JPH11113416A - 多段棚式生育装置用養液供給設備と方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 完全制御型栽培技術を経済的にも実施可能と
するために高度に空間を利用する技術を開発する。 【解決手段】 育苗装置を棚段化し、各棚段に苗の根を
収容する多数の凹部セルを設け、給水パイプを設けた上
流側から順次凹部セルに給水する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多段棚式生育装置用の
養液供給設備およびその養液供給方式、特に完全制御型
植物生育工場で用いる多段棚式生育装置用の養液供給設
備およびその養液供給方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】古くは水耕栽培の技術から最近のバイオ
技術に基づく完全制御型栽培技術に至るまでの技術の進
歩には目ざましいものがある。しかし、そのような最新
の技術にあってもそのための完全制御型植物生育工場
は、特開平１−225420号公報等にあるように、従来の水
耕栽培の延長線上にあり、栽培床の下部に設けた水槽内
の養液循環による平面栽培を行っている。

【０００３】しかしながら、かかる平面栽培においては
下部水槽を設けるため、構造的にも堅固なものとする必
要があり、設備コストの上昇は免れない。また空間利用
率が低く、不要な空間を空気調和することによる無駄も
生じる。これらを総合的に見ても採算性が悪い。

【０００４】完全制御型植物生育工場は、天候に左右さ
れることなく、計画的な生産が行える反面、設備投資に
要するコストが非常に高くなるため、設備の可及的簡便
化、そして空間利用率の向上による大量生産がコストダ
ウンの大きな鍵となる。

【０００５】そこで、空間利用率を向上させるために植
物の生育棚を多段とする必要が生じる。しかし、単に生
育棚を多段式としただけの場合、従来方式では各棚段に
照明設備および水槽 (水深 100〜150mm)が必要となり、
そこで生育する植物の高さも含めると一段あたりの高さ
が500 〜700 mm程度必要となり、せっかく生育棚を多段
式としたことによる効果が薄れてしまう。

【０００６】また、特公昭63−43060 号公報に多段式の
各棚への給水設備としてスプレーによる養液噴霧方式が
あるが、不必要な部分 (床面、棚、電装品等) が濡れた
り、大量生産を実施する際に省力化のため導入検討が必
要と思われる自動搬送装置との干渉等が問題となる。加
えて、根部が全て水に浸漬されていると根腐れの恐れが
ある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ここに、本発明の目的
は、完全制御型栽培技術を経済的にも実用化可能とする
ための高度空間利用技術を開発することである。

【０００８】さらに具体的な本発明の目的は、人工的に
環境条件を制御する植物生産工場の植物生育用の多段式
の各棚への簡便な養液供給設備およびその供給方式を提
供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そこで、従来技術におけ
る問題を検討した結果、水槽を下部に設けた栽培方式は
空間利用率を低下させるばかりでなく、多量の余分の養
液を絶えず供給していなければならず、この点のコスト
増も避けられない。しかも、そのように多量の余分の養
液が存在することは、根腐れをもたらす恐れがあり、根
部の一部を空中に露出するような工夫が必要となる。

【００１０】さらに、養液をスプレー式に供給すると余
分の養液が支柱などのフレーム、床面、電装品等にかか
るため、養液の無駄や、電装品の誤作動および作動不
良、さらにはフレーム、床面の材料の耐食性の問題も生
じることになる。また養液からの蒸発成分の影響も無視
することはできない。

【００１１】ここに、本発明によれば、水槽の使用は避
けて養液を植物の生育領域の上面から給水可能にするた
めに、たとえば給水パイプのような養液の「供給路」
と、必要により苗などの生育すべき植物の茎部を支持す
る格子状の茎部支持材と、そして供給される養液を各植
物用に保持し得る多数の凹部セルが設けられ、それらが
平面状に敷きつめられている１または２以上の「セルト
レイ」とから構成される棚段を上下方向に多段に設ける
ことでそのような従来の問題点が解消され、経済的な完
全制御型植物生育工場を提供することが可能となるので
ある。

【００１２】ここに、本発明は次の通りである。 (1) 多数の供給口を備えた養液供給路と、該養液供給路
の供給口側に設けた、平面状に敷きつめられた１または
２以上のセルトレイとから成る棚段を上下方向に多段式
に備え、該セルトレイが前記養液供給路からの養液でも
って連絡される、生育すべき植物の根部を収容する複数
の凹部セルを備えたことを特徴とする多段棚式生育装置
用養液供給設備。

【００１３】(2) 上に棚段がある場合にはその棚段との
間にあって前記セルトレイの上方に茎部支持材を設けた
ことを特徴とする上記(1) 記載の多段棚式生育装置用養
液供給設備。 (3) 前記凹部セルの深さが前記植物の根部の一部が空中
に露出する程度である前記(1) または(2) 記載の多段棚
式生育装置用養液供給設備。

【００１４】(4) それぞれ複数の凹部セルを設けた１ま
たは２以上のセルトレイを平面状に敷きつめて一つの棚
段を構成し、各棚段に設けた養液供給路の供給口からセ
ルトレイに養液を供給して当該トレイの凹部セルを養液
で満たし、順次下流側のセルトレイの凹部セルを養液で
満たして行くことを特徴とする多段棚式生育装置用養液
供給方式。

【００１５】すなわち、本発明によれば、環境条件を全
て人工的に制御する完全制御型の植物の生育工場におい
て、生育装置は植物生育用の棚段を多段式に設けた方
式、つまり多段棚方式を採用し、各棚への給水に際して
は多段棚の各段の一方の側、例えば背面側に養液の供給
路を直線状に設置し上面より必要量に若干の余裕を考慮
した量の養液を間欠的にあるいは連続的に供給口側に設
けたセルトレイに供給する。セルトレイに設けた凹部セ
ルに各植物の根部が植えられており、供給路に設けた各
供給口より供給された養液が手前のセルトレイの凹部セ
ルから下流側のセルトレイの凹部セルへと順々に供給さ
れ、各凹部セルを順次満たし全ての植物に均一な養液量
が供給される。

【００１６】また、生育する植物の根腐れを防止するた
めにそれらの凹部セルは根部の一部が空中へ露出する程
度の深さとし、茎部を支持するために例えば線状材、棒
状材、板状材などを格子状あるいは平行状に配置して成
る茎部支持材をセルトレイの上部に設置してもよい。

【００１７】本発明によりセルトレイへ上面からの均一
な給水が可能となり、水槽は不用となり、根腐れさせる
ことなく一段あたりの棚高さを抑えることができるの
で、空間利用率が向上することにより、大量の生育具合
の揃った植物の生産が計画的かついつでもどこの地域で
も可能となる。また、必要量の養液の全てをセルトレイ
を通して植物に供給できるため周辺への飛散等がなく養
液の無駄も抑えられる。

【００１８】したがって、本発明は、農業人口減少問題
や、食糧問題を解消する有力な手段の一つとなる。ここ
に、本発明において植物の「生育」は、育苗および栽培
を意味するのであって、これを単に「生育」と称してい
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に、添付図面をもって本発明の
実施の形態をより具体的に説明する。なお、本発明は植
物の生育のための装置に関するが、特に苗を育てる育苗
に適していることから、以下にあっては、本発明を育苗
装置を例にとって説明し、また養液も水に養分を溶解さ
せたものであって養液の供給を単に給水、そのための設
備を給水設備とも称する。

【００２０】図１は、本発明にかかる多段棚式育苗装置
の給水設備の断面図である。図中、中段と最底段の２段
しか示していないが、多段に設けた棚段10のそれぞれに
は、直線状に伸びた養液供給路としての給水パイプ12
と、給水パイプ12に設けられた複数の養液の供給口であ
る給水口14と、この給水パイプ12の供給口側に設けた、
複数の凹部セル16を備え平面状に敷きつめられたセルト
レイ18とが設けられている。図示例では給水パイプ12に
は両側に一列に給水口14が設けられており、したがって
給水パイプ12の両側にセルトレイ18が配置されている。

【００２１】かかる多段棚式育苗装置用の養液給水設備
には、セルトレイ18の上方に茎部支持材20 (図２参照)
を設けてもよい。これは板材を例えば格子状または平行
状に組み合わせて構成される。

【００２２】また、前記凹部セル16の深さは、例えば50
mm程度というように、生育させる植物の根の一部が空中
に露出する程度とすることで根腐れを防止するようにし
てもよい。

【００２３】かかる多段棚式育苗装置における最低段の
セルトレイ18の下方にはドレンパン22を全面に設けても
よい。かかるドレンパン22は従来の水槽のように厚みの
あるものではなく、これをもって空間の利用率を低下さ
せるものではない。

【００２４】図２は、養液供給路とセルトレイとの間に
おける養液供給の様子を模式的に示す略式部分断面図で
あり、それぞれ複数の凹部セル16を設けたセルトレイ18
を複数平面状に敷きつめ、そのように平面状に敷きつめ
された複数のセルトレイ18から構成される棚段の一方の
側から給水パイプ12の給水口14から注水してまず手前の
凹部セル16を養液で満たし、順次、下流側の凹部セル16
を養液で満たして行く様子を示す。このように配置され
たセルトレイ18に設けられる凹部セルを「養液でもって
連絡される」と称する。

【００２５】このように、本発明によれば、図中、図面
に向かって最左列の凹部セルに養液が給水され、一杯に
なると隣接する凹部セルへオーバフローし、以後、順々
に全ての凹部セルに養液が満たされる。最終的に水位が
各凹部セルの高さよりも若干高くなるように給水量を調
整することにより全ての凹部セルへオーバーフローによ
り養液が満たされる。同一面で平面状に敷きつめた複数
のセルトレイ18は適宜領域に区分して、それらを凹部セ
ルの周縁部よりも高い仕切りを設けることで、共通する
注水領域を形成するようにしてもよい。

【００２６】このように給水パイプ12に対して上流側の
凹部セル16から下流側の凹部セル16への養液の順次行わ
れる給水は、図１、２の例では凹部セルの周囲が冠水し
た状態で養液によって連絡されているが、本発明の別の
態様によれば、凹部セル16の周囲を冠水させることな
く、隣接する凹部セルの上部に溝状の通水路を設けて行
ってもよい。

【００２７】生育にムラが生じないように環境を制御し
ているため、水分の減少速度に大きなバラツキが生じる
ことは考えられない。また、各凹部セルでの保水量が少
ないため、注水間隔は短く、仮に各凹部セルでの水分の
減少速度に多少のバラツキがあったとしても問題となら
ない。したがって、通常、注水は間欠的に行い、その間
隔は凹部セルの深さにより決定される保水量によって決
まる。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、多数の
植物、例えば苗が植えられている複数の育苗用のセルト
レイが水平面に多段に積載されている多段棚の各段の背
面側あるいは中央部を横断して給水パイプを設置し、別
置きの給水ユニットにより養液の必要量が間欠的に注水
されるのであって、次のような効果が得られる。

【００２９】(1) 給水パイプは背面側あるいは中央部横
断設置とすることができ、多段棚の前面あるいは側面
は、セルトレイの搬入、搬出のために人または搬送装置
が容易にアクセス可能となる。

【００３０】(2) 注水された養液は給水口の手前側の凹
部セルより順々に下流側に向かって満たされ全ての凹部
セルに均一に供給されるため、多量の余分の養液の供給
を必要とせず、根腐れの心配も少なく、経済的である。

【００３１】(3) 養液はあらかじめ全ての凹部セルの全
容量に若干の余裕を考慮した量としておくことにより無
駄なく全ての凹部セルに養液を均一に供給することが可
能となる。 (4) 保水量は凹部セルの大きさ、深さによって自由に決
定可能であり、それに基づき給水パイプからの注水頻度
も決定できる。

【００３２】(5) セルトレイの上部に格子状または平行
状の茎部支持材を設置し、生育植物の茎部を支持するこ
とにより、深い凹部セルを設けなくても各生育植物が自
立可能となり根部の一部が空中に露出できるので根部が
全て養液に浸漬することによる根腐れを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる多段棚式生育装置の給水設備の
略式斜視図である。

【図２】セルトレイおよび凹部セルの形状を示す模式的
部分断面図である。

【符号の説明】

10：棚 12：給水パイプ 14：給水口 16：凹部セル 18：セルトレイ 22：ドレンパン 20：茎部支持材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数の供給口を備えた養液供給路と、該
   養液供給路の供給口側に設けた、平面状に敷きつめられ
   た１または２以上のセルトレイとから成る棚段を上下方
   向に多段式に備え、該セルトレイが前記養液供給路から
   の養液でもって連絡される、生育すべき植物の根部を収
   容する複数の凹部セルを備えたことを特徴とする多段棚
   式生育装置用養液供給設備。
2. 【請求項２】 上に棚段がある場合にはその棚段との間
   にあって前記セルトレイの上方に茎部支持材を設けたこ
   とを特徴とする請求項１記載の多段棚式生育装置用養液
   供給設備。
3. 【請求項３】 前記凹部セルの深さが前記植物の根部の
   一部が空中に露出する程度である請求項１または２記載
   の多段棚式生育装置用養液供給設備。
4. 【請求項４】 それぞれ複数の凹部セルを設けた１また
   は２以上のセルトレイを平面状に敷きつめて一つの棚段
   を構成し、各棚段に設けた養液供給路の供給口からセル
   トレイに養液を供給して当該トレイの凹部セルを養液で
   満たし、順次下流側のセルトレイの凹部セルを養液で満
   たして行くことを特徴とする多段棚式生育装置用養液供
   給方式。