WO2014174758A1 - 水耕栽培装置及び水耕栽培方法 - Google Patents

水耕栽培装置及び水耕栽培方法 Download PDF

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lateral
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さやか 加藤
宏 矢野
あゆみ 酒井
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G31/00—Soilless cultivation, e.g. hydroponics
    • A01G31/02—Special apparatus therefor
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/20—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions in agriculture, e.g. CO2
    • Y02P60/21—Dinitrogen oxide [N2O], e.g. using aquaponics, hydroponics or efficiency measures

Definitions

  • the present invention relates to a hydroponic cultivation apparatus and a hydroponic cultivation method for cultivating plants by hydroponic cultivation.
  • Patent Document 1 is known as a technique related to hydroponic culture.
  • This patent document 1 describes a hydroponic cultivation system and a hydroponic cultivation method for enlarging the root of a root crop by using mist cultivation and deep flow cultivation.
  • An object of this invention is to provide the hydroponic cultivation apparatus and hydroponic cultivation method which can suppress that the liquid manure for mist culture and the liquid manure for soy sauce culture interfere.
  • a hydroponic cultivation apparatus is a hydroponic cultivation apparatus for cultivating a plant body having a main root and a lateral root, wherein the support portion for supporting the plant body, and the mist form on the main root
  • the concentration of the liquid provided in the main root irrigation section that performs irrigation to the main root by spraying a liquid, the lateral root irrigation section that performs irrigation to the lateral root by immersing the lateral root in the liquid, and the liquid provided in the lateral root irrigation section is detected
  • a detection unit and referring to the concentration detected by the detection unit, at least the concentration of the liquid sprayed by the main root irrigation unit and the concentration of the liquid in which the lateral roots are immersed in the lateral root irrigation unit
  • a control unit is provided to control one side so that the concentration of the liquid sprayed by the main root irrigation unit is different from the concentration of the liquid in which the side roots are immersed in the side root irrigation unit.
  • the hydroponic cultivation apparatus is the hydroponic cultivation apparatus according to the first aspect, wherein the control unit is configured to control the concentration of the liquid sprayed by the main root irrigation unit to the side root irrigation unit The concentration of the liquid sprayed by the main root irrigation unit and the concentration of the liquid immersed in the lateral root in the lateral root irrigation unit so that the concentration of the liquid in which the lateral root is submerged is lower than It is characterized in that one side is controlled.
  • a hydroponic cultivation apparatus is the hydroponic cultivation apparatus according to the first aspect, wherein at least a part of the main root irrigation unit and the lateral root irrigation section are physically separated.
  • a separation unit for forming a recovery layer for recovering the liquid sprayed by the main root irrigation unit, and a liquid sprayed by the main root irrigation unit in the recovery layer to recover the liquid sprayed by the main root irrigation unit And a recovery and reproduction unit for reproducing.
  • a hydroponic cultivation apparatus is the hydroponic cultivation apparatus according to the third aspect, wherein the control unit is configured to control the concentration of the liquid sprayed by the main root irrigation unit to the side root irrigation unit The concentration of the liquid sprayed by the main root irrigation unit and the concentration of the liquid immersed in the lateral root in the lateral root irrigation unit so that the concentration of the liquid in which the lateral root is immersed is higher than It is characterized in that one side is controlled.
  • a hydroponic cultivation apparatus is the hydroponic cultivation apparatus according to the fourth aspect, wherein the main root watering unit has a plurality of different recovery directions in the plant body in the recovery layer.
  • the spray nozzle of the present invention is characterized in that the higher the height direction in the plant body is, the higher concentration liquid is sprayed.
  • a hydroponic cultivation method is a hydroponic cultivation method for cultivating a plant having a main root and a lateral root, wherein irrigation to the main root is carried out by spraying a misty liquid. Together with immersing the lateral root in the liquid by immersing the lateral root in the liquid, detecting the concentration of the liquid being irrigated in the lateral root, referring to the detected concentration, the concentration of the liquid sprayed to the main root The lateral roots control at least one of the concentration of the liquid being soaked.
  • FIG. 1 is a perspective view which shows one structural example of the hydroponic cultivation apparatus shown as embodiment of this invention.
  • FIG. 2 is a perspective view which shows the other structural example of the hydroponic cultivation apparatus shown as embodiment of this invention.
  • the hydroponic cultivation apparatus shown as an embodiment of the present invention is configured, for example, as shown in FIG.
  • This hydroponic cultivation apparatus does not use soil to grow the plant 100, but supplies a liquid to the main root 102 and the side root 103 (underground) of the plant 100 to cultivate the plant 100. Cultivation is done.
  • this hydroponic cultivation apparatus implements both methods of mist cultivation and soy sauce cultivation. If the hydroponic cultivation apparatus shown as this embodiment has the main root part 102 and the side root part 103, the kind of plant body 100 is arbitrary. Moreover, although what supplies a liquid to the plant body 100 is demonstrated in this embodiment, as the said liquid, the culture solution (liquid fertilizer) which added the nutrient to water or water is included.
  • the culture solution liquid fertilizer
  • the hydroponic cultivation apparatus includes a plant cultivation tank 1, a plant support 2, a main root watering unit 3, a liquid fertilization unit 4, a liquid fertilizer concentration management sensor 5, and a control unit 6.
  • the plant cultivation tank 1 has a box-like form, and stores the nutrient solution 10 at the bottom.
  • the nutrient solution 10 disposed at the bottom of the plant cultivation tank 1 corresponds to a lateral root irrigation unit.
  • the liquid fertilizer sprayed from the mist spray port 3a mentioned later is also mixed with the nutrient solution 10. As shown in FIG. The root of the root fluid part 102, the lateral root part 103, and the fine root extended from the lateral root part 103 are immersed in the nutrient solution 10.
  • the nutrient solution 10 is supplied to the plant cultivation tank 1 by a worker or piping or a pump (not shown) into the plant cultivation tank 1.
  • the plant cultivation tank 1 functions as a lateral root watering unit that waters the lateral root portion 103 by immersing the lateral root portion 103 in a liquid (the nutrient solution 10).
  • a plant support 2 is disposed at the upper end of the plant cultivation tank 1.
  • the plant support 2 can be configured by a light shielding sheet or the like that blocks light emitted to the plant 100 from above.
  • the plant support 2 is provided with a support 2 a for supporting the plant 100 in a state where the plant 100 is inserted.
  • the support 2 a applies pressure from the side of the plant 100 to support the plant 100.
  • an annular sponge can be used as the support portion 2a.
  • the plant support 2 supports the plant 100 by the frictional force between the sponge and the plant 100.
  • any means may be used such as hanging the above-ground part of the plant body 100 with a string-like thing.
  • the main root watering unit 3 sprays misty liquid fertilizer (mist) onto the main root portion 102 in the plant cultivation tank 1. As a result, the main root watering unit 3 waters the main root 102.
  • the main root irrigation unit 3 has a mist spray port 3a constituted by a plurality of through holes provided in a rod-shaped pipe.
  • the main root irrigation unit 3 is connected to a liquid supply pipe (not shown).
  • the mist sprayer 3a sprays the liquid supplied from the liquid supply pipe in the form of a mist (mist).
  • the mist spraying port 3a may be a nozzle part provided not only in the form shown in FIG. 1, but in each part in the plant cultivation tank 1 and arbitrary height.
  • the concentration of the liquid sprayed from the main root irrigation unit 3 may be a predetermined concentration, or may be adjustable by the control unit 6. Moreover, the main root watering unit 3 can adjust the spraying interval at which the mist is sprayed and the spraying time at each spraying interval by the control unit 6.
  • the liquid fertilization unit 4 performs fertilization on the nutrient solution 10 in the plant cultivation tank 1.
  • the upper part 4 a protrudes from the plant support 2 and the lower part 4 b extends to the plant support 2.
  • the liquid fertilization unit 4 is supplied with fertilizer from the upper part 4a and supplies fertilizer to the nutrient solution 10 from the lower part 4b.
  • the liquid fertilization unit 4 adjusts the concentration of the nutrient solution 10.
  • the liquid fertilization unit 4 performs fertilization, for example, in accordance with a control signal transmitted from the control unit 6.
  • the liquid fertilization unit 4 may perform the fertilizing of a predetermined amount at a predetermined time.
  • the liquid fertilizer concentration management sensor 5 functions as a detection unit that detects the concentration of the component corresponding to the fertilizer contained in the nutrient solution 10.
  • the concentration of the nutrient solution 10 detected by the liquid fertilizer concentration management sensor 5 is read by the control unit 6.
  • the control part 6 inputs a sensor signal, outputs a control signal, and controls each part of a plant growing apparatus.
  • the control part 6 controls the water
  • the control unit 6 controls at least one of the concentration of the liquid sprayed by the mist spray port 3a and the concentration of the nutrient solution 10 in which the lateral root portion 103 is immersed, based on the concentration of the nutrient solution 10. .
  • the control unit 6 makes the concentration of the liquid fertilizer sprayed by the main root watering unit 3 different from the concentration of the nutrient solution 10 in which the lateral root portion 103 is immersed.
  • the control unit 6 is configured to allow the side root portion 103 to be immersed so as to lower the concentration of the root fluid nutrient solution 10 to which the side root portion 103 is immersed than the concentration of the liquid sprayed by the mist spray port 3a. Control the concentration of solution 10.
  • low concentration liquid fertilizer (EC: 1.0 mS / cm or less) is sprayed onto the main root 102 from the mist spray port 3a.
  • the control unit 6 immerses the tip of the main root portion 102 and the side root portion 103 using liquid fertilizer (EC: 1.3 mS / cm or more) with a high concentration in the nutrient solution 10.
  • control unit 6 in the present embodiment controls the liquid fertilization unit 4 so that the liquid fertilization unit 4 performs additional fertilization on the nourishing solution 10.
  • the control unit 6 may not only control the liquid fertilization unit 4 but also control the concentration of liquid fertilizer to be sprayed from the main root watering unit 3.
  • the main root 102 and the side root 103 and the main root 102 are enlarged in order to enlarge and grow the main root 102 of the plant 100 having the main root 102 and the side root 103. It can be watered by liquid fertilizer with different concentration. Therefore, according to this hydroponic cultivation apparatus, when growing the plant body 100 simultaneously using two or more types of liquid manure of mist cultivation and soy sauce cultivation, interference of liquid manure concentration can be suppressed.
  • the hydroponic cultivation apparatus can control the enlargement and the enlargement direction of the roots of the plant body 100. Furthermore, the hydroponic cultivation apparatus can extend the roots of the plant 100 in the vertical direction. In particular, in the plant 100 having commercial value in the roots, the value can be increased by controlling the enlargement and enlargement directions of the roots. At the same time, by using the main root watering unit 3, it is possible to suppress dryness and rot in root cultivation.
  • the concentration of the liquid fertilizer sprayed by the main root watering unit 3 is lower than the concentration of the nutrient solution 10 in which the lateral root portion 103 is immersed.
  • the hydroponic cultivation apparatus in this embodiment includes, in addition to the hydroponic cultivation apparatus described above, a separation unit 21, a mist nutrient solution collecting pipe 22, and a nutrient solution collecting pipe 23.
  • the separation unit 21 is provided above the nutrient solution 10 in the plant cultivation tank 1.
  • the separation unit 21 is arranged to physically separate at least a part of the upper main root watering unit 3 in the plant cultivation tank 1 and the lower side root watering unit in the plant cultivation tank 1.
  • the separation unit 21 forms a recovery layer 31 for recovering the liquid sprayed by the mist spray port 3a.
  • the lower part of the heavy recovery layer 31 is the immersion layer 32 in which the nutrient solution 10 is present.
  • Holes 21 a are provided in the separation part 21 in the extending direction of the plant body 100. Thereby, when the tip of the main root portion 102 and the lateral root portion 103 grow, they can be immersed in the nutrient solution 10.
  • the main root irrigation units 3A and 3B are configured by providing piping at a plurality of locations along the wall surface of the plant cultivation tank 1.
  • a plurality of spray ports are disposed in the recovery layer 31 so that the height direction in the plant 100 is different.
  • the mist nutrient solution collecting pipe 22 is connected to the collecting layer 31 in the plant cultivation tank 1 formed by the separating unit 21.
  • the mist nutrient solution recovery pipe 22 recovers the liquid sprayed by the main root watering unit 3 in the recovery layer 31.
  • the recovered liquid is regenerated to be a liquid fertilizer or a nutrient solution 10 to be sprayed.
  • the mist nutrient solution recovery pipe 22 functions as a recovery and regeneration unit that regenerates the liquid sprayed from the mist spray port 3 a and the nutrient solution 10.
  • the nutrient solution recovery pipe 23 is connected below the recovery layer 31 in which the nutrient solution 10 is stored in the plant cultivation tank 1.
  • the nutrient solution recovery pipe 23 recovers the nutrient solution 10.
  • the mist nutrient solution recovery pipe 22 recovers the nutrient solution 10 fed to the plant cultivation tank 1 by, for example, piping and a pump (not shown).
  • the control unit 6 controls the concentration of the liquid sprayed from the mist spray port 3a to be lower than the concentration of the nutrient solution 10 in which the main root portion 102 is immersed. At this time, the control unit 6 controls the concentration of the component corresponding to the fertilizer in the nutrient solution 10. Thereby, the control unit 6 controls the enlargement and the enlargement direction of the roots of the plant body 100.
  • high concentration liquid fertilizer (EC: 1.3 mS / cm or more) is sprayed from the main root watering unit 3A.
  • a medium concentration liquid fertilizer (EC: 1.0 to 1.3 mS / cm) is sprayed from the main root watering unit 3B.
  • high concentration liquid fertilizer and medium concentration liquid fertilizer are sprayed to the fine roots extending from the main root 102 and the main root 102 by the main root irrigation unit 3A and the main root irrigation unit 3B.
  • low concentration liquid fertilizer (EC: 1.0 mS / cm or less) is used as the nourishing solution 10.
  • the control unit 6 controls the liquid fertilization unit 4 to adjust the concentration of the nutrient solution 10 as in the embodiment described above.
  • the hydroponic cultivation apparatus may be capable of controlling either the concentration of the nutrient solution 10 or the concentration sprayed from the main root watering unit 3.
  • the separation unit 21 forms a recovery layer 31 for recovering the liquid fertilizer sprayed by the main root irrigation unit 3.
  • liquid fertilizer sprayed from the mist spray port 3a can be separated and collected, and liquid fertilizers of different concentrations can be recycled and circulated to grow the plant body 100.
  • the concentration of the liquid sprayed by the mist spray port 3a is made higher than the concentration of the nutrient solution 10 in which the side root portion 103 is immersed. At this time, at least one of the concentration of the liquid sprayed by the main root irrigation unit 3 and the concentration of the liquid in which the lateral roots are immersed in the lateral root irrigation unit is controlled. Thereby, according to the hydroponic cultivation apparatus, the root of the plant 100 can be extended in the horizontal direction.
  • the collection layer 31 is provided with a plurality of mist spray ports 3 a having different height directions in the plant 100.
  • a hydroponic cultivation apparatus sprays liquid manure with a high density
  • the root of the plant 100 can be further extended in the horizontal direction.
  • ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can suppress that the liquid manure for mist culture and the liquid manure for soybean juice culture interfere.
  • Plant cultivation tank (side root irrigation section) 2 Plant support (support part) 2a Support part 3 Main root irrigation part 3a Mist spray port 4 Liquid fertilization part (control part) 5 Liquid fertilizer concentration management sensor (detection unit) 6 Control part 10 Nose solution nourishing solution (lateral root irrigation part) 21 separation part 22 mist nutrient solution recovery pipe 23 nutrient solution recovery pipe 31 recovery layer

Abstract

　主根部１０２と側根部１０３とを有する植物体１００を育成する水耕栽培装置であって、植物体１００を支持する植物支持体２と、主根部１０２に霧状に液体を噴霧する主根潅水部３と、側根部１０３を浸す湛液養液１０と、湛液養液１０の濃度を検出する液肥濃度管理センサ５とを備え、検出された濃度を参照し、主根潅水部３により噴霧される液体の濃度と側根部１０３が浸されている湛液養液１０の濃度との少なくとも一方を制御する。

Description

水耕栽培装置及び水耕栽培方法
　本発明は、水耕栽培によって植物体を育成する水耕栽培装置及び水耕栽培方法に関する。
　水耕栽培に関する技術としては、下記の特許文献１が知られている。この特許文献１には、ミスト栽培と湛液（deep flow）栽培とを用いて根物作物の根部を肥大させる養液栽培システム及び養液栽培方法が記載されている。
　しかしながら、上述した養液栽培システム及び養液栽培方法は、ミスト栽培のための液肥と湛液栽培のための液肥とが干渉してしまう可能性がある。
　そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものである。本発明は、ミスト栽培のための液肥と湛液栽培のための液肥とが干渉することを抑制できる水耕栽培装置及び水耕栽培方法を提供することを目的とする。
特開2012-100573号公報
　本発明の第１の態様に係る水耕栽培装置は、主根と側根とを有する植物体を育成する水耕栽培装置であって、前記植物体を支持する支持部と、前記主根に霧状に液体を噴霧することにより前記主根への潅水を行う主根潅水部と、前記側根を液体に浸すことにより前記側根への潅水を行う側根潅水部と、前記側根潅水部に設けた液体の濃度を検出する検出部とを備え、前記検出部により検出された濃度を参照し、前記主根潅水部により噴霧される液体の濃度と前記側根潅水部にて前記側根が浸されている液体の濃度との少なくとも一方を制御して、前記主根潅水部により噴霧される液体の濃度と前記側根潅水部にて前記側根が浸されている液体の濃度とを異なるようにする制御部とを備えることを特徴とする。
　本発明の第２の態様に係る水耕栽培装置は、上記第１の態様の水耕栽培装置であって、前記制御部は、前記主根潅水部により噴霧される液体の濃度が前記側根潅水部にて前記側根が浸されている液体の濃度よりも低くなるように、前記主根潅水部により噴霧される液体の濃度と前記側根潅水部にて前記側根が浸されている液体の濃度との少なくとも一方を制御することを特徴とする。
　本発明の第３の態様に係る水耕栽培装置は、上記第１の態様の水耕栽培装置であって、前記主根潅水部と前記側根潅水部との少なくとも一部を物理的に分離して、前記主根潅水部により噴霧された液体を回収する回収層を形成する分離部と、前記回収層における前記主根潅水部により噴霧された液体を回収して、前記主根潅水部により噴霧される液体として再生する回収再生部とを備えることを特徴とする。
　本発明の第４の態様に係る水耕栽培装置は、上記第３の態様の水耕栽培装置であって、前記制御部は、前記主根潅水部により噴霧される液体の濃度が前記側根潅水部にて前記側根が浸されている液体の濃度よりも高くなるように、前記主根潅水部により噴霧される液体の濃度と前記側根潅水部にて前記側根が浸されている液体の濃度との少なくとも一方を制御することを特徴とする。
　本発明の第５の態様に係る水耕栽培装置は、上記第４の態様の水耕栽培装置であって、前記主根潅水部は、前記回収層に、前記植物体における高さ方向が異なる複数の噴霧口を備え、前記植物体における高さ方向が高いほど濃度の高い液体を噴霧することを特徴とする。
　本発明の第６の態様に係る水耕栽培方法は、主根と側根とを有する植物体を育成する水耕栽培方法であって、前記主根への潅水を霧状の液体を噴霧することにより行うと共に、前記側根への潅水を当該側根を液体に浸すことにより行い、前記側根に潅水している液体の濃度を検出し、検出した濃度を参照し、前記主根に噴霧される液体の濃度と前記側根が浸されている液体の濃度との少なくとも一方を制御することを特徴とする。
図１は、本発明の実施形態として示す水耕栽培装置の一構成例を示す斜視図である。 図２は、本発明の実施形態として示す水耕栽培装置の他の構成例を示す斜視図である。
　以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
　本発明の実施形態として示す水耕栽培装置は例えば図１に示すように構成される。
　この水耕栽培装置は、植物体１００の育成のために土を使わず、植物体１００の主根部１０２及び側根部１０３（地下部）に液体を供給して、植物体１００を栽培する水耕栽培を行うものである。
　特に、この水耕栽培装置は、ミスト栽培と湛液栽培の両方の方式を実施する。本実施形態として示す水耕栽培装置は、主根部１０２と側根部１０３を有するものであれば植物体１００の種類は任意である。また、本実施形態では植物体１００に液体を供給するものについて説明するが、当該液体としては、水や水に栄養分を加えた培養液（液肥）を含む。
　図１に示す水耕栽培装置は、上方に茎及び葉１０１が伸び、主根部１０２と側根部１０３とを有する植物体１００を育成する。水耕栽培装置は、植物栽培槽１、植物支持体２、主根潅水部３、液肥追肥部４、液肥濃度管理センサ５、及び、制御部６を有する。
　植物栽培槽１は、箱状の形態を有しており、底部に湛液養液１０を蓄える。この植物栽培槽１の底部に配置した湛液養液１０は、側根潅水部に相当する。
　なお、この実施形態において、湛液養液１０には、後述するミスト噴霧口３ａから噴霧された液肥も混合される。湛液養液１０には、主根部１０２の先端や、側根部１０３、側根部１０３から伸びた細根が浸される。
　植物栽培槽１には、作業者や、図示しない配管やポンプによって植物栽培槽１内に湛液養液１０が供給される。植物栽培槽１は、側根部１０３を液体（湛液養液１０）に浸すことにより側根部１０３への潅水を行う側根潅水部として機能する。
　植物栽培槽１の上端には植物支持体２が配置される。植物支持体２は、上方から植物体１００に照射される光を遮断する遮光シート等によって構成可能である。植物支持体２には、植物体１００が挿入された状態で、植物体１００を支持する支持部２ａが設けられる。
　支持部２ａは、植物体１００の側部から圧力を付して、植物体１００を支持する。支持部２ａは、円環状のスポンジが使用可能である。これにより植物支持体２は、スポンジと植物体１００の摩擦力で植物体１００を支持する。なお、植物体１００を支持できるものであれば、植物体１００の地上部をひも状のもので吊るなど、手段は問わない。
　主根潅水部３は、植物栽培槽１内の主根部１０２に霧状の液肥（ミスト）を噴霧する。これにより主根潅水部３は主根部１０２への潅水を行う。主根潅水部３には、棒状の配管に設けられた複数の貫通穴によって構成されるミスト噴霧口３ａを有する。
　主根潅水部３は、図示しない液体供給配管と接続されている。ミスト噴霧口３ａは液体供給配管から供給された液体を霧状（ミスト状）にして噴射する。なお、ミスト噴霧口３ａは、図１に示した形態に限らず、植物栽培槽１内の各部、任意の高さに設けられたノズル部であってもよい。
　主根潅水部３から噴霧される液体の濃度は、所定の濃度であってもよく、制御部６によって調整可能であってもよい。また、主根潅水部３は、ミストを噴霧する噴霧間隔及び各噴霧間隔における噴霧時間が制御部６によって調整可能である。
　液肥追肥部４は、植物栽培槽１内の湛液養液１０に追肥を行う。液肥追肥部４は、上部４ａが植物支持体２から突出し、下部４ｂが植物支持体２に伸びている。液肥追肥部４は、上部４ａから肥料が供給され、下部４ｂから湛液養液１０に肥料を供給する。
　これにより液肥追肥部４は、湛液養液１０の濃度を調整する。液肥追肥部４は、例えば制御部６から送信された制御信号に従って追肥を行う。なお、液肥追肥部４は、湛液養液１０の循環量、湛液養液１０の容量が既知であれば、所定の時刻に所定量の追肥を行ってもよい。
　液肥濃度管理センサ５は、湛液養液１０に含まれる肥料に相当する成分の濃度を検出する検出部として機能する。液肥濃度管理センサ５によって検出された湛液養液１０の濃度は、制御部６に読み取られる。
　制御部６は、センサ信号を入力し、制御信号を出力して、植物育成装置の各部を制御する。制御部６は、液肥濃度管理センサ５により検出された湛液養液１０の濃度を参照して、植物体１００に与える水分や肥料を制御する。
　制御部６は、湛液養液１０の濃度に基づいて、ミスト噴霧口３ａにより噴霧される液体の濃度と側根部１０３が浸されている湛液養液１０の濃度との少なくとも一方を制御する。これにより、制御部６は、主根潅水部３により噴霧される液肥の濃度と側根部１０３が浸されている湛液養液１０の濃度とを異なるようにする。
　制御部６は、ミスト噴霧口３ａにより噴霧される液体の濃度よりも側根部１０３が浸されている湛液養液１０の濃度を低くするように、側根部１０３が浸されている湛液養液１０の濃度を制御する。
　具体的には、ミスト噴霧口３ａから低濃度の液肥（ＥＣ：１．０ｍＳ／ｃｍ以下）を主根部１０２に噴霧させる。一方、制御部６は、湛液養液１０には高濃度の液肥（ＥＣ：１．３ｍＳ／ｃｍ以上）を用いて主根部１０２の先端及び側根部１０３に浸す。
　なお、ECは電気伝導度（Electric Conductivity）を表す。このために、本実施形態における制御部６は、液肥追肥部４を制御して、液肥追肥部４から湛液養液１０に追肥を行わせる。なお、制御部６は、液肥追肥部４を制御するもののみならず、主根潅水部３から噴霧する液肥の濃度を制御するものであってもよい。
　以上のように、この水耕栽培装置（水耕栽培方法）は、主根部１０２と側根部１０３を有する植物体１００の主根部１０２を肥大及び育成させるために、主根部１０２と側根部１０３とで濃度の異なる液肥によって潅水できる。したがって、この水耕栽培装置によれば、ミスト栽培と湛液栽培との２種類以上の液肥を同時に使用して植物体１００を育成するに際し、液肥濃度の干渉を抑制することができる。
　これにより、水耕栽培装置は、植物体１００の根の肥大や肥大方向をコントロールすることが可能となる。さらには、水耕栽培装置は、植物体１００の根を垂直方向に伸長させることができる。特に、根に商品価値がある植物体１００においては根の肥大や肥大方向をコントロールすることで価値を上げることができる。同時に、主根潅水部３を使用することによって、根の栽培における乾燥と腐敗を抑制できる。
　さらに、この水耕栽培装置によれば、主根潅水部３により噴霧される液肥の濃度を側根部１０３が浸されている湛液養液１０の濃度よりも低くしている。これにより、この水耕栽培装置によれば、上述の効果に加え、植物体１００の根を垂直方向に伸長させることができる。
　つぎに、本発明の他の実施形態として示す水耕栽培装置について、図２を参照して説明する。なお、上述した実施形態と同様の構成については同じ符号を付することによりその詳細な説明を省略する。
　この実施形態における水耕栽培装置は、上述した水耕栽培装置に加え、分離部２１、ミスト養液回収管２２、及び、湛液養液回収管２３を有する。
　分離部２１は、植物栽培槽１内における湛液養液１０の上方に設けられている。この分離部２１は、植物栽培槽１における上方の主根潅水部３と植物栽培槽１における下方の側根潅水部との少なくとも一部を物理的に分離するよう配置される。
　これにより、分離部２１は、ミスト噴霧口３ａにより噴霧された液体を回収する回収層３１を形成する。この重回収層３１の下方が、湛液養液１０が存在する浸漬層３２となる。
　分離部２１には、植物体１００の伸びる方向に穴部２１ａが設けられている。これにより、主根部１０２の先端及び側根部１０３が成長したときに湛液養液１０に浸すことができる。
　主根潅水部３Ａ、３Ｂは、植物栽培槽１の壁面に沿うように複数箇所に亘り配管を設けて構成される。各主根潅水部３Ａ、３Ｂは、回収層３１に、植物体１００における高さ方向が異なるよう複数の噴霧口を配置している。
　これにより、ミスト噴霧口３ａから噴霧された液体は、その一部が植物体１００の主根部１０２や側根部１０３に付着し、他の一部が分離部２１に落ちる。
　ミスト養液回収管２２は、分離部２１により形成された植物栽培槽１における回収層３１に接続されている。ミスト養液回収管２２は、回収層３１における主根潅水部３により噴霧された液体を回収する。
　この回収された液体は再生されて、噴霧される液肥又は湛液養液１０となる。これによりミスト養液回収管２２は、ミスト噴霧口３ａから噴霧される液体や湛液養液１０として再生する回収再生部として機能する。
　湛液養液回収管２３は、植物栽培槽１のうち、湛液養液１０が貯められた回収層３１の下方に接続される。湛液養液回収管２３は、湛液養液１０を回収する。ミスト養液回収管２２は、例えば、図示しない配管及びポンプによって植物栽培槽１に供給される湛液養液１０を回収する。
　この水耕栽培装置において、制御部６は、ミスト噴霧口３ａから噴霧される液体の濃度が主根部１０２が浸されている湛液養液１０の濃度よりも低くなるように制御する。このとき、制御部６は、湛液養液１０における肥料に相当する成分の濃度を制御する。これにより、制御部６は、植物体１００の根の肥大や肥大方向をコントロールする。
　更に具体的には、主根潅水部３Ａから高濃度の液肥（ＥＣ：１．３ｍＳ／ｃｍ以上）を噴霧する。主根潅水部３Ｂから中濃度の液肥（ＥＣ：１．０～１．３ｍＳ／ｃｍ）を噴霧する。これにより、主根潅水部３Ａ及び主根潅水部３Ｂによって、主根部１０２及び主根部１０２から伸びた細根に高濃度の液肥及び中濃度の液肥を噴霧する。
　さらに、湛液養液１０は低濃度の液肥（ＥＣ：１．０ｍＳ／ｃｍ以下）を用いる。これにより、主根部１０２の先端には低濃度の湛液養液１０を供給する。このとき、制御部６は、上述した実施形態と同様に、液肥追肥部４を制御して湛液養液１０の濃度を調整する。なお、水耕栽培装置は、湛液養液１０の濃度又は主根潅水部３から噴霧する濃度の何れか一方が制御可能であってもよい。
　以上のように、この植物栽培槽１によれば、分離部２１によって、主根潅水部と側根潅水部との少なくとも一部を物理的に分離する。これにより、分離部２１は、主根潅水部３により噴霧された液肥を回収する回収層３１を形成する。これにより、ミスト噴霧口３ａから噴霧された液肥を分離して回収でき、異なる濃度の液肥を再利用し循環させて、植物体１００を栽培することができる。
　また、この水耕栽培装置によれば、ミスト噴霧口３ａにより噴霧される液体の濃度を側根部１０３が浸されている湛液養液１０の濃度よりも高くしている。このとき、主根潅水部３により噴霧される液体の濃度と側根潅水部にて側根が浸されている液体の濃度との少なくとも一方を制御する。これにより、水耕栽培装置によれば、植物体１００の根を水平方向に伸長させることができる。
　さらに、この水耕栽培装置によれば、回収層３１に、植物体１００における高さ方向が異なる複数のミスト噴霧口３ａを備える。そして、水耕栽培装置は、植物体１００における高さ方向が高いほど濃度の高い液肥を噴霧する。これにより、水耕栽培装置によれば、植物体１００の根をさらに水平方向に伸長させることができる。
　なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
　特願２０１３－０９２２７９号（出願日：２０１３年０４月２５日）の全内容は、ここに援用される。
　本発明によれば、ミスト栽培のための液肥と湛液栽培のための液肥とが干渉することを抑制できる。
　１　植物栽培槽（側根潅水部）
　２　植物支持体（支持部）
　２ａ　支持部
　３　主根潅水部
　３ａ　ミスト噴霧口
　４　液肥追肥部（制御部）
　５　液肥濃度管理センサ（検出部）
　６　制御部
　１０　湛液養液（側根潅水部）
　２１　分離部
　２２　ミスト養液回収管
　２３　湛液養液回収管
　３１　回収層

Claims (6)

  1. 　主根と側根とを有する植物体を育成する水耕栽培装置であって、
    　前記植物体を支持する支持部と、
    　前記主根に霧状に液体を噴霧することにより前記主根への潅水を行う主根潅水部と、
    　前記側根を液体に浸すことにより前記側根への潅水を行う側根潅水部と、
    　前記側根潅水部に設けた液体の濃度を検出する検出部とを備え、
    　前記検出部により検出された濃度を参照し、前記主根潅水部により噴霧される液体の濃度と前記側根潅水部にて前記側根が浸されている液体の濃度との少なくとも一方を制御して、前記主根潅水部により噴霧される液体の濃度と前記側根潅水部にて前記側根が浸されている液体の濃度とを異なるようにする制御部と
    　を備えることを特徴とする水耕栽培装置。
  2. 　前記制御部は、前記主根潅水部により噴霧される液体の濃度が前記側根潅水部にて前記側根が浸されている液体の濃度よりも低くなるように、前記主根潅水部により噴霧される液体の濃度と前記側根潅水部にて前記側根が浸されている液体の濃度との少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項１に記載の水耕栽培装置。
  3. 　前記主根潅水部と前記側根潅水部との少なくとも一部を物理的に分離して、前記主根潅水部により噴霧された液体を回収する回収層を形成する分離部と、
    　前記回収層における前記主根潅水部により噴霧された液体を回収して、前記主根潅水部により噴霧される液体として再生する回収再生部と
    　を備えることを特徴とする請求項１に記載の水耕栽培装置。　
  4. 　前記制御部は、前記主根潅水部により噴霧される液体の濃度が前記側根潅水部にて前記側根が浸されている液体の濃度よりも高くなるように、前記主根潅水部により噴霧される液体の濃度と前記側根潅水部にて前記側根が浸されている液体の濃度との少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項３に記載の水耕栽培装置。
  5. 　前記主根潅水部は、前記回収層に、前記植物体における高さ方向が異なる複数の噴霧口を備え、前記植物体における高さ方向が高いほど濃度の高い液体を噴霧することを特徴とする請求項４に記載の水耕栽培装置。
  6. 　主根と側根とを有する植物体を育成する水耕栽培方法であって、
    　前記主根への潅水を霧状の液体を噴霧することにより行うと共に、前記側根への潅水を当該側根を液体に浸すことにより行い、
    　前記側根に潅水している液体の濃度を検出し、
    　検出した濃度を参照し、前記主根に噴霧される液体の濃度と前記側根が浸されている液体の濃度との少なくとも一方を制御すること
    　を特徴とする水耕栽培方法。
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