JPS63276426A - 養液栽培装置 - 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］ 本発明は、養液栽培装置に関し、特に養液の自動供給槽
を有する家庭用に適した養液栽培装置に関するものであ
る。

［従来の技術］ 近年、家庭における園芸の普及に伴なって、プランタ−
を使用した植物の栽培が盛んに行なわれるようになって
きた。

しかしながら、このような家庭用園芸で行なわれている
プランタ−を使用する植物の栽培法では、一般に、培地
として土壌を用いており、給水を如雨露などで行なって
いるので、水のやり忘れによる過飽や、水のやり過ぎに
よる過湿が起こり易い。

このような過飽や過湿は、植物の成育にとって極めて重
要な環境条件の変更であるため、植物の成長を遅らせた
り、枯れさせたりしてしまう。

それ故、常に一定量の水や養液を自動的に培地に供給す
るようにした種々の給水装置が開発されている０例えば
、実開昭５１−７８１５８号明細書及び実開昭５３−７
７８５７号明細書には、一定の水位を保つため、下部に
バネ付きの給水口を設けたカートリッジ式給水タンクを
備えた養液栽培装置が提案されている。

一方、植物の成育、特に植物の根の成育には、一般に、
培地の気相、液相、固相の三相分布が下記の条件下にあ
ることが最適な状態であることが知られている。

（ａ）培地が過湿にならないこと、すなわち、培地の液
相が８０１以上にならないこと。

（ｂ）培地内に空気と水分がどちらも適度に存在する。

すなわち、培地内の液相と気相の割合が、液相／％相＝
１．０±０．３程度であること。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、このような植物の根の成育のための最適
な条件は、実際に家庭用園芸においてプランタ−を使用
して栽培する植物の栽培法では、培地として土壌を用い
る場合には、 ■　土壌中では毛細管現象がうまく働かず、培地の下部
では過湿となり、培地の上部では過飽となりやすいこと
。

■　土壌に含まれる粘土鉱物などが肥料養分を吸収して
しまい、植物の根が該肥料養分を吸収できなくなってし
まうことがあるので、養液中のｌ１ｆｆｌ料養分が有効
に活しきれないこと。

■　土壌病害に汚染された土壌を使用してしまうおそれ
があること。

■　連作障害のおそれがあること。

などの問題点があり、必ずしも植物の根の成育に最適な
条件とはならなかった。

上記■及び■の問題点については、例えば成形ロックウ
ール培地のような高温焼成した、無菌で、かつ、イオン
吸着能のほとんどない鉱物質培地を用いることにより解
決可使と考えられるが、実際にはこのような成形板ロッ
クウール培地においても、 ■　嵩比重が０．０７程度と非常に軽く、空間が多過ぎ
るため、毛細管現象が効果的に発現せず、培地上部が過
飽になりやすいこと。

■　成形の際、繊維を層状に固めるため、培地内水分の
移動がその層方向に規制されやすく、培地内の水分分布
が不均質になりやすいこと。

■　成形培地では栽培終了時の根の除去が困難で、連作
障害の恐れ禿回避できないこと。

といった問題点があり、前記（ａ）及び（ｂ）にあげた
ような、植物の根の成育に最適な条件とすることは困難
であった。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は前記の問題点に鑑みて種々の研究を試みた結果
、栽培植物の成育に必要な養液を自動的に供給するため
の給液装置を有する養液栽培装置の栽培室の底部に、特
定の粒径及び嵩比重を有する鉱物質繊維又は発泡パーラ
イト粒子を敷設することによって、常に植物の栽培に適
した培地条件を維持させることができることを見出し本
発明を完成したものである。

すなわち、本発明は、給液タンク下部の給液口から、ト
リチェリーの原理の応用によって、常に必要量の養液を
自動的に供給するための給液装置と、該給液装置より給
液した養液を植物に与えて栽培するための栽培室とから
構成される養液栽培装置において、前記栽培室に、平均
粒径２〜２０ｍｍの粒状化した鉱物質繊維を充填後の嵩
比重が０．０８〜０．３５ｇ／繊維Ｓとなるように充填
するか、真珠岩などを焼成して発泡させた粒径　ｌ〜１
０■騰、嵩比重０．０５〜０．２０３／ｃ腸３のパーラ
イト粒子を充填するか、又は両者の混合物を充填した培
地を使用することを特徴とする養液栽培装置である。

［発明の詳細な説明］ 本発明の養液栽培装置について、その具体例を挙げなが
ら以下に具体的に説明する。

１１１亙１１ 本発明の養液栽培装置１は、第１図に示すごとく、給液
タンク２の下部にある給液口３から、トリチェリーの原
理の応用によって、常に必要量の養液４を自動的に供給
するための給液装置５と、該給液装置５より給液された
養液４を植物６に与えて栽培するための栽培室７と、該
栽培室７に敷設した特定な培＃！８とから基１本的に構
成されるものである。

拉Ｊ口丸】 本発明の養液栽培装置１において用いられる給液装置５
としては、給液タンク２の下部にある給液口３から、ト
リチェリーの原理の応用によって、常に必要量の養液４
を自動的に供給することができるものであり、このよう
な給液装置５としては一般に下部にバネ９付きの給液口
３が設けられているカートリッジ式給液タンクなどが知
られている。

該カートリッジ式給液タンクでは給液タンク２内に養液
４を充填し、この給液タンク２を給液口３を下向きにし
て、これを給液タンク設置場所１０に上向きに突出した
ピン１１に押し当てて、該給液口３を閉じているバネ９
の弾発力に逆って、給液口３のキャップ１２を上方に押
圧して開口させ、この給液口３より植物６の吸収や蒸発
によって減少した分量の水又は養液４を補給する。

補給された水又は養液４が給液口３に達したら水又は養
液４の補給は停止され、栽培室７内でその水位１３は所
定の高さに保たれる。

１工」 前記給液装置５より給液された養液４は、該給液装置５
に近接して設けられている栽培室７の底部に供給され、
前記給液装置５によって一定な水位１３になるよう調節
されている。

該栽培室７には特定の鉱物質繊維又は発泡パーライト粒
子が敷き詰められて培地８となっており、その培地８の
毛細管現象によって水又は養液４を培地８の層の上部８
ａなど培地８全体にくまなく行き渡らせ、栽培室７の培
地８全体の水分量を調節して、常に植物６の栽培に適し
た栽培条件、特に植物６の根６ａの成育に最適な条件を
形成できるようにしている。

ム このような植物６の根６ａの成育に最適な条件を形成す
るために用いられる培地８としては次の多孔質の無機質
鉱物材料が用いられる。

（１）　　ロックウール、スラグウールなどの鉱物質繊
維を圧縮、裁断、粒状化し、これを分級した粒状の綿で
、平均粒径が２〜２０ｍｍのもの。

該鉱物質ｌ繊維を、充填後の嵩比重が０．０８〜０．３
５ｇ／ｃ＋ｓ３となるよう、栽培室に敷き詰める。

（２）　　真珠岩などを焼成して発泡させたパーライト
粒子で、粒径が１〜Ｌｏｇ■、嵩比重０．０５〜０．２
０ｇ／ｃｍｓのもの。

（３）　　前記（１）の範囲の平均粒径を有する鉱物質
繊維ｌに対して、上記（２）の範囲の粒径を有するパー
ライト粒子を容積比で１／８〜ｌＯの範囲で混合したも
の。

上記平均粒径が２〜２０鳳麟の粒状化された鉱物質ｉａ
雄は次の通りの方法により製造することができる。

綿状の鉱物質繊維をグラニユレータなどを使用して圧縮
、裁断、粒状化し、これをトロンメルにより分級して粒
状の綿とする。また、必要に応じてニーダなどを用いて
更に小粒化してもよい。

前記粒状化された鉱物質繊維は、平均粒径が２０ｍｍよ
り粗過ぎると培地８の空隙が大きくなり、毛細管現象が
阻害されて、培地８内の水分分布にも大きな偏りができ
てしまう、また、平均粒径が２１層より細か過ぎると培
地８の固相率が大きくなり過ぎて、培地８の底面へ給液
すると、培地８の下方部分では酸素不足になり易くなり
、しかも、培Ｊ１１８の上方部分では十分に水分が行！
Ｊ渡らないといった問題が起こる。更に、平均粒径が２
■ｌより細か過ぎると培地８の嵩比重が必然的に大きく
なり、取扱いが困難になる。

平均粒径２〜２０ｍｍの鉱物質繊維をあまり圧縮しない
で栽培室７内に充填すると培地８の嵩比重は０．０８〜
０．３５ｇ／ｃ■３程度になる。鉱物質繊維を圧縮し過
ぎると培地８が層状となり易く、毛細管現象を利用する
本発明の養液栽培装置ｌには不都合である。また、軽装
過ぎると粒径が大き過ぎる場合と同様に毛細管現象が阻
害され、培地８内の水分分布にも偏りがでてくる。

前記のごとき粒径、嵩比重を持つ鉱物質繊維では底面か
らの養液４の吸い上げ高さやその分布状況から、培地８
の厚みは５〜１５ｃｍにするのが適当である。

前記鉱物質＃ａＭ１の代りに発泡パーライト粒子を培地
材料として用いる場合は、パーライト粒子の粒径及び嵩
比重が毛細管現象の発現程度や培地８内の三相分布に影
響を与える。これはパーライト粒子が真珠岩、黒熔石、
松脂岩などを原料として焼成、発泡させたものだが、原
料及び焼成温度によってその発泡率及び発泡形態が異な
るためであり、吸い上げ高さ及び水分分布状況が良いの
は、パーライトの粒子の粒径が１０ｍｍ以下で、嵩比重
が０．０５〜０．２０ｇ／ｃ■３の場合である。

前記粒径及び嵩比重を持つパーライトの粒子を培地材料
として用いる場合、パーライト粒子の培地８はある程度
の気相を保ちつつ水分を上昇させていくという特性を発
揮するので、培ｔ＃Ａ８の厚さは３〜１５ｃｍとするの
が適当である。

前記鉱物質繊維及びパーライト粒子を混合すると、嵩比
重が近いため容易に混合され、しかも両者の孔隙の形態
や大きさが異なるので、各々を単独で用いた場合よりも
過湿になり難く、かつ培地８内の液相と気相の割合が植
物６の成育により適したものを作ることが可能である。

混合の割合としては、好ましくは鉱物質繊１Ｉｉ１部に
対してパーライト粒子を容積比１／８〜ｌＯ部の範囲で
混合すると、培地８内で両者が均質に分布し、混合の効
果が大きい０両者の混合比率が上記の範囲外の場合は少
ない方の材料の分布域が培地８内で偏在したり、時間の
経過と共に鉱物質繊維とパーライト粒子が分離したりす
る可能性があり、混合の効果が得られない場合がある。

上記の範囲で鉱物質繊維とパーライト粒子を混合させた
場合、植物６の成育に有効な根群圏域が各材料を単独で
使用した時より広くなるので、培地８の厚みは３〜２５
ｃ鵬とすることができる。

［実施例］ 実施例１〜３及び比較例１〜２ 平均粒径、充填密度を違えた５種類のロックウールより
なる鉱物質ｍ雑を使用した培地を用いて、該培地の底面
から給液して５０層毎の層位にして培地における三相分
布の状態を測定した。その結果をｗ４１表に示す。

第１表から明らかなように、平均粒径が２膳−未満のも
のや嵩比重がＱ、３５ｇ／Ｃ腸３を越えるものでは培地
下部が過湿になってしまう、また、平均粒径が２０＋ｓ
ｍを越えるものや嵩比重が０．０８ｇ／ｃｍ３未満のも
のは培地が過飽になってしまう。

本発明の平均粒径及び嵩比重を持つものは、培地の厚さ
が５ｃ■以上になると必ず有効根圏域があり、また、１
５ｃｍの部分までは水分を含んだ状態となっているので
、培地の厚さは５〜１５ｃ■が適当である。

実施例４及び比較例３〜４ 粒径、嵩比重の異なる３種類のパーライト粒子を使用し
た培地を用いて、底面から５ｃｍ毎の層位にして培地に
おける三相分布を測定した。その結果を第２表に示す。

第２表から明らかなように、平均粒径がｌＯ■■を越え
るものでは過飽になってしまっている。また、嵩比重が
０．０５ｇ／ｃｍＳ未満のものでは、培地の下部が過湿
になり、植物の成育に適する根圏域がかなり上部になる
ので、無駄な部分が多くなってしまう。

また、実施例４では培地底面より　５０■までの部分で
も過湿とならず、有効根圏域は０〜１５ｃｍの範囲にま
で及んでいる。よって、培地の厚みは３〜１５ｃ■とす
るのが良い。

実施例５〜７及び比較例５〜６ 平均粒径が５ｃ層のロックウールよりなる鉱物質ｔ繊維
と、粒径が５層層以下、嵩比重が０．１３ｇ／ｃｍ”　
ｃ７）パーライト粒子とを混合割合を変えて混合した５
種類の培地にそれぞれ給水して、底面より　５ｃｍ毎の
層位における培地の三相分布を測定した。その結果を第
３表に示す。

第３表から明らかなように、混合比率が容積比でロック
ウール：パーライト＝１７８〜１０の範囲のものでは、
パーライト及びロックウールを単独で培地材料として使
用した場合よりも有効根圏域が広がり、混合の効果が現
われている。また、過湿帯、過飽帯が少ないので、培地
の厚みを　３〜２５ｃｍの範囲とすることが可能となる
。

［発明の効果］ 本発明の養液栽培装置は、トリチェリーの原理を応用し
て、必要量の養液が給液装置のタンク下部から栽培室の
培地の底部へ供給されるような構造とし、かつ培地材料
として粒状化した鉱物質繊維、発泡パーライト粒子若し
くはそれらの混合物を使用し、それを栽培室に敷き詰め
ることによって、常に必要量の養液が自動的に栽培室の
培地の底部へ供給され、そこからは毛細管現象により養
液が培地内を上昇するので、使われなかった肥料養分は
直接植物の根に影響を与えない培地の表面に集積させる
ことができる。

したがって、専門的な知識や高度の技術を持っていなく
ても、植物の成長に必要な適切な培地管理を行なうこと
ができる。

また、高温焼成された無機質鉱物材料を培地として使用
しているために無菌であり、植物の病気の発生を防止す
ることができる。

さらに、該培地は栽培耕了後の根の除去が容易であるた
め、連作障害を回避することができるなどの利点があり
、植物栽培上有益である。

第１表 第２表 第３表

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の養液栽培装置の縦断面図である
。 ｌ：養液栽培装置　２：給液タンク ３：給液口　　　　４：！ｉ液 ５：給液装置　　　６：植物 ７：栽培室　　　　８：培地

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）給液タンク下部の給液口から、トリチェリーの原
   理の応用によって、常に必要量の養液を自動的に供給す
   るための給液装置と、該給液装置より給液した養液を、
   植物に与えて栽培するための栽培室とから構成される養
   液栽培装置において、前記栽培室に、平均粒径２〜２０
   ｍｍの粒状化した鉱物質繊維を充填後の嵩比重が０．０
   ８〜０．３５ｇ／ｃｍ＾３となるように充填するか、真
   珠岩などを焼成して発泡させた粒径１〜１０ｍｍ、嵩比
   重０．０５〜０．２０ｇ／ｃｍ＾３のパーライト粒子を
   充填するか、又は両者の混合物を充填した培地を使用す
   ることを特徴とする養液栽培装置。
2. （２）鉱物質繊維とパーライト粒子の混合物が、鉱物質
   繊維１に対してパーライト粒子を容積比で１／８〜１０
   の割合で混合した混合物である特許請求の範囲第１項に
   記載の養液栽培装置。