JPH11127687A - 植物の多段栽培方法と装置及び採光方法と装置並びに植物栽培システム - Google Patents

植物の多段栽培方法と装置及び採光方法と装置並びに植物栽培システム

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JPH11127687A
JPH11127687A JP9297131A JP29713197A JPH11127687A JP H11127687 A JPH11127687 A JP H11127687A JP 9297131 A JP9297131 A JP 9297131A JP 29713197 A JP29713197 A JP 29713197A JP H11127687 A JPH11127687 A JP H11127687A
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JP
Japan
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plant
cultivation
stage
harvesting
plant cultivation
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JP9297131A
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Tamisuke Matsufuji
民輔 松藤
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ZIPANGU HOUSING KK
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ZIPANGU HOUSING KK
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/20Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions in agriculture, e.g. CO2
    • Y02P60/21Dinitrogen oxide [N2O], e.g. using aquaponics, hydroponics or efficiency measures

Landscapes

  • Cultivation Of Plants (AREA)
  • Hydroponics (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、上下多段に設置した植物栽培棚
に、夫々太陽光線を照射して栽培することを目的とした
ものである。 【解決手段】 上下多段に配置した植物栽培棚に、各段
毎に太陽光線を含む照明をすると共に、各段毎に播種、
施肥及び育成し、収穫することを特徴とした植物の多段
栽培方法。植物栽培棚を上下多段に配置すると共に、各
段毎に照明手段、施肥手段、植付(播種)手段及び収穫
手段を設置することを特徴とする植物の多段栽培装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、同一床面積を使
用して、二倍乃至数倍の収量を得ることを目的とした植
物の多段栽培方法と装置及び採光方法と装置並びに植物
栽培システムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来人工照明を植物の上方から照射する
ようにした植物栽培装置が知られている(特開昭62−
155030号)。
【0003】また光ファイバーを介して分光を搬送する
技術も知られている(特公平4−30250号)。
【0004】
【発明により解決しょうとする課題】前記公知の技術
中、前者は人工照明の集光であって、太陽光線を集光
し、これを植物上へ搬送して照射する場合とは自ら差異
があり、植物棚を多段にして、各段に太陽光線を均等に
照射させることは考えも及ばない技術である。
【0005】また後者には、太陽光線を分光し、各色光
又は単色光を光ファイバーで搬送する技術が示されてい
るが、太陽光線を均等に搬送する技術については何等示
されていない問題点があった。
【0006】然して光源からの植物照射とか、光の搬送
についての技術は記載されているが、これのみでは植物
の多段栽培はきわめて困難であり、然も全自動化は不可
能に近いなど実用化には幾多の問題点があった。
【0007】
【課題を解決する為の手段】然るにこの発明は、植物を
多段の栽培棚に収容すると共に、各段に夫々太陽光線を
分光して照射し、しかも照射強さを可及的に自然光線に
近くするように調節して、前記従来の問題点を解決した
のみならず、全自動化を可能にし、植物の全自動多段栽
培も可能にしたのである。
【0008】即ち方法の発明は、上下多段に配置した植
物栽培棚に、各段毎に太陽光線を含む照明をすると共
に、各段毎に播種、施肥及び育成し、収穫することを特
徴とした植物の多段栽培方法である。また前記方法を実
施する装置の発明は、植物栽培棚を上下多段に配置する
と共に、各段毎に照明手段、施肥手段、植付(播種)手
段及び収穫手段を設置したことを特徴とする植物の多段
栽培装置であり、照明手段は、太陽光線をレンズ等によ
り集光し、光ファイバーを用いて搬送し、各植物棚毎に
分光すると共に、各植物棚毎に照射したものである。次
に施肥手段は、液肥の葉面散布、又は肥料を含む水に施
肥したものであり、収穫手段は、植物支持板を移動させ
て、動力収穫又は人力収穫するようにしたものである。
【0009】更にシステムの発明は、植物栽培棚を上下
多段に設けて、夫々水耕栽培すると共に、太陽光線を集
光し、搬送し、分光して各栽培棚上を照射し、必要に応
じて人工照明し、生長した植物を一側に移動して同一場
所又は適所で収穫できるようにしたことを特徴とする植
物栽培システムである。
【0010】前記のように、植物栽培棚を上下多段に配
置し、各段毎に太陽光線を照射すると共に、必要に応じ
て人工光も照射し、以って所望の植物を所望の時機に収
穫できるようにするなど、育成期間の長短、栽培条件な
どのコントロールを行ない、同一床面積で複数倍の収量
をあげることができる。
【0011】また病害虫を皆無にすることができると共
に、無農薬のクリーン栽培が可能となり、メロンその他
糖分を要件とする果菜物においては糖分のコントロール
も可能である。
【0012】前記における栽培ハウスは、通常の温室
(1階が普通)より高層になるが、換気、温度調節、採
光(窓、天井など)等は従来の技術を応用することがで
きる。
【0013】
【発明の実施の形態】この発明は、植物栽培棚を上下多
段に配置すると共に、各段毎に太陽光線を均等に照射
し、かつ施肥などの自動化(例えば水耕栽培)を基本と
する植物栽培方法と装置及び採光方法と装置並びに植物
栽培システムである。
【0014】前記目的を達する為には、植付(播種)、
育成(手入れ)及び収穫の自動化は必須要件となる。例
えば、植物栽培棚を上下多段にすることによって、最上
棚は、はるかに上方で高くなるので、人が最上段に昇っ
て手入れをするような事は成可く避けなければならな
い。またハウスを地上高く建てることは勿論、地下一
階、二階にも栽培棚を設けることができる。
【0015】各植物栽培棚の上下間隔は、栽培すべき植
物によって異なるが、30cm〜1m位が普通である。
例えばもやし、茸類は比較的間隔を小さくできるが、稲
などは1m以上になることもある。但し植物栽培棚の支
持柱を伸縮型にし、又は植物栽培棚を上下移動可能に取
付ければ、栽培すべき植物の種類に対応して上下間隔を
調節することができる。
【0016】
【実施例1】この発明の実施例を図1、2、3、4に基
づいて説明する。この発明は集光器9のフレーネルレン
ズ1を用いて太陽光線を集光し、光ファイバー束2(硝
子又は合成樹脂製、例えばオールフッ素化ポリマー)で
所定の場所へ搬送する。この場合に、前記光ファイバー
束2から所望数宛分岐する。例えば前記光ファイバー束
2が1000本の光ファイバーからなっているとすれ
ば、光ファイバー200本宛分光して光ファイバー小束
2a、2b、2c、2d、2eとし、各光ファイバー小
束2a、2b、2c、2d、2eの端末を断面弧状の反
射板3の中央部に導き(図2)、反射板3の開口側に拡
散レンズ4を嵌着して照射器45を構成し、該照射器4
4を植物栽培棚5、5の植物27に対向させ、太陽光線
を照射する。前記反射板3の中央部へ蛍光灯19を設置
すれば、太陽光線のない場合(夜間)に、照明すること
ができる。図中22はリード線である。
【0017】前記植物栽培棚5、5には、水耕槽6が設
置され、該水耕槽6上に台板7が移動自在に設置され、
台板7に適宜の播種床8、8が設けられている(図
5)。
【0018】前記において、集光器9の制御について
は、従来使用されている各種構造を使用することができ
る。例えば、制御用の集光器16の受光板10に上下セ
ンサー11a、11bと、左右センサー12a、12b
と中央センサー13をセットし、各センサーに受光する
光の強さを一定にすべく、集光器16を上下左右に首振
り運動させ、この偏倚量をコンピュータ14に入力し、
コンピュータ14の出力を制御器15に入力し、制御器
15の出力を各集光器9、9の上下方向の回動角αのモ
ータ17と、左右方向の回動角βのモータ18に入力す
れば、前記集光器9を集光器16と同一方向に制御する
ことができる。図中29は集光器9、16を取付けるポ
ールである(図1、3、4)。
【0019】即ち集光器9は常時太陽光線と対面し、最
も効率よく受光する方向に向くよう自動制御することが
できる。
【0020】この発明においては、多段の植物栽培棚の
夫々に、どれ程の太陽光線を照射できるかということが
重要であり、その目標は、自然光線(屋外照射)と同等
以上とする。そして太陽光線を集光し、これを搬送し、
拡散照射する過程において、集光器9を常時太陽に対面
させることにより、通常の自然光線の受光よりも有利な
条件を付与することができる。
【0021】前記実施例において、集光器16のセンサ
ー11a、11bにより、コンピュータ14を介して、
モータ17の始動による減速器30の出力により、アー
ム31を移動させると、集光器16を矢示32のように
上方又は下方へ回動させる。そこで環体44と連結杆3
3、33を介し、各集光器9、9を矢示34、34のよ
うに上方又は下方へ回動させる。即ち集光器16の上下
回動(首振り)はそのまま集光器9、9に伝えることが
できる。
【0022】また図4において、コンピュータ14の出
力により、モータ18を始動すると、モータ18の軸3
5に固定したピニオン36と、ピニオン36に咬み合う
ラック37により、環体44と連結杆38を矢示39の
ように、図4中右方又は左方に移動させることができ
る。従って集光器9、9は、自在継手40を介して上又
は下に首振り回動する。前記図3の調節と相俟って、集
光器9は、集光器16の追随動作をそのまま受けつぎ、
常時太陽と正対することができる。図中41はスプリン
グであって、ラック37とピニオン36の咬み合いを正
確に保持している。
【0023】前記実施例における集光器16による集光
器9の制御は一例であるから、従来公知の太陽追随装置
は採用することができる。
【0024】
【実施例2】次にこの発明の実施装置を図5、6、7、
8について説明する。この発明における植物栽培棚5、
5の上下段数は、栽培植物の種類、収穫までの期間、植
物の丈、その他によって2段〜10段も考えられるが、
以下5段の例について説明する。軽量鉄骨を基本的構造
材とする温室20内へ、上下5段、左右2列の植物栽培
棚5、5を設置し、該植物栽培棚5、5上へ、水耕槽
6、6を固定する。水耕槽6は、前記温室20の長手方
向に連続して細長く敷設され、各水耕槽6の上部にレー
ル21と、チェン23が平行して敷設され、前記レール
21上に台板7、7を摺動自在に架設し、台板7、7の
下面に、チェン23の一部を固定する。前記チェン23
は、各段毎に、案内輪24と、駆動輪25に装着され、
駆動輪25の軸は、モータの軸26と連結されている。
前記チェン23の両側には斜設部を設けて、台板7の搬
入部23a(播種)又は搬出部23b(収穫)としてあ
る。
【0025】前記台板7には播種床8が設置されている
ので、前記搬入部23aで種子を播種床8に播き、適宜
散水と太陽光線の照射により、植物27を生育させるこ
とができる。植物27の根28が、水耕槽6中の液(肥
料入り)中に伸長すれば、該根28から栄養分を摂取す
るので、植物27は太陽光線の照射と栄養の摂取によ
り、急速に成長する。従来温室栽培においては、平面的
栽培であって、温室の床面積以上の収穫をあげることは
至難であったが、この発明によれば、床面積の複数倍の
収穫をあげることができる。
【0026】前記実施例において、モータの軸26(又
は減速器の出力軸)を回転すると、駆動輪25が回転す
るので、チェン23は矢示42のように移動する。そこ
で人力収穫においては、作業者41が各段毎に待機し、
植物栽培床8をつけたまま植物27を収穫し、コンベア
43上へ移す。コンベア43は植物を処理場に運び、自
動又は手動で植物を処理(切断、洗浄、包装など)す
る。
【0027】一方搬入部23aにおいては、新しく播種
又は植付を行う。通常台板7は繰り返えし使用するが、
植物床8は、毎回取り換える。前記実施例は、播種と収
穫を同時進行させたが、分離して進行させる場合もあ
り、水耕槽6の清掃その他播種前の整備も必要である。
【0028】この発明における太陽光線の集光は、温室
の屋根を全面使用することは勿論、集光タワーを設け、
この集光タワーに所定大きさの集光器を上下左右に並列
設置することにより、立体的に集光できると共に、集光
器を並列設置することにより、太陽追随の制御装置を容
易に設置することができる。
【0029】
【発明の効果】この発明は、植物栽培棚を上下多段に設
け、各栽培棚に太陽光線を照射したので、太陽光線によ
る植物の多段栽培が可能になった効果がある。
【0030】また台板を長手方向へ移動可能に架設する
ことにより、播種及び収穫をハウスの両側で行うことが
できる効果がある。
【0031】更に太陽光線を集光し、これを光ファイバ
ーで搬送し、分光することにより、多段の植物栽培棚に
均等に太陽光線を照射できる効果がある。また太陽光線
の集光器を太陽追随型の自動装置にすれば、最も効率よ
く集光照射ができる。次に太陽光線の搬送に光ファイバ
ーを使用するので、損失が少なく、屈曲路を通しても太
陽光線を十分搬送できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)この発明の実施例のブロック図。 (b)同じく採光制御のブロック図。 (c)同じく集光器(制御用)における太陽光線の方向
決定の概念図。
【図2】(a)同じく集光と照射を示す概念図。 (b)同じく他の照射器の概念図。
【図3】同じく集光器の上下方向首振り制御例の説明
図。
【図4】(a)同じく集光器の左右方向首振り制御例の
説明図。 (b)同じく制御用駆動装置の実施例の説明図。
【図5】同じく多段栽培棚の説明図。
【図6】同じく台板の一部拡大断面図。
【図7】同じく台板への播種と収穫などの取扱いを示す
概念図。
【図8】同じく台板の拡大平面図。
【符号の説明】
1 フレーネルレンズ 2 光ファイバー束 3 反射板 4 拡散レンズ 5 栽培棚 6 水耕槽 7 台板 8 播種床 9 集光器 10 受光板 11a、11b 上下センサー 12a、12b 左右センサー 13 中央センサー 14 コンピュータ 15 制御器 16 集光器 17、18 モータ 19 蛍光灯 20 温室 21 レール 22 リード線 23 チェン 24 案内輪 25 駆動輪 26 モータの軸 27 植物 28 根 30 減速器 31 アーム 33、38 連結杆 35 軸 36 ピニオン 37 ラック 40 自在継手 41 作業者 43 コンベア 44 環体 45 照射器

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上下多段に配置した植物栽培棚に、各段
    毎に太陽光線を含む照明をすると共に、各段毎に播種、
    施肥及び育成し、収穫することを特徴とした植物の多段
    栽培方法。
  2. 【請求項2】 植物栽培棚を上下多段に配置すると共
    に、各段毎に照明手段、施肥手段、植付(播種)手段及
    び収穫手段を設置したことを特徴とする植物の多段栽培
    装置。
  3. 【請求項3】 照明手段は、太陽光線をレンズ等により
    集光し、光ファイバーを用いて搬送し、各植物栽培棚毎
    に分光すると共に、各植物栽培棚毎に照射したことを特
    徴とする請求項2記載の植物の多段栽培装置。
  4. 【請求項4】 施肥手段は、液肥の葉面散布、又は肥料
    を含む水に施肥したことを特徴とする請求項2記載の植
    物の多段栽培装置。
  5. 【請求項5】 収穫手段は、植物台板を移動させて、動
    力収穫又は人力収穫するようにしたことを特徴とする請
    求項2記載の植物の多段栽培装置。
  6. 【請求項6】 植物栽培棚を上下多段に設けて、夫々水
    耕栽培すると共に、太陽光線を集光し、搬送し、分光し
    て各植物栽培棚上を照射し、必要に応じて人工照明し、
    生長した植物を一側に移動して適所で収穫できるように
    したことを特徴とする植物栽培システム。
JP9297131A 1997-10-29 1997-10-29 植物の多段栽培方法と装置及び採光方法と装置並びに植物栽培システム Pending JPH11127687A (ja)

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