JP6513358B2 - Agricultural plant, agricultural plant facility, and plant cultivation method - Google Patents

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Description

本発明は、農業プラント、農業プラント施設、及び、植物の栽培方法に関する。   The present invention relates to an agricultural plant, an agricultural plant facility, and a method of cultivating a plant.

食糧の安定供給や自給率の向上を目指して、従来、植物に関して水耕栽培等の人工栽培が行われている。人工栽培では、植物の成長に適した生育環境を設定することができるうえ、害虫を排除しやすいため、露地栽培やハウス栽培に比べて、大きく、傷みの少ない株を収穫することができる。   In order to stably supply food and improve the self-sufficiency rate, artificial cultivation such as hydroponic culture has conventionally been performed on plants. In artificial cultivation, a growth environment suitable for plant growth can be set, and pests can be easily eliminated, so that a large, less damaging strain can be harvested as compared to open-field cultivation and house cultivation.

人工栽培の一態様として、地中空間を利用した栽培も知られている（例えば、特許文献１参照）。地中空間を植物の栽培に利用することは、狭い国土において生産場所を確保できること、及び、植物の成長が天候に影響されないこと等の利点を有している。   As an aspect of artificial cultivation, cultivation utilizing underground space is also known (see, for example, Patent Document 1). The use of the underground space for the cultivation of plants has advantages such as securing a production place in a narrow land, and that the growth of plants is not affected by the weather.

特開２００６−２８０２５２号公報JP, 2006-280252, A

地中空間を利用した栽培では、上記利点に基づいた成果が期待されるものの、機械化、自動化、収穫高、労働力等に鑑みた生産性については、なお改善の余地がある。   Although cultivation based on the underground space is expected to produce results based on the above advantages, there is still room for improvement in productivity in view of mechanization, automation, yield, labor and the like.

そこで本発明は、地中空間を利用した植物の栽培において、生産性を一層向上させることができる農業プラント及び農業プラント施設、並びに、植物の栽培方法を提供することを目的とする。   Then, an object of the present invention is to provide an agricultural plant, an agricultural plant facility, and a method for cultivating plants, which can further improve the productivity in the cultivation of plants utilizing the underground space.

本発明は、略水平方向に延在する地中空間と、地中空間に配置された植物栽培床と、地中空間に設けられ、植物栽培床で生育される植物の成長段階に応じて植物栽培床を地中空間内で所定の方向へ搬送する搬送手段と、を備え、上記地中空間はトンネルであり、上記所定の方向は、トンネルが延びる方向である、農業プラントを提供する。   The present invention relates to a ground space extending in a substantially horizontal direction, a plant cultivation floor arranged in the ground space, and a plant provided in the ground space according to the growth stage of a plant grown in the plant cultivation floor And a transportation means for transporting the cultivation bed in a ground space in a predetermined direction, wherein the ground space is a tunnel, and the predetermined direction is a direction in which the tunnel extends.

この農業プラントでは、植物の成長段階に応じて植物栽培床を所定の方向へ搬送することができるため、搬送前の位置と搬送後の位置とで、それぞれの成長段階における異なる生育環境を適用することが可能である。これによれば、植物が理想的な成長を遂げ、従来よりも大きな株を収穫することができる。また、植物栽培床を搬送する結果、所定の方向における任意の位置では常に同じ成長段階の植物が存在することになるため、当該位置における必要な農作業が単純化されて労働効率が向上し、更には機械化及び自動化も可能となる。従って、本発明の農業プラントによれば、地中空間を利用した植物の栽培において、生産性を一層向上させることができる。   In this agricultural plant, since the plant cultivation bed can be transported in a predetermined direction according to the growth stage of the plant, different growth environments in each growth stage are applied between the position before transportation and the position after transportation. It is possible. According to this, plants achieve ideal growth and can harvest larger plants than ever before. In addition, as a result of transporting the plant cultivation bed, since plants at the same growth stage are always present at any position in a predetermined direction, the necessary farming work at the position is simplified and the labor efficiency is improved, and further Can also be mechanized and automated. Therefore, according to the agricultural plant of the present invention, productivity can be further improved in plant cultivation using the underground space.

また、この農業プラントでは、トンネルの延びる方向に植物栽培床が搬送され各成長段階に合わせて適切な生育環境が設定されることになるため、農業プラント全体としては長い延長が必要となる。従来の人工栽培では、地上の農業プラントで必要な延長を有する用地を確保することが困難である場合があるが、本発明によれば、農業プラントがトンネルからなる地中空間に構築されているため、地上の条件に関わらず、農業プラントのための所定の延長を有する空間を確保することが容易である。更には、農業プラントの生産品の消費地となる都市部や、農地に適していない起伏の激しい山間部においても、本発明による農業プラントを構築することができる。また、トンネルはシールド工法等によって構築する手法が確立されているため、特別な困難なく農業プラントを構築することができる。そして、トンネルは、全長を長く構築して植物栽培床を設置する面積を大きくすることが容易であるため、この農業プラントは大量生産に適している。   Further, in this agricultural plant, since the plant cultivation bed is transported in the direction of extension of the tunnel and an appropriate growth environment is set in accordance with each growth stage, a long extension is required as a whole of the agricultural plant. In conventional artificial cultivation, it may be difficult to secure a site having a required extension in an agricultural plant on the ground, but according to the present invention, the agricultural plant is constructed in the underground space consisting of a tunnel Thus, regardless of the conditions on the ground, it is easy to secure a space with a given extension for the agricultural plant. Furthermore, the agricultural plant according to the present invention can be constructed even in urban areas where consumption of agricultural products is to be consumed, and in rough mountain areas which are not suitable for agricultural land. Moreover, since the method to construct a tunnel by the shield construction method etc. is established, an agricultural plant can be constructed without special difficulties. The agricultural plant is suitable for mass production because it is easy to construct a long planting floor by increasing the overall length of the tunnel.

ここで、地中空間は、鉛直方向に多段構造を有することが好ましい。これによれば、一段構造である場合と比べて地中空間内の敷地を広く確保することができ、この敷地を植物栽培床の増設や他の必要な設備の設置に有効利用することができる。   Here, the underground space preferably has a multistage structure in the vertical direction. According to this, compared with the case of the single-tiered structure, the site in the underground space can be widely secured, and this site can be effectively used for the expansion of the plant cultivation floor and the installation of other necessary facilities. .

農業プラントは、地中空間に配置された再生可能エネルギー設備を更に備えることが好ましい。これによれば、地中空間内で必要なエネルギーを賄うことができる。特に、上記のように地中空間が多段構造を有する場合は、多段構造を植物栽培床と再生可能エネルギー設備の設置場所の区分けとして利用することによって、植物栽培床の敷地面積の広がりに対応するように再生可能エネルギー設備を設置することができる。このため、植物栽培床の敷地面積が広くなった場合にも、必要なエネルギーを十分に賄うことができる。   Preferably, the agricultural plant further comprises renewable energy installations arranged in the underground space. According to this, the necessary energy can be provided in the underground space. In particular, when the underground space has a multistage structure as described above, the multistage structure is used as a division between the plant cultivation floor and the installation place of the renewable energy facility to cope with the expansion of the plant cultivation floor area. As such, renewable energy equipment can be installed. For this reason, even when the area of the plant cultivation floor is enlarged, the necessary energy can be sufficiently provided.

農業プラントは、地中空間に連通する立坑又は斜坑と、この立坑又は斜坑に設けられた昇降手段とを更に備えることが好ましい。農業プラントが地下にある場合は、この立坑と昇降手段によって人間や物資を農業プラントに運ぶことができる。   The agricultural plant preferably further comprises a shaft or an inclined shaft in communication with the underground space, and lifting means provided in the shaft or the inclined shaft. If the agricultural plant is underground, people and supplies can be transported to the agricultural plant by this shaft and lifting means.

また、本発明は、上述した農業プラントが水平方向又は鉛直方向に複数並設されている農業プラント施設を提供する。これによれば、農業プラント別に複数種の品目を栽培することができる。   Furthermore, the present invention provides an agricultural plant facility in which a plurality of the above-mentioned agricultural plants are arranged in parallel in the horizontal direction or the vertical direction. According to this, multiple types of items can be grown for each agricultural plant.

この農業プラント施設においては、複数の農業プラントの一方側の各端部同士が、各農業プラントが延びる方向と交差する方向に延びる別の地中空間によって互いに連通されており、この別の地中空間は、複数の農業プラント内と当該農業プラント施設外との間で物資を輸送する輸送手段を有することが好ましい。これによれば、各農業プラントの一方側の端部を繋ぐ輸送手段によって、栽培に必要な物を農業プラント施設内に搬入したり、収穫した植物等を農業プラント施設外に搬出したりすることができるため、利便性がよい。   In this agricultural plant facility, each end on one side of a plurality of agricultural plants is communicated with each other by another underground space extending in a direction intersecting with the direction in which each agricultural plant extends, and this other underground The space preferably comprises transportation means for transporting the goods between inside and outside the plurality of agricultural plants. According to this, carrying necessary things for cultivation into an agricultural plant facility or carrying out harvested plants etc. out of the agricultural plant facility by means of transportation connecting one end of each agricultural plant. The convenience is good because

また、本発明は、上述した農業プラントを用いる植物の栽培方法であって、植物栽培床が搬送される領域を、所定の方向に沿って、植物の成長段階に応じた区分に分け、区分ごとに、植物の生育に適した生育環境を適用し、連続的に、又は、所定の時間の経過後に植物栽培床を所定の方向へ搬送する、植物の栽培方法を提供する。   Further, the present invention is a method of cultivating a plant using the above-mentioned agricultural plant, and an area in which a plant cultivation floor is transported is divided into divisions according to the growth stage of plants along a predetermined direction, Further, the present invention provides a method for cultivating a plant, which applies a growth environment suitable for plant growth and transports the plant culture bed in a predetermined direction continuously or after a predetermined time has elapsed.

この栽培方法では、各区分においては常に同じ成長段階の植物が存在することになるため、当該位置における必要な農作業が単純化されて労働効率が向上し、更には機械化及び自動化も可能となる。また、それぞれの区分において、その成長段階における生育環境を適用することにより、植物が理想的な成長を遂げ、従来よりも大きな株を収穫することができる。従って、この栽培方法によれば、地中空間を利用した植物の栽培において、生産性を一層向上させることができる。   In this cultivation method, since the plants at the same growth stage are always present in each section, the necessary agricultural work at the position is simplified, the labor efficiency is improved, and furthermore, the mechanization and automation become possible. Also, by applying the growth environment at the growth stage in each section, plants can achieve ideal growth and harvest larger plants than ever before. Therefore, according to this cultivation method, productivity can be further improved in the cultivation of plants utilizing the underground space.

本発明によれば、地中空間を利用した植物の栽培において、生産性を一層向上させることができる農業プラント及び農業プラント施設、並びに、植物の栽培方法を提供することできる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the cultivation of the plant using underground space, it is possible to provide an agricultural plant and an agricultural plant facility capable of further improving the productivity, and a method for cultivating a plant.

本発明の一実施形態の農業プラント施設を示す図である。It is a figure showing an agricultural plant facility of one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態の農業プラントの側面図である。It is a side view of an agricultural plant of one embodiment of the present invention. 図２のIII−III断面図である。It is the III-III sectional view of FIG. 地中空間の構築例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the construction example of underground space.

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において同一部分又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same parts or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

本発明における地中空間とは、周囲を土に囲まれた空間をいう。例えば、地面から下方に向けて土を掘削して構築した地下空間や、山を水平方向に掘削して構築した空間が挙げられる。以下の実施形態では、地下空間を構築した例を示す。   The underground space in the present invention refers to a space surrounded by soil. For example, an underground space constructed by excavating soil downward from the ground and a space constructed by excavating a mountain horizontally can be mentioned. In the following embodiment, the example which built the underground space is shown.

図１は、都市部の地下に本実施形態の農業プラント施設を構築した例を示している。図１に示されたとおり、農業プラント施設１０は、地下に形成されたトンネル（地中空間）を利用した複数の農業プラント１から構成されている。農業プラント１の内径としては、従来の農業プラント施設相当の植物栽培床を２列程度配置することができ、且つ、後述するように内部を多段構造とすることができるように、少なくとも５ｍ程度はあることが好ましい。一方、現状のシールド工法によるトンネルの最大径の実績は約２０ｍであることから、各農業プラント１の内径は５ｍ〜２０ｍであることが好ましい。また、農業プラント１の長さとしては、上記内径の範囲内では、既往の実績より約１００ｍ〜５０００ｍであることが好ましい。以上の範囲内であれば、現状のシールド工法技術によって、農業プラント１で必要とされる地中空間を構築することができる。   FIG. 1 shows an example in which the agricultural plant facility of the present embodiment is built underground in an urban area. As shown in FIG. 1, the agricultural plant facility 10 is composed of a plurality of agricultural plants 1 utilizing a tunnel (underground space) formed underground. As the inner diameter of the agricultural plant 1, about 2 rows of plant cultivation beds equivalent to conventional agricultural plant facilities can be arranged, and at least about 5 m at least so that the inside can be multi-staged as described later. Is preferred. On the other hand, since the actual result of the largest diameter of the tunnel by the current shield construction method is about 20 m, it is preferable that the internal diameter of each agricultural plant 1 is 5 m-20 m. Moreover, as a length of the agricultural plant 1, it is preferable that it is about 100 m-5000 m in the range of the said internal diameter than the past performance. If it is in the above-mentioned range, the underground space required by agricultural plant 1 can be built by the present shield construction technology.

各農業プラント１は、略水平方向に並設されており、各農業プラント１の一方側の端部同士は、各農業プラントが延びる方向と交差する方向に延びる輸送トンネル（別の地中空間）２Ａによって互いに連通されている。同様に、各農業プラント１の他方側の端部同士も、各農業プラントが延びる方向と交差する方向に延びる別の輸送トンネル２Ｂによって互いに連通されている。各輸送トンネル２Ａ，２Ｂには、複数の農業プラント１内と農業プラント施設１０外との間で物資を輸送するためのレール（輸送手段）３（３Ａ，３Ｂ）が敷設されている。なお、並設される農業プラント１は、農作物の栽培だけでなく、各農業プラント１の終点で回収した植物栽培床を始点へ輸送する場合の通路等、物資や人間の移動における通路としても活用することができる。   The respective agricultural plants 1 are arranged in a substantially horizontal direction, and the end portions on one side of the respective agricultural plants 1 extend in a direction intersecting with the direction in which the respective agricultural plants extend (another underground space) It is mutually connected by 2A. Similarly, the other ends of the agricultural plants 1 are also communicated with each other by another transport tunnel 2B extending in a direction intersecting the direction in which the agricultural plants extend. Rails (means of transport) 3 (3A, 3B) for transporting goods between the inside of the plurality of agricultural plants 1 and the outside of the agricultural plant facility 10 are laid in each of the transport tunnels 2A, 2B. The agricultural plants 1 installed side by side are used not only for cultivating agricultural products, but also as paths for moving goods and people, such as paths for transporting plant cultivation beds collected at the end points of each agricultural plant 1 to the starting point. can do.

また、輸送トンネル２Ａ，２Ｂが延びる先には輸送トンネル２Ａ，２Ｂと連通する立坑（図１では図示していない。図４参照）４（４Ａ，４Ｂ）がそれぞれ構築されており、地上に通じている。立坑４には、リフト等の昇降手段（図示せず）が設けられており、輸送トンネル２（２Ａ，２Ｂ）と地上との間が連絡されている。   Further, shafts (not shown in FIG. 1 and FIG. 4) 4 (4A, 4B) communicating with the transport tunnels 2A, 2B are constructed at the ends of the transport tunnels 2A, 2B, respectively, and communicate with the ground. ing. The shaft 4 is provided with lifting means (not shown) such as a lift, and the transport tunnel 2 (2A, 2B) is in communication with the ground.

次に、図２及び図３を参照しながら、農業プラント１の構成について説明する。農業プラント１は、略水平方向に延在するトンネル５を利用して構築された植物栽培施設である。農業プラント１内は、トンネル５が延びる方向に点在する複数の支柱６で支えられた二枚の水平な足場材７Ａ，７Ｂによって仕切られており、鉛直方向に三段構造をなしている。   Next, the configuration of the agricultural plant 1 will be described with reference to FIGS. 2 and 3. The agricultural plant 1 is a plant cultivation facility constructed using a tunnel 5 extending in a substantially horizontal direction. The inside of the agricultural plant 1 is partitioned by two horizontal scaffolds 7A and 7B supported by a plurality of columns 6 scattered in the direction in which the tunnel 5 extends, and has a three-stage structure in the vertical direction.

この三段構造のうち、上段には植物栽培床８が、中段には再生可能エネルギー設備９がそれぞれ配置されている。下段には何も配置されていない。   Among the three-tiered structure, a plant cultivation floor 8 is disposed in the upper stage, and a renewable energy facility 9 is disposed in the middle stage. Nothing is placed at the bottom.

上段と中段とを仕切る足場材７Ｂの上には、トンネル５が延びる方向（所定の方向）へ植物栽培床８を搬送するベルトコンベヤ（搬送手段）１１が設置されており、ベルトコンベヤ１１の上に、植物栽培床８が載置されている。また、上段の天井ないし側壁には、複数の光源１２や空調設備１３が、トンネル５が延びる方向に等間隔で取り付けられている。   A belt conveyor (conveying means) 11 for conveying the plant cultivation bed 8 in the direction (predetermined direction) in which the tunnel 5 extends is installed on the scaffolding 7B that divides the upper stage and the middle stage. The plant cultivation floor 8 is placed. Further, a plurality of light sources 12 and air conditioners 13 are attached at equal intervals in the direction in which the tunnel 5 extends to the ceiling or the side wall of the upper stage.

植物栽培床８は、植物を栽培するための構造物であり、植物体を支持し、水を保持することができるものであればよい。例えば、プランター、スポンジ、網等が挙げられる。土の有無は問わず、水耕栽培の様式であってもよい。   The plant cultivation floor 8 is a structure for cultivating a plant, and may be any structure capable of supporting a plant and holding water. For example, planters, sponges, nets and the like can be mentioned. With or without soil, it may be in the form of hydroponic culture.

本実施形態における植物栽培床８は、上下４段からなる棚構成をなしており、いずれの段にも植物が栽培されている。図２に示されたとおり、植物栽培床８は、トンネル５が延びる方向に複数が並設されて列をなしており、この列が、図３に示されたとおりトンネル５の幅方向に４列並んでいる。   The plant cultivation floor 8 in the present embodiment has a shelf configuration consisting of upper and lower four stages, and plants are cultivated in any of the stages. As shown in FIG. 2, a plurality of plant cultivation beds 8 are arranged side by side in a row in a direction in which the tunnel 5 extends, and this row is arranged in the width direction of the tunnel 5 as shown in FIG. 3. It is lined up.

植物栽培床８が配置されている領域は、図２に示されたとおり、トンネル５が延びる方向にｎ個の領域に区分されている。図２の図示左方向から順に、第１の区分Ｄ１、第２の区分Ｄ２、…、第ｎの区分Ｄｎに区分されている。ここで、一つの区分が占める領域は、隣り合う二つの植物栽培床８の合計長さ分に相当する。このように区分された第１の区分Ｄ１、第２の区分Ｄ２、…、第ｎの区分Ｄｎは、栽培する植物の成長段階に応じて分けられたものであり、各区分に対しては、後述するとおり、互いに異なる第１の生育環境、第２の生育環境、…、第ｎの生育環境が適用される。 The area | region where the plant cultivation floor 8 is arrange | positioned is divided into n area | regions in the direction in which the tunnel 5 extends, as FIG. 2 showed. The first division D 1 , the second division D 2 ,..., And the n-th division D n are sequentially arranged from the left direction in FIG. Here, the area occupied by one segment corresponds to the total length of two adjacent plant cultivation beds 8. The first division D 1 , the second division D 2 ,..., The n-th division D n divided in this way are divided according to the growth stage of the plant to be cultivated, and for each division In other words, as described later, the first growth environment, the second growth environment,..., The n-th growth environment different from each other are applied.

ベルトコンベヤ１１は、図示しない動力源によって駆動し、載置された植物栽培床８を図２の図示左側（上流側）から右側（下流側）へ搬送する。植物栽培床８の脇には、植物の栽培に関して定型的な作業を行う機械を設置してもよい。   The belt conveyor 11 is driven by a power source (not shown) and conveys the placed plant cultivation bed 8 from the left side (upstream side) to the right side (downstream side) of FIG. At the side of the plant cultivation floor 8, a machine may be installed to perform a routine operation for plant cultivation.

農業プラント１内の三段構造のうち、中段と下段とを仕切る足場材７Ａの上には、再生可能エネルギー設備９が載置されている。再生可能エネルギー設備９は、植物栽培床８の数に対応するように複数が並んでおり、トンネル５が延びる方向に、且つ各植物栽培床８の下方に載置されている。   The renewable energy facility 9 is placed on a scaffold 7A that divides the middle and lower stages of the three-stage structure in the agricultural plant 1. A plurality of renewable energy facilities 9 are arranged to correspond to the number of plant cultivation beds 8, and are placed in the direction in which the tunnel 5 extends and below the respective plant cultivation beds 8.

再生可能エネルギー設備９としては、バイオマス発電、地熱発電、温度差発電等を利用するものを適用することができる。これらの中でも、バイオマス発電を利用したバイオマス発電装置であることが好ましい。バイオマスから得られるエネルギー源としては、例えば、メタン発酵によるメタンガスが挙げられる。   As renewable energy installation 9, what uses biomass power generation, geothermal power generation, temperature difference power generation, etc. is applicable. Among these, it is preferable that it is a biomass power generation device using biomass power generation. As an energy source obtained from biomass, the methane gas by methane fermentation is mentioned, for example.

ここで、バイオマスとしては、生ゴミ、汚泥、木質チップ等の有機物を利用することができる。また、植物栽培床８で栽培している植物の剪定で生じた植物屑であってもよい。これらの中でも、既往の実績から木質チップが好ましい。なお、バイオマス発電の残留物は、植物栽培床８に対する肥料として用いることができる。   Here, organic matter such as raw garbage, sludge, and wood chips can be used as biomass. In addition, plant debris generated by pruning of a plant cultivated on the plant cultivation floor 8 may be used. Among these, wood chips are preferable from the past results. In addition, the residue of biomass power generation can be used as a fertilizer with respect to the plant cultivation floor 8.

再生可能エネルギー設備９で得られるエネルギーは電気に変換された後、農業プラント１内の光源１２、空調設備１３、ベルトコンベヤ１１等に供給することができる。   After the energy obtained by the renewable energy facility 9 is converted into electricity, it can be supplied to the light source 12 in the agricultural plant 1, the air conditioning facility 13, the belt conveyor 11, and the like.

なお、農業プラント１内の三段構造のうち、下段には何も配置されていないが、トンネル５が延びる方向に床に傾斜をつけて、ここに水路を設けることもできる。そして、この水路を利用して水力発電を行い、上記電力の供給源として利用することもできる。   Of the three-stage structure in the agricultural plant 1, although nothing is disposed at the lower stage, the floor can be inclined in the direction in which the tunnel 5 extends to provide a water channel here. And hydropower generation can be performed using this water channel, and it can also be used as a supply source of the above-mentioned electric power.

次に、図４を参照しながら、農業プラント施設１０及び農業プラント１の構築方法について説明する。まず、図４（ａ）に示されたとおり、地上の二箇所からそれぞれ立坑４Ａ，４Ｂを掘削する。次に、図４（ｂ）に示されたとおり、立坑４Ａ，４Ｂのそれぞれの最下部からシールドマシンによってそれぞれ掘削し、輸送トンネル２Ａ，２Ｂを構築する。ここで、輸送トンネル２Ａ，２Ｂの掘削は、互いに平行且つ略水平に並走するように行う。   Next, with reference to FIG. 4, a method of constructing the agricultural plant facility 10 and the agricultural plant 1 will be described. First, as shown in FIG. 4A, pits 4A and 4B are excavated from two places on the ground, respectively. Next, as shown in FIG. 4 (b), the lowermost part of each of the shafts 4A, 4B is excavated by a shield machine to construct transport tunnels 2A, 2B. Here, drilling of the transport tunnels 2A and 2B is performed so as to run parallel and substantially horizontally.

立坑４Ａ，４Ｂには、リフト等の昇降手段を設け、掘削土の搬出や各種機材の搬出入を行う。   The vertical shafts 4A and 4B are provided with lifting means such as lifts to carry out excavated soil and carry out various equipment.

そして、図４（ｃ）に示されたとおり、一方の輸送トンネル２Ａの途中側面から、当該輸送トンネル２Ａに垂直且つ他方の輸送トンネル２Ｂへ向けて、シールドマシンによって掘削を進める。ここでは、シールドマシンの側面から別のシールドマシンが突出することができる公知の分岐シールドマシンを利用することが好ましい。   Then, as shown in FIG. 4 (c), excavation is advanced by the shield machine from the side of one transport tunnel 2A to the transport tunnel 2B perpendicular to the transport tunnel 2A and to the other transport tunnel 2B. Here, it is preferable to use a known branch shield machine in which another shield machine can project from the side of the shield machine.

分岐シールドマシンによる掘削が進むと、やがて他方の輸送トンネル２Ｂと開通し、農業プラント用トンネル５が構築される。分岐シールドマシンによる掘削を、輸送トンネル２Ａの途中側面において所定の間隔で繰り返すことにより、略水平方向に並設されたトンネル５が複数構築される。なお、輸送トンネル２及び農業プラント用トンネル５の直径は、通常、シールドマシンの直径に対応したものとなるが、必要に応じて拡幅してもよい。   When the excavation by the branch shield machine proceeds, the other transport tunnel 2B is eventually opened, and the agricultural plant tunnel 5 is constructed. A plurality of tunnels 5 arranged in parallel in a substantially horizontal direction is constructed by repeating the excavation by the branch shield machine at a predetermined interval on the side surface of the transport tunnel 2A. Although the diameters of the transport tunnel 2 and the agricultural plant tunnel 5 usually correspond to the diameter of the shield machine, they may be widened if necessary.

そして、立坑４Ａ，４Ｂに設けた昇降手段を利用して農業プラント用トンネル５に物資を搬入し、農業プラント用トンネル５内に、支柱６、足場材７Ａ，７Ｂを構築し、更には植物栽培床８、再生可能エネルギー設備９、光源１２等を配置することができる。また、このとき、輸送トンネル２に敷設されたレール３に車両等の輸送手段を走らせると、物資の搬入が捗るので好ましい。以上のようにして、農業プラント施設１０及び農業プラント１が構築される。   Then, materials are carried into the agricultural plant tunnel 5 using the lifting means provided in the shafts 4A and 4B, and the columns 6 and the scaffolds 7A and 7B are constructed in the agricultural plant tunnel 5, and plant cultivation is further performed. The floor 8, the renewable energy installation 9, the light source 12 etc. can be arranged. At this time, it is preferable to run a transportation means such as a vehicle on the rails 3 laid in the transportation tunnel 2 because the delivery of goods is promoted. As described above, the agricultural plant facility 10 and the agricultural plant 1 are constructed.

次に、図２を参照しながら農業プラント１を用いた植物の栽培方法を説明する。図２に示された第１の区分Ｄ１、第２の区分Ｄ２、…、第ｎの区分Ｄｎは、この順に植物の成長段階を示しており、第１の区分Ｄ１が種蒔き段階又は移植段階、第ｎの区分Ｄｎが収穫段階にそれぞれ相当し、植物栽培床８がこれらの間を搬送される間に植物が成長する。 Next, a method of cultivating a plant using the agricultural plant 1 will be described with reference to FIG. The first section D 1 , the second section D 2 ,..., The n-th section D n shown in FIG. 2 show the growth stages of the plants in this order, and the first section D 1 is sown Stage or transplant stage, the n th section D n respectively corresponds to the harvest stage, and the plants grow while the plant floor 8 is transported between them.

初めに、二つの植物栽培床８，８を第１の区分Ｄ１に属するように載置する。ここで、土を使用する場合は、トンネルを掘削する際に生じた土を改良して利用してもよい。 First, it placed to belong to two plant cultivating floor 8, 8 first section D 1. Here, in the case of using soil, the soil generated when drilling a tunnel may be improved and used.

第１の区分Ｄ１に属している二つの植物栽培床８，８に、栽培する植物の種を蒔く、又は、農業プラント１外から持ち込んだ苗を移植する。栽培品目の具体例としては、レタス、トマト、白菜、キャベツ、ネギ、キュウリ、ピーマン、アスパラガス、ブロッコリー等の野菜類；大根、ニンジン、ジャガイモ等の根菜類等が挙げられる。 The seeds of the plants to be grown are sown on the two plant cultivation beds 8, 8 belonging to the first division D 1 or the seedlings brought from outside the agricultural plant 1 are transplanted. Specific examples of the cultivated items include vegetables such as lettuce, tomato, Chinese cabbage, cabbage, green onion, cucumber, green pepper, asparagus, broccoli and the like; root vegetables such as radish, carrot and potato.

所定時間の経過後、第１の区分Ｄ１に属している植物栽培床８，８が第２の区分Ｄ２に属するようになるように、ベルトコンベヤ１１を駆動して下流側へ搬送する。空いた第１の区分Ｄ１の領域には新たな植物栽培床８，８を載置する。 After a predetermined time, as the first segment D in which plant cultivation bed 8, 8 belong to a comes to belong to the second class D 2, conveyed by driving the belt conveyor 11 to the downstream side. The first section D 1 of the region vacated mounting a new plant cultivating floor 8,8.

そして、新たに載置した植物栽培床８，８に対して、栽培する植物の種を蒔く、又は、農業プラント１外から持ち込んだ苗を移植する。そして、所定時間の経過後に、ベルトコンベヤ１１を駆動してこれらを下流側へ搬送する。この作業を繰り返すことにより、初めは第１の区分Ｄ１に属していた植物栽培床８，８が、第２の区分Ｄ２、続いて第３の区分Ｄ３、更に続いて第４の区分へと、順に搬送されていく。 Then, seeds of plants to be grown are sown to the newly placed plant cultivation beds 8 and 8, or seedlings brought in from outside the agricultural plant 1 are transplanted. And after progress of predetermined time, the belt conveyor 11 is driven and these are conveyed downstream. By repeating this operation, the plant cultivation beds 8 and 8 which originally belonged to the first division D 1 are the second division D 2 , then the third division D 3 , and then the fourth division. Then, they are transported in order.

それぞれの区分においては、植物の生育に適するように理想的に調整された光、温度、湿度、与える水量、肥料等の生育環境を適用する。すなわち、第１の区分Ｄ１、第２の区分Ｄ２、…、第ｎの区分Ｄｎに対して、互いに異なる第１の生育環境、第２の生育環境、…、第ｎの生育環境を適用する。ここで、隣り合う区分との間で光や空調が混合しないように、各区分間をカーテン等の仕切り手段を用いて物理的に仕切ってもよい。 In each division, the growth environment such as light, temperature, humidity, amount of water given, fertilizer, etc. ideally adjusted to be suitable for plant growth is applied. That is, for the first division D 1 , the second division D 2 ,..., The n th division D n , the first growth environment, the second growth environment,. Apply Here, each division may be physically separated using a partitioning means such as a curtain so that light and air conditioning do not mix between adjacent divisions.

また、第１の区分Ｄ１の生育環境を自然界の種蒔き時期の気候を再現したものとし、ここから第ｎの区分Ｄｎの生育環境が自然界の収穫時期の気候を再現したものとなるように、区分を追うごとに徐々に生育環境を変化させていけば、植物に最適な季節感を与えることができるため好ましい。 In addition, so that the first segment D 1 growth environment and that reproduces the sowing of time climate of the natural world, and that the growth environment of the division D n of the n-th reproduced the climate of the harvest time of the natural world from here In addition, it is preferable to gradually change the growth environment each time the classification is performed, as it is possible to give the plant a feeling of season optimum.

第１の区分Ｄ１から植物が成長する第ｎの区分Ｄｎまでの間では、各区分に応じた作業を行う。例えば、散水、剪定、害虫や病気の有無の確認等を行う。これらの作業は人間が行ってもよく、機械が行ってもよい。機械が行う場合は、自動化してもよい。 Between the first section D 1 to segment D n of the n-th plant grows, to work in accordance with each segment. For example, water sprinkling, pruning, confirmation of the presence or absence of pests and diseases, etc. are performed. These tasks may be performed by humans or machines. If the machine does, it may be automated.

搬送の終点である第ｎの区分Ｄｎでは、収穫が行われる。収穫した株は、レール３を利用した輸送、及び、立坑４に設けられた昇降手段によって農業プラント及び農業プラント施設の外に輸送する。 Harvesting is performed in the n- th section D n which is the end point of transportation. The harvested stock is transported out of the agricultural plant and the agricultural plant facility by transportation using the rail 3 and lifting means provided at the shaft 4.

以上に示した農業プラント１及び農業プラント施設１０、並びに植物の栽培方法によれば、以下の作用効果が得られることから、地下空間を利用した植物の栽培において、生産性を一層向上させることができる。   According to the agricultural plant 1 and the agricultural plant facility 10 described above and the plant cultivation method, the following effects can be obtained, so that productivity can be further improved in plant cultivation using an underground space. it can.

すなわち、植物の成長段階に応じて植物栽培床８を所定の方向へ搬送するため、搬送前の位置と搬送後の位置とで、それぞれの成長段階における異なる生育環境を適用することができ、これによって、植物が理想的な成長を遂げ、従来よりも大きな株を収穫することができる。   That is, since the plant cultivation bed 8 is transported in a predetermined direction according to the growth stage of the plant, different growth environments in each growth stage can be applied at the position before transportation and the position after transportation. Allows plants to grow ideally and to harvest larger plants than ever before.

しかも、地上の気候に関わらず植物の生育に理想的な生育環境を適用することができるため、周年栽培や促成栽培を自由に行うことが可能である。特に本実施形態では地下空間がトンネル形状であるため、空調のムラが小さく、空調のためのエネルギーを節減することができる。   Moreover, since an ideal growth environment can be applied to the growth of plants regardless of the above-ground climate, it is possible to freely carry out year-round cultivation and forcing culture. In particular, in the present embodiment, since the underground space has a tunnel shape, unevenness of air conditioning is small, and energy for air conditioning can be saved.

また、植物栽培床８を搬送する結果、所定の方向における任意の位置では常に同じ成長段階の植物が存在することになるため、当該位置における必要な農作業が単純化されて労働効率が向上し、更には機械化及び自動化も可能となる。特に労働に関しては、一つの区分内では作業工程が単純である傾向があり、且つ、作業環境が過酷でないため、高齢者でも無理なく作業することが可能である。このとき、地中空間がトンネル形状であるため、作業者が現場の位置を把握しやすい。   Further, as a result of transporting the plant cultivation floor 8, plants at the same growth stage are always present at any position in a predetermined direction, so the necessary farming work at the position is simplified and the labor efficiency is improved. Furthermore, mechanization and automation are also possible. With regard to labor, in particular, the work process tends to be simple in one category, and since the work environment is not severe, even elderly people can work reasonably. At this time, since the underground space has a tunnel shape, the worker can easily grasp the position of the site.

また、地下空間がトンネル形状であるため、配管や配線の取付け、及び農業用の汎用ロボット等の設置、並びにこれらの交換を容易に行うことができる。また、トンネル５内の空間は一次元方向に延びる単純構造であるため、作業の機械化及び自動化をしやすい。   In addition, since the underground space is in the form of a tunnel, it is possible to easily install pipes and wires, install general purpose robots for agriculture, and exchange these. In addition, since the space in the tunnel 5 is a simple structure extending in one dimension, the work can be easily mechanized and automated.

また、農業プラント１は鉛直方向に多段構造を有しているため、一段構造である場合と比べて農業プラント１内の敷地を広く確保することができる。そして、この多段構造を植物栽培床８と再生可能エネルギー設備９の設置場所の区分けとして利用することによって、植物栽培床８の敷地面積の広がりに対応するように再生可能エネルギー設備９を設置することができる。このため、植物栽培床８の敷地面積が広くなった場合にも、必要なエネルギーを十分に賄うことができる。   Further, since the agricultural plant 1 has a multi-stage structure in the vertical direction, it is possible to secure a large site in the agricultural plant 1 as compared with the case of the single-stage structure. Then, by using this multistage structure as division of the installation place of the plant cultivation floor 8 and the renewable energy facility 9, installing the renewable energy facility 9 to cope with the expansion of the area of the plant cultivation floor 8. Can. For this reason, even when the area of the plant cultivation floor 8 is enlarged, the necessary energy can be sufficiently provided.

また、農業プラント１は、トンネル５の延びる方向に植物栽培床８を搬送し、各成長段階に合わせて適切な生育環境を設定することになるため、農業プラント１全体としては長い延長が必要となる。従来の人工栽培では、地上の農業プラントで必要な延長を有する用地を確保することが困難である場合があるが、本実施形態では農業プラント１がトンネル５からなる地中空間に構築されているため、地上の条件に関わらず、農業プラント１のための所定の延長を有する空間を確保することが容易である。更に、大深度地下空間をも利用することができるため、土地利用上の制約を受けにくい。   In addition, since the agricultural plant 1 transports the plant cultivation bed 8 in the direction in which the tunnel 5 extends and sets an appropriate growth environment in accordance with each growth stage, a long extension is required for the agricultural plant 1 as a whole. Become. In conventional artificial cultivation, it may be difficult to secure a site having a required extension in an agricultural plant on the ground, but in the present embodiment, the agricultural plant 1 is constructed in the underground space consisting of the tunnel 5 Therefore, regardless of the conditions on the ground, it is easy to secure a space having a predetermined extension for the agricultural plant 1. Furthermore, because deep underground space can be used, it is not subject to land use restrictions.

また、こうしたトンネルは、シールド工法等によって構築する手法が確立されているため、特別な困難なく農業プラント１を構築することができる。そして、トンネルは、全長を長く構築して植物栽培床８を設置する面積を大きくすることが容易であるため、農業プラント１は、建物内での人工栽培と比べて大量生産に適している。   Moreover, since such a tunnel is established by a shield construction method or the like, the agricultural plant 1 can be constructed without any particular difficulty. And since it is easy to build a tunnel long length and to enlarge the area which installs the plant cultivation floor 8, agricultural plant 1 is suitable for mass production compared with the artificial cultivation in a building.

また、農業プラント施設１０は複数並設されている農業プラント１を有しているため、農業プラント１別に複数種の品目を栽培することができる。また、並設された農業プラント１内の設備を互いに独立系統にすると、故障時の対応を容易にすることができる。   In addition, since the agricultural plant facility 10 includes the plurality of agricultural plants 1 arranged in parallel, it is possible to grow a plurality of types of items separately for each agricultural plant 1. In addition, when the facilities in the agricultural plants 1 arranged in parallel are separated from each other, it is possible to easily cope with a failure.

また、この農業プラント施設１０は、複数の農業プラント１の一方側の各端部同士が、各農業プラント１が延びる方向と交差する方向に延びる輸送トンネル２Ａによって互いに連通されており、この輸送トンネル２Ａが、複数の農業プラント１内と当該農業プラント施設１０外との間で物資を輸送するレール３Ａを有しているため、これによって、栽培に必要な物を農業プラント施設１０内に搬入したり、収穫した植物等を農業プラント施設１０外に搬出したりすることができるため、利便性がよい。   Further, in the agricultural plant facility 10, the end portions on one side of the plurality of agricultural plants 1 are communicated with each other by the transport tunnel 2A extending in a direction intersecting with the direction in which the respective agricultural plants 1 extend. Since 2A has rail 3A which transports goods between inside of a plurality of agriculture plants 1 and the agriculture plant facilities 10 concerned, a thing required for cultivation is carried in in agriculture plant facilities 10 by this. In addition, since harvested plants can be carried out of the agricultural plant facility 10, convenience is good.

また、農業プラント施設１０が大都市の地下に構築されている場合は、受注してから短時間で新鮮な株を宅配することができ、消費者の利便性が高い。また、農業プラント施設１０は、地震、台風、噴火等の自然災害に強く、災害時における避難場所及び食糧の供給源として機能することができる。   In addition, when the agricultural plant facility 10 is constructed in the basement of a large city, fresh stocks can be delivered in a short time after receiving an order, which is highly convenient for consumers. In addition, the agricultural plant facility 10 is resistant to natural disasters such as earthquakes, typhoons, and eruptions, and can function as evacuation sites and food supply sources during disasters.

また、本実施形態のトンネル５は円形断面をなしているため、トンネル構築時の掘削量を低減することができ、周辺土圧に対する強度が高い。   In addition, since the tunnel 5 of the present embodiment has a circular cross section, the amount of excavation at the time of tunnel construction can be reduced, and the strength against the surrounding earth pressure is high.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、所定時間の経過後にベルトコンベヤ１１を駆動して植物栽培床８を下流側へ搬送する態様を示したが、低速で連続的にベルトコンベヤ１１を駆動して、常に植物栽培床８が下流側へ搬送されている状態としてもよい。   As mentioned above, although the suitable embodiment of the present invention was described, the present invention is not limited at all to the above-mentioned embodiment. For example, in the above embodiment, the belt conveyor 11 is driven after a predetermined time to convey the plant cultivation floor 8 downstream, but the belt conveyor 11 is continuously driven at a low speed to always The cultivation bed 8 may be transported to the downstream side.

また、搬送手段はベルトコンベヤ１１に限られず、他の手段を用いてもよい。また、上記実施形態において、ベルトコンベヤ１１に代えて固定台を用い、植物栽培床８側に搬送手段を設けてもよい。例えば、植物栽培床８を台車に載せることが挙げられる。また、搬送手段の動力源は機械に限られず、人力であってもよい。   Moreover, a conveyance means is not restricted to the belt conveyor 11, You may use another means. Moreover, in the said embodiment, it may replace with the belt conveyor 11, may use a fixed stand, and may provide a conveyance means in the plant cultivation floor 8 side. For example, placing the plant cultivation floor 8 on a carriage can be mentioned. Further, the power source of the transport means is not limited to a machine, and may be human power.

また、上記実施形態では、農業プラント１の構築に際して地上から立坑４を掘削する態様を示したが、立坑４に代えて斜坑を掘削してもよい。また、上記実施形態では農業プラント１が略水平方向に並設された態様を示したが、略鉛直方向に並設されていてもよい。   Moreover, although the aspect which digs the vertical shaft 4 from the ground at the time of construction of the agricultural plant 1 was shown in the said embodiment, it may replace with the vertical shaft 4 and may dig a downhill. Moreover, although the aspect by which the agricultural plant 1 was arranged in parallel by substantially horizontal direction was shown in the said embodiment, you may be parallelly arranged by substantially perpendicular direction.

また、上記実施形態では地中空間が地下空間である態様を示したが、地中空間としては、山を掘削して構築した空間を利用することもできる。この場合、農地に適していない起伏の激しい山間部においても、農作物を生産することができるようになる。   Moreover, although the underground space showed the aspect which is underground space in the said embodiment, the space constructed by excavating a mountain can also be used as underground space. In this case, agricultural products can be produced even in rough mountain areas which are not suitable for agricultural land.

１…農業プラント、２（２Ａ，２Ｂ）…輸送トンネル（別の地中空間）、３（３Ａ，３Ｂ）…レール（輸送手段）、４（４Ａ，４Ｂ）…立坑、５…トンネル（地中空間）、８…植物栽培床、９…再生可能エネルギー設備、１０…農業プラント施設、１１…ベルトコンベヤ（搬送手段）、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄｎ…第１〜第ｎの区分。 1 ... agricultural plant, 2 (2A, 2B) ... transport tunnel (another underground space), 3 (3A, 3B) ... rail (transportation means), 4 (4A, 4B) ... shaft, 5 ... tunnel (underground) Space) 8 ... Plant cultivation floor, 9 ... Renewable energy equipment, 10 ... Agriculture plant facility, 11 ... Belt conveyor (conveying means), D 1 , D 2 , D 3 , D n ... 1st to nth divisions .

Claims (6)

略水平方向に延在する地中空間と、前記地中空間に配置された植物栽培床と、前記地中空間に設けられ前記植物栽培床で生育される植物の成長段階に応じて前記植物栽培床を前記地中空間内で所定の方向へ搬送する搬送手段と、前記植物の生育段階に応じて生育に適するように調整された光を適用する光適用手段と、を備え、前記地中空間は円筒形状のトンネルであり、前記所定の方向は前記トンネルが延びる方向である農業プラントが水平方向に複数並設されている農業プラント施設であって、
前記複数の農業プラントの一方側の各端部同士が、各農業プラントが延びる方向と交差する方向に延びる別の地中空間によって互いに連通されており、
前記別の地中空間は、前記複数の農業プラント内と当該農業プラント施設外との間で物資を輸送する輸送手段を有する、農業プラント施設。 The plant cultivation according to the growth stage of a plant provided in the ground space and grown on the plant culture floor, and the ground floor extending in a substantially horizontal direction, the plant culture floor arranged in the ground space, and The underground space includes transportation means for transporting the floor in a predetermined direction in the underground space, and light application means for applying light adjusted to be suitable for growth according to the growth stage of the plant, Is a cylindrical tunnel, and the predetermined direction is an agricultural plant facility in which a plurality of agricultural plants in the direction in which the tunnel extends extend in parallel in the horizontal direction,
The respective end portions on one side of the plurality of agricultural plants are communicated with each other by another underground space extending in a direction intersecting with a direction in which each agricultural plant extends,
An agricultural plant facility, wherein the another underground space has a transportation means for transporting materials between the inside of the plurality of agricultural plants and the outside of the agricultural plant facility . 前記地中空間は、鉛直方向に多段構造を有する、請求項１記載の農業プラント施設。 The agricultural plant facility according to claim 1, wherein the underground space has a multistage structure in the vertical direction. 前記地中空間に配置された再生可能エネルギー設備を更に備える、請求項１又は２記載の農業プラント施設。 The agricultural plant facility according to claim 1, further comprising a renewable energy facility disposed in the underground space. 前記地中空間に通じる立坑又は斜坑と、
前記立坑又は斜坑に設けられた昇降手段と、を更に備える、請求項１〜３のいずれか一項記載の農業プラント施設。 A shaft or an inclined shaft leading to the underground space;
The agricultural plant facility according to any one of claims 1 to 3, further comprising lifting means provided in the shaft or the downhole. 請求項１〜４のいずれか一項記載の農業プラント施設を用いる植物の栽培方法であって、
前記植物栽培床が搬送される領域を、前記所定の方向に沿って、前記植物の成長段階に応じた区分に分け、
前記区分ごとに、前記植物の生育に適した生育環境を適用し、
連続的に、又は、所定の時間の経過後に前記植物栽培床を前記所定の方向へ搬送し、
前記生育環境の適用は、前記植物の生育段階に応じて調整された光を適用することを含む、植物の栽培方法。 It is the cultivation method of the plant using the agricultural plant facility according to any one of claims 1 to 4,
Divide the area where the plant cultivation bed is transported into sections according to the growth stage of the plant along the predetermined direction;
For each of the categories, apply a growth environment suitable for the growth of the plant,
Conveying the plant cultivation bed in the predetermined direction continuously or after a predetermined time has elapsed;
The method for cultivating a plant, wherein the application of the growth environment comprises applying light adjusted according to the growth stage of the plant. 略水平方向に延在する地中空間と、前記地中空間に配置された植物栽培床と、前記地中空間に設けられ前記植物栽培床で生育される植物の成長段階に応じて前記植物栽培床を前記地中空間内で所定の方向へ搬送する搬送手段と、を有し、前記地中空間は円筒形状のトンネルであり、前記所定の方向は前記トンネルが延びる方向である農業プラントを備える農業プラント施設であって、
前記農業プラントが水平方向に複数並設されており、
前記複数の農業プラントの一方側の各端部同士が、各農業プラントが延びる方向と交差する方向に延びる別の地中空間によって互いに連通されており、
前記別の地中空間は、前記複数の農業プラント内と当該農業プラント施設外との間で物資を輸送する輸送手段を有する、農業プラント施設。 The plant cultivation according to the growth stage of a plant provided in the ground space and grown on the plant culture floor, and the ground floor extending in a substantially horizontal direction, the plant culture floor arranged in the ground space, and And means for transporting the floor in a predetermined direction in the underground space, the underground space is a cylindrical tunnel, and the predetermined direction is an agricultural plant in which the tunnel extends. An agricultural plant facility,
A plurality of the agricultural plants are arranged horizontally in parallel,
The respective end portions on one side of the plurality of agricultural plants are communicated with each other by another underground space extending in a direction intersecting with a direction in which each agricultural plant extends,
An agricultural plant facility, wherein the another underground space has a transportation means for transporting materials between the inside of the plurality of agricultural plants and the outside of the agricultural plant facility.
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