JPH06153720A - 植物栽培装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 根腐れしやすい植物を水耕栽培可能な植物栽
培装置を提供すること。 【構成】造泡手段４２は、培養液槽４０に保持されてい
る培養液を用いて泡ｘを作る。該泡ｘは導泡手段６０に
より栽培槽３０に導かれ、植物ｚの根に接触させられ
る。これにより、植物ｚは、該接触した泡ｘの液膜から
栄養分を吸収する。栽培槽３０内において泡ｘが壊れる
と、培養液の”液”が残る。該”液”は、排出手段７
０，７２により栽培槽３０から排出される。 【効果】 根を十分に空気に触れさせるとともに、根の
表面への培養液の供給も確保ができる。従って、根腐れ
を起こすことがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、植物栽培装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、土等の固形培地を使うことなく植
物を栽培する水耕栽培が注目を集めている。

【０００３】該水耕栽培においては、通常、根を培養液
に完全に浸してしまうため、根腐れなどが生じてしまう
ものがある。これを解決するためには、従来の水耕栽培
用の栽培装置では、ポンプ等により根を浸している培養
液中に空気を送りこむものがあった。

【０００４】また、培養液を細いノズルから霧状にして
噴射する噴霧耕があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
のように、単に、培養液中に空気を送りこむだけでは、
十分ではなく、根腐れなどに弱い植物に対しては十分で
はなかった。

【０００６】また、噴霧耕は、ノズルがつまるおそれが
大きかった。ノズルがつまると植物に培養液を供給する
ことができないため、該噴霧耕は、実際にはほとんど使
用されることがなかった。

【０００７】本発明は、根腐れの生じやすい植物に対し
ても適用可能な水耕栽培用の植物栽培装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになされたもので、その一態様としては、培養
液を用いて植物を栽培する栽培方法において、培養液の
泡を形成し、該培養液の泡を栽培植物の根に接触させる
こと、を特徴とする栽培方法が提供される。

【０００９】本発明の他の態様としては、培養液を用い
て植物を栽培する植物栽培装置において、植物を栽培す
る栽培槽と、培養液を保持する培養液槽と、上記培養液
保持槽に保持されている培養液を用いて泡を形成する造
泡手段と、上記造泡手段の形成した泡を、上記栽培槽に
まで導く導泡手段と、を有することを特徴とする植物栽
培装置が提供される。

【００１０】この場合、上記栽培槽に存在する泡が壊れ
て後に残った培養液を排出する排出手段を有してもよ
い。該排出手段は、上記泡および該泡が壊れて後に残っ
た培養液を上記培養液槽に還流するものであってもよ
い。

【００１１】上記造泡手段は、上記培養液を撹拌する撹
拌手段を含んで構成されるもの、あるいは、上記培養液
中に気体を送り出すポンプを含んで構成されるものであ
ってもよい。

【００１２】さらには、泡が破壊されることにより生じ
た培養液の飛沫が上記植物にかかるのを防ぐ遮蔽手段を
有することが好ましい。

【００１３】本発明の他の態様としては、培養液を用い
て植物を栽培する植物栽培システムにおいて、植物を栽
培する栽培槽と、起泡剤および／または泡安定剤を含ん
だ培養液と、上記培養液を保持する培養液槽と、上記培
養液保持槽に保持されている培養液を用いて泡を形成す
る造泡手段と、上記造泡手段の形成した泡を、上記栽培
槽にまで導く導泡手段と、上記栽培槽に存在する泡およ
び該泡が壊れて後に残った培養液を排出する排出手段
と、を有することを特徴とする植物栽培システムが提供
される。

【００１４】

【作用】造泡手段は、培養液槽に保持されている培養液
を用いて泡を作る。該泡は導泡手段により栽培槽に導か
れ、植物の根に接触させられる。これにより、植物は、
該接触した泡の液膜から栄養分を吸収する。栽培槽内に
おいて泡が壊れると、培養液の”液”が残る。該”液”
は、排出手段により栽培槽外に排出される。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。

【００１６】本実施例の植物栽培装置は、図１に示すと
おり、水槽１と、植物保持体２と、気泡発生装置５と、
照明装置１０とから主に構成される。

【００１７】水槽１は、円筒形で、透明なプラスチック
等の材質でできている。該水槽１には体積を示す目盛り
１３が書かれているため、培養液７の蒸発量が簡単に判
るるだけでなく、培養液７を作るときに濃度が簡単に決
められるようになっている。また、本実施例の目盛り１
３は、温度によって色の変化する液晶を印刷することに
より構成されている。従って、該目盛１３の色をみれば
水温を確認できる構成となっている。また、水槽１と、
その台座部分１ａとは、この図には示さない爪、ねじ等
により連結され、容易に着脱可能に構成されている。な
お、該水槽１には、後述する通気管５２の一部が一体成
形で予め設けられている。該構造については、通気管５
２の説明の際に述べることとする。なお、本実施例にお
いては、該水槽１が、特許請求の範囲において言う”培
養液槽”、”栽培槽”、”導泡手段”を兼ねている。

【００１８】植物保持体２は、図２に示すとおり、水槽
１の蓋状の部材であり、円筒形の水槽１の上部に乗せら
れている。その中央部には穴２３が開けられており、穴
２３内に植物Ｚを保持する構成となっている。また、気
泡発生装置５から供給される気体を外部に排出するため
の開閉可能な窓２５を設けられている。該窓２５には、
その縁部に、ガイド敷居２７が設けられており、扉２６
を該ガイド敷居２７中においてスライドさせることによ
り開閉可能に構成されている。従って、必要に応じて該
窓２５を閉めれば、培養液７が植物ｚの葉や芽、茎等に
直接かからないようにすることができる。

【００１９】気泡発生装置５は、水槽１中の培養液７中
に空気を送りこみ、気泡および泡（本明細書中、”気
泡”と言った場合、液体中および液面部に存在する気体
の塊のことを主に指す。”泡”と言った場合には、いわ
ゆるシャボン玉のように液面から離れたものおよび液面
上にあるものを主に指す。）を発生させるためのもので
ある。該気泡発生装置５は、ポンプ５０と、通気管５２
と、逆止弁５４とから主に構成される。なお、該気泡発
生装置５が特許請求の範囲において言う造泡手段であ
る。

【００２０】ポンプ５０は、いうまでもなく空気を送出
するためのものである。本実施例においては、該ポンプ
５０として、空気の送出能力を調整可能なものを使用し
ている。該ポンプ５０は、台座部分１ａの側ではなく、
水槽１の底面外側に直接触れるような状態で強固に固定
されている。従って、該ポンプ５０の振動は、質量の大
きな物体、つまり、水槽１内の培養液７に吸収され、外
部への振動漏れや騒音を非常に小さくしている。また、
このような構造とすることによりポンプ５０の発生する
熱を培養液に伝えやすく、実質的にヒ−タとしても作用
させている。ポンプ５０の熱を培養液に伝えたくない場
合には、ポンプ５０の側面が水槽１の底面に直接は触れ
なくすることもできるような構造とすればよい。さら
に、万一水槽１が漏水を起こしても、空気ポンプ５０や
電球１０の電気装置は水槽１の底面に取り付けられてい
るので、これらが培養液７を浴びることはなく、感電事
故や漏電事故を起こすことはない。

【００２１】通気管５２は、ポンプ５０の送出する空気
を水槽１内の培養液中に導くものである。該通気管５２
は、上述したとおり、水槽１の底面部に水槽１自身と一
体化して構成されている。該構造を図３乃至図５を用い
て説明する。

【００２２】水槽１の底には、図３、図４に示すとお
り、通気管５２の一部を構成するリング状の凹部５２０
が設けられている。そして、該底面に気泡噴出板５２５
（図５参照）を配置することにより通気管５２を構成し
ている。気泡噴出板５２５は、図５に示すとおり、凹部
５２０と対応する位置に小孔５３０を有しており、該小
孔５３０から空気が気泡となって噴出する構成となって
いる。該小孔５３０は、できるだけ小さな気泡を発生さ
せるため、径の十分小さいものを多数設けている。この
ように水槽１の底面部において、通気管５２の一部が水
槽１と一体で成形されているため、水槽１の清掃、培養
液の交換などの際における取扱が容易となっている。

【００２３】凹部５２０の一部は、ポンプと連通するた
めに底に突き抜けている。そして、ここに後述する逆止
弁５４が配置されている。該逆止弁５４の存在により、
培養液が通気管５２を通じて流出し、ポンプ５０等に侵
入しないようになっている。従って、ポンプ５０が水槽
１よりも下側位置にあってもなんら問題はない。また、
逆止弁５４は水槽１の底面や通気管５２と一体に成形さ
れているため、取扱が容易である。

【００２４】照明装置１０は、水槽１の底面の外側に取
り付けられている。該照明装置１０は鏡面のケース１０
２を有しており、水槽１、植物Ｚを下方から効率よく照
らすことができる（注：いうまでもないが、水槽１の底
面は透明に構成されている）。

【００２５】さらに本実施例においては、照明装置１０
の光源として電球を用いることにより、該照明装置１０
を培養液を加温するためヒ−タとしても作用させている
（注：電球は、蛍光灯等に比べて発熱量が大きい）。さ
らに、該照明装置１０は、培養液の温度に対応してＯＮ
／ＯＦＦするように設けられたサ−モスタット（図示せ
ず）とつながれており、該照明の状態を見ることにより
その温度状況を確認できる構成となっている。従って、
冬季であっても、培養液７の温度が低下するのを防ぐこ
とができ、植物の成長が低下することはない。但し、夏
季等において、培養液の温度が高くなりすぎないよう
に、該照明を常にＯＦＦとすることもできることはいう
までもない。

【００２６】次に本実施例の栽培装置への使用に適した
培養液を説明する。

【００２７】本実施例の培養液は、チッソ、リン酸、カ
リウム等の養分のほかに、起泡剤や泡安定剤、芳香剤、
ＰＨ指示薬、着色剤、を含んで構成されている。

【００２８】起泡剤は、泡の発生を容易とするために添
加されたものである。該起泡剤としては界面活性剤等を
使用可能である。但し、界面活性剤は、植物に有害なも
のが多いため、なるべく害の少ないものを選択し、濃度
も必要最低限することが重要である。本実施例において
は、中性洗剤を培養液４００ｍｌにつき０．０１ｍｌ添
加している。なお、泡安定剤を入れれば泡が壊れにくく
さらに効果が高まる。この添加する物質は、通常”起泡
剤”等と呼ばれているものに限るものではない。上記目
的（例えば、泡発生の容易化等）を達成しうるものであ
れば、どのような物質であっても構わない。グリセリン
や、ビ−ル、牛乳、卵等に含まれている蛋白質（例え
ば、カゼイン）等でもよい。

【００２９】該芳香剤は、コチョウ−ランのように外見
は美しいが、臭いのない植物についても、臭いを楽しめ
るようにするために添加したものである。芳香剤として
は、当然、植物への害の少ないもの、例えば食品添加物
として使用可能なものが考えられる。本実施例において
は、バニラエッセンスを、０．０１％程度の濃度となる
ように培養液に添加している。この他にも、オレンジ等
のかんきつ系のものを使用してもよい。

【００３０】ＰＨ指示薬は、培養液のＰＨを容易に確認
できるようにするために添加されたものである。植物に
とっては、培養液のＰＨが５〜７前後であることが好ま
しいが、栽培を続けていると培養液のＰＨは酸性側に傾
きがちである。従って、弱酸性領域で変色するＰＨ指示
薬を添加しておくことにより、視覚的に容易に培養液の
ＰＨを確認することができる。該ＰＨ指示薬としては、
変色域がＰＨ４．２〜６．２（アルカリ性側：黄色、酸
性側：赤色）のメチルレッド、変色域がＰＨ５〜６．６
（アルカリ性側：赤色、酸性側：黄色）のクロロフェノ
−ルレッド等を使用することができる。なお、濃度は約
０．０１％程度で十分である。ＰＨ指示薬についても、
植物への悪影響の少ないものを選択し使用することはい
うまでもない。但し、単に色の変化による装飾効果のみ
を目的とするのであれば、変色域は上述した範囲外のＰ
Ｈ指示薬を使用しても構わない。

【００３１】この他にも、各種色素剤を入れれば、培養
液を美しい色にすることができる。

【００３２】次に、本実施例の動作を説明する。

【００３３】培養液をある程度減らした状態とする。そ
して、この状態で、気泡発生装置５により気泡を発生す
る。この場合、上述した培養液を用いてやれば、発生し
た気泡は単に該培養液の液中でのみ存在するのではな
く、液面に達しても容易にはこわれない。そのため、培
養液の液面上には多数の気泡、泡が存在した状態とな
る。従って、植物の根が培養液の液面よりも下側位置に
達していなくても、液面あるいは液面を離れて存在して
いる泡の液膜に触れることにより養分を吸収することが
できる。この場合、根は十分に空気にも触れることがで
きるため根ぐされ等を起こしやすい植物であっても水耕
栽培が可能になる。また、従来からある噴霧耕とは異な
りノズルのつまるおそれがほとんどない。さらには、泡
の存在により保温性が高まる。

【００３４】植物保持体２の窓２５を開けておけば、培
養液中の芳香剤による芳香効果を得ることもできる。こ
の場合、気泡、泡を発生させていることにより培養液中
の芳香剤は気化しやすく、高い芳香効果が得られる。但
し、例えば、シクラメンのような球根植物は、泡が破裂
して生じた飛沫が茎、球根等に付着すると腐るため植物
保持体２の窓２５を閉めておく。

【００３５】特に根ぐされしやすいような植物について
は、起泡剤等を含まない培養液を使用すればよい。この
場合には、気泡は培養液表面付近において壊れるため、
その飛沫７Ｘが根に付着することにより培養液が供給さ
れる（図６参照）。

【００３６】なお、泡があまりに大量に溜ると外部にあ
ふれだしてしまうおそれがあるが、これはポンプ５の能
力を調整し、泡が壊れる速度と泡のできる速度とのバラ
ンスを取ってやれば容易に解決可能である。あるいは、
タイマ等を設けて、所定の時間毎にポンプ５がＯＮ／Ｏ
ＦＦを繰り返すようにしても同様に解決可能である。こ
の他にも、泡は、照明の光を受けると干渉を生じ、様々
な色を呈するためインテリア性を高めるためにも有用で
ある。また、気泡、泡の存在により見苦しい根を見えな
くすることができる。その一方で、ポンプを止めて気泡
や泡を無くせば、根を容易に観察することができる。従
って、管理の容易さと、インテリア性とを両立させるこ
とができる。図７に示すように、水槽１の底面に光学的
フィルターを設置すると、照明装置１０の発する光の色
が該フィルタにより変えられるため、さらにインテリア
効果が高くなる。さらに光学的フィルターを周波数特
性、すなわち色が異なる種類のフィルターで構成すれ
ば、水槽１内を様々な色の光で照らしだすことができ美
しい。フィルターをモーターや水流などで回転させれば
廻り灯籠のように、非常に美しい水槽になる。

【００３７】他の実施例を図８を用いて説明する。

【００３８】本実施例は、植物を栽培する栽培槽と、培
養液を保持する培養液槽とを分離した点に特徴を有す
る。

【００３９】栽培槽３０は、栽培植物を保持するための
ものである。栽培植物ｚは、その根の部分だけを該栽培
槽３０内に位置させた状態で保持されている。

【００４０】培養液槽４０は、培養液を保持するための
ものである。該培養液槽４０には、造泡装置４２が設け
られている。該造泡装置４２は、図９に示すとおり、培
養液槽４０の底部に設けられた磁石４２２および該磁石
４２２を回転させるモ−タ４２０と、培養液槽４０内に
配置されたマグネット式の撹拌子４２４と、から構成さ
れる。モ−タ４２０により磁石４２２を回転させると撹
拌子４２４も回転する。これにより、培養液槽４０内の
培養液が撹拌され、泡が生じる。但し、造泡装置４２の
具体的構成はこれに限定されるものではなく、泡を形成
することができれば他のどのような構成であっても構わ
ない。例えば、上述した実施例と同様に、培養液中に気
体を送りこむことにより泡を形成してもよい。

【００４１】培養液槽４０と栽培槽３０とは、導泡管６
０により連結されており、培養液槽４０で生成されあふ
れた泡は、該導泡管６０を通じて栽培槽３０に導かれる
構成となっている。なお、導泡管６０にファン等を設け
強制的に泡を送るような構成としてもよい。この場合に
は、植物の根に風が当たるためより、根腐れを起こしに
くくなる。

【００４２】また、培養液槽４０と栽培槽３０との間に
は、栽培槽３０内において泡が壊れて残った培養液を培
養液槽４０に還流するための還流管７０および還流ポン
プ７２も設けられている。本実施例においては、ポンプ
７２として、泡がそのままポンプ内に流れ込んでも不具
合を生じないようなものを使用している。還流管７０の
入口（言い替えれば、培養液槽３０の出口）部分には、
メッシュ３２が設けられている。該メッシュの目の粗さ
は、液体は容易に通過できるが泡はそのままでは通過で
きない程度のものとなっている。これにより、泡がその
まま排出されることを防ぐ構成となっている。また、泡
の培養液槽３０内での滞留時間を長くすることができる
構成となっている。

【００４３】動作を説明する。

【００４４】造泡装置４２を作動させて培養液の泡を形
成すると、該泡は導泡管６０を通じて栽培槽３０に運ば
れる。栽培槽３０において保持されている栽培植物ｚ
は、その根が該泡に接触し、栄養分を吸収することがで
きる。栽培槽３０内において泡が壊れると”液”に戻
る。該培養液の泡が壊れて残った”液”は、還流管７
０、還流ポンプ７２により、培養液槽４０に戻される。
従って、栽培槽３０内には常に泡のみが存在することに
なる。従って、植物の成長に伴って根が伸びても、根
が”液”に浸ってしまうことはなく、根腐れは生じな
い。

【００４５】なお、泡が壊れて後に残った培養液は、還
流することなくそのまま廃棄する構成としても当然構わ
ない。

【００４６】以上説明した実施例においては、根ぐされ
しやすい植物でも水耕栽培を行うことができる。少ない
培養液で栽培が可能となり、結果として装置の小型化を
図ることができる。また、培養液が少ない分だけ、その
温度制御に対するレスポンスが速くなるという効果もあ
る。さらに、泡の移動は比較的ゆっくりとしたものであ
るため、培養液の量が少ないにも関わらず成分変化に対
する緩衝力の低下が少ないという効果もある。

【００４７】また、泡を作るために入れる蛋白質等の有
機物はＰＨ変化に対して鈍感であるものが多いため、培
養液のＰＨが変化しにくく、管理が容易である。

【００４８】また、泡によるインテリア効果も得られ
る。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、栽培植物の根に空気と
栄養分との両方を十分似供給することができる。従っ
て、根ぐされしやすい植物であっても手軽に水耕栽培を
行うことができる。また、インテリアとしても極めて有
効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す説明図である。

【図２】植物保持体２を示す説明図である。

【図３】水槽１を示す斜視図である。

【図４】水槽１の上面図およびＡ−Ａ線における断面図
である。

【図５】気泡噴出板５２５を示す説明図である。

【図６】該実施例による栽培状態の一例を示す説明図で
ある。

【図７】フィルタを設けた例を示す説明図である。

【図８】本発明の他の実施例を示す説明図である。

【図９】造泡装置の構成を示す説明図である。

【符号の説明】

１…水槽、１ａ…台座部分、２…植物保持体、５…気泡
発生装置、７…培養液、１０…照明装置、１３…目盛、
２３…孔、２５…窓、２６…扉、２７…ガイド敷居、３
０…栽培槽、３２…メッシュ、４０…培養液槽、４２…
造泡装置、５０…ポンプ、５２…通気管、５４…逆止
弁、６０…導泡管、７０…還流管、７２…還流ポンプ、
１０２…ケ−ス、１０４…フィルタ、４２０…モ−タ、
４２２…磁石、４２４…撹拌子、５２０…凹部、５２５
…気泡噴出板、５３０…細孔、ｘ…泡、ｚ…植物

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】培養液を用いて植物を栽培する栽培方法に
   おいて、 培養液の泡を形成し、該培養液の泡を栽培植物の根に接
   触させること、 を特徴とする栽培方法。
2. 【請求項２】培養液を用いて植物を栽培する植物栽培装
   置において、 植物を栽培する栽培槽と、 培養液を保持する培養液槽と、 上記培養液保持槽に保持されている培養液を用いて泡を
   形成する造泡手段と、 上記造泡手段の形成した泡を、上記栽培槽にまで導く導
   泡手段と、 を有することを特徴とする植物栽培装置。
3. 【請求項３】上記栽培槽に存在する泡が壊れて後に残っ
   た培養液を排出する排出手段を有すること、 を特徴とする請求項２記載の植物栽培装置。
4. 【請求項４】上記排出手段は、上記泡が壊れて後に残っ
   た培養液を上記培養液槽に還流するものであること、 を特徴とする請求項３記載の植物栽培装置。
5. 【請求項５】上記造泡手段は、上記培養液を撹拌する撹
   拌手段を含んで構成されること、 を特徴とする請求項２記載の植物栽培装置。
6. 【請求項６】上記造泡手段は、上記培養液中に気体を送
   り出すポンプを含んで構成されること、 を特徴とする請求項２記載の植物栽培装置。
7. 【請求項７】泡が破壊されることにより生じた培養液の
   飛沫が上記植物にかかるのを防ぐ遮蔽手段を有するこ
   と、 を特徴とする請求項２記載の植物栽培装置。