JPH0347808B2 - - 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
うとすると、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、タイマーを用いて、ある時間だけ
供給するようにした方法もあるが、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
液の温度や肥料濃度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に対を成す電極
７，８を装着して培養液に通電自在に構成し、該
電極７，８間の電気伝導度を検出する検出部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間の電気伝導度に対応する量を検
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、培養液温度と電気伝導度との対応
関係により、前記検出部９で検出した前記電極
７，８間の電気伝導度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
に対を成す電極７，８を装着して培養液に通電自
在に構成し、該電極７，８間の電気伝導度を検出
する検出部９を設けると共に、培地２中の培養液
の肥料濃度を検出する肥料濃度センサＳ２を適所
に設け、前記検出部９により電極７，８間の電気
伝導度に対応する量を検出すると共に前記肥料濃
度センサＳ２により培養液の肥料濃度を検出し、
培養液の肥料濃度と電気伝導度との対応関係によ
り、前記検出部９で検出した前記電極７，８間の
電気伝導度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に装着した対を成す電極７，
８間に一定の電圧を印加すると、培地２中の培養
液を通して電流が流れる。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
して電気伝導度に対応する電流は第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、電気伝導度に対応する電
流は、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
量に対しての電気伝導度の下降は、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電気伝導度が変化するの
で、電気伝導度または、その対応量である電流等
を検出部９により検出し、予めの測定等により得
られる電気伝導度の対応量と培養液量との対応関
係から、検出部９により検出した電気伝導度の対
応量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間の電気伝導度は培地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によりこの電気
伝導度の対応量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、PH変化に対する
電気伝導度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肥料濃度と電
流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間の電気
伝導度の対応量を検出すると共に、前記温度セン
サＳ１又は肥料濃度センサＳ２により培養液の温
度又は肥料濃度を検出し、培養液の温度又は肥料
濃度と電気伝導度の対応量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間の電気
伝導度の対応量を補正すれば、これらの培養液の
温度又は肥料濃度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に対を成す電極
７，８を装着して培養液に通電自在に構成する。
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により該電極７，８間に電圧を印加し
て、培養液の電気伝導度に対応する量、例えば電
流を検出する構成とする。印加電圧は分極作用の
影響を考慮して交流電圧が好ましいが場合によつ
ては直流電圧でも良い。また検出部９は後述の説
明のように、夫々の電極７，８に一定の電圧を印
加して、電極７，８間に流れる電流を直接に電気
伝導度の対応量とする他、場合によつては印加電
圧を変化させ、この印加電圧と電流とから電気伝
導度を算出し、即ち電気伝導度自体を電気伝導度
の対応量として用いても良いことは勿論である。
また、夫々の電極７，８は単一の電極部材で構成
しても、複数の電極部材で構成しても良い。

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は培養液の肥料濃度センサで、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中の培養液の肥料濃度を検出
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により検出した電気伝導度の対応量
と培養液量との対応関係及び培養液の温度又は肥
料濃度と電気伝導度の対応量との対応関係の記憶
手段並びに培養液の温度又は肥料濃度と電気伝導
度の対応量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間の電気伝導度の対応量
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４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間の電気伝導度の対応量を検出すると共に
前記温度センサＳ１又は肥料濃度センサＳ２によ
り培養液の温度又は肥料濃度を検出し、培養液の
温度又は肥料濃度と電気伝導度の対応量との対応
関係により、前記検出部９で検出した前記電極
７，８間の電気伝導度の対応量を補正すれば、こ
れらの培養液の温度又は肥料濃度の変動に影響さ
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
は上記電気伝導度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、そして電気伝導度の範囲は、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
す電気伝導度の対応量である電流を示す曲線中
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は、夫々の電極７，８対に印
加する電圧を夫々絶縁した交流電圧とする。かか
る構成は例えば図に示すように絶縁トランス１１
を用いたり、夫々に独立した発振機を設ける等す
れば良い。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、該培養液の温度や肥料濃度
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
電気伝導度の対応量の電流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電気伝
導度の対応量の電流との関係を示す説明図、第４
図ａ，ｂ，ｃは夫々、電気伝導度と培養液の温
度、肥料濃度、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……絶縁トラン
ス。

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
   培地に対を成す電極を装着して培養液に通電自在
   に構成し、該電極間の電気伝導度を検出する検出
   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
   電極間の電気伝導度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、
   培養液温度と電気伝導度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電気伝導度に対
   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
   培地に対を成す電極を装着して培養液に通電自在
   に構成し、該電極間の電気伝導度を検出する検出
   部を設けると共に、培地中の培養液の肥料濃度を
   検出する肥料濃度センサを適所に設け、前記検出
   部により電極間の電気伝導度に対応する量を検出
   すると共に前記肥料濃度センサにより培養液の肥
   料濃度を検出し、培養液の肥料濃度と電気伝導度
   との対応関係により、前記検出部で検出した前記
   電極間の電気伝導度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、検出部により
   夫々の電極対に印加する電圧を、夫々絶縁した交
   流電圧と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。