JPH0463657B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は植物の水耕栽培方法とその装置、詳し
くは構造が簡単で栽培管理も容易な植物体の水耕
栽培方法とその装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、植物体の水耕栽培方法及びその装置とし
ては種々のものが市販又は提案されているが、こ
れらの装置方法に共通した不可欠な要因は、植物
体の固定方法及びそれに関連する培地の性状、養
液の供給及び循環手段、空気（とくに空気中の酸
素）の供給手段等が挙げられる。

先ず、植物体の固定方法及びそれに関連する培
地の性状であるが、従来の水耕栽培においては、
植物体の苗を移植して生育させる方法が一般的で
あるため、植物体幼苗の移植・。生育培地として
固形物を用いるものでは容器内にれき、砂、もみ
がらくん炭等を充填したもの（特開昭56−48829
号、同56−85222号公報）のほか、最近ではロツ
クウールの様な繊維質のシートや固形物で植物を
支持するような特殊な場合もある。又、栽培養液
中に直接植物体の根を接触させる場合の植物体幼
苗の支持体としては、ウレタンや発泡スチロール
板に小孔を開けたパネルを使用したり、これらの
小片に小孔を開けるという手段がとられる（特開
昭59−78632号公報）。

しかし、れきや砂を用いる生育培地では重量が
大となり、これに耐えうるだけの構造を要するた
めの装置は大規模なものとなる。

又、砂を生育培地として使用する場合、保水性
がれきなどに比較して強く、培養液の排出に時間
がかかつて酸素不足を起こす可能性が高いので、
生育に適当な水分量を常時均一に保持するための
給水管理が複雑となる。又、ロツクウールや発泡
スチロール等を苗の支持体として使用するもので
は、装置構造や材料費がかさむことから装置コス
トが大となる。

次に養液の供給（又は灌水）手段としては、植
物体の根に対して直接養液を流通させる方法や、
根に向けて養液を噴霧する方法（特開昭59−
78632号公報）等がある。しかし、これらの方法
では養液を流通あるいは噴霧させたりするための
ポンプや噴霧装置のほか大きい設備面積を必要と
し、規模が大きくなりコスト高となるのでとても
家庭用に供することはできない。又、植物体の上
方から噴霧する方式では葉面に多量の水分がかか
り、代表的な葉菜類であるシユンギクの例でみら
れるように炭そ病等の病害をおこすことが多い。

又、養液の循環手段としてはポンプを利用する
のが一般的であるが、サイフオンのような重力を
利用するタイプのもの（実開昭60−151356号公
報）では装置の設置面積を多く必要とし規模が大
となる。

次に、植物体が順調に生育するためには、特に
根部に対する十分な酸素の供給を必要とするが、
このための手段としては養液に空気を混入させる
方法や、培地に通気性をもたせるため多孔質のれ
きを使用したもの（特開昭56−48829号公報）、栽
培容器として通気性の良好な金網やビニロン製の
網を用いたもの（特開昭56−85222号公報）、根部
を大気に連通させておき養液を根部に噴霧するも
の（特開昭59−78632号公報）、作物根部の養液浸
漬と空気中曝露を交互に行なうもの（特開昭56−
140835号公報）等がある。しかし、これらの方法
では空気を供給するためのポンプその他の設備や
大きな設置スペースを必要とするものが多く、
又、養液に空気を混入したとしても夏季のような
高温下では酸素溶存量は僅少となり、十分な酸素
供給は期待できない。

そのほか植物体の栽培においては、養液供給や
灌水のタイミングあるいは温度管理等も重要な要
件となるが、これらの要件を満たすには高価な制
御装置を必要とするため、タイマーの設置程度は
兎も角として一般家庭用等の小規模な水耕栽培装
置には不向きである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上のように従来の水耕栽培装置においては、
養液の供給や灌水手段のほか特に酸素の供給手段
が大がかりで装置規模が大となり、多くの設置ス
ペースを要するほか、固形培地の場合でも、ある
いはウレタン、発泡スチロール定植板の場合でも
重量が大となり、培地の消毒等の管理も面倒で家
庭用等の利用には適さないものが多い。さらに播
種から植物体までの一貫した栽培が困難で、苗の
段階だらでないと栽培できないなどの問題点があ
る。

本発明は、かかる問題点を解消して装置の簡易
化、軽量化をはかり、安価なコストで製作でき、
栽培管理も容易で家庭用などの小規模栽培にも広
く使用できる水耕栽培方法及びその装置を提供す
ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち本発明は、通水性を有する植物生育培
地に播種された種子又は定植された苗に養液を液
滴として滴下させることを特徴とする植物体の水
耕栽培方法及び通水性を有する植物生育培地の上
方に養液の定量滴下可能な点滴ノズルを配設して
なることを特徴とする植物体の水耕栽培装置であ
る。

以下に本発明を、実施例を示す添付の図面に基
づいて詳細に説明する。

第１図に本発明装置の概略斜視図、第２図に本
発明装置の概略正面図を示した。

これらの図において、１は通水性を有する植物
生育培地、２は植物体、３は養液の点滴ノズル、
４は点滴ノズル３から滴下される養液で液肥、水
等の液体、５は植物体の播種又は生育用の栽培床
を示す。

しかして通水性を有する植物生育培地１として
は、軽量化をはかる上から例えば粒径３mm程度の
塩化ビニル樹脂粒等からなる樹脂ペレツトを用い
ることが望ましく、この培地１は第３図に拡大概
略正面図で示されるように、底板に培地１が漏出
しないような通孔６ａを複数個設けた栽培槽６の
中に適当な層厚に充填される。この充填層厚は根
の伸長度合を異にする植物の種類等に応じて適宜
定められる。

この栽培槽６の下部に養液案内槽７が、さらに
養液案内槽７の下部に養液貯留槽８及び点滴ノズ
ル３への養液供給用のポンプ９等が夫々配設され
て本発明の栽培装置本体Ａが構成される。

しかしてこれらの各槽の設備は第３図のように
養液案内槽７の内壁及び枠組１０に支持材１１を
組み込み、これらを介して各槽を着脱自在に組み
付ける等により行なわれる。

又、養液案内槽７内には底板に設けた排液口７
ａに回収液を導くための案内板又はシート７ｂが
設けられ、排液口７ａの下部には回収液を養液貯
留槽８あるいは外部へ給液あるいは排液するため
の切換用配管１２が設けられている。この切換用
配管１２の給液及び排液側には夫々切換バルブ１
２ａが取付けられている。又、養液貯留槽８には
一方の側面に切換用配管１２の給液側が接続さ
れ、他方の側面下部に貯留養液の送液管１３が接
続されており、送液管１３の端部には必要に応じ
て濾過用のストレーナ１４が装着されている。
又、貯留槽８の側面には内部の液量及び液の状態
が確認できる覗き窓１５及び図示しない養液補充
口が設けられている。

養液供給用ポンプ９の吸込側には送液管１３が
連結され、吐出側には分岐ジヨイント１７に連通
する送液管１６が連結される（第２図）。なおポ
ンプ９には必要に応じ図示しないタイマーが接続
される。

分岐ジヨイント１７は栽培装置本体Ａの両端附
近においてその架台１８に立設された支柱１９の
下部に固定されると共に、複数本の給液チユーブ
２０の一端が接続される。支柱１９は内部に空間
部を有する角筒等からなる下部支柱１９ａと上部
支柱１９ｂとを端部において嵌合させてなり、調
節ネジ２１を用いて支柱１９の高さを任意に調節
できるように形成されている。

分岐ジヨイント１７に接続されたチユーブ２０
の他端は、上部支柱１９ｂの上端部に固定された
エルボ２２の一端部に接続される。この場合チユ
ーブ２０は支柱１９の伸縮に対応できるよう、長
さにある程度の余裕をもたせるか、支柱１９の内
部空間内で螺旋状に巻かれている。

次に点滴ノズル３は植物生育培地１の上方に複
数個直列に、複数列配設されるが、その固定は上
部支柱１９ｂの上端部に連結具２３を介して中央
部長手方向に溝を設けたフレーム２４を架設し、
第４図に拡大図で示したようにフレーム２４の溝
に２枚の座板２５ａとビス２５ｂにより構成され
るアジヤスター２５を挾持し、座板２５ａの両端
をビス２５ｂで締め付けて固定し、さらに分岐管
２７ａを有するジヨイント２７の分岐管２７ａを
アジヤスター２５の孔部に貫挿し、その下端部に
螺着して垂設することにより行なわれる。この場
合、点滴ノズル３の移動はアジヤスター２５の締
付位置を調節することにより行なわれる。

又、複数の点滴ノズル３への養液の供給は、エ
ルボ２２のチユーブ２０に対し90°方向が変えら
れた水平方向の他端にチユーブ２６を接続してフ
レーム２４の空間内に配設し、チユーブ２６にジ
ヨイント２７を設けることにより行なわれる。

ジヨイント２７の点滴ノズル３に連通する分岐
管２７ａはある程度幅広に形成され、ジヨイント
２７を多少左右に移動させてもチユーブ２６に形
成されている供給口（図示せず）と連通しうるよ
うになつている。又、点滴ノズル３としては公知
のものから適宜選定して使用できるが、その一例
を第５図に示した。すなわち、この点滴ノズル３
は底部に液滴生成口３ｂを設けた外筒３ａ内に液
滴誘導用ネジ棒３ｃを液滴生成口３ｂを通して垂
設したゴムパツキング３ｄを設け、ネジ棒３ｃに
螺着した調節ネジ３ｆを回動させることにより、
ゴムパツキング３ｄにより液滴生成口３ｂに至る
流路が絞られ、点滴流量が任意の定量に調節でき
るように構成されている。

又、第１図に示される栽培床５は、主として種
子から直接植物体を生育させる場合、種子を樹脂
ペレツト培地１上に直接播種すると、種子粒子が
樹脂ペレツトより小さいときは流亡してしまうの
で、これを防止すると共に、苗に生長するまでに
必要とする水分、栄養分、酸素等の供給培地とし
て使用される。この栽培床としては、水の添加混
合によつて強い粘性を生ずる水性ゲルが好適に使
用されるが、その一例としては食品添加物として
も許可され安全性の点で問題のないアルギン酸ナ
トリウム、繊維素グリコール酸ナトリウム、ポリ
アクリル酸ナトリウム等を挙げることができる。

〔作用〕

以下に本発明装置による栽培方法並びに作用に
ついて説明する。

先ず本発明装置を用いて種子から植物体を栽培
するときは、上記の水性ゲルに適量の水又は種子
の発芽に必要な栄養剤、殺菌剤、殺虫剤、鳥類等
の動物忌避剤等を必要に応じ適宜配合した水を加
え攪拌して強い粘性を有する流体とし、これに種
子を混合して通水性の樹脂ペレツト培地１上に適
当な間隔を保持して載置し栽培床とする。この栽
培床の位置は培地１の上方に垂設されている点滴
ノズル３の下方に対向して位置するように配置さ
れる。栽培床５としてこのような水性ゲルを使用
するときは、相当の保水能力を有するので種子の
発芽までに必要とする灌水や施肥等についての厳
密な管理を省略することができる。

次いで発芽した苗の生育に必要とする養液を、
ポンプ９を作動させて養液貯留槽８から点滴ノズ
ル３に送り、養液を液滴として植物体の根元に滴
下する。なお種子の発芽前に滴下する必要がある
ときは栽培床５に滴下する。養液の滴下量は、植
物体の種類、生育段階、環境温度等により異なる
ので一定しないが、水枯れによる萎凋を生じない
程度に滴下される。この場合、滴下量がある程度
過剰であつても、培地１が通水性であるため植物
体に水分過多による悪影響を与えることはない。
又、ポンプにタイマーを連接することにより養液
の滴下を断続的に行なわせることもできる。

なお養液貯留槽８には当初植物生育に必要な窒
素、リン、カリウム等数種の肥効成分を含む養液
が充填される。

点滴ノズル３による養液の滴下は、植物体に対
する水分及び肥効成分の供給と同時に、根の生育
に必要な酸素を十分に供給する重要な作用を有す
る。すなわち、養液が液滴として滴下される間に
空気中の酸素が液滴中に飽和点まで容易に溶存さ
れる。一般に溶液に対する飽和溶存酸素の量は温
度の上昇に伴ない減少するが、一方、植物体の根
圏附近の温度が上昇するときは根の要求する酸素
量は逆に増加するため、夏季や温室等の高温環境
における植物体の栽培においては根に対する酸素
の十分な補給が困難となる場合が多い。

ところが養液を液滴として滴下させる場合は、
表面積の増大による酸素溶存の増加のみならず、
滴下中における一部蒸発により液滴は蒸発潜熱を
奪われて液温が低下し、溶存酸素量が増加すると
同時に、根圏を冷却することにより根の酸素要求
量を低減させる作用があり、極めて望ましい生育
条件を提供する。又、本発明によれば、植物体の
根は通水性の樹脂ペレツト間の間隙に伸張するの
で、常時気相と接触することとなり十分な酸素が
供給される。

点滴ノズル３の培地１表面からの高さは植物体
の生育段階に応じて適宜調節する。

植物体に吸収された後の過剰の養液は、栽培槽
６の通孔６ａから養液案内槽７を経て貯留槽８に
回収され循環使用される。

養液を培地に点滴灌水する植物栽培法は特開昭
56−85222号公報に開示されているように公知で
あるが、従来の点滴灌水は灌水ノズルを植物体の
根元に差込んで行ない、余剰の養液は病害の発生
等を考慮して回収しないのが通例であり、上記公
報に開示される方法も砂土等の培地の全域に水分
を均一に分布させるため、培地表面における点滴
点位置を定めるものであつて、本発明のように培
地の上方に空間を設けて配設された点滴ノズルか
ら養液を滴下する技術とは基本的に異なるもので
ある。

又、本発明によれば植物体に滴下された養液は
根に常時浸漬されることがないので、培地からの
病気の感染は極めて少なく、たとえ一部の植物体
に病気感染があつたとしても、全部の植物体への
感染を最少限に抑止することができる。又、養液
は通水性培地１を介して曝気条件下で循環されて
おり、培地も樹脂ペレツトが使用されるため汚染
の度合が少ない。養液の汚染度合は養液貯留槽８
の覗き窓１５から目視により判別し、汚染が進行
したと判断されたときは切換用配管１２のバルブ
１２ａを切換えて外部に廃棄する。又、培地１が
汚染した場合は、栽培槽６から取り出し、洗浄及
び蒸気消毒等を行なうことにより容易に再生使用
することができる。

〔発明の効果〕

本発明は上記した如くに、通水性を有する植物
生育培地に播種された種子又は定植された苗に対
して該植物の成長に応じて滴下高さを変化させつ
つ養液を液滴として滴下させることを特徴とする
ものであるから、特に、養液を液滴として滴下さ
せる場合における溶存酸素量の増加と根圏を冷却
することにより根の酸素要求量を低減させる作用
について植物の生育に応じた適切な生育条件を提
供することができ、また植物体の根は通水性の樹
脂ペレツト間の間隙に伸長するので、常時気相と
接触して十分な酸素が供給される効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の概略斜視図、第２図は本
発明装置の概略正面図、第３図は本発明の栽培装
置本体部分の概略正面図、第４図はアジヤスター
及び点滴ノズルの一例の正面図、第５図は第４図
の点滴ノズルの説明図を示す。 １……植物生育培地、３……点滴ノズル、５…
…栽培床、６……栽培槽、７……養液案内槽、８
……養液貯留槽、９……ポンプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 通水性を有する植物生育培地に播種された種
   子又は定植された苗に対して該植物の成長に応じ
   て滴下高さを変化させつつ養液を液滴として滴下
   させることを特徴とする植物体の水耕栽培方法。 ２ 通水性を有する植物生育培地の上方に養液の
   定量滴下可能な点滴ノズルを滴下高さを調節可能
   に配設してなることを特徴とする植物体の水耕栽
   培装置。 ３ 通水性を有する植物生育培地が樹脂ペレツト
   であり、該樹脂ペレツトにより直接植物を支持す
   る特許請求の範囲第２項記載の植物体の水耕栽培
   装置。