JPH0595738A - 水耕栽培の培養液殺菌装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 水耕栽培の培養液の殺菌を紫外線照射により
行なうと共に、紫外線照射による培養液中のキレート鉄
成分の変化に対しキレート鉄濃度を当初の１００〜７０
％に自動調節して、栽培植物の鉄欠乏症を防止する。 【構成】 培養液タンク１に蓄えられた培養液は循環ポ
ンプ２によって送り出され、ろ過装置３でろ過された
後、紫外線照射タンク４に流入し、２５４nmを主波長と
する紫外線照射によって培養液が殺菌され、水耕栽培ベ
ッド９に送り込まれ、植物１０に供給される。紫外線照
射タンク４の側面に設けられたキレート鉄濃度センサー
１１は培養液中のキレート鉄濃度を検出し、キレート鉄
濃度が当初の７０％以下になったときキレート鉄濃度制
御装置５がリレー６を作動してキレート鉄供給ポンプ８
を動かし、キレート鉄溶液タンク７より水耕栽培ベッド
９の培養液中にキレート鉄溶液を供給し、培養液中のキ
レート鉄濃度の低下を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水耕栽培の培養液殺菌
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】水耕栽培は土壌を用いず、養分を培養液
で直接植物に供給するため土耕栽培にみられる土壌の痩
地化や連作障害がなく、常に同じような作柄が期待で
き、また土の付着による汚れもないことから、近年水耕
栽培による野菜や花の栽培が活発化してきている。土耕
栽培の場合には、植物の伝染病および病害虫予防のため
一般に殺菌剤が用いられるが、現在のところ水耕栽培の
場合には使用が許可，発売されている殺菌剤がなく、培
養液の殺菌方法としては、培養液の加熱殺菌や紫外線照
射殺菌が行なわれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】培養液の殺菌方法のう
ち加熱による殺菌は、加熱殺菌した培養液を再度冷却し
て使用する必要があり、殺菌所要時間が長くかかる上、
好熱性の病原菌には殺菌効果が低いという欠点がある。
また紫外線を培養液中に照射して殺菌する紫外線殺菌
は、短時間で高い殺菌効果が得られるが、紫外線照射に
よって培養液組成濃度のうち、窒素，りん酸，カリウ
ム，マグネシウム，亜鉛，マンガンなどの大部分の要素
の濃度はほとんど変化しないが、培養液中のキレート鉄
が分解，沈澱し、培養液中のキレート鉄の濃度が低下す
る。このため、栽培植物が鉄欠乏症を引き起こし、葉緑
素の生成が損なわれて葉の黄化を生じるおそれがある。
さらに、現在殺菌剤として認可を得て発売されているも
のはないが、将来、殺菌剤が認可，発売された場合にお
いても、殺菌剤の使用頻度や使用量によっては殺菌剤が
本質的に持っている毒性物質の残留，蓄積による栽培植
物自体への影響や、栽培植物を食した人畜への影響につ
いても十分注意を払う必要があり、真にクリーンな植物
の栽培は困難である。

【０００４】本発明は前記問題点を解決するもので、紫
外線照射による培養液中のキレート鉄濃度の低下を抑制
する水耕栽培の培養液殺菌装置を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明の水耕栽培の培養液殺菌装置は以下の手段を
持つ。

【０００６】（１）紫外線照射タンクおよびキレート鉄
濃度センサー，キレート鉄濃度制御装置で構成され、紫
外線照射タンクで培養液の殺菌を行なうとともに、培養
液のキレート鉄濃度を当初の１００〜７０％に調節，保
持する。

【０００７】（２）紫外線照射タンクと、キレート鉄濃
度センサーとして、紫外線照射タンクに設けた紫外線強
度検出器、およびキレート鉄濃度制御装置を具備する。

【０００８】（３）培養液中のキレート鉄濃度の調節，
保持の手段として、キレート鉄濃度制御装置からの制御
信号により、キレート鉄溶液タンクからキレート鉄溶液
を供給する。

【０００９】（４）紫外線照射タンク，キレート鉄濃度
センサーおよびキレート鉄供給装置で構成され、紫外線
照射タンクで培養液の殺菌を行なうとともに、紫外線照
射の時間に応じてキレート鉄溶液を供給するものであ
る。

【００１０】

【作用】この構成により本発明の水耕栽培の培養液殺菌
装置は、培養液タンクに蓄えられた培養液が循環ポンプ
によって送り出され、ろ過装置でろ過された後、紫外線
照射タンクに流入し、２５４nmを主波長とする紫外線照
射によって培養液が殺菌され、水耕栽培ベッドに送り込
まれ植物に供給される。紫外線照射タンクの側面に設け
られたキレート鉄濃度センサーは培養液中のキレート鉄
濃度を検出し、キレート鉄濃度が当初の７０％以下にな
ったとき、キレート鉄濃度制御装置がリレーを作動して
キレート鉄供給ポンプを動かし、キレート鉄溶液タンク
より水耕栽培ベッドの培養液中にキレート鉄溶液を供給
し、培養液中のキレート鉄濃度の低下を抑制することと
なる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例の水耕栽培の培養液
殺菌装置を図面に基づいて説明する。図１において培養
液タンク１に蓄えられた培養液は循環ポンプ２によって
送り出され、ろ過装置３でろ過された後、紫外線照射タ
ンク４に流入し、２５４nmを主波長とする紫外線照射に
よって培養液が殺菌され、水耕栽培ベッド９に送り込ま
れ、植物１０に供給される。紫外線照射タンク４の側面
に設けられたキレート鉄濃度センサー１１は培養液中の
キレート鉄濃度を検出し、キレート鉄濃度が当初の７０
％以下になったときキレート鉄濃度制御装置５がリレー
６を作動してキレート鉄供給ポンプ８を動かし、キレー
ト鉄溶液タンク７より水耕栽培ベッド９の培養液中にキ
レート鉄溶液を供給し、培養液中のキレート鉄濃度の低
下を抑制する。

【００１２】図２において、紫外線照射タンク（以下タ
ンクという）１２の下部側面に流水入口１３があり、こ
れと反対側の上部側面に流水出口１４が設けられてい
る。タンク１２の内部には、内蓋１５を介して片口金タ
イプの二重管流水殺菌灯１６が配設されている。タンク
１２の側面には２５４nmの紫外線に感度を持つ紫外線強
度検出器１７が配設されている。さらに、流水殺菌灯１
６はソケット部１８を介して点灯装置１９が接続されて
おり、流水殺菌灯のソケット部１８の保護カバーとして
外蓋２０が設けられている。内蓋１５及び外蓋２０はそ
れぞれ締め付けねじ２１，２２により取り外しが可能で
あり、流水殺菌灯１６の保守，点検，取り替え，タンク
１２の清掃などが容易に行なえる構造としている。

【００１３】流水殺菌灯１６は、図３に示すように、発
光管２３，紫外線透過ガラスでできた防水構造の外管２
４，口金部２５，ベース２６により構成され、ベース２
６の下部に設けた取り付け，取り外し用ねじ２７によっ
て容易に、図２における流水殺菌灯１６の内蓋１５への
固定，取り外しができるようになっている。また、口金
部２５は流水殺菌灯１６の取り付け，取り外しが簡便に
できるよう、片口金タイプとなっている。

【００１４】図４において、点滅スイッチ２８をオンま
たはオフすることにより図２の流水殺菌灯１６が点灯ま
たは消灯し、その状態が点灯の有無を示す点灯パイロッ
トランプ２９に表示される。また安全のために漏電ブレ
ーカー３０が設置されている。

【００１５】図１により、キレート鉄濃度制御装置の動
作を述べる。キレート鉄濃度センサー１１により培養液
中のキレート鉄濃度を検出し、培養液中のキレート鉄濃
度が当初の７０％以下になったとき、キレート鉄濃度制
御装置５が、リレー６を作動してキレート鉄供給ポンプ
８を動作させ、キレート鉄溶液をキレート鉄溶液タンク
７から水耕栽培ベッド９の培養液中に供給する。キレー
ト鉄濃度センサー１１は紫外線照射タンク４の側面に設
けた紫外線強度検出器により構成する。

【００１６】培養液中の組成のうちキレート鉄の成分
は、紫外線照射により分解，沈澱するため、培養液に紫
外線照射を続けるとキレート鉄成分が減少する。一方、
キレート鉄には紫外線を吸収，減衰させる性質があり、
培養液中に紫外線を照射した場合、培養液中のキレート
鉄濃度により、培養液中の紫外線透過率が変化する。こ
れらのことから紫外線照射によるキレート鉄成分の減少
に伴い、培養液中の紫外線透過率が変化する。培養液中
のキレート鉄濃度と、紫外線を培養液中に１０cmの厚さ
だけ通過させたときの紫外線透過率との間には図５に示
す関係がある。図２における紫外線照射タンク１２内に
紫外線強度検出器１７を設置しておき、流水殺菌灯１６
から照射された紫外線の培養液による減衰度を求めるこ
とにより、図５の関係から培養液中のキレート鉄濃度を
知ることができる。以上のようにして紫外線強度検出器
１７からなるキレート鉄濃度センサーの信号をもとに、
キレート鉄濃度制御装置５が培養液中のキレート鉄濃度
を判断し、培養液中のキレート鉄濃度が当初の７０％に
なったときキレート鉄が水耕栽培ベッド９の培養液に供
給され、培養液中のキレート鉄濃度の低下を抑制する。

【００１７】流水殺菌灯１６として、紫外線出力１．７
Ｗ，ランプ電力１３Ｗの図３に示す二重管流水殺菌灯８
灯を用い、図２の紫外線照射タンク１２に培養液３５リ
ットルを入れ、一般細菌の指標菌としてトマト青枯病菌
（Pseudomonas solanacearumE.F.Smith）を、また糸状
菌の指標菌としてキュウリ蔓割病菌（Fusarium oxyspor
um Schlechtendahlf.sp.cucumerinum Owen）をそれぞれ
１．０×１０⁴個／mlとなるように接種し、１０分間攪
拌した後、２５４nmを主波長とする紫外線照射を行な
い、紫外線照射後は培養液を攪拌し、その紫外線照射タ
ンク４の中央部より培養液を採取し、トマト青枯病菌に
対する殺菌効果は希釈平板法で、キュウリ蔓割病菌に対
する殺菌効果は分生胞子発芽検定法により検定した結果
を（表１）および（表２）に示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【表２】

【００２０】この結果から、紫外線出力１．７Ｗ，ラン
プ電力１３Ｗの二重管流水殺菌灯８灯を用いた場合、一
般細菌の指標菌としてトマト青枯病菌をとると、培養液
３５リットルを１０秒以内で、また糸状菌の指標菌とし
てキュウリ蔓割病菌をとると、培養液３５リットルを約
６０秒で殺菌できることがわかる。

【００２１】なお、紫外線照射による培養液中のキレー
ト鉄濃度の変化を、流水殺菌灯として紫外線出力１．７
Ｗ，ランプ電力１３Ｗの二重管流水殺菌灯８灯を用い、
紫外線照射タンク４に培養液３５リットルを入れ培養液
を紫外線照射し、１０分，２０分，３０分，４０分，５
０分，６０分の各一定時間経過後、培養液を採取し、キ
レート鉄濃度の変化を見てみると図６のようになる。pH
が７．０の場合には６０分経過後、キレート鉄濃度は６
０％余りの減少を示し、培養液のpHが高い場合にはキレ
ート鉄濃度の減少が大きい。pHが５．０の場合には同じ
く６０分経過後のキレート鉄濃度の低下は２０％程度で
ある。このように培養液のpHがわかっているとき、培養
液中のキレート鉄濃度は照射時間に応じてきまるため、
前記実施例におけるキレート鉄濃度センサー及びキレー
ト鉄濃度制御装置の替わりとして、紫外線照射時間に応
じて培養液にキレート鉄を供給するキレート鉄濃度制御
装置を使用することも可能である。

【００２２】

【発明の効果】以上の実施例の説明からも明らかなよう
に本発明の水耕栽培の培養液殺菌装置によれば、紫外線
照射によって水耕栽培の培養液を殺菌するとともに、培
養液中のキレート鉄濃度を検出して、培養液中のキレー
ト鉄濃度の低下を抑制することができ、栽培植物の鉄欠
乏症を生ずることもなく、さらには殺菌剤を用いた場合
に起こり得る毒性物質の残留や蓄積による栽培植物自体
および栽培植物を食した人畜への悪影響のない、クリー
ンな植物を栽培することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の水耕栽培の流水殺菌装置の
概念を示す構成図

【図２】同、紫外線照射タンクの詳細な構成を示す断面
図

【図３】同、流水殺菌灯の詳細な構成を示す断面図

【図４】同、点灯装置の構成を示す斜視図

【図５】同、培養液中のキレート鉄濃度と培養液中の紫
外線透過率との関係を示すグラフ

【図６】同、培養液中のキレート鉄濃度と紫外線照射時
間との関係を示すグラフ

【符号の説明】

１ 培養液タンク ２ 循環ポンプ ４ 紫外線照射タンク ５ キレート鉄濃度制御装置 ７ キレート鉄溶液タンク ８ キレート鉄供給ポンプ ９ 水耕栽培ベッド １０ 植物 １１ キレート鉄濃度センサー １７ 紫外線強度検出器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】紫外線照射タンク，キレート鉄濃度センサ
   ー、およびキレート鉄濃度制御装置を具備し、紫外線照
   射によって培養液の殺菌を行なうとともに、前記培養液
   中のキレート鉄濃度を当初の１００〜７０％に自動的に
   調節，保持する構成を有する水耕栽培の培養液殺菌装
   置。
2. 【請求項２】紫外線照射タンクと、キレート鉄濃度セン
   サーとして、前記紫外線照射タンクに設けた紫外線強度
   検出器、およびキレート鉄濃度制御装置を具備した水耕
   栽培の培養液殺菌装置。
3. 【請求項３】キレート鉄濃度制御装置からの制御信号に
   より、培養液にキレート鉄溶液タンクからキレート鉄溶
   液を供給する請求項１または２記載の水耕栽培の培養液
   殺菌装置。
4. 【請求項４】紫外線照射タンク，キレート鉄濃度センサ
   ー、およびキレート鉄濃度制御装置を具備し、紫外線照
   射によって培養液の殺菌を行なうとともに、紫外線照射
   時間に応じてキレート鉄溶液を供給する構成を有する水
   耕栽培の培養液殺菌装置。