JPH0358720A - 栽培植物の根圏環境への灌水施肥換気方法及びその装置並びに灌水施肥用の給水器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 施設栽培に於ける栽培植物の根圏環境（１こ刈する潅水
施肥換気方法と、その装置、及び潅水施肥用の給水器に
関する物である。

従来の技術 （潅水施肥に於いて） 現在の施説栽培に於いて根圏に直接に潅水施肥を行う代
表的な技術は、養液栽培の固形培地１ｊ１に於けるトリ
・ソプ潅ノｋ方法（点滴給？７ｋ）である、これはボン
ブの圧力によって、ハウス内全体の栽培植物１株ずつの
根圏に、１閣前後のチューブて３ 同時（、こ等准の７１（や培養液を給液ずるＪｊ法て、
給液コン１・ローラー等の機器や装置によって−１７７
　、７クＴｌ７−ル　砂　等の培地に、給液の指定時間
と量の自動化が行われている。

ノ＼ｒｌ７ス内の土刊に於いては、濾過イ１の点滴器が
等間隔に内臓されたホースや、フィルターｉ／ｏｔ臓の
等間隔点滴Ｄ　（−４ポースを地上又は地ドに付設して
水道水圧またはポンプの圧力によって微小点滴目から常
時潅水する方法が行われている９趣吐園芸や−・般軍庭
で（ユ、屋外や温富内に於いて水道ノ１（と小型給水コ
ンＩ・ローラーを使用し細管を用いて、鉢植えの植物に
直接差し込む方法及ひ点滴器を鉢表土に置く方法が行わ
れている９室ν刊・こ於いては、価格面を別にすれば、
水分量センサーと電動ポンプによる自動給水製置も考え
られ、又、旧来からの鉢底面潅水方法を改良しノニ鉢底
ＩＴ１１部に水容器部を設けて、紐状毛管体の一端を入
れ、もう一端を鉢底部の穴より、園芸用上の中に埋め込
み、容罪内の水を毛管力で吸い上ける潅水方法が行われ
ている。

（気体供給換気に於いて〉 根圏環境での気体供給と換気に於いては、水１１１栽培
では、酸素量を確保することが必須条件であるために、
装置の横造なと種々の工夫がなされているが、養液栽培
の固形培地刊では多隙量が多いため培養液を間欠的に濯
注し根を張らせ自然供給させており、上ｉｌ１に於でも
堆肥等の施肥や刊うんでの多隙量化による自然供給をさ
せているのが現状である、経済面を別にすれば戒育促進
効果を１」的とした、土や固形培地内に拡散透過性の中
空管パイプを（＝ｆ設して酸素供給を行う事が当然考え
あれでいると思われる。

解決しようとする課題 栽培植物の根同部に対する、自動化による潅水施肥を考
える場合、研究目的や採算面に合う作物や花弁栽培に採
用されている、養液栽培固形培地刊の潅水施肥のシステ
ムは、あらゆる植物栽培の根圏部に対応ずる事が技術上
に於いて出来るが、ボンアを使用しての潅ノ１（や施肥
のシステムであるために、給液細管等の目話まりや、広
い面積での供給源からの遠近部分の均等適量の潅水や施
肥を考慮にいれて給液細管の最小径と最低水圧が設定さ
れ、それて＃．）潅水や施肥量の過剰となり、経済向た
けてなく根圏環境の生理障害を防ぐために、給液の指定
時間と量の自動化を高価な自動機器と装置化に上る潅水
施肥のシステムとなっている。

一般農家が、このシステムを収り入れる場合には初期資
本投下か大変に大きいＥに、ランニングコストも高く、
自動化の為に高度な知識と維持管理技術が要求されてく
る９ 般的な鉢植え花弁や観葉植物類の潅水と施肥は、生産業
に於では、鉢物花３ｌｒ−類の市場価格から見た採算面
だけでなく、上記の養液栽培による句り花用や作物栽培
と違い、全体的に小柄でがつちりと生育させるために、
一般には水はひかえめに与えて育てる事や、開花初期状
態の鉢植えとして園芸店最終消費者へと渡り、そこでの
、維持管理（水やり等）を″＋５−慮に入れて、それに
適した園芸用土を使用する事と、鉢という容器内の限ら
れた量のために潅水や施肥の自動化は難しいのが現状で
あり、人に因る潅水は人件費だけでなく無駄な水量と、
それに伴なう養分の流失も期間を通して診れば大きな問
題点である。

最終消費者や一般家庭での鉢物花弁類の潅水や施肥に於
いて、室内用に考えられ使用されてる、紐状や布状の毛
管体を使っての毛管力による潅水方法は、使用する毛管
体によって、蒸散発に伴い失われて行く鉢内園芸用土の
水分を、一定含水量に維持するように補給する形での潅
水であるが、植物の種類、その成長段階、四季の蒸散発
量、又、置かれる環境の変化等、各々が一様でない状況
に対する対策が無い為に、例えば、ある戒育段階から、
その時点に合せた適量の潅水量で行った場合、成長と共
に不足気味を来すし、又、活動期から始めた場合には休
眠期に過剰を来して来る結果となる等の欠点がある。又
、鉢内部の園芸用土の含水状態は上部より底面部に多い
水分量の分布であるが、特に鉢底面からの吸い上げ方法
では底面部分は常時最大含水量に近い状態が生じて、鉢
底面穴７ からの換気が悪く、上部からの人為潅水に匹敵する確実
な空気交換はなく、良好な根圏環境は得られ無いために
短期間の使用に限られている。

一般に、購入する時期の鉢植え花弁類は、開花期や成長
期をむかえて根も活発な活動期に入り、限られた鉢内の
空間部をつめ、共存していた気相と液相部を少なくする
事で、根圏環境も変化していく為、長期間の維持管理か
難しく、経験と勘に頼っているのが現状である。その為
に一般消費者が購入する鉢物花弁類に於いては、低価格
の物では短い間の観賞でもいいと言う気持での購入や、
高級花介類は興味はあるがｆ＆’６人にちゅうちょする
原因ともなっている。

以上のような現状を解決するために養液栽培に於いて、
安い資本投下で簡単な維持管理技術による、潅水施肥と
気体換気又は供給の方法と装置を、特に鉢物花介生産業
に於いては、苗成育時から多数個同質の栽培鉢内園芸用
土各々に、戒育段階や目的に対応した、潅水や施肥量の
調整が簡単で、無駄なく各々に同時に出来る事と、根圏
環境内の８ 気相部の確保と、それを利用し成育促進を目的とした酸
素供給又は強制換気も可能にする事と、又供給源だけを
変えて、生産者から最終消費者まで通して利用できる方
法にする事で、安定した根圏環境て長期間の維持の出来
る鉢植え花弁として、出荷または購入が出来る事を目的
とした潅水施肥換気方法と、その潅水施肥用の給水器、
及び装置を提供するものである。

問題点を解決するための手段 本発明の栽培植物の根圏環境への潅水施肥換気の方法と
、それに使用する給水器、及び、装置に関する、構成と
各々の関連や、その作用の概略を説明する。

潅水施肥方法に関する構成は、給水元や貯水槽の供給源
からの水又は培養液を、給水器を使用して、水位調整に
よる水位設定を行い、その水位を一定に維持しながら潅
水配管に供給し、その水位内の水中と培地の上部との間
を逆Ｊ字形のパイプの中に毛管力が生じる紐状毛管体を
通した水路で連通しておき、その紐状毛管体の一端を水
中に入れ、もう一端を培地の」二部から根圏環境内に埋
め込み水路と培地でサイフォン状に形成する事で、紐状
毛管体の毛管力とサイフォン作用、及び水位調整による
水位設定と、その水位を一定に維持しながら供給する給
水器によて、培地内の含水状態を一定に維持しながらの
潅水施肥と、必要時に（ｉ潅水施肥量の調整も自由に行
う事が出来る揚戒になっている。

換気方法に関する構成は、栽培用の土や固形培地内に、
上部から合成樹脂材帯板螺旋巻チューブ（以下゜“スパ
イラルチューブ゛と記す）を埋め込み、スパイラルチュ
ーブのスパイラルスリットと中空部による気体拡散透過
性の換気通路を、根圏形戒に合わせた、理想量と場所を
自由に確保して両端部を気体供給にも対応出来る処置を
し外部に出して、自然換気、あるいは気体供給源に連通
ずる事も出来る構戒になっている。

上記の二つの目的の一部分を、一つにまとめた潅水換気
部に関する構成を、第１図に示す要部の略視図に基すい
て説明する。４ｋ培植物や使用培地の種類、性質、目的
、又は林サイズに適した換気用のスパイラルチューブ（
１）と水路バイブ（２）をホルダー（３）に組み込み、
そのスパイラルチューフの適位置に、同条件に適した紐
状毛管体（４）の−喘を固定して適Ｉｊｉｊｌ数と間隔
で巻き付けて、理め込み部分をｆヤリ、残り部分を折り
返し２木にして水路パイプのホルダー取付側の口から水
路パイプの反対口まで折り返し部分を挿入し、残りの一
端をフリーの長さて埋め込める状態に横成された物てあ
る。この潅水換気部のホルターを鉢や培地の−１−．部
に固定して水路パイプとスパイラルヂューフ両端［−１
を外部に出して、理め込み部を根圏環境内の必要位置に
必要長さにして埋め込み培地と一体とする物である、 施設栽培生産業で潅水施肥装置に使用する給水器の禍或
は、第２図が示す要部の略視図に−１（すいて説明をす
る。水又は培養液の供給源の配管「Ｊにフレキシブルホ
ース（５）で接続させる接続ｎ（６）と、潅水配管にフ
Ｉ／キシブルホース（５）で接続さ１１ せる接続１−’］（７）を設けた貯水槽（８）ｒ／刊，
こ供給源側の接続口に連通して二一Ｉくル弁式のボール
タップ給水弁（９）を設け、その貯水イ・凸を１・６下
移動と固定する事が出来るＪ，ｌ整ボルト（１０）をｆ
ｌｉｆｌえノ：Ｓ　ＦＩＳＳ成（，こな１ている。水路
パイプの接続■の配管へ供給する水又は培養液はニート
ル弁式のボールタップ給水弁を使用する事で最小変動幅
で、設定した水拉を維持して供給か出来、必要時には調
゛整ボル１・を行又は左に同転させる事て、貯水桔を上
又（，Ｉ下に移動させて、潅水施肥量の′Ａ整を１」的
とした、設定水位の調整も行う」ｆか出来る梠成（，こ
なっている。

第３］夕１は一般家庭て使川ずる針栽１，ζの−・尖地
例を示ず要部の略視図てある。　国の中の給水器は給水
用貯水瓶（１１）そのＬ下移動用金具（１２）と固定ネ
ジ（１３）及び、水路パイプ（２）の差し込み口管（１
４）へ接続する、接続］１を設けた水受け容器（１５）
から横成されている。水路パイプの差し込み［１管（１
４）へ供給する水、又は培養液を入れる、貯水瓶（１１
）は水受げ容器（１５）内の水か減少し、瓶ｒ−Ｄ（１
Ｇ）より水位（１７）が下がると、貯水瓶内から、瓶口
を通り外部の空気と入れ替りで、水受げ容器内に水を補
充し一定水位を維持させる事カイ出来、必要時には、（
１２）と（１３）の上下移動固定機構部で貯水瓶を１　
””Ｆ−移動させて水ｆ〜″Ｌ調整を行う事が出来、又
、肘水）［ハを上下に出し入れする事で、水や培養液の
補充が出来る横成になっている。

生産業に於ける養液栽培固形培地ｊＪＩとして行う場合
の潅水施肥換気装置の構成は、栽培株数に対応ｊＩ４来
る供給量の給水元や貯）ｋ　ｉ％Ｖの供給源から、第２
図の給水器に接続し、その給水器が＾栽培株数に対応ず
る潅水接続１１１１を設けた栽培植物に併設している潅
水配管に接続して、各々の濯水接統１−１と栽培植物根
圏部の間を、第１図に示す潅水換気部の埋め込み部分を
埋め込み水路パイフ゛て連通させて潅水施肥と換気が出
来る構成となっている。

潅水配管の濯水［］と水路パイプとの接続方法について
は、作物栽培等の使用に際し、最大供給時に水位設定が
水路パイプの最上部を超えて、オーハーフローさせての
供給も出来るようにずる７）にシール付の接続とし、鉢
物栽培に於いては、潅水配管の潅水「１を第３図の差し
込みｌｌ管（１４）と同しに、鉢高さまで立ち上げ、鉢
向上部で固定しノ２水路パイプ付の鉢を濯水［」に重し
込む方Ｊ（ての、取付け収り外しの出来る様になってい
る。

給水器の取飼げ泣置は、取付（フ金具（２３）を用いて
、潅水配管と培地間を運通させるｉＪＣ路パイプの最上
部や、栽培ベット培地の底面部、又は鉢内の培地底面部
から、給水器の閉弁時水位との間を、作物や花−７ｉ−
類の培地を含めた栽培方法での、必要潅水施肥量と１！
．ｊ整範囲を考慮にいｉ１−た位置関係て取付けられて
いる７以−１−が装置の４′Ｍ戊の要部てあるが下記の
事項も合わせて行うことが１１１来る。

・１白の給水器で、多数の栽培植物に対応させるための
、最低必要供給量を調整弁で．ｉＪ！．Ｉ整し直接に潅
水配管に供給する、バイパス水路の併設。

循環ポンプによるループ配管での循環。

水と培養液の切替え又は併設配管。

・潅水換気部のスパイラルチノー−ブ、及び、別に単独
で、各根園部の理想位置に必要量を埋め込み、栽培べ・
・川へ内で培地（ロックウール等〉全体をビニールシ一
トて、マルチングを行い、各スパイラルチューブ両端口
に気体供給チューブを挿入接続して、微低圧の空気、又
は必要時には酸素ガスに切替え、供給が出来る換気装置
の併設。

作用 土を含めて培地は、その粒子の間隙や団粒内問隙および
団粒間間隙が、」二下・左右に連続して、水や空気の通
路を形成している。それらが、どの様に存在（三相分布
〉しているかは、使用している培地の構造（性質〉と、
維持管理〈水やり〉の方法によって決まるが、その中に
存在する水は、縦横につながった、無数の間隙の中にあ
って毛細管現象と同し作用で土の中に保たれている。

毛管内に存在する無数の曲水面は、毛管力によって外へ
と内部の水を引張り、負圧をもたらし、その大きさは、
培地の含水量によって大きく変化する。例えば、水分量
が少なくなれば、水は小さな毛管に保持され毛管力は大
きく、内部に大きい１５ 負圧をもたらし、あまり大きいと、植物はその水を吸収
出来ずに萎れてしまう事になり、又、外部から水を補給
した場合、重力による下方Ｉ＼の移動たけてなく、培地
内の水は、湿った部分から乾いた部分に、即ち、負圧の
小さい部分から大きい部分へと負圧差による移動がおこ
なわれる。

以上記したような構造と状態をもつ栽培用の土を含めた
培地を用いて、栽培植物の根園部へ行うこの発明の潅水
施肥換気についての作用を第３図の鉢栽培の一実施例に
基すいて詳細に説明する。

第３図は、第１図に示す潅水換気部をホルダー（３）で
鉢内の上部に固定して、水路パイプ（２）とスパイラル
チューブ（１）の両端口を外部に出し、栽培植物根圏環
境内に埋め込み、水路パイプ（２）を、給水器の水受け
容器（１５）内と、チューブ（１９）で連通している差
し込み口管（１４）に差し込む事によって、潅水換気部
によるサイフォン状に構戒した紐状毛管体（４）の毛管
力とサイフォン作用と、それを寄与する、給水器による
設定水位の調整を起動力（水移動の起動力）として差し
込み口管内ｌ６ の設定水位の水又は培養液を、根圏環境内に潅水施肥を
行う装置である。

即ち、鉢内根園部培地に、ある一定の含水量を持たせて
鉢栽培を行う場合、植物と培地上面からの、蒸散発に伴
なって絶えず失われていく水分量の分、鉢内根園部培地
では、毛管力（負圧差〉による水の移動が絶えず行われ
、それに伴ない培地と紐状毛管体の接触部、及び、紐状
毛管体の内部に於いても、絶えず失われていく分を水路
パイプの差し込み口管内から、水を供給する形で、水の
移動が行われている。水路パイプの差し込み口管へ供給
する水受け容器内の水又は培養液が減少し瓶口（１６）
）より水位（１７）が下がると、貯水瓶（１１）内から
瓶口を通り外部の空気と入れ替りで、水受け容器内に補
充し、常に一定水位を維持させて差し込み口管内に供給
が行われている。

その蒸散発量に対応して、鉢内根圏部に必要量の一定含
水量を維持させる供給量の対応は、使用する紐状毛管体
のサイズ（太さや本数〉を選定すれば、（１２）と（１
３）の上下移動固定機楕部て貯水瓶を上下移動させて、
鉢内培地の底面部（１８）を基準として、差し込み口管
内の水位（１７）の調整によって行われる。

例えば、給水器による水位を、鉢内培地の底面部（１８
）を基準として、下に設定して行く程、水位位置からの
毛管力による、サイフォン最“上部の、紐状毛管体内部
の含水量は、重力に抗して少なくなり負圧の値は大きく
なり、紐状毛管体と培地の接触部を介して少ない含水量
で鉢内根園部を維持する事になる、また逆に、上に設定
して行く程に含水量は多くなり、又、鉢内培地の底面部
を超えて水位を上げて行けば、毛管力による移動と別に
サイフォン作用よる水の移動が行われ、移動量も水位を
上げて行く程、多くする事が出来る。

従って、水位調整による設定位置は、蒸散発量以上の、
潅水で有れば鉢底面穴から鉢受け皿（２０）に流出とな
り、その位置を目安として設定位置を決める事も出来る
。

紐状毛管体のサイズの選定は、水位調整範囲の中間位置
に於いて、栽培植物と鉢サイズ、及び、１８ 使用培地と季節を考慮に入れた、最大蒸散発量時に余裕
をもった対応が１１４来る、太さ、又は本数を選定して
おく事で、この給水器による水位調整とその水位維持で
、貯水瓶内の水又は培養液を季節や成育段階、及び栽培
目的等の、その時々の潅水施肥に対応ずる事が出来る様
になっている。

又、埋め込まれる潅水換気部のスパイラルチューブ（１
）の作用について説明をする。

土壌学では、根の活動には「土壌三和が適性でなければ
ならぬ−１と言われており、これは容積比で同相と間隙
（６０％以−Ｌ）とに分け、この間隙に液相と気相とが
半々にあるのが理想的で、少なくとも毛管水（液相）が
保たれてない、非毛管間隙（気相）が１０％以上あるの
が必要と言われている。

気用は根か必要とする酸素（根の吸収エネルギー新生伸
長、根圏微生物、のための呼吸）を供給するのに、なく
てはならない部分てある。

この潅水方法は常に一定量の含水状態を維持していく方
法である為、水位の設定によっては、プラスチック鉢の
使用と、培地の種類と、用い方１９ 〈使川密度）で気相部か少なくなる欠点がある。

従って、潅水換気部のスパイラルチューフ、又は単独で
両端「Ｊを出し埋め込む事で、スパイラルスノット〈螺
旋状の隙間）と中空部に上る気体拡敗透過性の換気通路
を、根圏形成に合わせ理思の量と場所に理め込む十に３
１：って、根園部のカス交換と換気を行い、欠点を完全
に補う事を１１的としたものである。

発明の効果 この潅水施肥換気装置による小規模デストブラン１・の
使用の結果から下記の効果が得られる。

１　養液栽培固形培地ＩＪＩの根園部内部に、低価格で
市販されている、スパイラルヂューフを、気体拡散透過
性の換気通路として埋め込む事と、栽培植物の消費量分
の水又は養分を、常時その消費量分を自然供給する牛で
、従来の高価な自動機器を用いてシャープな潅水施肥を
行う必要がない事。

２　根同部に対する４ｋ培］」的や成育段階への戊育促
肚を目的とした、潅水施肥の制御に加えて安い：）０ 設備投資で空気供給又は酸素供給を行う事が出来る事９ ３　鉢物花〕Ｌ「園芸業に於いても、高価な自動機器を
用いる事なく、多数同質、又は、鉢の置く台の上下位置
の調整によって多数異質の鉢物に、同時に同し条件で、
栽培目的や成育段階の成育促進を目的とした、無駄のな
い潅水施肥が出来る事。

４　鉢物花介類に於いても、根園部に対する栽培目的や
成育段階への成育促進を目的とした、空気供給又は酸素
供給を、鉢と株根元をヒニールシートでマルチングをす
ることで行える事。

５　鉢物園芸業に於いて、幼清の時期から、出荷状態の
鉢植として、潅水施肥換気を行う事で植え換えの手間を
省き、出荷段階で水路パイプ内の、紐状毛管体を表土近
くで切断する事で、従来通りの鉢植状態での出荷も行え
る事。

６　第３図の潅水施肥装置の給水器を、鉢個数が１個、
又は、数個を、一定期間の潅水に列応出来る供給量をも
つ給水器を、鉢植え花弄類とのバランスとテザインと量
産化を考慮に入れて製作して２１ 最終消費者に低価絡て提供ずる事て、生産業かｔ，］旬
芸店最終消費者、各々で給水器を換える、即ち清水口の
毛し替えたけて、生産業から安定した、根圏環境の鉢植
え花−Ｊｉ一を個入ずる事カイ出来、貯水瓶に定期的に
水又は液肥を補充するたけで、根圏環境に対して、年単
位の長期間の維持か行える事で、−・般家庭での高級鉢
物花−ＩＦ類を含めて購入が増え、従って、高級鉢物花
ア「類を含めて市場拡大が計れる事。

７　鉢栽培の培地には、砂、粒状ロックウール等を使用
した養液栽培も行えるため、従来の園芸用土と固形肥料
からの小虫の発生や、不潔観．を無くず事が出来る事９ ８　従来の開化前後の鉢物を賜人し観賞して楽しむ事だ
けでなく、−・回の潅水も怠る事の出来ない種からの育
成や高級花〕午類のフラスコ出しの幼苗からの育戒を、
室内に於で定期的にＩ佇水瓶に水や液肥を補充する簡単
な管理で、種醒からの長期間の成育過程を楽しむ成育園
芸への転換と、それに伴い王場生産される高級花３１Ｆ
類の幼苗を園芸店て２２ 販売する新規の市場を提供するものである。

【図面の簡単な説明】 第１図は土や固形培地に埋め込む、潅水換気部を示す要
部の略視図である。 第２図は施設栽培生産業で潅水施肥の装置に使用する給
水器を示す要部の略視図である。 Ａ正面縦断面図　　８側面縦断面図 第３図は一般家庭で使用する、鉢栽培の一実施例を示す
要部の略視図である。 ２１−・・−ガラスポール弁

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水位調整が出来、その水位を一定に維持しながら、
   供給源からの水又は培養液を供給する給水器を使用して
   、前記給水器から供給される水中と培地の上部との間を
   、管状の中に毛管力が生じる紐状毛管体を通した水路で
   連通しておき、その紐状毛管体の一端を水中に入れ、も
   う一端を培地の上部から根圏環境内に埋め込み、水路と
   培地でサイフォン状に形成し、構成した潅水施肥方法。 ２、合成樹脂材帯板螺旋巻チューブを培地に埋め込み、
   そのチューブの両端部だけを外部に出しての換気方法。 ３、供給源からの配管を接続させる接続口と、潅水配管
   を接続させる接続口を設けた貯水槽内に、ボールタップ
   給水弁を供給源側の接続口に連通させて接続し、その貯
   水槽を上下移動と固定する事が出来る調整機構を要した
   潅水施肥用の給水器。 ４、潅水配管に接続させる接続口を設けた水受け容器内
   に、給水用の瓶を瓶口を下向きにして、出し入れする事
   が出来、水受け容器内を上下移動と固定する事も出来る
   、調整機構を要した潅水施肥用の給水器。 ５、給水元や貯水槽の供給源からの水又は培養液を、水
   位調整による水位設定を行い、その水位を維持しながら
   供給する給水器から、給水器の供給量に適した栽培数と
   、その栽培数に対応する潅水口を設けた潅水配管に接続
   して、各々の潅水口内の水中と培地の上部との間を、管
   状の中に毛管力が生じる紐状毛管体を通した水路で連通
   しておき、その紐状毛管体の一端を水中に入れ、もう一
   端を培地の上部から合成樹脂材帯板螺旋巻チューブと共
   に、培地の根圏環境内に埋め込み、その合成樹脂材帯板
   螺旋巻チューブの両端部分だけを外部に出し、水路と培
   地でサイフォン状に形成し、構成した換気と潅水施肥の
   装置。