JPH0354536B2

JPH0354536B2 -

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Publication number: JPH0354536B2
Application number: JP61107325A
Authority: JP
Priority date: 1986-05-09
Filing date: 1986-05-09
Publication date: 1991-08-20
Also published as: JPS62262927A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、養液栽培などに用いる植物の栽培
装置に係り、特に、養液の昇温回避に関する。

〔従来の技術〕

植物の栽培には、土壌を用いて行う従来からの
土耕栽培に対して、繊維状物質などの人工的な培
養媒体に植物を植付けて、植物を育成するのに必
要な養分や水などの養液を供給して栽培を行う養
液栽培がある。

このような養液栽培は、土耕栽培に比較して衛
生的で、栽培植物ごとに最適条件を設定でき、ま
た、育成上、栽培管理が行い易いなどの優れた特
徴を有しているが、植物に対する養液の供給管理
が極めて重要である。

この養液栽培には、たとえば、植物に対して養
液を滴下あるいは噴霧する潅水方式などが用いら
れている。この潅水方式は、一定の時間間隔を以
て断続的に養液を植物に供給するものである。し
たがつて、植物の根は潅水による湿潤状態と、潅
水停止（水切り）による養液の蒸散および空気と
の接触を交互に繰り返すことにより、湿潤状態に
おいては養液からの養分の吸収、また、潅水状態
においては主として空気との接触による酸素の吸
収が十分に行なわれ、その育成が促進される。

そして、栽培地では、植物の根を支える人工的
な培地に植物を植付け、培地に養液を供給して栽
培を行うが、養液はタンクに溜め、そのタンクか
ら栽培地の近傍に供給路を通して養液を圧送す
る。圧送された養液は、供給路から培地に延長し
たドリツプノズルによつて、噴霧し、あるいは滴
下することにより、植物に供給する。

このようなドリツプノズルによる養液の供給方
式は、必要な量の養液を供給するので、培地を通
過させた廃液回収のリサイクル方式に比較して、
圧送ポンプによる電力消費量が少なく、廃液の再
利用による病気感染のおそれもないなどの利点が
ある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、このような養液栽培においては、養
液の供給を停止させている間に供給管内に残留す
る養液の温度が日射などによつて上昇する。その
昇温は、特に夏季において著しい。

そして、このような昇温した養液が植物に供給
されると、植物の根が酸欠状態となり、育成を妨
げ、その温度が高い場合には枯死させる危険性が
ある。

そこで、この発明は、昇温状態にある養液の供
給を回避し、常に適正な温度の養液を供給するよ
うにした植物の栽培装置を提供しようとするもの
である。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の植物の栽培装置は、例えば、第１図
に示すように、培地（苗木用培地８８）側に圧送
された養液Wnを供給ノズル（ドリツプノズル
６）を通して前記培地の植物８に供給して栽培す
る植物の栽培装置において、前記養液を溜める養
液タンク３０を設置し、この養液タンクからの前
記養液を前記供給ノズル側に圧送する供給路（供
給管２）を設置し、この供給管に前記供給ノズル
から流出しない前記養液を流す戻り路（戻り管１
２）を接続し、この戻り路に前記供給路内の前記
養液の圧力を調整して前記供給ノズルからの前記
培地に対して供給すべき養液の吐出量を調整する
養液吐出量調整手段（調整バルブ１０ａ，１０
ｂ）を設置したものである。

〔作用〕

このように構成すれば、供給路（供給管２）に
連結した戻り路（戻り管１２）側に設置された養
液吐出量調整手段（調整バルブ１０ａ，１０ｂ）
により、供給路（供給管２）内の養液圧力が調整
され、たとえば、養液タンク側で容易に供給路
（供給管２）内の養液圧力を下げ、供給路（供給
管２）から昇温した養液Wnの排出状態を知るこ
とが可能である。したがつて、養液Wnの供給開
始時、養液Wnの供給が停止している期間に供給
路で昇温した養液Wnの供給が抑制され、昇温し
た養液Wnによる栽培植物への悪影響を回避する
ことができる。

また、この植物の栽培装置において、養液吐出
量調整手段は、第１および第２の調整バルブ１０
ａ，１０ｂによつて構成されており、段階的また
は連続的に供給路（供給管２）内の養液圧力を切
り換えれば、容易に所望の養液圧力を設定するこ
とができ、植物の栽培促進に寄与することができ
る。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面を参照して説明
する。

第１図は、この発明の植物の栽培装置の実施例
を示す。

第１図において、地下水、雨水などの農業用水
からなる原水Wrは、フイルタ１６によつて不純
物などを濾過した後、供給管１８を通して原液タ
ンク２０，２２，２４に供給されるとともに、供
給管２６を通して養液タンク３０に供給される。
原水Wrの流量はバルブ３２によつて調整される
が、その流量は、流量センサ３４によつて電気的
に検出され、Ｍはその流量信号を表わす。

また、原水Wrの水量は水量計３６によつて計
測されるとともに、各原液タンク２０，２２，２
４に対する原水Wrの供給量はバルブ３８，４０，
４２によつて個別に調整される。この原液タンク
２０，２２，２４には肥料を装填し、その肥料と
原水Wrとを混合して原液Woが形成される。この
原液タンク２０，２２，２４内の原液Wo₁、
Wo₂、Wo₃は、フロートスイツチ４４，４６，４
８によつて電気的に検出され、FSW₁、FSW₂、
FSW₃は容量信号を表わす。そして、各原液タン
ク２０，２２，２４の原液Wo₁、Wo₂、Wo₃は、
駆動信号PC₁、PC₂、PC₃によつて個別に駆動さ
れる定量バルブなどの定量吐出器５０，５２，５
４を介して養液タンク３０に供給される。なお、
養液タンク３０への原液Wo₁、Wo₂、Wo₃の供給
は、養液タンク３０内の養液Wnの水位に応じて
上下するボールバルブ２８によつて調整される。

したがつて、養液タンク３０には供給管２６か
ら原水Wrが所定量供給されるとともに、各原液
タンク２０，２２，２４から原液Wo₁、Wo₂、
Wo₃が供給され、両者が混合されて養液Wnが形
成されるので、養液Wnを蓄積するとともに、養
液タンク３０は原水Wrと原液Wo₁、Wo₂、Wo₃
との混合手段を兼ねている。この養液タンク３０
には、養液Wnの容量を電気的に検出する水位セ
ンサ５５、養液Wnの温度を電気的に計測する温
度センサ５６、養液WnのPH濃度を電気的に検出
するPHセンサ５８、養液Wnの濃度を電気的に
検出する濃度センサ６０が設けられ、ERは水位
信号、RWは温度信号、PHはPH信号、ECは濃度
信号を表わす。

また、供給管１８にはバルブ６２を挟んで分岐
管６４，６６が設けられ、各分岐管６４，６６に
はバルブ６８，７０が設けられて養液タンク３０
に導かれ、各分岐管６４，６６からも原水Wrが
養液タンク３０に供給される。

そして、養液タンク３０には栽培地４側へ養液
Wnを供給する供給路としての供給管２が設けら
れており、養液Wnは供給管２を通してバルブ７
２を通過した後、圧送手段としての圧送ポンプ７
４によつて栽培地４に圧送される。この圧送ポン
プ７４の吐出側には原水Wrの供給管２に連結さ
れた分岐管７６が設けられており、原水Wrを供
給管２に通すことが可能であり、圧送ポンプ７４
によつて圧送される養液圧力は、圧力計７８によ
つて計測される。

養液Wnは、固形物などを濾過する濾過手段と
して設置されたフイルタ８０によつて濾過された
後、栽培地４に送られるが、その養液圧力は圧力
検出手段として電気的に圧力を検出する圧力スイ
ツチ１０によつて検出される。P₁は、圧力信号
を表わす。

また、供給管２は栽培地４に設置された複数の
栽培用ベツドB₁，B₂…Bnに隈無く配管され、供
給管２を通して圧送される養液Wnは、供給管２
から分岐した供給ノズルとしてのドリツプノズル
６から植物８に個別に供給される。栽培地４の供
給管２を通過した養液Wnは、供給管２に連結さ
れて養液Wn′の戻り路として設置された戻り管１
２を通して養液タンク３０に回収される。

第２図に示すように、栽培地４は、特定の環境
を設定する建屋８６内に設定し、人工培地として
のベツドＢを形成して、その上面に苗木用培地８
８を設置する。これらのベツドＢおよび苗木用培
地８８は、ロツクウール（商標）としての栽培用
媒体で構成して植物８を植付ける。そして、栽培
地４に引いた養液Wnの供給管２には養液Wnを
植物８に導く供給ノズルとしてのドリツプノズル
６を設置し、そのドリツプノズル６を介して養液
Wnを植物８の根元に滴下または噴霧する。

また、栽培地４には、建屋８６内に環境状態を
検出するための環境センサとして、日射を電気的
に検出する日射センサ９２、温度を電気的に検出
する温度センサ９４および湿度を電気的に検出す
る湿度センサ９６を設置する。Ｓは日射信号、Ｔ
は温度信号、Ｗは湿度信号を表わす。また、栽培
地４の状況を検出する培地センサとして培地温度
を電気的に検出する温度センサ９８およびベツド
Ｂの湿潤状態を電気的に検出する湿度センサ１０
０を設置する。Ｒは温度信号、TWは湿度信号を
表わす。

そして、第１図に示すように、栽培地４および
管路系統などで得られた日射信号Ｓ、温度信号
Ｔ、湿度信号Ｗ、温度信号Ｒ、湿度信号TW、流
量信号Ｍ、容量信号FSW₁、FSW₂、FSW₃、水
位信号ER、温度信号RW、PH信号PH、濃度信号
ECは、栽培制御回路１０２に加えられ、植物８
の養液Wnの成分、養液Wnの供給量供給間隔な
どの最適条件が演算あるいは設定されて、その制
御信号が駆動回路１０４に供給される。駆動回路
１０４は、制御信号に応じて駆動出力P₀を圧送
ポンプ７４に供給して圧送ポンプ７４を駆動し、
また、駆動信号PC₁、PC₂、PC₃は定量吐出器５
０，５２，５４に加えられて原液Wo₁、Wo₂、
Wo₃の供給量が制御される。この場合、圧送ポン
プ７４は一定の時間間隔で駆動されて、養液Wn
が栽培地４に送られる。送られた養液Wnは、栽
培地４からドリツプノズル６によつて植物８に滴
下される。

このような栽培装置において、戻り管１２に対
して供給管２内の養液圧力を加減してドリツプノ
ズル６からの養液Wnの吐出量を設定する養液吐
出量調整手段としての第１の調整バルブ１０ａと
第２の調整バルブ１０ｂとが並列に設けられてい
る。調整バルブ１０ａは電気的に開度が調整され
るたとえば電磁弁で構成し、調整バルブ１０ｂは
手動によつて開度が調整可能なバルブで構成する
ことができる。

また、供給管２および戻り管１２は、調整バル
ブ１０ａが全閉状態において、調整バルブ１０ｂ
の開度調整によつて適正な養液圧力でドリツプノ
ズル６からの養液Wnの吐出量が適正になるよう
に設定できるとともに、調整バルブ１０ｂが全閉
状態ないし全開状態において、調整バルブ１０ａ
の開度調整によつて供給管２内の養液圧力を低減
させ、ドリツプノズル６からの吐出量が零ないし
極めて微量になるように設定できるものとする。

そして、圧力スイツチ１０で得られた圧力信号
P₁は、栽培制御回路１０２と連係されている養
液吐出量制御回路１０６に加えられて、圧力スイ
ツチ１０の出力に応じた吐出量制御信号を出力す
る。この場合、養液吐出量制御回路１０６には栽
培制御回路１０２から養液Wnの供給を開始する
開始信号TSまたは終了信号TNが加えられるの
で、養液吐出量制御回路１０６は調整バルブ１０
ａをドリツプノズル６からの養液Wnの吐出量が
零ないし極めて微量になるような開度または適正
な吐出量となるような開度を設定するための開度
制御信号Voを出力する。バルブ駆動回路１０８
は、開度制御信号Voに応じて調整バルブ１０ａ
を駆動して必要な開度設定出力Doを出力する。

したがつて、養液Wnの供給開始時の特定時間
において、調整バルブ１０ａは必要な開度に設定
されて供給管２内の養液圧力を低減させ、ドリツ
プノズル６からの養液Wnの吐出量を零ないし微
量に制限することができ、植物８に対して昇温し
た養液Wnの供給を停止することができる。この
場合、昇温した養液Wnは、養液タンク３０に戻
されて常温の養液Wnと混合される。

そして、調整バルブ１０ａの制御は、供給管２
内に残留する昇温状態になる養液Wnが養液タン
ク３０に回収されて適正な温度の養液Wnが循環
するまで持続され、たとえば、養液吐出量制御回
路１０６は、供給管２の容量に対して特定時間を
設定して開度制御信号Voを維持し、その特定時
間の経過後、開度制御信号Voを解除して調整バ
ルブ１０ｂを閉じるようにする。この場合、養液
Wnの供給開始時の特定時間は、供給管２内の昇
温した養液Wnが廃棄または回収される時間を設
定するものとし、その時間は供給管２内の容量お
よび流量をもつて演算するものとする。

調整バルブ１０ａが閉じられると、供給管２内
の養液圧力は適正圧に維持されて、適正な吐出量
の養液Wnがドリツプノズル６から植物８に供給
される。

したがつて、このようにすれば、植物８に対し
て昇温した養液Wnを供給する場合の悪影響が回
避できる。この場合、養液タンク３０の容量に比
較して供給管２内の昇温した養液Wnの容量は通
常少ないので、養液タンク３０内の養液Wnが戻
された養液Wnによつて昇温する程度は極めて少
ないが、通常、養液タンク３０には、熱交換器を
設置しておき、養液Wnの温度制御を行うので、
養液Wnの温度は一定に保つことができる。

そして、昇温した養液Wnを供給管２内に循環
させると、供給管２内に発生した藻および管壁に
付着した藻をその養液Wnの流速によつて洗い流
すことができ、このような養液Wnの循環は、ド
リツプノズル６からの養液Wnの吐出を阻止でき
るので、養液Wnの供給停止時に行うことも可能
である。

なお、実施例では、養液Wnとして水と肥料の
混合液について説明したが、この発明は、水を養
液として供給する場合にも適用できる。

また、調整バルブ１０ｂを除いて調整バルブ１
０ａだけで養液Wnの戻り量を調整して、必要な
吐出量を得るための養液圧力を設定してもよい。

また、実施例では昇温した養液Wnを養液タン
ク３０に回収したが、戻り管１２に分岐路を設け
てその分岐路から養液タンク３０外に廃棄しても
よい。

なお、養液吐出量制御回路１０６は、栽培制御
回路１０２と一体に構成して養液吐出量の制御を
実現し、または、マイクロコンピユータなどの演
算処理装置を用いて栽培制御および養液吐出量の
制御を行つてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、植物
に対して、養液を供給終了から供給開始までの間
に供給路内に残留して昇温した養液を、供給路の
圧力調整を以て植物への供給を確実に回避できる
ので、昇温した養液による植物への悪影響を防止
できるとともに、植物の成長をより促進させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の植物の栽培装置の実施例を
示す図、第２図は第１図の植物の栽培装置におけ
る栽培地を示す図である。 Wn……養液、２……供給管（供給路）、６…
…ドリツプノズル（供給ノズル）、８……植物、
１０ａ，１０ｂ……調整バルブ（養液吐出量調整
手段）、１２……戻り管（戻り路）、３０……養液
タンク、８８……苗木用培地（培地）。

Claims

【特許請求の範囲】１培地側に圧送された養液を供給ノズルを通し
て前記培地の植物に供給して栽培する植物の栽培
装置において、前記養液を溜める養液タンクを設置し、この養
液タンクからの前記養液を前記供給ノズル側に圧
送する供給路を設置し、この供給路に前記供給ノ
ズルから流出しない前記養液を流す戻り路を接続
し、この戻り路に前記供給路内の前記養液の圧力
を調整して前記供給ノズルからの前記培地に対し
て供給すべき養液の吐出量を調整する養液吐出量
調整手段を設置したことを特徴とする植物の栽培
装置。２前記養液吐出量調整手段は、第１および第２
の調整バルブによつて構成し、供給路内の養液圧
力を段階的または連続的に切り換えるようにした
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
植物の栽培装置。