JPH09168340A

JPH09168340A - 養液栽培方法及びその装置

Info

Publication number: JPH09168340A
Application number: JP7349394A
Authority: JP
Inventors: Junichi Okubo; 淳一大久保; Kazuhiro Nakamura; 和洋中村; Keizo Hamauzu; 敬三浜渦; Tatsunori Matsuoka; 達憲松岡
Original assignee: Kochi Prefecture
Current assignee: Kochi Prefecture
Priority date: 1995-12-19
Filing date: 1995-12-19
Publication date: 1997-06-30
Also published as: JPH11146737A

Abstract

(57)【要約】【課題】ロックウールを用いた養液栽培において、給
液毎に洗浄することにより、栽培床の含水率及び養液濃
度を安定させることができる養液栽培方法及びその装置
を提供する。【解決手段】水耕栽培において、防根シート１で包ま
れて根が伸長する栽培用ロックウール２と、防根シート
１で根が入り込まない水分調節用ロックウール３の構造
を持ち、栽培用ロックウール２の含水率を安定させるた
め、栽培床６の下部に養液５をたん液させ、その水位を
センサーで検出し、モータポンプを稼働させ、水位が回
復したことを検知したら、タイマーでモータポンプを停
止する制御を行い、かつ、栽培用ロックウール２と水分
調節用ロックウール３の洗浄と最高水位設定のために必
要な排液を排出口より行うようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は養液栽培方法及びそ
の装置に関し、特には養液をたん（湛）液する水耕栽培
において、ロックウールを使用した栽培ベッドの含水率
及び養液濃度を安定させることができるものである。

【０００２】

【従来の技術】ナス、ピーマン、トマト、シシトウ等の
園芸作物の人工栽培用ロックウールによる養液栽培は、
大別して三つの方式が提供されている。その一つにたん
液型の水耕栽培、その二つに薄膜水耕（ＮＦＴ）、その
三つに固形培地を用いたロックウール耕である。

【０００３】たん液型の水耕栽培は、培地を用いずに、
たん水（湛液）して作物を栽培する方式であり、薄膜水
耕は平板の上に数ｃｍの厚さで根を伸長させ、一定時間
毎に養液をかけ流しながら作物を栽培する方式であり、
さらにロックウール耕は固形培地であるロックウールを
用いて栽培する方式である。

【０００４】たん液型の水耕栽培は、根が酸素不足にな
る恐れがあるとともに、設備経費が他の方式よりも高く
なる。薄膜水耕は設備経費は安くなるものの、個体当た
りの培養液量が少ないために、養液管理に多大の注意を
払う必要がある。固形培地のロックウール耕は循環方式
とかん（潅）注方式に分けられるが、循環方式はかん注
方式に比べれば設備経費が高くなり、かん注方式は設備
経費がＮＦＴ型の栽培方式と同じ程度であるが、特別の
場合を除き、肥料費が循環方式よりも多く必要となる。

【０００５】そのため水耕栽培は未だに一部の篤農家を
除き、一般的に普及するに至っていない。これは、水耕
栽培が土耕栽培に比べると多額の初期投資及び肥料費を
中心とするランニングコストが必要であり、それに見合
う収益の増大がなければ、土耕栽培と比較して有利とな
らないからである。

【０００６】ところで、ロックウールを人工栽培用ロッ
クウールとして栽培する栽培床の構造としては、底面に
フィルムを張り、その上にロックウールをならべてフィ
ルムで包むか、当初からフィルムでロックウールを包ん
だパックを並べたいわゆるパックカルチャーの方法が行
われている（特公平５−２３７２９号公報参照）。しか
し、この方法では含水率が安定しなくて栽培上問題とな
っている。

【０００７】そこで、水分調節をするために、栽培層下
面に養液をたん水し、ロックウールの下部に不織布を敷
くとともに、湛液中に不織布を垂らし、不織布の浸透作
用によりロックウールの含水率を調節する装置もある。
さらに、この湛液の水位を検出し、マイクロスイッチ、
モータ及びカムを組み合わせてミニタイマーに制御を移
し、余剰潅水量を排出させる方式（特公平４−１４９２
８号公報参照）もある。

【０００８】かくして、ロックウールのような人工栽培
用ロックウールでかけ流しにより養液栽培を行う場合、
作物が吸収する養分組成と給液する養分組成が異なるた
め、養分組成の過不足が起こる。したがって、人工栽培
用ロックウールへの給液量は作物吸収量の１〜２割増し
にしなければならない。そのためには、作物蒸散量及ぞ
水面蒸発量をセンシングするとともに、その蒸発散量の
１〜２割を排液させる機構が必要となる。また、ロック
ウール栽培では、人工栽培用ロックウールが過湿になる
と根腐れにより、作物収穫量が低下する。一方、過乾に
なるとロックウール内に水道ができ、含水率が回復せ
ず、同じく作物収穫量が低下する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、不織布
で湛液とロックウール間に養液を浸透させる方式では、
液だまりはロックウール下面の一部の面積に限られ、養
液の浸透作用が弱く、ロックウールの含水率の安定には
限界がある。また、マイクロスイッチ等を用いてミニタ
イマーに制御を移す方式は、耐久性の面で欠点がある。

【００１０】そこで、本発明はロックウールを用いた養
液栽培において、人工栽培用ロックウールの含水率及び
養液濃度を安定させることができる養液栽培方法及びそ
の装置を提供する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、防根シートで包まれて根が伸長する栽培用
ロックウールの下部に水分調節用ロックウールを設置し
て栽培床を形成することにより、湛液と栽培用ロックウ
ールの距離を短くし、湛液と栽培用ロックウールの間の
養液の浸透作用を良好にする。そして、この栽培床と公
知の電子式のレベルセンサーとタイマーを組み合わせ、
湛液の水位が下がった場合これをレベルセンサーが検知
してモータを稼働させて養液を給液し、かつ、水位が回
復したことを検知したら、タイマーに制御を移し、タイ
マーカウントアップでモータ稼働を停止する。養液組成
安定のための給液毎の栽培床洗浄と、最高水位設定のた
めに必要な排液は排液口より行い、耐久性を向上させな
がら栽培床の含水率及び養液濃度を安定させる養液栽培
方法とその装置を構成した。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態は、図１に示
すように、防根シート１で包まれて根が伸長する培地と
しての栽培用ロックウール２と、防根シート１で根が入
り込まないロックウールからなる水分調節用ロックウー
ル３の構造を持ち、栽培用ロックウール２の含水率を安
定させるため、潅注パイプ４から養液５を潅注して栽培
床６を収納するトレイ７にたん液させる。栽培用ロック
ウール２の上面には作物８が植生され、フィルムの遮光
幕９が作物８を突出させてテント状に栽培用ロックウー
ル２と水分調節用ロックウール３を包んでトレイ７に達
し、水分調節用ロックウール３の下部に敷いてある。防
根シート１は作物の根が水分調節用ロックウール３に進
入できない目の細かい布地などであり、ナイロン又はビ
ニロン等の不織布が適当である。

【００１３】図２に示すように、トレイ７内の養液５の
水位をセンサー１０で検出し、モータポンプ１１を稼働
させ、水位が回復したことを検知したら、タイマー１２
でモータポンプ１１を停止する制御を制御部１３で行
い、かつ、栽培用ロックウール２と水分調節用ロックウ
ール３の洗浄と最高水位設定のために必要な排液は排液
口１４より行うようにしたものである。ロックウール
は、元来、鉱石を溶解してそれを綿状にしたいわゆる岩
綿であるが、近時は鉄鋼石のスラグから製造されるロッ
クファイバーがあり、このロックファイバーをも含む意
味で一般的に使用され、本書にあってもこれは同じであ
る。したがって、栽培床６における栽培用ロックウール
２及び水分調節用ロックウール３はそのような素材から
なる。ここで、栽培用ロックウール２と水分調節用ロッ
クウール３の面積は同じにし、体積は水分調節用ロック
ウール３の方が少なくしてある。

【００１４】潅注パイプ４は栽培用ロックウール２の上
位にあり、ポンプ１１と接続されて養液５を供給し栽培
用基２に散水して給液する。したがって、水位センサー
１０は最低と最高の水位を設定できるように、例えば図
３に示すように、アースａ及び長さを異にした２本のセ
ンサーｂ，ｃが並列して設けられてトレイ７に垂れ下が
っている。トレイ７は養液５を一定の水位に貯溜するこ
とができる容器であり、排水口１４を備えている。水位
センサー１０、モータポンプ１１及びタイマー１２は給
液制御装置１３に接続される。トレイ７にはＥＣ（養液
濃度）センサー１７を設置してもよい（図４参照）。

【００１５】給液制御装置は、図４に示すように、制御
部１３にプログラマブルコントローラ１５を用い、養液
５が水位センサー１０の信号入力に基づき、モータポン
プ１１の制御により、濃度管理を栽培床６のＥＣセンサ
ー１７の信号とタイマー１２の設定時間を基に、原液供
給モータポンプ１８と撹拌モータ１６の制御により行
う。水位センサー１０及びＥＣセンサー１７は栽培床６
に設置し、トレイ７内における養液５の液面高さ、濃度
の測定を行い、養液混合タンク２０にはレベルセンサー
２２を設置し、供給・調合時の液面高さの測定を行う。
混合・給液部は、水道水を制御する電磁バルブ１９、原
液タンク２１から混合タンク２０に原液を供給する原液
供給モータポンプ１８、混合タンク２０内を撹拌する撹
拌モータ１６、混合タンク２０から栽培床６へ給液する
モータポンプ１１からなる。

【００１６】給液制御装置の制御方法は、栽培床６内の
養液５が作物８に吸収され、湛液液面が下がり、水位セ
ンサー１０がこれを検出すると、モータポンプ１１を稼
働させ、水位センサー１０の上限ａ迄養液５を混合タン
ク２０から潅注パイプ４に供給して栽培床６に散布す
る。また、給液中に混合タンク２０の養液５が減少し、
液面がレベルセンサー２２の下限になった場合は、養液
５の調合を行う。この調合は混合タンク２０の給水バル
ブを開き、混合タンク２０の上限まで水道水を入れ、原
液供給モータポンプ１８で養液５を一定量給液し、続け
て撹拌モータ１６を稼働させて行う。

【００１７】栽培床６へ供給する養液５の濃度は、混合
タンク２０での水道水と原液の混合割合、すなわち、混
合タンク２０へ入る水道水の量は、レベルセンサー２２
で一定量に定められているので、混合タンク２０への原
液の供給量により決定される。この原液の供給量は、原
液供給モータポンプ１８の稼働時間と比例関係にあり、
原液供給モータポンプ１８の稼働時間により栽培床へ供
給する養液濃度が決定される。栽培床６へ供給される養
液５の濃度は、通常濃度と栽培床内養液濃度が上昇した
場合に下げるための低濃度、及び、自動供給制御時に濃
度を下げるための自動給液低濃度の３つを設定すること
ができる。

【００１８】このような給液濃度を変化させる方式とし
ては、制御部１３の外部にボリュウムを設定し、それに
かかる電圧量をデジタル信号に変換（Ａ／Ｄ変換）して
プログラマブル内部でＥＣからの信号と比較して処理す
る。そのため、アナログ入力ユニットが必要になり価格
が高くなる。

【００１９】そこで、外部にタイマー１２を設置し、こ
のタイマー１２の稼働時間を取り込み、制御部１３内部
のメモリーに記憶する。通常給液濃度時にはこの値を使
用して、原液供給モータポンプ１８の稼働時間を決定す
る。自動給液低濃度の養液濃度は、記憶している原液供
給モータポンプ１８のモータ稼働時間を内部で演算し決
定する。混合タンク２０の養液濃度と外部タイマー１２
の作動時間（原液供給モータポンプ１８）の関係はあら
かじめ検定しておく必要がある。このような方式を用い
れば、混合タンク２０の養液濃度の制御には養液濃度セ
ンサー（ＥＣセンサー１７）を必要としない。

【００２０】

【実施例】前記した従来例である栽培層下面に養液をた
ん水し、ロックウールの下部に不織布を敷くとともに、
湛液中に不織布を垂らし、不織布の浸透作用によりロッ
クウールの含水率を調節する装置（特公平４−１４９２
８号公報参照）を比較例として本発明の栽培用ロックウ
ール２の含水率を比較する。図５は栽培用ロックウール
２の下面に養液５をたん水し、該養液５の中に発泡スチ
ロール等からなる２台の基台３２を通路３１を設けて載
置し、この２台の基台３２の上に不織布からなる吸水シ
ート３０で包まれた栽培用ロックウール２を載置し、通
路３１において吸水シート３０を養液５の中に浸漬した
ものをトレイ７に収納して栽培床３３を形成した比較例
としての従来例である。本発明にかかる栽培床６と比較
例にかかる栽培床３３共に、初めに水を飽和状態まで吸
水させ、そのときのロックウールの含水量を１００％と
し、その後１時間毎にロックウールの含水量を測定し、
含水率の変化を比較した。図６はその含水率の変化を示
すグラフである。図６中縦軸は含水率（％）を、横軸は
経過時間（ｔ）を示す。黒円は比較例の場合、白円は本
発明の場合を示す。グラフに示すように本発明の含水率
が長時間に渡って安定していることが示されている。

【００２１】図７に本発明にかかる栽培床６の養液の水
位による平均飽水度の変化を示す。図において、縦軸は
平均飽水度（％）を、横軸は栽培用ロックウール２の下
面から水面までの高さ（ｍｍ）を表す。

【００２２】図８に本発明における栽培床６の養液５中
のＥＣ，ｐＨの推移を示す。図において、縦軸はＥＣ及
びｐＨを、横軸は月日を示す。いずれも養液栽培として
良好な値を示している。

【００２３】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、ロックウ
ールを用いた栽培用ロックウールを防根シートで包んで
ロックウールを用いた水分調節用床の上に載置し、水分
調節用床をたん液した養液中に浸して栽培すると、栽培
床の含水率及び養液濃度を安定させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示す断面図。

【図２】図１の平面図。

【図３】水位センサーの配置例を示す説明図。

【図４】制御装置の概要構成図。

【図５】比較例として従来の栽培床を示す参考図。

【図６】本発明における栽培床の含水率の比較試験結果
を示すグラフ。

【図７】本発明における栽培床の水位による平均飽水度
の変化を示すグラフ。

【図８】たん液中のＥＣ，ｐＨの推移を示すグラフ。

【符号の説明】

１…防根シート２…栽培用ロックウール３…水分調節用ロックウール４…潅注パイプ５…養液６…栽培床７…トレイ８…作物９…遮光幕

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松岡達憲高知県南国市廿枝1100番地高知県農業技術センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】防根シートで包まれて根が伸長する栽培
用ロックウールの下部に水分調節用ロックウールを設置
して栽培床を形成することにより、湛液と栽培用ロック
ウールの距離を短くし、湛液と栽培用ロックウールの間
の養液の浸透作用を良好にするとともに、この栽培床と
レベルセンサーとタイマーを組み合わせ、湛液の水位が
下がった場合これをレベルセンサーが検知してモータポ
ンプを稼働させて栽培床に養液を給液しながら栽培床の
含水率及び養液濃度を安定させることを特徴とする養液
栽培方法。
【請求項２】防根シートで包まれて根が伸長する栽培
用ロックウールの下部に水分調節用ロックウールを設置
して栽培床を形成することにより、湛液と栽培用ロック
ウールの距離を短くし、湛液と栽培用ロックウールの間
の養液の浸透作用を良好にするとともに、この栽培床と
レベルセンサー及びタイマーを組み合わせ、湛液の水位
が下がった場合これをレベルセンサーが検知してモータ
ポンプを稼働させて養液を給液し、かつ、水位が回復し
たことを検知したら、タイマーに制御を移し、タイマー
カウントアップでモータ稼働を停止することにより、養
液組成安定のための給液毎の栽培床洗浄と、最高水位設
定のために必要な排液は排液口より行い、耐久性を向上
させながら栽培床の含水率及び養液濃度を安定させるこ
とを特徴とする養液栽培方法。
【請求項３】栽培用ロックウールと水分調節用ロック
ウールを略同一の面積とした請求項１又は２記載の養液
栽培方法。
【請求項４】濃度管理は栽培床のたん液の希望するＥ
Ｃ濃度を設定値とし、設定値未満の時は高濃度、設定値
以上のときは低濃度の養液を自動的に切り替えて供給す
る請求項１，２又は３記載の養液栽培方法。
【請求項５】濃度管理は栽培床にＥＣセンサーを設置
して検知する請求項１，２，３又は４記載の養液栽培方
法。
【請求項６】栽培用ロックウールと、該栽培用ロック
ウールを包んで作物の根が外部に進入できないようにす
る防根シートと、該防根シートで包まれた前記栽培用ロ
ックウールを載置する水分調節用ロックウールと、前記
栽培用ロックウールを載置した水分調節用ロックウール
を収納するトレイとからなることを特徴とする養液栽培
装置。
【請求項７】栽培用ロックウールと、該栽培用ロック
ウールを包んで作物の根が外部に進入できないようにす
る防根シートと、該防根シートで包まれた前記栽培用ロ
ックウールを載置する水分調節用ロックウールと、前記
栽培用ロックウールを載置した水分調節用ロックウール
を収納するトレイと、前記栽培用ロックウールの上部に
配置されて養液を滴下する給液管と、前記トレイ内の養
液の液位を検出するレベルセンサと、該レベルセンサで
検出したトレイ内の液位に基づきモータポンプで養液を
前記給液管に供給する制御部とからなることを特徴とす
る養液栽培装置。
【請求項８】防根シートを介在する前記栽培用ロック
ウールと水分調節用ロックウールの接触面は略同一面積
である請求項５又は６記載の養液栽培装置。