JPH08294335A

JPH08294335A - 湛水式養液栽培装置

Info

Publication number: JPH08294335A
Application number: JP7140051A
Authority: JP
Inventors: Kazutoshi Aoki; 和年青木; Sawako Takeshita; 佐和子竹下; Takenosuke Naoki; 武之介直木; Hiroyuki Oki; 広之大木; Mitsumasa Kawamura; 充雅河村; Akira Mio; 彰三尾
Original assignee: KUMAMOTO PREF GOV; Kumamoto Prefecture; Toto Kogyo Co Ltd; Maruwa Biochemical Co Ltd
Current assignee: KUMAMOTO PREF GOV; Kumamoto Prefecture; Toto Kogyo Co Ltd; Maruwa Biochemical Co Ltd
Priority date: 1995-02-28
Filing date: 1995-05-16
Publication date: 1996-11-12

Abstract

(57)【要約】【目的】動力源を用いた大掛かりな設備やルートチャ
ンバを用いずに、ホウレン草等の軟弱野菜を高温地域で
も安価に周年栽培可能で、かつ栽培・収穫作業の容易な
湛水式養液栽培装置を提供することにある。【構成】支持具１と、支持具によって地面Ｇから所定
の高さに支持されて、外周面が外気に晒された状態にあ
る水槽２と、水槽の開口部２１に密閉可能に設置された
蓋３と、蓋の長手方向に１列以上設けられた、蓋の表裏
を貫通する切り込み溝３０に、蓋の表面から水槽の底部
にかけて延伸して設けられた毛細管現象を有する給水シ
ート３２とからなり、水槽のうち少なくとも切り込み溝
の部分の素材は、柔軟性と滞水圧性と透湿性とを有する
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばホウレン草やサ
ラダ菜等のいわゆる軟弱野菜を栽培するための湛水式養
液栽培に使用される栽培装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、作物の生育に必要な根圏の水
温や酸素を確保するために、半地下式の湛水式養液栽培
装置（例えば、特公平４−５２７３０号）がある。すな
わち、従来技術は、必要な水温を確保するために、水槽
を地下式にして外気温による根圏温度及び水温への影響
を小さくし、循環式水耕栽培装置のような動力源を用い
た大掛かりな冷却装置を不要とした。一方、従来技術
は、必要な酸素を根から確保するために、水槽に水（養
液）を一旦溜めて循環させずに、水面に接する根（水中
根）から養液中の溶存酸素を吸収させる。また、水中根
が下方に成長すると共に水面は低下し、水面上に生じる
空間に、気中に接する根（湿気中根）が増殖する。この
湿気中根に、大気中から必要な酸素を吸収させて、収穫
に至まで成長させる。このように従来技術は湿気中根に
着目して、循環式水耕栽培装置のような溶存酸素を循環
させる大掛かりな装置を不要とした。したがって、従来
技術によれば、循環式水耕栽培装置設備に比べて設備が
簡易で経済的であり、また、病気が発生しても循環しな
いので病気の影響が局地的であり、処置が容易である。
さらに、半地下式のため、添え木を介して上方に茎が大
きく伸びるメロンやトマト等の果菜類作物の栽培及び収
穫の作業を容易に行える。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来技術は
メロン等の果菜類作物の栽培を前提とした技術であるた
め、ホウレン草やサラダ菜等の軟弱野菜の栽培には適さ
ないという問題があった。すなわち、従来技術は果菜類
作物の栽培に適した二重構造の側面多穴容器からなるル
ートチャンバを苗の数だけ水槽内に設置し、本葉が２枚
出るまで別の場所で育てた苗を定植した多穴定植容器
を、ルートチャンバに栽培可能に載置している。このた
め、メロンのように売買単価の高い作物以外の作物、例
えばホウレン草のような軟弱野菜の栽培には経済的でな
かった。

【０００４】また、従来技術は水槽を半地下式にしたの
で、動力源を有する冷却装置を用いずに、外気温による
根圏温度及び水温への影響を小さくすることができた
が、それでも尚、地面に接する水槽内の温度は、気温に
比例して上昇する地温の影響を受けやすく、特に九州、
沖縄等の高温地域では、ホウレン草のような根圏温度の
上限が低い（３０℃以下）植物の夏期栽培が困難であっ
た。

【０００５】さらに、従来技術は半地下式のため、背丈
の余り伸びない軟弱野菜の栽培や収穫作業は、中腰で行
わねばならず、肉体を酷使する原因となっていた。この
点で、従来技術の前提となった循環式水耕栽培装置は、
地上から一定の高さに設置可能であるから作業性はよい
が、前述したように設備が高価あることや病気が循環し
てしまうことなどから一般農家への普及は困難であっ
た。

【０００６】そこで本発明の目的は、動力源を用いた大
掛かりな循環・冷却装置や苗ごとに必要なルートチャン
バを使用しないで、ホウレン草やサラダ菜等の軟弱野菜
を安価に生産できる湛水式養液栽培装置を提供すること
にある。

【０００７】また他の目的は、動力源を用いた大掛かり
な循環・冷却装置を使用しないで、根圏温度の上限が低
い植物を、高温地域でも周年栽培可能な湛水式養液栽培
装置を提供することにある。

【０００８】さらに他の目的は、動力源を用いた大掛か
りな循環・冷却装置を使用しないで、水槽を地上から一
定の高さに設置可能にして、軟弱野菜の栽培・収穫作業
の容易な湛水式養液栽培装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の特徴は、
支持具と、支持具によって地面から所定の高さに支持さ
れて、外周面が外気に晒された状態にある水槽と、水槽
の開口部に密閉可能に設置された蓋と、蓋の長手方向に
１列以上設けられた、蓋の表裏を貫通する切り込み溝
に、蓋の表面から水槽の底部にかけて延伸して設けられ
た毛細管現象を有する給水シートとからなり、水槽の素
材は、柔軟性と滞水圧性と透湿性とを有するところにあ
る。

【００１０】第２の特徴は、栽培装置の水槽の大きさ
は、１回の養液補給によって植物の収穫に至までに必要
な水分、養分、溶存酸素をまかなえる容積であるところ
にある。

【００１１】第３の特徴は、水槽の素材の耐水圧性は、
５００〜３０００ｍｍの範囲であり、さらに上記透湿性
の透湿度では、３０００〜７０００ｇ／ｍ²／２４時間
の範囲にあるところにある。

【００１２】第４の特徴は、水槽の素材は、光の反射率
が９０％以上で、光吸収率が１％以下であるところにあ
る。

【００１３】第５の特徴は、水槽の素材は、透気度が２
０〜８０Ｓ／１００ＣＣの範囲の通気性があるところに
ある。

【００１４】第６の特徴は、蓋のうち少なくとも切り込
み溝の部分の素材は、栽培する作物の根の先端が上記切
り込み溝を押し分けて伸長するのを阻害しない程度の弾
力性を有するところにある。

【００１５】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説
明する。

【００１６】図１に示すように、地面Ｇ上に垂直に植設
してある支持具１により、水槽２がその下面や側面を空
気に晒した状態で支持されている。

【００１７】先ず支持具１の構造について説明すると、
この支持具は複数の支持柱１０…を格子状に一定の間隔
をおいて垂直に立設し、この支持柱相互間を水平の複数
の支持梁１１…によって連結し組み立てたものである。
支持柱１０及び支持梁１１は、養液を満たした水槽２を
支持可能な強度のもので、材質は木，合成樹脂，金属な
どから適宜選択される。

【００１８】水槽２は、支持具１によって地上から所定
の高さに支持され、軟弱野菜の栽培や収穫の作業を容易
に行える高さであることが必要である。具体的には、背
丈が余り伸びないホウレン草の場合、水槽２の開口部２
１の高さが作業者の腰の高さ前後であればよい。

【００１９】水槽２の形状は、上端に開口部２１を有す
る長方形のボックス状のもので、この水槽の大きさは、
本発明を利用して栽培する植物の収穫に至までに必要な
水分、養分、溶存酸素を供給可能な量の養液を１回の湛
水でまかなえる容積である。水槽２を構成するシート２
０の素材は、栽培期間中の滞水に耐えられる強度や耐水
圧性及び蒸散効果を得られる透湿性があるもので、例え
ば合成樹脂製または紙パルプ製のフィルムや不織布が適
宜選択される。特に、フラッシュ紡糸法により合成樹脂
の長繊維フィラメントが高密度に接合された不織布（例
えば、デュポン社製のタイベック−商品名）を用いた場
合には、好結果が得られた。

【００２０】そこで、タイベックを使用した実施例につ
いて説明する。タイベックは、他の不織布の製法、例え
ばメルトブロー法やスパンボンド法等によって形成され
る不織布と比較して高密度であり、そのため、本発明の
シート２０に要求される耐水圧性、透湿性等に優れてい
る。タイベックは、１平方メートルあたり４０ないし１
５０ｇの範囲の重量を有するもので、耐水圧性を示す耐
水圧が５００〜３０００ｍｍの範囲（ＪＩＳ−Ｌ１０９
２Ａ法−低水圧法による）、透湿性を示す透湿度が３０
００〜７０００ｇ／ｍ²／２４時間（ＪＩＳ−Ｚ−０２
８０修正法による）である。さらに、タイベックは、そ
の透気性（通気性）を示す透気度が２０〜８０Ｓ／１０
０ＣＣ（ＪＩＳ−Ｐ８１１７Ｂ型による）である。不織
布を構成する合成樹脂としては、ポリオレフィン特に高
密度ポリオレフィンが好ましいが、ポリプロピレンもし
くはポリオレフィンとの共重合体を使用することもでき
る。必要により、紫外線吸収材等の転化剤を添加して、
耐久性を向上させることは好ましいことである。

【００２１】また、以下の表１に示すように、タイベッ
クは、光の反射率は９０％以上、透光率はほぼ８％、光
エネルギの吸収率は１％以下等、その特性において優れ
た特性値を示しており、これは従来の断熱性に優れた遮
光フィルム、例えばアルミ蒸着フィルムであるネオポリ
シャイン（商品名）よりも優れたものである。（表１）被覆シートの種類反射率％吸収率％透過率％タイベック1422A 91.30 0.83 7.87 ネオポリシャイン 85.12 14.54 0.34 ＊数値は光の全波長における反射率等の平均値を示す。

【００２２】＊農林水産省野菜・茶業試験場開花制御研
究室の実験による。

【００２３】さらに、水槽２の開口部２１は、弾性部材
の１つであるゴム又は発泡スチロール製の蓋３でカバー
し、この水槽を密閉してあり、この蓋には、長手方向に
１列の切り込み溝３０が、蓋の表裏を貫通して設けてあ
る。蓋３の長手方向の切り込み溝３０は、必要に応じて
復数列にすることが可能である。溝３０には、蓋の表面
３１から水槽２の底部にかけて延伸する給水シート３２
が設けてある。溝３０に設けてある給水シート３２は、
毛細管現象を利用して水分・養分・溶存酸素を植物に供
給可能なものであればよく、例えば合成樹脂製のものや
紙パルプ製のものでよく、また、フィルムでも不織布で
もよい。さらに、使用する場合は、１枚でも２枚でもよ
いが、１枚の場合は、図１に示すように給水シートの片
面に沿って根が伸長するように種をまく。２枚使用する
場合は、図２に示すように対向するシートの間に根が伸
びるように種をまく。発芽した苗の根の先端は、切り込
み溝３０を押し分けて給水シート３２に沿って養液まで
伸長する。このため、蓋３の素材は、根が伸びる際には
根の伸長を阻害しない程度の弾力性が必要である。

【００２４】次に、本発明を用いた栽培方法について述
べる。水槽２に、作物の収穫に至までに必要な水分、養
分、溶存酸素を供給可能な量を調節した養液Ｗを満たし
ておく。水槽２の開口部２１を蓋３で密閉することによ
って、水槽内の養液が蒸発して外部に霧消するのを最小
限に押さえるとともに、水槽内の湿度を根の生育に必要
な湿度に保つ。

【００２５】蓋３の切り込み溝３０により種を安定して
載置でき、栽培品種により異なる種同士の播種間隔を、
自由に調節できる。蓋３の表面の切り込み溝３０に突出
した給水シート３２には、毛細管現象により種の成長に
必要な水分が確保されているので、給水シートの片面に
沿って根が伸長するように直接種をまく（図１参照）。
ホウレン草の種の場合は、播種後７日ほどすると、発芽
した苗の根の先端が、切り込み溝３０を押し分けて給水
シート３２に沿って養液まで伸長する。水中根は養液中
の水分と溶存酸素を吸収するので、水中根が下方に成長
すると共に徐々に水面Ｗは低下し、これによって生じる
水槽２内の空間から必要な酸素を吸収して湿気中根が増
殖する。

【００２６】そして、気温が一定以上になると、水槽の
外壁に均一にわずかに染み出た養液が蒸発し、このとき
気化熱が奪われる蒸散効果によって水槽内の水温の上昇
は一定範囲の温度に抑制される。このことを示したのが
表２である。すなわち、出願人は、熊本県農業研究セン
ター内で水槽にタイベックを用いて、１９９４年８月２
６日から同年９月１１日まで実験したところ、次のよう
な気温（表中左）と水温（表中右）のデータを得ること
ができた。（表２）実験日最高気温／最低気温最高水温／最低水温（℃）８月２６日２９．３２４．７２７．５２５．３８月２７日３０．６２４．０２６．８２４．８８月２８日３６．０２２．６２７．０２３．２８月２９日３５．０２３．６２８．６２４．８８月３０日４０．０２４．８２９．５２５．３８月３１日３４．６２２．５２９．１２４．６９月１日３５．７２４．８２９．４２５．５９月２日３５．０２２．８２８．４２４．３９月３日３３．７２０．８２６．８２３．６９月４日３３．７２２．４２７．７２３．９９月５日３３．０２２．４２７．４２４．４９月６日３０．４２３．６２６．８２４．６９月７日３２．３２３．３２６．３２４．３９月８日３４．２２２．０２６．８２３．５９月９日３４．３１９．５２６．７２２．１９月１０日３２．２２３．０２６．６２４．６９月１１日３０．３２２．３２５．８２３．６表２に示すように、最高気温が４０℃（８月３０日）の
ときでも、タイベックを使用すると、ホウレン草の根の
成長に適した水温の範囲である３０℃以内に押さえるこ
とができ、水槽から露出した葉の部分が３０℃以上にな
っても植物の生育が促進される。また、最低気温が１
９．５℃（９月９日）のときでも、水温は２２℃以上で
あった。このため、本発明に係る湛水式養液栽培装置に
タイベックを用いると、気温が上下しても、ホウレン草
の成長に必要な温度範囲内で水温が変化するので、これ
までホウレン草のような夏期栽培の困難であった九州、
沖縄等の高温地域でも、動力源を用いた高価な冷却設備
を用いずに１年中栽培可能となった。また、タイベック
を利用すると、水槽２に照射された光はほとんど反射さ
れ、蓄熱し難いため、前述の蒸散効果と相俟って、より
一層、根の成長に適した温度範囲内に押さえることがで
きる。また同時に、光による養液の劣化を防ぐことがで
きる。

【００２７】また、この養液中に、杉やひの木の樹皮の
小片（例えばモスライト−商品名）Ｍを入れておくと、
緑藻の発生を抑制できるので、養液の劣化を防止でき
る。また、僅かに緑藻が発生して水槽２の内壁に緑藻が
付着しても、モスライト及びタイベックは、この緑藻を
水道圧によって容易に洗い流せるので、繰り返し使用で
き、ランニングコストを安くできる。

【００２８】本発明では、シート２０からの蒸散を損な
わないように、水槽２の外側を二重または三重に、遮光
シートまたは寒冷沙等のカーテンで覆うことは、真夏の
日中のように気温が極めて高い場合など、この温度上昇
が植物に悪影響を及ぼすことがあるので、このような温
度上昇を防止するため極めて有効である。勿論、水槽２
をハウス内に設置しても外気による悪影響を押さえるこ
とができる。

【００２９】本発明では水槽２は、複数のものをユニッ
ト化して、それぞれの水槽をパイプで連通させ、各水槽
に均一に養液の給排水が可能な構成にする。これによ
り、給排水作業が容易になるとともに、複数ユニット間
の重量のバランスも容易に図れる。この場合は、パイプ
に開閉バルブを設置し、万一病原菌が発生した場合に
は、各水槽間に病原菌が循環しないようにすることは重
要なことである。

【００３０】さらに、複数の水槽２の設置状態は、階段
状または平面的のいずれに配設してもよいが、階段状に
すると栽培面積を拡大でき、平面的にすると空気の流れ
をよくすることができるので、蒸散効果を高めることが
できる。

【００３１】尚、蓋部３の表面にもタイベックを被覆す
れば、前述の水槽に照射する光ばかりでなく、蓋に照射
する光からも水温の上昇を抑制することが可能になる。

【００３２】また、前述したように１回のみの給液で済
む場合もあるが、栽培品種によっては、逐次養液を補充
または排出する使用方法もある。この場合は、水槽２に
水位調節装置を設けると、容易に補充・排出量を制御で
きる。

【００３３】

【発明の効果】本発明の水槽は、透湿性のある素材によ
り、その外周面を外気に晒された状態にしたため、本発
明をいかなる地域に設置しても、気温が一定以上になる
と、水槽の外壁に均一にわずかに染み出た養液が蒸発
し、このとき気化熱が奪われる蒸散効果が発揮されるの
で、水槽内の水温の上昇は根の成長に適した３０℃以下
の温度範囲内に抑制される。このため、例えば九州、沖
縄等の高温地域でも、ホウレン草等の根圏温度の上限が
低い（３０℃以下）植物を、動力源を用いた大掛かりな
循環装置や冷却装置を使用しないで容易に周年栽培でき
る。また本発明では水槽の素材を、柔軟性と耐水圧性の
あるものにしたので、容易に水槽の形状に加工すること
ができ、植物の栽培期間中、水圧及び自重によって水槽
は破れることがない。

【００３４】また、本発明は蓋の切り込み溝に設けた給
水シートに直接種をまけるようにしたので、種まきから
収穫に至るまで同一装置を利用でき、従来技術のように
本葉が２枚出るまで別の場所で育てた苗を多穴定植容器
に移植したり、その容器をさらにルートチャンバに載置
する手間が省ける。また、切り込み溝に沿って種をまく
給水シートが設けてあるので、種を安定して載置でき、
かつ栽培品種により異なる種同士の播種間隔を自由に調
節できる。また、給水シートを切り込み溝から水槽に垂
らしただけで、ルートチャンバと同様の働きをするの
で、設備を簡便にすることができ、設備費用の低減を一
層図れる。

【００３５】さらに、動力源を用いた大掛かりな循環・
冷却装置を使用することなく、水槽を地面から所定の高
さに設けたので、設備費用を余りかけずに、軟弱野菜の
栽培・収穫作業を容易に行える。また、このように高架
式にしたので、収穫面積を殖やすことができる。また、
高架式にしたので、地面からの湿度の影響を受け難くす
ることができ、湿度の影響を受けて葉の部分に発生し易
い病原菌の成長を抑制できる。

【００３６】水槽の大きさは、１回の養液補給によって
植物の収穫に至までに必要な水分、養分、溶存酸素をま
かなえる容積であるので、液面低下とともに伸びる水中
根は、生育に必要な養分及び溶存酸素を養液から吸収す
ることができ、同時に、湿気中根は養液の液面低下によ
り生じた空間に伸びて、この空間から容易に酸素を吸収
することができる。したがって、養液を循環させずに必
要な酸素を根から吸収できるので、循環装置が不要であ
り、設備費用やランニングコストを安くすることができ
る。

【００３７】また、光の反射率が９０％以上で、光吸収
率が１％以下である素材で水槽を構成したので、水槽に
照射した光はほとんど反射し、吸収した光による蓄熱も
ほとんどないので、水槽内の水温の上昇は抑制される。
このため、前記の水槽自体による蒸散効果と相俟って、
水槽内の根圏温度及び水温を根の成長に適した３０℃以
下の温度に一層押さえることができる。

【００３８】また、本発明の水槽の素材は、透気度が２
０〜８０Ｓ／１００ＣＣの範囲の通気性があるので、密
閉された水槽内に湿気中根の成長に必要な外気を確保す
ることができる。

【００３９】また、本発明の蓋のうち少なくとも切り込
み溝の部分の素材は、弾力性を有するので、栽培する作
物の根の先端は、切り込み溝を押し分けて伸長するのを
阻害されない。

【図面の簡単な説明】

【図１】１枚の吸水シートを使用している状態を示す断
面図である。

【図２】２枚の吸水シートを使用している状態を示す概
略断面図である。

【符号の説明】

１支持具２水槽２１開口部３蓋３０切り込み溝３２給水シートＧ地面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者青木和年熊本県菊池郡合志町栄3801 熊本県農業研究センター内 (72)発明者竹下佐和子熊本県菊池郡合志町栄3801 熊本県農業研究センター内 (72)発明者直木武之介東京都中央区日本橋茅場町三丁目８番８号東都興業株式会社内 (72)発明者大木広之東京都中央区日本橋茅場町三丁目８番８号東都興業株式会社内 (72)発明者河村充雅東京都千代田区神田須田町二丁目５番２号須田町佐志田ビル丸和バイオケミカル株式会社内 (72)発明者三尾彰東京都千代田区神田須田町二丁目５番２号須田町佐志田ビル丸和バイオケミカル株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持具(1）と、上記支持具によって地面から所定の高さに支持されて、
外周面が外気に晒された状態にある水槽(2) と、上記水槽の開口部に密閉可能に設置された蓋(3) と、上記蓋の長手方向に１列以上設けられた、蓋の表裏を貫
通する切り込み溝(30)に、上記蓋の表面から上記水槽の
底部にかけて延伸して設けられた毛細管現象を有する給
水シート(32)とからなり、上記水槽の素材は、柔軟性と耐水圧性と透湿性とを有す
ることを特徴とする湛水式養液栽培装置。
【請求項２】請求項１における上記水槽(2) の大きさ
は、１回の養液補給によって作物の収穫に至るまでに必
要な水分、養分、溶存酸素をまかなえるに十分な容積で
あることを特徴とする湛水式養液栽培装置。
【請求項３】請求項１または２における上記水槽(2)
の素材の耐水圧性は、５００〜３０００ｍｍの範囲であ
り、上記透湿性の透湿度は、３０００〜７０００ｇ／ｍ
²／２４時間の範囲であることを特徴とする湛水式養液
栽培装置。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれか１つにおい
て、上記水槽(2) の素材は、光の反射率が９０％以上
で、光吸収率が１％以下であることを特徴とする湛水式
養液栽培装置。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれか１つにおい
て、上記水槽(2) の素材は、透気度が２０〜８０Ｓ／１
００ＣＣの範囲の通気性があることを特徴とする湛水式
養液栽培装置。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれか１つにおい
て、上記蓋(3) のうち少なくとも切り込み溝(30)の部分
の素材は、栽培する作物の根の先端が上記切り込み溝を
押し分けて伸長するのを阻害しない程度の弾力性を有す
ることを特徴とする湛水式養液栽培装置。