JPH06233635A - Ｕ字溝段流形式の水耕栽培装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 全天候下での使用に耐える実施容易な段流式
の水耕装置。 【構成】 コンクリート製Ｕ字溝を緩傾斜状に一直線に
多数を並べ、この内側に長く薄いプラスチツク製シート
を嵌込んで水漏れの無い長水路を設け、この水路に一定
規格のプラスチツク製堰板を多数挿入固着して段流状に
培養液が流れる構造とし、この様にしたＵ字溝の上にコ
ンクリート製であつてかつ各堰板間に対応する位置に植
穴及び株の茎部を出し入れできる隙間を有する蓋を載置
し、焙養液を循環させて栽培する水耕栽培装置である。 【効果】 段流構造によつて植物の発育に必要な培養液
のエアレーシヨンが十分に行え、かつ太陽の紫外線によ
つて劣化を起すプラスチツク部分を、耐候性において問
題の生じないコンクリートで包被することによつて、今
まで施設内に限られていた養液栽焙を、広く屋外栽焙装
置として活用することができるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】この発明は、農園芸上に於ける養
液栽培に関する。 【従来の技術】昨今来、養液栽培（狭義には水耕栽培と
も言われる）の方法には各種のものが開発され、すでに
実用化されているものもいくつかある。即ち、植物を健
全に発育させるためには、適当な温度と十分な陽光のあ
る通常の栽培環境下では、必ずしも土壌を必要とせず、
根に対する十分な水分と栄養分があれば正常に発育する
と言う植物学の基本原理に基いて各種の養液栽培が工夫
されてきたが、その場合、根の呼吸作用に対する酸素の
供給が絶対に必要であることから、現在まで出現した各
種の養液栽培装置は、養水分の供給方法と共にこれを如
何にして十分な溶存酸素（空気）をエアレーシヨンとし
て水中へ取込むかと言う構造上の数々の工夫によつて、
各種の養液（水耕）栽培装置の形式を生み出してきた。
次に、これら形式について従来のものを概観すると以下
述べるようなものが挙げられる。 イ）循環式 代表的なものとしては、協和式ハイポニカ水気耕、クボ
タ水耕プラント、新園式水耕、新和等量交換式水耕等が
あり、その大要は、栽培槽より貯水槽へと自然流下した
培養液を自動駆動的に何度もポンプで循環させて空気と
広い接触水面を有する偏平な栽培槽へと揚水するが、こ
の揚水過程における水の流動撹拌作用によつて、ベツト
上の広い水面から空気中の酸素を溶存させる。特に神園
式はこれに加えて、吐出口から培養液を強力なポンプを
使つて液面に強く吹きつけてエアレーシヨンを促進させ
る構成を有する。新和等量交換式は、複数の栽培ベツト
の培養液を、二台のポンプを使つて自動的に交互出し入
れする水流作用によつて、空気中の酸素を広い水面から
液中へ取入れる方法をとつている。そしてこれらの水耕
の栽培槽は通常地面上に水平に置かれ、植物を植栽した
篭状鉢は浅くて平たい栽培槽の上に置かれたり、蓋にあ
けた丸穴にはめ込んで栽培される。 ロ）空気吸引式 代表的なのがＭ式水耕であり、偏平な発泡スチロール製
枠内にプラスチツクフイルムを敷いて水漏を防いだ栽培
ベツトがそのまま貯水槽を兼ねているので、培養液は流
下したり循環する事はない。しかしＭ式水耕では、穴を
あけて植物体をスポンジと共に挿入して支える発泡スチ
ロール製の蓋は水面に浮かせているので、水面からの酸
素の直接溶解は期待できないので、この場合のエアレー
シヨンは、栽培槽からポンプで吸上げた培養液をそのま
ますぐに同じ栽培槽内に吐出させて水を撹拌的に動かせ
るのであるが、その間、サツカー等の空気吸引装置をポ
ンプで駆動される流路の一部に取付けて空気を吸引し、
空泡として栽培槽内に吐出水と共に吹出させることによ
つてエアレーシヨンを行う。 ハ）ロックウール耕 ヨーロツパ開発され、最近我国でも普及しはじめたが、
その基本構成は、地面に敷いたフイルム上にロツクウー
ルの大きいスラブを一列に並べ、あらかじめ別所で育苗
されて根をおろしたロツクウールの小片（キユーブと言
う）をスラブ上に置いて、これに培養液を点滴状に供給
しながら栽培するもので、給液方法に掛流し式（液の掛
捨）と循環式（液の繰返し利用）とがある。 ニ）ＮＦＴ式 最近ヨーロツパより導入されたＮＦＴ方式の養液栽培
は、１／１００〜１／８０の勾配つけた地面又は支持架
台上に、縦に三つ折りにした長尺フイルムを敷き、その
フイルムの中央で幅広に折分けた部分の真中にあらかじ
め育苗床で育てて根を張らせたロツクウール製のキユー
ブを置並べ、両側から他の折返しフイルムでキユーブを
包み込むようにして栽培床を形成し、このような偏平な
筒状乃至は樋状となる栽培床の上流端より培養液を連続
して流下させ、下流端から貯水槽へと落下させた培養液
を更にポンプで上流側へ送つて循環させる構成のもので
ある。その場合、フイルム内を流れる培養液は薄膜状で
あるため、これに繁茂する根群も相互にからみ合いなが
ら薄いシート状に拡るので、培養液及び根群が広く空気
に触れてエアレーシヨンが程良く行われることとなると
言う構成となつている。 ホ）礫耕、砂耕、くん炭耕 礫耕はすべての水耕栽焙の原形となつたものであり、底
に集水勾配を有するベツトに礫を満し、その礫間に機械
的又は電気リレー的に駆動させたポンプで貯水槽よりく
み上げた培養液を間欠的に供給させるものである。砂耕
やくん炭耕は、底に集水勾配を有する栽培ベツドにそれ
ぞれの培地を満して植付け、点滴又は散水的に培養液や
水を供給して栽培するやや土耕に近い方法で、培養液を
回収して循環させない掛流し方法をとつているものが多
い。 ヘ）噴霧水耕 養液栽培法の中で最も特異なもので、植物の根は完全に
空中に露出させた状熊で保持して栽培し、培養液を頻繁
に根部へ噴霧（時には点滴）する構成とする。 ト）本発明の原形となる段流型水耕栽焙 特許公報昭４５−２８５２７号による特許第６０３７０
号に登録された段流型水耕栽培の原形があるが、植栽用
穴を有する蓋を載置するプラスチツク製雨樋内に多数の
堰板を取付けて傾斜状に設置した栽培槽の水耕栽培装置
を発表した。この段流水耕の特色を原形のものによつて
述べると、その流路中に多数設けられた堰板により、上
流から連続して培養液を供給して流すと全長にわたつて
段々状の水流を形成せしめ、この事によつて流れの全体
で培養液が撹拌されながら空気に触れて溶存酸素量を著
しく高めるため、根の呼吸に要求される酸素条件を完全
に満す構造としており、実際の栽培でほとんどの野菜や
草花類が健全で極めて旺盛な発育を全うしている。この
段流構造の栽培ベツドは特許公報にも述べてある通り樋
を利用するものであり、現在社会においての雨樋の常識
的な材質としてはプラスチツク製であり、最近大型の樋
は芯に鉄板を有するものも現われている。はた、その後
の研究発表例や実際に使用した資材としては、硬質塩化
ビニール製の大型雨樋を用い、蓋板には杉材を使用し、
特に記載はしていないがその架台にはプラスチツク雨樋
が荷重で変形しない間隔となる要所に木製の抗を土面に
打込み、個個の抗頂部を順々に希望する傾斜となるよう
に測量して正確に切揃え、その上部に横木を取付けてＴ
字型となる木製架台とした。この技術に基いて商品化さ
れたものがセキスイ段流型水耕であり、その構成は硬質
プラクチツク製で堰板をも一体成型した段流形式の広幅
大型の栽培槽によつて作られ、その上面に多数の植栽孔
を有する発泡スチロール製の蓋を備えており、このよう
にして成る栽焙槽を組立式鉄製の傾斜架台上に載置して
段流状に培養液を流して栽培するものであつて、短期間
ながら一時は商品として市販された。 【発明が解決しようとする課題】以上述べた各方式によ
る水耕栽培はそれぞれ特色があるが、（イ）の循環式の
大部分のものは、大形金型等によつて成形されたプラク
チツク製の専用栽培槽を必要とし、同時に短時間にこれ
ら大形栽培槽への給水には可成りの大形ポンプを必要と
して、設備費として相当の費用高となるし、プラスチツ
クの耐候性や広い降雨の受け面積を考慮すると、とうて
い屋外での使用に耐えるものではない。そしてまた、こ
のような平たい栽培槽に植えられた植物の根は相互にか
らみ合つて網状に拡がるから、一度生長繁茂した植物は
途中で動かす事はできない。 （ロ）の空気吸引式の代表と言われるＭ式水耕は主に葉
菜類の栽培に適した装置であり、構造簡単で設置費用は
比較的安価ではあるが、浮蓋で水面がふさがつてエアレ
ーシヨンが不十分となるので、発育旺盛となるキユウリ
のような大形果菜類の栽培には不向きと言われ、ベツド
内に根が満ちてくるとサツカーによるエアレーションだ
けではベツド内の隅々まで十分に気泡としての酸素がゆ
きわたらなくなつて、しばしば発育不全や枯死等の障害
をもたらすと言われている。また、ベツドも枠が発泡ス
チロールのため耐候性が劣り、更に広いベツド面積は必
要以上の雨水を受けて培養液濃度を速やかに低下させる
ので、先例と同様に被覆の無い野外での栽培には不向き
である。更に又、ベツド内で根のからみ合いも起るか
ら、大形果菜類を栽培の途中で個々に取出して他へ移植
することなどとうていできるものではない。 （ニ）のロツクウール耕は構造は更に簡単で軽量でもあ
り、設置も容易であるけれども、ロツクウール培池の原
料となる岩石の性質によつて栄養成分の吸着や溶脱が起
つて均衡組成培養液のイオンに変動を与え易く、これを
点滴給液のシステムで常に適正値に制御維持するのは極
めて困難である。そのためもあつて、使用ずみのロツク
ウールはその都度廃棄されるが、これが不燃物でもある
ので廃棄物公害をまねく等、事後処理に問題が多い。ま
た、キユーブをスラブ上に載置すると植物根はすぐにス
ラブ内に繁茂してゆくので、個々の株の根を傷めずに単
独に取出すことはできないし、点滴給水のため培地の自
由な温度制御はむつかしい。そして又、根部を包囲保護
するフイルムは薄くて耐候性が十分でないので野外での
耐久性は十分とは言えず、実際にも施設外での栽培は見
られない。 （ホ）のＮＦＴ方式のものは、養液栽培の中では最も簡
単でかつ安価であるが、耐候性や耐風性に問題の多いフ
イルムだけのベツドではとうてい野外での栽培はできな
いし、根域を流れる培養液量があまりにも少量となるた
め、根圏温度の変動が大きく、これを一定の希望温度に
制御するのはむつかしい。特に夏の高温期での昇温は根
の呼吸作用を必要以上に促進させてしまう反面、培養液
中の溶存酸素量を著しく低下させて栽培が困難となり、
四季の温度変化の大きい我国では適応作物の種類が他の
形式の水耕より可成り限定されると言われている。 （ヘ）の礫耕、砂耕、くん炭耕の内礫耕では、ベツドや
貯水槽がコンクリート性の永久固定式となり、施設とし
ての途中変更がむつかしく、特に培地の消毒や残根処理
において、重量物である大量の礫の処理に大変な労力と
時間を要する。しかも礫の母岩の性質により培養液の特
定成分を吸着したり放出したりして均衡組成に著しい変
動をもたらすから、現在ははとんど用いられていない。
また砂耕やくん炭耕は、土耕と水耕の中間的な性質を備
え、砂耕でも重量物である大量の砂培地の処理と栄養分
の吸着や放出が問題であり、くん炭耕では良質のくん炭
培地の確保が問題となる。いずれにしても砂耕やくん炭
耕での作柄は土耕に対してそれほどの優位性はなく、良
く管理された土耕よりも劣よ事が多い。 （ト）の段流型水耕の原形のものは、ベツドの材質はプ
ラスチツクス製雨樋としているため原材料としての入手
先が限られ、現実には選択の幅が極めて少く、形状寸法
がメーカー側で限定され、最近市販の大形雨樋ではその
断面形状が左右非対称のものとなつたり、大形雨樋の性
能向上のためにプラスチツク内に鉄芯板を保有する高級
品化高価格化して、農園芸上への応用が益々困難となつ
てきている。また雨樋の商品としての定尺寸法は４ｍの
長尺のため輸送や取扱いに不便があり、樋上縁部のわず
かな開閉やねじれによつて接着した堰板のはずれを起す
ことがあり実用上問題があり、この堰板を本格的な溶着
専用機で溶着するとなると相当の熟練を要し費用高とも
なる。プラクチツク単体より成る従来形の雨樋でも、相
当に厚味があるとは言え野外での長期間の使用ではその
耐候性に問題が生じ、強光線にさらされる外面の劣化は
著しく、少しの衝撃でも破損し易くなるし、又蓋に杉板
等を使用して両面を塗装した場合でも、樋内外の温度や
湿度差によつて蓋板が反りかえたり腐朽したりして長年
月の使用に十分耐えられるものではなく、木材板に対す
るかんな掛、穴あけ、塗装等の加工には案外手間と費用
を要するものであつた。一方、この原形を応用して実施
した「セキスイ段流型水耕」では、循環式の場合と同様
に特大の金型等によつて成型されたプラスチツク製栽培
ベツドを使用し、これを傾斜状に載置するためにＬ形鋼
等を組合せた本格的な架台を要して、一セツトの装置を
得るためには相当の費用高となつた。また、プラスチツ
クで作られた栽培ベツドの耐候性や、広い遍平な型で雨
水を大量に受け溜め易い形状のため、実際に野外での使
用は困難であつた。いずれにしても、プラスチツクを構
成の主材料とする栽培ベツドの段流型水耕装置は、他形
式のものに無いすぐれた機能を持つていながら商品化の
波に乗れず、普及しなかつた。 【課題を解決するための手段】以上述べたような現状に
かんがみ、本発明は新しいタイプの段流形式の養液際培
装置として発展させるために、次のような目標で開発し
た。 （１）全国どこででも安価で容易に入手できる資材が主
要な構成となる養液栽培装置とすること。 （２）半永久的な耐候性を与えるために、栽培槽の外殻
はすべてコンクリート製とすること。 （３）これらの資材は、我国ではＪＩＳ規格で厳密な規
準によつて大量生産されたコンクリート製Ｕ字溝を採用
し、その事によつて内部に挿入して固定する堰板を規格
化された単一サイズとして、それによつて組立作業の内
容を単純化し、これらの材料さえ入手すれば全国どこで
も誰もが容易に組立し構築できること。 （４）太陽光を遮り、風雨に対して内部を保護し、同時
に植物体をも支持するためのコンクリート製の蓋は、そ
れを製造する時に用いる型枠を、あらかじめ必要な位置
に必要な大きさの植孔となるようなものを使用すること
によつて、穴あけ加工の手間を必要とせずに蓋全体の成
型時に同時に孔も形成できるようにすること。 （５）主要な資材費を入手容易で安価なものとし、最低
限度の費用で実現できるようにすること。 （６）今まで、ガラス室やビニールハウス等の施設内設
置に限られていた養液栽培を、これらの施設内は勿論の
こと、広く野外でも使えるようにして、進出可能な場面
を著しく拡大できるようにしようとした。 以上の条件を満足させるものとして、本発明の主要部と
なる栽培槽にＪ１Ｓ規格で全国どこででも入手できるコ
ンクリート製のＵ字溝を選んだ。このＵ字溝はコンクリ
ート製であるため耐候性抜群で強度も十分であるが、単
品では長さが６０ｃｍと短かいため、縦に多数を置並べ
た状態に接続してゆかねばならない。このように簡単に
設置されたコンクリート製水路では、接続部を水密状態
に接続することができないし、直接水に接するとコンク
リート面よりアルカリ分の溶出を起す事にもなるので、
緩傾斜状に一直線に設置したこのＵ字溝列の内側に、コ
イル状に巻いて出荷される硬質塩化ビニールなどの平シ
ート（商品名としてはあぜシート等）を一枚物として伸
ばして挿入し、コンクリート面より隔絶した水漏の無い
Ｕ字形水路を形成させ、このシート水路内に栽培しよう
とする農作物にとつて必要とする植栽株間に相当する沢
山の溢流堰板を水密状に接着固定する。そしてこの様に
して成る水路の両端には、水路全体の水漏を防止し、か
つ注入される水を受入れたり排水したりするのに便利な
装備を附属させた端未板を水密状に接着固定して、循環
式段流水路となる水耕栽培装置とした。この場合、水面
上で植物を支持し、植物の茎部を挿入して固定すること
のできる植栽孔をあけたコンクリート製の蓋を載置する
ことによつて太陽光線が内部に入射するのを遮り、光線
を嫌う植物根の発育を促し、根の伸長に障害となるアオ
ミドロの発育を抑制すると共に、太陽光線中の紫外線で
劣化を促進するプラスチツクの薄シートを守れる構成と
した。この場合の植栽孔は、相当に大きく成長した植物
であつても、その繁茂した根部を傷める事なく、生育中
の植栽孔より抜き取つて他の植栽孔へと容易に移植する
ことができるような株取出し空隙をも設けた蓋を有する
水耕栽培ベツドとした。更にこのベツドを一定の緩傾斜
状に設定保持するために必要な架台としては、適正な希
望勾配時における一個のＵ字溝の上流端と下流端との間
に生じせしめる落差分を最小標準厚味単位としたコンク
リートや煉瓦や発泡プラスチツク等の成形物より成る凹
型架台や平架台と、その最小標準厚味の倍数厚味となる
凹型架台や平架台及び既成のコンクリートブロツク架台
等を、Ｕ字溝の各接合部下方で種々に組合せて受支える
ことにより、Ｕ字溝列を全長にわたつて起伏の無い一直
線となる正確な傾斜勾配を保つて設置することができる
ようにした。この事によつて、内部に挿入した硬質のプ
ラスチツクシートによるＵ字段流シートを波打たせるこ
となく真直に設定させて堰板の取付けを容易にし、シー
トの皺や波打から生ずるシートの極所破損を防いで耐久
性を与え、水漏等の事故を防止することができるのであ
る。しかし何よりも、これら凹型架台、平架台等は、コ
ンクリートや硬質発泡プラスチツク等でこの水耕装置の
規格品として少品種を必要とする多量に作り、Ｕ字溝の
各接合部をそれぞれの希望高さに応じた厚味や形状のも
のを組合せて、相当に長い傾斜水路でも正確に構築する
ことができるのである。尚、コンクリートＵ字溝は重量
物であるが、一度設置すると栽培期間中は動かす必要が
無いから、重いと言うデメリツトはそれほど問題になら
ないもので、この方式が将来普及して水耕専用のＵ字溝
として軽量コンクリートを採用することとなると、その
重量は半分以下に抑えられるから、更に取扱が容易とな
る。しかし、何と言つてもコンクリートＵ字溝は安価
で、全国どこででもＪＩＳ（日本工業規格）によつて正
確な規格で作られるから、これに挿入する長尺シートや
堰板もこの規格に合せて単純な形状とした規格物を少品
種として安価に生産でき、水漏防止のためのプラスチツ
ク長尺シート堰板接着位置マークも、連続した簡単な印
刷ですむから、本願発明の実施は極めて安価に行える。
特にコンクリートＵ字溝の強固な形状不変性と万全な耐
候性については、鉄材や案価なプラスチツク材等の単独
材質のものでは得られない耐久性と内部保護性を有し、
長年月の使用に耐えることができる。また、段流状で自
然流下の循環式水耕としては、基本的にはこれら段流状
栽培槽の他に小容量のポンプと、流下水を受け溜めるそ
れほど大きくない貯水槽とがあれば十分に機能させるこ
とが出来る。しかし、栽培を続けた場合に生ずる培養液
成分の減少や水の減少並にＰＨの変動を補正するため
に、現今他の養液栽培ですでに広く採用実施されている
各種のセンサーを用いた自動補正補給装置をそのまま採
用することもできるし、培養液の循環についても電力を
節約するために、酸素の必要量の溶存に支障をもたらさ
ない範囲でタイムスイツチを介入させてポンプの運転を
夜間等に一定時間停止させるなど、自由に制御できるこ
とは勿論である。この様な一時停止の場合に於ける段流
式水耕の特色として、個々の株の根が浸されている培養
液はそれぞれの堰板で堰止められ液溜りを構成している
ので、可成りの時間にわたつてポンプ運転の停止に耐え
られるので、この様にポンプ運転の制御を相当自由に行
えるばかりか、不測の停電にも相当の時間耐えて枯死を
免れることができる。そしてまた、この堰板間に貯溜す
る相当な水量は、気温の変動に対して可成りの時間その
ままの水温を維持できるから、昇温による溶存酸素の減
少に耐え、根の活性を保つ上で大きい利益をもたらす。
更にまた、本発明の栽培槽は雨受面積が小さいＵ字溝に
よつて構成されるから、屋外に設置して降雨を受けて
も、それほど多くの雨水が培養液に混入して液を薄める
こと少く、強度や耐候性抜群のコンクリート外殻と共
に、広く野外栽培のできる養液栽培装置とすることがで
きる。 【作用効果】 イ）培養液が傾斜段流をなし、その全長にわたつて培養
液の撹拌によるエアレーシヨンが行われるから、常に十
分な溶存酸素を含んで培養液の腐敗が避けられ、根の呼
吸作用を全うさせるから、作付けられた農作物は健全な
発育をする。 ロ）水漏を防ぎながら沢山の堰板を立て並べた段流水路
を構成させる薄くて柔かいプラスチツク一枚物シート
を、強くて耐候性のあるコンクリートＵ字溝及びコンク
リート蓋で完全に包囲して、陽光（特に紫外線）及び強
風から守つて、栽培装置の耐久性を著しく向上させ、長
期間施設外の野外での継続した栽培に於ける安全性を確
保している。 ハ）コンクリートの蓋で培養液の流路をおおむね暗黒状
態に遮光するので、光線を嫌う根の発育を促す。 ニ）全国どこでも入手容易な安価なＪＩＳ規格コンクリ
ート製Ｕ字溝を主体構造物として利用できるばかりか、
内張シートに堰板掛りの接着位置を印刷してあるので、
一定形状の堰板を用いた段流水路の施工が極めて簡単で
あり、特別専用製品としてはシートと堰板を部品として
購入すれば、誰もがどこででも容易に段流形式の栽培槽
を設置することができる。ただし、栽培用のコンクリー
ト製蓋は特殊な形状の植孔をあけておく必要はあるが、
コンクリートを型枠に流し込んで専用蓋を製造するとき
に、あらかじめ規定の孔を形成するような型を嵌込んお
けば容易に製作することができる。そして実際にはその
様な蓋が安価に商品化されることとなろう。 ホ）コンクリートＵ字溝を増減することにより栽培槽
（床）を自由に伸縮できるから、農家や企業に於ける大
規模施設から、家庭園芸用の極く小規模施設に至るまで
幅広く適用することができる。 ヘ）あらかじめコンクリートＵ字溝と内帳りシートの間
へ発泡プラスチツクシート等の断熱材を挿入することが
できるので、外気温の変動から培養液水温が変化するの
を極力抑えることができるので、この効果を利用して、
培養液を冬季は加温、夏季は冷却等、人為的に液温を制
御することの容易な養液栽培装置とすることができる。 ト）Ｕ字溝もその蓋もコンクリート製と言う重量物で構
成しているため、野外での設置に位置固定性が良く、蓋
も少々の風で飛散するようなことはない。この事を利用
して、蓋の要所に適当な小孔をあけることによつて、Ｆ
ＲＰ製の細棒支柱等を突き立てたり嵌込んだりして植物
を仮誘引固定するに役立てたり、蓋の両外側にあけた同
様の孔相互間を、プラスチツク被覆金属線やＦＲＰ製等
の弾性細棒をアーチ状に沢山張り渡してトンネル栽培用
の支柱列を作り、この上に透明プラスチツクフイルムや
半遮光シート等を被覆した簡易保温や日除けができるト
ンネル栽培を可能とする。また、該蓋の仮支柱用小孔の
上半分をその孔より大きい凹孔とすることによつて、空
中張線で上部を固定した本格支柱の下部における支柱受
座ともする。 チ）栽培槽を緩傾斜状に設置して段流水路を形成させる
ためのコンクリート製、煉瓦、硬質発泡プラスチツク等
より成る架台は、Ｕ字構の接合部が相互にずれ動くのを
防止しながら一定の高さを確保する凹型架台と、高さの
みを確保する平架台及び、相当の高さを一気に確保する
中空コンクリート性ブロツク架台とを組合せて傾斜に応
じた高さに積み重ね、更にこれらの架台が相互にずれ動
くのを防止するように各架台の両側に貫通孔をあけてパ
イプや支柱棒等で串刺にして固定する安価で簡単なＵ字
溝型傾斜段流水耕用架台を提供できるようにした。 【実施例】具体的な実施例についてを図面に従つて説明
するが、ここでは便宜上内容を四つに分て説明する。 １）】コンクリートで包囲保護された傾斜段流の栽培槽 日本標準規格のＪＩＳ等によつて一定の規格寸法によつ
て作られたコンクリートＵ字溝１を緩傾斜状で一直線に
並べ、このＵ字溝１の列の内側に、そのＵ字溝列１、１
・・・の全長にわたつて一枚物となる不透水性のプラス
チツク製の内張りシート２を敷き、この内張シート２の
表面に、作付ける植物３の必要とする株間に相当する適
当な間隔であらかじめ印刷した堰板接着位置線４上の接
着位置指示マーク５の所に正確に堰止掛り６を接着剤等
を利用して接着し、更にこの堰止掛り６と内張シート２
に対して溢流切込７を有する堰板８を次々と接着的に装
着し、更にその手前から堰板押え９を接着して堰板８を
Ｕ字溝１内の内張シート２上に固定する。この場合Ｕ字
溝１は標準規格であるから、堰板８は一定形状のもの一
種類ですべての中間溢流堰として供用する事ができる。
次いで流路の下流端には、堰板８と同じ外縁形状で排水
エルボ１０を有する排水端末板１１を同様に接着的に装
着して貯水槽１２へ排水が自然流下するようにし、一方
流路の上流端では、水受けジヨーゴ１３を有する堰板８
と同様の外縁形状の給水端末板１４を接着的に装着し
て、段流状水耕栽培槽１５を形成し、貯水槽１２より小
型ポンプ１６、送水管１７等を介して注がれる培養液１
８を受入れて循環流路を形成する段流形式の水耕栽培装
置が成立する。この様な構成において、ポンプ１６を駆
動すると、送水管１７の端末にあるフートバルブ１９を
介して常に栽培槽１５内を段流状に流下しながら培養液
１８は循環を繰返し、植物３の根に必要な水分と栄養分
及び酸素を供給し続ける。尚１７’は給水栓である。 ２）】植物の植付孔 植物３の根は培養液１８中に浮遊状に浸されているだけ
であつて、土壌で発育する通常の場合の様に植物体３を
強固に支持することができないので、植物体３が水中に
落込まず、また抜け出したり倒れたりしないように適度
な高さ位置で何らかの方法で保持してやる必要がある。
そのために、Ｕ字溝１用のコンクリート製蓋２０に植物
植栽用孔２１を所望する株間相当間隔の位置にあけ、こ
の孔２１に植物３の茎の下端部を挟んで包囲するスポン
ジ等によつて作られた茎パツト２２に挟込んだものを茎
受ざる２３に入れて先述の蓋２０にあけた植物植栽用孔
２１に根が倍養液１８に浸されるように挿入して支える
のである。その場合、茎パツト２２の陽光による劣化防
止をするために上面に反射又は遮光プレート２４の底
は、茎パツト２２が植物体３といつしよに培養液１８内
に落ち込まず、かつ発生した根の伸長や肥大のさまたげ
にならないようにざる底突起２５を放射状に内側に突出
させている。また、可成り生長した茎や根も繁茂した植
物３苗に対して、この様な茎パツト２２や茎受ざる２３
等を装着させるために、パツト２２やざる２３の側面一
ケ所に切開部２６や半切開部２７を入れて開けられる様
にしてある。更に又、茎受ざる２３の上縁にはその全周
にわたつてつば状部２８を設けて、植物栽培用孔２１の
周縁に掛るようにして落込を防止している。第７図のコ
ンクリート製蓋２０で植物を栽培していると、茎葉や根
もすぐに繁茂するので、コンクリートにあけた丸い端純
な植孔では移植しようと思つても茎又は根を切除しない
限り孔２１から植物体３を抜き取つて他の孔２１へ移す
ことができなくなる。そこで茎や根を切らずに十分に生
長した植物体３をそのままそつくり取出すことができる
ようにするため、植物植栽用孔２１より蓋２０の外縁へ
と開口する茎部が通れる一定幅の細長い株取出し空隙２
９を設ける。そこで相当に大きく発育した株を移植する
ために全く無傷で取出すには、先ず植物体３の地ぎわの
茎部を茎受ざる２３と共に孔２１より少し持上げ、茎受
ざる２３をその切開部２６で拡げて植物３を取出し、更
に茎パツト２２もその切開部２６を開いて取りはずす
と、植物は完全に裸となるので、枝も根も出ていない幹
茎の下部の単純な棒状となつた部分で株取出し空隙２９
を介して容易に通過させて外部へ取出したり、又は逆に
植付けることもできる。 ３）】傾斜段流を作り出すための架台 次にまた、本発明の特色である栽培槽１５を勾配を付け
て設ける傾斜架台については、Ｕ字溝１の列を複雑な工
作物や工事を必要とせずに緩傾斜状に一直線に支持し設
置する事ができる。すなわち、段流形式の水耕栽培装置
としての必要な勾配としたいときに、ＪＩＳ規格６０ｃ
ｍ長の一個のＵ字溝１の上流端と下流端との間に生じさ
せる希望落差分を最少単位の厚味のして傾斜度（勾配）
を設計する。その事については、自然の傾斜面をそのま
ま利用して設置する場合の施工は楽であるが、ほとんど
の場合は平坦地に設ける事となるが、その場合段流状の
勾配とするために、Ｕ字溝の接続部の下で厚味の異つた
受架台をいろいろと組合せて目標の傾斜水路の基盤を得
る。通常６０ｃｍ、長さのＵ字溝の上下流に生じさせる
落差は１〜４ｃｍ程度が適当と考えられ、これを最少単
位として架台の厚さを設定するのである。すなわち架台
は単にコンクリートや煉瓦及び発泡硬質プラスチツク等
による平型架台３１を用いてもよいが、Ｕ字溝の底下面
が曲面状であつて定位置にしつかりと設置するには不安
定のきらいがあり、かつＵ字溝１の接続に際して上流側
と下流側との間で左右にずれて狂いの生ずる恐れがある
事から、Ｕ字溝１の底裏面と接する最上段の架台は、Ｕ
字溝１の底裏面の凸状曲面に嵌合的に対応するように成
型した凹型架台３０とする。この凹型架台の中央部分の
厚味は、先述した最少単位の厚味を標準とした凹型架台
３０と平架台３１及び、この最少単位の倍数厚味によつ
て成る凹型架台３０’と平架台３１’、並びにＪＩＳ規
格のコンクリートブロツク架台３２を適宜組合せて使用
することによつて、Ｕ字溝１の列のどの接続部の高さに
も対応した支え架台とすることができる。ところが、こ
れらの架台３０ ３０’３１ ３１’３２は何段にも積
み重ねると不安定で相互にずれ動く恐れが生ずるので、
架台３０ ３０’３１ ３１’３２のすべての両側定位
置に上下に貫通する孔３３をあけ、この孔３３に太棒や
パイプ３４等を適当な長さに切つたものを串刺状に挿入
して上下の架台が相互にずれ動いて架台が崩壊するのを
防止する。尚、凹型架台３０ ３０’の片方側面にあけ
た孔は、送水管１７を通すための送水管用孔３５である
が、送水管は別の所を通してもよい。第１表は、例えば
長さ６０ｃｍのＵ字溝１を１０個傾斜状に並べて６ｍ長
の栽培ベツトを１／３０の勾配に設置しようとする場合
の各接合部位における架台の組合せ事例を示したもの
で、段流構成による培養液１８のエアレーシヨンに有効
で、設置や管理もし易い適度な勾配のものを掲げた。表
中の数字２、、４、１０は、架台のそれぞれの厚さを 架台３０ ３０’を、−印は平架台３１ ３１’を、工
印はコンクリートブロツク架台３２を示した。すなわ
ち、この勾配で１０個のＵ字溝を配置しようとすると、
一個のＵ字溝の上流端と下流端との落差を２ｃｍとする
場合、厚さ２ｃｍの架台３０ ３１ばかりで１／３０勾
配の段流を作り出すことはできるが架台枚数が異常に多
くなり繁雑ともなるから、倍数厚味の架台やブロツク架
台を加えて組合せた事例を示したものである。表中のＡ
方式は、凹型架台を２ｃｍのもの３０と４ｃｍのもの３
０’との二種類用いると、その下の平架台は４ｃｍのも
の３１’は一種類の使用ですむ。 しかし４ｃｍのもの
３１’も多用を大変と考える場合には、Ｂ方式のように
４ｃｍのもの３１’が重複する部分をコンクリートブロ
ツク架台３２で代替すると架台個数は少くてすみ、また
凹型架台３０は平架台３１のように単純な形状でないの
で、凹型架台３０を２ｃｍのもの３０一種類だけとし、
厚味（高さ）調節を形状の単純な平型架台３１ ３１’
及びコンクリートブロツク架台３２で行いたい場合には
Ｃ方式が適する。そして、Ａ、Ｂ、Ｃ、のいずれの方式
を採用するのが有利かは使用架台の材質の種類とその成
型や加工の容易性や経済性にもよるが、傾斜架台として
鉄材や木材の加工資材を組合せて行われている従来の傾
斜をともなう方法よりも、本願発明の積重ね方式による
架台設置の方がはるかに施工容易であり、かつ安価なも
のとなる。 ４）】植物支持枝柱及びトンネル支柱の取付け 野菜など水耕栽培される農作物の定植時の植物体（苗）
は植付直後でもあり草丈も低く、また本支柱３８の準備
ができない間等においては、第１３図に示すように、コ
ンクリート製蓋２０にあけた植物栽培用孔２１の近くに
接して１〜３個の仮支柱用小孔３６をあけ、この孔３６
にＦＲＰ製等の弾力性のある仮支柱３７を単独又は三角
組立状に突挿して立て、これに幼植物３を誘引すると、
生長点が常に上向きとなつて発育に好結果をもたらし、
曲りくねつた茎とならないので、その後の本支柱３８へ
の誘引もし易くなるものであるが、蓋２０より仮支柱３
７が抜けない限り、コンクリート製蓋２０の十分な重量
のため、仮支柱３７に誘引された植物３は容易に倒伏す
ることはない。また、この仮支柱用小孔３６の上半分
を、それよりも大径の凹孔となるようにあけ、空中張線
３９で上部を固定保持した本支柱３８の下端を嵌入して
支える支柱受座４０とすることもできる。尚、本支柱３
８の下部を支持しながら固定する方法としては、第８図
に示すように短かい仮示柱３７を小孔３６に挿入して立
てた上から、仮支柱３７より太くて下方が開口する管状
の本支柱３８を覆いかぶせながら立てる方法もでき、こ
の場合は本支柱３８の下部は更に一層支柱受座４０から
はづれ難くなる。更に又、コンクリート製蓋２０の重さ
を利用して、第９図に示すように蓋２０の外縁両角部に
斜方向の小孔４１を貫通させ、この孔４１に蓋２０の上
方で第１０図のようにアーチ状となるような栽培用のト
ンネル支柱４２を挿入して立て、この支柱４２の列の外
側に透明のプラスチツクフイルム４３を被覆し、このフ
イルム４３の長手方向の両縁部は折返して筒袋状に溶接
したフイルム固定部４４を設けて、この中に或程度の太
さを有する鉄線やプラスチツク製等より成る抜止棒４５
を挿入し、この棒４５を挿入されて膨らんだフイルム４
３の両縁部４４をＵ字溝１の上縁と蓋２０との間に挟み
込んで、蓋２０の重量によつてトンネルフイルム４３を
蓋２０の上面に耐風性を持つた状態で固定させ、栽培用
の簡易トンネルを形成させる。以上が本発明における主
要な構成を示したものであるが、株取出し空隙２９やコ
ンクリート蓋２０を動かす時に必要な手挿入れ隙孔４６
からの光の入射を避けたい時には、この部分にウレタン
フオーム等を充填する。この事によつて光線を嫌う根の
発育を促し、培養液１８中にアオミドロが発生するのを
防止するが、コンクリート製蓋２０の厚味が実際には
３．５ｃｍと相当に厚いこともあつて現実には１日の内
で内部へ直射光の入射する時間が極めて短かいことや、
茎葉の繁茂は更に光量を少くするので、今までの栽培経
験の実積から見て、実際にはこの程度のは特別に遮光す
る必要性はほとんど無い。本発明は、上記のように受台
を適宜組合せて平坦な地面上に緩傾斜状に段流水路を作
るが、降雨の心配の無いガラス温室やビニールハウス等
の施設内では、第１４図に示すように栽培槽１５の一部
を地面４７より低く堀つた溝に７〜８割埋込んで設置す
る事もできるし、最初から土地が傾斜しておれば、施設
内でも露地でもその傾斜面を利用すれば受台無しに緩傾
斜状に設けることもできるし、又建物の屋上に設ける場
合などでは、建築時に雨水の排水勾配を段流勾配に合せ
て作つておけば屋上での栽培に尚効果的である。 【発明の効果】本発明の主要部を成すコンクリート製Ｕ
字溝は、同一のＪＩＳ規格で全国どこに於ても安価に容
易に入手でき、これに用いられる内張シートも田んぼ用
のあぜシートとして安価で容易に入手できる資材であ
り、また小型ポンプや給排水パイプ及び貯溜水槽も全国
どこに於ても通常に入手できる資材である。そしてこの
水耕装置用として特別に準備しなければならないもの
は、単純な形状のプラスチツク製の堰板と堰板押え及び
受架台だけでよく、少量であるが特殊な形状となる水受
けジローゴを有する給水端末板や排水エルボを有する排
水端末板は堰板に多少の加工をするだけで簡単に製造で
きるし、また特殊な植物栽培用孔等を有するコンクリー
ト製の蓋は、コンクリートを流し込んで製造する時に型
枠にあらかじめ孔ができる型枠をセツトしておけば容易
に安価で製造することができる。要するに、特別な部品
としてプラスチツクメーカーからどうしても購入しなけ
ればならない物は、印刷された長尺のプラスチツクシー
ト及び堰板関係のものだけで、給排水管は市販のもので
十分間に合うし、貯水槽も取扱性や施工性を考えると市
販のもので十分である。またコンクリート製のＵ字溝は
ＪＩＳ規格で作られた土木用のものでどこででも間に合
うが、蓋に関してはあらかじめ製造段階で孔あき状のも
のを依頼すればよい。また受架台はコンクリート製でも
よいが、簡単には一定厚味の発泡スチロール板を購入し
てきて、切断や穴あけ加工等は日曜大工程度の作業で簡
単に作ることができる。ただし給水ポンプだけは、小型
のものでよいけれども、長期間連続運転に耐えられる性
能の良いものが望まれる。これだけの基本構成で栽培槽
全長にわたつて行われる効率のよいエアレーシヨン作用
で、養液栽培用の均衡組成培養液としての成分を保つこ
とによつて野菜や花き、場合によつては果樹に至るまで
極めて省力的で驚くほど見事発育をさせて多大の収穫を
もたらすことができる。本発明の応用例としては、段流
水路が耐候性の上で問題の無いコンクリートで包囲され
ているから、Ｕ字溝内面と内張シートの間に適宜断熱シ
ートを挿入できる構成を有するため、日射が強く高温で
乾燥する苛酷な気候での砂漠地帯での露地栽培や、寒冷
のため不毛となつている地帯での簡易施設等において、
極端な培養液水温の上下を防止できるばかりか、積極的
に水温をコントロールするために、熱帯砂漠では熱交換
器を介して井水で冷却したり、費用が許せばクーラー等
を使つた機械冷却も効率良く行えるし、冬季や寒冷地な
どではボイラーや電熱器や太陽熱温水器などを使つて効
率良く加温することができて、より一層生産性を挙げる
事を可能とする。また上記のような未開発地で実施しよ
うとする場合、重量物で嵩張るコンクリート部分を現地
調達する事によつて、露地栽培も可能な発展途上国地域
の園芸施設として貢献する事ができる。特に将来、軽量
コンクリートによるＵ字溝や蓋を生産する事が普及すれ
ば、家庭のベランダや日照十分な陸屋根状屋上の遊休空
間を広く活用でき、広く膨大な自家用家庭菜園を出現さ
せる事も可能となる。この場合、すでに開花結実するま
でに発育生長したトマトやキユウリも、何時でも容易に
移植することの融通性は場所に制約のある家庭菜園にと
つては重宝であり、また企業的経営における栽培におい
ても無駄な空株場所を無くして経済的な経営をもたら
す。この様に自由に移植可能な能力はまた、露地栽培に
際して台風などの嵐の来襲予報に対応して、株だけを抜
き取つて風雨の当らない安全な場所へ一時的に避難させ
ることが可能となるから、今まで被覆された施設内でし
か使用できなかつた養液栽培を、コンクリートの耐候性
と相まつて野外のあらゆる場面に広く普及させる事を可
能とする。更に附加される効果としては、栽培槽内で多
数の堰板によつて仕切られ貯水すると言う構成のため
に、一時的な停電に会つても可成の時間植物は枯死を免
れ、この事は又、蒸散量の少い夜間には節電のためにタ
イムスイッチやフオトスイツチ等を介してポンプを停止
させることも可能となる。この様な堰板間の貯水能力を
発展させると、先述の砂漠地帯での栽培に於て、送電困
難な辺地においても、日中は太陽電池による太陽光発電
でエアレーシヨンのためのポンプを駆動し、光が供給さ
れず相対的に温度も低下して強いエアレーションの必要
性が緩和される夜間には、発電量の低下によつて自然に
ポンプが停止しても植物の栽培を安全に続けられると言
うメリットも有するのである。 このメリットは、栽培
槽の外殻が耐候性のあるコンクリート製であることによ
つてはじめて実現される砂漠園芸の姿とも言えよう。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明におけるＵ字溝を列状に配置して段流水
路を構成した一部欠載の斜面図、第２図は堰板の平面
図、第３図は内張シートをコイル巻き状態から一部引出
した斜面図、第４図は堰板と堰板掛り及び堰板押えの関
係を示した一部欠載の斜面図、第５図は排水端末板の取
付状態を示す一部欠載斜面図、第６図は給水端末板の取
付状態を示す一部欠載の斜面図、第７図はコンクリート
製蓋の斜面図、第８図はコンクリート製蓋に突立てた仮
支柱に覆いかぶせ式に本支柱を立てた場合の植物植栽用
孔部に於ける蓋の一部欠載の断面図、第９図はコンクリ
ート製蓋の支柱受座に本支柱を立ててトンネル支柱をも
立てた場合の植物植栽用孔における蓋の一部欠載断面
図、第１０図はトンネル被覆をした状態のＵ字溝段流形
式水耕栽培装置の横断面図、第１１図は茎パット及び茎
受ざるの関係と構成を示す斜面図、第１２図は薄形凹型
架台と倍厚平架台の組合せを示す正面図、第１３図は倍
厚凹型架台とコンクリートブロツク架台の組合せを示す
正面図、第１４図は薄形凹型架台と薄形平架台及びブロ
ツク架台の組合せを示す正面図、第１５図はＵ字溝段流
形式水耕栽培槽の一部欠載縦断面図、第１６図はＵ字溝
段流形式水耕栽培装置全体の構成を示す縦断面図であ
る。また第１表は１０固のＵ字溝を１／３０の傾斜とす
るための各接合位置に於ける架台の厚味別積重個数表で
ある。 【第１表】

【手続補正書】 【提出日】平成５年７月２９日 【手続補正１】 【補正対象書類名】明細書 【補正対象項目名】図面の簡単な説明 【補正方法】変更 【補正内容】 【図面の簡単な説明】 【第１図】は本発明におけるＵ字溝を列状に配置して段
流水路を構成した一部欠載の斜面図、 【第２図】は堰板の平面図、 【第３図】は内張シートをコイル捲き状態から一部引出
した斜面図、 【第４図】は堰板と堰板掛り及び堰板押えの関係を示し
た一部欠載の斜面図、 【第５図】は排水端末板の取付状態を示す一部欠載の斜
面図、 【第６図】は給水端末板の取付状態を示す一部欠載の斜
面図、 【第７図】はコンクリート製蓋の斜面図、 【第８図】はコンクリート製蓋に突立てた仮支柱に覆い
かぶせ式に本支柱を立てた場合の植物植栽用孔部に於け
る蓋の一部欠載断面図、 【第９図】はコンクリート製支柱受座に本支柱を立てて
トンネル支柱をも立てた場合の植物植栽用孔における蓋
の一部欠載断面図、 【第１０図】はトンネル被覆をした状態のＵ字溝段流形
式水耕栽焙装置の横段面図、 【第１１図】は茎パツト及び茎受ざるの関係と構成を示
す斜面図、 【第１２図】は薄形凹型架台と倍厚平架台の組合せを示
す正面図、 【第１３図】は倍厚凹型架台とコンクリートブロツク架
台の組合せを示す正面図、 【第１４図】は薄形凹型架台と薄形平架台及びブロツク
架台の組合せを示す正面図、 【第１５図】はＵ字溝段流形式水耕栽培槽の一部欠載縦
断面図、 【第１６図】はＵ字溝段流形式水耕栽培装置全体の構成
を示す縦断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）段流型水耕栽培装置を形成するに際し、工業規格
   によるコンクリート製Ｕ字溝を一直線となるように多数
   を傾斜状に並べ、該Ｕ字溝列の内面全長にわたつて一枚
   物となる不透水性のプラスチツク製内張りシートを敷
   き、このシートにあらかじめ一定間隔となる定位置に印
   刷されてある多数のマークの定位置に堰止掛りを接着
   し、この堰止掛り及びシート内面に対してそれぞれＵ字
   型を成す内面にほとんど隙間の無いように規格化されて
   作られた溢流堰板を接着固定して段流状水路を形成せし
   め、これらの上面全長にわたつて植物植栽用孔を１乃至
   複数個あけたコンクリート製蓋を被覆状に載置して成る
   ことを待徴とするコンクリート製Ｕ字溝を利用した段流
   形式の水耕栽培装置。 （２）コンクリート製Ｕ字溝の蓋部にあけた植物栽培用
   孔から、その蓋の外縁の一端へと開口する一定幅の株取
   出し空隙を設ける蓋とすることを特徴とする請求項１記
   載のＵ字溝段流形式の水耕栽培装置。 （３）コンクリート製Ｕ字溝蓋の植物植栽用孔に接近し
   て該蓋の厚昧の約半分までを口径の大きい孔とし、それ
   以下の部分はそれより小さい孔によつて蓋底まで貫通さ
   せて、植物を誘引し固定するための支柱受座と仮支柱立
   用孔を有する蓋とすることを特徴とする請求項１及び請
   求項２記載のＵ字溝段流形式の水耕栽培装置。 （４）コンクリート製Ｕ字溝蓋部両長縁角の処々処に斜
   の貫通小孔をあけ、この孔へ蓋上でアーチ状となるトン
   ネル支柱を挿入して立並べ、この支柱上に両側が筒袋状
   となつてこの中に抜止め棒を挿入された部分をコンクリ
   ート蓋下に挟み込んで固定されトンネル栽培状被覆がで
   きることを特徴とする請求項１及び２記載のＵ字溝段流
   形式の水耕栽培装置。 （５）コンクリート製Ｕ字溝列における個々の接目にお
   いて、段流形式水耕栽培に適する傾斜とするために、単
   独Ｕ字溝列の上流端と下流端の落差を最少厚味単位とし
   た凹型架台や平架台と、この厚昧の倍数厚味によつて成
   る凹型架台や平架台及びコンクリートブロツク架台等を
   色々と組合せながら重ね敷いて、Ｕ字溝列の全長に渡つ
   て起伏の無い正確な勾配に支持される架台となることを
   特徴とする請求項１記戴のＵ字溝段流形式の水耕栽培装
   置。