JPH06303866A - 溶液栽培の噴霧耕方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】設備を小さくすることができるとともに、生産
性の向上を図ることもできるようにすること。 【構成】養分となる培養液を、植物体Ａ…の根を位置し
た噴霧室２に噴霧して植物体Ａ…の成長を図る溶液栽培
の噴霧耕方法であって、前記培養液の噴霧を、植物体Ａ
…の吸収量に対応して、所定時間おきに所定量、自動的
に行なうようにし、培養液を貯蔵するタンクの容量とポ
ンプの大きさを小さくするととともに、無機塩類の種類
や含有量等を異にする培養液を２種類備えて、これら異
種類の培養液を、昼夜あるいは植物体Ａ…の成長段階等
の情況に応じて選択噴霧し、成長を促進させるようにす
る溶液栽培の噴霧耕方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば花木や花菜
類、葉菜類等の植物を定植し、この定植植物の根部に培
養液を噴霧して栽培する溶液栽培の噴霧耕方法およびそ
の装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】土ではない培養液による植物栽培は、一
般家庭での観賞用のものから農家での産業用のものまで
既に行われている。植物体の根を単に培養液中に浸して
おくものや、循環する培養液中に浸しておくものがあ
り、中でも、植物体の根を流れる培養液中に浸しておく
方法は、産業用のものとして最近広く採用されている。
この方法は、植物体をロックウール上に支持するととも
に、このロックウールを流水路上に固定して、この流水
路に培養液を流すのである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法で
は、単に培養液中に浸しておく場合に比して酸素の供給
が行なえ、また培養液の腐敗を抑制できるものの、大量
の培養液を必要とするため、大きなタンクと大きなポン
プとが不可欠となる。このため、設備が大きくなるのを
避けることはできず、生産効率がよくない等の難点があ
る。

【０００４】そこでこの発明は、設備を小さくすること
ができるとともに、生産性の向上を図ることもできるよ
うな溶液栽培の噴霧耕方法およびその装置の提供を目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、この発明の第１発明は、養分となる培養液を定植
植物体の根を室内に垂下した噴霧室に噴霧して植物体の
成長を図る溶液栽培の噴霧耕方法であって、前記培養液
の噴霧を、植物体の吸収量に対応して、所定時間おきに
所定量行なうようにした溶液栽培の噴霧耕方法であるこ
とを特徴とし、前記培養液として、養分を異にするもの
を複数種類備えるとともに、これら複数種類の培養液
を、昼夜あるいは植物体の成長段階等の情況に応じて選
択噴霧するもよく、また、培養液の噴霧パターンを、昼
夜あるいは植物体の成長段階等の情況に応じて変更する
もよい。

【０００６】また、この発明の第２発明は、内部を噴霧
室とする上面開口型の包囲体を設けるとともに、該包囲
体の上側に、植物体の茎の下部を保持して根を垂下状態
とする定植板を着脱可能に載置し、上記包囲体の下側
に、それぞれ異なる培養液を貯蔵する複数個の培養液タ
ンクを配設し、これら各培養液タンクに対して、貯蔵す
る培養液を前記噴霧室に対し、植物体の吸収量に対応し
て、所定時間おきに所定量、自動的に噴霧するポンプユ
ニットをそれぞれ接続した溶液栽培の噴霧耕装置である
ことを特徴とし、前記ポンプユニットに加えて、停電時
に作動するバックアップ用ポンプユニットを備えるもよ
く、また、前記定植板を発泡樹脂で形成するとともに、
前記包囲体を発泡樹脂製の箱状部材と、この箱状部材の
内側に敷設する水密シートとで構成するもよい。

【０００７】

【作用】すなわち、この発明の第１発明によれば、植物
体の根に吸収させる培養液を、植物体の吸収量に合わせ
た所定量ずつ所定間隔おきに間欠して、噴霧室内に噴霧
すると、直接的あるいは間接的に培養液の噴霧を受ける
植物体の根は、拡散や能動輸送によって主に根毛から培
養液中の無機塩類や有機栄養素等の養分を吸収し、培養
液の噴霧がなくなった時は酸素を吸収する。

【０００８】成分の異なる培養液を複数種類備え、例え
ば、光合成の行われる昼間と活動が低下する夜間、ある
いは光合成が盛んに行われ根毛の発達が盛んな若い時と
老いた時との差に応じて、さらには、葉からの蒸散の激
しい時とそうでない時等の差に応じて、異種の培養液を
選択噴射すると、植物体の根は、それぞれの情況に適し
た吸収が行なえる。

【０００９】また、培養液の噴霧量や噴霧間隔の噴霧パ
ターンを、湿度の差や前掲の例のような情況の違いに応
じて変更すると、植物体の根は、それぞれの情況に適し
た吸収が行なえる。

【００１０】この発明の第２発明によれば、重量のある
培養液タンクを下部に配設したので、装置全体の重心が
低くなって安定した姿勢なり、このため、背丈の高い植
物や、トマトの様に多くの果実をつける植物であっても
安定して支持できる。また、培養液タンクを下部に配設
する構造とすることで、占有床面積を小さくすることが
できる。そして、このような装置のポンプユニットを作
動させると、複数個の培養液タンクから植物体の吸収量
に対応した必要量の培養液が自動的に、噴霧室に間欠噴
霧され、植物体の根は噴霧された培養液を吸収すること
ができ、また噴霧培養液がなくなってくると酸素を吸収
する。

【００１１】ポンプユニットが停電によって不測に停止
した時に作動するバックアップ用ポンプユニットを備え
たので、植物体に必要な噴霧培養液が枯渇するようなこ
とを防止できる。

【００１２】また、噴霧室を発泡樹脂を利用して形成し
たので、噴霧室内の保温を行なうことができるととも
に、軽量であるため組み立てが簡易迅速に行なえる。

【００１３】

【発明の効果】上述の結果、この発明の第１発明による
と、噴霧室に噴霧する培養液を、植物体の吸収量に対応
して、間欠的に噴霧するようにしたので、従来のように
培養液を循環する栽培方法に比して必要とする培養液は
極めて少量でよい。このため、培養液タンクと、培養液
の噴霧をなすためのポンプユニットを構成するポンプと
は小さいものでよく、装置の小型化を図ることができ
る。また、植物体の必要とする量の培養液は間欠的に噴
霧されるので、また、噴霧培養液が存在するときは養分
を吸収し、噴霧培養液がなくなってくると酸素を吸収
し、これらの作用を繰返すことで、植物体の確実な成長
を期待できる。

【００１４】また、複数種類の培養液を情況に応じて適
宜選択して噴霧するので、植物体を囲む周囲の環境条件
や植物自体の情況に応じた効率の良い成長を行なうこと
ができる。

【００１５】さらに、培養液の噴霧パターンを、植物体
を囲む周囲の環境条件や植物自体の情況に応じて変更す
るので、その時に必要とする成分を植物体に吸収させる
ことができて、効率の良い成長を行なうことができる。

【００１６】この発明の第２発明によると、噴霧室を形
成する包囲体と定植板との下に培養液タンクを配設した
ので、装置の重心を低くした状態で装置の幅を小さくし
全体をコンパクトにまとめることができる。このため、
背丈の高い植物体や多くの果実のなる植物であっても、
不測の傾倒の恐れのない安定した栽培が行なえるととも
に、栽培有効面積を増加させることができる。また、培
養液タンクには、植物体に吸収させるに必要な量の培養
液を貯蔵すればよいので小型でよく、これを噴霧するた
めに必要なポンプも小型でよく、初めに係る設備費を低
く抑えて生産効率の向上を図ることもできる。

【００１７】また、バックアップ用ポンプユニットを備
えたので、停電が不測に起こった場合でも、植物体の根
に対する培養液の供給は中断されることなく継続され、
植物体の成長を確保することができる。

【００１８】さらに、噴霧室を形成する定植板と包囲体
とを発泡樹脂で形成したので、初期の設備費を低く抑え
ることが可能であるとともに、噴霧室内の保温により植
物体の成長阻害を防止して、生産性の向上を図ることが
できる。その上、軽量であるため設備の組み立てが簡易
迅速に行なえ、作業性もよい。

【００１９】

【実施例】この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳
述する。図１は、噴霧耕装置１上部の噴霧室２を、図２
は噴霧耕装置１下部の噴霧機構３をそれぞれ示す斜視図
であり、植物体Ａ…の根を噴霧室２に位置するととも
に、この噴霧室２に培養液を霧状に噴霧して、噴霧培養
液を植物体Ａ…の根に吸収させて植物体Ａ…の成長を図
るものである。

【００２０】上述の噴霧室２は、上面が開口した有底箱
状の包囲体４と、これの内側に敷設する水密シート５
と、包囲体４の上面に着脱可能に載置する定植板６とで
構成しており、包囲体４は、発泡スチロールを用いて形
成され、内定面をテーパ状にするとともに、中間位置
に、長さ方向に沿った溝４ａを形成している。この溝４
ａは、余剰噴霧液を集めて排出するためのもので、長さ
方向の中間位置において、後述する排液管７を連結して
いる。

【００２１】前述した水密シート５は、艶消し黒色のも
のを使用し、上述の排液管７との連結部分や、後述する
接続管８，９との連結部分を漏れのないように塞いでい
る。

【００２２】前述した定植板６もまた、発泡スチロール
製で、定植する植物体Ａ…に応じた所定位置に定植孔６
ａ…を形成している。植物体Ａ…の支持は、植物体Ａ…
の茎の下部に、例えばスポンジや脱脂綿などの弾性体１
０を巻き付けてこれを上述の定植孔６ａ…に挿入して行
なう。支持された植物体Ａ…の根は、噴霧空間２に位置
する。

【００２３】また定植穴６ａ…の形成位置について、ト
マト栽培を例として具体的に説明すると、４０cm×７０
０cmの定植板６の場合、図３にその一部を示すように、
３５ｃｍ間隔毎に２列形成したり、また図４に示すよう
に３５cm間隔毎に一列形成したりする。前者の場合に
は、破線で示すように中間位置に長さ方向に沿って噴霧
管１１を設け、後者の場合には一側位置に長さ方向に沿
って設けるとよい。

【００２４】なお、付言しておくと、幅約４０cmの定植
板６を載せる包囲体４の高さを約５０cmに設定して、こ
の下に配設する噴霧機構３の高さをおよそ３０〜４０cm
に設定すると、装置全体１の高さが１ｍ弱となり、収穫
作業に当っては屈む必要がなく、作業性がよいという利
点がある。

【００２５】前述した噴霧機構３は、２つの培養液タン
ク１２，１３と、交流電源で駆動するポンプユニット１
４と、直流電源で駆動するバックアップ用ポンプユニッ
ト１５とで構成しており、上述の培養液タンク１２，１
３は、細長形状に形成され、両端に送出管１２ａ，１２
ａ，１３ａ，１３ａを設け、上面には、余剰噴霧液を受
け入れる排液管７ａ，７ａと、培養液注入管１６，１６
と、フロートスイッチ１７，１７とを設けている。

【００２６】また、２つの培養液タンク１２，１３のう
ちの一方には、濃度の濃い培養液を貯蔵し、他方には薄
い培養液を貯蔵しており、濃い方は昼間に噴霧し、薄い
方は夜間に噴霧するようにしている。ここで培養液と
は、養分となる各種の無機塩類や有機栄養素を含有する
液体である。

【００２７】各培養液タンク１２，１３に設ける排液管
７ａ，７ａは、三方電磁切換弁７ｂを介して１つとし、
先に触れた排液管７としている。また、上述の培養液注
入管１６，１６は、培養液を貯蔵するメインタンク（図
５参照）に接続され、フロートスイッチ１７，１７の切
換えによって電磁弁１６ａ，１６ａが作動し、培養液の
注入が行われるようにしている。

【００２８】前述したポンプユニット１４は、培養液タ
ンク１２，１３の一端側に設けられるポンプ１９，２０
と、前述した噴霧室の中央位置に長さ方向に沿って架設
される噴霧管１１と、両者を接続する接続管８とで構成
され、上述のポンプ１９，２０は、交流電源で、所定時
間おきに所定時間の間、間欠駆動する。

【００２９】また、上述の噴霧管１１は、噴霧室２の長
さに対応する長さの棒状で、所定間隔おきに多数のノズ
ル１１ａ…を設けている。これらノズル１１ａ…は、図
３、図４に示したように、定植板６の定植穴６ａ…に対
応させておくも、対応させずともよい。

【００３０】前述の接続管８は、各ポンプ１９，２０か
ら出る部分８ａ，８ａを三方電磁切換弁８ｂを介して一
本にし、噴霧管１１へ接続している。

【００３１】また前述したバックアップ用ポンプユニッ
ト１５は、直流電流により駆動するポンプ２１，２２
と、噴霧管１１に接続する前述の接続管９とで構成し、
この接続管９もまた、各ポンプ２１，２２より出る部分
９ａ，９ａを三方電磁切換弁９ｂを介して一本にし、噴
霧管１１へ接続している。

【００３２】なお、各ポンプ１９，２０，２１，２２と
三方電磁切換弁７ｂ，８ｂ，９ｂ、電磁弁１６ａ，１６
ａはコントロールユニット（図示せず）により制御され
ており、各培養液タンク１２，１３内の培養液を所定の
間欠運転で、植物体の吸収量に対応した量の培養液を噴
霧するように設定されている。例えば先に例示した大き
さの噴霧室２でトマトの栽培を行なおうとする場合に
は、昼間においては、濃度の濃い方の培養液を５分おき
に５分間の噴霧を行ない、夜間においては濃度の薄い方
の培養液を２０分おきに３分間噴霧するというように制
御する。すなわち、各ポンプ１９，２０（あるいは２
１，２２）の駆動はそれぞれ別個に行なわれ、三方電磁
切換弁８ｂ（あるいは９ｂ）は適宜切換わる。また、排
液管７に設けた三方電磁切換弁７ｂは、噴霧により余っ
た培養液がそれぞれに戻るように適宜切換えられる。さ
らに、フロートスイッチ１７，１７は、培養液注入管１
６，１６に設けた電磁弁１６ａと連動し、所定量の培養
液が培養液タンク１２，１３内に貯蔵されるようにして
いる。

【００３３】また、バックアップ用ポンプユニット１５
は、停電等の不測の事態が起きてポンプユニット１４が
停止してしまった場合に、それまでの通りの一定の駆動
が行われるように設定され、不測の事態が解除された場
合に即座に停止し、ポンプユニット１４に培養液の噴霧
を引継いでもらうように設定されている。

【００３４】このように構成した噴霧耕装置１は、例え
ば温室内で、図５に示すような噴霧耕設備２３を構成す
べく、適宜配備される。図中２４，２５は、培養液注入
管で、それぞれ所定の培養液を貯蔵したメインタンク２
６，２７に接続される。また、各噴霧耕装置１…のコン
トロールユニットの制御を司るメインコントロールユニ
ット（図示せず）を設けて、例えば、異種の植物を栽培
する時にそれぞれ適した噴霧条件に切換えられるなど、
情況に応じて適宜対応が取れるようにしている。

【００３５】なお、以上の説明において、培養液タンク
１２，１３の数を２個としたが、噴霧する培養液の種類
に応じて、３個でも４個でも適宜設定すればよい。

【００３６】また、植物体の姿勢を維持する必要がある
場合には、定植板６の上に適宜の支柱を設けたり、植物
体Ａ…の茎や葉柄などを支持する紐等の手段を噴霧耕装
置１の設置場所に上から吊設したりする。

【００３７】このように構成した噴霧耕装置１の効果を
箇条書きで次に説明する。 培養液の噴霧は間欠噴霧であり、また、その噴霧は植
物体Ａ…の吸収量に対応した所定量ごとに行なうので、
噴霧培養液が存在する間は養分を吸収し、噴霧培養液が
なくなってくると酸素を吸収し、これを繰返すことで良
好な成長を得る。さらに、培養液タンク１２，１３に貯
蔵する培養液は少量でよい。このため、培養液タンク１
２，１３は小さくて済み、またこの培養液タンク１２，
１３から培養液を汲出すポンプ１９，２０，２１，２２
も小型のものでよく、装置１の小型化と、設備費の低減
を図ることができる。 培養液は２種類用意し、それぞれを情況に応じて選択
噴霧するようにしたので、必要なときに必要な水分、養
分、酸素を根毛に吸収させることができ、植物の成長を
促進することができる。 また、各培養液の噴霧間隔や噴霧時間（噴霧パター
ン）を情況に応じて変更するようにしたので、前項の場
合と同様に、植物体Ａ…の成長を促進することができ
る。 装置１を、上部に噴霧室２を、下部には重量のある噴
霧機構３を配設して構成したので、装置１の重心は下方
に位置し安定性が高い。このため、例えば背丈の高い植
物を栽培した場合や、トマトの様に多くの果実を実らせ
る植物を栽培した場合でも、装置１が転倒したりしてし
まうことを防止できる。また、装置１の高さを１ｍ弱程
度にしたので、収穫作業が容易に行なえる。 噴霧機構３には、バックアップ用ポンプユニット１５
を備えたので、植物体Ａ…が必要とする噴霧培養液が不
測に枯渇してしまうようなことを防止でき、確実な成長
を期待することができる。 噴霧室２を発泡スチロールを用いて形成したので、噴
霧室２内の保温が行なえ、噴霧する培養液の気化および
凝縮現象を安定させることができ、管理が容易になると
ともに、植物体Ａ…の所望通りの成長促進が行なえる。 噴霧室２を発泡スチロールで形成したため、軽量であ
り、長さ７００cmもの噴霧室２を組み立てる場合でも簡
易迅速に行なえ、作業性が良好である。 噴霧室２を構成する水密シート５を艶消し黒色に設定
したので、細菌の繁殖要因を減らし、細菌による被害を
抑止することができる。 また、前述のように噴霧耕装置１を幅寸法を小さくし
て占有床面積の小さなコンパクトな形状にすることがで
きるとともに、安価なポンプ１９，２０，２１，２２で
構成したそれぞれ独自の噴霧機構３を設けることができ
るので、いわば、細分化とでも言い得るような利点を有
する。すなわち、所定の広さの設備内において、それぞ
れ独立した栽培が行なえるため、多種類の植物を同時に
栽培することができ、また一部の植物が病気になってし
まったような場合に、被害を最小限に止め、他の植物を
保護することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】噴霧室を示す一部破断斜視図。

【図２】噴霧機構を示す斜視図。

【図３】定植板を示す部分平面図。

【図４】定植板の他の例を示す部分平面図。

【図５】噴霧耕設備を示す説明図。

【符号の説明】

１…噴霧耕装置 ２…噴霧室 ３…噴霧機構 ４…包囲体 ５…水密シート ６…定植板 １２，１３…培養液タンク １４…ポンプユニット １５…バックアップ用ポンプユニット ２３…噴霧耕設備 Ａ…植物体

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】養分となる培養液を、定植植物体の根を室
   内に垂下した噴霧室に噴霧して植物体の成長を図る溶液
   栽培の噴霧耕方法であって、前記培養液の噴霧を、植物
   体の吸収量に対応して、所定時間おきに所定量行なうよ
   うにした溶液栽培の噴霧耕方法。
2. 【請求項２】養分を異にする培養液を複数種類備えると
   ともに、これら複数種類の培養液を、昼夜あるいは植物
   体の成長段階等の情況に応じて選択噴霧する請求項１記
   載の溶液栽培の噴霧耕方法。
3. 【請求項３】培養液の噴霧パターンを、昼夜あるいは植
   物体の成長段階等の情況に応じて変更する請求項１また
   は請求項２記載の溶液栽培の噴霧耕方法。
4. 【請求項４】内部を噴霧室とする上面開口型の包囲体を
   設けるとともに、該包囲体の上側に、植物体の茎の下部
   を保持して根を垂下状態とする定植板を着脱可能に載置
   し、上記包囲体の下側に、それぞれ異なる培養液を貯蔵
   する複数個の培養液タンクを配設し、これら各培養液タ
   ンクに対して、貯蔵する培養液を前記噴霧室に対し、植
   物体の吸収量に対応して、所定時間おきに所定量、自動
   的に噴霧するポンプユニットをそれぞれ接続した溶液栽
   培の噴霧耕装置。
5. 【請求項５】停電時に作動するバックアップ用ポンプユ
   ニットを備えた請求項４記載の溶液栽培の噴霧耕装置。
6. 【請求項６】前記定植板を発泡樹脂で形成するととも
   に、前記包囲体を発泡樹脂製の箱状部材と、この箱状部
   材の内側に敷設する水密シートとで構成した請求項４ま
   たは請求項５記載の溶液栽培の噴霧耕装置。