JPS6188827A

JPS6188827A - 植物栽培法

Info

Publication number: JPS6188827A
Application number: JP59211169A
Authority: JP
Inventors: 博光渋谷; 武大原; 橋本　升; 柴　光昭
Original assignee: JGC Corp
Current assignee: JGC Corp
Priority date: 1984-10-08
Filing date: 1984-10-08
Publication date: 1986-05-07
Also published as: JPH0439295B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

発明の目的

【産業上の利用分野】

本発明は、植物の成育に必要な水分を蒸発および凝縮に
より与え、さらに液肥の施用や農薬の散布に用いる水を
も自給する植物裁培法に関する。

【従来の技術］砂漠や荒地のような乾燥した土地で農業を営むには、か
んがいの手段を講じなければならないことはいう・まで
もない。　しかし、かんがい用水が得られても、その水
が無視できないｍの可溶性塩分を含んでいると、蒸発の
後に残った塩分が土中に蓄積されて有害である。　従っ
て、このような塩害問題の生じない植物栽培技術が求め
られている。また、自然に、または種々の産業活動の結果発生する温
排水を利用して、植、物の成育を促進させつつ栽培りる
ことが行なわれているが、この温排水が植物にとって有
害な物質たとえば重金属を含んでいる場合には、栽培に
使用できない。　そこで、この有害物の影響を避けて植
物の栽培を行なう技術もまた望まれている。この目的は、供給する水を直接栽培土中に与えず、いっ
たん蒸発させて水蒸気として栽培土中に移行させ、そこ
で凝縮させて得た淡水を与えることによって、達成され
る。　これを実現する抜術として、これまでに次のよう
なものがある。（ａ）　　太陽光を通す材料でつくった傾斜した屋根を
有す、る室内に海水をはり、太陽熱にさらりことにより
水蒸気を発生させ、上昇した水蒸気が屋根内面で冷却さ
れ、凝縮した水滴が屋根の傾斜に沿って流下するように
し、それを捕集する。（ｂ）　　工業プロセスの実施により得られる淡水を利
用する方法、たと、えば、冷凍式エアドライヤーの運転
時に空気が熱交換器の冷却管およびフィンに接触し、空
気中の水蒸気が冷却され凝縮水が得られる。上記＜　　ａ＞の方法は装置の構造が簡単であるため実
施されているが、効率が悪く、（、ｂ）の方法は、高温
、多湿といった特別な条件に恵まれないと効果的でない
。　出願人らは、さきに、（ａ）の方法より効率を高め
た技術として、つぎのような植物栽培方法を発明し、す
ぐに提案した。すなわち、下部から上部に向って順に、水平透過性の層
、水の流通可能な層、毛管上昇遮断層および砂を主体と
する栽培土からなり、表面を蒸散防止シートでおおった
植物栽培床の前記水の流通可能な層に水を供給し、水が
前記毛管上昇′ａ断層を超えて栽培土に至らないよう地
下水位を調節しながら水分を蒸発させて栽培土中に水蒸
気を上昇させ、そこで水蒸気を凝縮させて栽培土を湿潤
状態に保つことにより植物に必要な水分を与える方法（
特願昭５８−５２２７４号）である。さらに、この方法において、前記載培土の層の中に冷却
手段を設けることにより、植物の成育に必要な淡水の自
給を確保し、供給量をコントロールできる方法を開発し
、これも提案した（特願昭５９−１４５６６６号）。この発明において、栽培土中で凝縮した水分は、その量
が多い場合、一部は毛管現象により上昇して植物の成育
に役立つが、一部は流下してしまう。この流下する水を回収できれば、植物の成育に必要な水
を完全に得、さらには液肥の施用や農薬の散布に使用す
る水をも自給することが可能になる。【発明が解決しようとする問題点１本発明の目的は、上記の発明を改良して、凝縮水を捕集
回収し、植物の栽培に必要な水を確保するともに、液肥
の施用や農薬の散布に用いる水までを自給することので
きる植物栽培法を提供することにある。発明の構成【問題点を解決するための手段】本発明の植物栽培法は、第１図または第２図に示すよう
に、下部から上部に向って順に、水平透過性の層、水の
流通可、能な層、毛管上昇遮断層および栽培土たとえば
砂の層からなり、栽培土の層内に冷却手段を設け、毛管
上昇遮断層の層内に水捕集手段を設け、栽培土の表面を
蒸散防止シートでおおった植物栽培床の前記水の流通可
能な層に温水を供給し、水が前記毛管上昇遮断層を超え
て栽培土に至らないよう地下水位を調節しながら水分を
蒸発させて水蒸気を上昇させ、前記載培土の層内に設け
た冷却手段により水蒸気を冷却凝縮させて生じる凝縮水
を前記水捕集手段により捕集して回収し、利用すること
を特徴とする。本発明の植物栽培法の別の態様は、第３図に示すように
、植物栽培床に隣接して、下部から上部に向って順に、
水平透過性の層、水の流通可能な層およびその上の空間
からなり、空間内に冷却手段Ｊｊよびその下方に水捕集
手段を有する非栽培部を設け、前記水の流通可能な層に
温水を供給して水分を蒸発さけ、上昇した水蒸気を前記
冷却手段により冷却し、凝縮水を前記水捕集手段により
捕集して回収し、利用することを特徴とする。

【作　用］第１図に示す１ぷ様においては、温水から蒸発した水蒸
気を栽培土の層内に設けた冷却手段で積極的に冷１ｎ−
４−ることにより、それが栽培土中で速やかに凝縮して
水となり、栽培土を湿潤状態に保つ。栽培上から流下する水は水捕集手段上に滴下し、その傾
斜に沿って流れ、外部の水回収槽に回収される。第２図に示す゛態様においては、・栽培土の層内に設け
た冷却手段で積極的に冷却することにより、栽培土の直
下に位置する水捕集手段の下面で水蒸気が速やかに凝縮
して水となり、この水は水捕集手段の傾斜に沿って流れ
、外部の水回収槽に回収される。第３図に示す態様においては、非栽培部で温水から蒸発
した水蒸気は、冷却手段によって強制的に冷却されるの
で、効率よく凝縮して水捕集手段に捕集され、その傾斜
に沿って流れ、外部で回収される。この非栽培部では、栽培部よりも熱の収支を左右する要
因が少ないので、所望の凝縮水量を、温水の温度、冷媒
の温度および流量などを調節することにより、容易に得
ることができる。【実施態様】上昇する水蒸気を凝縮させるための冷却手段は、前記し
た発明について述べたところがすべで適用される。　す
なわら、冷却手段としては、冷媒を通過させる管を直管
として、または必要に応じてコイル状に、あるいはヘア
ピン状に形成したものを用いるとよい。　流通させるも
のに応じて、それに耐える材料を使うべきことはもちろ
んであって、たとえば、海水を流す場合は耐海水性の、
または耐海水性のライニングをした金属バイブまたはプ
ラスチックパイプを用いる。　フィンをつけて伝熱面積
を増せばいっそう効果的である。冷却管に流す冷媒として、前記水の流通可能な層に供給
する温水の温度より低い温度の水、海水、地下カン水な
どが得られれば、それを使用すればよい。　高温低湿の
空気を冷却加湿する方法のひとつとして用いられるパッ
ドアンドファン法の、パッド循環水を利用することも有
利である。　コンプレッサーを駆動する動力が得られる
場合は、フレオンガスなどの有機冷熱媒体を使用するこ
ともできる。冷媒の温度は、温水側との間でとれる温度差が大きけれ
ば大きいほどよいわけであるが、温水の温度より５〜１
０℃程度低ければ足りる。場合によっＵＬＰＧＳＬＮＧなどの気化設備が近くにあ
り、その冷熱を利用できれば、それも有利である。その他の要素についても、すでに開示した知見があては
まる。　念のため再記すれば、栽培土は、本発明におい
ても水蒸気が通りやすいような粒度分布の土壌、たとえ
ば砂を主体とするものを用いる。　合成バーミキュライ
トのような人工砂、樹脂繊維のようなものを用いてもよ
い。温水源としては自然に、または産業の排出物として生じ
る温水を供給する。　その代表的なものは温海水である
。　植物の成育の点からは、栽培部での温水の温度は３
０〜３８℃程度が適当であるが、非栽培部の温水として
は、温度３５°Ｃ以上、できれば４０℃近いものを用い
ると効果が高い。温度が不足であるが、一方で何らかの熱源が容易に入手
できる場合は、それを利用して若干の加温をする。昼間と夜間とで地温が著しく異なる気象条件下に実施す
る場合は、それを有効に利用することが奨励される。　
たとえば、温水源として太陽熱で加熱された土地の上を
流して温度を高めた海水などを、また冷却用水としては
、夜間に冷えた土地の上を流して温度を低下させた海水
を、いずれか一方または両方を適当な貯槽に貯えておい
て用いる、といった手段がとれる。表面をおおう蒸散防止シートは、マルチシートの名で農
業に使用されているプラスチックシートなどを指す。また、これもすでに開示したように、水平透過性の層と
水の流通可能な層とを、地上または地中に埋設したコン
クリートまたはプラスチックの傭により形成し、毛管上
昇遮断層をグレーティングおよびその上に敷いた布、不
織布または水蒸気透過性のシート等により保持された栽
培上の下の空間としてもよい。水の流通可能な層および毛管上昇遮断層は、さぎに開示
の発明と同様に、礫の層とし、その上に布または不織布
を敷いて栽培土を保持することができる。本発明の特徴をなす、流下する凝縮水を捕集する手段の
ひとつは、第１図に示すような、凝縮水によって栽培土
を湿潤状態に保つとともに栽培上から流下する凝縮水を
捕集するのに適したものであって、温水から蒸発する水
蒸気の上昇は妨げることなく、一方、上方から滴下する
水滴を捕集する機能を有する材料で構成する。　たとえ
ば、多孔板のトレイを用いる。　それも孔の縁を浅く上
方に曲げて、根土の水が再び温水中に落下しないように
したものがよい。　あるいはまた、多孔板を波型に形成
し、谷の部分を凝縮水が流れ、山またはその近くに孔を
設けて水蒸気を通すように（；４成してもよい。　トレ
イは傾斜させて、水滴を傾斜に沿って流下させる。別の捕集手段としては、生成した凝縮水の大部分を系外
に捕集するに適した構造のものもある。たとえば第２図に示したように、開口部を有しない板を
栽培上に接してその直下に設け、この（ルの下面で凝縮
した水を傾斜に沿って流下させる構造である。本発明の別の態様すなわち非栽培部において凝縮水を回
収する植物栽培法は、一般に温室またはそれに類する設
備に本発明を適用する場合に、好ましい態様といえる。　第３図に示した例では、凝縮水の回収は非栽培部にお
いてしか行なっていないが、もちろん栽培部であわせて
行なってもよい。栽培部と非栽培部とで温水の温度を異にする必要のない
場合は、いうまでもないが、栽培部と非栽培部との間の
仕切りは不要である。水の流通可能な層の上の空間は、その上部を充填物で充
填してもよく、この場合、冷却手段は充填物の層内に位
置させることができる。　第３図では密閉した空間を示
したが、必らずしも密閉の必要はなく、上部が解設され
ていても、十分に目的を達することができる。本発明には、上記したほかにも、さまざまな態様がある
。　たとえば、第３図の態様において、水捕集トレイ９
を第２図に示したような開口部のない板とすることがで
き、その場合は、冷Ｎ１を効率よく行なえるよう、冷却
管７を水捕集手段９と一体に形成したものを利用すると
よい。

【実施例】

第１図に示ず構成の設備において、本発明の植物栽培法
を実施した。　この設備は、栽培床を１５０ｍｍ径のア
クリル樹脂製の栽培容器を用いてつくり、毛管上昇′ａ
断層として５０〜１００ｍ１ｌｌの空気層３があり、そ
の上に多孔質の板４で保持した砂を主体とする栽培±５
を置き、栽培土の層の下部に冷却管７を設置し、空気層
３の上部に水捕集手段としての多孔板のトレイ９を傾斜
させて設け、外部に回収槽１１を設置して、表面を蒸散
防止シート６でおおった。この容器の底部に海水と同じ塩分濃度に調整した塩水を
入れ、その温度をヒーター８で３５℃にコントロールし
た。温塩水面から３０〜８０１１１１の空間層をへだてて多
孔板をおき、厚さ１００ｍ１の栽培用の平均粒径０．２
ｍｍの川砂の層を保持した。　砂層の底部に内径４ｍｍ
、外径５＋ｎｎ＋、長さ１３００ｍｍのステンレス製の
冷却管を埋設して、１４．９℃の水道水を冷却水として
流した。　空間層の上部に、径５ｍｍの孔を多数あけた
ステンレス製の多孔板を傾斜させて設置した。　砂層の
上部にトマトの苗１０を植えた。栽培土５の下層の温度は２０．５〜２１℃であった。　
捕集された凝縮水量は、４４Ｉｎ１／ｄａｙであった。　蒸発した水がすべて０中で凝縮−したとすると、その
水量は、約８０ｄ／ｄａｙとなるはずである。　トマト
により消費された水母は、８Ｏ−４４＝３６ｄ／ｄａｙ
であり、コノトマト苗ニヨる水の消費ωは、２．ＯＲ／
Ｔｒｔ／ｄａｙということになり、野菜の蒸散量として
は妥当な値である。従って、この本実施例では、トマトの苗が必要とする量
の水を与えた上で、その１．２倍にあたる吊の淡水が別
に回収されたことになる。通常、液肥を与えたり農薬を散布したりするために使う
柑用水吊は、植物体からの蒸散量の３０〜５０％程度で
ある。　苗の成長に伴って蒸散量は増大し、捕集できる
凝縮水量はそれにつれて減少するであろうが、この実施
例でみれば、外部捕集水の量は十分である。発明の効果本発明の方法によれば、さきに開示した発明の利益をす
べて享受した上に、すなわち植物の栽培に必要な水を植
物の成育に不適当な水から得、しかもその水の昂を、温
水の温度、冷媒の温度および流量、冷却管の伝熱面積な
どを調節することによって容易にコントロールすること
ができる上に、過剰の水を回収し、それを栽培用の雑用
水として利用することができる。設備の構造は簡単で、建設費は安価ですみ、運転上のト
ラブルはほとんど生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の代表的な態様を示す、栽培床の断面
図である。第２図は、本発明の別の態様を説明するための、同様な
断面図である。第３図は、本発明のさらに別の態様を説明するための、
非栽培部を隣接して有する栽培床の断面図である。１・・・水平透過性の層２・・・水の流路層３・・・空気層（毛管上昇遮断層）４・・・グレーティング、不織布５・・・川砂（栽培土）６・・・蒸散防止シート（マルチ）７・・・冷却管８・・・加熱コイル９・・・水捕集トレイ１０・・・植物１１・・・水回収槽１２・・・非栽培槽１３・・・栽培槽特許出願人　　日　揮　株　式　会　社同　　　　　　
　砂　　研　　株　　式　　会　　社代理人　弁理士　
　　須　賀　総　夫第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）下部から上部に向つて順に、水平透過性の層、水
の流通可能な層、毛管上昇遮断層および栽培土の層から
なり、栽培土の層内に冷却手段を設け、毛管上昇遮断層
の層内に水捕集手段を設け、栽培土の表面を蒸散防止シ
ートでおおった植物栽培床の前記水の流通可能な層に温
水を供給し、温水が前記毛管上昇遮断層を超えて栽培土
の層に至らないよう地下水位を調節しながら水分を蒸発
させて水蒸気を上昇させ、前記栽培土の層内に設けた冷
却手段により水蒸気を冷却凝縮させて生じる凝縮水を前
記水捕集手段により捕集して回収し、利用することを特
徴とする植物栽培法。
（２）毛管上昇遮断層が、グレーテイングおよびその上
に敷いた布または不織布または水蒸気透過性のシートに
より保持された栽培土の下の空間である特許請求の範囲
第１項に記載の植物栽培法。
（３）水捕集手段として、多孔板からなるトレイを傾け
て設け、多孔板の孔を通して栽培土中に水蒸気を上昇さ
せ、そこで冷却凝縮させて栽培土を湿潤状態に保つとと
もに、多孔板上に滴下し捕集された水を傾斜に従って流
下させて回収する特許請求の範囲第１項に記載の植物栽
培法。
（４）水捕集手段として、開口部を有しない板を栽培土
に接してその直下に傾けて設け、この板の下面で凝縮し
捕集された水を傾斜に従って流下させて回収する特許請
求の範囲第１項に記載の植物栽培法。
（５）冷却手段が冷媒を流通させる管であって、冷媒と
して前記の漏水の温度より低い温度の水、海水、地下カ
ン水および有機質熱媒体からえらんだものを用いる特許
請求の範囲第１項に記載の植物栽培法。
（６）水平透過性の層と水の流通可能な層とが、地上に
設置するかまたは地中に埋設した、コンクリート製また
はプラスチック製の樋により形成されたものである特許
請求の範囲第１項に記載の植物栽培法。
（７）自然に、または産業の排出物として生じる温水を
供給して実施する特許請求の範囲第１項ないし第６項の
いずれかに記載の植物栽培法。
（８）昼間と夜間とで地温が著しく異なる気象条件下に
実施する特許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれか
に記載の植物栽培法。
（９）太陽熱を利用して温度を高めた海水、地下カン水
または必要に応じて加熱した海水、地下カン水を供給し
て実施する特許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれ
かに記載の植物栽培法。
（１０）植物栽培床に隣接して、下部から上部に向つて
順に、水平透過性の層、水の流通可能な層およびその上
の空間からなり、空間内に冷却手段およびその下方に水
捕集手段を設け、前記水の流通可能な層に温水を供給し
て水分を蒸発させ、上昇した水蒸気を前記冷却手段によ
り冷却し、凝縮水を前記水捕集手段により捕集して回収
し、利用することを特徴とする植物栽培法。