JPS62262923A - 植物の栽培養液調合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、養液栽培などに用いる植物の栽培養液調合
方法に係り、特に、肥料などの栽培に必要な養液の高濃
度原液などの混合ならびに農業用水などによる高濃度養
液の希釈化に関する。

〔従来の技術〕

植物の栽培には、土を用いて行う従来からの土耕栽培に
対して、繊維状物質などの人工的な培養媒体に植物を植
付けて、育成上必要な肥料などの養分を水に溶かした養
液を供給して栽培を行う培地耕がある。

培地耕は、土耕栽培に比較して衛生的で、栽培する植物
ごとに育成上の最適条件を設定でき、また、その栽培管
理が行い易いなど、優れた特徴を有しているが、植物に
対する養液の濃度などの管理が極めて重要である。

第３図は、植物の一般的な養液栽培方法の概要を示す。

この養液栽培方法は、養液混合希釈化装置２に農業用水
などの希釈水Ｗｒとともに、養液Ｗｍの基礎としての肥
料などを溶かした高濃度養液（以下原液Ｍという）を原
液タシク４から供給し、この原液Ｍと希釈水Ｗｒとを混
合して原液Ｍを希釈化することにより、植物の栽培に適
した肥料濃度の養液Ｗｍを得る。

そして、この養液Ｗｍは、圧送ポンプや濾過器などから
なる養液供給装置６および供給管路８を経て栽培地１０
に送られる。栽培地１０では、供給管路８に取り付けた
複数の分岐管１２を、植物１４を植付けたベッド１６の
近傍に配設し、各分岐管１２に対して植物単位ごとに供
給ノズルとしてのドリップノズル１８を設ける。したが
って、供給管路８を通して圧送された養液Ｗｍは、分岐
管１２を経てドリップノズル１８から植物１４の近傍に
滴下して供給される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような養液栽培方法において、養液Ｗｍの調合は、
植物１４に対して最適な肥料配分および濃度などに設定
することが必要であり、その肥料配分や濃度は、植物１
４ごとに異なる上、その生育状態や気象条件などによっ
ても大きく異なっているので、その都度、生育データや
気象データを参照しながら、養液Ｗｍの肥料配分や濃度
を設定することが必要である。

従来、原液Ｍを希釈水Ｗｒと混合して希釈化するための
養液Ｗｍの混合希釈化において、希釈水Ｗｒを吸入して
引き込む希釈器では、希釈水Ｗｒの流量Ｗｆや圧力によ
って原液Ｍの希釈倍率が変動し、一定の養液”ｖＶｍの
濃度を得ることができず、自由に濃度変更を行うことが
できないものであった。そこで、希釈倍率が変動した場
合、原液Ｍの肥料濃度を変更して対応しなければならず
、非常に面倒な作業を必要としていた。

また、従来の養液Ｗｍの調合を自動化したものとして、
養液混合希釈化装置２に一定量の希釈水Ｗｒを取り込ん
だ後、その中に特定濃度の原液Ｍを徐々に入れて養液Ｗ
ｍの濃度を濃度センサなどを用いて監視しながら、必要
な濃度を設定するものがある。これは、希釈水Ｗｒを一
定量単位で取り込んで養液Ｗｍを調合するので、濃度補
正を連続的に行う手数はないが、養液Ｗｍの調合量が一
定量ごとに行われるので、調合した養液Ｗｍの連続的な
供給制御を行うことができず、また、養液Ｗｍに一定の
濃度を設定するためには、高価な濃度センサを必要とす
るものであった。

このため、濃度設定に対して希釈水Ｗｒの流量ｗｒに応
じて原液Ｍの供給量を連続的に制御して養液Ｗｍを得る
植物の栽培養液調合方法が提案されている。

そこで、この発明は、このような植物の栽培養液調合方
法において、濃度設定および希釈水の流量に応じて調合
された養液の濃度データを参酌して適正な濃度管理を実
現した植物の栽培養液調合方法を提供しようとするもの
である。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の植物の栽培養液調合方法は、第１図に示すよ
うに、原液Ｍと混合されて原液Ｍの）１度を希釈化する
希釈水Ｗｒの流量ｗｒを検出する流量検出手段（流量セ
ンサ２０）と、希釈水Ｗｒに対して原液Ｍを供給する原
液供給手段（定量吐出器２６Ａ、２６Ｂ）と、養液の濃
度を検出する第１および第２の濃度検出手段（第１およ
び第２の濃度センサ２７Ａ、２７Ｂ）とを備え、第１お
よび第２の濃度検出手段（第１および第２の濃度センサ
２７Ａ、２７Ｂ）の検出出力を比較し、両者の検出誤差
が一定範囲内にあるとき、養液Ｗｍの設定濃度に対して
希釈水Ｗｒの流ｉｗｒに応じた原液量ｍｎを、第１また
は第２の濃度検出手段（第１または第２の濃度センサ２
７Ａ、２７Ｂ）の検出出力、または双方の検出出力によ
って補正し、その補正された原液量ｍｏに設定された原
液Ｍａ、Ｍｂ）を原液供給手段（定量吐出器２６Ａ、２
６Ｂ）から希釈水Ｗｒに供給することを内容とする。

〔作　　　用〕

このような方法によると、養液Ｗｍの濃度設定および希
釈水Ｗｒの流量ｗｒに対して必要な原液ｆｆｉｍｎが得
られるが、養液Ｗｍの濃度を検出する第１および第２の
濃度検出手段（第１および第２の濃度センサ２７Ａ、２
７Ｂ）の検出出力を比較し、両者の検出誤差が一定範囲
内にあるとき、第１または第２の濃度検出手段（第１ま
たは第２の濃度センサ２７Ａ、２７Ｂ）の検出出力また
は第１および第２の濃度検出手段（第１および第２の濃
度センサ２７Ａ、２７Ｂ）の検出出力によって原液量ｍ
ｎを補正して適正な原液量ｍＯを設定し、この原液量ｍ
ｎに設定された原液Ｍと希釈水Ｗｒとを混合するので、
希釈水Ｗｒの流量変動に即応して原液量ｍｎが制御され
るとともに、最終出力の養液Ｗｍの濃度の信頼性を高め
ることができる。

この場合、養液Ｗｍの調合は、複数の原液Ｍａ、Ｍｂを
用いる場合には各原液Ｍａ、Ｍｂおよび希釈水Ｗｒの混
合希釈化、また、単一の原液Ｍを用いる場合にはその原
液Ｍと希釈水Ｗｒとの混合希釈化をいう。

そして、この発明の植物の栽培養液調合方法において、
第１および第２の濃度検出手段（濃度センサ２７Ａ、２
７Ｂ）は、混合希釈化手段（混合希釈器２２）の出力側
に設置した濃度検出部２９の養液Ｗｍ内または混合希釈
化手段（混合希釈器２２）の養液Ｗｍ内に設置すれば、
養液Ｗｍの濃度を確実に検出することができる。

〔第１実施例〕 第１−図は、この発明の植物の栽培養液調合方法の第１
実施例を示す。

特定濃度の養液Ｗｍを得るための希釈水Ｗｒには、たと
えば、地下水、雨水などの農業用水を用いる。この希釈
水Ｗｒは、図示していないタンクなどから供給管路３０
を通して連続的に供給されるが、供給管路３０の途上に
、希釈水Ｗｒの流量ｗｒを検出する流量検出手段として
流量センサ２０が設置され、この流量センサ２０によっ
て希釈水Ｗｒの流量ｗｒが電気的に検出される。

Ｖｗｒは希釈水Ｗｒの流ｆｉｗｒを表わす流量信号を示
す。

そして、希釈水Ｗｒは、原液Ｍと混合するための混合希
釈化手段として設置された混合希釈器２２に供給される
。この混合希釈器２２の希釈水Ｗｒに対して供給するた
めの第１および第２の肥料原液を溜める原液貯留手段と
して第１および第２の原液タンク２８Ａ、２８Ｂが設置
されており、これら原液タンク２８Ａ、２８Ｂの原液Ｍ
　ａ　−。

Ｍｂは、電気的に制御される原液供給手段としての第１
および第２の定量吐出器２６Ａ、２６Ｂを介して混合希
釈器２２に供給される。原液Ｍａ、Ｍｂの混合希釈器２
２への供給は、たとえば、定量吐出器２６Ａ、２６Ｂを
通して必要な量の原液ＭａまたはＭｂが重力または特定
の圧力によって滴下するように設定する。

また、混合希釈器２２の出力側の供給管路３０には、混
合希釈器２２によって調合された養液Ｗｍの濃度を検出
するための濃度検出部２９が設けられ、この濃度検出部
２９には第１および第２の濃度検出手段として養液Ｗｍ
の濃度を電気的に検出する第１および第２の濃度センサ
２７Ａ、２７Ｂが設置されている。

そして、流量センサ２０で得られた流量信号Ｖｗｒは、
原液量制御手段として設置された原液量制御装置２４の
原液量演算部２４１に加えられる。原液量演算部２４１
は、刻々と変化する流量信号Ｖ　ｗ　ｒによって得られ
る流量データと、必要に応じて設定された濃度Ｘｎを表
わす濃度データとから、その濃度Ｘｎを得るのに必要な
原液量ｍｎを算出する。たとえば、この原液量演算部２
４１は、流量データと濃度データに対して、流量データ
に応じた原液量データを記憶した記憶手段を設置してお
き、流量データと濃度データの入力によって、必要な原
液量ｍｎデータを読み出すようにする。Ｖｗｎは原液量
信号を表わす。

また、養液Ｗｍの濃度は、濃度検出部２９の養液Ｗｍか
ら濃度センサ２７Ａ、２７Ｂによってそれぞれ検出され
、Ｖｎａは濃度センサ２７Ａによって得られた濃度Ｎａ
を表わす濃度信号、Ｖｎｂは濃度センサ２７Ｂによって
得られた濃度Ｎｂを表わす濃度信号である。各濃度信号
Ｖｎａ、Ｖｎｂは、検出出力を比較してその偏差から検
出出力の、異常を検出する検出信号比較部２４２に加え
られて、両者の偏差を求め、その偏差値ΔＮが一定の誤
差範囲内か否かを判定してその合否を表わす判定信号Ｖ
ｇｎを出力する。

そして、原液量演算部２４１の原液量信号Ｖｍｎ、検出
信号比較部２４２の判定信号Ｖｇｎとともに、第１およ
び第２の濃度センサ２７Ａ、２７Ｂから濃度信号Ｖｎａ
、Ｖｎｂが原液量補正部２４３に加えられる。原液量補
正部２４３は、判定信号Ｖｇｎが濃度セーンサ２７Ａ、
２７Ｂの検出異常を表していないとき、養液Ｗｍの出力
側温・度Ｎ　ａ　、　Ｎ　ｂに応じて適正な原液量ｍＯ
に補正するが、判定信号Ｖｇｎが濃度センサ２７Ａ、２
７Ｂの検出異常を表しているとき、その異常を示す判定
信号Ｖｇｎに基づいて検出異常信号Ｖｘを発生する。

この場合、判定信号Ｖｇｎが濃度センサ２７Ａ、２７Ｂ
の検出異常を表していないとき、養液Ｗｍの出力側濃度
Ｎａ、Ｎｂによる原液量ｍＯの補正方法としては、検出
濃度Ｎａ、Ｎｂの何れかを補正データとする方法、検出
濃度Ｎ　ａ　ｓ　Ｎ　ｂの平均（たとえば算術平均）値
を補正データとする方法などがあり、前者の方法には検
出濃度Ｎａ、Ｎｂの値の小さいものまたは値の大きいも
のを採る方法、検出濃度Ｎａｓ　Ｎｂを交互に補正デー
タとする方法などがある。

何れの方法を採った場合にも、原液量補正部２４３は、
その濃度信号Ｖｎと設定濃度信号Ｘｎとを比較してその
偏差を求め、その偏差を用いて原液量演算部２４１から
の原液量ｍｎを表わす原液量信号Ｖ　ｍ　ｎを補正して
、適正な原液量ｍＯを表わす原液量信号Ｖ　ｍ　ｏを出
力する。

濃度検出について異常が生じている場合には、原液量ｍ
ｎを補正原液量ｍＯとして出力するとともに、発生した
検出異常信号Ｖｘを検出異常警報器３１に加え、検出異
常警報器３１によって養液Ｗｍの検出異常を告知させる
。検出異常警報器３１は、ランプなどの光学的手段、ブ
ザーなどの音響発生手段などで構成できる。

そして、原液量補正部２４３で得られた原液量ｍｏを表
わす原液量信号Ｖ　ｍ　ｏは、原液量供給制御部２４２
に加えられて、必要な原液量ｍＯを供給するための原液
制御信号Ｖｃｍを発生する。この場合、たとえば、原液
量信号Ｖｍｏに基づいて原液Ｍａ、Ｍｂの配合比率も同
時に演算し、たとえば、濃度データに応じて自動的に各
原液Ｍａ、Ｍｂの配合比率を設定すれば、濃度の決定に
対して配合比が得られる。したがって、原液制御信号Ｖ
ｃｍは、必要な濃度を設定するための原液Ｍａ、Ｍｂの
量と、その配合比率を表わすデータ信号である。

原液制御信号Ｖｃｍは、原液供給駆動手段として設置さ
れた定量吐出器駆動回路３２に加えられ、定量吐出器駆
動回路３２は原液制御信号Ｖｃｍに応じた駆動信号Ｖａ
、Ｖｂを出力して各定量吐出器２６Ａ、２６Ｂに加える
。定量吐出器２６Ａ１２６Ｂは、原液制御信号Ｖｃｍに
設定された原液Ｍａ、Ｍｂの供給比率に対して定量吐出
器２６Ａ、２６Ｂの動作時間が制御されて、希釈水Ｗｒ
の流量ｗｒに対して設定濃度Ｘｎを得るのに必要な量の
原＄、Ｍａまたは原液Ｍｂあるいは双方が混合希釈器２
２に供給される。

供給された原液Ｍａ、Ｍｂは、混合希釈器２２の内部で
希釈水Ｗｒの水流に応じて攪拌されて必要な濃度の養液
Ｗｍが得られ、栽培地側に供給管路３４を通して供給さ
れる。その場合、養液Ｗｍは、第３図に示したように、
養液供給装置６によって栽培値に必要な圧送圧力を以て
送られる。

したがって、このような養液調合方法によれば、養液Ｗ
ｍの濃度設定および希釈水Ｗｒの流量Ｗｒに対して必要
な原液量ｍｎが得られるが、養液Ｗｍの濃度を検出する
濃度センサ２７Ａ、２７Ｂの検出出力を比較し、両者の
検出誤差が一定範囲内になるとき、濃度センサ２７Ａ、
２７Ｂの何れかの検出出力または濃度センサ２７Ａ、２
７Ｂの双方の検出出力によって原液量ｍｎを補正して適
正な原液量ｍＯを設定し、この原液量ｍｏに設定された
原？ｆｆ１Ｍと希釈水Ｗｒとを混合するので、希釈水Ｗ
ｒの流量変動に即応して原液ｉｍｏが制御１ｆｆｌｌさ
れるとともに、最終出力の養液Ｗｍの濃度の信頼性を高
めることができる。

また、濃度センサ２７Ａ、２７Ｂの検出異常をその検出
出力から知ることができ、濃度制御の異常の発生を防止
できる。

そして、原液量制御装置２４はマイクロコンピュータな
どの演算処理装置で構成し、原液量の制御を行うことが
できる。

〔第２実施例〕 第２図は、この発明の植物の栽培養液調合方法の第２実
施例を示す。

第１図に示した実施例では、混合希釈器２２の出力側に
濃度検出部２９を設置して濃度センサ２７Ａ、２７Ｂを
設置したが、第２図に示すように、混合希釈化手段とし
て設置した混合希釈化タンク２３の内部に第１および第
２の濃度検出手段としての濃度センサ２７Ａ、２７Ｂを
設置し、各濃度センサ２７Ａ、２７Ｂからの濃度信号Ｖ
ｎａ。

Ｖｎｂを濃度補正に用いてもよい。

この場合、混合希釈化タンク２３には、その内部の養液
Ｗｍを攪拌して原液Ｍａｓ　Ｍｂと希釈水Ｗｒとの混合
を速やかに行うための攪拌手段として撹拌ポンプ３５を
設置した撹拌管路３６が設置されている。このような攪
拌管路３６を設置すれば、養液Ｗｍの循環によって混合
希釈化タンク２３の養液Ｗｍに渦流が生じて養液Ｗｍが
攪拌され、養液Ｗｍの混合希釈化を迅速に行うことがで
きる。

その他の構成は、第１実施例と同様であるので、説明を
省略する。

〔変　形　例〕

なお、各実施例では、第１および第２の原液タンク２８
Ａ、２８Ｂを設置して二種の原液Ｍａ、Ｍｂを用いた場
合について説明したが、予め必要な成分の肥料を配合し
て必要な原液タンクを設定し、または、肥料間の化合に
よる不都合を回避するために肥料ごとに原液タンクを設
置して、肥料を濃度設定に応じて配合してもよい。

また、この発明は、第１の原液タンク２８Ａに肥料原液
を貯留し、第２の原液タンク２８ＢにｐＨ濃度補正原液
を貯留すれば、ｐＨ濃度の補正に利用できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、養液の濃度設
定に応じて希釈水の流量に対して必要な原液量が演算さ
れ、その演算結果に基づいて原液量を制御するので、希
釈水の流量が変動に即応して原液量を制御できるととも
に、養液濃度の検出を第１および第２の濃度検出手段で
行い、両者の検出出力を比較してその異常の有無を検出
しつつ、設定濃度と検出養液濃度とを比較してその誤差
によって原液量を補正するので、設定された原液濃度の
養液を混合、希釈化して連続的に調合することができ、
信頬性の高い養液の調合を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の植物の栽培養液調合方法の第１実施
例である栽培養液調合装置を示すブロック図、第２図は
この発明の植物の栽培養？＆調合方法の第２実施例であ
る栽培養液調合装置を示すブロック図、第３図は植物の
一般的な養液栽培方法の概要を示すブロック図である。 Ｗｍ・・・養液、Ｗｒ・・・希釈水、Ｍ、Ｍａ、Ｍｂ・
・・原液、２７Ａ、２７Ｂ・・・第１および第２の濃度
検出手段としての濃度センサ、２４・・・原液量制御手
段としての原液量制御装置、２６Ａ、２６Ｂ・・・原液
供給手段としての定量吐出器、２４１・・・原液量演算
部、２４３・・・原液量補正部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）原液と混合されて原液の濃度を希釈化する希釈水
   の流量を検出する流量検出手段と、希釈水に対して原液
   を供給する原液供給手段と、養液の濃度を検出する第１
   および第２の濃度検出手段とを備え、第１および第２の
   濃度検出手段の検出出力を比較し、両者の検出誤差が一
   定範囲内にあるとき、養液の設定濃度に対して希釈水の
   流量に応じた原液量を、第１または第２の濃度検出手段
   の検出出力、または双方の検出出力によって補正し、そ
   の補正された原液量に設定された原液を原液供給手段か
   ら希釈水に供給することを特徴とする植物の栽培養液調
   合方法。
2. （２）前記第１および第２の濃度検出手段は、混合希釈
   化手段の出力側に設置した濃度検出部の養液内または混
   合希釈化手段の内部の養液内に設置したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の植物の栽培養液調合方
   法。