JP6761515B2

JP6761515B2 - 水耕栽培装置

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Publication number: JP6761515B2
Application number: JP2019115456A
Authority: JP
Inventors: 山口　哲司; 哲司山口; 萩谷　宏三; 宏三萩谷; 享平野
Original assignee: Nishimatsu Construction Co Ltd
Current assignee: Nishimatsu Construction Co Ltd
Priority date: 2019-06-21
Filing date: 2019-06-21
Publication date: 2020-09-23
Anticipated expiration: 2035-11-06
Also published as: JP2019150072A

Description

本発明は、水耕栽培装置に関する。

水耕栽培には、ＤＦＴ湛液水耕、ＮＦＴ薄膜水耕、毛管水耕（浮き根式水耕）および噴霧耕がある。ＤＦＴ湛液水耕は、栽培槽に培養液（植物の生長に必要な肥料が溶けた液肥）を溜めて栽培する方法であり、特徴として、（１）培地なし、（２）根が培養液中に位置する、（３）根が培養液から養水分を摂る、（４）根が培養液から酸素を摂る。ＮＦＴ薄膜水耕は、１％程度の緩やかな傾斜を持つ床面上に、培養液を薄膜となるように流下させて栽培する方法であり、特徴として、（１）培地なし、（２）根が培養液中および空気中に位置する、（３）根が培養液から養水分を摂る、（４）根が空気中から酸素を摂る。ＤＦＴ湛液水耕は、ＮＦＴ薄膜水耕に比べ、養液の量が多いため肥料濃度や液温の変化がゆるやかとなり、管理しやすい。

従来より、ＤＦＴ湛液水耕について、栽培槽の長手方向の一端で苗を定植した複数の栽培床を培養液に浮ばせ、栽培日数を経過するごとに栽培床を培養液に浮んだ状態で栽培槽の長手方向の他端方向に順次に移動可能であり、栽培槽の長手方向の他端で成長作物を収穫することが提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。

特許文献１に開示された水耕栽培装置は、培養液供給管理手段により栽培槽に培養液を一定の深さに貯留し気泡を注ぎ込み一定の速度で流し、複数の栽培容器を培養液に浮かべ、流されないように係留機構で係留する。栽培容器は、発泡スチロール等の気泡含有材料製の円板形の定植部材である浮遊部とこの浮遊部に回転を与える液中に没する翼とからなり、定植部材の中央に植物を定植する。係留機構は、移動阻止用のバーと、バーを移動させるアクチュエータとからなる。この水耕栽培は、ＤＦＴ湛液水耕であり、培養液の流れ方向上流側で苗を定植した栽培容器を培養液に浮ばせ、必要に応じて係留を解いて栽培容器を下流側へ順次移動させ、培養液の流れの下流側で成長作物を収穫する。

特許文献２に開示された水耕栽培装置は、栽培槽の長手方向に沿った一側に複数の低い開閉可能な排水口および栽培槽の長手方向の一端に高い排水口を有する。栽培槽内に長手方向に敷き詰めた状態に複数の栽培床を載置し、低い排水口を開いて培養液供給管理手段により栽培槽内に培養液を供給する。培養液は栽培槽の短手方向に流れ、かつ培養液の深さを浅く維持され、これにより、ＤＦＴ湛液水耕栽培が行われる。ただし、低い排水口を限りなく低くした場合にはＮＦＴ薄膜水耕栽培となる。栽培日数が１日または数日経過するごとに収穫する。この収穫に当っては、低い排水口を閉じ培養液の深さを深くし複数の栽培床を浮上させる。高い排水口から培養液の排水が行われることにより、培養液の流れが栽培槽長手方向に変わる。培養液の流れ方向下流端で複数の栽培床を取り外して成長作物を収穫する。すると、残りの栽培床が培養液の流れにより移動し、流れ方向上流端が空く。そこで、苗を定植した複数の栽培床を培養液に浮ばせ、もって、複数の栽培床が栽培槽の長手方向に一杯に並んだ状態になるので、低い排水口を開いて培養液の深さを浅くし、複数の栽培床を栽培槽に載置して栽培を続行する。以後、これを繰り返す。

特開２０１５−０４３７３３号公報特開２０１１−２５４７３７号公報

しかしながら、上述した特許文献１、２に記載された水耕栽培では、栽培光が栽培床の周りの培養液に常時注ぐので、栽培槽の内面、および栽培床の培養液に接触している部分に藻が繁殖する。培養液の衛生状態を良好に維持するためには、栽培槽の内面に繁殖した藻の除去を定期的に行う必要があるとともに、藻で汚染される栽培床を短い期間で交換しなければならないという問題がある。

さらに、上述した特許文献１に記載された水耕栽培では、移動阻止用のバーと、バーを移動させるアクチュエータとからなる係留機構が必要であり、制御装置を含めた設備費が高く付く。また、特許文献２に開示された水耕栽培装置では、液面レベルの上昇と下降に時間がかかり、収穫時の作業性が低い、という問題がある。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、栽培床を移動が容易であるように培養液に浮かべて栽培し、栽培床に定植した栽培物の根に空気を接触させ根が空気中の酸素を摂取できるとともに培養液から養分を摂取でき、栽培中に栽培光が培養液に照射することが無く栽培槽の内面および定植部材に藻が繁殖するのを無くして栽培床の反復使用が可能である水耕栽培装置を提供することを目的とする。

本発明に係る水耕栽培装置は、上記目的達成のため、所要の液深を保ち、かつ槽内全域を通流するように培養液を貯留する栽培槽と、前記栽培槽内に前記培養液を常時または経時的に供給する培養液供給管理手段と、前記培養液中に常時または経時的に空気を供給する空気供給手段と、定植孔を有し、前記定植孔に栽培物の根を挿通して根基部を保持し前記栽培槽内の前記培養液に浮かぶ栽培床と、を備え、前記栽培床は、前記定植孔を有する定植部材と、前記定植部材の下面に設けられ前記定植部材を前記培養液から離反した状態にして浮かぶ浮子部とを有し、栽培中は、前記培養液との間に空気層が存在する状態に浮かび、かつ、前記培養液の液面を前記栽培槽に照射する栽培光から遮蔽する状態になる一体形の連続体であるか、または栽培中において接続構造の連続体であり、前記栽培床は、空気を閉じ込めて一方の面より突出する柱状突起部を配列状に有する気泡緩衝材と、前記気泡緩衝材の他方の面に積層された遮光性シートとからなる前記一体形の連続体であり、幅寸法が、前記栽培槽の両側の側壁部に接する大きさであり、前記定植孔が、幅方向の中程にかつ長さ方向に所要ピッチで開けられた栽培床用シートを巻いてなる原反ロールを、前記栽培槽の長手方向の一端外方に巻き解けるように設置し、前記原反ロールを巻き解いて前記気泡緩衝材が下側になるように栽培床用シートを前記栽培槽内に導いて前記培養液中に浮かばせ、前記栽培槽の長手方向の他端外方まで延ばして巻き取るように構成されたことを特徴とする。

また、本発明に係る水耕栽培装置において、前記栽培床は、栽培開始側の前記栽培床用シートの栽培物（苗）と栽培物（苗）との間を２つ折りに立ち上げてクリップで２つ折りの端縁を挟持し、栽培期間が一定期間を経過した時点より、クリップが外され２つ折りが解消され平面になっている。

本発明によれば、栽培床を培養液に浮かべて栽培し、栽培床に定植した栽培物の根が、培養液中に溶存する養分と酸素を摂取できさらに接触空気から酸素を直接摂取でき、栽培中に栽培光が培養液に照射することが無く栽培槽の内面および定植部材に藻が繁殖するのを無くして栽培床の反復使用が可能であり、収穫後の残りの栽培床部分の収穫位置の方向への移動が容易である水耕栽培装置を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る水耕栽培装置および水耕栽培方法を示す概略縦断正面図である。本発明の第１の実施の形態に係る水耕栽培装置および水耕栽培方法を示す概略縦断側面図である。本発明の第１の実施の形態に係る水耕栽培装置および水耕栽培方法を使用する栽培パレットを示す斜視図である。本発明の第１の実施の形態の変形例に係る水耕栽培装置および水耕栽培方法を示す概略縦断正面図である。本発明の第１の実施の形態の変形例に係る水耕栽培装置および水耕栽培方法を示す概略縦断側面図である。本発明の第２の実施の形態に係る水耕栽培装置および水耕栽培方法を一部を断面して示す概略正面図である。本発明の第２の実施の形態に係る水耕栽培装置および水耕栽培方法を使用する栽培パレットを示す斜視図である。本発明の第２の実施の形態に係る水耕栽培装置および水耕栽培方法を使用する栽培パレットを示す別の斜視図である。本発明の第３の実施の形態に係る水耕栽培装置および水耕栽培方法を示す概略縦断正面図である。本発明の第３の実施の形態に係る水耕栽培装置および水耕栽培方法を使用する栽培パレットを示す斜視図である。本発明の第３の実施の形態に係る水耕栽培装置および水耕栽培方法を示す概略縦断側面図である。本発明の第３の実施の形態に係る水耕栽培装置および水耕栽培方法を使用する栽培パレットの一部を示す斜視図である。本発明の第３の実施の形態の変形例に係る水耕栽培装置および水耕栽培方法を示す概略縦断正面図である。

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。

［第１の実施の形態］
図１〜図３は、本発明の第１の実施の形態に係る水耕栽培装置および水耕栽培方法を示す図である。
先ず構成を説明する。第１の実施の形態に係る水耕栽培装置１は、所要の液深を保ち、かつ槽内全域を通流するように培養液を貯留する栽培槽１０と、栽培槽内に培養液を常時または経時的に供給する培養液供給管理手段２０と、培養液中に常時または経時的に空気を供給する空気供給手段３０と、定植孔４１ａを有し、定植孔４１ａに栽培物の根を挿通して根基部を保持し栽培槽１０内の培養液に浮かぶ栽培床４０と、を備え、栽培床４０は、定植孔４１ａを有する定植部材４１と、定植部材４１の下面に設けられ定植部材４１を培養液から離反した状態にして浮かぶ浮子部４２と、を有した栽培パレット４３が栽培槽１０の長手方向に複数連なり、栽培中は、培養液との間に空気層が存在する状態に浮かび、かつ、培養液の液面を栽培槽１０に照射する栽培光から遮蔽する状態になる接続構造の連続体である。

以下さらに詳述する。図１に示すように、水耕栽培装置１は、栽培槽１０と培養液供給管理手段２０と空気供給手段３０と栽培床４０とを備えている。

栽培槽１０は、金属製あるいは合成樹脂製であり、上面が開放した直方体空間を有する長矩形の容器であり、栽培作業がやりやすい高さとなるように架台上に載置される構成であることが望ましい。栽培槽１０の大きさは、栽培の規模に応じて決められる。例えば、一日の収穫の栽培パレット４３を３つとし、３０日で苗から成長植物に成長するものとし、毎日収穫する場合には、９０個の栽培パレット４３を同時に栽培できる長さに決められる。また、１つの栽培パレット４３から、例えば３つの成長植物を収穫するには、栽培槽１０の幅および栽培パレット４３の長さを、３つの苗が適切な間隔を空けられる大きさであることにより、成長植物として成長したときに、隣り合う成長植物の根同士が絡まず、かつ栽培床４０上の葉菜部と葉菜部との間隔が保たれるように、設定する。

栽培槽１０は、槽内における給液管１１と溢流管１３との相対的な平面的位置関係および高さ位置関係により、所要の液深を保ち、かつ栽培槽１０内の隅に培養液の停滞が存在しないで槽内全域を通流するように培養液を貯留するように設けられている。この実施の形態では、栽培槽１０は、長手方向の一側に培養液の給液管１１、他側に溢流管１３を有し、培養液が所要の液深を保って長手方向の一側から他側に向かって流れるようになっている。

一層具体的には、給液管１１は、長手方向の一側において栽培槽１０内底部へ培養液を給液できるように給液口１２が位置され、溢流管１３は、長手方向の他側において溢流口１４が高さ調整自在であることにより、後述する栽培床４０から垂下する栽培物の根の長さに応じた所要の液深となるように培養液の液面レベルを調整できるように設けられている。

培養液供給管理手段２０は、初期の培養液調整に必要な栽培槽１０の内容積よりも大きく設けられる容積を有する貯液タンク２１と、貯液タンク２１と栽培槽１０との間で培養液を循環させるための循環ポンプ２２と、送液管２３と、還流管２４と、を有し、上述した栽培槽１０の構成の一部である給液管１１と溢流管１３と協働して培養液の供給管理を行うようになっている。栽培初期の栽培槽１０への培養液の供給時においては、貯液タンク２１において、水分および水分に対して所定割合の養分が供給され、水分中に養分を溶解、または混合してなる培養液が調整される。

また、必要に応じて、栽培初期から一定期間経過するごとに、貯液タンク２１において養分の補給が行われる。なお、攪拌羽を有し攪拌を行う攪拌手段が貯液タンク２１内に設けられるのが好ましい。別の方法としては、栽培槽で行っている空気供給手段と同じものを用いて貯液タンク２１内でバブリングすることも好ましい。循環ポンプ２２は、制御装置により常時または経時的に駆動されるようになっている。

培養液供給管理手段２０は、循環ポンプ２２を作動し、貯液タンク２１に貯留される培養液を、送液管２３および給液管１１を通して栽培槽１０内に培養液を常時または経時的に供給するようになっており、栽培槽１０内に貯留される培養液が所定の液深になり液面が溢流口１４の高さに達すると、それ以後、培養液が、溢流口１４内にオーバーフローし、溢流管１３および還流管２４を通して貯液タンク２１内に還流されるようになっている。

空気供給手段３０は、栽培槽１０の外部に設けられるコンプレッサ３１と、一端をコンプレッサ３１の空気吐出口に接続され、中途が栽培槽１０の底面部を貫通し、栽培槽１０内の底面部に沿って長手方向に伸びている空気供給管３２と、栽培槽１０内において空気供給管３２に一定ピッチで設けられた複数の空気吐出ノズル３３と、を有する。コンプレッサ３１は、制御装置により常時または経時的に駆動されるようになっており、培養液中に常時または経時的に空気を供給する。なお、循環ポンプ２２の上流側にエグゼクタを利用したマイクロ粒子状の泡を引き込むことにより、送液管２３および給液管１１を通して栽培槽１０内に供給する培養液中にマイクロ粒子状の泡を注入する構成としてもよい。

図２、図３に示すように、栽培床４０は、栽培槽１０の両側の側壁部１０ａの上方に被さる長さを有する定植部材４１と、定植部材４１の下面に設けられ栽培槽１０の短手方向に浮動しないように栽培槽１０の側壁部１０ａ内面により規制され一部が培養液中に沈む浮子部４２と、を有する複数の栽培パレット４３よりなり、栽培中は、隣り合う栽培パレット４３の定植部材４１の端部同士を次々に重ね、かつ、各重ね面に貼着された雌雄一対の面状ファスナ４５，４６同士を係合させてなる、複数の栽培床４０の接続構造の連続体である。栽培床４０は、栽培中は、培養液との間に空気層が存在する状態に浮かび、かつ、培養液の液面を栽培槽１０に照射する栽培光から遮蔽する状態になる、栽培中において接続構造の連続体である。

さらに詳述すると、栽培床４０は、栽培槽１０内に貯留する培養液に対し次々に一部が重なる連結状態となって液面全面を遮光するように浮かぶ複数の栽培パレット４３よりなる。各栽培パレット４３は、定植孔４１ａを有する定植部材４１と、定植部材４１の下面に設けられた２つの浮子部４２と、を有する。定植部材４１と２つの浮子部４２は、耐久性、耐候性、耐寒性、軽量性および剛性等を有する材料で形成されることが好ましい。定植部材４１と２つの浮子部４２は、一体成形体であっても、別体を一体に連結した構成であってもよい。浮子部４２は、中空タンク状に形成されても、あるいは発泡スチロール製の中実体であってよい。

定植部材４１は、長尺方向が栽培槽１０の幅方向に一致している矩形板であり、栽培槽１０の両側側面部の上端面に対して非接触でありかつ栽培槽１０の両側側面部の外方に若干寸法延びた長さを有する。

２つの浮子部４２は、定植部材４１を培養液から離反した状態にして浮かぶように設けられる。これにより、定植部材４１の下面と培養液の液面との間に隙間空間が設けられ、定植部材４１に定植される栽培物Ｐの根の上部が空気に直接接触し、空気から酸素を摂取できる。さらに、２つの浮子部４２は、栽培槽１０の両側側面部に対して例えば５ｍｍ離間するように互いの間隔を大きく離れた状態に設けられる。２つの浮子部４２が、栽培槽１０の幅方向への移動を規制されることにより、定植部材４１は、長尺方向の両端部が栽培槽１０の両側側面部の上端面に被さる状態に保持され、これによって、栽培光（太陽光または蛍光灯やＬＥＤによる人工光）が培養液の液面に到達しない。

栽培物（苗）Ｐの栽培床４０への定植に際し、根挟持具４４により栽培物（苗）Ｐの根基部が挟持され、先に栽培物Ｐの根を定植孔４１ａに挿通してから、根挟持具４４が定植孔４１ａに嵌合される。以後、収穫までの期間、根挟持具４４により栽培物（苗）Ｐの根基部が挟持される。根挟持具４４は、定植孔４１ａに安定した差込状態に保持されればよく、通常は発泡ウレタン製が好ましい。定植孔４１ａは、例えば２２φｍｍとし、根挟持具４４は、例えば一辺が３０ｍｍの発泡ウレタン製の立方体とするのがよい。

栽培床４０は、栽培槽１０内の培養液の全液面を栽培光から遮蔽した状態に培養液に浮かんだ状態で、栽培物Ｐを栽培するように構成されている。栽培床４０は、栽培物Ｐの根の下部を培養液に浸漬させ、かつ栽培物Ｐの根の上部を空気に接触させた状態で、栽培物Ｐを栽培するように構成されている。

次に、上述のように構成された水耕栽培装置１による水耕栽培方法を説明する。

上記水耕栽培装置１による水耕栽培方法は、栽培槽１０に培養液を供給し、所要の液深を保ち、かつ槽内全域を通流するように培養液を貯留し、栽培槽１０に、定植孔４１ａを有し定植孔４１ａに栽培物Ｐを定植した定植部材４１と定植部材４１の下面に浮子部４２とを有する、栽培中において接続構造の連続体である栽培床４０を、培養液に浮かばせ、かつ培養液の液面を栽培光から遮蔽し、定植部材４１に定植した栽培物Ｐの根を、定植部材４１と培養液との間に空気層に接触させるとともに培養液中に垂れた状態に設置し、水耕栽培を行い、栽培日数が１日または数日経過するごとに、栽培槽１０の長手方向の一端および他端のいずれか一方において、栽培物（成長物）Ｐを収穫し、かつ、収穫に係る栽培床部分を栽培槽１０外に取り出し、残りの栽培床部分を収穫により空いた培養液の液面部分を遮蔽するように移動し、反対側に露出する培養液の液面部分を遮蔽するように栽培物（苗）Ｐを定植した新しい栽培床部分を供給する構成である。

以下さらに詳述する。まず、便宜的に、栽培槽１０の、培養液の流れ方向下流側を収穫側、流れ方向上流側を苗供給側とする。最初に、栽培槽１０の上面開口を覆うだけの数の栽培パレット４３を用意し、パレット上面に貼着された雄形の面状ファスナ４５の側を収穫側、パレット下面に貼着された雌形の面状ファスナ４６の側を苗供給側として、各栽培パレット４３の各両端を栽培槽１０の両側側面に載せる。

この際、一の栽培パレット４３の面状ファスナ４５の下側に、苗供給側の隣りの栽培パレット４３の面状ファスナ４６を重ねて接続することを次々に行って、栽培槽１０の上面開口を必要な数の栽培パレット４３で覆う。一日に収穫する数に相当する苗供給側の複数の栽培パレット４３については、定植孔４１ａに根挟持具４４を介して栽培物（苗）Ｐを定植する。これにより、栽培槽１０の培養液の液面には、光が届かない状態になる。この手順は、最初だけ行う。

次いで、栽培物（苗）を定植してから根が乾燥しない短時間のうちに、栽培槽１０に培養液を供給し、所要の液深を保ち、かつ槽内全域を通流するように培養液を貯留する。これにより、栽培槽１０の両側側面上端に載置されていた全ての栽培パレット４３が、定植部材４１の下面の浮子部４２の浮力作用により栽培槽１０の両側側面上端から離れ、培養液に浮かんだ状態になる。なお、先に培養液の貯留を行い、次いで、上述した培養液に浮かんだ状態の複数の栽培パレット４３からなる接続構造の連続体を形成してもよい。

次いで、収穫日数が来る毎に、栽培槽１０の収穫側の端部において、一日に収穫する数に相当する収穫側の１つまたは複数の栽培パレット４３を、面状ファスナ４５，４６接続を解いて取り外し、これにより、栽培槽１０の収穫側が開くので、残りの培養液に浮かんだ状態の接続構造の連続体である複数の栽培床４０を手押しにより収穫側に移動して栽培槽１０の収穫側を塞ぎ、さらに今度は、栽培槽１０の苗供給側が開くので、栽培槽１０の苗供給側の端部において、栽培物（苗）Ｐを定植した１つまたは複数の栽培パレット４３を面状ファスナ４５，４６により接続することにより、再び延長した接続構造の連続体で栽培槽１０の全面を遮蔽し、栽培光が培養液の液面に到達しないようにする。このように、接続構造の連続体で栽培槽１０の全面を遮蔽して栽培するので、栽培光が培養液の液面に到達しないから、栽培槽１０内に藻が発生しない。

こうして、定植部材４１に定植した栽培物Ｐの根を、定植部材４１と培養液との間に空気層に接触させるとともに培養液中に垂れた状態に設置し、水耕栽培を継続する。

以上説明したように、第１の実施の形態に係る水耕栽培装置１を用いた水耕栽培方法によれば、複数の栽培パレット４３の接続構造の連続体からなる栽培床４０を移動が容易であるように培養液に浮かべて栽培し、栽培床４０に定植した栽培物Ｐの根に空気を接触させ根が空気中の酸素を摂取できるとともに培養液から養分を摂取でき、栽培中に栽培光が培養液に照射することが無く栽培槽１０の内面および定植部材４１に藻が繁殖するのを無くして栽培床４０の反復使用が可能である。

［第１の実施の形態の変形例］
この変形例に係る水耕栽培装置および水耕栽培方法として、図４、図５に示すように、複数の栽培床４０Ａの接続構造の連続体は、栽培期間が一定期間を経過した栽培物が定植された隣り合う栽培パレット４３間に、定植孔を有しない栽培パレット４３Ａが配置された構成とすることができる。

すなわち、栽培床４０Ａが、栽培途中の位置から、隣接する栽培パレット４３と栽培パレット４３との間に、定植孔を有しない栽培パレット４３Ａを挿入されている形態に変更されるということである。栽培パレット４３Ａは、定植孔４１aを有していない点が、第１の実施の形態に係る栽培パレット４３と相違している。

この変形例では、栽培植物の成長につれて、隣り合う栽培パレット４３間における、隣り合う成長植物の根同士が絡まず、かつ葉菜部と葉菜部との間隔が十分に保たれることを栽培者において観察し、成長植物の成長により栽培パレット４３間の隣接では対応できないものとなったとき、栽培中の栽培パレット４３間に定植孔４１aを有しない栽培パレット４３Ａが挿入された形態である。

ここで、栽培槽１０の長さについて説明する。第１の実施の形態では、栽培槽１０の大きさは、栽培の規模に応じて、例えば、９０個の栽培パレット４３を同時に栽培できる長さに決められる。これに対し、この変形例では、栽培槽１０の大きさを、前記９０個の栽培パレット４３を同時に栽培できる長さに、挿入するパレット４３Ａの数量分の長さを加えた大きさに決められるが、栽培パレット４３の幅は、第１の実施の形態に係る栽培パレット４３の幅よりも小さくすることができる。

すなわち、この変形例によれば、栽培パレット４３の幅を、定植孔４１aを有しない栽培パレット４３Ａの挿入時の成長植物の成長途中の大きさに対応させればよく、収穫時の成長植物の大きさに対応させる第１の実施の形態に係る栽培パレット４３よりも栽培パレット４３を幅狭に設計することができる。その結果、栽培パレット４３Ａの挿入後の成長植物の間隔を第１の実施の形態と同じとした場合には、栽培パレット４３Ａの挿入前の区間で栽培パレット４３を幅狭とした縮小分だけ、栽培槽１０の大きさが短縮される。

［第２の実施の形態］
図６〜図８は、本発明の第２の実施の形態に係る水耕栽培装置および水耕栽培方法を示す図である。

図６に示すように、水耕栽培装置１Ａは、第１の実施の形態と同一の構成・作用を有する栽培槽１０、培養液供給管理手段２０および空気供給手段３０と、第２の実施の形態に特有の構成・作用を有する栽培床５０と、を備えている。栽培槽１０と、培養液供給管理手段２０と、空気供給手段３０については、第１の実施の形態と同一の符号を付けて各説明を省略する。

図７、図８に示すように、栽培床５０は、定植孔５１ａを有する定植部材５１と定植部材５１の下面に設けられ２つの浮子部５２とからなる複数の栽培パレット５３が次々にヒンジ部５４でキャタピラー状に連結された連続体であり、栽培槽１０の長手方向の両端の各外方でかつ栽培槽１０の幅方向各外方に備える各一対のガイド輪５６，５７に巻き掛けられることにより、栽培槽１０の上側と下側および長手方向の両側を取り巻いて設けられる。ヒンジ部５４は、隣り合う栽培パレット５３の定植孔５１ａ同士を連結している。ヒンジ部５４は、両端が栽培槽１０の幅方向両側に張り出したピン軸を有し、かつピン軸の両端に回転可能なコロ５５を有している。定植孔５１ａを有する定植部材５１と、２つの浮子部５２は、第１の実施の形態に係る定植孔４１ａを有する定植部材４１と、２つの浮子部４２と同一の構成、機能を有するので、説明を省略する。

各一対のガイド輪５６，５７は、それぞれハンドルにより回転可能であり、かつ、ロック手段により回転をロックされるようになっている。一対のガイド輪５６，５７は、それぞれ外周側が開放している断面Ｕ形のガイド溝を有している。栽培床５０は、ヒンジ部５４のピン軸の両端に備えられたコロ５５がガイド溝に嵌合してガイド輪５６，５７に巻き掛けられている。ガイド輪５６，５７の断面Ｕ形のガイド溝内には、コロ５５の前後に突出する突起を有し、コロ５５がガイド輪５６，５７の円周位置に係合される。ガイド輪５６がハンドルにより回転されると、栽培槽１０の上側に位置する栽培パレット５３がガイド輪５６に巻き付く方向に、キャタピラー状の連続体である栽培床５０を旋回移動可能である。

栽培床５０は、栽培槽１０の上側に来る複数の栽培パレット５３が栽培槽１０内の培養液に浮かび、定植部材５１の下面と培養液とが離間しているとともに、培養液の全液面を覆い、栽培光が培養液に届かないように構成されている。

次に、上述のように構成された水耕栽培装置１Ａの作用、すなわち水耕栽培方法を説明する。

図６に示すように、この水耕栽培方法は、栽培槽１０に培養液を供給し、所要の液深を保ち、かつ槽内全域を通流するように培養液を貯留し、栽培槽１０に、定植孔５１ａを有し定植孔５１ａに栽培物（苗）Ｐを定植した定植部材５１と定植部材５１の下面に浮子部４２とを有する一体形の連続体である栽培床５０を、培養液に浮かばせ、かつ培養液の液面を栽培光から遮蔽し、定植部材４１に定植した栽培物Ｐの根を、定植部材４１と培養液との間に空気層に接触させるとともに培養液中に垂れた状態に設置し、水耕栽培を行い、栽培日数が１日または数日経過するごとに、栽培槽１０の長手方向の一端および他端のいずれか一方において、成長作物Ｐを収穫し、かつ、収穫に係る栽培床部分を栽培槽１０外に取り出し、ガイド輪５６を回動させることにより、キャタピラー状の連続体である栽培床５０を収穫に係る栽培床部分の個数だけ収穫方向に移動させ、反対側の、収穫に係る栽培床部分の個数に対応する数の未定植の栽培パレット５３に栽培物（苗）Ｐを定植した新しい栽培床部分を供給し、ガイド輪５６，５７をロックし、培養液の液面栽培を続行する。成長した栽培物Ｐの収穫は、ガイド輪５６の軸心の上方位置まで引き上げて、葉菜部と根を切り離す。

以上説明したように、上記第２の実施の形態に係る水耕栽培装置および水耕栽培方法によれば、栽培床５０を移動が容易であるように培養液に浮かべて栽培し、栽培床５０に定植した栽培物Ｐの根に空気を接触させ根が空気中の酸素を摂取できるとともに培養液から養分を摂取でき、栽培中に栽培光が培養液に照射することが無く栽培槽１０の内面および定植部材５１に藻が繁殖するのを無くして、キャタピラー状の連続体である栽培床５０の反復使用が可能である。

［第３の実施の形態］
図９〜図１２は、本発明の第３の実施の形態に係る水耕栽培装置および水耕栽培方法を示す図である。

図９に示すように、水耕栽培装置１Ｂは、第１の実施の形態と同一の構成・作用を有する栽培槽１０Ｂ、培養液供給管理手段２０および空気供給手段３０と、第３の実施の形態に特有の構成・作用を有する栽培床６０と、を備えている。培養液供給管理手段２０と、空気供給手段３０については、第１の実施の形態と同一の符号を付けて各説明を省略する。栽培槽１０Ｂについては、両側の側壁部上端に栽培槽１０Ｂの側壁部付近への栽培光を遮蔽する庇１５が付設されているとともに、栽培槽１０Ｂの長手方向両端で栽培床６０を載せた状態にガイドする上流側ガイド板１６と下流側ガイド板１７が設けられており、栽培槽１０Ｂのその他については、第１の実施の形態と同一の構成・作用を有するので説明を省略する。

図１０に示すように、栽培床６０は、一方の面では突出し他方の面では凹部となるように成形された一のフィルムと、一のフィルムの凹部に空気を閉じ込めて一のフィルムに対して接着した他のフィルムと、の２枚のフィルムからなる柱状突起部を配列状に有する気泡緩衝材６１と、気泡緩衝材６１の他方の面（平面）に積層された遮光性シート６２とからなる連続体である栽培床用シートである。この栽培床用シート６０は、幅寸法が、栽培槽１０の両側の側壁部１０ａに接する大きさであり、定植孔６３が、幅方向の中程にかつ長さ方向に所要ピッチで開けられている。図９、図１１に示すように、栽培床用シート６０を巻いてなる原反ロールＲが、栽培槽１０の長手方向の一端外方に設置される。栽培床用シート６０は、原反ロールＲから巻き解かれ、気泡緩衝材６１が下側になるように上流側ガイド板１６上に載せられてから、栽培槽１０内の培養液に浮かぶように導かれ、さらに、下流側ガイド板１７上に載せられ、栽培槽１０の長手方向の他端外方まで延ばして巻き取られるように構成されている。

栽培床６０は、気泡緩衝材６１の空気を閉じ込められた配列状の複数の柱状突起部が浮子部であり、その他の部分が定植部材である。栽培床６０は、シート幅中央に定植孔６３を有し、定植孔６３に栽培物（苗）Ｐの根を挿通し、根挟持具６４を介して根基部を保持し、上流側ガイド板１６と下流側ガイド板１７との間で、栽培槽１０内の培養液に浮かんだ状態になる。栽培床６０は、気泡緩衝材６１の空気を閉じ込められた配列状の複数の柱状突起部が浮子部となり、培養液の液中に全没しないので、図１２に示すように、各柱状突起部の周りにair溜まりができる。

次に、上述のように構成された水耕栽培装置１Ｂの作用、すなわち水耕栽培方法を説明する。

図９に示すように、この水耕栽培方法は、上流側ガイド板１６寄りの一日収穫分の定植孔６３に栽培物（苗）Ｐを定植し、この定植を所定期日ごとに繰り返して、上流側ガイド板１６と下流側ガイド板１７との間を栽培槽１０内の培養液に浮かんだ状態に栽培物Ｐが埋め尽くし、下流側ガイド板１７寄りの一日収穫分の栽培物Ｐが大きく成長したときに収穫することができる。栽培物Ｐの収穫は、下流側ガイド板１７上に栽培物Ｐを根ごと引き上げ、下流側ガイド板１７と巻取装置Ｗとの間の位置で、葉菜部と根を切り離す。収穫後は、収穫側に設置された巻取装置Ｗで栽培床用シート６０を収穫分のピッチだけ所要巻き取る。これにより、上流側ガイド板１６と下流側ガイド板１７との間で、栽培槽１０内の培養液に浮かんだ状態になる部分が、収穫分のピッチだけ移動する。上流側ガイド板１６寄りで新しく栽培槽１０内の培養液に浮かんだ状態に位置する定植孔６３に栽培物（苗）Ｐを定植する。以後、次の収穫日がきたら、上記と同様の手順の作業を行う。

この水耕栽培方法によれば、栽培床用シートである栽培床６０を培養液に浮かべて栽培し、栽培床６０に定植した栽培物Ｐの根に空気を接触させ根が空気中の酸素を摂取できるとともに培養液から養分を摂取でき、栽培中に栽培光が培養液に照射することが無く、栽培槽１０の内面および栽培床用シートである栽培床６０に藻が繁殖するのを無くし、全部巻き取った原反ロールＲの反復使用が可能である。

［第３の実施の形態の変形例］
この変形例に係る水耕栽培装置および水耕栽培方法は、図１３に示すように、第３の実施の形態に係る栽培床６０Ａが、栽培開始側の栽培床用シートの栽培物（苗）Ｐと栽培物（苗）Ｐとの間を２つ折りに立ち上げてクリップ６２で２つ折りの端縁を挟持し、栽培期間が一定期間を経過した時点より、クリップ６５が外され２つ折りが解消され平面になっていることを特徴とする。この特徴以外の構成は、第３の実施の形態と同一であるので説明を省略する。

すなわち、栽培床６０Ａは、栽培物を定植してから栽培期間が短く、栽培物がまだ小さいうちは、栽培槽の長手方向に隣接する栽培物同士の距離が近くなるよう、栽培開始側の栽培床６０Ａを折りたたんでおく。具体的には、栽培床用シートの栽培物（苗）と栽培物（苗）との間を２つ折りに立ち上げてクリップ６５で２つ折りの端縁を挟持する。

そして、所定日数の栽培期間が経過したとき、苗のときよりも大きく成長した隣り合う栽培物Ｐ同士が、引き続いて、根同士が絡まず、かつ栽培床４０上の葉菜部と葉菜部との間隔が保たれるように、成長植物の成長段階に応じて、クリップ６５が外され２つ折りが解消され平面になる、すなわち、２つ折りに折り畳まれた部分が平面展開した状態に戻される。

栽培槽１０の大きさは、第１の実施形態の変形例での説明と同様に、折り畳みの展開分を加えたものとする。この形態を用いると、第１の実施形態の変形例と同じく、栽培槽１０の長さを短縮することができる。

本発明によれば、栽培床を移動が容易であるように培養液に浮かべて栽培し、栽培床に定植した栽培物の根に空気を接触させ根が空気中の酸素を摂取できるとともに培養液から養分を摂取でき、栽培中に栽培光が培養液に照射することが無く栽培槽の内面および定植部材に藻が繁殖するのを無くして栽培床の反復使用が可能であるという効果を有し、ＤＦＴ湛液水耕栽培全般に有用である。

１、１Ａ、１Ｂ水耕栽培装置
１０、１０Ｂ栽培槽
１０ａ側壁部
２０培養液供給管理手段
３０空気供給手段
４０，４０Ａ，５０，６０，６０Ａ栽培床（栽培床用シート）
４１，５１定植部材
４１ａ，５１ａ，６３定植孔
４２，５２浮子部
４３，４３Ａ，５３栽培パレット
４４，６４根挟持具
４５，４６面状ファスナ
６１気泡緩衝材
６２遮光性シート
Ｒ原反ロール
Ｐ栽培物，栽培物（苗），成長作物

Claims

所要の液深を保ち、かつ槽内全域を通流するように培養液を貯留する栽培槽と、
前記栽培槽内に前記培養液を常時または経時的に供給する培養液供給管理手段と、
前記培養液中に常時または経時的に空気を供給する空気供給手段と、
定植孔を有し、前記定植孔に栽培物の根を挿通して根基部を保持し前記栽培槽内の前記培養液に浮かぶ栽培床と、を備え、
前記栽培床は、前記定植孔を有する定植部材と、前記定植部材の下面に設けられ前記定植部材を前記培養液から離反した状態にして浮かぶ浮子部とを有し、栽培中は、前記培養液との間に空気層が存在する状態に浮かび、かつ、前記培養液の液面を前記栽培槽に照射する栽培光から遮蔽する状態になる一体形の連続体であるか、または栽培中において接続構造の連続体であり、
前記栽培床は、空気を閉じ込めて一方の面より突出する柱状突起部を配列状に有する気泡緩衝材と、前記気泡緩衝材の他方の面に積層された遮光性シートとからなる前記一体形の連続体であり、幅寸法が、前記栽培槽の両側の側壁部に接する大きさであり、前記定植孔が、幅方向の中程にかつ長さ方向に所要ピッチで開けられた栽培床用シートを巻いてなる原反ロールを、前記栽培槽の長手方向の一端外方に巻き解けるように設置し、前記原反ロールを巻き解いて前記気泡緩衝材が下側になるように栽培床用シートを前記栽培槽内に導いて前記培養液中に浮かばせ、前記栽培槽の長手方向の他端外方まで延ばして巻き取るように構成されたことを特徴とする水耕栽培装置。
前記栽培床は、栽培開始側の前記栽培床用シートの栽培物（苗）と栽培物（苗）との間を２つ折りに立ち上げてクリップで２つ折りの端縁を挟持し、栽培期間が一定期間を経過した時点より、クリップが外され２つ折りが解消され平面になっていることを特徴とする請求項１に記載の水耕栽培装置。