JPH0418809B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は水耕栽培装置に関する。

〔従来の技術とその問題点〕

従来の水耕栽培法では栽培植物の茎または幹が
挿通される植穴を有する培養床の下方に培養液を
貯溜したり、流動させたりするためのプールが設
けられ、上記栽培植物の大部分がそのプール内の
培養液に浸漬されるようになつている。この為に
栽培植物の根部への空気の流通が不充分になる欠
点がある。また、その根部がプールの底面に受け
止められるので根部が成長してもプールの面積に
制限され、密集して過繁茂状態になる。特に夏期
には培養液の温度が上昇し、更にその影響が増
し、その結果、養分や空気の根部からの吸収が不
充分になる上、根腐れが生じたり、作物の採取後
の日持ちが悪くなる欠点がある。また、培養液を
流動させる場合には培養液の均質性を確保するた
めに３メートルよりも長いプールを用いて実施す
ることが不可能とされているので、大規模な水耕
栽培には適さないという欠点もある。

また上述のようにプールを備える代わりに培養
液の下方に根部を受け止めるベツドを設け、この
上に培養液を吸収するスポンジを設けるようにし
た従来技術も知られている（例えば実公昭51−
12354号公報）。

更に、上記培養液に下方のスポンジベツドに代
え、培養液を僅かに貯溜できるように波板構造の
底床を設けた構造も提案されている（例えば、特
開昭52−117732号公報）。

しかし、こうした従来技術はいずれも養根空
間、すなわち培養床と底床との間の空間が実質的
に密閉されており、その結果栽培植物の根部に対
する酸素の供給不足と、培養液噴霧による養根空
間の過湿化によつて高温多湿化し、根部の発育不
全、場合によつては根腐れを来し、このようにし
て栽培された植物は採取後非常に日保ちが悪くな
るという問題があつた。

上記のような根部への酸素供給不足を補うため
に例えば実公昭51−49326号公報においては土中
に酸素供給するために側面に切欠部を備えた中空
棒状体よりなる植物育成具が開示されているが、
こうした技術は根部の大部分が土中にある通常の
植物栽培では一定の効果を奏するものと考えられ
るが、空気中に露出した根部に上記培養液を噴霧
する水耕栽培法にあつては養根空間に積極的に空
気を供給することは根圈環境を不安定にさせるこ
とになり、不適であると解釈されていた。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、上述の如き従来の欠点を解消する
ために考え出されたものであつて、栽培植物の根
部の密集を防止し、またその根部が充分に空気に
接触させられるようにして、根腐れを防止し、成
育状態が良く、採取後の日持ちが良い作物が得ら
れるようにすることを目的とするものである。

この発明は上記目的を達成するために以下のよ
うな手段を採用する。すなわち、栽培植物の茎ま
たは幹を挿入する植穴を培養床に設け、該培養床
の下方に前記栽培植物の根部を支持する底床を設
けて両者の間に実質的に密閉された養根空間を形
成し、該養根空間に培養液を噴射する培養液供給
手段を設け、前記底床上の残存培養液を該底床の
縁部を介して下方に集め、前記培養液供給手段に
よつて養根空間へ循環供給するように構成した水
耕栽培装置において、上記培養床に通気孔を設
け、上記培養床の下方の底床の下方にもう一つの
底床を設けて両底床間に空洞を形成し、前記空洞
の空気を吸引して外気へ排出する換気扇と浄化槽
気相部の空気を吸引・排出する換気扇を設けると
いう手段を講じたのである。

従つて、培養液の下方の空気を強制的に吸引し
て外部に排出すると、実質的に密閉された養根空
間に通じる培養液の通気孔から外気が導入され、
それによつて養根空間の根部への新鮮な空気（酸
素）が供給されて発育を促進させることに加え
て、底床を上下２段設けたことにより形成される
空洞より養根空間内の空気を換気扇により吸い出
すので上記通気孔から進入する空気の流速が適度
に制限され、植物の成育に適した気流を形成する
ことができるのである。このように培養液に空気
を積極的接触させることによつて、該培養液の劣
化を防止し栽培植物の成育に適した状態を維持で
きるのである。

同時に養根空間に導入される外気は、培養液が
噴射され、過湿状態にある養根空間の湿度を大幅
に低下させて湿度を調節することで、養根空間の
根部の吸収代謝を促し、且つ、根圈の微生物の活
性化も図ることが出来て、栽培植物の成育を一層
助長することができるのである。

そして高温の夏期等においては、養根空間に導
入される外気によつて養根空間での気化冷却を促
進させることができ、高温多湿による根部の弱化
あるいは根腐れを回避することが出来、一年を通
じて効率よく栽培することができ、また冷却され
た養根空間の空気を放出することにより、ハウス
内で作業する作業者の環境を安価な手段で行うこ
とができ、一年を通じて効率よく栽培できるので
ある。

この発明を実施する上で、培養床の端縁と底床
の端縁との間に形成される〓間を蓋等で覆うこと
は、上記底床の凹部に貯溜されている培養液への
ゴミ等の異物の混入や外部への培養液の蒸散と温
度変化を防止できるので、上記培養液を繰り返し
再利用する場合には特に有効である。また、上記
蓋を外し易くすることで、根付や根部観察等、栽
培管理上も便利となる。

〔実施例〕

以下、この発明を図面を参照しつつ具体的に説
明する。

第１図乃至第３図はこの発明の一実施例を示
し、第１図はこの発明の一実施例の横断面図であ
り、第２図は上記一実施例にかかる水耕栽培装置
を有する水耕栽培ハウスの縦断面図であり、第３
図はこの水耕栽培ハウスの平面図である。

水耕栽培ハウスＨは第３図に示す如くに、例え
ば１棟の幅が10メートル、長さ96メートルの大き
さを備え、この栽培ハウスＨ内に例えば約46メー
トルの長さと80センチメートルの幅を有する水耕
栽培装置１が長さ方向に３床ずつ幅方向に６床並
べて配置される。

各水耕栽培装置１は第１図に示す如くに、培養
床２と、上下２段の底床３，４と、これらの培養
床２と底板３，４との間に形成されている養根空
間５と、この養根空間５の上部に培養液を噴出す
る培養液供給手段６とを備えている。

上記培養床２には、図示しない栽培植物の茎又
は幹が挿通される植穴７が適当な間隔をおいて形
成されている。この培養床２の下方で上記栽培植
物の根部を支持する上段の底床３は、その幅方向
に波うつている波形鉄板で形成され、幅方向の中
央部３ａから両側斜め下方向に八字状に傾斜する
傾斜部３ｂを有し、また、下段の底床４はこれら
傾斜部３ｂの両外側に適当な間隔をおいた位置か
ら幅方向中央下方向に逆八字状に傾斜させられて
いる２枚の波形スレート材で形成されている。上
記傾斜角度は、波板の谷部に各ノズル６ｂから噴
出される培養液が僅かに溜まる程度に保たれ、且
つ底床３及び底床４によつて形成される下段の養
根空間５を空洞３０と換気扇３１への等通気構造
とするため上段底床３は波形鉄板で20°に、下段
底床４は市販のスレートで30°に保ち通気量を高
めている。そのことで長さ方向に長い培養床の気
圧差を少なく、上記養根空間５の通気量を平均さ
せるようにしている。これら底床３，４にはそれ
ぞれの波形の上面の谷部分で形成された多数の凹
部８が形成されている。下段の底床４の中央には
角型の溝９が設けられている。また底床３，４の
上面は凹部に密着させた防水膜（図示せず）で覆
つている。

上記培養液供給手段６は水耕栽培装置１のほぼ
全長にわたり上段の底床３の上記中央部３ａ上に
延長されているパイプ６ａと、これらの長手方向
に適当な間隔をおいて立設されている多数のノズ
ル６ｂとを備えている。このノズル６ｂから噴出
された培養液は水粒となつて、養根空間５の湿度
を高めて落ち各底床３，４の各凹部８に所定量ず
つ貯溜される。また、ノズル６ｂから噴出された
培養液によつて先に凹部８に貯溜されていた古い
培養液が洗い流され、各底床３，４を伝わつて上
記溝９に集められる。

第３図に示す如くに、上記溝９の下側の土中に
は排水管１０が埋設されており、上記培養床２及
び底床３，４の位置側方の土中に埋設されている
浄化槽兼培養液貯溜槽１１内の上部に形成された
気相部１２にこの排水管１０の先端が連通させら
れている。この気相部１２は上記槽１１の上方に
配置された換気扇１３の吸入口に連通されてい
る。また、上記槽１１内の下部の液相部１４に
は、上記培養供給手段６のポンプ６ｃにフイルタ
１５を介在させた導管１６を介して上記パイプ６
ａが接続されている。

上記溝９に回収された篩培養液は養根空間５の
空気とともに排水管１０を介して上記槽１１に吸
引され、土中に埋設された上記排水管１０の中及
び上記槽１１の落とし口付近まで養根空間５から
吸入された空気と混合されて曝気浄化される。さ
らに、浄化槽１１内で沈澱されて老廃成分が分離
される。このようにして老廃成分が分離され、ま
た必要時期、特に夏期に培養液冷却装置（図示せ
ず）で地下水によつて冷却され再生された培養液
は再度培養液供給手段６によつて養根空間５に供
給される。

尚、上記培養床２と底床３，４はその長手方向
に適当な間隔を置いた多数の箇所で土中に植設さ
れている支持枠１１によつて支持されている。ま
た、上記培養床２と底床４と両外側縁どうしを結
ぶ〓間を蓋１７、気密遮断膜１８ａおよび側壁１
８ｂで覆い、この〓間を通つて養根空間５にゴミ
通の異物が混入したり、培養液が養根空間５外に
滲み出したり蒸散したり水温変化することが防止
され、培養液の汚染や蒸散による消失や温度変化
が減少させられている。

上記換気扇１３で浄化槽兼培養液貯溜槽１１の
気相部１２を介して上記養根空間５から吸い出さ
れた空気に相当する量の空気を養根空間５に補充
するために上記培養床２に通気孔１９が形成され
る。この通気孔１９は前記ノズル６ｂから噴射さ
れる培養液粒と補充される空気との接触効率を高
めるため、ノズル６ｂの上記至近距離にある培養
床２に設け、ゴミよけ用の籠２０で覆われてい
る。

さらに、上記底床３と底床４との間で形成され
る空洞３０から換気扇３１で引かれた空気ととも
にハウスＨ内に送出され、該ハウスＨ内の空調に
用いられる。

すなわち、気化冷却された空気が前記換気扇３
１で強制的にハウスＨ内の作業空間に放出されて
該作業空間を冷却し、その上培養床の容積が大き
くなるので風量を多くすることができ、ハウスＨ
内の気温を充分に下げることができ、夏期には40
℃以上に及ぶ高温下での作業者の苦痛を軽減する
ことができる。

また、この換気によつて通気孔１９より新しい
空気が流入し、養根空間５の過湿を防ぎ、酸素補
給を行うことができるのである。

すなわち、培養床２の通気孔１９を通じて養根
空間５に導入される外気は、培養液が噴射され、
過湿状態にある養根空間５の湿度を大幅に低下さ
せ、その結果、養根空間の根部の発育を促し、且
つ、根圈の微生物の活性化も図ることができるの
である。

そして、高温の夏期等においては、養根空間に
導入される低温度の外気によつて、養根空間５の
気化冷却を促進させることができ、高温多湿によ
る根部の弱化あるいは根腐れを回避することが出
来、栽培植物の成育を助長するものである。

上記培養床２の下方に栽培植物の根部が成長し
て行くと、その根部は先ず上段の底床３に受け止
められて凹部に沿つて伸び、次に培養液の流れと
同じように凹部を越えて段状網状になりながら傾
斜部３ｂに沿つて斜め下方向に広がる。さらに根
部が成長して行くと、根部はその傾斜部３ｂの外
側端縁と下段の底床４との間からこの下段の底床
４の上に垂れ下がり、この底床４の傾斜に沿つて
中央下方に伸びていく。このようにして根部は成
長するにつれ、次第に広範囲に拡げられていくの
で、根部が密集する過繁茂を防止でき、根腐れの
発生を防止できる。また、このよう広範囲に分布
する多数の凹部８から養分を充分に吸収すること
ができ、しかも根部の大部分は養根空間５の空気
に直接接触させられているので空気中の酸素など
に充分に吸収できることになる。この結果、栽培
植物の成長が良くなり、また、採取後の日持ちも
長くなるのである。

尚、上記培養液の供給及び換気扇の吸引換気は
間欠的に行えば充分であるが、湿度を調節するた
めに同時運転で、ポンプ休止後培養液が戻る時間
（３〜４分）換気することが望ましく、上記両手
段の運転を根圈の環境に合わせて運用することが
でき、農家の創意工夫により種々の品種の生産に
向くように応用するすることができる。

また、こうした根圈の湿度調節と昇温抑制と充
分な酸素供給は栽培植物の根部の養分吸収代謝機
能を高めるとともに、根圈微生物の活性化を促
し、栽培植物の老廃物の分解を速め、肺水管の中
での培養液が劣化せず、小量でも安定することか
ら培養液の経時変化で栽培植物の成育情報が正確
になり、また作物に適した肥料組成の制御による
高品質生産ができるようになるのである。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、栽培植物の茎ま
たは幹が挿通される植穴を有する培養床と、この
培養床の下方で上記栽培植物の根部を支持する底
床との間に養根空間を形成し、この養根空間の空
気を底床の下方から強制的に吸引することにより
湿度調節されることから、養根空間の栽培植物の
根部が培養液と空気、すなわち肥料、水分、酸素
をバランスよく吸収できるようにしてあるので、
根圈微生物の活性化とともに肥料組成制御による
高品質生産が可能となり、培養液の浄化も同時に
行えるので、周囲の環境汚染や根腐れを防止でき
る。

また、通気孔からの空気流入と、温度と養分管
理された倍養液が全体の栽培植物の根部に同時に
均一安定供給できることから、四季を通じて安定
した根部環境が得られ、特に大規模な生産にも適
することとなる。

さらにハウス内の作業空間の冷房も本発明装置
によれば通常の運用の中で行うことができ、省エ
ネルギー、省資源の要請に充分応えられるもので
ある。

このように充分な空気成分と養分の吸収が確保
されることから、育成状態が良く、採取後、市場
に出されてからの日保ちが格段に長い（通常しそ
葉で４〜５日のところが２週間ぐらいになる）作
物が得られるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の要部縦断面図、
第２図は上記実施例にかかる水耕栽培装置を有す
る栽培ハウスの断面図、第３図はその水耕栽培ハ
ウスの平面図である。 １……水耕栽培装置、２……培養床、３，４…
…底床、５……養根空間、６……培養液供給手
段、７……植穴、８……凹部、１７……蓋、１８
ａ……気密遮断膜、１８ｂ……側壁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 栽培植物の茎又は幹を挿入する植穴を培養床
   に設け、該培養床の下方に、前記栽培植物の根部
   を支持する底床を設けて両者の間に実質的に密閉
   された養根空間を形成し、該養根空間に培養液を
   噴射する培養液供給手段を設け、前記底床の上の
   残存培養液を該底床の縁部を介して下方に集め、
   前記培養液供給手段によつて養根空間に循環供給
   するよう構成した水耕栽培装置において、 上記培養床に通気孔を設け、上記培養床の下方
   の底床の下方にもう一つの底床を設けて両底床間
   に空洞を形成し、 前記空洞の空気を吸引して外気へ排出する換気
   扇と培養液浄化槽気相部の空気を吸引する換気扇
   とを設けたことを特徴とする水耕栽培装置。 ２ 上記換気扇からの空気を、上記培養床の上方
   の作業空間に放出するように構成した請求項１に
   記載の水耕栽培装置。 ３ 上記培養液供給手段のパイプが前記培養床の
   幅方向略中間位置で、該培養床の長手方向に沿つ
   て設けられ、該培養床の下方の底床が、その幅方
   向略中間位置から両側に向けて下降するように傾
   斜され、且つ、前記培養液を僅かに貯溜できるよ
   うに波形に構成され、更に、前記底床の下方のも
   うひとつの底床がその幅方向略中間位置が谷底と
   なる逆八字状に構成され、その谷底が培養液収集
   用の溝に連設されている請求項１または２に記載
   の水耕栽培装置。