JP6098944B2

JP6098944B2 - 水耕栽培装置

Info

Publication number: JP6098944B2
Application number: JP2013192028A
Authority: JP
Inventors: 宏矢野; あゆみ酒井; さやか加藤
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2013-09-17
Filing date: 2013-09-17
Publication date: 2017-03-22
Anticipated expiration: 2033-09-17
Also published as: JP2015057957A; WO2015040767A1

Description

本発明は、水耕栽培により植物を育成する水耕栽培装置に関する。

土を使用しないで植物を育成する養液栽培として、植物の根を直接養液に浸漬させることにより栽培を行う水耕栽培等が知られている。一般的な水耕栽培では、植物の地下部分を、スポンジ等の柔軟性を有する培地で包み込み、その状態で発泡スチロール等の培地支持材に設けた貫通孔に嵌め込み、栽培を行う。培地は、培地支持材による締め付けが弱いと抜け落ちてしまい、強いと植物にダメージを与えてしまうため、適切な状態に調整される必要がある。これに対して、エアーバッグ内の空気圧によって植物を挟み込んだ状態で養液栽培を行う養液栽培装置が提案されている（特許文献１参照）。

特開平７−７９６５１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、植物の支持状態を、植物の生育に応じて微調整することが困難である。また、設備が複雑になり、製造及び運用コストが増大してしまう可能性がある。

本発明は、上記問題点を鑑み、簡単な構成で、容易に植物の生育状態を把握することができる水耕栽培装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、栽培槽と、スリットを有する板状の弾性体からなり、スリットにおいて植物を支持する培地部と、平面視において、培地部より面積が小さい孔部を有し、植物の根が栽培槽の内部に位置するように、孔部において培地部を保持する保持部とを備え、培地部は、培地部の上表面に形成された目印であって、形状が上方から視認可能なマーカ部を有し、マーカ部は、植物がスリットに挟み込まれている状態で、植物の直径の変化に基づく培地部の上表面の変形に応じて、形状が変化することを特徴とする。

また、本発明の第２の態様に係る水耕栽培装置は、第１の態様に係る水耕栽培装置において、培地部は、平面視において多角形状である。

また、本発明の第３の態様に係る水耕栽培装置は、第１又第２の態様に係る水耕栽培装置において、培地部及び保持部のうち少なくともいずれかは、植物により加わる圧力を検出する検出部を更に備えることができる。

また、本発明の第４の態様に係る水耕栽培装置は、第３の態様に係る水耕栽培装置において、検出部が検出した圧力に基づいて、培地部に支持される植物の直径を算出する処理部を更に備えることができる。

本発明によれば、簡単な構成で、容易に植物の生育状態を把握することができる水耕栽培装置を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る水耕栽培装置の基本的な構成を説明する模式的な図である。本発明の実施の形態に係る水耕栽培装置が備える培地部及び保持部を説明する斜視図である。（ａ）は、本発明の実施の形態に係る水耕栽培装置が備える培地部を説明する平面図である。（ｂ）は、（ａ）に示す状態から植物が生育した状態を説明する平面図である。本発明の他の実施の形態に係る水耕栽培装置の基本的な構成を説明する模式的な図である。

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付し、重複する説明を省略している。但し、以下に示す実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、下記の実施の形態に例示した装置や方法に構成を特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

（水耕栽培装置）
本発明の実施の形態に係る水耕栽培装置は、図１に示すように、栽培槽１と、植物Ｐを支持する培地部２１と、培地部２１を保持する保持部２と、噴霧部３２と、導入流路４１と、排出流路４２と、ポンプ４３と、光源５と、処理部６とを備える。

栽培槽１は、内部の下部に養液Ｆが溜められる容器である。栽培槽１は、例えば、上面の全面を開口する直方体状の水槽である。本発明の実施の形態に係る水耕栽培装置が栽培可能な植物Ｐは、例えばオタネニンジン（朝鮮人参、高麗人参）であるが、これに限るものではなく、それ以外の種々の植物が栽培可能である。また、養液Ｆは、植物Ｐの栽培に必要な栄養分を水に溶解させたものであるが、水であってもよい。

培地部２１は、図２に示すように、例えばスポンジ等の弾性体からなり、矩形平板状である。培地部２１は、平面視において、矩形状に限るものではなく、多角形状であってもよい。培地部２１は、上面から下面に貫通する直線上のスリット２１０を有する。培地部２１は、スリット２１０において植物Ｐを支持する。植物Ｐは、地下部分の少なくとも一部が培地部２１の下方に位置するようにスリット２１０に挟み込まれる。一本のスリット２１０は、複数の植物Ｐを支持することができる。

保持部２は、矩形平板状であり、周縁部を栽培槽１の上端側に固定される。保持部２は、平面視において、培地部２１より面積が小さく、上面から下面に貫通する孔部２０を有する。保持部２は、培地部２１が孔部２０にはめ込まれることにより、植物Ｐを支持する培地部２１を保持する。培地部２１は、弾性力及び植物Ｐ及び保持部２との摩擦力により植物Ｐを支持する。

保持部２は、植物Ｐの根（Ｑ，Ｒ）が栽培槽１の内部に位置するように、孔部２０において培地部２１を保持する。図１に示す例おいて、植物Ｐは根（Ｑ，Ｒ）として主根Ｑ及び側根Ｒを有する。培地部２１は、根（Ｑ，Ｒ）のうち、少なくとも一部が、栽培槽１の内部の養液Ｆに浸漬されるように、保持部２に保持されればよい。

植物Ｐは、培地部２１を介して保持部２に保持されることにより、保持部２の上方に葉Ｓを露出する。葉Ｓは、主根Ｑの上端から上方に延伸した茎から延伸する。光源５は、葉Ｓの上方に配置され、葉Ｓ及び茎に光Ｌを照射する。光源５により光Ｌを照射された植物Ｐは、光合成を行う。光源５は、例えば複数のＬＥＤ等からなる。

導入流路４１は、栽培槽１の一端側に端部が接続され、外部から栽培槽１の内部に養液を導入する。排出流路４２は、栽培槽１の他端側に端部が接続され、栽培槽１の内部から外部に養液Ｆを排出する。ポンプ４３は、排出流路４２から排出されタンク（図示省略）に溜められた養液Ｆを、導入流路４１を介して栽培槽１の内部に循環させる。

噴霧部３２は、栽培槽１の内部に設置された取付部３１に取り付けられる。取付部３１は、栽培槽１の内側壁に、水平に設置された帯状の部材である。噴霧部３２は、保持部２に覆われた、栽培槽１の内部に養液Ｆを噴霧する。噴霧部３２は、例えば、栽培槽１に溜められた養液Ｆを吸い上げて、上方に向けて噴霧する。噴霧部３２は、栽培槽１の外部から養液Ｆを供給され、栽培槽１の内部に噴霧するようにしてもよい。

噴霧部３２は、直径が１０〜１００μｍ程度の養液Ｆを主根Ｑに噴霧することが望ましい。これは、主根Ｑの表面に均一に養液Ｆを供給し、且つ噴霧部３２の数を低減させるためである。直径が１００μｍ以下であれば、噴霧部３２による噴霧方式は任意でよい。噴霧方式としては、高圧気体を使用した霧吹きタイプや、超音波ミストなどが挙げられる。なお、ミストによる潅水効率を上げるため、噴霧部３２によりミストを噴霧する空間は密閉状態に近いほうが望ましい。

処理部６は、噴霧部３２、ポンプ４３、光源５等の駆動を制御する。処理部６は、例えば、水耕栽培装置に付属する機器であってもよく、ユーザのパーソナルコンピュータや携帯端末等であってもよい。

培地部２１は、図３に示すように、上面に、形状が上方から視認可能なマーカ部２２を有する。マーカ部２２は、培地部２１の表面に形成された目印であり、培地部２１の表面の変形に応じて変形する。即ち、マーカ部２２は、植物Ｐの生育状態に応じて、形状が変化する。植物Ｐを栽培装置に配置した直後のマーカ部２２が、図３（ａ）に示すように、点Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄに示される菱形である場合、植物の生育状態に応じて、図３（ｂ）に示すように、培地部２１に支持される植物Ｐの直径が変化する。例えば、ユーザは、点Ｂが、点Ａと点Ｃとを結ぶ対角線の外側方向に移動するようにマーカ部２２の形状が変化したことを基準として、植物Ｐを新たな培地に植え替えたり、収穫を行ったりすることができる。

本発明の実施の形態に係る水耕栽培装置によれば、培地部２１がマーカ部２２を有することにより、ユーザが容易に植物Ｐの生育状態を把握することができる。本発明の実施の形態に係る水耕栽培装置によれば、簡単な構成であることにより、低廉な製造コスト及び運用コストを達成することができる。

（その他の実施の形態）
上記のように、本発明を実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、既に述べた実施の形態において、培地部２１及び保持部２は、図４に示すように、植物Ｐにより加わる圧力を検出する検出部２３を備えるようにしてもよい。検出部２３は、例えば、歪みゲージ等の圧力センサからなる。検出部２３は、例えば、植物Ｐと培地部２１との間に配置される。検出部２３は、培地部２１と保持部２との間に配置されるようにしてもよく、培地部２１の内部に埋め込まれるようにしてもよい。検出部２３を備えることにより、植物Ｐの生育状態に応じた圧力を検出することができる。

更に、処理部６は、検出部２３が検出した圧力に基づいて、培地部２１に支持される植物Ｐの直径を算出するようにしてもよい。培地部２１に支持される植物Ｐの直径と、検出部２３が検出する圧力との検量線を予め求めておくことにより、処理部６は、培地部２１に支持される植物Ｐの直径を推定することができる。

処理部６は、算出する直径に応じて、噴霧部３２、ポンプ４３、光源５等の駆動を制御するようにしてもよい。また、処理部６は、算出する直径が閾値以上となったことに応じて、植物Ｐが所定の生育状態に達したことをユーザに通知する通知信号を出力するようにしてもよい。また、本発明の他の実施の形態に係る水耕栽培装置は、処理部６が出力する通知信号に応じて、光、画像、音声等を出力する出力部を更に備えるようにしてもよい。

上記の他、本発明の実施の形態及び変形例を応用した構成等、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

１栽培槽
２保持部
６処理部
２０孔部
２１培地部
２２マーカ部
２３検出部

Claims

栽培槽と、
スリットを有する板状の弾性体からなり、前記スリットにおいて植物を支持する培地部と、
平面視において、前記培地部より面積が小さい孔部を有し、前記植物の根が前記栽培槽の内部に位置するように、前記孔部において前記培地部を保持する保持部と
を備え、
前記培地部は、前記培地部の上表面に形成された目印であって、形状が上方から視認可能なマーカ部を有し、
前記マーカ部は、前記植物が前記スリットに挟み込まれている状態で、前記植物の直径の変化に基づく前記培地部の前記上表面の変形に応じて、前記形状が変化することを特徴とする水耕栽培装置。
前記培地部は、平面視において多角形状であることを特徴とする請求項１に記載の水耕栽培装置。
前記培地部及び前記保持部のうち少なくともいずれかは、前記植物により加わる圧力を検出する検出部を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の水耕栽培装置。
前記検出部が検出した前記圧力に基づいて、前記培地部に支持される前記植物の前記直径を算出する処理部を更に備えることを特徴とする請求項３に記載の水耕栽培装置。