JPH0347807B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は土、砂、ピートモス、ロツクウール等
の培地に於いて食料用、観賞用等の植物を栽培す
るシステムに於ける培地の培養液管理方法に関す
るものである。

（従来の技術） 培地を用い、水又は肥料水溶液等の培養液を供
給して植物を栽培するシステムに於いては、培地
の培養液管理が重要である。ところが、従来は培
地中の培養液量を直接に検出し得る適当な検出方
法がなかつたので、間接的方法で培養液供給量を
算出し、この値の３〜５割増の量を供給するよう
な管理をしている。即ち、植物が必要とする水分
は、日射量、気温、湿度、生育日数等の条件によ
り大幅に異なるので、これらを考慮して培養液の
供給量を算出し、この値の1.3〜1.5倍の量を供給
するのである。

（発明が解決しようとする課題） 上記の方法を実施する場合、常時前述した条件
を監視し、そして演算を行つて供給量を算出しよ
とすると、日射センサ、湿度センサ、温度センサ
等の高価なセンサ類が必要となるばかりでなく、
複雑な演算用ソフトも必要となり、またこれらを
用いたとしても全ての条件を満たした演算を行う
ことは非常に困難であり、水分不足や水分過多を
完全に防止することはできない。また前記条件を
自動的に監視するセンサ類を用いずに、１日の一
定時刻に、ある時間だけ供給するようにしたタイ
マーを用いた方法もあるが、この方法では例えば
平均的な条件として予め算出した推定量に基づ
き、前述したように最大必要量の1.3〜1.5倍の量
を供給するので、例えば雨天の日等に於いては供
給が過剰となり、植物の生育に取つて水分過多と
なつたり、培養液が無駄になつたりしてしまう。

本発明は以上の従来の課題を解決することを目
的とするもので、即ち培地中の培養液量を、培養
液の温度やPHの変動に影響されずに直接に検出し
得るようにし、検出した培養液量に基づいて培養
液の供給を制御することにより、培地中の培養液
量を良好に管理し得るようにすることを目的とす
るものである。

（課題を解決するための手段） 上述した課題を解決するための手段を実施例に
対応する図面を参照して説明すると、まず第一の
発明の培養液管理方法は、培地２を用い、水又は
肥料水溶液等の培養液を供給して植物６を栽培す
るシステムに於いて、前記培地２に異種金属の対
を成す電極７，８を装着して培養液とにより化学
電池を構成し、該電極７，８間の起電力を検出す
る検出部９を設けると共に、培地２中の培養液の
温度を検出する温度センサＳ１を適所に設け、前
記検出部９により電極７，８間の起電力に対応す
る量を検出すると共に前記温度センサＳ１により
培養液の温度を検出し、培養液温度と起電力との
対応関係により、前記検出部９で検出した前記電
極７，８間の起電力に対応する量を補正して前記
培地２中の培養液量を検出し、この検出した培養
液量に基づいて培養液の供給を制御することを要
旨とするものである。

また、第二の発明の培養液管理方法は、培地２
を用い、水又は肥料水溶液等の培養液を供給して
植物６を栽培するシステムに於いて、前記培地２
に異種金属の対を成す電極７，８を装着して培養
液とにより化学電池を構成し、該電極７，８間の
起電力を検出する検出部９を設けると共に、培地
２中の培養液のPHを検出するPHセンサＳ２を適所
に設け、前記検出部９により電極７，８間の起電
力に対応する量を検出すると共に前記PHセンサＳ
２により培養液のPHを検出し、培養液のPHと起電
力との対応関係により、前記検出部９で検出した
前記電極７，８間の起電力に対応する量を補正し
て前記培地２中の培養液量を検出し、この検出し
た培養液量に基づいて培養液の供給を制御するこ
とを要旨とするものである。

（作用） しかして、培地２に異種金属の対を成す電極
７，８を装着すると、培地２中の培養液を電解液
として電池が構成され、該電極７，８間に起電力
が発生する。かかる状態に於いて培地２中の培養
液量を変化させると、培養液量に対して起電力は
第２図に示すように変化する。これを、植物栽培
時に於ける時間の経過に対して示すと、起電力
は、第３図に示すように時間の経過と共に培養液
量が減少していくことにより下降する。培養液量
に対しての起電力の下降は、培地２が物理的に連
続しておらず、間〓を有しているので培養液量の
減少により電気的つながりが次第に保てなくなる
ことによる。このように、培地２中の培養液量の
変化に対応して起電力が変化するので、該起電力
のレベルを検出部９により検出し、予めの測定等
により得られる起電力と培養液量との対応関係か
ら、検出部９により検出した起電力により培養液
量を検出することができるのであるが、前記電極
７，８間に生ずる起電力は培地２中の培養液量だ
けでなく例えば第４図ａ，ｂ，ｃに示すように培
養液の温度、PH、肥料濃度が変化しても変化する
ので、検出部９により起電力を検出するだけでは
必ずしも正確な培養液量が検出し得るとは限らな
い。

しかして上記培養液の性状中、肥料濃度の変化
に対する起電力の変化は小さいので無視が可能で
あり、そして上記の培養液の温度又はPHと起電力
との対応関係は予めの測定により得ることができ
る。

従つて前記検出部９により電極７，８間の起電
力に対応する量を検出すると共に前記温度センサ
Ｓ１又はPHセンサＳ２により培養液の温度又はPH
を検出し、培養液の温度又はPHと起電力との対応
関係により、前記検出部９で検出した前記電極
７，８間の起電力に対応する量を補正すれば、こ
れらの培養液の温度又はPHの変動に影響されずに
前記培地２中の培養液量を検出することができ、
こうしてこの検出した培養液量に基づいて培養液
の供給を適切に制御することができる。

（実施例） 次に本発明の実施例を図について説明する。

第１図は本発明の実施例に対応する系統説明図
であり、符号１は植物栽培容器、２は培地を示す
ものである。培地２は土、砂、ピートモス、ロツ
クウール等適宜である。３は水または肥料水溶液
等の培養液タンク、４はポンプ又は電磁弁等の培
養液供給装置、５は培養液供給部を示すものであ
る。培養液供給部５は植物６の近傍にドリツプ式
に培養液を供給する構成の他、適宜の供給方法を
適用することができる。

以上の構成に於いて、培地２に例えばボルタの
電池を構成し得る銅と亜鉛等の異種金属の対を成
す電極７，８を装着して培養液とにより化学電池
を構成する。この対を成す電極７，８は検出部９
に接続し、この検出部９により電極７，８間に生
じる起電力を検出する構成とする。

次に符号Ｓ１は培養液の温度センサで、これは
培地２中に装着して、直接に培地２中の培養液の
温度を検出するように構成している。また符号Ｓ
２は培養液のPHセンサで、これは培養液タンク３
中に設けて、培地２に供給する培養液により、間
接的に培地２中の培養液のPHを検出するように構
成している。これらのセンサＳ１，Ｓ２は、培養
液に於いて、これらにより検出可能な性状が変動
する可能性がある場合に設置すれば良く、何れか
一方又は両方を設置することができる。

符号１０は制御部であり、この制御部１０に
は、検出部９により検出した起電力と培養液量と
の対応関係及び培養液の温度又はPHと起電力との
対応関係の記憶手段並びに培養液の温度又はPHと
起電力との対応関係により、前記検出部９で検出
した前記電極７，８間の起電力に対応する量を補
正する演算手段、そしてこれらにより検出された
培養液量に基づいて前記培養液供給装置を制御す
る手段を構成している。上記記憶手段は夫々の対
応関係を関数式やテーブルとして記憶する適宜の
手段を適用することができる。

以上の構成により、前記検出部９により電極
７，８間の起電力に対応する量を検出すると共に
前記温度センサＳ１又はPHセンサＳ２により培養
液の温度又はPHを検出し、培養液の温度又はPHと
起電力との対応関係により、前記検出部９で検出
した前記電極７，８間の起電力に対応する量を補
正すれば、これらの培養液の温度又はPHの変動に
影響されずに前記培地２中の培養液量を検出する
ことができ、こうしてこの検出した培養液量に基
づいて培養液の供給を適切に制御することができ
る。上記培養液量は絶対値として導出するように
することもできるし、絶対値の導出は行わずに制
御を行うようにすることができる。

上述のように検出した培養液量に基づく培養液
の供給方法は、例えば、培養液量が所定の値ま
で減少した時に、前記培養液供給装置４を作動し
て培養液の供給を開始し、そして供給により培地
２中の培養液量が増加して、所定の値まで上昇し
た時に前記培養液供給装置４をの作動を停止する
ようにして、培地２中の培養液量をある範囲内に
制御する方法や、と同様に培養液供給装置４
を作動した後、タイマーや流量計等を用いて所定
量の培養液を供給するようにし、培養液量の下限
は上記起電力に基づいて制御するものの、上限は
該タイマー等により制御する方法等、適宜の方法
を適用することができ、制御する培養液量の範
囲、そして起電力の範囲は、培地２の種類や、植
物６の種類、生育日数、季節等の各種条件に応じ
て適宜に設定することができる。例えば、かかる
各種条件に於いては、第２図、第３図に示す起電
力の曲線中の、急激に変化する部分に対応する培
養液量で良好に植物６を栽培し得る場合もあり、
この場合には高感度の制御を行うことができる。

尚、上述した制御を行う制御部１０はマイクロ
コンピユータ等を用いた装置等、具体的構成は適
宜である。

上述した本発明は、培養液を介して電気的に一
体の培地２に対して、一対の電極７，８を装着す
ることを基本とするが、複数対の電極７，８を装
着し、夫々の電極７，８毎に培養液量を検出可能
とすることもできる。しかし、単に電気的に一体
の培地２に対して、複数対の電極７，８を装着し
ても、それらが干渉してしまうので、この干渉を
防ぐため、検出部９には夫々の電極７，８対に対
して絶縁増幅器等の、交流的、直流的に各電極
７，８対を独立させる入力部１１を構成する必要
がある。このように複数対の電極７，８を装着す
ることにより、広い範囲の培地２の平均的培養
液量を検出することができたり、植物１本毎の
培養液量の検出を行うことができ、きめの細かい
水分管理を行うことができる等の利点を生じる。
尚、このように複数対の電極７，８を装着した場
合に於ける培養液の供給方法は適宜であり、電気
的に一体の培地２に対して複数の培養液供給装置
４を設けることができる。また、電気的に一体で
ない複数の培地２の全て、もしくは適宜培地２
に、一対ずつ、もしくは複数対ずつの電極７，８
を装着して、これらを統合的に制御することもで
き、その具体的制御方法は適宜である。

（発明の効果） 本発明は以上の通りであるので、従来の制御方
法、即ち培地中の培養液量を直接的に検出せず
に、各種条件を勘案して算出した培養液供給量の
推定値に基づいて制御する方法と比較して、培地
への培養液の供給を、該培養液の温度やPHの変動
に影響されずに植物の栽培条件に応じて適切に制
御することができ、従つて培地中の培養液が過剰
となつたり、過少となつたりすることを防止し
て、植物の栽培条件を常に適切に維持し得ると共
に、培養液の無駄を最小限とすることができると
いう効果がある。また本発明はこのような適切な
制御を行い得るにもかかわらず、ハードウエア的
にも、ソフトウエア的にも構成を簡素化すること
ができ、安価で効率的な植物栽培システムを構成
し得るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用する植物栽培システムの
実施例を表した系統説明図、第２図は培養液量と
起電力との関係を示す説明図、第３図は経過時間
に対する培養液量と起電力との関係を示す説明
図、第４図ａ，ｂ，ｃは夫々、起電力と培養液の
温度、PH、肥料濃度との関係を示す説明図、第５
図は複数の電極対を装着した実施例の構成を示す
系統説明図である。 符号１……植物栽培容器、２……培地、３……
培養液タンク、４……培養液供給装置、５……培
養液供給部、６……植物、７，８……電極、９…
…検出部、１０……制御部、１１……入力部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 培地を用い、水又は肥料水溶液等の培養液を
   供給して植物を栽培するシステムに於いて、前記
   培地に異種金属の対を成す電極を装着して培養液
   とにより化学電池を構成し、該電極間の起電力を
   検出する検出部を設けると共に、培地中の培養液
   の温度を検出する温度センサを適所に設け、前記
   検出部により電極間の起電力に対応する量を検出
   すると共に前記温度センサにより培養液の温度を
   検出し、培養液温度と起電力との対応関係によ
   り、前記検出部で検出した前記電極間の起電力に
   対応する量を補正して前記培地中の培養液量を検
   出し、この検出した培養液量に基づいて培養液の
   供給を制御することを特徴とする植物栽培システ
   ムに於ける培地の培養液管理方法。 ２ 培地を用い、水又は肥料水溶液等の培養液を
   供給して植物を栽培するシステムに於いて、前記
   培地に異種金属の対を成す電極を装着して培養液
   とにより化学電池を構成し、該電極間の起電力を
   検出する検出部を設けると共に、培地中の培養液
   のPHを検出するPHセンサを適所に設け、前記検出
   部により電極間の起電力に対応する量を検出する
   と共に前記PHセンサにより培養液のPHを検出し、
   培養液のPHと起電力との対応関係により、前記検
   出部で検出した前記電極間の起電力に対応する量
   を補正して前記培地中の培養液量を検出し、この
   検出した培養液量に基づいて培養液の供給を制御
   することを特徴とする植物栽培システムに於ける
   培地の培養液管理方法。 ３ 電極を、培養液を介して電気的に一体の培地
   に対して複数対装着すると共に、検出部には夫々
   の電極対に対して、交流的、直流的に各電極対を
   独立させる入力部を構成したことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項または第２項記載の植物栽培
   システムに於ける培地の培養液管理方法。