JP5914880B2 - 植物育成装置 - Google Patents

Description

本発明は、植物育成装置に関する。

植物を育成する技術としては、下記の特許文献１に記載された根菜類の養液栽培装置及び養液栽培方法が知られている。

特許文献１に記載された養液栽培装置は、栽培容器の底部に養液を配置し、当該養液の上方に養液に接した培地を配置する。この状態で、浸水具としての培地に苗を植え付けて、養液を循環させる。これにより、この養液栽培装置は、培地と養液との間に塊根を生長させている。

特開２００８−１１７５２号公報

しかしながら、上述した養液栽培装置は、植物としてのジャガイモを育成する場合、浸水具が接している面から茎は生えてくるが、その他の面からは茎が生えない。したがって、茎数を調整することができない。

そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、植物の茎数を調整することができる植物育成装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に係る植物育成装置は、単一の栄養体から複数の芽を発芽可能な植物を育成する植物育成装置であって、前記栄養体のうち水分又は養液の少なくとも一方を与える部位を特定する部位特定部と、前記部位特定部により特定された部位に水分又は養液の少なくとも一方を供給する供給部と、前記供給部により前記部位特定部により特定された部位に供給する水分又は養液の少なくとも一方の量を調整する調整部と、前記部位特定部、前記供給部、及び、前記調整部を制御する制御部とを備える。

本発明の第２の態様に係る植物育成装置は、上記第１の態様の植物育成装置であって、前記部位特定部は、前記栄養体の形状を認識するセンサ部と、前記センサ部により認識された栄養体の形状に基づいて当該栄養体のうちの芽の位置を検出する芽検出部とを備え、前記芽検出部により検出された芽の位置のうち少なくとも一つの芽の位置を、水分又は養液の少なくとも一方を与える部位として特定し、前記制御部は、前記供給部により前記部位特定部により特定された芽の位置に水分又は養液の少なくとも一方を供給させ、前記調整部により前記部位特定部により特定された芽の位置に水分又は養液の少なくとも一方を供給する量を調整させる。

本発明の第３の態様に係る植物育成装置は、上記第１又は第２の態様の植物育成装置であって、前記供給部は、シート状の吸水具であることを特徴とする。

本発明の第４の態様に係る植物育成装置は、上記第３の態様の植物育成装置であって、前記シート状の吸水具は、前記栄養体から成長した茎が貫通する穴部又は切り込み部を有することを特徴とする。

本発明の第５の態様に係る植物育成装置は、上記第１又は第２の態様の植物育成装置であって、前記供給部は、水分又は養液の少なくとも一方を点滴可能な点滴器具であることを特徴とする。

本発明の第６の態様に係る植物育成装置は、上記第１又は第２の態様の植物育成装置であって、前記供給部は、水分又は養液の少なくとも一方を霧状にして噴射可能な噴霧部であることを特徴とする。

本発明の第７の態様に係る植物育成装置は、上記第１乃至第６の何れかの態様の植物育成装置であって、前記供給部により水分又は養液の少なくとも一方を供給しないように前記栄養体を被覆する被覆部を設けたことを特徴とする。

本発明の第８の態様に係る植物育成装置は、上記第１乃至第７の何れかの態様の植物育成装置であって、照明部と、前記照明部と前記栄養体との間に設けられ、前記栄養体から成長した茎が貫通する穴部を有する遮光部とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、栄養体のうち所望の位置にのみ水分又は養液を供給でき、更に、各位置へ供給する水分又は養液の分量を調整できる。したがって、本発明によれば、複数の芽のうち特定の芽のみが茎となるよう成長させることができ、植物の茎数を調整することができる。

本発明の実施形態として示す植物育成装置の構成を示す概略図である。 本発明の実施形態として示す植物育成装置における部位特定部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態として示す植物育成装置の他の構成を示す概略図である。 本発明の実施形態として示す植物育成装置における吸水シートを示す上面図である。 本発明の実施形態として示す植物育成装置の他の構成を示す概略図である。 本発明の実施形態として示す植物育成装置の他の構成を示す概略図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

本発明の実施形態として示す植物育成装置は、例えば図１に示すように構成される。この植物育成装置は、単一の栄養体１００から複数の芽１０１を発芽可能な植物を育成する。この植物としては、ジャガイモが挙げられる。ジャガイモを育成するため、植物育成装置は、種芋としての栄養体１００に養液又は水分の少なくとも一方を供給する。なお、以下の実施形態は、育成する植物としてジャガイモを挙げて説明するが、これに限るものではないことは勿論である。

植物育成装置は、養液タンク１、養液供給路２ａ，２ｂ（以下、総称する場合には単に「養液供給路２」と呼ぶ。）、養液点滴部３ａ，３ｂ（以下、総称する場合には単に「養液点滴部３」と呼ぶ。）を含む。なお、図１の植物育成装置は、一つの栄養体１００について２本の養液供給路２ａ，２ｂ、２つの養液点滴部３ａ，３ｂを図示しているが、さらに多くの養液供給路２及び養液点滴部３を備えていてもよい。

養液タンク１は、栄養体１００に供給する養液を蓄えている。植物育成装置は、栄養体１００に養液を供給する例を説明するが、水分又は養液の少なくとも一方を与えればよい。養液タンク１に蓄えられている養液は、後述の制御部１３の制御にしたがってポンプ等を動作させ、養液供給路２を介して養液点滴部３に供給される。

養液点滴部３ａ，３ｂは、後述の部位特定部により特定された部位に水分又は養液の少なくとも一方を供給する供給部として機能する。この養液点滴部３は、水分又は養液の少なくとも一方を点滴可能な点滴器具によって構成可能である。具体的には、養液点滴部３ａ，３ｂは、その先端から点滴状の養液３０ａ，３０ｂ（以下、総称する場合には単に「養液３０」と呼ぶ。）を滴下する。養液３０ａ，３０ｂは、それぞれ、栄養体１００上の芽１０１ａ，１０１ｂ（以下、総称する場合には単に「芽１０１」と呼ぶ。）に滴下される。養液点滴部３ａ，３ｂは、栄養体１００から発芽した芽１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃのうち、それぞれ、芽１０１ａ，１０１ｂに養液３０ａ，３０ｂを滴下する。芽１０１ａ，１０１ｂは、茎となるよう育成したい芽である。したがって、養液点滴部３は、複数の芽１０１のうち、育成したい芽１０１のみに養液３０を滴下可能な構成を有している。このために、養液点滴部３は、養液３０を滴下する位置を変更可能な構成を有している。具体的には、養液点滴部３は、手動で養液３０の滴下位置を変更可能な構成であってもよい。又は、養液点滴部３は、アクチュエータ等によって養液点滴部３の位置を変更して、自動的に養液３０の滴下位置を変更可能な構成であってもよい。

植物育成装置は、後述する制御部１３によって養液点滴部３から芽１０１に滴下される養液３０の量を調整可能である（調整部）。この調整部は、制御部１３によって制御される弁構造など、養液タンク１から養液点滴部３に供給される養液３０の分量を調整可能な機構を有している。植物育成装置は、制御部１３の制御によって、養液点滴部３によって養液３０が滴下される芽１０１ごとに、当該芽１０１に供給する養液３０の分量を調整する。

また、この植物育成装置は、栄養体１００のうち水分又は養液の少なくとも一方を与える部位を特定する部位特定部を有する。この部位特定部は、図１に示したように、栄養体１００から発芽した芽１０１のうち任意の芽１０１の位置を、水分又は養液の少なくとも一方を与える部位として特定する。

この部位特定部は、例えば図２に示すように、センサ部１１、芽検出部１２及び制御部１３によって構成される。

センサ部１１は、栄養体１００の形状を認識する。センサ部１１は、例えば栄養体１００周囲を撮像範囲としたＣＣＤ、ＣＭＯＳ、赤外線センサ等によって構成される。センサ部１１は、カメラによって撮像した画像を芽検出部１２に供給する。

芽検出部１２は、センサ部１１により認識された栄養体１００の形状に基づいて当該栄養体１００のうちの芽１０１の位置を検出する。芽検出部１２は、センサ部１１から栄養体１００の画像データが供給される。芽検出部１２は、当該供給された画像データのうち芽１０１に相当する画像位置を検出する。芽検出部１２は、例えば画像データに対してエッジ検出処理を行うことによって芽１０１に相当する画像位置を検出する。

制御部１３は、芽検出部１２により検出された芽１０１の位置のうち少なくとも一つの芽１０１の位置を、水分又は養液の少なくとも一方を与える部位として特定する。これにより、センサ部１１、芽検出部１２は、部位特定部として機能する。これにより、制御部１３は、芽検出部１２から供給された芽１０１に相当する画像位置から、栄養体１００のうちで養液点滴部３によって養液３０を滴下する位置を特定する。例えば図１に示すように、芽１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃのうち、茎として成長させたい芽１０１ａ，１０１ｂを特定する。

制御部１３は、供給部としての養液供給路２及び養液点滴部３により、特定された芽１０１の位置に水分又は養液の少なくとも一方を供給させる。また、制御部１３は、調整部を制御する機能を有し、特定された芽１０１の位置に水分又は養液の少なくとも一方を供給する量を調整させる。
以上のように、この植物育成装置によれば、栄養体１００のうち所望の位置にのみ養液３０を滴下でき、更に、各位置へ滴下する養液３０の分量を調整できる。したがって、この植物育成装置によれば、複数の芽１０１のうち特定の芽１０１のみが茎となるよう成長させることができ、植物の茎数を調整することができる。

また、この植物育成装置によれば、養液３０の分量を調整することができるので、水分量が過剰になって栄養体１００が腐ってしまうことを抑制できる。これにより、植物育成装置は、育成したい芽１０１のみに養液３０を与えることで、栄養体１００の茎数や茎が生える場所を制御できる。

ところで、根菜の栽培のうち、例えばジャガイモの栽培においては、種イモとしての栄養体１００から出る茎の数によって、収穫物の数や大きさが変わる。栄養体１００の茎の数の制御については、浴光催芽後の芽かきを実施することが考えられる。しかし、一般的に浴光催芽後に土の中で茎が伸びるので、正確に茎の数を制御するのは困難である。また、ジャガイモの茎は、種イモの上下左右のどこからでも出る可能性があるため、地上部に到達するまでの日数に影響する。すると、葉の光合成開始タイミングが変わるため、収穫物の出来るタイミングも変わってしまい、収穫量に影響が出る。しかし、本実施形態として示した植物育成装置によれば、養液３０を滴下する位置を制御して芽１０１の位置を制御でき、結果として茎の数を制御できる。したがって、植物育成装置によれば、各芽１０１が育成して葉が光合成を開始するタイミング、収穫物となるタイミングを調整できる。また、この植物育成装置によれば、収穫物の数や大きさを調整することもできる。

上述した植物育成装置は、例えば、図３に示すように構成してもよい。この植物育成装置は、供給部及び調整部として、シート状の吸水具としての吸水シート２１を使用している。この吸水シート２１は、その端部が、図示しない収容容器の底面に配置された養液２３に接している。吸水シート２１は、ゴム板２４上に載置された栄養体１００上の任意の位置に配置可能である。なお、ゴム板２４は、栄養体１００が養液２３に浸かることを抑制する高さを有する。このような構成により、吸水シート２１は、養液２３を吸い上げて、栄養体１００の任意の位置に養液２３を供給可能である。また、吸水シート２１は、その仕様によって養液２３の吸水スピードや保水率が異なる。したがって、吸水シート２１は、栄養体１００のうちの任意の位置に、任意の分量の養液２３を供給可能である。

このような植物育成装置は、シート状の吸水シート２１によって吸い上げた養液２３を種イモとしての栄養体１００の芽１０１に供給する。このとき、植物育成装置は、上述した部位特定部により特定された位置に、所望の分量の養液２３を供給する。特定された栄養体１００の位置に養液２３を供給する構成は、吸水シート２１が栄養体１００に接する位置、吸水シート２１の大きさ、形状を調整してもよい。また、所望の分量の養液２３を栄養体１００に供給する構成は、特定された位置における吸水シート２１の吸水スピードや保水率を調整してもよい。その結果、植物育成装置は、栄養体１００のうち特定した芽１０１からのみ根が生え、茎が伸びるよう育成できる。

また、吸水シート２１は、図４に示すように、栄養体１００から成長した茎が貫通する切り込み部２１ａを備えていてもよい。また、吸水シート２１は、切り込み部２１ａではなく、茎が貫通する穴部が設けられていてもよい。吸水シート２１は、切り込み部２１ａ又は穴部を設けることによって、種イモとしての栄養体１００から伸びた芽１０１が、切り込み部２１ａ又は穴部から上方向に伸びることを可能とする。

更に、この植物育成装置は、図３に示すように、供給部としての吸水シート２１により養液２３を供給しないように栄養体１００を被覆する被覆部としての不透水シート２２を設けてもよい。例えば、図１に示した芽１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃのうち、芽１０１ｃから茎を育成しないように、芽１０１ｃを不透水シート２２によって覆ってもよい。これにより、植物育成装置は、栄養体１００のうち茎の伸びる部位を調整できる。

このような植物育成装置であっても、上述した植物育成装置と同様に、栄養体１００のうち所望の位置にのみ養液２３を供給でき、更に、各位置へ供給する養液２３の分量を調整できる。したがって、この植物育成装置によれば、複数の芽１０１のうち特定の芽１０１のみが茎となるよう成長させることができ、植物の茎数を調整することができる。

上述した植物育成装置は、例えば図５に示すように、供給部として、水分又は養液の少なくとも一方を霧状にして噴射可能な噴霧口４２を有する噴霧器４１（噴霧部）を備えていてもよい。この植物育成装置は、例えば噴霧器４１が養液供給路を介して養液タンクに接続されている。噴霧器４１は、栄養体１００への噴霧位置を調整して噴霧口４２から霧状の養液４２ａを噴き出す。この植物育成装置は、栄養体１００に対する噴霧口４２の噴霧方向及び噴霧量が調整可能となっている。これにより、植物育成装置は、栄養体１００の芽１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃのうち、特定の芽１０１ａ，１０１ｂのみに養液４２ａを噴霧可能である。また、噴霧器４１は、養液４２ａの供給量を、噴霧状態を制御することにより調整可能である。例えば、噴霧器４１は、噴霧口４２からの噴霧のタイミングを間欠にする。これにより、栄養体１００における水分過多を抑制して、種イモとしての栄養体１００が腐ることを抑制する。

このような植物育成装置によれば、上述した植物育成装置と同様に、栄養体１００の部位を特定して養液４２ａを供給すると共に、養液４２ａの分量を調整して、栄養体１００の茎数を調整することができる。

上述した植物育成装置は、例えば図６に示すように、照明部５０と、遮光部としての遮光シート５１とを有していてもよい。遮光シート５１は、照明部５０と栄養体１００との間に設けられる。遮光シート５１は、栄養体１００から成長した茎が貫通する穴部５１ａを有する。この植物育成装置において、上述した図３に示したような養液６、ゴム板７、吸水シート２１及び栄養体１００を、筐体５２の底部に配置する。なお、植物育成装置は、遮光シート５１と底部との間に、図１に示したような養液を点滴として供給する構成や、図５のように養液を噴霧する構成を有していてもよい。

この植物育成装置において、栄養体１００に照明部５０や外部からの光が照射されないように、遮光シート５１を設けている。遮光シート５１は、栄養体１００から発芽した芽１０１が伸びて、茎に成長したときに、当該茎が遮光シート５１から照明部５０側に貫通するような底部からの距離に配置されている。遮光シート５１から照明部５０側に貫通した茎は、照明部５０からの光によって光合成をすることができる。照明部５０は、茎が遮光シート５１から貫通したときに、光照射を行う。

このような植物育成装置によれば、上述した植物育成装置と同様に、栄養体１００の部位を特定して養液を供給すると共に、養液の分量を調整して、栄養体１００の茎数を調整することができる。また、この植物育成装置によれば、茎が伸びて遮光シート５１を貫通すると照明部５０からの光によって光合成を行わせることができる。これにより、植物育成装置は、各芽１０１が育成して葉が光合成を開始するタイミング、収穫物となるタイミングを調整できる。

なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

１ 養液タンク
２，２ａ，２ｂ 養液供給路
３，３ａ，３ｂ 養液点滴部
６，２３，３０，３０ａ，３０ｂ，４２ａ 養液
７ ゴム板
１１ センサ部
１２ 芽検出部
１３ 制御部
２１ 吸水シート
２２ 不透水シート
２４ ゴム板
４１ 噴霧器
４２ 噴霧口
５０ 照明部
５１ 遮光シート
５１ａ 穴部
１００ 栄養体
１０１，１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ 芽

Claims (8)

1. 単一の栄養体から複数の芽を発芽可能な植物を育成する植物育成装置であって、
   前記栄養体のうち水分又は養液の少なくとも一方を与える部位を特定する部位特定部と、
   前記部位特定部により特定された部位に水分又は養液の少なくとも一方を供給する供給部と、
   前記供給部により前記部位特定部により特定された部位に供給する水分又は養液の少なくとも一方の量を調整する調整部と、
   前記部位特定部、前記供給部、及び、前記調整部を制御する制御部と
   を備えることを特徴とする植物育成装置。
2. 前記部位特定部は、前記栄養体の形状を認識するセンサ部と、前記センサ部により認識された栄養体の形状に基づいて当該栄養体のうちの芽の位置を検出する芽検出部とを備え、前記芽検出部により検出された芽の位置のうち少なくとも一つの芽の位置を、水分又は養液の少なくとも一方を与える部位として特定し、
   前記制御部は、前記供給部により前記部位特定部により特定された芽の位置に水分又は養液の少なくとも一方を供給させ、前記調整部により前記部位特定部により特定された芽の位置に水分又は養液の少なくとも一方を供給する量を調整させること
   を特徴とする請求項１に記載の植物育成装置。
3. 前記供給部は、シート状の吸水具であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の植物育成装置。
4. 前記シート状の吸水具は、前記栄養体から成長した茎が貫通する穴部又は切り込み部を有することを特徴とする請求項３に記載の植物育成装置。
5. 前記供給部は、水分又は養液の少なくとも一方を点滴可能な点滴器具であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の植物育成装置。
6. 前記供給部は、水分又は養液の少なくとも一方を霧状にして噴射可能な噴霧部であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の植物育成装置。
7. 前記供給部により水分又は養液の少なくとも一方を供給しないように前記栄養体を被覆する被覆部を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の植物育成装置。
8. 照明部と、
   前記照明部と前記栄養体との間に設けられ、前記栄養体から成長した茎が貫通する穴部を有する遮光部と
   を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の植物育成装置。

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