクと潅水貯留タンクのそれぞれから排水が出ることになり、環境負荷が大きい。

この発明は、上記の事情に鑑み、異なる時期において栽培植物内の硝酸態窒素の濃度を低減して栽培植物を収穫することができ、環境負荷を小さくできる植物栽培装置を提供することを課題とする。

この発明の植物栽培装置は、上記の課題を解決するために、養液が貯留される養液タンクと、この養液タンクから養液を各栽培トレイへ供給して上記養液タンクに戻す養液循環システムと、上記栽培トレイとは別に設置され、植物に水を吸収させて植物内の硝酸態窒素の濃度を低減する収穫前調整スペースと、を備えたことを特徴とする。

上記の構成であれば、各栽培トレイへ養液を供給して植物を栽培する一方で、収穫時期に近づいた栽培植物だけを上記栽培トレイから上記収穫前調整スペースに移し替ればよいので、異なる時期において栽培植物内の硝酸態窒素の濃度を低減して栽培植物を収穫することができる。また、養液循環と潅水循環を切り換えるシステムが不要であり、装置のコスト低減も図れる。

上記の植物栽培装置において、上記養液タンク内の上記養液を上記収穫前調整スペースへ供給する養液供給経路と、この養液供給経路に設けられ、上記養液から少なくとも硝酸態窒素を減らす濾過装置と、を備えていてもよい。これによれば、上記養液タンク内の上記養液を廃液として処理するのではなく、硝酸態窒素の濃度が低減された水として再利用できるので、環境負荷を小さくできる。

上記の植物栽培装置において、上記収穫前調整スペース内の水を上記養液タンクへ供給する給水経路を備えていてもよい。これによれば、上記収穫前調整スペース内の不要になった水を廃液として処理するのではなく、養液として再利用できるので、環境負荷を小さくできる。

上記の植物栽培装置において、上記栽培トレイの栽培植物に照射する光よりも強い照度で光を照射する照明装置を上記収穫前調整スペースに備えていてもよい。これによれば、強光による栽培植物内での硝酸態窒素の低濃度化（分解）も同時に図ることができる。

上記照明装置は、赤色光と青色光のそれぞれの割合及び照度を調整する調光部を有していてもよい。これによれば、上記栽培トレイ上の栽培植物に照射した光で不足していたと判断される波長の光を、上記収穫前調整スペースにおいて収穫前植物に上記照明装置によって照射することができる。

本発明であれば、異なる時期において栽培植物内の硝酸態窒素の濃度を低減して栽培植物を収穫することができる。また、環境負荷を小さくできる等の諸効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る植物栽培装置を示した説明図である。図１の植物栽培装置において収穫前調整スペースに収穫前植物を収容した状態を示した説明図である。

次に、この発明の実施形態に係る植物栽培装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る植物栽培装置は、下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。

図１はこの発明の実施形態に係る植物栽培装置１の概略構成を示した説明図である。上記植物栽培装置１は空調設備等が配備された栽培ルーム内に配置される。また、上記植物栽培装置１においては栽培トレイ２が上下方向に４段に配置された構成部分を２組備えているが、このような配置態様に限定されるものではない。各栽培トレイ２には、例えばスチロール板からなる水耕ベッドが配置されており、この水耕ベッドに設けられた穴に栽培植物苗がセットされる。

養液タンク３内には硝酸態窒素等の養分が溶け込んだ養液が貯留されている。上記養液は養液循環システム５のポンプ５１により汲み上げられて循環主パイプ５２に供給されるようになっている。上記循環主パイプ５２の上端部は、最上段に位置する栽培トレイ２よりも上方に位置している。また、上記循環主パイプ５２の先端部には、２本の循環パイプ５３設けられている。各循環パイプ５３はその養液供給口を下方に向けて配置されている。なお、各循環パイプ５３の先端を上記栽培トレイ２の底に位置させ、上記先端を曲げて上記養液供給口が各栽培トレイ２の中央側を向くようにしてもよい。

また、各栽培トレイ２には、その下段側に位置する栽培トレイ２に養液を供給する循環パイプ５４が設けられている。各循環パイプ５４はその養液供給口を下方に向けて配置されている。勿論、この循環パイプ５４についても、その先端を上記栽培トレイ２の底に位置させ、上記先端を曲げて上記養液供給口が各栽培トレイ２の中央側を向くようにしてもよい。各循環パイプ５４の上端部は上段側の栽培トレイ２の底部に接続されており、上記上端部は当該栽培トレイ２の底部よりも上側に突き出て位置している。一方、最下段に位置する栽培トレイ２の底部には養液戻しパイプ５５が接続されている。この養液戻しパイプ５５の上端部は、上記循環パイプ５４と同様に上記栽培トレイ２の底部よりも上側に突き出ているが、下端部は上記養液タンク３に向けられて位置している。

上下に隣り合う栽培トレイ２同士においては、上記循環パイプ５４の配置関係は互い違いにされている。また、最下段に位置する栽培トレイ２においては、上記養液戻しパイプ５５が上記循環パイプ５４の配置位とは反対側の縁部に設けられている。

各栽培トレイ２の上方位置には、照明装置４が設けられている。この照明装置４としては例えば蛍光灯が用いられる。

収穫前調整スペース６は、上記栽培トレイ２とは別に設置されているものであり、栽培植物に水を吸収させて（根からの硝酸態窒素の供給を低減して）栽培植物内の硝酸態窒素の濃度を低減させる。この実施形態では、上記収穫前調整スペース６は、ボックス形状になっており、上蓋部の下面には発光ダイオード等からなる照明装置６１が設けられている。この照明装置６１は上記照明装置４よりも強い照度で光を照射できる照明装置であり、また、発光ダイオード等への供給電力を調整する調光電源回路によって赤色光と青色光の割合及び強度を調整できるようになっている。

上記収穫前調整スペース６内には水が貯留される。この水は少なくとも硝酸態窒素の含有量が上記養液よりも低減されたものであればよい。この水としては、例えば上記養液の製造に使用する原水（地下水等）が用いられる。

上記養液タンク３と上記収穫前調整スペース６との間には、上記養液タンク３内の上記養液を上記収穫前調整スペース６へ供給する養液供給経路７が設けられている。そして、上記養液供給経路７には、上記養液から少なくとも硝酸態窒素を減らすための濾過装置７１が設けられている。上記濾過装置７１としては、硝酸態窒素等を吸着するイオン交換樹脂法を用いた装置、或いは膜に液を通過させて硝酸態窒素等を濾過する逆浸透膜法を用いた装置等が用いられる。また、濾過装置７１は殺菌や除菌機能を備えるものでもよい。

また、上記養液タンク３と上記収穫前調整スペース６との間には、上記収穫前調整スペース６内の水を上記養液タンク３へ供給する給水経路８が設けられている。

上記養液供給経路７及び上記給水経路８における液移動にはポンプを用いることができる。

また、上記ボックス形状の収穫前調整スペース６内の排熱のために、この収穫前調整スペース６内にファン６２を設けている。さらに、上記収穫前調整スペース６内には上記水に空気を溶け込ませる気泡発生部６３が設けられている。

図２は上記植物栽培装置１において最上段の栽培トレイ２で育成されて収穫時期に近づいた栽培植物を上記収穫前調整スペース６に移し替えるとともに、新たに苗を最上段の栽培トレイ２にセットした状態を示している。上記栽培植物の移し替えは、例えば水耕ベッドごと行うことができる。図２に示したように、上記植物栽培装置１であれば、各栽培トレイ２には引き続き養液を供給して植物の栽培を継続する一方、収穫時期に近づいた（例えば収穫予定日の３日前の）栽培植物だけを上記収穫前調整スペース６に移し替ればよいので、異なる時期において栽培植物内の硝酸態窒素の濃度を低減して栽培植物を収穫することができる。

また、上記養液タンク３内の上記養液を上記収穫前調整スペース６へ供給する上記養液供給経路７及び濾過装置７１を備えているので、上記養液タンク３内の上記養液を廃液として処理するのではなく、硝酸態窒素の濃度が低減された水として再利用することが可能となり、環境負荷を小さくできる。

さらに、上記収穫前調整スペース６内の水を上記養液タンク３へ供給する上記給水経路８を備えているので、上記収穫前調整スペース６内の不要になった水を廃液として処理するのではなく、養液として再利用することが可能となり、さらに環境負荷を小さくできる。

また、上記栽培トレイ２の栽培植物に照射する光よりも強い照度で光を照射する照明装置６１を上記収穫前調整スペース６に備えているので、強光による栽培植物内での硝酸態窒素の低濃度化（分解）も同時に図ることができる。

また、上記照明装置６１は、赤色光と青色光のそれぞれの割合及び照度を調整する調光部を有しているので、上記栽培トレイ２上の栽培植物に照射した光で不足していたと判断される波長の光を、上記収穫前調整スペース６に収容された栽培植物に上記照明装置６１によって照射することができる。このため、上記収穫前調整スペース６に栽培植物が収容されている段階で、赤色光と青色光の割合や照度を調整し、栽培植物における栄養価（アントシアニン、ポリフェノール等）を向上することが可能になる。

なお、上記収穫前調整スペース６内や上記養液タンク３内の水を全く排水しないというわけではなく、上記収穫前調整スペース６や上記養液タンク３に図示しない排水管及びバルブを設けてもよいものである。また、上記循環パイプ５４及び養液戻しパイプ５５において、上記栽培トレイ２の底部よりも上側に突き出て位置している部分が着脱自在に設けられていてもよく、これによれば、任意の栽培トレイ２において上記突き出て位置している部分を離脱させ、当該栽培トレイ２から養液を循環パイプ５４や養液戻しパイプ５５を用いて回収することができる。上記着脱は、ねじ締め構造やテーパ形状等により行える。また、上記の例では、上記循環パイプ５４及び養液戻しパイプ５５は上記栽培トレイ２の底部に接続したが、これに限らず、上記栽培トレイ２の側板に連通口を形成し、この連通口に上記循環パイプ５４や養液戻しパイプ５５を接続してもよい。

また、この実施形態の植物栽培装置１は比較的小規模な植物栽培装置に好適となるが、中規模或いは大規模な植物栽培装置として適用することも可能であり、このように大規模化するときでも、養液循環と潅水循環を切り換えるシステムが不要で装置コストの低減も図れる。

１植物栽培装置
２栽培トレイ
３養液タンク
４照明装置
５養液循環システム
５１ポンプ
５２循環主パイプ
５４循環パイプ
６収穫前調整スペース
６１照明装置
７養液供給経路
７１濾過装置
８給水経路

Claims

養液が貯留される養液タンクと、この養液タンクから養液を各栽培トレイへ供給して上記養液タンクに戻す養液循環システムと、上記栽培トレイとは別に設置され、植物に水を吸収させて植物内の硝酸態窒素の濃度を低減する収穫前調整スペースと、を備えたことを特徴とする植物栽培装置。
請求項１に記載の植物栽培装置において、上記養液タンク内の上記養液を上記収穫前調整スペースへ供給する養液供給経路と、この養液供給経路に設けられ、上記養液から少なくとも硝酸態窒素を減らす濾過装置と、を備えたことを特徴とする植物栽培装置。
請求項１または請求項２に記載の植物栽培装置において、上記収穫前調整スペース内の水を上記養液タンクへ供給する給水経路を備えたことを特徴とする植物栽培装置。
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の植物栽培装置において、上記栽培トレイの栽培植物に照射する光よりも強い照度で光を照射する照明装置を上記収穫前調整スペースに備えたことを特徴とする植物栽培装置。
請求項４に記載の植物栽培装置において、上記照明装置は、赤色光と青色光のそれぞれの割合及び照度を調整する調光部を有していることを特徴とする植物栽培装置。