JPS62269629A - 水耕栽培方法とその装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は植物の水耕栽培装置、詳しくは構造が簡単で栽
培管理も容易な水耕栽培装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、水耕栽培装置としては種々のものが市販又は提案
されているが、これらの装置に共通した不可欠な要因は
、植物体の固定方法及びそれに関連する培地の性状、養
液の供給及び！環子段、空気（とくに空気中の酸素）の
供給手段等が挙げられる。

先ず、植物体の固定方法及びそれに関連する培地の性状
であるが、従来の水耕栽培においては、植物体の苗を移
植して生育させる方法が一般的であるため、植物体幼苗
の移植・生育培地として固形物を用いるものでは容器内
にれき、砂、もみがら、くん炭等を充填したもの（特開
昭５６−４８８２９号、同５６−８５２２２号公報）の
ほか、最近ではロックウールの様な繊維質のシートや固
形物で植物を支持するような特殊な場合もある。

又、栽培養液中に直接植物体の根を接触させる場合の植
物体幼苗の支持体としては、ウレタンや発泡スチロール
板に小孔を開けたパネルを使用したり、これらの小片に
小孔を開けるという手段がとられる（特開昭５９−７８
６３２号公報）。

しかし、れきや砂を用いる生育培地では重量が大となり
、これに耐えうるだけの構造を要するための装置は大規
模なものとなる。

又、砂を生育培地として使用する場合、保水性がれきな
どに比較して強く、培養液の排出に時間がかかって酸素
不足を起こす可能性が高いので、生育に適当な水分量を
常時均一に保持するための給水管理が複雑となる。又、
ロックウールや発泡スチロール等を苗の支持体として使
用するものでは、装置構造や材料費がかさむことから装
置コストが大となる。

次に養液の供給（又は潅水）手段としては、植物体の根
に対して直接養液を流通させる方法や、根に向けて養液
を噴霧する方法（特開昭５９−７８６３２号公報）等が
ある。しかし、これらの方法では養液を流通あるいは噴
霧させたりするためのポンプや噴霧装置のほか大きい設
備面積を必要とし、規模が大きくなりコスト高となるの
でとても家庭用に供することはできない。又、植物体の
上方から噴霧する方式では葉面に多量の水分がかかり、
代表的な葉菜類であるシュンギクの例でみられるように
炭そ病等の病害をおこすことが多い。

又、養液の循環手段としてはポンプを利用するのが一般
的であるが、サイフオンのような重力を利用するタイプ
のもの（実開昭６６−１５１３５６号公報）では装置の
設置面積を多く必要とし規模が大となる。

次に、植物体が順調に生育するためには、特に根部に対
する十分な酸素の供給を必要とするが、このための手段
としては養液に空気を混入させる方法や、培地に通気性
をもたせるため多孔質のれきを使用したもの（特開昭５
６−４８８２９号公報）、栽培容器として通気性の良好
な金網やビニロン類の網を用いたもの（特開昭５６−８
５２２２号公報）、根部を大気に連通させておき養液を
根部に噴霧するもの（特開昭５９−７８６３２号公報）
、作物根部の養液浸漬と空気中曝露を交互に行なうもの
（特開昭５６−１４０８３５号公報）等がある。しかし
、これらの方法では空気を供給するためのポンプその他
の設備や大きな設置スペースを必要とするものが多く、
又、養液に空気を混入したとしても夏季のような高温下
では酸素溶存量は僅少となり、十分な酸素供給は期待で
きない。

そのほか植物体の栽培においては、養液供給や潅水のタ
イミングあるいは温度管理等も重要な要件となるが、こ
れらの要件を満たすには高価な制御装置を必要とするた
め、タイマーの設置程度は兎も角として一般家庭用等の
小規模な水耕栽培装置には不向きである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上のように従来の水耕栽培装置においては、養液の供
給や潅水手段のばか特に酸素の供給手段が大がかりで装
置規模が大となり、多くの設置スペースを要するほか、
固形培地の場合でも、あるいはウレタン、発泡スチロー
ル定植板の場合でも重量が大となり、培地の消毒等の管
理も面倒で家庭用等の利用には適さないものが多い。さ
らに播種から植物体までの一貫した栽培が困難で、苗の
段階からでないと栽培できないなどの問題点がある。

本発明は、かかる問題点を解消して装置の簡易化、軽量
化をはかり、安価なコストで製作でき、家庭用などの小
規模装置としても広く使用できる水耕栽培装置を提供す
ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち本発明は、通水性を有する植物生育培地の上方
に養液の定量滴下可能な点滴ノズルを配設してなること
を特徴とする水耕栽培装置である。

以下に本発明を、実施例を示す添付の図面に基づいて詳
細に説明する。

第１図に本発明装置の概略斜視図、第２図に本発明装置
の概略正面図を示した。

これらの図において、ｌは通水性を有する植物生育培地
、２は植物体、３は養液の点滴ノズル、４は点滴ノズル
３から滴下される養液で液肥、水等の液体、５は植物体
の播種又は生育用の栽培床を示す。

しかして通水性を有する植物生育培地１としては、軽量
化をはかる上から例えば粒径３重１程度の塩化ビニル樹
脂粒等からなる樹脂ペレットを用いることが望ましく、
この培地１は第３図に拡大概略正面図で示されるように
、底板に培地１が漏出しないような通孔６ａを複数個設
けた栽培槽６の中に適当な層厚に充填される。この充填
層厚は根の伸長度合を異にする植物の種類等に応じて適
宜定められる。

この栽培槽６の下部に養液案内槽７が、さらに養液案内
槽７の下部に養液貯留槽８及び点滴ノズル３への養液供
給用のポンプ９等が夫々配設されて本発明の栽培装置本
体Ａが構成される。

しかしてこれらの各種の設置は第３図のように養液案内
槽７の内壁及び枠組１０に支持材１）を組み込み、これ
らを介して各種を着脱自在に組み付ける等により行なわ
れる。

又、養液案内槽７内には底板に設けた排液ロアａに回収
液を導くための案内板又はシート７ｂが設けられ、排液
ロアａの下部には回収液を養液貯留槽８あるいは外部へ
給液あるいは排液するための切換用配管１２が設けられ
ている。この切換用配管１２の給液及び排液側には夫々
切換バルブ１２ａが取付けられている。又、養液貯留槽
８には一方の側面に切換用配管１２の給液側が接続され
、他方の側面下部に貯留養液の送液管１３が接続されて
おり、送液管１３の端部には必要に応じて濾通用のスト
レーナ１４が装着されている。又、貯留槽８の側面には
内部の液量及び液の状態が確認できる覗き窓１５及び図
示しない養液補充口が設けられている。

養液供給用ポンプ９の吸込側には送液管１３が連結され
、吐出側には分岐ジヨイント１７に連通ずる送液管１６
が連結される（第２図）。なおポンプ９には必要に応じ
図示しないタイマーが接続される。

分岐ジヨイント１７は栽培装置本体Ａの両端附近におい
てその架台１８に立設された支柱１９の下部に固定され
ると共に、複数本の給液チューブ２０の一端が接続され
る。支柱１９は内部に空間部を有する角筒等からなる下
部支柱１９ａと上部支柱１９ｂとを端部において嵌合さ
せてなり、調節ネジ２１を用いて支柱１９の高さを任意
に調節できるように形成されている。

分岐ジヨイント１７に接続されたチューブ２゜の他端は
、上部支柱１９ｂの上端部に固定されたエルボ２２の一
端部に接続される。この場合チューブ２０は支柱１９の
伸縮に対応できるよう、長さにある程度の余裕をもたせ
るか、支柱１９の内部空間内で螺旋状に巻かれている。

次に点滴ノズル３は植物生育培地１の上方に複数個直列
に、複数列配設されるが、その固定は上部支柱１９ｂの
上端部に連結具２３を介して中央部長手方向に溝を設け
たフレーム２４を架設し、第４図に拡大図で示したよう
にフレーム２４の溝に２枚の座板２５ａとビス２５ｂに
より構成されるアジャスター２５を挾持し、座板２５ａ
の両端をビス２５ｂで締め付けて固定し、さらに分岐管
２７ａを有するジヨイント２７の分岐管２７ａをアジャ
スター２５の孔部に貫挿し、その下端部に螺着して垂設
することにより行なわれる。この場合、点滴ノズル３の
移動はアジャスター２５の締付位置を調節することによ
り行なわれる。

又、複数の点滴ノズル３への養液の供給は、エルボ２２
のチューブ２０に対し９０°方向が変えられた水平方向
の他端にチューブ２６を接続してフレーム２４の空間内
に配設し、チューブ２６にジヨイント２７を設けること
により行なわれる。

ジヨイント２７の点滴ノズル３に連通ずる分岐管２７ａ
はある程度幅広に形成され、ジヨイント２７を多少左右
に移動させてもチューブ２６に形成されている供給口（
図示せず）と連通しうるようになっている。又、点滴ノ
ズル３としては公知のものから適宜選定して使用できる
が、その−例を第５図に示した。すなわち、この点滴ノ
ズル３は底部に液滴生成口３ｂを設けた外筒３ａ内に液
滴誘導用ネジ棒３ｃを液滴生成口３ｂを通して垂設した
ゴムバッキング３ｄを設け、ネジ棒３ｃに螺着した調節
ネジ３ｆをローさせることにより、ゴムバッキング３ｄ
により液滴生成口３ｂに至る流路が絞られ、点滴流量が
任意の定量に調節できるように構成されている。

又、第１図に示される栽培床５は、主として種子から直
接植物体を生育させる場合、種子を樹脂ペレット培地１
上に直接播種すると、種子粒子が樹脂ベレットより小さ
いときは流亡してしまうので、これを防止すると共に、
苗に生長するまでに必要とする水分、栄養分、酸素等の
供給培地として使用される。この栽培床としては、水の
添加混合によって強い粘性を生ずる水性ゲルが好適に使
用されるが、その−例としては食品添加物としても許可
され安全性の点で問題のないアルギン酸ナトリウム、繊
維素グリコール酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウ
ム等を挙げることができる。

〔作　用〕

以下に本発明装置の作用について説明する。

先ず本発明装置を用いて種子から植物体を栽培するとき
は、上記の水性ゲルに適量の水又は種子の発芽に必要な
栄養剤、殺菌剤、殺虫剤、鳥類等の動物忌避剤等を必要
に応じ適宜配合した水を加え撹拌して強い粘性を有する
流体とし、これに種子を混合して通水性の樹脂ペレット
培地１上に適当な間隔を保持して載置し栽培床とする。

この栽培床の位置は培地１の上方に垂設されている点滴
ノズル３の下方に対向して位置するように配置される。

栽培床５としてこのような水性ゲルを使用するときは、
相当の保水能力を有するので種子の発芽までに必要とす
る潅水や施肥等についての厳密な管理を省略することが
できる。

次いで発芽した苗の生育に必要とする養液を、ポンプ９
を作動させて養液貯留槽８から点滴ノズル３に送り、養
液を液滴として植物体の根元に滴下する。なお種子の発
芽前に滴下する必要があるときは栽培床５に滴下する。

養液の滴下量は、植物体の種類、生育段階、環境温度等
により異なるので一定しないが、木枯れによる萎凋を生
じない程度に滴下される。この場合、滴下量がある程度
過剰であっても、培地１が通水性であるため植物体に水
分過多による悪影響を与えることはない。

又、ポンプにタイマーを連接することにより養液の滴下
を断続的に行なわせることもできる。

なお養液貯留槽８には当初植物生育に必要な窒素、リン
、カリウム等数種の肥効成分を含む養液が充填される。

点滴ノズル３による養液の滴下は、植物体に対する水分
及び肥効成分の供給と同時に、根の生育に必要な酸素を
十分に供給する重要な作用を有する。すなわち、養液が
液滴として滴下される間に空気中の酸素が液滴中に飽和
点まで容易に溶存される。一般に溶液に対する飽和溶存
酸素の量は温度の上昇に伴ない減少するが、一方、植物
体の根圏附近の温度が上昇するときは根の要求する酸素
量は逆に増加するため、夏季や温室等の高温環境におけ
る植物体の栽培においては根に対する酸素の十分な補給
が困難となる場合が多い。

ところが養液を液滴として滴下させる場合は、表面積の
増大による酸素溶存量の増加のみならず、滴下中におけ
る一部蒸発により液滴は蒸発潜熱を奪われて液温か低下
し、溶存酸素量が増加すると同時に、根圏を冷却するこ
とにより根の酸素要求量を低減させる作用があり、極め
て望ましい生育条件を提供する。又、本発明によれば、
植物体の根は通水性の樹脂ペレット間の間隙に伸張する
ので、常時気相と接触することとなり十分な酸素が供給
される。

点滴ノズル３の培地１表面からの高さは植物体の生育段
階に応じて適宜調節する。

植物体に吸収された後の過剰の養液は、栽培槽６の通孔
６ａから養液案内槽７を経て貯留槽８に回収され循環使
用される。

養液を培地に点滴潅水する植物栽培法は特開昭５６−８
５２２２号公報に開示されているように公知であるが、
従来の点滴潅水は潅水ノズルを植物体の根元に差込んで
行ない、余剰の養液は病害の発生等を考慮して回収しな
いのが通例であり、上記公報に開示される方法も砂土等
の培地の全域に水分を均一に分布させるため、培地表面
における点滴点位置を定めるものであって、本発明のよ
うに培地の上方に空間を設けて配設された点滴ノズルか
ら養液を滴下する技術とは基本的に異なるものである。

又、本発明によれば植物体に滴下された養液は根に常時
浸漬されることがないので、培地からの病気の感染は極
めて少なく、たとえ一部の植物体に病気感染があったと
しても、全部の植物体への感染を最少限に抑止すること
ができる。又、養液は通水性培地１を介して曝気条件下
で循環されており、培地も樹脂ペレットが使用されるた
め汚染の度合が少ない。養液の汚染度合は養液貯留槽８
の覗き窓１５から目視により判別し、汚染が進行したと
判断されたときは切換用配管１２のパルプ１２ａを切換
えて外部に廃棄する。又、培地１が汚染した場合は、栽
培槽６から取り出し、洗浄及び蒸気消毒等を行なうこと
により容易に再生使用することができる。

〔発明の効果〕

本発明の水耕栽培装置は、以上詳細に説明した構成及び
作用よりなるから、次に列記するような種々の利点効果
かえられる。

（１）　　装置を簡易化、軽量化することができ、安価
に提供することができるため、家庭用等としても好適に
使用し得る。

（２）播種から植物体までの一貫した栽培が可能である
ため、苗の移植等の手間を省くことができる。

（３）発芽及び生育段階に必要とする酸素供給を簡単な
手段で充分に行なうことができる。

（４）養液の汚染度合が少なく、循環使用が可能である
から経済的である。

（５）　　植物体の生育段階に応じて必要とする潅水状
態に容易に調整することができる。

（６）病気の感染を最少限に抑制することができる。

（７）　　培地の洗浄、消毒等による再生処理を容易に
行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の概略斜視図、第２図は本発明装置
の概略正面図、第３図は本発明の栽培装置本体部分の概
略正面図、第４図はアジャスター及び点滴ノズルの一例
の正面図、第５図は第４図゛の点滴ノズルの説明図を示
す。 １・・・植物生育培地、３・・・点滴ノズル、５・・・
栽培床、６・・・栽培槽、７・・・養液藁内槽、８・・
・養液貯留槽、９・・・ポンプ。 特許出願人　　矢崎総業株式会社 手続補正書く自発） 昭和６１年　６月１７日 特許庁長官宇　賀　道　　ｆｆｒＥ　　殿■、　　１９
牛のＬｍ ８ｍ６１年特許願第１）０５４５号 ２、　発明の名称 水耕栽培方法とその装置 ３、　補正をする者 事件との関係　　　　特許出願人 住所　東京都港区三田１丁目４番２８号名称　（６８９
）矢崎総業株式会社 ４、代理人 ６、　補正により増加する発明の数　　　　　　１７、
？！正の対象 ＼−−／・ 補正の内容（特願昭６１−１）０５４５号）１、発明の
名称を「水耕栽培方法とその装置」と補正する。 ２、特許請求の範囲を下記のとおり補正する。 記 見通水性を有する植物生育培地の上方に養液の定量滴下
可能な点数ノズルを配設してなることを特徴とする植物
体の水耕栽培装置。 亜　通水性を有する植物生育培地が樹脂ペレットである
特許請求の範囲第２項記載の植物体の水耕栽培装置。 ３、　明細書第１頁第１３行「植物の水耕栽培装置」を
「植物体の水耕栽培方法とその装置」と補正する。 ４、同、第１頁第１４行、「水耕栽培装置」を「植物体
の水耕栽培方法とその装置」と補正する。 ５、同、第１頁第１６行、「水耕栽培装置」を「植物体
の水耕栽培方法及びその装置」と補正する。　　　１６
、同　第１頁第１７行、「装置」を「方法・装置」と補
正する。 ７、同、第２頁第６〜７行、「もみがら、くん炭Ｊを「
もみがらくん炭」と補正する。 ８、同、第５頁第１９行、「家庭用などの小規模装置と
しても」を「栽培管理も容易で家庭用などの小規模栽培
にも」と補正する。 ９、同、第５頁第２０行、「水耕栽培装置」を「水耕栽
培方法及びその装置」と補正する。 １０、同、第６頁第２行、「本発明は、」の次に以下の
文を挿入する。 「通水性を有する植物生育培地に播種された種子又は定
植された苗に養液を液滴として滴下させることを特徴と
する植物体の水耕栽培方法及び」１）６同、第６頁第４
行、「水耕栽培装置」を「植物体の水耕栽培装置」と補
正する。 １２、同、第１）頁第９行、「本発明装置の」を「本発
明装置による栽培方法並びに」と補正する。 １３、同、第１５頁第１０行、「水耕栽培装置」を「直
物体の水耕栽培方法及びその装置」と補正する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）通水性を有する植物生育培地の上方に養液の定量
   滴下可能な点滴ノズルを配設してなることを特徴とする
   水耕栽培装置。
2. （２）通水性を有する植物生育培地が樹脂ペレットであ
   る特許請求の範囲第１項記載の水耕栽培装置。