WO2015128911A1 - 水耕栽培装置とそれを用いた水耕栽培方法 - Google Patents

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    • 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 using the same.
  • Patent Document 2 a hydroponic cultivation apparatus is known that can produce tubers without causing skin hypertrophy.
  • JP 2003-009676 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-096961
  • the hydroponic cultivation apparatus of the present invention includes a swelling member including a first through hole, and includes a partition member having a first main surface and a second main surface facing each other.
  • the hydroponic cultivation apparatus has a first space surrounded by a plurality of surfaces including the first main surface of the partition member, and has a placement surface provided at a position facing the first main surface.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a hydroponic cultivation apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged view of region A of the hydroponic cultivation apparatus shown in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a hydroponic cultivation apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 4 is an enlarged view of region B of the hydroponic cultivation apparatus shown in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a hydroponic cultivation apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a hydroponic cultivation apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a hydroponic cultivation apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged view of region A of the hydroponic cultivation apparatus shown in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a hydroponic
  • the temperature cannot be controlled independently by separating the plant body from the above-ground part and the underground part. Also, condensation occurs near the nutrient solution and mold occurs. Molds cause plant decay and weakening.
  • the space for arranging the above-ground part of the root vegetable, which is a plant body, and the space for arranging the underground part and nutrient solution are separated by a foamed polystyrene board.
  • the foamed polystyrene board has a fixed planting hole that determines the arrangement of the plant body, and the stem of the plant body surrounded by the urethane foam piece is inserted into the fixed planting hole and fixed. Therefore, the position of the urethane foam piece varies as the plant grows. Due to the change in the position of the urethane foam piece, a gap is generated between the urethane foam piece and the plant body or between the urethane foam piece and the fixed planting hole.
  • the present invention can prevent the occurrence of mold by preventing dew condensation in the vicinity of the underground part or the planting hole in an apparatus for hydroponically cultivating root vegetables by separating the above-ground part and the underground part.
  • Embodiment 1 a hydroponic cultivation apparatus 1A according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the hydroponic cultivation apparatus 1A.
  • FIG. 2 is an enlarged view of region A in FIG.
  • the hydroponic cultivation apparatus 1A for example, it is possible to grow a fixed planting seedling 10 of root vegetables such as potato.
  • Hydroponic cultivation apparatus 1 ⁇ / b> A has a partition member 3.
  • the first space 21 is below the partition member 3, and the second space 22 is above the partition member 3.
  • the partition member 3 includes a swelling member 31 in which a through hole 33 (first through hole 331) is formed, and has a first main surface 341 and a second main surface 342 facing each other.
  • the hydroponic cultivation apparatus 1 ⁇ / b> A has a placement surface 61 at a position facing the first main surface 341 in the first space 21 surrounded by a plurality of surfaces 211 including the first main surface 341 of the partition member 3.
  • the first through hole 331 formed in the swelling member 31 can be contracted by the absorption of water vapor or water in the swelling member 31.
  • the swelling member 31 has hygroscopicity or water absorption, and expands by absorbing water vapor or water. That is, it also has swelling properties.
  • the swelling member 31 has flexibility and elasticity, and the flexibility and elasticity can be increased by moisture absorption or water absorption.
  • an acrylic resin such as an ultrahigh water-absorbing resin, polyethylene glycol, or the like can be used.
  • the heat insulating member 32 has a heat insulating property.
  • the heat insulating member 32 for example, glass wool, wood fiber board, foamed polystyrene, rigid urethane foam, or the like can be used.
  • natural fibers such as a wood fiber board are preferable because they have relatively high moisture absorption and desorption properties and are unlikely to cause condensation.
  • the hydroponic cultivation apparatus 1A can be configured, for example, by spatially separating the inside of the cultivation tank 2 by the partition member 3.
  • the space surrounded by the plurality of surfaces 211 including the first main surface 341 of the partition member 3 is defined as the first space 21, and the space surrounded by the plurality of surfaces 221 including the second main surface 342 is the second.
  • a space 22 is assumed.
  • the inner surface of the cultivation tank 2 can be used as the plurality of surfaces 211 constituting the first space 21 and the plurality of surfaces 221 constituting the second space 22.
  • the hole diameter of the first through-hole 331 is such that when the stem 102 is passed through the first through-hole 331 in a state where the swelling member 31 does not absorb moisture or water, the hole wall between the stem 102 and the first through-hole 331 It is preferable that there is a gap between them. It is preferable that the first through hole 331 has such a size that it can be contracted to such an extent that the swelling member 31 comes into contact with the stem portion 102 by the moisture absorption or the water absorption expansion. In a state where the swelling member 31 does not absorb moisture or absorb water, the hole diameter of the first through hole 331 is, for example, not less than 10 mm and not more than 20 mm. The swelling member 31 also has flexibility and elasticity. Therefore, when the planted seedling 10 is passed through the first through-hole 331, the hole diameter of the first through-hole 331 can be increased and then returned to the original hole diameter.
  • the diameter of the second through hole 332 is preferably larger than the diameter of the first through hole 331. This is because the work of arranging the planted seedlings 10 in the through holes 33 is facilitated.
  • the state in which the swelling member 31 does not absorb moisture or water is, for example, a state at the time of factory shipment of the hydroponic cultivation apparatus 1A (initial state) or a state in which the swelling member 31 is dried.
  • the first through hole 331 and the second through hole 332 are preferably circular, but not limited thereto.
  • it may be a polygon or a star.
  • the mounting table 6 is located under the through hole 33 in FIG. 1 and has a mounting surface 61 on which a growing tuber 101 can be placed.
  • the nutrient solution 5 is placed in the first space 21 around the mounting table 6 so that the liquid level is lower than the mounting surface 61.
  • the root 103 can contact the nutrient solution 5 and absorb the nutrient solution 5.
  • the tuber 101 can be prevented from coming into contact with the nutrient solution 5, and the occurrence of skin enlargement and decay can be prevented.
  • the mounting surface 61 has a gap that can penetrate the root portion 103 and cannot penetrate the tuber 101.
  • the tuber 101 can be prevented from touching the nutrient solution 5, and the root 103 can penetrate the placement surface 61 and touch the nutrient solution 5 under the placement surface 61.
  • the mounting table 6 is disposed so as to protrude upward from the lower portion of the first space 21, that is, the bottom of the cultivation tank 2, but is not limited thereto.
  • the mounting table 6 having a gap on the mounting surface 61 may be disposed on the entire lower surface of the first space, that is, on the entire bottom surface of the cultivation tank 2.
  • the second space 22 preferably has a light period and a dark period. It is preferable that 1 A of hydroponic cultivation apparatuses have the temperature control part 4 which controls the temperature of the 2nd space 22.
  • FIG. The temperature control unit 4 preferably has heating and cooling functions for the heat exchange unit 41 and the like.
  • the light period and dark period can be realized by sunlight, for example. It is also possible to artificially create a light period and a dark period by providing a light source 7 such as an LED in the second space 22. In other words, the light source 7 can imitate the light and dark periods of day and night by the solar cycle.
  • the temperature control unit 4 can set the temperature of the second space 22 in a range of 17 ° C. or more and 23 ° C. or less in the light period and in a range of 7 ° C. or more and 13 ° C. or less in the dark period. Preferably it can be done.
  • the temperature from the dark period to the light period can be set higher in the range of 7 ° C. or higher and 13 ° C. or lower.
  • the partition member 3 can isolate
  • the swelling member 31 can suppress condensation in the first space 21 by absorbing the water vapor evaporated from the nutrient solution 5.
  • the heat insulating member 32 can block heat exchange between the first space 21 and the second space 22. Thereby, even if the temperature control unit 4 changes the temperature of the second space 22 in conjunction with the light / dark cycle, the temperature of the first space 21 is not affected. Particularly in the dark period, even if the temperature of the second space 22 is lowered, the temperature drop in the first space 21 can be suppressed. As a result, condensation is avoided in the first space 21. As described above, generation of mold can be prevented by preventing condensation in the first space 21.
  • the swelling member 31 since the swelling member 31 has moisture absorption or water absorption, condensation of the through hole 33 and the stem 102 in the vicinity thereof can be prevented, and generation of mold can be suppressed.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the hydroponic cultivation apparatus 1B.
  • FIG. 4 is an enlarged view of region B in FIG.
  • the partition member 3 of the hydroponic cultivation apparatus 1A according to Embodiment 1 has a multilayer structure in which a swelling member 31 and a heat insulating member 32 are stacked.
  • the partition member 3B in the hydroponic cultivation apparatus 1B has a single-layer structure. Other configurations are the same as those in the first embodiment.
  • the partition member 3 ⁇ / b> B has a flat plate shape and can be configured by the swelling member 31 in which the first through-hole 331 is formed and the heat insulating member 32 surrounding the swelling member 31.
  • the second through hole 332 is formed in the heat insulating member 32, and the swelling member 31 is disposed in the hole of the second through hole 332.
  • the hole diameter of the first through hole is preferably 10 mm or more and 20 mm or less during drying.
  • the diameter of the second through hole is preferably 20 mm or more and 50 mm or less. The amount of the swelling member 31 used can be reduced.
  • the partition member 3 ⁇ / b> B can be formed by filling the swelling member 31 inside the second through-hole 332 of the flat heat insulating member 32. Moreover, it can also form by integrally molding the swelling member 31 in which the 1st through-hole was formed so that it may be enclosed with the heat insulation member 32.
  • FIG. 1 A partition member 3 ⁇ / b> B can be formed by filling the swelling member 31 inside the second through-hole 332 of the flat heat insulating member 32. Moreover, it can also form by integrally molding the swelling member 31 in which the 1st through-hole was formed so that it may be enclosed with the heat insulation member 32.
  • the stem portion 102 surrounded by the swelling member 31 can be passed through the second through hole 332 formed in the partition member 3B.
  • the swelling member 31 may be filled in the gap between the second through-hole 332 and the stem 102 after passing the stem 102 of the planted seedling 10 inside the second through-hole 332. Since the size of the second through-hole 332 is larger than that of the first through-hole 331, the placement work of the fixed planting seedling 10 is facilitated.
  • FIG. 5 is a sectional view of the hydroponic cultivation apparatus 1C.
  • the hydroponic cultivation apparatus 1 ⁇ / b> C has a first dehumidifying unit 71 in the first space 21.
  • Other configurations are the same as those in the first embodiment.
  • the humidity of the first space 21 can be suppressed by the first dehumidifying unit 71.
  • the hydroponic cultivation apparatus 1 ⁇ / b> C may include a communication unit 711 that connects the first dehumidifying unit 71 and the outside of the first space 21.
  • the water collected by the first dehumidifying unit 71 can be discharged to the outside of the first space 21.
  • the water collected by the first dehumidifying unit 71 can be returned to the nutrient solution 5 and reused.
  • the 1st dehumidification part 71 can also maintain appropriate humidity in the 1st space 21 by monitoring the humidity of the 1st space 21.
  • FIG. 1st dehumidification part 71 can also maintain appropriate humidity in the 1st space 21 by monitoring the humidity of the 1st space 21.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the hydroponic cultivation apparatus 1D.
  • Hydroponics apparatus 1 ⁇ / b> D has a second dehumidifying part 72 outside the first space 21.
  • the second dehumidifying part 72 is connected to the first space 21 through the communication part 721.
  • Other configurations are the same as those in the first embodiment.
  • the humidity of the first space 21 can be suppressed by the second dehumidifying unit 72. As a result, dew condensation in the first space 21 can be avoided, and the effect of preventing mold generation can be further enhanced. Further, the second dehumidifying part 72 is provided outside the first space 21. Therefore, the first space 21 can be made smaller.
  • the second dehumidifying unit 72 can also maintain an appropriate humidity in the first space 21 by monitoring the humidity of the first space 21.
  • FIG. 7 is a sectional view of the hydroponic cultivation apparatus 1E.
  • Hydroponics apparatus 1E has a nutrient solution inlet 200 and a discharge port 201. Other configurations are the same as those in the first embodiment.
  • the injection port 200 is provided on the side surface of the first space 21 in the cultivation tank 2 and can inject the nutrient solution 5 into the first space 21.
  • the discharge port 201 is provided at the bottom near the other side surface of the first space 21 and can discharge the nutrient solution 5.
  • the injection port 200 can be disposed on one of the plurality of surfaces 211 constituting the first space 21, and the discharge port 201 can be provided on the other one of the plurality of surfaces 211 constituting the first space 21.
  • the nutrient solution 5 is caused to flow between the injection port 200 and the discharge port 201 by providing the discharge port 201 in the first space 21 at the bottom near the side surface facing the side surface where the injection port 200 is provided. Can do.
  • the nutrient solution 5 whose temperature and components are adjusted can be constantly supplied to the root portion 103.
  • the height of the liquid surface of the nutrient solution 5 can be controlled by adjusting the height of the drain outlet 201. Thereby, the height of the liquid surface of the nutrient solution 5 can be maintained to be always lower than the placement surface 61. As a result, the tuber 101 is prevented from being soaked in the nutrient solution 5, and the enlargement and decay of the tuber 101 can be avoided.
  • the nutrient solution 5 discharged from the discharge port 201 may be discarded as it is, or may be circulated using, for example, a circulation pump and injected again from the injection port 200.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the hydroponic cultivation apparatus 1F.
  • Hydroponics apparatus 1F has the 2nd space 22 to share, and the 1st space 21a and 21b which are independent.
  • a first dehumidifying part 71a is provided in the first space 21a, and a first dehumidifying part 71b is provided in the first space 21b.
  • Other configurations are the same as those in the first embodiment.
  • Hydroponics apparatus 1F can control each humidity by dehumidifying independently in 1st space 21a, 21b which became independent. With this configuration, for example, it is possible to control the humidity environment optimal for different planting seedlings 10a and 10b in the first spaces 21a and 21b. Moreover, different types (for example, different concentrations) of nutrient solutions 5a and 5b can be used in the first spaces 21a and 21b, respectively. Therefore, the nutrient solution 5a, 5b optimal for the fixed planting seedlings 10a, 10b can be provided.
  • the hydroponic cultivation apparatus 1F can simultaneously cultivate different types of root vegetables with one apparatus.
  • a second dehumidifying part (see FIG. 6) provided outside the first space 21 as shown in FIG. (Not shown) may be provided.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the hydroponic cultivation apparatus 1G.
  • Hydroponics apparatus 1G has independent second spaces 22a and 22b and a shared first space 21.
  • the temperature controller 4a is provided in the second space 22a
  • the temperature controller 4b is provided in the second space 22b.
  • Other configurations are the same as those in the first embodiment.
  • Hydroponics apparatus 1G can control the temperature independently in the independent second spaces 22a and 22b. For example, it is possible to control the temperature environment to be optimal for different planted seedlings 10a and 10b in the second spaces 22a and 22b. Therefore, the hydroponic cultivation apparatus 1G can simultaneously cultivate different types of root vegetables with one apparatus.
  • the cultivation tank 2 of the hydroponic cultivation apparatuses 1A to 1G may be of a size that allows humans to work in it.
  • it may be a plastic house for growing plants or a growing room of a plant growing factory.
  • the cross-sectional shape of hydroponic cultivation apparatus 1A to 1G is a rectangular shape, it is not limited thereto, and may be, for example, a substantially semicircular shape or a polygonal shape.
  • the first space 21 is preferably shielded from light.
  • a light-shielding material for the portion that forms the first space 21 of the cultivation tank 2.

Abstract

　水耕栽培装置は、第１貫通孔が形成された膨潤部材を含み、互いに背向する第１主面及び第２主面を有する仕切り部材を有する。また、仕切り部材の第１主面を含む複数面で囲まれた第１空間において、第１主面に対向する位置に設けられた載置面とを有する。第１空間に根菜類の地下部を配置し、第１貫通孔に根菜類の茎部を通す。

Description

水耕栽培装置とそれを用いた水耕栽培方法
　本発明は水耕栽培装置とそれを用いた水耕栽培方法に関する。
　従来より、効率良く植物を栽培するために、温度、湿度、養液の供給の制御と、人工光源の作用によって、土耕栽培よりも、植物を効率よく栽培することのできる水耕栽培装置が知られている（特許文献１）。
　また、根菜類を効率良く栽培するために、皮目肥大を発生させずに塊茎を生産することのできる水耕栽培装置が知られている（特許文献２）。
特開２００３－００９６７６号公報 特開平１０－０９８９６１号公報
　本発明の水耕栽培装置は、第１貫通孔が形成された膨潤部材を含み、互いに背向する第１主面及び第２主面を有する仕切り部材を有する。水耕栽培装置は、仕切り部材の第１主面を含む複数面で囲まれた第１空間を有し、第１主面に対向する位置に設けられた載置面を有する。
　以上の構成により、水耕栽培装置における結露を抑制することができる。
図１は、本発明の実施形態１における水耕栽培装置の断面図である。 図２は、図１に示す水耕栽培装置の領域Ａを拡大した図である。 図３は、本発明の実施形態２おける水耕栽培装置の断面図である。 図４は、図３に示す水耕栽培装置の領域Ｂを拡大した図である。 図５は、本発明の実施形態３における水耕栽培装置の断面図である。 図６は、本発明の実施形態４における水耕栽培装置の断面図である。 図７は、本発明の実施形態５における水耕栽培装置の断面図である。 図８は、本発明の実施形態６における水耕栽培装置の断面図である。 図９は、本発明の実施形態７における水耕栽培装置の断面図である。
　本発明の実施形態の説明に先立ち、関連技術の水耕栽培装置における課題を説明する。
　特許文献１に記載の装置では、植物体を地上部と地下部で分離して気温を独立に制御することができない。また、養液の付近において結露し、カビが発生する。カビは植物体を腐敗させ、弱らせる原因となる。
　また、特許文献２に記載の装置では、植物体である根菜類の地上部を配置する空間と地下部及び養液を配置する空間とを発砲スチロール板で区切っている。発砲スチロール板は植物体の配置を決める定植穴を有しており、ウレタンフォーム片で囲まれた植物体の茎を定植穴に差し込んで固定している。そのため、植物体の成長に伴いウレタンフォーム片の位置が変動する。ウレタンフォーム片の位置の変動により、ウレタンフォーム片と植物体との間、または、ウレタンフォーム片と定植穴との間に隙間が生じる。この隙間を通じて、環境制御された地上部を配置した空間と地下部及び養液を配置した空間との間で熱交換が発生する。地上部を配置した空間内の気温を明暗周期に連動して変化させる際に、熱交換により、地下部及び養液を配置した空間の温度が下がると、結露する。その結果、カビが発生する。
　本発明は、根菜類を、地上部と地下部を分離して水耕栽培する装置において、地下部、または、定植穴の付近における結露を回避し、カビの発生を防止することができる。
　本発明の一態様にかかる水耕栽培装置を、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施形態は、いずれも好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、工程、工程の順などは、一例であって本発明を限定するものではない。
　また、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。各図において、実質的に同一の構造については同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化する。
　（実施形態１）
　以下、本発明の実施形態１における水耕栽培装置１Ａについて図１及び図２を参照して説明する。
　図１は、水耕栽培装置１Ａの断面図である。図２は、図１における領域Ａを拡大した図である。水耕栽培装置１Ａでは、例えば、ジャガイモなどの根菜類の定植苗１０を育成することができる。
　水耕栽培装置１Ａは、仕切り部材３を有する。図１において、仕切り部材３よりも下方が第１空間２１、上方が第２空間２２となる。
　仕切り部材３は、貫通孔３３（第１貫通孔３３１）が形成された膨潤部材３１を含み、互いに背向する第１主面３４１及び第２主面３４２を有する。水耕栽培装置１Ａは、仕切り部材３の第１主面３４１を含む複数面２１１で囲まれた第１空間２１において、第１主面３４１に対向する位置に載置面６１を有する。膨潤部材３１に形成された第１貫通孔３３１は、膨潤部材３１における水蒸気または水の吸収により、収縮することができる。
　水耕栽培装置１Ａにおいて、仕切り部材３は、膨潤部材３１と断熱部材３２とを積重ねて形成することができる。仕切り部材３の貫通孔３３は、膨潤部材３１に形成された第１貫通孔３３１と断熱部材３２に形成された第２貫通孔３３２とを繋げて形成されている。膨潤部材３１は、第１空間２１に接している。
　膨潤部材３１は、吸湿性または吸水性を有しており、水蒸気または水を吸収することにより膨張する。すなわち、膨潤性も有する。膨潤部材３１は、柔軟性、弾性を有し、吸湿または吸水により、柔軟性、弾性を増すことができる。膨潤部材３１として、例えば超高吸水性樹脂のアクリル系樹脂やポリエチレングリコールなどを用いることができる。
　断熱部材３２は、断熱性を有する。断熱部材３２として、例えばグラスウール、木質繊維ボード、発砲スチロール、硬質ウレタンフォームなどを用いることができる。特に木質繊維ボードなど天然繊維は、比較的に吸放湿性が高く、結露しにくいために好ましい。
　仕切り部材３は平板状である。仕切り部材３において、膨潤部材３１と断熱部材３２とを積重ねることにより、機械的強度を増すことができる。この構成により、仕切り部材３に自重を支える程度の強度を与えることができる。
　仕切り部材３は、膨潤部材３１を第１空間２１に向けて配置されている。膨潤部材３１は、後述する養液５の入った第１空間２１に曝されている。これにより、養液５から蒸発する水蒸気を効率的に吸収することができる。
　水耕栽培装置１Ａは、例えば、栽培槽２の内部を仕切り部材３によって、空間的に分離することにより構成することができる。栽培槽２内において、仕切り部材３の第１主面３４１を含む複数面２１１に囲まれた空間を第１空間２１とし、第２主面３４２を含む複数面２２１に囲まれた空間を第２空間２２とする。第１空間２１を構成する複数面２１１及び、第２空間２２を構成する複数面２２１として、栽培槽２の内面を用いることができる。
　根菜類などの定植苗１０は、一般に葉部１０４を有する地上部とジャガイモなど塊茎１０１を形成する地下部、地上部と地下部とを繋ぐ茎部１０２を有している。第１空間２１には、定植苗１０の地下部と養液５を配置し、第２空間２２には、地上部を配置する。仕切り部材３の貫通孔３３内には、茎部１０２を貫通させる。定植苗１０の茎部１０２を、仕切り部材３の貫通孔３３に通すことにより、定植苗１０が仕切り部材３により把持され、地上部が第２空間２２に配置され、地下部が第１空間２１に配置される。
　第１貫通孔３３１の孔径は、膨潤部材３１が吸湿または吸水していない状態において、茎部１０２を第１貫通孔３３１に貫通させたときに、茎部１０２と第１貫通孔３３１の孔壁との間に隙間があることが好ましい。第１貫通孔３３１は、膨潤部材３１の吸湿または吸水による膨張により、茎部１０２と接触する程度まで収縮できる大きさであることが好ましい。膨潤部材３１が吸湿または吸水していない状態において、第１貫通孔３３１の孔径は、例えば１０ｍｍ以上、２０ｍｍ以下である。なお、膨潤部材３１は、柔軟性と弾性も有している。そのため、第１貫通孔３３１に定植苗１０を通す際、第１貫通孔３３１の孔径は大きくなり、その後に元の孔径に戻ることができる。
　第２貫通孔３３２の孔径は、茎部１０２に触れることなく通すことができる大きさが好ましい。そして、膨潤部材３１の膨張により第１貫通孔３３１の孔壁が茎部１０２に接触した状態にあっても、第２貫通孔３３２の孔壁は、茎部１０２に触れていないことが好ましい。第２貫通孔３３２の孔径は、例えば、２０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下である。
　膨潤部材３１が吸湿または吸水していない状態において、第２貫通孔３３２の孔径は、第１貫通孔３３１の孔径よりも大きいことが好ましい。定植苗１０を貫通孔３３に配置する作業が容易になるからである。
　なお、膨潤部材３１が吸湿または吸水していない状態とは、例えば、水耕栽培装置１Ａの工場出荷時の状態（初期状態）や、膨潤部材３１を乾燥させた状態である。
　第１貫通孔３３１及び第２貫通孔３３２は、円形が好ましいが、その限りではない。例えば、多角形や星形でもよい。
　載置台６は、図１において、貫通孔３３の下にあり、成長する塊茎１０１を乗せることができる載置面６１を有している。養液５は、載置台６の周囲に、液面が載置面６１よりも低くなるように第１空間２１内に入れられている。これにより、根部１０３が養液５に接触し、養液５を吸収することができる。さらに、塊茎１０１が養液５に接するのを防ぎ、皮目肥大の発生や腐敗を防ぐことができる。なお、載置面６１は、根部１０３を貫通させることができ、かつ、塊茎１０１を貫通させることができない、隙間を有していることが好ましい。塊茎１０１が養液５に触れることを防ぎ、根部１０３が載置面６１を貫通し、載置面６１の下にある養液５に触れることができる。
　図１において、載置台６は、第１空間２１の下部、すなわち栽培槽２の底部から、上方向に突出するように配置されているが、これに限られない。例えば、載置面６１に隙間を有する載置台６を第１空間の下部全面、すなわち栽培槽２の底部全面に配置してもよい。
　第２空間２２は、明期と暗期をあたえることが好ましい。水耕栽培装置１Ａは、第２空間２２の温度を制御する温度制御部４を有することが好ましい。温度制御部４は、熱交換部４１等の加熱、冷却機能を有していることが好ましい。
　明期と暗期は、例えば、太陽光により実現することも可能である。また、第２空間２２に、ＬＥＤなどの光源７を設けることにより明期と暗期を人工的に作り出すことも可能である。すなわち、太陽周期による昼夜の明期と暗期を、光源７により模倣することができる。
　根菜類の定植苗１０の塊茎形成期において、第２空間２２の明期の温度を暗期の温度よりも高くなるように温度設定をすることが好ましい。温度制御部４は、第２空間２２の温度を、例えば、明期において１７℃以上、２３℃以下の範囲に設定できるとともに、暗期において７℃以上、１３℃以下の範囲に設定することができることが好ましい。第２空間２２において、暗期より明期の温度を７℃以上、１３℃以下の範囲で高く設定できることが好ましい。上記の温度範囲に設定することにより、ジャガイモなどの根菜類の収量を向上させることができる。
　水耕栽培装置１Ａにおいて、第１貫通孔３３１を有する膨潤部材３１は、（吸湿性または吸水性）と膨潤性とを有しているので、主に、第１空間２１に入っている養液５から蒸発した水蒸気を吸収し、膨張することができる。この膨張により、第１貫通孔３３１が収縮する。膨潤部材３１は柔軟性も有しているので、第１貫通孔３３１の孔径は、定植苗１０の成長による茎部１０２の寸法の変化にも追従することができる。すなわち、第１貫通孔３３１の孔壁が、常に茎部１０２に密着する状態を維持することができる。この密着により、第１貫通孔３３１と茎部１０２との間に隙間が生じるのを防ぐことができる。この構成により、仕切り部材３は、定植苗１０の地上部を配置する第２空間２２と地下部を配置する第１空間２１とを分離することができる。すなわち、第１空間２１と第２空間２２との間における、空気の移動を抑制することができる。空気の移動に伴う、水蒸気及び熱の移動も抑制される。
　更に、膨潤部材３１は、養液５から蒸発した水蒸気を吸収することにより、第１空間２１での結露を抑制することができる。また、断熱部材３２は、第１空間２１と第２空間２２との熱交換を遮断することができる。それにより、温度制御部４により第２空間２２の温度を明暗周期に連動して変化させても、第１空間２１の温度はその影響を受けない。特に暗期において、第２空間２２の温度を下げても、第１空間２１における温度の低下を抑制できる。その結果、第１空間２１において、結露が回避される。以上のように、第１空間２１における結露を防ぐことにより、カビの発生を防止することができる。
　また、仕切り部材３において、膨潤部材３１が吸湿または吸水性を有するため、貫通孔３３およびその近傍における茎部１０２の結露を防止し、カビの発生を抑制することができる。
　（実施形態２）
　以下、本発明の実施形態２における水耕栽培装置１Ｂについて図３及び図４を参照して説明する。
　図３は、水耕栽培装置１Ｂの断面図である。図４は、図３における領域Ｂを拡大した図である。実施形態１に係る水耕栽培装置１Ａの仕切り部材３は、膨潤部材３１と断熱部材３２とを積重ねた多層構造を有している。これに対して、水耕栽培装置１Ｂにおける仕切り部材３Ｂは単層構造である。それ以外の構成は、実施形態１と同じである。
　仕切り部材３Ｂは、平板状であり、第１貫通孔３３１が形成された膨潤部材３１と膨潤部材３１を取囲む断熱部材３２により構成することができる。言い換えると、仕切り部材３Ｂにおいて、断熱部材３２に第２貫通孔３３２が形成されており、第２貫通孔３３２の孔内に膨潤部材３１が配置されている。第１貫通孔の孔径は、乾燥時において１０ｍｍ以上、２０ｍｍ以下が好ましい。第２貫通孔の孔径は２０ｍｍ以上、５０ｍｍ以下が好ましい。膨潤部材３１の使用量を減量することができる。
　仕切り部材３Ｂは、平板状の断熱部材３２の第２貫通孔３３２の内側に、膨潤部材３１を充填することにより、形成することができる。また、第１貫通孔が形成された膨潤部材３１を断熱部材３２で囲むように一体成型することにより形成することもできる。
　水耕栽培装置１Ｂに定植苗１０を配置する方法として、以下の方法も可能である。例えば、膨潤部材３１で囲んだ茎部１０２を仕切り部材３Ｂに形成された第２貫通孔３３２の内側に通すことができる。また、定植苗１０の茎部１０２を第２貫通孔３３２の内側に通した後、第２貫通孔３３２と茎部１０２との隙間に膨潤部材３１を充填してもよい。第２貫通孔３３２の大きさは、第１貫通孔３３１よりも大きいので、定植苗１０の配置作業が容易になる。
　（実施形態３）
　以下、本発明の実施形態３における水耕栽培装置１Ｃについて図５を参照して説明する。図５は水耕栽培装置１Ｃの断面図である。水耕栽培装置１Ｃは、第１空間２１に第１除湿部７１を有している。それ以外の構成は、実施形態１と同じである。
　第１除湿部７１により第１空間２１の湿度を抑制することができる。その結果、第１空間２１内における結露を回避し、カビの発生を防止する効果をさらに高めることができる。水耕栽培装置１Ｃは，第１除湿部７１と第１空間２１の外部とを繋ぐ連通部７１１を有していてもよい。第１除湿部７１で集めた水を第１空間２１の外部に排出することができる。なお、第１除湿部７１で集めた水を養液５に戻して、再利用することも可能である。
　なお、第１除湿部７１は、第１空間２１の湿度をモニターすることにより、第１空間２１において、適切な湿度を保つことも可能である。
　（実施形態４）
　以下、本発明の実施形態４における水耕栽培装置１Ｄについて図６を参照して説明する。図６は水耕栽培装置１Ｄの断面図である。
　水耕栽培装置１Ｄは、第１空間２１の外に第２除湿部７２を有している。第２除湿部７２は、連通部７２１を通して第１空間２１に繋がっている。それ以外の構成は、実施形態１と同じである。
　第２除湿部７２により、第１空間２１の湿度を抑制することができる。その結果、第１空間２１における結露を回避し、カビの発生を防止する効果をさらに高めることができる。また、第２除湿部７２は第１空間２１の外に設けられる。そのため、第１空間２１をより小さくすることができる。
　なお、第２除湿部７２は、第１空間２１の湿度をモニターすることにより、第１空間２１において、適切な湿度を保つことも可能である。
　（実施形態５）
　以下、本発明の実施形態５における水耕栽培装置１Ｅについて図７を参照して説明する。図７は水耕栽培装置１Ｅの断面図である。
　水耕栽培装置１Ｅは、養液の注入口２００と、排出口２０１とを有する。それ以外の構成は、実施形態１と同じである。
　注入口２００は、栽培槽２における第１空間２１の側面に設けられ、養液５を第１空間２１に注入することができる。排出口２０１は、第１空間２１の他の側面に近い底部に設けられ、養液５を排出することができる。注入口２００は、第１空間２１を構成する複数面２１１のひとつに配置し、排出口２０１は、第１空間２１を構成する複数面２１１の他のひとつに設けることができる。例えば、排出口２０１を第１空間２１内において、注入口２００を設けた側面と対峙する側面に近い底部に設けることにより、養液５を注入口２００と排出口２０１との間で流動させることができる。その結果、根部１０３に温度や成分を整えた養液５を常時、供給することができる。
　また、排水口２０１の高さを調整することにより、養液５の液面の高さを制御することができる。これにより、養液５の液面の高さを載置面６１よりも、常に低くなるように維持することができる。その結果、塊茎１０１が養液５に浸ることが防止され、塊茎１０１の皮目肥大化や腐敗を避けることができる。
　排出口２０１から排出された養液５は、そのまま廃棄するようにしてもよいし、例えば循環ポンプなどを用いて循環させて、再度、注入口２００から注入してもよい。
　（実施形態６）
　以下、本発明の実施形態６における水耕栽培装置１Ｆについて図８を参照して説明する。図８は、水耕栽培装置１Ｆの断面図である。
　水耕栽培装置１Ｆは、共有する第２空間２２と、独立する第１空間２１ａ、２１ｂを有する。第１空間２１ａに第１除湿部７１ａが設けられ、第１空間２１ｂに第１除湿部７１ｂが設けられている。それ以外の構成は、実施形態１と同じである。
　水耕栽培装置１Ｆは、独立する第１空間２１ａ、２１ｂにおいて、独立して除湿することにより、それぞれの湿度を制御することができる。この構成により、例えば、第１空間２１ａ、２１ｂにおいて異なる定植苗１０ａ、１０ｂに最適な湿度環境に制御することができる。また、第１空間２１ａ、２１ｂにおいて、それぞれ異なる種類（例えば異なる濃度）の養液５ａ、５ｂを用いることができる。そのため、定植苗１０ａ、１０ｂに最適な養液５ａ、５ｂを与えることができる。水耕栽培装置１Ｆは、同時に異なる品種の根菜類を、一つの装置で栽培することができる。
　なお、水耕栽培装置１Ｆにおいて、第１空間２１ａ、２１ｂに設けられる第１除湿部７１ａ、７１ｂの代わりに、図６に示すように第１空間２１の外に設けられる第２除湿部（図示せず）を設けてもよい。
　（実施形態７）
　以下、本発明の実施形態７における水耕栽培装置１Ｇについて図９を参照して説明する。図９は水耕栽培装置１Ｇの断面図である。
　水耕栽培装置１Ｇは、独立する第２空間２２ａ、２２ｂと、共有する第１空間２１を有する。第２空間２２ａに温度制御部４ａが設けられ、第２空間２２ｂに温度制御部４ｂが設けられている。それ以外の構成は、実施形態１と同じである。
　水耕栽培装置１Ｇは、独立する第２空間２２ａ、２２ｂにおいて、独立して温度の制御をすることができる。例えば、第２空間２２ａ、２２ｂにおいて異なる定植苗１０ａ、１０ｂに最適な温度環境に制御することができる。そのため、水耕栽培装置１Ｇは、同時に異なる品種の根菜類を、ひとつの装置で栽培することができる。
　なお、水耕栽培装置１Ａ～１Ｇの栽培槽２は、人間がその中で作業可能な大きさであってもよい。例えば、植物を育成するビニールハウスや、植物育成工場の育成部屋などでも良い。
　また、水耕栽培装置１Ａから１Ｇの断面形状は、長方形状であるが、その限りではなく、例えば略半円状や多角形状でもよい。また、第１空間２１は遮光できることが好ましい。例えば、栽培槽２の第１空間２１を形成する部分に、遮光性材料を用いることが好ましい。例えば、栽培槽２の内側、あるいは外側に遮光性を有するシートを貼ってもよい。
　また、各実施形態において、根菜類の定植苗の例としてジャガイモを育成する例を示したが、その限りではなく、他の根菜類の定植苗でもよい。
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ　水耕栽培装置
２　栽培槽
２１，２１ａ，２１ｂ　第１空間
２２，２２ａ，２２ｂ　第２空間
３，３Ｂ　仕切り部材
３１　膨潤部材
３２　断熱部材
３３　貫通孔
３３１　第１貫通孔
３３２　第２貫通孔
３４１　第１主面
３４２　第２主面
４，４ａ，４ｂ　温度制御部
５，５ａ，５ｂ　養液
６　載置台
７１，７１ａ，７１ｂ　第１除湿部
７２　第２除湿部
７１１，７２１　連通部
１０，１０ａ，１０ｂ　定植苗（根菜類）
１０１　塊茎
１０２　茎部
１０３　根部
１０４　葉部

Claims (16)

  1. 　第１貫通孔が形成された膨潤部材を含み、互いに背向する第１主面及び第２主面を有する仕切り部材と、
    　前記仕切り部材の前記第１主面を含む複数面で囲まれた第１空間において、前記第１主面に対向する位置に設けられた載置面と、を備える
    　水耕栽培装置。
  2. 　前記第１貫通孔は、前記膨潤部材における水蒸気または水の吸収により、収縮することができる
    　請求項１に記載の水耕栽培装置。
  3. 　前記仕切り部材は、前記膨潤部材と、前記第１貫通孔と繋がる第２貫通孔が形成された断熱部材とを積重ねて形成され、
    　前記膨潤部材は、前記第１空間に接している
    　請求項１又は２に記載の水耕栽培装置。
  4. 　前記仕切り部材は、前記膨潤部材と、前記膨潤部材を孔内に含む第２貫通孔が形成された断熱部材とで構成された
    　請求項１又は２に記載の水耕栽培装置。
  5. 　前記仕切り部材により前記第１空間と、前記仕切り部材の第２主面を含む複数面で囲まれ、明期と暗期を与えることができる第２空間とに分離される栽培槽と、
    　前記第２空間の温度を制御する温度制御部と、をさらに備える
    　請求項１から４のいずれか一項に記載の水耕栽培装置。
  6. 　前記温度制御部は、前記第２空間の前記明期における温度を１７℃以上、２３℃以下の範囲に設定することができるとともに、前記第２空間の前記暗記における温度を７℃以上、１３℃以下の範囲に設定することができる
    　請求項５に記載の水耕栽培装置。
  7. 　前記温度制御部は、前記第２空間の前記明期における温度を、前記第２空間の前記暗期における温度よりも７℃以上、１３℃以下の範囲で高く設定することができる
    　請求項５に記載の水耕栽培装置。
  8. 　前記第２空間内に設けられ、前記明期を与えることができる光源をさらに備える
    　請求項５から７のいずれか一項に記載の水耕栽培装置。
  9. 　前記第１空間を構成する前記複数面のひとつに設けられた前記第１空間に養液を注入することができる注入口と、
    　前記第１空間を構成する前記複数面の他のひとつに設けられた前記第１空間から前記養液を排出することができる排出口とを、さらに備える
    　請求項１から８のいずれか一項に記載の水耕栽培装置。
  10. 前記第１空間の内部に設けられた第１除湿部をさらに備える
    　請求項１から９のいずれか一項に記載の水耕栽培装置。
  11. 前記第１空間の外部に設けられる第２除湿部と、前記第２除湿部と前記第１空間とを連通する連通部と、をさらに備える
    　請求項１から９いずれか一項に記載の水耕栽培装置。
  12. 　地上部と、地下部と、前記地上部と前記地下部とを繋ぐ茎部とを有する根菜類を、請求項１に記載の水耕栽培装置を用いて栽培する水耕栽培方法であって、
    　養液と前記地下部とを前記第１空間に配置して、前記膨潤部材に形成された前記第１貫通孔に前記茎部を通し、
    　前記第１貫通孔の孔径を、前記茎部と接触する大きさに収縮させる
    　水耕栽培方法。
  13. 　前記膨潤部材に水蒸気または水を吸収させて前記第１貫通孔を収縮させる
    　請求項１２に記載の水耕栽培方法。
  14. 　前記地上部は、前記仕切り部材の前記第２主面を含む複数面で囲まれ、明期と暗期とを与えられる第２空間に配置され、
    　前記根菜類の根茎形成期において、前記第２空間において、前記明期の温度を前記暗期の温度よりも高くする
    　請求項１２または１３に記載の水耕栽培方法。
  15. 　前記第２空間の前記明期における温度を１７℃以上、２３℃以下の範囲にするとともに、前記第２空間の前記暗期における温度を７℃以上、１３℃以下の範囲にする
    　請求項１４に記載の水耕栽培方法。
  16. 　前記第２空間の前記明期における温度を、前記第２空間の前記暗期における温度よりも７℃以上、１３℃以下の範囲で高くする
    　請求項１４に記載の水耕栽培方法。
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